フェライトとメタルコンポジットの大きな違いとは

フェライトタイプとメタルコンポジットタイプのインダクタの違いをご存知でしょうか？もしこの2つの違いを正確に理解していなければ、思わぬ事故に繋がる可能性があります。ここではVishay社のインダクタを用いてフェライトコアとメタルコンポジットの特性の比較と動作の違いについて説明します。

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フェライトとメタルコンポジット

パワーインダクタの磁性体

フェライトとメタルコンポジットはパワーインダクタに使用される磁性体の材料です。主流となっていたフェライトに対して、最近ではメタルコンポジットを磁性体としたインダクタが登場しました。メタルコンポジットインダクタは従来のフェライトに対してパワーインダクタとして有利な特性を有している点が特徴です。

SPEEDVAL KITの外観写真

フェライトとメタルコンポジットの特性比較①

フェライトとメタルコンポジットはパワーインダクタとして同じ役割を持ちますが、その性質には大きな差があります。その一つがDC電流に対するインダクタンスの飽和特性です。フェライトはあるDC電流を境に、急激にインダクタンスが低下します。そのため、インダクタの飽和がアプリケーションにとっては非常に危険な状態になる可能性があります。対してメタルコンポジットはDC電流によってインダクタンスが低下する点は同一ですが、急峻にインダクタンスが低下することがありません。そのため、インダクタタンスが飽和しにくいため、より堅牢な設計が可能になります。

フェライトとメタルコンポジットの特性比較②

２つ目が温度に対するインダクタンスの飽和特性です。フェライトは高温になるとインダクタンス値の低下が早くなります。そのため、環境温度によっては過剰なスペックが要求される可能性があります。対してメタルコンポジットは温度によるインダクタンスの変化がほとんどありません。そのため、環境温度を考慮してインダクタを選定する必要がないため、設計をより簡素化できます。

インダクタンスの飽和がどのような影響を及ぼすか

例：一般的な非絶縁DCDCコンバータの電源回路の場合

フェライトの場合、インダクタンスが飽和すると急峻にインダクタンスが低下します。そのため、リップル電流が急峻に増加し、過電流保護が働く前にICに悪影響を及ぼす可能性があります。また、フェライトの場合は温度の増加によってもこの現象が起こり得ます。メタルコンポジットはインダクタンスが飽和してもインダクタンスは徐々に低下するため、電流増加も緩やかです。また、温度によるインダクタンス低下が起こらないため、インダクタの選定が非常に楽になります。