自動車用途のパワーインダクタ。 ADAS、EV 自動車の電動化におけるパワーインダクタ

近年、自動車は大きな変革を迎えています。 ADAS（先進運転支援システム）※1の登場や電気自動車への移行、インフォテインメントの高度化など、クルマは先進的な電子機器といえるまでに進化しています。 電子部品はこの変革において重要な役割を果たしています。 本稿では、自動車のさらなる進化を支える電子部品、車載用パワーインダクタに迫ります。

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カーボンニュートラルへの世界的な注目の高まりを背景に、大手自動車メーカーが相次いで電気自動車（EV）市場への参入を表明している。 xEV は、部分的または全体的にバッテリーとモーターで駆動される車両を指し、この傾向をリードしています。 自動車業界でも、カメラやセンサーで周囲の情報を検知して運転を支援するADASや自動運転技術の開発が加速するなど、大きな技術革新の波が押し寄せています。

EV化やエレクトロニクス化に伴い、エンジン、モーター、ブレーキ、センサーなどを制御するコンピューターであるECU（Electronic Control Unit）※2の搭載数が増加しています。 実際、最新の自動車には 100 を超える ECU が搭載されています。

カテゴリ別の車載ECU

すべての ECU には、バッテリーの電圧を最適なレベルに調整する DC-DC コンバーターが含まれています。 パワーインダクタは、これらのコンバータの性能を決定する重要な部品です。 インダクタは、交流 (AC) に対して抵抗のように動作しながら、直流 (DC) を自由に通過させます。 高速スイッチングを実行する IC と組み合わせることで、DC-DC コンバータが電圧を必要なレベルに変換できるようになります。

パワーインダクタはその構造により巻線型、積層型、薄膜型に大別されます。 巻線タイプは大電流を流せるのが特徴です。 フェライトまたは軟磁性金属コアと組み合わせたさまざまな製品が利用可能です。 積層タイプや薄膜タイプは小型化・薄型化が可能です。 近年、より大きな電流を処理できるようになりました。 ECUには制御するデバイスに最適なDC-DCコンバータが必要なため、独自の特性を持った幅広いパワーインダクタ製品が必要となります。

車載用パワーインダクタの需要予測

自動車に搭載されるECUの増加に伴い、インダクタやコンデンサ、EMC製品などの電子部品の需要が急増しています。 車載用インダクタの世界需要は今後も拡大し、2030年には2020年の約2倍に達すると予想されています。(TDK調べ)

xEV と自動運転の進化に伴い、車載電子部品の性能要件も高まります。 乗員や周囲の安全は自動運転や衝突安全システムなどの自動車機能と密接に関係しているため、電子部品にはこれまで以上に信頼性と高性能が求められています。 また、DC-DCコンバータはサイズと重量を削減するために高周波スイッチングを行う傾向にあるため、パワーインダクタも高周波に対応できる必要があります。

TDKは、ADAS、センサー、画像処理などの役割に基づいて、異なるインダクタンスと電流要件を持つECUをサポートするために、車載アプリケーション向けに設計されたパワーインダクタの広範なラインナップを提供しています。 故障のリスクを極限まで低減することで堅牢な信頼性を実現し、自動運転技術の高度なニーズに応えます。 また、ノイズに対しても耐性があり、スイッチング素子の動作周波数がますます高くなるにつれて、その利点が補完されます。

車載用パワーインダクタのポートフォリオ

TDK株式会社磁気事業グループの大久保仁氏がTDKの車載用パワーインダクタの強みについて語った。 「近年、ADASや自動運転などの安全機能の強化、インフォテインメント機能の充実、テレマティクスなどにより、自動車はよりスマートになっています。 自動車に搭載される電子機器の数は今後も増加することが予想されており、当社製品の活躍の場が大きく広がることが期待されます。 しかし同時に、電子機器の故障は自動車の安全に重大な悪影響を与えるようになったため、「欠陥ゼロ」の品質に対する要求がこれまで以上に高まっています。 TDKでは、巻線、積層、薄膜などのさまざまな工法を活用し、小型・高機能・高信頼性のインダクタ製品を提供しています。 特に車載用に設計された薄膜パワーインダクタは、TDKが長年培ってきた磁性材料技術と独自の薄膜技術を融合させ、従来品では得られない特性を実現しており、小型でありながら優れた特性と高い信頼性を実現しています。 今後もお客様の用途に合わせた幅広い製品を提供し、市場のニーズにお応えしてまいります。」