Индукторы 1800 нГн для широкополосного применения, сверхмощные ВЧ дроссели 10 МГц - 20 ГГц

Обзор продукта

HALT60008 — широкополосный конический индуктор, оптимизированный для сетей инжекции постоянного тока с высокой нагрузкой по току. Он обеспечивает номинальную индуктивность 1800 нГн (1,8 мкГн) в диапазоне от 10 МГц до 20 ГГц, намотан тонкой медной проволокой диаметром 0,08 мм и рассчитан на непрерывный ток смещения постоянного тока 500 мА. Диапазон рабочих температур составляет от -55°C до +125°C.

Технические характеристики

Схема цепи смещения с обработкой постоянного тока 500 мА

В цепи смещения дроссель должен одновременно проводить ток смещения постоянного тока к активному устройству и представлять высокий ВЧ-импеданс в полосе пропускания сигнала. HALT60008 специально разработан для применений, где оба требования существенны — 500 мА постоянного тока в сочетании с широкополосной ВЧ-изоляцией от 10 МГц до 20 ГГц.

Топология схемы

• Путь ВЧ-сигнала: Микрополосковая линия или копланарный волновод с сопротивлением 50 Ом, соединяющий порт 1 с портом 2. Узкий конец индуктора в виде конуса припаивается непосредственно к этой линии в месте разветвления.
• Инжекция постоянного тока смещения: Широкий конец подключается к площадке подачи постоянного тока. Широкополосная схема блокировочных конденсаторов (100 пФ параллельно с 10 нФ керамическими) шунтирует остаточный ВЧ-сигнал на землю.
• Характеристики пути постоянного тока: При номинальном токе 500 мА сопротивление обмотки постоянному току около 1,8 Ом создает падение напряжения ~0,9 В. Конструкция с воздушным сердечником гарантирует, что индуктивность остается постоянной независимо от уровня постоянного тока — отсутствует эффект насыщения магнитного сердечника.
• ВЧ-изоляция: Индуктивность 1800 нГн создает импеданс >2,0 кОм в номинальном диапазоне, что эквивалентно >66 дБ ВЧ-изоляции от постоянного тока относительно 50 Ом.

Тепловой анализ для непрерывной работы при 500 мА

Пропускание 500 мА через проводник диаметром 80 мкм требует проверенного теплового расчета. HALT60008 разработан для этой рабочей точки с помощью следующих мер:

• Материал проводника: Бескислородная медь высокой проводимости (OFHC, 99,99% Cu) минимизирует сопротивление постоянному току. При температуре окружающей среды 25°C типичное сопротивление постоянному току составляет приблизительно 1,8 Ом, что приводит к рассеиваемой мощности I²R около 450 мВт при номинальном токе.
• Контроль повышения температуры: Указанное ΔT ≤ 15°C предотвращает положительный температурный коэффициент обратной связи, при котором более высокая температура увеличивает удельное сопротивление меди (+0,39%/°C), что еще больше увеличивает рассеиваемую мощность.
• Механизм охлаждения: Открытая конструкция с воздушным сердечником обеспечивает естественное излучение и конвекцию. Воздушный зазор 0,5 мм вокруг корпуса катушки обеспечивает номинальную работу. Заливочный компаунд не удерживает тепло внутри.
• Запас изоляции: Полиимидная эмаль рассчитана на непрерывную работу при 200°C. В наихудшем случае при температуре окружающей среды +125°C с саморазогревом 15°C (температура перехода 140°C) изоляция работает с запасом 60°C.
• Отсутствие потерь в сердечнике: В отличие от ферритовых дросселей, которые рассеивают дополнительную энергию из-за гистерезиса и вихревых токов, HALT60008 с воздушным сердечником не имеет компонента магнитных потерь. Все рассеивание происходит только за счет предсказуемых медных потерь I²R.

Пошаговая процедура сборки

Шаг 1 — Физическое выравнивание и ориентация

Расположите маленький конец (вершину конуса) индуктора направленным вниз, перпендикулярно (≈90°) к микрополосковой линии передачи ВЧ. Угловое отклонение вызывает асимметричное взаимодействие полей, что ухудшает коэффициент отражения S11 выше 15 ГГц.

Шаг 2 — Подключение вывода вершины

Припаяйте вывод вершины непосредственно к микрополосковой линии с сопротивлением 50 Ом. Обрежьте вывод между паяным швом и первым витком до ≤ 0,3 мм. На частоте 20 ГГц даже избыточный вывод длиной 0,5 мм добавляет приблизительно 0,3 нГн паразитной последовательной индуктивности, что измеримо смещает входное согласование.

Шаг 3 — Подключение основания к узлу смещения постоянного тока

Припаяйте широкий вывод основания к входной площадке смещения постоянного тока. Разместите керамические блокировочные конденсаторы 100 пФ и 10 нФ в пределах 1 мм от этой площадки, чтобы минимизировать индуктивный контур между дросселем и ВЧ-землей.

Шаг 4 — Эпоксидная фиксация

Нанесите одну микрокаплю (~0,3 мм в диаметре) непроводящего эпоксидного клея с низким газовыделением (рекомендуется Epotek H70E или H65) на боковую сторону обмотки, где она контактирует с подложкой. Этот шаг обязателен: без эпоксидной фиксации катушка с воздушным сердечником может вибрировать под воздействием акустических или механических нагрузок, модулируя расстояние между витками (микрофонный эффект) и внося фазовый шум. Не инкапсулируйте катушку полностью — избыточный диэлектрик добавляет нежелательную шунтирующую емкость.

Шаг 5 — Термопрофиль пайки

Контролируемая температура паяльника: 280–320°C. Время выдержки: ≤ 3 секунд на соединение. Проводник диаметром 0,08 мм допускает немного более длительный нагрев, чем варианты диаметром 0,05 мм. Полностью совместим со свинцово-оловянным припоем SAC305 и высокотемпературными эвтектическими припоями золото-олово (AuSn) или свинец-олово (PbSn).

Экологическая надежность

• Термоциклирование: Отсутствие несоответствия КТР. Медная обмотка является единственным конструкционным материалом. Отсутствует интерфейс феррит-медь или керамика-медь, который мог бы треснуть при термоциклировании между -55°C и +125°C.
• Виброустойчивость: При применении эпоксидной фиксации сборка соответствует MIL-STD-202 Метод 204 (вибрация) и Метод 213 (механический удар). Низкая масса конструкции с воздушным сердечником обеспечивает резонансную частоту выше типичных спектров возбуждения.
• Хранение: Гарантированный срок хранения 12 месяцев при хранении при температуре 20–25°C и относительной влажности 40–60% в антистатических лотках. Позолоченные / луженые выводы устойчивы к окислению во время хранения.

Сценарии применения по рынкам

Часто задаваемые вопросы

В: Может ли HALT60008 выдерживать кратковременные токи выше 500 мА?
О: Номинальное значение 500 мА предназначено для непрерывной работы при постоянном токе при температуре окружающей среды +125°C. Возможны кратковременные более высокие токи при условии, что усредненное по времени рассеивание остается в пределах лимита ΔT ≤ 15°C. Для длительной работы при токах выше 500 мА свяжитесь с Hoan по поводу вариантов конических катушек с индивидуальным сечением провода.

В: Предоставляет ли Hoan 3D-модели для механической интеграции?
О: Да. Полные 3D-модели STEP и данные симуляции высокочастотных S-параметров (.s2p) в диапазоне от 10 МГц до 20 ГГц доступны для поддержки интеграции в САПР и проектирования ВЧ-цепей. Также может быть предоставлена параметрическая 3D-модель HFSS EM для совместной симуляции с печатной платой.

В: Каковы требования к хранению для предотвращения потускнения выводов?
О: HALT60008 поставляется в стандартных антистатических лотках. Хранить при температуре 20–25°C и относительной влажности 40–60% в чистой комнате. Выводы с золотым/оловянным покрытием устойчивы к окислению, и рекомендуемый срок хранения составляет 1 год при этих условиях.

В: Чем эта модель отличается от варианта HALT60008A?
О: Обе модели имеют идентичные основные характеристики (1800 нГн, провод 0,08 мм, 10 МГц–20 ГГц, 500 мА). Документация HALT60008 содержит рекомендации по применению для проектирования цепей смещения, тепловой анализ для непрерывной работы при постоянном токе 500 мА, квалификацию по экологической надежности и подробное пятишаговое руководство по сборке. Документация HALT60008A охватывает электромагнитные принципы конической геометрии и общие рекомендации по интеграции. Выбирайте в зависимости от того, является ли ваш основной рабочий процесс проектированием цепей смещения или общей ВЧ-развязкой.

В: Каково время производства?
О: Товары со склада отправляются в течение 3 рабочих дней. Производственные заказы обычно отправляются в течение 15–25 рабочих дней в зависимости от количества. Свяжитесь с Hoan для получения актуальных сроков поставки и оптовых цен.