Wsparcie techniczne jest bardzo istotne
W przypadku systemów konwersji energii elektrycznej bardzo istotne jest kompetentne wsparcie techniczne, faktycznie pełniące funkcję konsultacji i weryfikacji inżynierskich pomysłów. Nie da się ukryć, że osiągnięcie wysokich parametrów w przypadku systemu zasilania, przy niskim koszcie, łatwości produkcji od strony technologicznej, a także w takim aspekcie, aby projekt bazował na dostępnych bez kłopotu materiałach, nie jest łatwe. O pomyłkę, przeszacowanie lub niedopatrzenie projektowe jest bardzo łatwo, bo niezawodne przełączanie dużych mocy wymaga uwzględnienia wielu zjawisk, w tym zapanowania nad stanami nieustalonymi wynikającymi z niesymetrii, reaktancji pasożytniczych oraz pracy na krawędzi możliwości materiałów magnetycznych.
Wsparcie techniczne zawsze było i jest czynnikiem wspierającym sprzedaż w każdym sektorze, niemniej w tym obszarze jego znaczenie jest szczególne, bo tematy związane z impulsowymi systemami zasilania, materiałami magnetycznymi i zjawiskami zachodzącymi w elementach indukcyjnych są bezsprzecznie trudne.
Zestawienie głównych problemów rynku
Listę głównych problemów rynku otwiera sytuacja w gospodarce europejskiej oraz krajowej. Pozostałe kryteria, czyli wojna na Ukrainie i problemy z zaopatrzeniem wynikające ze źle działających łańcuchów dostaw, mają znaczenie znacznie mniejsze, wręcz drugorzędne. Niestety to, co dzieje się za granicą, jest problemem dla rynku, bo zlecenia eksportowe na produkcję i produkty przez lata ratowały nasze bilanse i łagodziły mizerię krajowego biznesu. Dopóki sytuacja u naszych sąsiadów się nie poprawi, jakościowej zmiany nie będzie. Trudno też ocenić, jak potoczy się sytuacja w geopolityce i jaki będzie miała wpływ na rynek. Jak wiadomo, biznes lubi stabilność i przewidywalność relacji, stąd im więcej konfliktów, niepokoju, tym większa może być chęć do ograniczania ryzyka.
Miniaturyzacja
Współczesne urządzenia elektroniczne są z generacji na generację coraz mniejsze, a znaczenie elektroniki mobilnej na rynku stale się pogłębia. Trend miniaturyzacji dotyczy też systemów zasilania, elektromobilności i przemysłowych urządzeń energoelektronicznych, których gęstość mocy sukcesywnie rośnie. Nowoczesne elementy indukcyjne są bardzo istotnym elementem takich zmian, gdyż osiągnięcie wysokiej sprawności jest możliwe m.in. dzięki dostępności miniaturowych dławików i transformatorów bazujących na niskostratnych materiałach magnetycznych o zwartej konstrukcji mechanicznej, zapewniającej małe reaktancje pasożytnicze, emisję zaburzeń i takich, które mają gabaryty pozwalające na łatwą integrację w urządzeniu.
Poza układami konwersji energii cała reszta elementów indukcyjnych też jest coraz mniejsza. Dotyczy to filtrów, cewek w.cz., dławików lub transformatorów sygnałowych, które nie mogą górować gabarytami nad resztą elektroniki. Dążenie do miniaturyzacji widać w tym, jak wiele mamy dzisiaj na rynku kształtek ferrytowych o płaskiej i zwartej konstrukcji oraz karkasów z końcówkami do montażu SMT.
Najważniejsze dla klientów cechy ofert brane pod uwagę przy kupowaniu elementów indukcyjnych
Zestawienie najważniejszych czynników ofert branych pod uwagę przez klientów poszukujących elementów indukcyjnych otwiera oczywiście cena, co jest standardem we wszystkich takich rankingach dotyczących podzespołów elektronicznych. Drugą pozycję na wykresie zajęła jakość wykonania, a trzecią termin dostawy komponentów. Kolejne pola o wskazaniu już poniżej 50% uwypuklają znaczenie wersji na zamówienie, co jest cechą szczególną rynku elementów indukcyjnych i podstawą biznesu dla producentów krajowych, długotrwała współpraca z dostawcą, jego kompetencje techniczne i zapewniane wsparcie techniczne.
Za praktycznie nieistotne uznano kryteria takie jak długoletnia współpraca z dostawcą lub możliwość kompleksowego zaopatrzenia w jednym miejscu, co przekonuje, że nie ma dzisiaj miejsca na sentymenty. Może to być też sygnał, że dostawcy wykorzystują stałe relacje i warunki handlowe w ten sposób, że dla nowych klientów są często lepsze.
Miniaturyzacja zaciera też typowy podział konstrukcyjny na rdzeń, karkas i uzwojenie. Karkas i wyprowadzenia integruje się z rdzeniem, a uzwojenie umieszcza w środku zamkniętej konstrukcji magnetycznej po to, aby poprawić stopień ekranowania oraz odporność środowiskową. Tym samym wiele nowoczesnych podzespołów indukcyjnych wizualnie wygląda tak, jakby składały się wyłącznie z rdzenia. Jest to ważne z punktu zapewnienia kompatybilności elektromagnetycznej, gdyż niewielkie, ale wydajne aplikacje dużej mocy działają przy dużych częstotliwościach. Pozwala to użyć mniejszych elementów indukcyjnych, ale jednocześnie wymusza zapewnienie lepszej ochrony przez emisją zaburzeń.
Kompatybilność elektromagnetyczna
Poza miniaturyzacją na rynek pozytywnie oddziałują zagadnienia związane z kompatybilnością elektromagnetyczną. W układach impulsowych panowanie nad emisją jest ważną i niełatwą częścią pracy inżynierskiej, dlatego każde rozwiązanie układowe lub komponent, które wyraźnie w tym pomaga, jest w tych działaniach cenną pomocą. Widać to między innymi po tym, że konstrukcja elementów indukcyjnych staje się zwarta i zabudowana materiałem magnetycznym, a uzwojenia są ukrywane we wnętrzu, bo ogranicza to zaburzenia. Konstrukcje otwarte, takie jak dławiki szpulkowe, są wypierane przez rozwiązania na rdzeniach toroidalnych, można też powiedzieć, że mamy renesans rdzeni o kształtach podobnych do kubkowych – patrz też ramka.
Ważne i poszukiwane wersje elementów indukcyjnych
W zakresie elementów indukcyjnych za najbardziej poszukiwane wersje wykonania uznano elementy "małe, ale wydajne", a więc przeznaczone do montażu powierzchniowego, bazujące na nowoczesnych materiałach magnetycznych, które mają dużą indukcję nasycenia i mogą pracować z dużymi prądami roboczymi. Takiego typu dławiki i transformatory przeznaczone są do elektroniki dużej mocy, konwerterów, ładowarek, napędów i podobnych urządzeń, gdzie liczy się duża gęstość mocy. Na drugiej pozycji uplasowały się wersje zalewane i impregnowane, a więc odporne na czynniki środowiskowe, czyli zapewniające poszukiwaną na rynku trwałość. Zalewanie i impregnowanie poprawiają ponadto odprowadzanie ciepła i znakomicie ograniczają emisję akustyczną wywołaną efektem magnetostrykcyjnym oraz drganiem uzwojenia, co jest bardzo istotne w układach oświetleniowych. Trzeci czynnik, płaskie i upakowane, to podzbiór kryterium pierwszego, jeszcze bardziej uwypuklający znaczenie miniaturyzacji.
Wysoka sprawność
Postęp w miniaturyzacji urządzeń elektronicznych, w tym także systemów zasilających (zasilaczy, ładowarek, przetwornic, falowników, napędów silników), powoduje, że rośnie zainteresowanie technologiami i rozwiązaniami zapewniającymi wysoką sprawność konwersji energii elektrycznej. Im jest ona lepsza, tym mniej wydziela się ciepła i całość może być mniejsza i bardziej upakowana. Ponadto przy dużej sprawności łatwiej jest zapewnić działanie w szerokim zakresie temperatur, bez wymuszonej konwekcji itd. Duża sprawność jest też kluczem do długiego czasu działania urządzeń zasilanych z baterii oraz na drugim biegunie, do ograniczenia kosztów eksploatacji systemów dużej mocy.
Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rozwoju rynku
Za najważniejszy czynnik prorozwojowy dla rynku elementów indukcyjnych uznano presję na jakość i zaawansowanie techniczne w branży, co sprzyja popytowi na elementy kastomizowane i projektowane pod aplikację, wykorzystujące nowoczesne materiały magnetyczne i techniki nawijania. Takie wersje stanowią awangardę produktową rynku, są cenniejsze od typowych produktów katalogowych.
Znajdująca się na drugim miejscu impulsowa konwersja energii elektrycznej jest standardem i podwaliną wielu nowoczesnych aplikacji, a rozwój tego obszaru techniki jest wprost pochodną dostępności zaawansowanych indukcyjności, stąd jej wysoka pozycja jest naturalna w takim zestawieniu. W dalszej kolejności na wykresie uplasował się szybki rozwój rynku elektroniki i związana z nim większa komplikacja, gęstość upakowania, parametry (wydajność) podzespołów indukcyjnych.
Sprawność to także klucz do efektywnej miniaturyzacji, gdyż im mniej wydziela się ciepła w elementach tym ciaśniej można je umieszczać. Kluczem do uzyskania małych strat są nowoczesne półprzewodniki oraz elementy indukcyjne wykonane na małostratnych materiałach magnetycznych pracujących na wysokich częstotliwościach.
