手持設備中超小型元器件的發展趨勢
過去, 500kHz開關頻率,需要的電感的范圍是4.7~10μH。但是現在,開關頻率已經提高到1~6MHz,電感值降到1μH,如圖1所示。
提高開關頻率有優點也有缺點。隨著開關頻率提高,開關器件損耗也在增加,效率降低。所以,不能不考慮電路及其他器件的發展而一味地提升開關頻率。
當開關頻率為300kHz時,需要的電感的尺寸大小為4.0mm×4.0mm×1.8mm;當開關頻率提高到1.5MHz時,則需要更小的電感,尺寸為3.0mm×3.0mm×1.0mm,以便滿足小型體積的設計。開關頻率進一步提高,電感值也會相應地降低,從而允許采用體積更小的電感。
電感的厚度也在不斷變薄。就在幾年前,大多數手機電感的厚度是2.0mm,而現在,電感厚度已經降到1.0mm。即便這樣,由于尺寸原因、設計因素以及性能上的考慮,設計者仍然需要更薄、更高效率的電感。
體積優化的電感
在空間受限的設計中使用線繞電感的原因是,它具有sleeveless和coreless結構,這種電感僅僅由一個drum core構成,采用一種專門的鐵氧體粉末涂布技術制成。
這種結構的電感在drum core和sleeve core之間沒有空氣,從而,使電感能抵抗渦流湍流,降低對交變電流的阻抗。而且,由于樹脂涂布技術,這種結構的電感非常堅固,并且能帶來更高的電源效率,而這一點對小型手持設備至關重要。另一種體積優化的線繞電感設計方案是減少所有結構上可能的浪費空間,這樣做的結果是,同傳統電感相比,可以減少電感表面積達50%,并且大大降低直流阻抗,同時仍然保持較高的額定電流和低Rdc。
未來的趨勢
展望未來,來自手機,包括智能手機的需求將持續增長。面向印度和巴西這樣的發展中國家的低成本手機設計將成為巨大的市場增長點。
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