高頻功率電感需求日漲,前景一片光芒
出處:t14495716 發(fā)布于:2012-10-18 16:23:09
電感器定義
電感器的權(quán)威解釋是能夠把電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲(chǔ)起來(lái)的元件。電感器的結(jié)構(gòu)類似于變壓器,但只有一個(gè)繞組。電感器具有一定的電感,它只阻止電流的變化。如果電感器中沒(méi)有電流通過(guò),則它阻止電流流過(guò)它;如果有電流流過(guò)它,則電路斷開時(shí)它將試圖維持電流不變。電感器又稱扼流器、電抗器、動(dòng)態(tài)電抗器。功率電感是分帶磁罩和不帶磁罩兩種,主要由磁芯和銅線組成。 在電路中主要起濾波和振蕩作用。
電感器歷史回顧
原始的電感器是1831年英國(guó)M.法拉第用以發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的鐵芯線圈。1832年美國(guó)的J.亨利發(fā)表關(guān)于自感應(yīng)現(xiàn)象的論文。人們把電感量的單位稱為亨利,簡(jiǎn)稱亨。19世紀(jì)中期,電感器在電報(bào)、電話等裝置中得到實(shí)際應(yīng)用。1887年德國(guó)的H.R.赫茲,1890年美國(guó)N.特斯拉在實(shí)驗(yàn)中所用的電感器都是非常的,分別稱為赫茲線圈和特斯拉線圈。
高頻功率電感器需求和產(chǎn)能日漲
在高頻電子設(shè)備中,印制電路板上一段特殊形狀的銅皮也可以構(gòu)成一個(gè)電感器,通常把這種電感器稱為印制電感或微帶線。在智能系列產(chǎn)品的接受度和使用度大幅提高的現(xiàn)代社會(huì),高頻電感器的產(chǎn)能也隨之高漲。移動(dòng)電話、相機(jī)、筆記本電腦的磁盤驅(qū)動(dòng)器以及便攜式音頻播放器只是少數(shù)還在使用的傳統(tǒng)電子元件,現(xiàn)在需要更多的是功率電感器。將日益復(fù)雜的電路整合到更加狹小的電路板空間中的巨大的市場(chǎng)壓力導(dǎo)致了性能更佳的、極具競(jìng)爭(zhēng)力的、更為精巧的終端元件的需求增大。電路板上的大功率轉(zhuǎn)化終端元件的廣泛應(yīng)用也導(dǎo)致了高效率直流轉(zhuǎn)換器和更精細(xì)電感器需求的增加。為了適應(yīng)這一挑戰(zhàn),元件制造商都花重金在材料與制作上發(fā)展、生產(chǎn)和改善繞線和多層片式電感器,用具有相等或更好的性能的但也更加精細(xì)的設(shè)計(jì)來(lái)迎合市場(chǎng)的需要。
功率電感器發(fā)展趨勢(shì):
1、精細(xì)功率電感器 在便攜式電子產(chǎn)品的電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)當(dāng)中,面臨的挑戰(zhàn)是,既要提高電源供應(yīng)器的工作效率還要減小它的尺寸,也就是說(shuō)要設(shè)計(jì)在電力供應(yīng)設(shè)計(jì)中使用的電感器。解決此難題的辦法之一是,提高DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率,這是影響低電感和小尺寸元件的關(guān)鍵。由負(fù)荷波動(dòng)引起的瞬態(tài)響應(yīng)較低的電感值是抵消了更好的。在這種情況下,伴隨著負(fù)載波動(dòng)所引起的更快的瞬態(tài)響應(yīng),低電感值因高頻率而偏移。
但是,有得必有失,提高開關(guān)頻率的同時(shí)也增加了開關(guān)損耗,這同樣會(huì)導(dǎo)致工作效率的降低。由于其他重要電路設(shè)計(jì)之間相互作用會(huì)影響器件性能這一特點(diǎn),所以僅僅靠增加開關(guān)頻率并非易事。
近期,開關(guān)頻率一直保持在500kHz左右而電感在4.7~10μH,這些因素包括提供更好的電路設(shè)計(jì),改進(jìn)材料,完善制造技術(shù),都能讓開關(guān)頻率保持在1MHz以下。
然而,內(nèi)部電路的進(jìn)一步細(xì)化使得開關(guān)頻率已經(jīng)高達(dá)3MHz,但同時(shí)電感值也低于了2.0H。據(jù)推算,6~8MHz的開關(guān)頻率以及低于1H的電感值并不常見,這就導(dǎo)致了電感器小型化的戲劇性。
2、較高的開關(guān)頻率
1-A級(jí)電感器的發(fā)展趨勢(shì)是小包裝,低電感和更快的開關(guān)頻率。例如擁有300kHz開關(guān)頻率但面積只有16或36mm2的電感器將被廣泛使用。使用一個(gè)9mm2大小的電感器能將開關(guān)頻率提高為1.5MHz,這表明在增加開關(guān)頻率的同時(shí)也在相應(yīng)地減小尺寸。未來(lái)要提供更精細(xì)電感器的關(guān)鍵在于部件制造商是否有能力通過(guò)在電路設(shè)計(jì)、材料和制造等方面的不斷進(jìn)步來(lái)降低電感和提高開關(guān)頻率。
手機(jī)用電感器技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)在包裝厚度上顯現(xiàn)了出來(lái),例如,從兩三年前2mm到現(xiàn)在的1mm。該技術(shù)的顯著改善讓靠超薄元件支持器件的微型化趨勢(shì)持續(xù)吸引著電子產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)。即便如此,單純靠使用較小的電感器也不是一個(gè)完善的解決方案。
3、繞線改善
規(guī)模較小的便攜式設(shè)備需要更緊湊的更高效率的DC/DC轉(zhuǎn)換器,靠這些補(bǔ)充設(shè)備的強(qiáng)大功能來(lái)限度的完善電池能量。盡管大的元件難以同時(shí)縮減電感尺寸和保持較低阻抗,廠商們依然在通過(guò)更好的設(shè)計(jì),改進(jìn)材料科學(xué),提高制造技術(shù)來(lái)減少電感器尺寸。
以上三個(gè)功率電感器的發(fā)展趨勢(shì)也正是邁翔科技對(duì)于高頻功率電感器的發(fā)展方向,先研究技術(shù)人員都朝著這個(gè)方向不斷的嘗試、創(chuàng)新、研究和發(fā)展中。有這方面興趣的伙伴歡迎參與,獻(xiàn)上您寶貴的意見和建議,讓我們一起進(jìn)步。
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