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功率电感发展趋势

  移动电话、相机、笔记本电脑的磁盘驱动器以及便携式音频播放器只是少数还在使用的传统电子元件，现在需要更多的是功率电感器。将日益复杂的电路整合到更加狭小的电路板空间中的巨大的市场压力导致了性能更佳的、极具竞争力的、更为精巧的终端元件的需求增大。

  电路板上的大功率转化终端元件的广泛应用也导致了高效率直流转换器和更精细电感器需求的增加。为了适应这一挑战，元件制造商都花重金在材料与制作上发展、生产和改善绕线和多层片式电感器，用具有相等或更好的性能的但也更加精细的设计来迎合市场的需要。

  1、精细功率电感器在便携式电子产品的电源供应器设计当中，面临的zui大挑战是，既要提高电源供应器的工作效率还要减小它的尺寸，也就是说要设计在电力供应设计中zui好使用zui小的电感器。解决此难题的办法之一是，提高DC/DC转换器的开关频率，这是影响低电感和小尺寸元件的关键。由负荷波动引起的瞬态响应较低的电感值是抵消了更好的。在这种情况下，伴随着负载波动所引起的更快的瞬态响应，低电感值因高频率而偏移。但是，有得必有失，提高开关频率的同时也增加了开关损耗，这同样会导致工作效率的降低。由于其他重要电路设计之间相互作用会影响器件性能这一特点，所以仅仅靠增加开关频率并非易事。近期，开关频率一直保持在500kHz左右而电感在4.7～10μH，这些因素包括提供更好的电路设计，改进材料，完善制造技术，都能让开关频率保持在1MHz以下。然而，内部电路的进一步细化使得开关频率已经高达3MHz，但同时电感值也低于了2.0H。据推算，6～8MHz的开关频率以及低于1H的电感值并不常见，这就导致了电感器小型化的戏剧性。

  2、较高的开关频率1-A级电感器的发展趋势是小包装，低电感和更快的开关频率。例如拥有300kHz开关频率但面积只有16或36mm2的电感器将被广泛使用。使用一个9mm2大小的电感器能将开关频率提高为1.5MHz，这表明在增加开关频率的同时也在相应地减小尺寸。未来要提供更精细电感器的关键在于部件制造商是否有能力通过在电路设计、材料和制造等方面的不断进步来降低电感和提高开关频率。手机用电感器技术的进步已经在包装厚度上显现了出来，例如，从两三年前2mm到现在的1mm。该技术的显著改善让靠超薄元件支持器件的微型化趋势持续吸引着全球电子产品消费市场。即便如此，单纯靠使用较小的电感器也不是一个完善的解决方案。

  3、绕线改善规模较小的便携式设备需要更紧凑的更高效率的DC/DC转换器，靠这些补充设备的强大功能来zui大限度的完善电池能量。尽管大的元件难以同时缩减电感尺寸和保持较低阻抗，厂商们依然在通过更好的设计，改进材料科学，提高制造技术来减少电感器尺寸。尽管电感器是相当简单的结构，但为了适应市场微型化的不断需求同时不降低性能，我们仍有许多技术障碍需要克服。

积层电感的特征介绍

积层电感不用绕线，而是采用微米级铁氧体薄片进行叠层，每个磁性层有印刷的导体图案和孔，孔中填充导体材料，从而把上层图案和下层图连结起来，经过加压，烧结，形成一体化的多层电感器，这类片式电感器制作工艺，更适合尺寸微小型化，容易实现规模化大生产，适合高频产品应用。完整的端电极结构，允许 zui 大电流为6.0A，积层电感在较宽的频率范围内有高阻抗及EMI抑制效果，积层电感适合于回流焊和波峰焊。积层电感专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，积层电感还具有吸收静电脉冲的能力。

  积层电感的特点：将电感范围系旬化为1－－33nH；采用Gigaspira积层结构后，实现了比MLG结构更高的自我共振频率，还能抑制GHz频段的Q的降低；是将高频用陶瓷材料和导电体材料积层，烧制而成的完全单片式结构；没有方向性。

 在电子设备的 PCB 板电路中会大量使用感性元件和EMI滤波器元件。这些元件包括贴片电感和贴片磁珠，以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值，载流能力以及其他类似物理特性不同外，通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。在需要使用贴片电感的场合，要求电感实现以下两个基本功能：电路谐振和扼流电抗。谐 振电路包括谐振发生电路，振荡电路，时钟电路，脉冲电路，波形发生电路等等。谐振电路还包括高Q带通滤波器电路。

 要使电路产生谐振，必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容，这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中，电感必须具有高Q，窄的电感偏差，稳定的温度系数，才能达到谐振电路窄带，低的频率温度漂移的要求。高Q电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。标准的径向引出电感和轴向引出电感以及贴片电感的差异仅仅在于封装不一样。

 电感结构包括介质材料(通常为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈，或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。在功率应用场合，作为扼流圈使用时，电感的主要参数是直流电阻(DCR),额定电流，和低Q值。当作为滤波器使用时，希望宽的带宽特性，因此，并不需要电感的高Q特性。低的DCR可以保证zui小的电压降，DCR定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。