電子技術(shù)的發(fā)展,移動(dòng)設(shè)備的多功能化,電源電路的工作電壓也變得多樣化。以典型的手機(jī)為例,開始最基本的功能是通話,現(xiàn)在功能發(fā)展多元化,如:相機(jī)、廣播、電視等各種功能已經(jīng)非常普遍了。這些功能的工作所需的電壓各不相同,為此,電池電壓必須通過電源轉(zhuǎn)換電路將其電壓轉(zhuǎn)換成各電路正常工作所需電壓。
功率電感大多采用電源轉(zhuǎn)換效率較高的開關(guān)控制器(通常稱作DC-DC轉(zhuǎn)換器)。
此外,在移動(dòng)設(shè)備多功能化進(jìn)程中,對機(jī)器的小、薄化要求也逐步提升。為此就必須減少元件的使用數(shù)量,或者將元件做到更小。此對策是借由提高DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率,減小必要的功率電感和電容的額定參數(shù)值,以此來適應(yīng)元件的小型化。
將集中控制電源的PMIC(Power Management IC)的開關(guān)頻率,將從一直使用的1MHz變?yōu)?MHz,還有管理單獨(dú)電源的DC-DC轉(zhuǎn)換器IC中主流頻率一直是3~4MHz,對于此種情況,作為主要元件的功率電感就需要1.0uH到2.2uH的低感值產(chǎn)品。而開關(guān)頻率數(shù)的提高使靜噪成為必須,為了解決這些課題,推動(dòng)了功率電感的開發(fā)。
手機(jī)電源電路功率電感的必要特性
在此闡述多功能小型手機(jī)的電源電路對功率電感的形狀和特性的要求。主要有以下三項(xiàng)。
體積小,厚度薄
擁有能夠適應(yīng)電源電路高電源轉(zhuǎn)換效率的特性
在電源工作狀態(tài)下?lián)碛锌乖肼暷芰?BR>
村田制作所開發(fā)了對應(yīng)電源電路小型化需求的疊層型
功率電感LQM2HP(2520尺寸)、LQM2MP(2016尺寸)系列。這些功率電感都是符合集合PMIC和電源供給端的基帶IC等1.0mm厚封裝趨勢的超薄設(shè)計(jì)。
針對小型電源電路開發(fā)的疊層型功率電感
對應(yīng)小型、薄型需要的功率電感及其主要性能
通過直流電流后感值偏執(zhí)特性良好,可以作為各功率電感的特長。電流-感值偏執(zhí)特性是指功率電感通電時(shí),電流變大引起感值下降的性質(zhì)。這是疊層型功率電感的封閉磁路構(gòu)造導(dǎo)致的磁通量飽和引起的,因此為了克服這個(gè)弱點(diǎn),開發(fā)新技術(shù)以降低疊層鐵氧體中的磁通量分布,從而改善電流的疊加特性,最后反映在各個(gè)產(chǎn)品上。
電源電路(DC-DC轉(zhuǎn)換器)的高電力變換效率特性
DC-DC轉(zhuǎn)換器的電源轉(zhuǎn)換效率和功率電感性能之間的關(guān)聯(lián)如圖3所示。PFM是指手機(jī)在待機(jī)狀態(tài)下保持低電流負(fù)荷的模式,這時(shí)電源轉(zhuǎn)換效率性能是與功率電感的Rac (交流電阻) 以及電流-感值偏執(zhí)特性相關(guān)。圖4當(dāng)中顯示了各功率電感的Rac特性以及圖5中開關(guān)頻率數(shù)是4MHz的DC-DC轉(zhuǎn)換器IC的電源轉(zhuǎn)換效率特性。
Rac特性,LQM系列產(chǎn)品能夠充分抑制Rac。同時(shí),電流-感值偏執(zhí)特性中顯示,它在電流通電時(shí)也能確保高感值,擁有良好的電力變換效率特性。這些性能能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)在待機(jī)狀態(tài)下的高電力變換效率,對延長電池壽命做出貢獻(xiàn)。
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