電源轉(zhuǎn)換效率和功率電感性能的解決方案

?? 隨著高新技術(shù)的不斷研發(fā)，各種設(shè)備都已進(jìn)入高端化，作為后備軍，電源電路也有了較為明顯的進(jìn)步。具體來(lái)說(shuō)，以典型的手機(jī)為例，除了原始的通話(huà)功能之外，相機(jī)、廣播、電視等各種功能已經(jīng)成為普遍標(biāo)準(zhǔn)的功能。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(guò)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。大多采用電源轉(zhuǎn)換效率較高的開(kāi)關(guān)控制器（通常稱(chēng)作DC-DC轉(zhuǎn)換器）。

??? 另外，在移動(dòng)設(shè)備多功能化進(jìn)程中，對(duì)機(jī)器的小型、薄型化要求也逐步提升。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(duì)策是借由提高DC-DC 轉(zhuǎn)換器的開(kāi)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(lái)適應(yīng)元件的小型化。將集中控制電源的PMIC(PowerManagementIC)的開(kāi)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(duì)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(kāi)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(kāi)發(fā)。

??? 手機(jī)電源電路中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(duì)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?/P>

??? 接下來(lái)就村田制作所開(kāi)發(fā)的，具備以上性能的功率電感的性能作說(shuō)明。

??? 針對(duì)小型電源電路開(kāi)發(fā)的疊層型功率電感

??? 對(duì)應(yīng)小型、薄型需要的功率電感及其主要性能

??? 村田制作所開(kāi)發(fā)了對(duì)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，并投入量產(chǎn)。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(shì)的超薄設(shè)計(jì)。外形如圖1所示。

圖1-1：LQM2HP外形

圖1-2：LQM2MP外形

??? 通過(guò)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(zhǎng)。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(kāi)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。

表1是各產(chǎn)品的主要特性，表二則是電流-感值偏執(zhí)特性。

品名 ?感值
(μH) ?感值測(cè)定頻率
(MHz) ?額定電流
(mA) ?直流電阻
(Ω)
LQM2HPNR47MG0 ?0.47±20% ?1 ?1800 ?0.040 ±25%
LQM2HPN1R0MG0 ?1.0±20% ?1600 ?0.055 ±25%
LQM2HPN1R5MG0 ?1.5±20% ?1500 ?0.07 ±25%
LQM2HPN2R2MG0 ?2.2±20% ?1300 ?0.08 ±25%
LQM2HPN3R3MG0 ?3.3±20% ?1200 ?0.10 ±25%
LQM2HPN4R7MG0 ?4.7±20% ?1100 ?0.11 ±25%
?

品名 ?感值
(μH) ?感值測(cè)定頻率
(MHz) ?額定電流
(mA) ?直流阻抗
(Ω)
LQM2MPNR47MG0 ?0.47±30% ?1 ?1600 ?0.060 ±25%
LQM2MPN1R0MG0 ?1.0±30% ?1400 ?0.085 ±25%
LQM2MPN1R5MG0 ?1.5±30% ?1200 ?0.11 ±25%
LQM2MPN2R2MG0 ?2.2±30% ?1200 ?0.11 ±25%