功率電感發(fā)展趨勢(shì)

  移動(dòng)電話、相機(jī)、筆記本電腦的磁盤(pán)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。

  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zui大挑戰(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zui好使用zui小的電感器。解決此難題的辦法之一是，提高DC/DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)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(kāi)關(guān)頻率的同時(shí)也增加了開(kāi)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?xún)H僅靠增加開(kāi)關(guān)頻率并非易事。近期，開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)頻率以及低于1H的電感值并不常見(jiàn)，這就導(dǎo)致了電感器小型化的戲劇性。

  2、較高的開(kāi)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(kāi)關(guān)頻率。例如擁有300kHz開(kāi)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(kāi)關(guān)頻率提高為1.5MHz，這表明在增加開(kāi)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(kāi)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)吸引著全球電子產(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)zui大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。盡管電感器是相當(dāng)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但為了適應(yīng)市場(chǎng)微型化的不斷需求同時(shí)不降低性能，我們?nèi)杂性S多技術(shù)障礙需要克服。

當(dāng)今市場(chǎng)上常用的貼片電感器:  

1）鐵氧體貼片電感器  特性：體積?。宦┐判。黄兄g不產(chǎn)生互耦合，可靠性高；無(wú)引線，不產(chǎn)生跟蹤性，適合高密度表面貼裝；優(yōu)良的可焊性及耐熱沖擊性，適合波峰焊及再流焊。

2）繞線型貼片電感器  特性：體積小，適合高密度表面貼裝；采用端電極結(jié)構(gòu)，很好地抑制了引線引起的寄生元件效應(yīng)；更好的頻率特性和更強(qiáng)的抗打攪能力；優(yōu)良的可焊性及耐熱沖擊性；應(yīng)用頻率高，產(chǎn)生精度高，一致性好。

3）陶瓷疊層貼片電感器  特性：氧化鋁陶瓷，適合高的自諧振頻率；尺寸小(1.6t0.8t0.8mm)；在高頻下Q值高，電感值穩(wěn)定；使用溫度范圍:-30℃~+85℃。一般用于濾波和振蕩作用。

4）貼片電感磁珠  特性：適合表面貼裝；形狀、尺寸及電性能符合EIA標(biāo)準(zhǔn)；具有良好的可焊性與抗熱沖擊性；適合波峰與再流焊。

 面對(duì)如此多的貼片電感，我們?cè)谶x型的時(shí)候應(yīng)該要注意哪些方面呢？

電感量的穩(wěn)定性

電感器因?yàn)榄h(huán)境溫度變化1℃所產(chǎn)生電感量的變化△L/△t與原有電感量L值的比值為電感的溫度系a1,a1=△L/L*△t。除電感溫度系數(shù)可決定其穩(wěn)定性外，還應(yīng)重視由于機(jī)械振動(dòng)和時(shí)效老化所引起的電感量的變化。

抗電強(qiáng)度及防潮

 對(duì)于有抗電強(qiáng)度要求的電感器要選用封裝材料耐電壓高的品種哦，一般耐電壓較好的電感器，防潮性能也較好。采用樹(shù)脂浸漬，包封，壓鑄工藝都可滿足該項(xiàng)要求。

焊盤(pán)或針腳

 焊盤(pán)或針腳是選購(gòu)和使用電感線圈不可忽視的重要方向，主要考核其拉力，扭力，耐焊接熱和可焊性試驗(yàn)等，以保證焊接的可靠性。

  對(duì)于貼片電感(SMD)一定要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的焊盤(pán)尺寸選購(gòu)，帶針腳的電感，一般無(wú)嚴(yán)格規(guī)定同參數(shù)和立式，臥式可互換。只是由于PC板安裝位置限制而指定品種。