外掛程式功率電感

外掛程式功率電感

邁翔科技於1996年設立,主要從事開發生產貼片功率電感和外掛程式功率電感,並於2003年成為國內第一家開發成功一體成型大電流電感器。並申請專利。此種大電流功率電感,可替代磁環線圈。 其生產工藝從最初的軌道油壓式全部改為滑板油壓式。產品合格率已控在92%.

外掛程式功率電感作用

(1)阻流作用:線圈中的自感電動勢總是與線圈中的電流變化相對抗。主要可分為高頻阻流線圈及低頻阻流線圈。
(2)調諧與選頻作用:電感線圈與電容器並聯可組成lc調諧電路。即電路的固有振盪頻率f0與非交流信號的頻率f相等,則迴路的感抗與容抗也相等,於是電磁能量就在電感、電容之間來回振盪,這就是lc迴路的諧振現象。諧振時由於電路的感抗與容抗等值又反向,因此迴路總電流的感抗最小,電流量最大(指f=f0的交流信號),所以lc諧振電路具有選擇頻率的作用,能將某一頻率f的交流信號選擇出來。

外掛程式功率電感發展趨勢

行動電話、相機、筆記本電腦的磁碟驅動器以及攜帶型音頻播放器只是少數還在使用的傳統電子元件,現在需要更多的是功率電感器。將日益複雜的電路整合到更加狹小的電路板空間中的巨大的市場壓力導致了性能更佳的、極具競爭力的、更為精巧的終端元件的需求增大。電路板上的大功率轉化終端元件的廣泛套用也導致了高效率直流轉換器和更精細電感器需求的增加。為了適應這一挑戰,元件製造商都花重金在材料與製作上發展、生產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的設計來迎合市場的需要。
1、精細功率電感器  在攜帶型電子產品的電源供應器設計當中,面臨的最大挑戰是,既要提高電源供應器的工作效率還要減小它的尺寸,也就是說要設計在電力供應設計中最好使用最小的電感器。解決此難題的辦法之一是,提高dc/dc轉換器的開關頻率,這是影響低電感和小尺寸元件的關鍵。由負荷波動引起的瞬態回響較低的電感值是抵消了更好的。在這種情況下,伴隨著負載波動所引起的更快的瞬態回響,低電感值因高頻率而偏移。
但是,有得必有失,提高開關頻率的同時也增加了開關損耗,這同樣會導致工作效率的降低。由於其他重要電路設計之間相互作用會影響器件性能這一特點,所以僅僅靠增加開關頻率並非易事。
近期,開關頻率一直保持在500khz左右而電感在4.7~10μh,這些因素包括提供更好的電路設計,改進材料,完善製造技術,都能讓開關頻率保持在1mhz以下。
然而,內部電路的進一步細化使得開關頻率已經高達3mhz,但同時電感值也低於了2.0h。據推算,6~8mhz的開關頻率以及低於1h的電感值並不常見,這就導致了電感器小型化的戲劇性。
2、較高的開關頻率
1-a級電感器的發展趨勢是小包裝,低電感和更快的開關頻率。例如擁有300khz開關頻率但面積只有16或36mm2的電感器將被廣泛使用。使用一個9mm2大小的電感器能將開關頻率提高為1.5mhz,這表明在增加開關頻率的同時也在相應地減小尺寸。未來要提供更精細電感器的關鍵在於部件製造商是否有能力通過在電路設計、材料和製造等方面的不斷進步來降低電感和提高開關頻率。
手機用電感器技術的進步已經在包裝厚度上顯現了出來,例如,從兩三年前2mm到現在的1mm。該技術的顯著改善讓靠超薄元件支持器件的微型化趨勢持續吸引著全球電子產品消費市場。即便如此,單純靠使用較小的電感器也不是一個完善的解決方案。
3、繞線改善
規模較小的攜帶型設備需要更緊湊的更高效率的dc/dc轉換器,靠這些補充設備的強大功能來最大限度的完善電池能量。儘管大的元件難以同時縮減電感尺寸和保持較低阻抗,廠商們依然在通過更好的設計,改進材料科學,提高製造技術來減少電感器尺寸。

功率電感功率耗損的估算

若以顯示簡單電路來描述電感器的耗損,其中rc代表磁芯耗損,rac與rdc分別代表交流與直流繞線耗損,rc可以透過磁芯耗損的估算取得,rac與rdc則分別為:因表面效應與近接效應所引起的直流繞線電阻與交流電阻。
內文:若以交換式電源控制器來架構此耗損模型範例,設定輸入電壓(vin)為12v,輸出電壓(vout)為5v、且輸出電流(iout)為2a的降壓式轉換器形式運作,並采4.7mh的電感,會帶來621ma的電感電流漣波,相關磁芯耗損與磁通密度和頻率的關係,其中峰對峰磁通密度才是重要關鍵,它會依循大型遲滯迴路中的小型遲滯迴路路徑變化,峰對峰磁通密度則可以透過使用電感器資料規格書中所提供的方程式取得。另一方面,也可以使用電感器電壓第二乘積除以繞線數以及繞線內磁芯的面積來取得。
在613高斯(gauss)下的磁芯耗損大約為470mw,圖五中的rc為電感器中造成磁芯功率耗損的等效並聯電阻,這個電阻可以由電感器兩端的rms電壓、以及磁芯功率耗損計算中取得。

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