手持設備中超小型元器件的發展趨勢
發布時間:2010-06-01
中心議題:
如今,手機成為人們日常生活中不可或缺的一部分。全球的手機市場正呈現出兩極化的發展趨勢:高端、多功能手機和低價格、單一功能手機。在歐美市場,消費者通常希望擁有帶有收發電子郵件、GPS、照相、電視、互聯網、遊戲、音樂、視頻下載等多種功能的高端手機。而像南亞、印度和巴西的消費者,多半希望價格便宜的標準功能手機。電容、電感等元器件以及模塊化手機解決方案則需要從這兩個市場需求出發,以便滿足不同消費者的需求。

射頻電路的要求
zaishoujizhong,shepinmokuaikongzhizhehexindetongxingongneng,suizheshoujidegongnengyuelaiyueduo,zhegeshepinmokuaidetijiyeyuelaiyuexiao,yibianliuchukongjianfangzhiqitayuanqijian,liru,gongdianxuyaodejidaidianludeng。
這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai),射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)就(jiu)要(yao)求(qiu)使(shi)用(yong)更(geng)小(xiao)的(de)組(zu)件(jian),電(dian)路(lu)模(mo)塊(kuai)化(hua),模(mo)塊(kuai)小(xiao)型(xing)化(hua),以(yi)便(bian)盡(jin)可(ke)能(neng)滿(man)足(zu)空(kong)間(jian)受(shou)限(xian)的(de)需(xu)求(qiu)。所(suo)以(yi),射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)必(bi)須(xu)在(zai)保(bao)持(chi)高(gao)頻(pin)功(gong)能(neng)的(de)同(tong)時(shi)盡(jin)可(ke)能(neng)縮(suo)減(jian)體(ti)積(ji)。
高端手機除了采用常規高頻電路以外,現在一般都會帶有藍牙、GPS、電視調諧等其他功能。伴隨著天線及相應應用的增多,在這些高端手機中高Q值電感的使用也在增多。
設計者使用具有高Q值的多層片式電感用於阻抗匹配或其他係統中。這種多層片式電感在設計射頻模塊、未來功能升級及縮小手機體積方麵具有至關重要的作用。
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更小的功率電感
在一些流行的消費電子中,常常可以看到小型功率電感,例如,手機、數碼相機、硬盤驅動器、便攜音頻播放器、筆記本電腦用的ODD等。在這些體積受限的設備中,重量和持續工作時間是需要考慮的兩個關鍵因素。
每一次產品的升級換代都會帶來更多的功能,這將增加使用電路模塊、DC/DC轉換器、高gao性xing能neng電dian感gan的de數shu量liang。但dan是shi,電dian子zi產chan品pin本ben身shen的de體ti積ji卻que越yue來lai越yue小xiao,因yin此ci,采cai用yong更geng小xiao體ti積ji的de元yuan器qi件jian勢shi在zai必bi行xing。在zai手shou機ji中zhong,一yi個ge四si或huo五wu通tong道dao轉zhuan換huan器qi不bu是shi采cai用yong線xian繞rao電dian感gan就jiu是shi采cai用yong多duo層ceng電dian感gan,他ta們men體ti積ji小xiao而er且qie具ju有you高gao頻pin特te性xing。
微型功率電感
就像手機一樣,現在,手持設備中電源的發展趨勢是體積越來越小,效率越來越高。為了實現這一點,必須降低電感的體積、減少元器件數量。一種解決方案是提高開關電源的開關頻率。這將降低電感值,減小電感體積,增加負載變化帶來的瞬時響應。
過去,500kHz開關頻率,需要的電感的範圍是4.7~10μH。但是現在,開關頻率已經提高到1~6MHz,電感值降到1μH,如圖1所示。

提ti高gao開kai關guan頻pin率lv有you優you點dian也ye有you缺que點dian。隨sui著zhe開kai關guan頻pin率lv提ti高gao,開kai關guan器qi件jian損sun耗hao也ye在zai增zeng加jia,效xiao率lv降jiang低di。所suo以yi,不bu能neng不bu考kao慮lv電dian路lu及ji其qi他ta器qi件jian的de發fa展zhan而er一yi味wei地di提ti升sheng開kai關guan頻pin率lv。
當開關頻率為300kHz時,需要的電感的尺寸大小為4.0mm×4.0mm×1.8mm;當開關頻率提高到1.5MHz時,則需要更小的電感,尺寸為3.0mm×3.0mm×1.0mm,以便滿足小型體積的設計。開關頻率進一步提高,電感值也會相應地降低,從而允許采用體積更小的電感。
電感的厚度也在不斷變薄。就在幾年前,大多數手機電感的厚度是2.0mm,而現在,電感厚度已經降到1.0mm。即便這樣,由於尺寸原因、設計因素以及性能上的考慮,設計者仍然需要更薄、更高效率的電感。
體積優化的電感
在空間受限的設計中使用線繞電感的原因是,它具有sleeveless和coreless結構,這種電感僅僅由一個drumcore構成,采用一種專門的鐵氧體粉末塗布技術製成。
這種結構的電感在drumcore和sleevecore之zhi間jian沒mei有you空kong氣qi,從cong而er,使shi電dian感gan能neng抵di抗kang渦wo流liu湍tuan流liu,降jiang低di對dui交jiao變bian電dian流liu的de阻zu抗kang。而er且qie,由you於yu樹shu脂zhi塗tu布bu技ji術shu,這zhe種zhong結jie構gou的de電dian感gan非fei常chang堅jian固gu,並bing且qie能neng帶dai來lai更geng高gao的de電dian源yuan效xiao率lv,而er這zhe一yi點dian對dui小xiao型xing手shou持chi設she備bei至zhi關guan重zhong要yao。另ling一yi種zhong體ti積ji優you化hua的de線xian繞rao電dian感gan設she計ji方fang案an是shi減jian少shao所suo有you結jie構gou上shang可ke能neng的de浪lang費fei空kong間jian,這zhe樣yang做zuo的de結jie果guo是shi,同tong傳chuan統tong電dian感gan相xiang比bi,可ke以yi減jian少shao電dian感gan表biao麵mian積ji達da50%,並且大大降低直流阻抗,同時仍然保持較高的額定電流和低Rdc。
未來的趨勢
zhanwangweilai,laizishouji,baokuozhinengshoujidexuqiujiangchixuzengchang。mianxiangyinduhebaxizheyangdefazhanzhongguojiadedichengbenshoujishejijiangchengweijudadeshichangzengchangdian。
- 射頻電路對原件的要求
- 微型功率電感的使用介紹
- 電感采用sleeveless和coreless結構
- 減少電感表麵積
如今,手機成為人們日常生活中不可或缺的一部分。全球的手機市場正呈現出兩極化的發展趨勢:高端、多功能手機和低價格、單一功能手機。在歐美市場,消費者通常希望擁有帶有收發電子郵件、GPS、照相、電視、互聯網、遊戲、音樂、視頻下載等多種功能的高端手機。而像南亞、印度和巴西的消費者,多半希望價格便宜的標準功能手機。電容、電感等元器件以及模塊化手機解決方案則需要從這兩個市場需求出發,以便滿足不同消費者的需求。

射頻電路的要求
zaishoujizhong,shepinmokuaikongzhizhehexindetongxingongneng,suizheshoujidegongnengyuelaiyueduo,zhegeshepinmokuaidetijiyeyuelaiyuexiao,yibianliuchukongjianfangzhiqitayuanqijian,liru,gongdianxuyaodejidaidianludeng。
這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai),射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)就(jiu)要(yao)求(qiu)使(shi)用(yong)更(geng)小(xiao)的(de)組(zu)件(jian),電(dian)路(lu)模(mo)塊(kuai)化(hua),模(mo)塊(kuai)小(xiao)型(xing)化(hua),以(yi)便(bian)盡(jin)可(ke)能(neng)滿(man)足(zu)空(kong)間(jian)受(shou)限(xian)的(de)需(xu)求(qiu)。所(suo)以(yi),射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)必(bi)須(xu)在(zai)保(bao)持(chi)高(gao)頻(pin)功(gong)能(neng)的(de)同(tong)時(shi)盡(jin)可(ke)能(neng)縮(suo)減(jian)體(ti)積(ji)。
高端手機除了采用常規高頻電路以外,現在一般都會帶有藍牙、GPS、電視調諧等其他功能。伴隨著天線及相應應用的增多,在這些高端手機中高Q值電感的使用也在增多。
設計者使用具有高Q值的多層片式電感用於阻抗匹配或其他係統中。這種多層片式電感在設計射頻模塊、未來功能升級及縮小手機體積方麵具有至關重要的作用。
[page]
更小的功率電感
在一些流行的消費電子中,常常可以看到小型功率電感,例如,手機、數碼相機、硬盤驅動器、便攜音頻播放器、筆記本電腦用的ODD等。在這些體積受限的設備中,重量和持續工作時間是需要考慮的兩個關鍵因素。
每一次產品的升級換代都會帶來更多的功能,這將增加使用電路模塊、DC/DC轉換器、高gao性xing能neng電dian感gan的de數shu量liang。但dan是shi,電dian子zi產chan品pin本ben身shen的de體ti積ji卻que越yue來lai越yue小xiao,因yin此ci,采cai用yong更geng小xiao體ti積ji的de元yuan器qi件jian勢shi在zai必bi行xing。在zai手shou機ji中zhong,一yi個ge四si或huo五wu通tong道dao轉zhuan換huan器qi不bu是shi采cai用yong線xian繞rao電dian感gan就jiu是shi采cai用yong多duo層ceng電dian感gan,他ta們men體ti積ji小xiao而er且qie具ju有you高gao頻pin特te性xing。
微型功率電感
就像手機一樣,現在,手持設備中電源的發展趨勢是體積越來越小,效率越來越高。為了實現這一點,必須降低電感的體積、減少元器件數量。一種解決方案是提高開關電源的開關頻率。這將降低電感值,減小電感體積,增加負載變化帶來的瞬時響應。
過去,500kHz開關頻率,需要的電感的範圍是4.7~10μH。但是現在,開關頻率已經提高到1~6MHz,電感值降到1μH,如圖1所示。

提ti高gao開kai關guan頻pin率lv有you優you點dian也ye有you缺que點dian。隨sui著zhe開kai關guan頻pin率lv提ti高gao,開kai關guan器qi件jian損sun耗hao也ye在zai增zeng加jia,效xiao率lv降jiang低di。所suo以yi,不bu能neng不bu考kao慮lv電dian路lu及ji其qi他ta器qi件jian的de發fa展zhan而er一yi味wei地di提ti升sheng開kai關guan頻pin率lv。
當開關頻率為300kHz時,需要的電感的尺寸大小為4.0mm×4.0mm×1.8mm;當開關頻率提高到1.5MHz時,則需要更小的電感,尺寸為3.0mm×3.0mm×1.0mm,以便滿足小型體積的設計。開關頻率進一步提高,電感值也會相應地降低,從而允許采用體積更小的電感。
電感的厚度也在不斷變薄。就在幾年前,大多數手機電感的厚度是2.0mm,而現在,電感厚度已經降到1.0mm。即便這樣,由於尺寸原因、設計因素以及性能上的考慮,設計者仍然需要更薄、更高效率的電感。
體積優化的電感
在空間受限的設計中使用線繞電感的原因是,它具有sleeveless和coreless結構,這種電感僅僅由一個drumcore構成,采用一種專門的鐵氧體粉末塗布技術製成。
這種結構的電感在drumcore和sleevecore之zhi間jian沒mei有you空kong氣qi,從cong而er,使shi電dian感gan能neng抵di抗kang渦wo流liu湍tuan流liu,降jiang低di對dui交jiao變bian電dian流liu的de阻zu抗kang。而er且qie,由you於yu樹shu脂zhi塗tu布bu技ji術shu,這zhe種zhong結jie構gou的de電dian感gan非fei常chang堅jian固gu,並bing且qie能neng帶dai來lai更geng高gao的de電dian源yuan效xiao率lv,而er這zhe一yi點dian對dui小xiao型xing手shou持chi設she備bei至zhi關guan重zhong要yao。另ling一yi種zhong體ti積ji優you化hua的de線xian繞rao電dian感gan設she計ji方fang案an是shi減jian少shao所suo有you結jie構gou上shang可ke能neng的de浪lang費fei空kong間jian,這zhe樣yang做zuo的de結jie果guo是shi,同tong傳chuan統tong電dian感gan相xiang比bi,可ke以yi減jian少shao電dian感gan表biao麵mian積ji達da50%,並且大大降低直流阻抗,同時仍然保持較高的額定電流和低Rdc。
未來的趨勢
zhanwangweilai,laizishouji,baokuozhinengshoujidexuqiujiangchixuzengchang。mianxiangyinduhebaxizheyangdefazhanzhongguojiadedichengbenshoujishejijiangchengweijudadeshichangzengchangdian。
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