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Murata:面向手機(jī)的DC-DC轉(zhuǎn)換器用繞線型功率電感

發(fā)布時(shí)間:2009-03-02

中心議題:
  • 介紹村田制作所制造覆蓋面廣泛的繞線型功率電感,其適用于:
    便攜音樂播放器為代表的小型便攜式設(shè)備
    筆記本電腦等大型便攜電子設(shè)備
解決方案:
  • LQH系列產(chǎn)品中最小最薄的是LQH2MC_52系列
  • 對應(yīng)大電流、低直流電阻值應(yīng)用的是LQH55P_R0系列

手機(jī)、便攜音樂播放器、便攜式游戲機(jī)、筆記本電腦等各種便攜式電子產(chǎn)品存在于我們的日常生活中。這些便攜式電子產(chǎn)品由電池供電,各個(gè)機(jī)器內(nèi)部都裝載著多個(gè)電源電壓轉(zhuǎn)換電路(DC-DC轉(zhuǎn)換器),能夠?qū)㈦姵仉妷恨D(zhuǎn)換成功能模塊所需要的電壓。

DC-DC轉(zhuǎn)換器有多種類型,用于便攜型電子設(shè)備的則是以非絕緣型轉(zhuǎn)換電源為主。這種非絕緣型轉(zhuǎn)換電源有使用線圈的斷路器式和以電容器為主體的供給泵式。例如主要用于便攜設(shè)備的鋰電池,電池電壓會(huì)變化,而供給泵式的DC-DC轉(zhuǎn)換器由于可以很好維持電池電壓變化時(shí)的功率高轉(zhuǎn)換效率而被廣泛應(yīng)用。

便攜型電子設(shè)備所必需的電源類型根據(jù)機(jī)器的不同種類和功能而有著很大的不同,因此DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入輸出電壓電流規(guī)格和體積也有很大的不同。而用于這些DC-DC轉(zhuǎn)換器的線圈零部件(功率電感)的尺寸、性能也是多種多樣。

村田制作所具有能夠適用于各種便攜式電子設(shè)備用DC-DC轉(zhuǎn)換器的疊層型和繞線型兩種類型的功率電感。

這次要介紹的,是適用于從以便攜音樂播放器為代表的小型便攜式設(shè)備,到適用于筆記本電腦等大型便攜電子機(jī)器,涵蓋面廣泛的繞線型功率電感(LQH系列)。

LQH系列的概要
表1中展示了繞線型功率電感LQH系列的產(chǎn)品線。LQH系列是擁有各種不同尺寸的繞線行電感,LQH2MC_52系列為最小尺寸,用于手機(jī)等小型液晶模塊;AQH55P_R0系列為最大尺寸,用于筆記本電腦硬盤和數(shù)碼相機(jī)。

可以根據(jù)各種DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能要求以及尺寸要求,選擇最合適的感值。

表1:功率電感LQH系列產(chǎn)品線一覽



LQH2MC_52系列
介紹LQH系列產(chǎn)品中最小最薄的LQH2MC_52系列。

圖1展示了LQH2MC_52系列的外形尺寸圖。

便攜式音樂播放器和手機(jī)等便攜設(shè)備越來越向高性能化,多功能化以及省電化發(fā)展,越來越多的DC-DC轉(zhuǎn)換電路被用于其中,DC-DC轉(zhuǎn)換電路的小型化和薄型化變得不可或缺。在這樣的趨勢下所使用的功率電感也要求小型化和輕薄化。

LQH2MC_52系列是以獨(dú)特的材料和成型技術(shù)為基礎(chǔ)的超薄型鐵氧體磁芯和高度卷線以及終端處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了最大2.0×1.6×0.70m的小型超薄規(guī)格功率電感,特別適合便攜音樂播放器和手機(jī)的液晶屏。另外,根據(jù)上述技術(shù)和磁性電路設(shè)計(jì)技術(shù),能夠取得充分滿足實(shí)際需求的最大為10μH的感值(表2),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了出色的直流偏置特性(圖2)。

圖3展示了降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器使用時(shí),使用LQH2MCN2R2M02及LQH2MCN2R2M52時(shí)的電源電壓變換效率的評價(jià)結(jié)果。LQH2MC_52系列雖最大厚度只有0.7mm的小型化產(chǎn)品,但卻和最大0.95mm厚的LQH2MC_02系列一樣,達(dá)到了很高的電源電壓變換效率。


圖1:LQH2MC_52系列外形尺寸圖

表2:LQH2MC_52系列額定表


圖2:LQH2MC_52系列直流偏置特性



圖3:降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器(PWM式)的電壓變換效率
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LQH55P_R0系列
接下來介紹對應(yīng)大電流的功率電感LQH55P_R0系列。使用在數(shù)碼相機(jī)(DSC),筆記本電腦和3.5/2.5英寸HDD等之中的功率電感必需能夠?qū)?yīng)大電流,同時(shí)要求低的直流電阻值。

這里所說的繞線型功率電感能夠做到磁屏蔽越是高,直流電阻值越低。磁屏蔽若是高,磁通量則不會(huì)泄漏至外部,被鐵氧體磁芯約束在內(nèi)部,從而獲得較大的感值。因此,使用較粗的繞線可以用較少的圈數(shù)獲得感值和較低的直流電阻值。
但另一方面,一旦磁屏蔽能提高,直流偏置特性就會(huì)惡化。

LQH55P_R0系列在卷線周圍全部涂有磁性樹脂,從而提高磁屏蔽,這樣做能夠獲得更低的直流電阻值。另外,由精密的涂層技術(shù)控制磁性樹脂的涂量,從而調(diào)節(jié)實(shí)際有效的μ并控制所需要的感值和直流偏置特性。圖5中表示了磁性樹脂涂量變化時(shí)的直流偏置特性。精密磁性樹脂涂層技術(shù)使較大電流時(shí)可維持最低限度的感值,以及減少初期感值低下等直流偏置特性可以得到自由控制。

表3及圖6中表示了LQH55P_R0系列的額定電流表和直流偏置特性。


圖4:LQH55P_R0系列外形尺寸圖


圖5:磁性樹脂涂量與感值和直流偏置特性的變化關(guān)系


表3:LQH55P_R0系列額定表


圖6:LQH55P_R0系列直流偏置特性

總結(jié)
便攜型電子設(shè)備使用多個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器,在機(jī)器和電力供給的各種模塊中多種多樣。用在這些DC-DC轉(zhuǎn)換器中的功率電感也同樣在尺寸、性能上必需多種多樣。

村田制作所擁有對應(yīng)多種多樣DC-DC轉(zhuǎn)換器的各種尺寸、性能變化的繞線型功率電感。

為了今后繼續(xù)為多種多樣的便攜電子設(shè)備用DC-DC轉(zhuǎn)換器提供最合適的功率電感,在進(jìn)一步擴(kuò)充尺寸型號的同時(shí),改善功率電感的性能,在機(jī)器的低消費(fèi)功率也做出我們的貢獻(xiàn)。
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