功率电感:直流电压转换器具有集成电感器的哪些优缺点(三)
研究人员正在研究的方法的功率电感器添加到一个IC,但它被证明是艰难的,因为即使在高频率下,相对大面积的硅的需要,以适应实现所需的金属迹线之间的长度,匝数,厚度的数目,和空适当水平的电感。由于大面积的方式,制作电感器所需的硅鼓励不需要的电感由于线圈和衬底之间的寄生效应的问题变得更加艰难。
一种解决方案,由科学家在加州大学伯克利分校,大学倡导使用绝缘纳米复合磁性材料高达80%,以提高电感给定设备。可替代地,使用这些高电感的材料允许给定电感的线圈,以大幅收缩。高电感的材料也助推从千兆赫兹范围内的工作频率,以几十千兆赫范围 - 鼓励更大的收缩。
尽管取得了这些进展,片式电感的商业化还有一段几年的时间。尽管如此,设计人员拥有的临时选项:封装,既一个集成电路和电感器到单个设备中。这样的包比传统的电源模块更大,但占用比功率模块和离散电感器的电路板空间。此外,设计人员不面对选择和设计,在合适的电感器供应商已经完成工作的麻烦。
Altera的Enpirion公司PowerSoC DC-DC转换器系列是集成了电感器的电源模块的一个很好的例子。所述EN23F2QI降压调节器,例如,集成了MOSFET开关,小信号控制电路,补偿,和电感器成12×13×3毫米QFN封装(图3)。
图3:Enpirion的PowerSoCs掺入完整开关稳压器,包括电感器,在单一封装中。
所述PowerSoC代表所需的输入和输出滤波的外部电阻器和电容器一个完整的开关稳压溶液分开。该装置工作在1 MHz的频率,以降低电感器的尺寸,并可以以高达15所述的从一个4.5-13.2 V输入提供0.75-3.3诉所述EN23F2Q1工作在约90%以3.3 V和6。图4的输出电流的效率示出调节器的示意图。
图4:Enpirion公司PowerSoC的示意图。