DC-DC转换器的电源转换效率和功率电感性能的解决方案

1、DC-DC转换器的电源转换效率和功率电感性能的解决方案    随着高新技术的不断研发，各种设备都已进入高端化，作为后备军，电源电路也有了较为明显的进步。具体来说，以典型的手机为例，除了原始的通话功能之外，相机、广播、电视等各种功能已经成为普遍标准的功能。这些功能的工作所需的电压各不相同，为此，电池电压必须通过电源转换电路将其电压转换成各电路正常工作所需电压。大多采用电源转换效率较高的开关控制器（通常称作DC-DC转换器）。另外，在移动设备多功能化进程中，对机器的随着高新技术的不断研发，各种设备都已进入高端化，作为后备军，电源电路也有了较为明显的进步。具体

2、来说，以典型的手机为例，除了原始的通话功能之外，相机、广播、电视等各种功能已经成为普遍标准的功能。这些功能的工作所需的电压各不相同，为此，电池电压必须通过电源转换电路将其电压转换成各电路正常工作所需电压。大多采用电源转换效率较高的开关控制器（通常称作DC-DC转换器）。另外，在移动设备多功能化进程中，对机器的小型、薄型化要求也逐步提升。为此就必须减少元件的使用数量，或者将元件做到更小。此对策是借由提高DC-DC 转换器的开关频率，减小必要的功率电感和电容的额定参数值，以此来适应元件的小型化。将集中控制电源的PMIC手机电源电路中功率电感的必要特性在此阐述多功能小型手机的电源电路对功率电感的形状

3、和特性的要求。主要有以下三项。"体积小，厚度薄"拥有能够适应电源电路高电源转换效率的特性"在电源工作状态下拥有抗噪声能力接下来就村田制作所开发的，具备以上性能的功率电感的性能作说明。针对小型电源电路开发的叠层型功率电感对应小型、薄型需要的功率电感及其主要性能村田制作所开发了对应电源电路小型化需求的叠层型功率电感LQM2HP(2520尺寸)、LQM2MP(2016尺寸)系列，并投入量产。这些功率电感都是符合集合PMIC和电源供给端的基带IC等1.0mm厚封装趋势的超薄设计。外形如图1所示。图1-1：LQM2HP外形图1-2：LQM2MP外形通过直流电流后感值偏执特性

4、良好，可以作为各功率电感的特长。电流-感值偏执特性是指功率电感通电时，电流变大引起感值下降的性质。这是叠层型功率电感的封闭磁路构造导致的磁通量饱和引起的，因此为了克服这个弱点，开发新技术以降低叠层铁氧体中的磁通量分布，从而改善电流的叠加特性，最后反映在各个产品上。.表1是各产品的主要特性，表二则是电流-感值偏执特性。品名 感值(H) 感值测定频率(MHz) 额定电流(mA) 直流电阻()LQM2HPNR47MG0 0.47±20% 1 1800 0.040 ±25%LQM2HPN1R0MG0 1.0±20% 1600 0.055 ±25%LQM2HPN1

5、R5MG0 1.5±20% 1500 0.07 ±25%LQM2HPN2R2MG0 2.2±20% 1300 0.08 ±25%LQM2HPN3R3MG0 3.3±20% 1200 0.10 ±25%LQM2HPN4R7MG0 4.7±20% 1100 0.11 ±25%品名 感值(H) 感值测定频率(MHz) 额定电流(mA) 直流阻抗()LQM2MPNR47MG0 0.47±30% 1 1600 0.060 ±25%LQM2MPN1R0MG0 1.0±30% 1400 0.085

6、±25%LQM2MPN1R5MG0 1.5±30% 1200 0.11 ±25%LQM2MPN2R2MG0 2.2±30% 1200 0.11 ±25%.图5：电源转换率数据（4MHzDC-DC转换器IC使用）抗噪性能的对策手机的电源电路中使用DC-DC转换器，使用的功率电感的磁束泄漏可能会诱发电源电路的不稳定，给电路造成不好的影响。这些问题可以通过使用磁束泄漏较少的叠层型功率电感来解决，可以阻止噪音干扰使电源电路保持稳定。另外，磁束泄漏少还能够使电源电路和周边的信号线等的电磁耦合减弱，抑制噪音诱发的信号纯度劣化。图6显示了绕线型功率电感和叠层型功率电感的磁束泄漏监测数据。与一直以来作为DC-DC转换器上使用的主要功率电感的绕线型功率电感相比，叠层型功率电感的磁束泄漏更少，现已证实闭合磁路的构造使磁束泄漏较少。这些数据表明在小型高速开关DC-DC转换器电路中使用小型叠层型功率电感的情况下，能够发挥它抗噪特性的特长。图6：叠层型功率电感和绕线型功率电感的磁束泄漏比较小结便携设备的小型、薄型化需求促使搭载于上的元器件尺寸也必须越来越小。电源电路中的DC-DC转换器的小型、薄型化可以使开关频率更高，周围元件更小型化。村田制作所在对小型叠层型功率电感商品的开