中心議題：
- 小型電源電感功率電感需求不斷增加
- 電源回路對小型電源電感功率電感要求是高效率，小型化
- TAIYO YUDEN 的小型電源電感功率電感
解決方案：
- 通過提高電源式DCDC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率來降低感值，減小電感體積
- 充分發(fā)揮小型設(shè)備的最高性能，設(shè)計出最適化的電感將是非常重要的前提
- NR 系列采用了混入鐵氧體粉末樹脂的成型技術(shù)，只使用了鼓型磁芯形成了無袖構(gòu)造產(chǎn)品
- BR 系列小型繞線扼流線圈是為實現(xiàn)可對應(yīng)大電流的DC-DC 轉(zhuǎn)換器的小型化而設(shè)計的
- CKP2520系列是在薄膜上印刷內(nèi)部電極，通過通孔實現(xiàn)層間的連接，使內(nèi)部電極在螺旋上形成的
需求不斷增加的小型電源電感功率電感
作為大量使用小型電源電感功率電感的設(shè)備，手機(jī)，HDD,DSC,DVC, 便攜式音響設(shè)備，筆記本電腦用ODD 等小型設(shè)備為我們所熟知。這樣的小型設(shè)備在保持小體積，輕量的同時，也往往被要求可實現(xiàn)長時間的運行。由于所使用功能各異的電路模塊數(shù)量的增加，多個高效率開關(guān)DC-DC 轉(zhuǎn)換器被實際使用。也就是說在上述的小型設(shè)備中，高性能的電感器被要求更多的使用。另外，設(shè)備的小型化也要求使用進(jìn)一步實現(xiàn)了小型化，薄型化的元件。TAIYO YUDEN 根據(jù)市場的需求在小型電感的產(chǎn)品開發(fā)上投入了更多的力量。這次我們將向您介紹其繞線方式和多層方式這兩種在結(jié)構(gòu)上各有所長電感類制品。
電源回路和小型電源電感功率電感
用于手機(jī)為代表的小型設(shè)備的電源配件的傾向是實現(xiàn)高效率，小型化的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)電源環(huán)節(jié)的小型化，電感的形狀變小，或者是使用元件數(shù)的減少是必不可少的。我們相信這樣的想法是始終貫穿在各位設(shè)計人員每天的設(shè)計工作之中的。面對這樣的問題，解決的方法之一就是提高電源式DC-DC 轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。通過這樣的方式，降低電感值，使電感體積的小型化得以實現(xiàn)，更保證了電容的容量不變。同時，負(fù)荷急變引起的過濾對應(yīng)特性也得以提升。
圖1.開關(guān)頻率與使用電感的時序圖
數(shù)年前，開關(guān)頻率為500KHz，電感值為4.7μH 到10μH 的取值范圍。最近由于采用了提高開關(guān)頻率的電路設(shè)計，頻率由1MHz 提升到了3MHz，與此相對電感值也降低到了2.2μH。
提升開關(guān)頻率雖然有著上述的益處，可是也有一個明顯的缺點。那就是提升了開關(guān)頻率，使得開關(guān)振子的損失增加，降低了效率。所以，只是單純的提升開關(guān)頻率是不可行的。因為這將很大程度上取決于設(shè)備以及電路的發(fā)展?fàn)顩r。
圖2
圖2，是匹配了額定電流1A 級電感的圖表。縱軸是電感的厚度，橫軸的底部是DC-DC 轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率，上部是電感值。
在一定條件下，決定的與降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器開關(guān)頻率相對應(yīng)的電感值。開關(guān)頻率為300kHz 的情況下，需要的是角形4mm，厚度1.8mm 或是角形6mm，厚度為1.2mm的電感。開關(guān)頻率提升為1.5MHz 時，角形3mm 厚度為1mm 電感的使用成為可能，電感的小型化也就得以實現(xiàn)。
今后，伴隨著開關(guān)頻率的進(jìn)一步提升，電感值的減小，電感產(chǎn)品小型化的進(jìn)一步實現(xiàn)也將成為可能。
另外，考慮到厚度，例如手機(jī)中可使用電感厚度為2mm，而現(xiàn)在這個厚度已經(jīng)變成了1mm，將來支持小型設(shè)備的電感也將被要求實現(xiàn)進(jìn)一步產(chǎn)品小型化。但是，犧牲產(chǎn)品性能為前提的產(chǎn)品薄型化，小型化是沒有意義的。我們認(rèn)為為了充分發(fā)揮小型設(shè)備的最高性能，設(shè)計出最適化的電感將是非常重要的前提。
TAIYO YUDEN 的小型電源電感功率電感
1.NR 系列（繞線電感）
NR 系列電感是TAIYO YUDEN 小型電感的主力產(chǎn)品。
圖3
NR 系列產(chǎn)品是指采用了混入鐵氧體粉末樹脂的成型技術(shù)，只使用了鼓型磁芯形成的無袖構(gòu)造電感產(chǎn)品。（圖3），由于采用了這樣的構(gòu)造，鼓狀磁芯與袖狀磁芯之間的空氣閥不會再產(chǎn)生，渦旋電流得到了抑制，從而使交流抵抗被控制在了一個較小的范圍內(nèi)。同時由于是使用樹脂來固定這個結(jié)構(gòu)，小型設(shè)備所需的較強(qiáng)抗沖擊性也得到了很大的強(qiáng)化。另外，通過采用超薄設(shè)計，實現(xiàn)了產(chǎn)品尺寸為角形3mm（3mm×3mm）、高度1.0mm、1.2mm、1.5mm；角形4mm（4mm×4mm），高度為1.8mm、1.2mm、1.0mm（數(shù)值均為Max 值）的產(chǎn)品構(gòu)成。
2. BR 系列（繞線電感）
與［NR 系列］相同，徹底排除結(jié)構(gòu)上的無用空間，進(jìn)行最適化產(chǎn)品設(shè)計是研究方針。BR2518 系列與TAIYO YUDEN 的傳統(tǒng)產(chǎn)品相比較，在保持了高額定電流，低Rdc 的產(chǎn)品特性的同時，實現(xiàn)了產(chǎn)品面積縮小50% 的產(chǎn)品小型化以及交流抵抗的大幅度低減。為了滿足不斷增強(qiáng)的高性能便攜式設(shè)備的小型化需求，BR 系列在研發(fā)制造之中綜合應(yīng)用了小型繞線貼片電感的設(shè)計開發(fā)技術(shù)、制造技術(shù)等技術(shù)。在保持了低交流抵抗特點的同時，在2012 尺寸，1608 尺寸上實現(xiàn)了850mA（都是1.0μH）的直流重疊特性，小型繞線扼流線圈是為實現(xiàn)可對應(yīng)大電流的DC-DC 轉(zhuǎn)換器的小型化而設(shè)計的。
圖4 圖5 圖6
3. CKP2520 系列（多層電感）
CKP2520（2.5mm×2.0mm×1.0mm）系列多層電感是在薄膜上印刷內(nèi)部電極，通過通孔實現(xiàn)層間的連接，使內(nèi)部電極在螺旋上形成的產(chǎn)品構(gòu)造。（圖4）
多層電源電感功率電感CKP2520 系列產(chǎn)品與現(xiàn)有產(chǎn)品相比較，作為電感的基本性能得到了改善，作為多層型電源電感功率電感有著較高的水平。低Rdc, 小型化，薄型化等特征也得以實現(xiàn)。有關(guān)該產(chǎn)品的詳細(xì)技術(shù)資料，請參考產(chǎn)品構(gòu)成圖表。（圖5，6）
小結(jié)
電感的構(gòu)造本身非常簡單。但是，保持小體積的同時滿足產(chǎn)品的特性的產(chǎn)品研發(fā)工作有著許多的障礙。今后我們也將會繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)課題的深入研究，為對應(yīng)電源的小型化以及高效率化的市場要求不斷推出順應(yīng)市場要求的新產(chǎn)品。
