DC-DC轉換器的電源轉換效率和功率電感性能的解決方案

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電源電路(DC-DC轉換器)的高電力變換效率特性

DC-DC轉換器的電源轉換效率和功率電感性能之間的關聯(lián)如圖3所示。PFM是指手機在待機狀態(tài)下保持低電流負荷的模式，這時電源轉換效率性能是與功率電感的Rac(交流電阻)以及電流-感值偏執(zhí)特性相關。圖4當中顯示了各功率電感的Rac特性以及圖5中開關頻率數(shù)是4MHz的DC-DC轉換器IC的電源轉換效率特性。如同圖4中顯示的Rac特性，LQM系列產(chǎn)品能夠充分抑制Rac.同時，圖2的電流-感值偏執(zhí)特性中顯示，它在電流通電時也能確保高感值，擁有良好的電力變換效率特性。這些性能能夠實現(xiàn)手機在待機狀態(tài)下的高電力變換效率，對延長電池壽命做出貢獻。

另一方面，PWM模式指相當于通話狀態(tài)的高電流負荷狀態(tài)，此模式與電感的Rdc特性(直流阻抗)有關，具有低Rdc性能的LQM系列在此領域具有良好的電源轉換效率。

圖3：電源轉換效率特性和電感特性的相關性

圖4：Rac特性

圖5：電源轉換率數(shù)據(jù)(4MHzDC-DC轉換器IC使用)

抗噪性能的對策

手機的電源電路中使用DC-DC轉換器，使用的功率電感的磁束泄漏可能會誘發(fā)電源電路的不穩(wěn)定，給電路造成不好的影響。這些問題可以通過使用磁束泄漏較少的疊層型功率電感來解決，可以阻止噪音干擾使電源電路保持穩(wěn)定。另外，磁束泄漏少還能夠使電源電路和周邊的信號線等的電磁耦合減弱，抑制噪音誘發(fā)的信號純度劣化。圖6顯示了繞線型功率電感和疊層型功率電感的磁束泄漏監(jiān)測數(shù)據(jù)。與一直以來作為DC-DC轉換器上使用的主要功率電感的繞線型功率電感相比，疊層型功率電感的磁束泄漏更少，現(xiàn)已證實閉合磁路的構造使磁束泄漏較少。這些數(shù)據(jù)表明在小型高速開關DC-DC轉換器電路中使用小型疊層型功率電感的情況下，能夠發(fā)揮它抗噪特性的特長。

圖6：疊層型功率電感和繞線型功率電感的磁束泄漏比較

小結

便攜設備的小型、薄型化需求促使搭載于上的元器件尺寸也必須越來越小。電源電路中的DC-DC轉換器的小型、薄型化可以使開關頻率更高，周圍元件更小型化。村田制作所在對小型疊層型功率電感商品的開發(fā)過程中，制造除了具有優(yōu)良的電流-感值偏執(zhí)特性，在通電狀態(tài)下的磁束泄漏量較少的1008和0806尺寸產(chǎn)品。今后將更進一步開發(fā)更加小型化的0805和0603尺寸疊層型功率電感，為便攜設備的高性能小型電源電路設計做貢獻。