En respuesta a la tendencia global de conservación inteligente de energía, se requiere que los productos de comunicación inalámbrica y dispositivos móviles portátiles se diseñen con alta eficiencia y bajo consumo de energía. Por lo tanto, el inductor de potencia responsable de la conversión del almacenamiento de energía y el filtrado de rectificación dentro del módulo de potencia desempeña un importante papel como componente de ahorro de energía.
En la actualidad, el rendimiento de los materiales magnéticos de ferrita es gradualmente incapaz de cumplir con los requisitos de miniaturización y alta corriente deinductor de potenciaproductos. Es necesario cambiar a núcleos magnéticos metálicos con haces magnéticos de alta saturación para superar el cuello de botella técnico de la próxima generación de productos micro/de alta corriente y desarrollar módulos de potencia de alta frecuencia, miniaturizados, de alta densidad de empaquetado y de alta eficiencia. .
En la actualidad, la tecnología de los inductores metálicos integrados se está volviendo cada vez más madura y otra dirección de desarrollo son los inductores de potencia metálicos basados en chips de capa cocida a alta temperatura. En comparación con los inductores integrados, estos tipos de inductores tienen las ventajas de una fácil miniaturización, excelentes propiedades de corriente de saturación y un bajo costo de proceso. Han comenzado a recibir atención de la industria y se han invertido en investigación y desarrollo. Se cree que en un futuro próximo, los inductores de potencia metálicos se utilizarán ampliamente en diversos productos móviles, para satisfacer la tendencia de aplicaciones inteligentes y de ahorro de energía.
Principios de la tecnología de inductores de potencia
El principio de funcionamiento del inductor de potencia utilizado en el módulo de potencia almacena principalmente electricidad en forma de energía magnética en el material del núcleo magnético. Hay muchas formas de aplicación para los inductores, y los tipos de materiales de núcleo magnético y estructuras de componentes utilizados en cada escenario tienen diseños correspondientes. En términos generales, el imán de ferrita tiene un factor de calidad Q alto, pero el haz magnético saturado es de sólo 3000 ~ 5000 gauss; El haz magnético saturado de metales magnéticos puede alcanzar más de 12000 ~ 15000 Gauss, que es mucho más del doble que el de los imanes de ferrita. Según la teoría de la corriente de saturación magnética, en comparación con los imanes de ferrita, los metales con núcleo magnético serán más propicios para la miniaturización del producto y el diseño de alta corriente.
Cuando la corriente pasa a través del módulo de potencia, la rápida conmutación de los transistores da como resultado cambios transitorios o repentinos en la forma de onda de la corriente de carga máxima en el inductor de potencia, lo que hace que las características del inductor sean más complejas y difíciles de regular.
El inductor está compuesto por materiales de núcleo magnético y bobinas. El inductor resonará naturalmente con la capacitancia parásita existente entre cada bobina, formando un circuito de resonancia paralelo. Por lo tanto, generará una Frecuencia Autorresonante (SRF). Cuando la frecuencia es mayor que esto, el inductor exhibirá capacitancia, por lo que ya no podrá tener función de almacenamiento de energía. Por lo tanto, la frecuencia de funcionamiento del inductor de potencia debe ser inferior a la frecuencia de autorresonancia para lograr el efecto de almacenamiento de energía.
En el futuro, las comunicaciones móviles evolucionarán hacia la transmisión de datos de alta velocidad 4G/5G. El uso de inductores en teléfonos inteligentes de alta gama y el mercado han comenzado a mostrar un fuerte crecimiento. En promedio, cada teléfono inteligente requiere entre 60 y 90 inductores. Además de otros módulos como LTE o chips gráficos, el uso de inductores en todo el teléfono es aún más significativo.
En la actualidad, el precio unitario y el beneficio deinductoresson relativamente altos en comparación con los condensadores o resistencias, lo que atrae a muchos fabricantes a invertir en investigación y producción. La Figura 3 muestra el informe de evaluación del IEK sobre el valor y el mercado de producción de inductores a nivel mundial, lo que indica un fuerte crecimiento del mercado. La Figura 4 muestra el análisis de la escala de uso de inductores para varios dispositivos móviles, como teléfonos inteligentes, pantallas LCD o NB. Debido a las enormes oportunidades comerciales en el mercado de inductores, los fabricantes mundiales de inductores están explorando activamente clientes de dispositivos portátiles y haciendo todo lo posible para invertir en la investigación y el desarrollo de nuevosinductor de potenciaproductos para desarrollar dispositivos móviles inteligentes eficientes y de bajo consumo.
Las aplicaciones derivadas de los inductores de potencia se encuentran principalmente en productos electrónicos de consumo, industriales y de automoción. Los tipos y especificaciones de inductores de potencia correspondientes a cada situación de aplicación son diferentes. Actualmente, el mercado de aplicaciones más grande es principalmente el de productos de consumo.
Hora de publicación: 16 de mayo de 2023
