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In risposta alla tendenza globale al risparmio energetico intelligente, i prodotti per la comunicazione wireless e i dispositivi mobili portatili devono essere progettati con elevata efficienza e basso consumo energetico. Pertanto, l'induttore di potenza responsabile della conversione dell'accumulo di energia e del filtraggio del raddrizzamento all'interno del modulo di potenza svolge un importante ruolo di componente di risparmio energetico.

Allo stato attuale, le prestazioni dei materiali magnetici in ferrite non sono gradualmente in grado di soddisfare i requisiti di miniaturizzazione e di corrente elevatainduttore di potenzaprodotti. È necessario passare ai nuclei magnetici metallici con raggi magnetici ad alta saturazione per superare il collo di bottiglia tecnico della prossima generazione di prodotti a micro/alta corrente e sviluppare moduli di potenza ad alta frequenza, miniaturizzati, ad alta densità di imballaggio e ad alta efficienza .

Allo stato attuale, la tecnologia degli induttori metallici integrati sta diventando sempre più matura e un'altra direzione di sviluppo sono gli induttori di potenza metallici basati su chip a strati co-cotti ad alta temperatura. Rispetto agli induttori integrati, questi tipi di induttori presentano i vantaggi di una facile miniaturizzazione, eccellenti proprietà di corrente di saturazione e bassi costi di processo. Hanno iniziato a ricevere l'attenzione dell'industria e hanno investito in ricerca e sviluppo. Si ritiene che nel prossimo futuro gli induttori di potenza in metallo saranno ampiamente utilizzati in vari prodotti mobili, per soddisfare la tendenza delle applicazioni intelligenti e di risparmio energetico.

Principi della tecnologia degli induttori di potenza

Il principio di funzionamento dell'induttore di potenza utilizzato nel modulo di potenza immagazzina principalmente elettricità sotto forma di energia magnetica nel materiale del nucleo magnetico. Esistono molte forme di applicazione per gli induttori e i tipi di materiali del nucleo magnetico e le strutture dei componenti utilizzati in ciascuno scenario hanno progetti corrispondenti. In generale, il magnete in ferrite ha un fattore Q di alta qualità, ma il raggio magnetico saturo è di soli 3000~5000 gauss; Il raggio magnetico saturo dei metalli magnetici può raggiungere oltre 12.000~15.000 Gauss, che è molto più del doppio di quello dei magneti in ferrite. Secondo la teoria della corrente di saturazione magnetica, rispetto ai magneti in ferrite, i metalli con nucleo magnetico favoriranno maggiormente la miniaturizzazione del prodotto e la progettazione ad alta corrente.

Quando la corrente passa attraverso il modulo di potenza, la rapida commutazione dei transistor determina cambiamenti transitori o improvvisi della forma d'onda della corrente di carico di picco nell'induttore di potenza, rendendo le caratteristiche dell'induttore più complesse e difficili da regolare.

L'induttore è composto da materiali e bobine magnetiche. L'induttore risuonerà naturalmente con la capacità parassita esistente tra ciascuna bobina, formando un circuito di risonanza parallelo. Pertanto, genererà una frequenza di autorisonanza (SRF). Quando la frequenza è superiore a questa, l'induttore mostrerà capacità, quindi non potrà più avere la funzione di accumulo di energia. Pertanto, la frequenza operativa dell'induttore di potenza deve essere inferiore alla frequenza di risonanza automatica per ottenere l'effetto di accumulo di energia.

In futuro la comunicazione mobile si svilupperà verso la trasmissione dati ad alta velocità 4G/5G. L'utilizzo di induttori negli smartphone di fascia alta e nel mercato hanno iniziato a mostrare una forte crescita. In media, ogni smartphone richiede 60-90 induttori. Oltre ad altri moduli come LTE o chip grafici, l'utilizzo di induttori nell'intero telefono è ancora più significativo.

Allo stato attuale, il prezzo unitario e il profitto diinduttorisono relativamente elevati rispetto ai condensatori o ai resistori, inducendo molti produttori a investire in ricerca e produzione. La Figura 3 mostra il rapporto di valutazione dell'IEK sul valore della produzione e sul mercato globale degli induttori, indicando una forte crescita del mercato. La Figura 4 mostra l'analisi della scala di utilizzo dell'induttore per vari dispositivi mobili come smartphone, LCD o NB. A causa delle enormi opportunità commerciali nel mercato degli induttori, i produttori globali di induttori stanno esplorando attivamente i clienti dei dispositivi portatili e facendo ogni sforzo per investire nella ricerca e nello sviluppo di nuoviinduttore di potenzaprodotti per sviluppare dispositivi mobili intelligenti efficienti e a basso consumo.

Le applicazioni derivate degli induttori di potenza riguardano principalmente i prodotti automobilistici, industriali e di elettronica di consumo. I tipi e le specifiche degli induttori di potenza corrispondenti a ciascuna situazione applicativa sono diversi. Attualmente, il più grande mercato applicativo è rappresentato principalmente dai prodotti di consumo.