一体成型电感是如何设计的？

目前常规的一体成型电感都是为一些主流设计所制造，并不能很好地满足一些特殊设计。超高效率Buck电路的电感选择问题。典型应用实例就是小体积电池长时间供电设备。在这种电路中，让工程师感到棘手的问题主要是电池容量(成本与体积)与Buck电路体积、效率之间的矛盾。为了减小开关电源的体积，选择尽可能高的开关频率。但是开关损耗以及输出电感的损耗会随着开关频率的提高而增大，而且很有可能成为影响效率的主要因素，正是这些矛盾大大提高了电路设计的难度。 Buck电路的电感要求：对工程师而言，铁磁性元件(电感)可能是早接触的非线性器件。但是根据制造商提供的数据，很难预测电感在高频时的损耗。因为制造商通常只提供诸如开路电感、工作电流、饱和电流、直流电阻以及自激频率等参数。对于大部分开关电源设计来说，这些参数已经足够了，并且根据这些参数选择合适的电感也非常容易。但是，对于超低电流、超高频率开关电源来说，电感磁芯的非线性参数对频率非常敏感，其次，频率也决定了电感线圈损耗。 贴片一体成型电感对于普通开关电源，相对于直流I2R损耗来说，磁芯损耗几乎可以忽略不计。所以通常情况下，除了“自激频率“这个与频率有关的参数外，电感几乎没有其他与频率相关的参数。但是，对于超低功率、超高频率系统(电池供电设备)，这些高频损耗(磁芯损耗和电感线圈损耗)通常会远远大于直流损耗。磁性方向近似的邻近磁针会互相影响，从而形成“联盟”。 虽然这些磁针由粘合材料包裹，物理上彼此独立，但它们之间的磁场是相互关联的。我们称这些“联盟”为“单元”。而单元的边界就是内部“联盟”与外部磁针的分割面。在单元的边界外的磁针比较难与边界内的“联盟”联合。我们称这些边界为“单元壁”，这个模型常用来解释磁芯的许多基本参数。在对磁芯施加磁场时(对线圈施加电流)，方向不同的单元相互之间相关联。当足够强的电流形成外加磁场时，那些靠近线圈的单元所处的磁场更强，会首先形成联合(更大的单元)。而此时处在深一层的单元还未受到磁场的影响。联合起来的单元与未受到影响的单元之间的单元壁会在磁场的作用下，持续向磁芯中心移动。

电感的频率特征

当电感接近ESR时，阻抗频率特性开始上升，表现出灵敏性，电容时间在此频率以上的频率为电感。用于开关稳压电源输出整流器的电解电容器的阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz之间没有上升趋势，电解电容器ESR较低，可以有效地滤除开关稳压电源中的高频纹波和峰值电压，而普通电解电容器在100kHz后开始呈上升趋势，用于开关电源输出的整流滤波器的效果相对较差。 电解电容器作为开关稳压电源的输出滤波器，由于大部分开关电源工作在方波或矩形波状态，并且含有丰富的高次谐波电压和电流，锯齿波电压频率高达几十GHz甚至几十MHz，其要求不同于低频应用，电容不是主要指标，并测量其阻抗频率特性。 随着频率的增加，电容减小，电感上升。当电容与电感相等并相互偏移时，频率为铝电解电容的谐振频率，阻抗低，仅剩ESR。如果ESR为零，则阻抗也为零；频率继续上升，电感开始大于容抗。当电感接近ESR时，阻抗频率特性开始上升，表现出灵敏性，电容时间在此频率以上的频率为电感。由于制造工艺的原因，电容越大，寄生电感越大，谐振频率越低，电容的电感频率也就越低。这就要求它在开关稳压电源的工作频段内具有较低的等效阻抗。同时，对于电源内部来说，由于半导体器件开始工作的峰值噪声高达数百千赫，因此也能起到很好的滤波效果。一般使用普通电解电容在10kHz左右时，其阻抗就会开始出现感性，不能满足开关电源的要求。"。 用于开关稳压电源输出整流器的电解电容器的阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz之间没有上升趋势，电解电容器ESR较低，可以有效地滤除开关稳压电源中的高频纹波和峰值电压，而普通电解电容器在100kHz后开始呈上升趋势，用于开关电源输出的整流滤波器的效果相对较差。