材料进步使新一代功率电感器_凯利讯半导体

       设计师为今天的高容量移动市场构建功率电感器面临着一个艰难的困境。一方面，市场需要更高性能的系统，在更高的电流水平下运行附加功能。另一方面，它迫使产品设计师将额外的功能压缩成一个更小的包。以智能手机市场为例。今天的手机正在从1到1.5 GHz的双核处理器快速迁移到超过2 GHz的四核处理器。因此，手机设计者需要能够支持用于提供电话新功能的更高工作电流的电源电路的扼流圈。与此同时，手机的设计也越来越小，所以电话设计者也需要足够小的线圈来适应手机缩小的足迹。

　　在平板电脑设计中也可以看到同样的趋势。今天的客户需要更大、更高性能的屏幕。他们也希望更轻，更薄的片剂。例如，最初的苹果iPad平板电脑有0.5英寸厚。在0.29英寸时，最新的iPad mini几乎是其厚度的一半。因此，平板设计者需要能够支持更高水平电流的扼流圈，但足够小，以适应当今主导产品所使用的极低的外形。

　　不幸的是，这些要求与传统的扼流圈设计原则背道而驰。典型地，扼流圈由铁氧体材料组成。由于铁氧体的饱和磁通密度不是很高，当扼流线圈的尺寸减小时，直流偏置特性由于磁饱和而下降。因此，较高的电流不能通过扼流圈。这就是为什么设计师转向使用高饱和磁通铁基金属磁性粒子和有机粘结剂制成的压实金属粉末的电感器。在这些产品中，金属磁性颗粒和线圈同时形成。然后，粘合剂被固化并用于在金属颗粒之间提供绝缘。

　　考虑到移动市场的设计趋势，似乎新一代扼流圈的需求将迅速增长，其能够以较小的足迹提供优异的性能特征。然而，制造商如何才能找到解决这个问题的方法，并建立高性能但紧凑的电感器移动设计师需要?

　　为了解决这一问题，太钢玉登的工程师开发了一种不使用有机粘结剂的新型金属磁性压实粉末材料。使用这种材料，该公司已经开发出一系列产品，以满足移动设备设计者的性能和小尺寸要求。本文将介绍新材料及其在McLee金属功率电感器中的应用。

　　新微结构

　　新材料最革命性的方面是它不使用有机粘结剂。图1和图2示出了这种新材料的独特微观结构。粉末由铁(Fe)、硅(Si)和铬(Cr)组成。图1中的扫描电子显微镜(SEM)图像示出了金属磁性颗粒之间的微间隙中没有有机粘合剂。图2中的透射电子显微镜(TEM)图像示出了在金属磁性粉末材料的金属磁性颗粒的表面上形成薄氧化层的颗粒之间的间隙。

　　台哟宇扥新型金属磁压制动力材料的形象

　　图1：SEM图像显示了太钢玉登新型金属磁压缩材料中有机粘结剂的缺失(黑色区域)。

　　台哟宇扥新材料的TEM图像