圖3：Enpirion的PowerSoCs摻入完整開關(guān)穩(wěn)壓器，包括電感器，在單一封裝中。

所述PowerSoC代表所需的輸入和輸出濾波的外部電阻器和電容器一個完整的開關(guān)穩(wěn)壓溶液分開。該裝置工作在1 MHz的頻率，以降低電感器的尺寸，并可以以高達15所述的從一個4.5-13.2 V輸入提供0.75-3.3訴所述EN23F2Q1工作在約90%以3.3 V和6。圖4的輸出電流的效率示出調(diào)節(jié)器的示意圖。

Altera的Enpirion公司PowerSoC示意圖

圖4：Enpirion公司PowerSoC的示意圖。

德州儀器(TI)還提供了一個集成的電源解決方案，TPS84A20。該產(chǎn)品結(jié)合了功率MOSFET，電感器和無源器件在低輪廓，QFN封裝創(chuàng)建10開關(guān)穩(wěn)壓器。 TI解釋說，解決方案消除了兩個電感器的選擇和環(huán)路補償過程。

的10×10×4.3毫米QFN封裝是權(quán)利實現(xiàn)大于95%的效率。該器件工作在2.95-17 V輸入，以高達10 A.供應(yīng)0.6-5.5 V

了解權(quán)衡

同時集成電感功率模塊是節(jié)省空間的解決方案中，設(shè)計工程師應(yīng)當為不可避免的權(quán)衡來制備。

一個主要的缺點是效率損失。為了縮小電感鞋拔子器件放入包中，該裝置具有較高的頻率來操作。較高的開關(guān)頻率將導(dǎo)致更大的功率損失，需要更多的電路板空間或散熱器消散多余的熱量和/或有限的功率輸出。開關(guān)損耗以更大的頻率，由于每單位時間的恒定能量切換事件的大量增加。對于同類器件的效率成本大約是百分之一的頻率每個100 kHz的增長(盡管一些最新的開關(guān)穩(wěn)壓器已通過在制造過程中采用最新的工藝技術(shù)削減該效率成本)。

一個集成的電感器的另一缺點源于以下事實：這些微小的電感器不使用的固體核心(和隨后描述為“空芯”，圖5)。芯的類型有多少能量的給定電感可以存儲，因為它是由電感器既濃縮物和包含所述磁場的介質(zhì)一個顯著效果 - ，其存儲能量 - 通過在繞組上的電壓產(chǎn)生的。

伍爾特電子空氣芯電感器的圖像

圖5：空芯電感在高頻比鐵芯裝置更有效。 (伍爾特電子提供)

繞組的數(shù)目的組合，音量和芯的類型上設(shè)置的磁場的存儲的強度，因此能量的上限。例如，具有低“磁阻”(類似于電路電阻)的芯可以支持相對高密度的磁場，而相同尺寸的芯具有高磁阻只能支持一個較低的密度磁場。

固體鐵芯具有低磁阻所以能夠儲存能量的合理數(shù)量，但達到的上限，由于他們“飽和”快的事實。粉末狀鐵芯還具有低的磁阻并飽和相比難以固亞鐵芯，但是更昂貴。此外，這兩種類型的與工作頻率亞鐵芯變化的電感，和作為頻率爬升損失增加。

一個空心電感的電感不隨頻率變化，這是比鐵芯的設(shè)備更有效，尤其是在高頻率。這些設(shè)備還產(chǎn)生更少的失真，但空氣只支持一個低密度磁場所以與亞鐵核心為繞組和大小的給定數(shù)量的一個裝置相比儲能較差。這種弱點是通過在較高的頻率下操作處理到一定程度。

或許最大的權(quán)衡，在集成開關(guān)調(diào)節(jié)所使用的空芯電感是，電磁干擾(EMI)變成更大的問題，因為該芯沒有配備亞鐵鐵心的閉合磁場并且因此允許雜散輻射逸出。所述EMI挑戰(zhàn)是由于高頻操作進一步增加。一些制造商試圖減輕由嵌合屏蔽問題，但此增加了設(shè)備的成本，并增加其尺寸[2]。

最后一個折衷的集成電感器的開關(guān)穩(wěn)壓器是電感的選擇可以被限制，限制的范圍為設(shè)計師來優(yōu)化調(diào)節(jié)，以適應(yīng)最終產(chǎn)品的操作參數(shù)。

創(chuàng)業(yè)設(shè)計

電感起著一個開關(guān)穩(wěn)壓器的操作了關(guān)鍵作用，但其物理尺寸已經(jīng)普遍防止融入否則完整的電源解決方案，以模塊化的形式從主流芯片供應(yīng)商。這種缺乏電感整合使得開關(guān)電源的設(shè)計更復(fù)雜，特別是當相對于線性穩(wěn)壓器。

然而，較高的頻率操作，并巧妙的設(shè)計使一些供應(yīng)商開拓收縮電感，以便它可以與功率模塊的其余部分被集成到一個合理的緊湊的封裝。通過使用這些包，設(shè)計工程師能夠開發(fā)一個產(chǎn)品的電源時，以消除電感選擇過程和相關(guān)的環(huán)路補償。然而，容納電感器放入包中確實引入了一些取舍，包括效率降低，有限的選擇，和更大的EMI挑戰(zhàn)。