本月，三星發布了“世界上最小的功率電感器”的消息。即使在理論上，這種小型化對電子設計意味著什么？

曾經采用EE101的任何工程師都可能首先通過簡單的電壓源和電阻器網絡被引入電路。一旦將其完全覆蓋，它們便會轉移到電容器上-有點抽象，但足夠容易理解。

然后，將它們引入電感器，以磁場形式存儲能量以及抵抗電流變化的來源。這就是事情開始變得奇怪的地方。

基本電感器是線圈導線，該線圈導線將磁場線集中在此圖示結構中。

電感器是一種基本的電氣組件，在許多學生和年輕工程師的心中引起恐懼。然而，他們的重要性不能高估。我們的整個電氣基礎設施都基于與電感器相同的EM原理。電感器在基本電路模塊（尤其是電源）中無處不在。

它們還處于新研究和開發的最前沿-例如，伊利諾伊大學香檳分校的研究人員最近創造了一種將電感器和電容器結合在一起的方法。三星本月還發布了一個更大的電感器公告，該公告稱它創造了業界最小的功率電感器。

三星索賠的意義何在？對電氣工程師有何實際影響？

電源中的電感器

在流行的電源架構中，例如降壓/升壓轉換器，電感器是至關重要的組件。

在該電路模塊中，輸入端的電感器可以抵抗輸入電流的突然變化。當MOSFET導通時，電感器以磁場形式存儲來自輸入的能量，并在MOSFET閉合時將其放電。

簡化的反相降壓/升壓轉換器拓撲。圖片由Alex Feng提供

這種拓撲之所以如此流行，是因為與依賴電阻分壓器網絡的線性逆變器相比，這種拓撲非常有效，線性逆變器會耗散大量功率。該拓撲還提供了對輸入電壓進行降壓（升壓）或升壓（升高）以達到所需輸出電壓的能力，這意味著該拓撲可以處理輸入電壓的較大變化。

電源設計趨勢

隨著芯片和其他電子設備的規模縮小，電源的規模也隨之縮小。實際上，VLSI領域的許多研究人員目前正在研究使電源小型化的方法，以使它們可以集成在芯片上，而不是像當今常見的芯片外集成。

由于可以將電源放置在更靠近負載的位置，因此可以減小片上和片外電源的尺寸，從而提高系統效率和響應時間，從而消除了沿電力傳輸網絡的寄生效應。

不幸的是，您遇到的主要障礙是電感器。電感器很難實現小型化，因為它們的電感值與線圈的面積和線圈的匝數成正比。制造片上和片外電感器的流行方法都不能很好地實現小型化。

螺旋電感器，是在芯片上創建電感器的最常見方法之一。圖片由Stavros Iezekiel提供

此外，改進的組件規格意味著增加了功率使用，因此需要能夠承受大電流的功率電感器。

三星發布“世界上最小的功率電感器”

考慮到這些問題，三星電機的研究人員開發了新的功率電感器，他們聲稱這是世界上最小的功率電感器。這些新型功率電感器的尺寸為0804，尺寸為0.8 mm x 0.4 mm x .64 mm，大大小于三星先前最小的產品尺寸1.2 mm x 1.0 mm x 0.65 mm。

三星的新型功率電感器。圖片由三星提供

三星公司表示，采用納米級超微粉的新型材料可以實現小型化。這種粉末通過應用調光技術（一種使用光來標記電路的制造方法），可以使線圈間距很小。

小型電感器Afford

隨著芯片級和設備級設備的小型化，對更小電源電路的需求已變得至關重要。

到目前為止，電感器是使流行的電源架構（例如降壓/升壓轉換器）小型化的基本障礙之一。現在，隨著三星的最新消息，使電感器小型化的可能性似乎越來越大。

借助更小的電感器和更小的電源，由于響應時間縮短了，寄生損耗也減少了，工程師們將能夠創建效率更高，可靠性更高的電路。

三星評論說，他們及時開發微型電感器：“隨著電子設備的高性能和多功能性，5G電信的激活以及可穿戴設備市場的增長，預計對超小功率電感器的需求將會增加。增長迅速，預計在電子設備中的安裝量每年至少增長20％?！?/span>