小型電感器成為市場主流

隨著電子產品小型化的發展,電感器的體積已減小到物理極限。鑒于此,愛普科斯(EPCOS)大中華區總裁兼CEOMichaelPocsatko認 為,未來電感器的發展方向是集成化,電感器將與其它分立器件一起組合成復雜模塊,為客戶提供便于使用的完整系統。但就目前而言,仍以小型化分立器件為主, 要實現集成化還有一段距離。

  為順應未來發展方向,各大廠商不斷改進電感器的制造工藝,擴大產能,滿足不斷增長的市場需求。據TDK公布的2006財年中期聯合業績 顯示,TDK的電感器銷售額同比增長了27%,帶動了TDK整體業務的增長。而這種增長在TDK分銷商的銷售業績中得到了印證,深圳市天為華電子有限公司 總經理房興良表示:“在市場需求的拉動下,2006年我們銷售的TDK小型電感器增長了30%。”

  據了解,小型電感器在手機、數字機頂盒、藍牙耳機、液晶電視、汽車電子、工業控制等領域,應用廣泛,存在著巨大的市場潛力。僅就片式電感器而言,2007年的市場需求量將達到3,000億只以上,價值約300億元人民幣。


同時,業內資深人士指出,在經歷了RoHS環保指令、原材料價格上漲等影響之后,小型電感器的價格趨于平穩,致使小型電感器市場需求量持續攀升,出現了產銷缺口擴大的現象。為了滿足不斷增長的市場需求,各大電感器生產制造廠商針對不同市場應用,推出了各類新產品。

  針對不同應用的小型電感器

  隨著市場的不斷細分,目前出現了多種針對特定應用領域的小型電感器。在數據系統和工業電子應用中,負載點電源的需求量大增,為大功率、小尺寸的 電感帶來了發展機遇。為此,針對負載點電源市場,EPCOS推出了HPI系列高功率電感,在顯著提高載流能力的情況下,尺寸僅為12×12mm。

  EPCOS的HPI系列電感面向DC/DC轉換器市場,包括負載點轉換器和穩壓器模塊(VRM)等。在這些電路中,HPI充當輸出電感,其性能直接影響轉換器的總輸出。因此,對電感的尺寸和電氣特點進行優化,可以保證轉換器在各類應用中滿足要求。

  Pocsatko強調:“HPI完全可以代替螺旋功率電感,因為HPI內部采用了螺旋線圈,即把一根扁平的矩形銅線豎著卷繞,形成一個螺旋 線。”與采用圓銅線繞制的普通線圈不同,螺旋線圈可以使電感的磁心窗(COREWindow)更充分地利用銅線圈,使得銅線圈間隙因數接近于1。如此,在 提高銅線圈利用率的情況下,降低了線圈的歐姆電阻,提高了效率。另外,電感器件的尺寸也可以做得更小,而具有相同的或更高的載流能力,這樣節省了電路板使 用空間。
 
據了解,在面向DC/DC轉換器市場應用的電感中,大部分廠商采用了多種磁心形狀和材料,但EPCOSHPI系列電感采 用了一種鐵氧體磁心材料。盡管其它材料允許更高的飽和電流,但鐵氧體材料的磁心損耗明顯降低。DC/DC轉換器通常存在波紋電流,在輸出電感面對嚴重的波 紋電流時,鐵氧體材料的優點更突出。鐵氧體材料的成本也比其它材料低,而且可以通過精確調整間隙,使磁心具有特殊的電感值。

  MichaelPocsatko還指出,HPI系列電感的另一個優點是采用自身引線(Selflead)作為線圈與電路板之間的接點。這些引線 輾壓在線圈架的下面,最大限度地縮小了電感所需的電路板空間。在外表面底部,一個專門設計的絕緣體固定這些引線,并使其與磁心之間絕緣。由于在這類應用中 空間十分寶貴,因此HPI電感與同類產品相比具有極大的優勢。

  目前,HPI系列電感有2種封裝高度,具有8種標準電感值,也可以通過調整間隙對電感值進行定制。HPI系列電感可以提供優異的電氣性能,封裝 大大縮小了電感所需的電路板空間,使得電路設計師能夠優化功率密度,并最大限度地減少負載點電源中相的數量。HPI系列電感的電感值為 0.5-3.92μH,載流能力為12~30A。


除了針對工業應用的小型電感器之外,不少廠商推出了應用于消費電子市場的產品。Cooper公司新推出的電感器SD3112、 SD3114和SD3118,外形為3.1×3.1mm,符合RoHS指令要求,具有高功率密度面積比,應用于手機、數碼相機、小型LCD顯示器和PDA 等便攜設備中。其中,SD3112提供高輸出,電感數值的變化范圍從1μH/1.65A到220μH/0.113A。高度稍大的 SD3114(1.4mm)和SD3118(1.8mm)提供更大的額定電流。據了解,SD3112、SD3114和SD3118具有鐵氧體屏蔽結構,其 優點是EMI抑制能力強,而且該結構便于自動拾放機對器件進行識別并恰當地確定其安裝方向。該系列產品提供帶卷(每卷4,100個)包裝,批量供貨時售價 是19美分,交貨時間為4周。

  此外,Vishay也推出了新款4040超薄、高電流貼片電感器IHLP-4040DZ-01和IHLP-4040DZ-11,具有較高的最大 頻率及低電感值。IHLP-4040DZ-11的最大頻率為1.0MHz,而IHLP-4040DZ-01的最大頻率為5.0MHz,這兩款器件的電感值 均低至0.19μH。IHLP系列產品采用DCR封裝,尺寸為10.3×11.5mm,厚度為4.0mm,占位面積為標準的4040。這兩款產品可在未硬 飽和的情況下,處理高瞬時電流峰值,在提供較低DCR值的情況下,提供了較高的額定電流;而且采用符合RoHS標準且帶有防護層的100%無鉛復合結構封 裝,將蜂鳴噪聲降至超低水平;具有抗熱沖擊、防潮、抗機械沖擊及抗振動的特性。在手機、PC、PMP、GPS、汽車電子、負載點轉換器、分布式電源系統和 FPGA等應用中,IHLP系列產品是小型高性能、低功耗解決方案。
小型電感器的市場前景

  小型電感器的市場需求量在不斷增長,加上電感器生產廠商不斷增加產品的附加值,這些都為小型電感器提供了成長空間。因此,在現貨市場上,小型電感產品的市場份額呈現上升態勢。

  據天為華的房興良透露,在深圳的各大電子市場中,0401和0201型的貼片電感深受客戶歡迎,來自藍牙耳機、數字機頂盒等制造廠商的訂單增長 較快。例如,天為華銷售的TDKMLK1005S3N9S、MLF1608A100KT等型號的積層電感,廣泛應用于高頻環境,市場銷售情況良好;而應用 于藍牙耳機、無線網卡之類的帶通濾波器、平衡/非平衡變壓器的TDKHHM1517、HHM1520,也有著廣闊的市場前景。

  Pocsatko也表示:“在中國市場,我們2006年保持了將近30%的增長速度,電感器等產品線為業績增長做出了貢獻。”但他也指出,隨著 原材料價格上漲,小型電感器面臨著挑戰。他舉例說,在過去的一年中,一些地區生產小型電感器的成本上漲了100%。為了降低成本,EPCOS實行了新產品 生產本地化的策略,在中國設置了6家生產廠,成為中國市場上的第2大電子元件生產商,建立了EPCOS在中國市場的地位。

  在控制生產成本方面,中國本土制造廠商具有得天獨厚的優勢。例如,廣東肇慶英達電感器件有限公司通過控制原材料、粉料的制備過程來降低生產成 本。肇慶英達已具備自行生產鐵氧體粉的能力,而電子漿料也可通過總公司內部的其它公司來采購,大大節約了成本。而且,即使客戶對電感頻率特性提出了特殊要 求,肇慶英達也可以通過對原材料的研制開發,來滿足客戶要求。同時,對于產品質量和參數的控制,也可以追溯到原材料和最初的化工原料,一旦出現問題,可以 通過改變原材料和化工原料來控制產品質量和參數。這些都是依靠進口材料生產的廠商所不具備的優勢。

  除了原材料價格上漲之外,RoHS指令也為小型電感器生產廠商帶來了成本壓力。但隨著各大廠商的努力,RoHS等環保指令帶來的影響,正被逐漸解決,已經不是影響小型電感器發展的主要因素。

  然而,隨著市場的發展,電感器件的小型化已經達到了極限,如何在不增加成本的情況下,進一步縮小電感器的體積,是眾多電感生產廠商共同思考的問 題。不少電感生產廠商認為,集成化是小型電感器件的未來發展趨勢。將電感器與其它器件集成到一個復雜的模塊,進而組合成一個完整的系統,既可以減少體積, 又可以降低成本。但小型電感器要實現集成化,仍需時日。

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