智能终端小型化
第三次科技革命是人类文明史上继蒸汽技术革命和电力技术革命之后科技领域里的又一次重大飞跃。以电子计算机等发明为主要标志,而第一台电子计算机,用了18000个电子管,占地170平方米,重达30吨,是一个庞然大物。随着科技飞速发展,计算机的体形发生了巨大的变化,于此同时,几乎所有的智能终端都在往小型化,更轻薄发展。
如笔电,传统本的高度是越来越薄,类似Chromebook的轻薄本,市场需求以惊人速度增长,并备受需经常携带笔记本外出办公的人群青睐:
第三次科技革命是人类文明史上继蒸汽技术革命和电力技术革命之后科技领域里的又一次重大飞跃。以电子计算机等发明为主要标志,而第一台电子计算机,用了18000个电子管,占地170平方米,重达30吨,是一个庞然大物。随着科技飞速发展,计算机的体形发生了巨大的变化,于此同时,几乎所有的智能终端都在往小型化,更轻薄发展。
如笔电,传统本的高度是越来越薄,类似Chromebook的轻薄本,市场需求以惊人速度增长,并备受需经常携带笔记本外出办公的人群青睐:
另,如智能曲面屏手表,E-Ciger,Adapter,电子追踪卡,通讯设备等等,都在往越来越轻薄的形态发展,然而终端产品的高度目前已经遇到了一些瓶劲,具体体现在哪些方面,以下我们娓娓道来。
高度瓶劲分析
我们看到今日的智能终端,在高度上追求越来越轻薄,同时,他们的性能也是越来越卓越,性能的提升这个话题很大,言简意赅的说,就是支持的功率更大,在达到高性能的整个电路当中,电源电路起到了决定性作用,能否在有限的体积内(这里提到体积,是因为考虑进了高度的因素),稳定可靠的传输尽可能大的功率。整个需求链的环环相扣,推动着相关技术的不断升级。
电源电路分很多种拓扑,有Buck,Boost,升降压,Sepic,反激,推挽等,以最为通用的Buck电路举例,在早期的降压电源电路中,由非常多的部分组成,有功率开关管,有误差放大器,有补偿电路,有采样电路,有功率管控制电路,有储能续流电路等,每个细分电路的元器件,有着其不同的体积。如今电路集成度越来越高,相对来说中小型功率传输的电源整体电路,基本上大部分电路已经集成化,对于工程师的设计提供了非常大的帮助,极大的缩短了终端产品的设计周期,以目前最为常见的电路形态,电路图实际展示效果如下:
这些电路中,有电源芯片,输入滤波电容,输出滤波电容,反馈采样电阻,以及储能电感,比较显而易见的是,在整个电路中,高度值最高的,是电感器件,补充说明一下,当输出功率较大时,通常功率开关管会外置,来达到更好的散热效果,即使功率开关管外置,整体电路中,高度最高的,往往是电感器。
电感器是整个电源电路中非常重要的一个角色,而在高度这个命题中,又显得如此显眼,尤其针对一些高功率电源转换电路,会贴一些散热片,而高度的不一致,导致散热片智能贴合到电感,无法贴合到电源芯片,或是一些开关管外置的电路,无法贴合到功率管,使得整体散热效果没有达到最佳。
高度降低解决方案
电感器的高度如何缩减,有两个角度,一是,电感的功率密度如何进一步提升,三体微功率电感,有着非常强劲的研发实力,在电感内部的线材材料方面,不断寻求突破,在Body,即磁粉配方方面,有着成熟的磁粉配方研发团队,对不同应用需求,可提供针对性解决方案,可以在同等的体积内,做出更大饱和电流,更小的等效阻抗,即效率高,温升小。同样也意味着,在同等的性能条件下,体积上,做的更小,一部分情况,即可以提供更薄的电感器。二是,从电感的结构着手,三体微的研发团队与可靠性团队共同努力下,推出Sinking package系列,即下沉式封装,示意图如下,引脚侧出,有客户给它起了一个很美丽的名字,叫“翅膀”电感。
“翅膀”电感的一些细节尺寸,引脚硬度,可靠性,产能等等方面,都经过严密的评估,同时在诸多领域与终端客户的互动中,得到了明确正面的反馈。降“翅膀”以下的部分,沉入PCB板中,可使得终端产品的结构高度,下降大于1mm,这1mm的高度,往往有多少结构工程师为此而抓狂。我们来一起看看整体电路发生的变化。
“翅膀”电感的一些细节尺寸,引脚硬度,可靠性,产能等等方面,都经过严密的评估,同时在诸多领域与终端客户的互动中,得到了明确正面的反馈。降“翅膀”以下的部分,沉入PCB板中,可使得终端产品的结构高度,下降大于1mm,这1mm的高度,往往有多少结构工程师为此而抓狂。我们来一起看看整体电路发生的变化。
电路中,电源芯片,输入滤波电容,输出滤波电容,反馈采样电阻,不需要做任何变动,储能电感的一部分高度,嵌入到了PCB中,整体电路的高度,也一并得以缩减,使得整体的高度下降1mm以上,同时,顶部如有散热装置,出了与电感贴合,可以与其他元器件更近,如电源芯片,或者针对大功率电路,功率开关管外置的,可以与功率开关管更容易贴合。由此,不仅在高度上表现出突出贡献,同时在均匀散热上,也将发挥更好的效果。
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