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小型电感器成为市场主流 迎来快速发展期
2017-03-17 17:25:05
随着电子产品小型化的发展，电感器的体积已减小到物理极限。鉴于此，爱普科斯(EPCOS)大中华区总裁兼CEOMichaelPocsatko认为，未来电感器的发展方向是集成化，电感器将与其它分立器件一起组合成复杂模块，为客户提供便于使用的完整系统。但就目前而言，仍以小型化分立器件为主，要实现集成化还有一段距离。
为顺应未来发展方向，各大厂商不断改进电感器的制造工艺，扩大产能，满足不断增长的市场需求。据TDK公布的2006财年中期联合业绩显示，TDK的电感器销售额同比增长了27%，带动了TDK整体业务的增长。而这种增长在TDK分销商的销售业绩中得到了印证，深圳市天为华电子有限公司总经理房兴良表示：“在市场需求的拉动下，2006年我们销售的TDK小型电感器增长了30%。”
据了解，小型电感器在手机、数字机顶盒、蓝牙耳机、液晶电视、汽车电子、工业控制等领域，应用广泛，存在着巨大的市场潜力。仅就片式电感器而言，2007年的市场需求量将达到3,000亿只以上，价值约300亿元人民币。
同时，业内资深人士指出，在经历了RoHs环保指令、原材料价格上涨等影响之后，小型电感器的价格趋于平稳，致使小型电感器市场需求量持续攀升，出现了产销缺口扩大的现象。为了满足不断增长的市场需求，各大电感器生产制造厂商针对不同市场应用，推出了各类新产品。
针对不同应用的小型电感器
随着市场的不断细分，目前出现了多种针对特定应用领域的小型电感器。在数据系统和工业电子应用中，负载点电源的需求量大增，为大功率、小尺寸的电感带来了发展机遇。为此，针对负载点电源市场，EPCOS推出了HPI系列高功率电感，在显著提高载流能力的情况下，尺寸仅为12×12mm。
EPCOS的HPI系列电感面向DC/DC转换器市场，包括负载点转换器和稳压器模块(VRM)等。在这些电路中，HPI充当输出电感，其性能直接影响转换器的总输出。因此，对电感的尺寸和电气特点进行优化，可以保证转换器在各类应用中满足要求。
Pocsatko强调：“HPI完全可以代替螺旋功率电感，因为HPI内部采用了螺旋线圈，即把一根扁平的矩形铜线竖着卷绕，形成一个螺旋线。”与采用圆铜线绕制的普通线圈不同，螺旋线圈可以使电感的磁心窗(COREWindow)更充分地利用铜线圈，使得铜线圈间隙因数接近于1。如此，在提高铜线圈利用率的情况下，降低了线圈的欧姆电阻，提高了效率。另外，电感器件的尺寸也可以做得更小，而具有相同的或更高的载流能力，这样节省了电路板使用空间。
据了解，在面向DC/DC转换器市场应用的电感中，大部分厂商采用了多种磁心形状和材料，但EPCOSHPI系列电感采用了一种铁氧体磁心材料。尽管其它材料允许更高的饱和电流，但铁氧体材料的磁心损耗明显降低。DC/DC转换器通常存在波纹电流，在输出电感面对严重的波纹电流时，铁氧体材料的优点更突出。铁氧体材料的成本也比其它材料低，而且可以通过精确调整间隙，使磁心具有特殊的电感值。
MichaelPocsatko还指出，HPI系列电感的另一个优点是采用自身引线(Selflead)作为线圈与电路板之间的接点。这些引线辗压在线圈架的下面，最大限度地缩小了电感所需的电路板空间。在外表面底部，一个专门设计的绝缘体固定这些引线，并使其与磁心之间绝缘。由于在这类应用中空间十分宝贵，因此HPI电感与同类产品相比具有极大的优势。
目前，HPI系列电感有2种封装高度，具有8种标准电感值，也可以通过调整间隙对电感值进行定制。HPI系列电感可以提供优异的电气性能，封装大大缩小了电感所需的电路板空间，使得电路设计师能够优化功率密度，并最大限度地减少负载点电源中相的数量。HPI系列电感的电感值为0.5-3.92μH，载流能力为12~30A。
除了针对工业应用的小型电感器之外，不少厂商推出了应用于消费电子市场的产品。Cooper公司新推出的电感器SD3112、SD3114和SD3118，外形为3.1×3.1mm，符合RoHS指令要求，具有高功率密度面积比，应用于手机、数码相机、小型LCD显示器和PDA等便携设备中。其中，SD3112提供高输出，电感数值的变化范围从1μH/1.65A到220μH/0.113A。高度稍大的SD3114(1.4mm)和SD3118(1.8mm)提供更大的额定电流。据了解，SD3112、SD3114和SD3118具有铁氧体屏蔽结构，其优点是EMI抑制能力强，而且该结构便于自动拾放机对器件进行识别并恰当地确定其安装方向。该系列产品提供带卷(每卷4,100个)包装，批量供货时售价是19美分，交货时间为4周。
此外，Vishay也推出了新款4040超薄、高电流贴片电感器IHLP-4040DZ-01和IHLP-4040DZ-11，具有较高的最大频率及低电感值。IHLP-4040DZ-11的最大频率为1.0MHz，而IHLP-4040DZ-01的最大频率为5.0MHz，这两款器件的电感值均低至0.19μH。IHLP系列产品采用DCR封装，尺寸为10.3×11.5mm，厚度为4.0mm，占位面积为标准的4040。这两款产品可在未硬饱和的情况下，处理高瞬时电流峰值，在提供较低DCR值的情况下，提供了较高的额定电流；而且采用符合RoHS标准且带有防护层的100%无铅复合结构封装，将蜂鸣噪声降至超低水平；具有抗热冲击、防潮、抗机械冲击及抗振动的特性。在手机、PC、PMP、GPS、汽车电子、负载点转换器、分布式电源系统和FPGA等应用中，IHLP系列产品是小型高性能、低功耗解决方案。
小型电感器的市场前景
小型电感器的市场需求量在不断增长，加上电感器生产厂商不断增加产品的附加值，这些都为小型电感器提供了成长空间。因此，在现货市场上，小型电感产品的市场份额呈现上升态势。
据天为华的房兴良透露，在深圳的各大电子市场中，0401和0201型的贴片电感深受客户欢迎，来自蓝牙耳机、数字机顶盒等制造厂商的订单增长较快。例如，天为华销售的TDKMLK1005S3N9S、MLF1608A100KT等型号的积层电感，广泛应用于高频环境，市场销售情况良好；而应用于蓝牙耳机、无线网卡之类的带通滤波器、平衡/非平衡变压器的TDKHHM1517、HHM1520，也有着广阔的市场前景。
Pocsatko也表示：“在中国市场，我们2006年保持了将近30%的增长速度，电感器等产品线为业绩增长做出了贡献。”但他也指出，随着原材料价格上涨，小型电感器面临着挑战。他举例说，在过去的一年中，一些地区生产小型电感器的成本上涨了100%。为了降低成本，EPCOS实行了新产品生产本地化的策略，在中国设置了6家生产厂，成为中国市场上的第2大电子元件生产商，建立了EPCOS在中国市场的地位。
在控制生产成本方面，中国本土制造厂商具有得天独厚的优势。例如，广东肇庆英达电感器件有限公司通过控制原材料、粉料的制备过程来降低生产成本。肇庆英达已具备自行生产铁氧体粉的能力，而电子浆料也可通过总公司内部的其它公司来采购，大大节约了成本。而且，即使客户对电感频率特性提出了特殊要求，肇庆英达也可以通过对原材料的研制开发，来满足客户要求。同时，对于产品质量和参数的控制，也可以追溯到原材料和最初的化工原料，一旦出现问题，可以通过改变原材料和化工原料来控制产品质量和参数。这些都是依靠进口材料生产的厂商所不具备的优势。
除了原材料价格上涨之外，RoHS指令也为小型电感器生产厂商带来了成本压力。但随着各大厂商的努力，RoHS等环保指令带来的影响，正被逐渐解决，已经不是影响小型电感器发展的主要因素。
然而，随着市场的发展，电感器件的小型化已经达到了极限，如何在不增加成本的情况下，进一步缩小电感器的体积，是众多电感生产厂商共同思考的问题。不少电感生产厂商认为，集成化是小型电感器件的未来发展趋势。将电感器与其它器件集成到一个复杂的模块，进而组合成一个完整的系统，既可以减少体积，又可以降低成本。但小型电感器要实现集成化，仍需时日。