基于LTCC技术的耦合电感

王来利 裴云庆 崔希志 杨 旭 王兆安

（西安交通大学电气工程学院 西安 710049）

1 引言

功率密度和动态响应是衡量便携式电子设备中DC-DC变换器的两个关键指标[1]。当今，便携式电子设备要求在保持尽量小体积的同时具有更好的性能。这就对给便携式设备供电的 DC-DC变换器也提出了更高的要求，特别在功率密度和动态响应方面，DC-DC变换器的功率密度和动态响应能力需要不断地提高，以满足便携式设备中的中央处理器（CPU）快速运算和图形处理能力。另外，超薄化也是便携式电子设备的一大发展趋势，这就要求DC-DC变换器也非常薄，才能被安装于便携式电子设备中。总而言之，便携式电子设备的发展对变换器的功率密度，动态响应和外型体积提出了越来越高的要求。满足这些要求的有效方法之一是提高开关频率，通过提高开关频率，占变换器体积中主要部分的磁性元件的体积会大大减小，同时也间接提高了系统的穿越频率，变换器的功率密度和动态响应都会得到改善。然而随着开关频率的提高，与之成正比的开关损耗和驱动损耗也会相应增加，最终会导致变换器的效率降低。解决这一矛盾的方法之一是采用多相交错并联技术。多相交错并联时，输出电流纹波频率等于每一相的开关频率乘以并联的相数。这样相同纹波要求的前提下每一相的电感值可以减小，电感减小也间接提高系统的动态响应。近年来，采用耦合电感成为进一步提高系统稳态性能和动态响应的有效措施[2-8]。……