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片上磁芯螺线管电感器在集成电源转换器中的分析与设计
Analysis and Design of On-Chip Magnetic Core Solenoid Inductors for Integrated Power Converters
Jan Stoebe · Jens Otten · Ferdinand Pieper · Vadim Issakov 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
电力电子的小型化对提升系统效率和减小体积至关重要，其中电感器等无源器件的高密度集成是实现片上电源（PwrSoC）性能突破的关键。传统片上电感因电感值与直流电阻比（L/RDC）不足而受限，片上磁芯电感有望解决此问题。本文针对先进商用工艺中的片上磁薄膜螺线管电感，系统分析其设计空间，探讨品质因数提升技术与功率应用下的最优开关频率，并结合电磁场仿真进行设计优化，解决了瞬态仿真中电路模型精度不足的难题。仿真模型通过高达1 GHz的实测数据验证，为PwrSoC电感设计提供了有效指导。
解读: 该片上磁芯电感技术对阳光电源功率器件集成化发展具有前瞻性参考价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，通过提升电感L/RDC比值可降低导通损耗，优化开关频率设计能够在保证效率前提下实现功率密度提升。该技术对阳光电源正在推进的SiC/GaN高频化应用尤为关键：高频开关下无源器件小型化是瓶颈，片...