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貼片電感于機(jī)器人域控制器多相Buck電源中的頻響優(yōu)化
在機(jī)器人域控制器向高性能發(fā)展的進(jìn)程中,多相Buck電源的頻響特性直接影響著處理器的供電質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性。平尚科技針對(duì)多相Buck電源開(kāi)發(fā)的貼片電感解決方案,通過(guò)特殊的磁芯材料和繞組工藝,在500kHz開(kāi)關(guān)頻率下實(shí)現(xiàn)±5%的電感量穩(wěn)定性,Q值達(dá)到60以上,為域控制器提供高效穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)換。該方案采用低溫共燒鐵氧體材料,在-40℃至+125℃溫度范圍內(nèi)電感量變化控制在±10%以內(nèi),飽和電流達(dá)到20A,有效優(yōu)化了電源系統(tǒng)的頻響特性。

在實(shí)際測(cè)試中,這種優(yōu)化方案展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。對(duì)比傳統(tǒng)電感,平尚科技的優(yōu)化方案在負(fù)載瞬變時(shí)的電壓跌落從原來(lái)的±5%降低到±2%,恢復(fù)時(shí)間縮短至10μs。機(jī)器人域控制器的12相Buck電源采用該電感后,紋波電流降低40%,電源轉(zhuǎn)換效率提升至94%。平尚科技通過(guò)創(chuàng)新性的分布式氣隙設(shè)計(jì),將電感的飽和特性提升30%,雖然成本比普通電感高25%,但使電源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度提升2倍,處理器性能得到充分發(fā)揮。

在頻響優(yōu)化方面,平尚科技提出多級(jí)調(diào)諧方案。針對(duì)核心供電相位,采用高頻特性優(yōu)異的鎳鋅鐵氧體材料,確保在1MHz頻率下仍保持穩(wěn)定的電感特性;針對(duì)I/O供電相位,使用功率密度更高的錳鋅鐵氧體材料;針對(duì)內(nèi)存供電相位,則推薦使用復(fù)合磁材電感,平衡頻響特性和成本。這些方案根據(jù)不同的供電需求,提供頻響優(yōu)化效果。

針對(duì)電磁兼容性問(wèn)題,平尚科技開(kāi)發(fā)了特殊的屏蔽結(jié)構(gòu)。通過(guò)銅箔屏蔽層將電磁輻射降低15dB,同時(shí)采用端電極優(yōu)化設(shè)計(jì),將寄生電容控制在0.5pF以內(nèi)。在PCB布局方面,建議采用對(duì)稱式布局,相位間隔控制在2mm,減少相互干擾。所有方案都配有詳細(xì)的頻響特性曲線和布局指南,幫助工程師實(shí)現(xiàn)極好的系統(tǒng)性能。

制造工藝方面,平尚科技采用精密卷繞技術(shù)確保繞組一致性,通過(guò)激光測(cè)量控制氣隙精度。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)自動(dòng)測(cè)試,包括電感量、Q值、飽和電流等參數(shù)測(cè)量,確保每顆電感都符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)建立了完善的溫度特性數(shù)據(jù)庫(kù),為客戶提供準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參考。
頻響優(yōu)化是提升電源系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。平尚科技通過(guò)貼片電感的技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化,為機(jī)器人域控制器提供了高效可靠的多相Buck電源解決方案。隨著處理性能的不斷提升,這種注重頻響特性的設(shè)計(jì)理念將成為高性能計(jì)算電源的重要發(fā)展方向。