如今，手機等便攜電子產品開始越來越多地集成MP3播放、數百萬像素拍照和視頻點播(VOD)等先進多媒體功能，但與此同時，它們所須處理的功率也以指數形式增加。而隨著驅動這些多媒體內容的手機處理器的內核電壓迅速朝1V逼近，I/O電壓現在也已經降至1.8V，處理器的功耗也在降低。

       這些便攜電子產品采用的電源通常是一塊輸出電壓為3.6V的鋰離子電池，為實現較高的轉換效率和更長的電池使用時間，需要采用多個DC/DC轉換器。但與以前采用LDO穩壓器進行功率轉換不同，DC/DC轉換器需要采用更多的外圍輔助器件。

       使用多個DC/DC轉換器所帶來的問題并不局限于轉換器本身的體積大小，還包括外圍器件的體積大小問題。即便是采用磁場轉換技術、轉換效率可達到90%甚至更高的轉換器，它也需要將能量存儲在外部電感進而傳遞至負載。

       其中，外部電感物理尺寸所占的板面積比DC/DC轉換器本身所占的板面積還要大得多。降低電感體積的關鍵是提高轉換器的開關頻率；電感值一般與轉換器的開關頻率成反比。

       在轉換器的開關運行中，必須保證電感不處在飽和狀態，以確保高效率的能量存儲和傳遞。飽和電感在電路中等同于一個直通DC通路，故不能存儲能量，也就會使開關模式轉換器的整個設計初衷功虧一簣。在轉換器的開關頻率已經確定時，與之協同工作的電感必須足夠大，并且不能飽和。

       開關頻率決定了實際的小電感值。雖然1MHz和2MHz電感體積相近，但前者的小電感值比后者高。電感值與電感體積成正比；所以，若電感值降低，相應的電感體積也會減小。但所需的電感值并非完全由開關頻率決定。開關頻率決定電感的小值，但除小值外的其它電感值取決于轉換器本身的補償和環路設計。在終決定選擇什么轉換器前，應該徹底通讀其數據手冊。

       因此，如果DC/DC轉換器的開關頻率顯著提高，則整體方案的體積也會隨之大幅減小。舉例來說，當轉換器的開關頻率提高到8-10MHz時，電感值可從4.7μH降低至0.47μH；而在目前主流電源管理IC和分立轉換器中，普遍使用的是4.7μH的電感。Micrel的MIC2285就是一款工作頻率為8到10MHz、采用0.47μH電感的轉換器。與此相應的是，電感所占用的板面積從3mm2減小至1×1.2mm2，減小了超過85%。

       更高的開關頻率允許在設計中采用片式電感，而非標準的繞線式電感。使用片式電感，可幫助將高度降至1mm以內，這在當今流行的超薄手機設計中是一項關鍵特性。

       隨著數字、音頻和視頻處理功能被集成到單一產品中，手持設備已經成為便攜媒體通信中心。在這種趨勢下，手持設備內的空間變得日益珍貴。而隨著諸如超高工作頻率等創新技術的應用，我們既可以實現所需的功能，又能維持我們所期望的纖巧外型。

作者：John McGinty，john.mcginty@micrel.co.uk，Micrel半導體公司戰略應用工程師