電子發燒友網報道(文/莫婷婷)在科技飛速發展的當下,AI 智能眼鏡正以前所未有的態勢迭代前行。其中,電感作為關鍵電子元件,也在不斷迭代升級。隨著 AI 智能眼鏡功能日益復雜,傳統電感面臨著空間、續航、信號等多重瓶頸,急需在小型化、續航能力、可靠性、熱管理和抗干擾等方面實現突破 ,而這也促使眾多電感廠商紛紛發力,推出適配 AI 智能眼鏡的新品。
多功能集成推動電感小型化,邊緣AI算力帶來瞬態電流需求激增
當前,AI智能眼鏡設備持續迭代,有著四大發展特點:多功能集成、輕量化、交互方式多樣化、AR技術融合。
多功能集成方面,AI智能眼鏡集成了攝像頭、Wi-Fi和藍牙模塊、傳感器等硬件。在交互方面,AI智能眼鏡還配備了AI大模型,用以實現語音、顯示、手勢和眼動等交互方式;同時這些交互方式依賴于先進的傳感器技術和算法的支持。在AR技術融合方面,對AI智能眼鏡的光學顯示系統也帶來了新的要求。
隨著AI智能眼鏡的功能日益復雜,對于內部電感也提出了新的技術要求。光之神科技指出,當前行業發展正面臨的三大瓶頸:一是空間,傳統功率電感由于其較大的尺寸,占據了關鍵電路面積的30%以上,極大地限制了其他組件的布局空間。因此,如何縮小功率電感的體積,同時保持或提升其性能,成為亟待解決的問題。
二是續航,AI應用向生成式AI、多模態大模型等方向的演進,智能設備被賦予了執行更加復雜計算任務的能力。然而,這也帶來了更高的能耗需求信號。
三是信號,Q值作為衡量電感性能的一個重要指標,其數值的降低會導致誤碼率顯著增加。5G高頻段下Q值每降低10,誤碼率可增加約1個數量級,且還存在毫米波/Sub-6G/Wi-Fi6E多頻段共存的干擾困局。為了解決這一問題,需要開發出具有更高Q值且能夠有效減少電磁干擾的高性能射頻元件,以確保信號傳輸的穩定性和可靠性。
為了解決上述問題,電感要具備小型化、更強的續航、高可靠性、更強的熱管理、更強的抗干擾能力等特點。近期,順絡電子、光之神科技均推出了公司可面向AI智能眼鏡領域的新品。
順絡新品低DCR/ACR,漏磁干擾小
順絡電子推出了MWTC1608 系列一體成型功率電感,專為智能手表/智能手環、智能眼鏡等可穿戴設備設計,具備小體積、高性能等特點。
在可穿戴設備中,特別是智能眼鏡對電感的體積、功耗、高性能、高可靠性等都有所要求。順絡電子表示,滿足上述技術趨勢的要求及避免因電感產品損耗大,轉化效率低,造成續航時間短,連接信號不穩定,和電感噪聲引起音質失真等問題,功率電感要滿足體積小、低DCR、高飽和等特點,體積公制1608尺寸,飽和度方面ISAT大于1.5A。
圖源:順絡電子
MWTC1608 系列一體成型功率電感具備四大特點:
一是采用小尺寸低背設計,高度≤0.8mm。這種設計特別適合對空間有嚴格要求的應用場景,能夠幫助減少設備的整體厚度,使得AI智能眼鏡的設計更加輕薄緊湊,助力智能眼鏡走向輕量化。
二是采用鐵合金材料,具有更低的直流電阻(DCR)和交流電阻(ACR)、高飽和的特性,有助于提高能效,減少能量損耗。智能眼鏡集成了多種功能,其內部電路需要高效能且穩定的電源管理組件來支持長時間的使用。MWTC1608系列的特性能夠提高能源利用效率。
三是黑膠熱噴,表面致密性更好。這提高了電感的耐腐蝕性和耐磨性,還增強了其抗環境干擾能力,使其在惡劣環境下也能穩定工作。表面致密性的提升也有助于散熱性能的增強,進一步保證了電感的工作效率和使用壽命。
四是閉合磁路設計,漏磁干擾小。這對于需要高精度信號處理的設備尤為重要。智能眼鏡中集成了眾多精密電子元件,電磁干擾可能會對信號傳輸和數據處理產生不利影響。上述特點可以減少與其他電子元件之間的電磁干擾(EMI),有助于提高整個電路系統的穩定性和可靠性,并且有利于實現更清潔的電源供應,進而提高整體設備的性能。
光之神科技新品面積縮小一半,應對處理AI任務的瞬態大電流
光之神科技推出了GLE02U系列射頻電感、GPD系列等功率電感。GLE02U系列射頻電感具備微型化設計、優異的高頻性能、超高精度制造的特點。GPD系列等功率電感適用于大電流的場景,如當啟動邊緣AI芯片計算任務逐漸增加時負載瞬態達到3A。
在微型化設計方面,GLE02U系列采用01005封裝(英制),其尺寸顯著小于當前主流的0201電感(0.6mm×0.3mm),面積縮小了大約55%。這種緊湊的設計為AI眼鏡中的攝像頭、傳感器等關鍵組件騰出了布局空間,有助于實現更加輕薄和緊湊的產品設計。
在高頻性能方面,GLE02U系列Q值超過60(在2.4GHz條件下測試)。相比之下,同類產品在同一條件下的平均Q值約為40。更高的Q值意味著更低的能量損耗和更純凈的信號傳輸,這對于確保5G/Wi-Fi 6E等現代無線通信技術的信號質量至關重要。
在超高精度制造方面,通過采用先進的黃光工藝,GLE02U系列實現了對電極寬度的精確控制,達到了0.01mm(10μm)級別。這種高精度制造技術不僅保證了產品的穩定性和可靠性,還進一步提升了其電氣性能,使得射頻電路匹配更加精準,從而優化了整體系統的效率和性能。據了解,光之神科技的黃光工藝在陶瓷介質上顯影出對位精度小于10μm的3D螺旋結構,不僅打破了傳統工藝的局限,而且為射頻電感的性能提升開辟了新路徑。
隨著輕量化AI眼鏡的發展,這類設備中的邊緣AI芯片需要處理復雜的計算任務,這對供電系統提出了更高的要求,如何在有限的空間內提供高效、穩定的電源成為一個關鍵挑戰。針對這些問題,光之神科技推出的GPD系列功率電感通過成熟的工藝平臺,以及材料的選擇能夠做到飽和電流ISAT> 4A,明顯高于市場上同類產品的平均水平(約3A),且直流電阻DCR < 40mΩ,這些特點意味著它能夠更好地支持AI眼鏡中邊緣AI芯片在執行復雜計算任務時所需的瞬態大電流,確保系統的穩定性和可靠性。在尺寸方面,GPD系列采用了1608封裝(公制),相較于傳統的2016電感,占板面積減少了60%。
小結:
隨著AI智能眼鏡技術的不斷進步,電感作為其內部關鍵組件也在經歷技術革新。未來,隨著5G/Wi-Fi 6E等無線通信技術的發展,對電感的Q值和抗干擾能力的要求將進一步提升,促使廠商繼續探索新材料和先進制造工藝,推動電感技術向著更高性能、更小體積的方向發展。這不僅將提高AI智能眼鏡的整體性能,還將為可穿戴設備的未來發展開辟新的道路。
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