聂长文 吴瀚舟 王书豪 蔡园园 宋树 Sokolov Oleg Bichurin M.I. 汪尧进†

1) (南京理工大学材料科学与工程学院，南京 210094)

2) (俄罗斯诺夫哥罗德州立大学工程物理系，诺夫哥罗德 173003)

磁电电压可调电感器(ME-VTI)是基于磁电效应实现电场对电感的调控.与其他可调电感器相比，具有能耗低、体积小、可调性大且连续等特点.而以往对ME-VTI 的研究主要针对结构和磁致伸缩材料，致使电感器制备工艺复杂或可调性提高不大.本文通过构建理论模型，着眼于压电材料场致应变对电感可调性的影响.采用磁电复合材料Metglas/PMN-PT 单晶/Metglas 作为磁芯制备ME-VTI.在1 kHz 时可调性高达680%，相当于选用Metglas/PZT/Metglas 磁芯的2.4 倍.前者品质因子达到15.6，相对于后者提高了2.8 倍.本文提出的基于PMN-PT 单晶的ME-VTI 为器件集成化、小型化的发展提供了新的思路，在电力电子领域有重要的应用前景.

1 引言

电感器作为最基本的电路元件，有着调压、滤波、振荡等作用[1]，在通信和电子等重要领域不可或缺.一直以来，器件的多功能化、集成化、小型化是科技发展的迫切需求.如图1(a)所示，可调电感器有望取代电路中繁多的电感器和电容器，从而减少电路元件的数量，促进器件小型化的发展.例如，传统的负载点转换器为了实现高效率、高功率密度和低噪声，需要高性能的电感和大量的输出电容.而基于可调电感器的负载点转换器，稳态时电感大，负载瞬态时电感小，从而增加了电流的转化率和大大减少电容器的数量.目前对电感调控的方法主要有离散型、金属屏……