集成的感应器组件和组装其的方法技术

本发明专利技术提供了集成的感应器组件(102；1300；1400；1500；1600；1700)。集成的感应器组件包括磁芯(138；1602；1702；1800)、第一感应器(104)和第二感应器(106)。磁芯具有第一侧面、相对的第二侧面和限定在磁芯内的开口(166)。开口从第一侧面和第二侧面中的至少一个延伸进入磁芯。第一感应器包括感应地联接到磁芯的第一导电绕组(140)。第一导电绕组包括定位在开口内的第一短接区段(194)。第二感应器包括感应地联接到磁芯的第二导电绕组(142)。第二导电绕组包括定位在开口内的第二短接区段(200)。第一和第二感应器可配置成彼此独立操作。

【技术实现步骤摘要】
集成的感应器组件和组装其的方法相关申请的交叉引用本申请要求2013年3月14日提交的美国临时专利申请No.61/782,961的优先权，该申请全文以引用的方式并入本文中。
实施例的领域大体上涉及功率电子器件，并且更具体地，涉及用于在功率电子器件中使用的集成的感应器(inductor)组件。
技术介绍
高密度功率电子电路常常需要使用多个磁电部件以用于各种目的，包括蓄能、信号隔离、信号过滤、能量传递、以及功率分流。随着对更高功率密度的电子部件的需求的增加，变得更加希望将诸如多个感应器的两个或更多磁电部件集成到相同的芯或结构中。然而，已知的集成的磁性组件常常不充分地配置成允许多个绕组在单个结构上制造和彼此独立地操作。结果，当多个部件在给定的电子电路中独立地操作时，使用分开的芯或结构，从而增加给定操作所需的部件的数目和尺寸，并且减小给定电子电路的功率密度。
技术实现思路
在一方面，提供了一种集成的感应器组件。该集成的感应器组件包括磁芯、第一感应器和第二感应器。磁芯具有第一侧面、相对的第二侧面和限定在磁芯内的开口。开口从第一侧面和第二侧面中的至少一个延伸进入磁芯。第一感应器包括感应地联接(couple，或称“耦合”)到磁芯的第一导电绕组。第一导电绕组包括定位在开口内的第一短接区段。第二感应器包括感应地联接到磁芯的第二导电绕组。第二导电绕组包括定位在开口内的第二短接区段。第一和第二感应器可配置成彼此独立操作。在另一方面，提供了一种组装集成的感应器组件的方法。该方法包括：提供磁芯，其具有第一侧面、相对的第二侧面和限定在磁芯内的开口，该开口从第一侧面和第二侧面中的至少一个延伸进入磁芯；提供包括第一短接区段的第一导电绕组；提供包括第二短接区段的第二导电绕组；将第一导电绕组感应地联接到磁芯以形成第一感应器，第一导电绕组联接使得第一短接区段定位在开口内；以及将第二导电绕组感应地联接到磁芯以形成第二感应器，第二导电绕组联接使得第二短接区段定位在开口内，并且第一和第二导电绕组感应地联接到磁芯，使得第一和第二感应器可配置成彼此独立操作。在又一方面，提供了一种用于在集成的感应器组件中使用的磁芯。磁芯包括限定磁芯的第一侧面的第一件、限定与第一侧面相对的磁芯的第二侧面的第二件、以及限定在磁芯内的开口。第二件与第一件分开地形成且附连到第一件。第一件和第二件中的至少一个具有限定在其中的多个通道。通道中的每一个被配置成接纳导电绕组以形成感应器。开口从第一侧面和第二侧面中的至少一个延伸进入磁芯。通道中的每一个延伸进入开口，并且在第一件和第二件之间被封闭在磁芯内。附图说明图1是包括集成的感应器组件的示例性电子系统的示意图。图2是图1中所示集成的感应器组件的透视图，该组件包括磁芯和绕组组件。图3是图2中所示集成的感应器组件的分解图。图4是图2所示磁芯的件的俯视图。图5是图4所示磁芯的件的端视图。图6是图2所示磁芯的另一个件的俯视图。图7是图6所示磁芯的件的端视图。图8是图2和图3中所示绕组组件的侧视图。图9是图8中所示绕组组件的透视图。图10是图8中所示绕组组件的另一透视图。图11是图2和图3中所示的集成的感应器组件的示意图，示出了由集成的感应器组件的第一感应器和第二感应器的操作产生的磁通。图12是图2和图3中所示的集成的感应器组件的电路等同物的示意图。图13是第一备选的集成感应器组件的端视图。图14是第二备选的集成感应器组件的端视图。图15是第三备选的集成感应器组件的端视图。图16是第四备选的集成感应器组件的透视图，其具有四件式磁芯。图17是第五备选的集成感应器组件的透视图，其具有三件式磁芯。图18是第一备选磁芯的俯视图，其被配置成接纳四个导电绕组以形成集成有四个感应器的感应器组件。图19是用于组装集成的感应器组件的示例性方法的流程图。虽然各种实施例的具体特征可能在某些附图中示出而未在其它附图中示出，但这仅仅是为了方便起见。任何附图的任何特征可以结合任何其它附图的任何特征被引用和/或要求保护。附图标记：100电子系统102集成感应器组件104第一感应器106第二感应器108第一电路110第二电路112印刷电路板114第一DC电压源116第一切换装置118第一二极管120第一电容器122第一负载124第一控制器126第二DC电压源128第二切换装置130第二二极管132第二电容器134第二负载136第二控制器138磁芯140第一导电绕组142第二导电绕组144绕组组件146模制物148磁芯的第一侧面150磁芯的第二侧面152磁芯的第一端部154磁芯的第二端部156磁芯的前侧面158磁芯的后侧面160磁芯的第一件162磁芯的第二件164芯桥166开口168通道170第一件的内表面172第一对通道174第二对通道176内表面的中心区域178内表面的侧向外部区域180第二件的内表面182第一感应部段184第二感应部段186第一对引线区段188引线区段190第一对感应区段192感应区段194第一短接区段196第二对通道198第二对感应区段200第二短接区段202重叠长度204集成感应器组件的长度1300第一备选的集成感应器组件1302间隙1400第二备选的集成感应器组件1402间隙1500第三备选的集成感应器组件1502间隙1504隔离物1600第四备选的集成感应器组件1602四件式磁芯1604磁芯的第一件1606磁芯的第二件1608磁芯的第三件1610磁芯的第四件1700第五备选的集成感应器组件1702三件式磁芯1704第三件1800第一备选的磁芯1802一对通道1804隔离开口。具体实施方式本文描述了集成的感应器组件的示例性实施例。集成的感应器组件包括磁芯、第一感应器和第二感应器。磁芯具有第一侧面、相对的第二侧面和限定在磁芯内的开口。开口从第一侧面和第二侧面中的至少一个延伸进入磁芯。第一感应器包括感应地联接到磁芯的第一导电绕组。第一导电绕组包括定位在开口内的第一短接区段。第二感应器包括感应地联接到磁芯的第二导电绕组。第二导电绕组包括定位在开口内的第二短接区段。第一和第二感应器可配置成彼此独立操作。本文所述实施例提供了集成的感应器组件，该组件包括能够彼此联合地和独立地操作的至少两个感应器。集成的感应器组件包括具有限定在其中的开口的磁芯和感应地联接到磁芯的绕组组件。绕组组件的感应区段被封闭在磁性组件内，并且将感应区段互连的短接区段定位在磁芯的开口内。这样的配置减小和/或最小化了形成于磁芯上的多个感应器之间的互感，从而使得感应器能够彼此独立操作。此外，多个感应器在单个磁芯上的集成有利于减少构造给定类型的电路(例如，功率变换器)所需的部件的数目和尺寸。图1是示例性电子系统100的示意图，该系统包括具有第一感应器104和第二感应器106的集成的感应器组件102。电子系统100还包括制造在印刷电路板112上的第一电路108和第二电路110。在示例性实施例中，第一电路108和第二电路110均为降压式(buck)切换DC-DC电压变换器。具体而言，第一电路108包括第一DC电压源114、第一切换装置116、第一二极管118、第一感应器104、第一电容器120、第一负载122以及第一控制器124。第一DC电压源114的正端子联接到第一切换装置116，其又联接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成的感应器组件(102; 1300; 1400; 1500; 1600; 1700)，包括：磁芯(138; 1602; 1702; 1800)，其具有第一侧面、相对的第二侧面以及限定在所述磁芯内的开口(166)，所述开口从所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个延伸进入所述磁芯；第一感应器(104)，其包括感应地联接到所述磁芯的第一导电绕组(140)，所述第一导电绕组包括定位在所述开口内的第一短接区段(194)；以及第二感应器(106)，其包括感应地联接到所述磁芯的第二导电绕组(142)，所述第二感应绕组包括定位在所述开口内的第二短接区段(200)，其中所述第一和第二感应器能够配置成彼此独立操作。

【技术特征摘要】
2013.03.14 US 61/782,961;2014.03.04 US 14/196,7791.一种集成的感应器组件(102；1300；1400；1500；1600；1700)，包括：磁芯(138；1602；1702；1800)，其具有第一侧面、相对的第二侧面以及限定在所述磁芯内的开口(166)，所述开口从所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个延伸进入所述磁芯；第一感应器(104)，其包括感应地联接到所述磁芯的第一导电绕组(140)，所述第一导电绕组包括第一对感应区段和连接所述第一对感应区段的第一短接区段(194)，所述第一感应区段设置在第一平面内，所述第一短接区段定位在所述开口内；以及第二感应器(106)，其包括感应地联接到所述磁芯的第二导电绕组(142)，所述第二导电绕组包括第二对感应区段和连接所述第二对感应区段的第二短接区段(200)，所述第二感应区段设置在第二平面内，所述第二短接区段(200)定位在所述开口内，所述第一和第二短接区段(194，200)在所述开口(166)内彼此重叠，其中所述开口朝垂直于第一平面和第二平面至少其中之一的方向延伸，其中所述第一和第二感应器能够配置成彼此独立操作。2.根据权利要求1所述的集成的感应器组件(102；1300；1400；1500；1600；1700)，其特征在于，所述开口(166)从所述第一侧面到所述第二侧面延伸穿过所述磁芯(138；1602；1702；1800)。3.根据权利要求1所述的集成的感应器组件(102；1300；1400；1500；1600；1700)，其特征在于，所述第一对(190)感应区段(192)和所述第二对(198)感应区段(192)在所述第一和第二侧面之间被封闭在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A西尔瓦，J斯蒂尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US