高电流变感型电感器和制造方法技术

一种表面安装变感型电感器部件被配置用于在组装时形成非均匀间隙。紧凑包装中的所述非均匀间隙产生变感型电感器功能性，以用于较高电流应用同时是以相对低成本可制造的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景本专利
总体涉及表面安装电磁部件组件和其制造方法，并且更具体地，涉及表面安装、变感型电感器部件和其制造方法。诸如电感器的电磁部件是已知的，所述电磁部件利用电流和磁场来在电路中提供所希望的效果。通过电感器部件中的导体的电流流动生成磁场。所述磁场可以继而有效地用于将能量存储在磁芯中，从磁芯释放能量，取消电气装置和电子装置的电力线和信号线中不希望的信号分量和噪声，或另外对信号进行滤波以便提供希望输出。变感型电感器部件(有时被称为变感扼流圈)是可以例如在电源的滤波电路中利用的电磁电感器部件，所述滤波电路将电源输入端处的交流(AC)转换成电源输出端处的直流(DC)。变感扼流圈也可以在与调节的开关电源相关联的滤波电路中使用。不同于其他类型的电感器部件，其中尽管存在电流负载，所述部件的电感通常是固定的或恒定的，而所述变感扼流圈具有随电流负载变化的电感。更具体地，变感型电感器部件可以包括在某些电流负载下几乎在磁饱和处操作的芯。变感芯的电感针对相对小的电流范围处于其最大值，并且所述电感针对另一个相对较高的电流范围改变或变感到较低值。某些挑战继续存在于变感型电感器部件的构造和制造中。改善是所希望的。附图说明参照以下附图描述非限制性和非穷尽性实施例，其中除非另外说明，否则在所有不同附图中，相同的参考数字指代相同的部分。图1为固定电感电磁部件组件的侧正视图。图2为图1所示的部件组件的电感曲线图。图3为根据本专利技术的第一示例性实施例形成的磁性部件组件的局部分解图。图4为在图3所示的磁性部件组件中利用的第一示例性芯件的透视图。图5为图3所示的电磁部件组件的侧正视图。图6为图3和图5所示的部件组件的示例性电感曲线图。图7为根据本专利技术的第二示例性实施例形成的磁性部件组件的局部分解图。图8为在图7所示的磁性部件组件中利用的第二示例性芯件的透视图。图9为图7所示的电磁部件组件的侧正视图。图10为图9所示的部件组件的示例性电感曲线图。图11为根据本专利技术的第三示例性实施例形成的磁性部件组件的局部分解图。图12为在图11所示的磁性部件组件中利用的第三示例性芯件的透视图。图13为图11所示的电磁部件组件的侧正视图。图14为图13所示的部件组件的示例性电感曲线图。图15为根据本专利技术的第四示例性实施例形成的磁性部件组件的局部分解图。图16为在图15所示的磁性部件组件中利用的第四示例性芯件的透视图。图17为图15所示的电磁部件组件的侧正视图。图18为图17所示的部件组件的示例性电感曲线图。图19为根据本专利技术的第五示例性实施例形成的磁性部件组件的局部分解图。图20为在图19所示的磁性部件组件中利用的第五示例性芯件的透视图。图21为图19所示的电磁部件组件的侧正视图。图22为图19所示的电磁部件组件的侧正视图。图23为根据本专利技术的第六示例性实施例形成的磁性部件组件的局部分解图。图24为在图23所示的磁性部件组件中利用的第六示例性芯件的透视图。图25为图23所示的电磁部件组件的侧正视图。图26为图23所示的电磁部件组件的侧正视图。具体实施方式在下文中描述变感型电感器部件的示例性实施例，所述变感型电感器部件可以更加有能力地在比现在使用的常规电感器部件更高的电流、更高的功率电路中执行。变感型功率电感器的示例性实施例是以相对低的成本并且利用简化的制造过程和技术进一步可制造的。变感型功率电感器的示例性实施例的小型化也被促进，以便提供具有较小封装尺寸还有在高电流应用中的改善能力的表面安装电感器部件。方法方面在以下描述中将是部分明显的并且进行部分明确讨论。如以上提及的，变感型电感器部件有时在电源的滤波电路中被利用，所述滤波电路将电源输入端处的交流(AC)转换成电源输出端处的直流(DC)。这种转换器电路可以通常与各种电子装置一起被采用或与各种电子装置联合提供。在其他应用中，变感型电感器部件可以在例如各种现代电子装置的调节开关电源电路中被利用。生产功能越来越强、又更小的电子装置的当前趋向已经导致对电子工业的许多挑战。电子装置(列举几个，诸如智能电话、个人数字助理(PDA)装置、娱乐装置和便携式计算机装置)现在由大量并不断增长的用户群体广泛拥有和操作。此类装置包括令人难忘和快速扩展的特征阵列，从而允许此类装置与多个通信网络(包括但不限于互联网)以及其他电子装置互连。使用无线通信平台的快速信息交换在使用此类装置的情况下是可能的，并且此类装置对于商业用户和个人用户同样已经变成非常方便的和普及的。对于此类电子装置所需要的电路板应用的表面安装部件制造商而言，所述挑战已经是提供越来越小型化的电感器部件，以便最小化所述电感器部件在电路板上所占用的面积(有时被称为部件“覆盖区”)，并且也最小化其在垂直于电路板平面的方向上测量的高度(有时被称为部件“轮廓”)。通过减少电感器部件的覆盖区和轮廓，用于电子装置的电路板组件的尺寸可以减小，和/或多个电路板上的部件密度可以增加，从而允许电子装置自身的尺寸减小或具有可比较尺寸的装置的能力提高。以高性价比方式来小型化电子部件已经在高度竞争市场中向电子部件制造商引进多个实际挑战。因为电子装置所需要的高容量电感器部件需要量很大，制造电感器部件的成本减少一直是电子部件制造商实际关注的。为了满足对电子装置(尤其手持装置)的增长需求，每代电子装置需要不仅是更小的，还提供增加的功能特征和能力。因此，电子装置必须是功能越来越强的装置。对于一些类型的部件，诸如除其他事项之外可以提供能量存储和调节能力的电磁电感器部件，满足增加的功率需求同时继续减小已经相当小的电感器部件尺寸已经证实是挑战性的。随着功率密度在调节的开关电源电路中增加，需要较高的操作频率。在关注电感器的条件下，所述较高的操作频率可以减少相同波纹电流的电感值，但还可以显著增加开关损耗。与满载操作相比，由于传导损耗减少，开关损耗在轻载下更加影响总效率。在较轻电流负载下的较低开关频率继而帮助减少开关损耗，但需要较高的开路电感(OCL)以便依旧维持相同的电流纹波。然而，这是难以通过常规的小型化电感器部件实现的。图1为通常不能够解决以上提及的问题的固定电感电磁电感器部件组件100的侧正视图。如图1所示，电感器100通常包括第一芯件102、第二芯件104、以及绕组106，所述绕组被配置用于至电路板的表面安装连接。如图1中所见，绕组106强制性地与第一芯件102和第二芯件104两者接合，并且具有恒定厚度T的均匀间隙108在第一芯件102和第二芯件104的面对表面之间延伸。电感器部件组件100是有利地在小型化水平上可制造的，并且可以相对于常规电感器部件相对简单和低成本的方式来制造。图2以电感曲线图的形式示出电感器部件组件100的电感特性，其中电感值对应于纵轴并且其中电流对应于横轴。如图2的电感曲线图中所见，电感器部件组件100展示在图2中由水平绘制线110指示的固定和大体恒定的电感值，所述电感值表示在电流值的正常操作范围内的恒定开路电感(OCL)值。也就是说，无论电感器部件组件100的正常操作范围内使用的实际电流负载如何，开路电感(OCL)值是相同的。另外如图2中以虚线所见，当电感器部件组件100在高达其表示满载电感(FLL)或满载操作的饱和电流(Isat)的电流下操作时，无论实际电流负载如何，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁部件组件，包括:第一成形磁性芯件；第二成形磁性芯件；以及预制造的导电绕组，所述预制造的导电绕组包括主绕组区段和第一表面安装终端区段以及第二表面安装终端区段，其中第一成形芯件被配置用于可滑动地接收所述预制造的绕组，所述主绕组区段在所述第一成形芯件的第一侧面上延伸，并且所述表面安装终端区段在所述第一成形芯件的与所述第一侧面相对的第二侧面上延伸；其中所述第二成形磁性芯件限定通道，所述主绕组区段被接收在所述通道中并且在所述通道中延伸；并且其中所述第二成形磁性芯件包括邻近所述通道的阶梯式表面，所述阶梯式表面被配置成：当所述绕组区段被接收在所述通道中并且在所述通道中延伸时，在所述第一成形磁性芯件与所述第二成形磁性芯件之间形成非均匀间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电磁部件组件，包括:第一成形磁性芯件；第二成形磁性芯件；以及预制造的导电绕组，所述预制造的导电绕组包括主绕组区段和第一表面安装终端区段以及第二表面安装终端区段，其中第一成形芯件被配置用于可滑动地接收所述预制造的绕组，所述主绕组区段在所述第一成形芯件的第一侧面上延伸，并且所述表面安装终端区段在所述第一成形芯件的与所述第一侧面相对的第二侧面上延伸；其中所述第二成形磁性芯件限定通道，所述主绕组区段被接收在所述通道中并且在所述通道中延伸；并且其中所述第二成形磁性芯件包括邻近所述通道的阶梯式表面，所述阶梯式表面被配置成：当所述绕组区段被接收在所述通道中并且在所述通道中延伸时，在所述第一成形磁性芯件与所述第二成形磁性芯件之间形成非均匀间隙。2.如权利要求1所述的磁性部件组件，其中所述阶梯式表面包括第一阶梯和第二阶梯，所述第一阶梯形成所述非均匀间隙的具有第一厚度的第一部分，并且所述第二阶梯形成所述非均匀间隙的具有与所述第一厚度不同的第二厚度的第二部分。3.如权利要求2所述的磁性部件组件，其中所述第二成形磁性芯件形成有相对的纵向侧面和使所述纵向侧面互连的相对的横向侧面，并且其中所述通道平行于所述纵向侧面延伸。4.如权利要求3所述的磁性部件组件，其中所述第二成形磁性芯件包括在所述第一阶梯与所述第二阶梯之间延伸的至少一个倾斜壁。5.如权利要求1所述的磁性部件组件，其中所述第二成形磁性芯件形成有相对的纵向侧面和使所述纵向侧面互连的相对的横向侧面，并且其中所述非均匀间隙平行于所述纵向侧面延伸。6.如权利要求1所述的磁性部件组件，其中所述第二成形磁性芯件形成有相对的纵向侧面和使所述纵向侧面互连的相对的横向侧面，并且其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜毅鹏，R·J·博格特，
申请(专利权)人：库柏技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US