耦合电感及包括耦合电感的电压调节模块制造技术

本发明专利技术提供了一种耦合电感和包括该耦合电感的电压调节模块。所述耦合电感包括磁芯，所述磁芯包括沿第一方向延伸的第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及沿第二方向延伸的两个盖板，第一磁柱设置于第二磁柱和第三磁柱之间，所述两个盖板分别连接所述第一磁柱、第二磁柱和第三磁柱的端部；以及绕组，所述绕组包括第一绕组和第二绕组，分别绕设于所述第一磁柱上，所述第一绕组和所述第二绕组在第一方向上彼此分隔开。其中，所述磁芯中设置有气隙，所述绕组与所述气隙之间彼此不叠置。根据本发明专利技术的耦合电感具有高度薄、漏磁通小、制程简单等优点。

Coupling inductor and voltage regulator module including coupling inductor

The invention provides a coupling inductor and a voltage regulating module including the coupling inductor. The coupling inductor includes a magnetic core comprising a first magnetic column, a second magnetic column, a third magnetic column extending along the first direction, and two cover plates extending along the second direction. The first magnetic column is arranged between the second magnetic column and the third magnetic column, and the two cover plates are respectively connected with the first magnetic column, the second magnetic column and the third magnetic column, respectively. The end of the winding, and the winding, which includes the first and second windings, is around the first magnetic column, and the first windings and the second windings are separated from each other in the first direction. Wherein, the magnetic core is provided with an air gap, and the windings are not overlapped with the air gaps. The coupling inductor according to the invention has the advantages of high thickness, small leakage flux and simple manufacturing process.

【技术实现步骤摘要】
耦合电感及包括耦合电感的电压调节模块
本专利技术涉及一种耦合电感及包括耦合电感的电压调节模块，更具体地说，本专利技术涉及一种具有高度薄、漏磁通小、制程简单等优点的耦合电感及包括耦合电感的电压调节模块。
技术介绍
近年来，随着数据中心，人工智能等技术的发展，中央处理器(CPU)，图形处理器(GPU)及各类集成芯片(IC)的工作速度越来越快，工作电流越来越大，对其供电模块电压调节模块(VRM)的功率密度，效率，动态性能等方面的要求越来越严苛，对VRM的设计提出了非常高的挑战。在电压调节模块中，输出电感的体积往往是占比最高的，同时电感感量的选取也直接影响整个VRM的效率和动态性能。利用反耦合电感是减小电感体积，提升效率和动态性能的有效手段，也是目前VRM设计的热点。然而，常规的反耦合电感高度较高，无法满足一些对VRM高度有更高要求的应用场合。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种耦合电感及包括耦合电感的电压调节模块，所述技术方案如下：根据本专利技术的一方面，提供了一种耦合电感，包括：磁芯，所述磁芯包括沿第一方向延伸的第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及沿第二方向延伸的两个盖板，所述第一磁柱设置于所述第二磁柱和所述第三磁柱之间，所述两个盖板分别连接所述第一磁柱、所述第二磁柱和所述第三磁柱的端部；以及绕组，所述绕组包括第一绕组和第二绕组，分别绕设于所述第一磁柱上，所述第一绕组和所述第二绕组在所述第一方向上彼此分隔开，其中，所述磁芯中设置有气隙，所述绕组与所述气隙之间彼此不叠置。优选地，所述气隙分别设置在所述第二磁柱和所述第三磁柱上。优选地，所述气隙设置在所述第一磁柱上，并且所述第一绕组和所述第二绕组分别位于所述气隙的两侧。优选地，所述第一绕组和所述第二绕组紧贴所述第一磁柱。优选地，所述第一绕组和所述第二绕组的两端分别形成两个表贴焊盘，所述表贴焊盘中的每个位于同一平面上，所述平面平行于由所述第一方向和所述第二方向构成的平面。优选地，所述绕组由平绕于所述第一磁柱上的扁平线形成。优选地，在所述第一方向和所述第二方向构成的平面中，所述耦合电感的投影具有中心对称的形状，并且所述绕组和所述气隙均为中心对称分布。优选地，在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上，所述耦合电感的高度小于6mm。优选地，在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上，所述第一磁柱的高度小于所述第二磁柱、所述第三磁柱或者所述盖板的高度。优选地，所述第一磁柱、所述第二磁柱、所述第三磁柱以及所述盖板的底表面位于同一平面上。优选地，所述绕组的引脚部分形成对外焊盘，所述对外焊盘具有曲折形状。优选地，所述第一磁柱形成一限位体，所述限位体用以防止所述绕组移动。优选地，所述第一绕组和所述第二绕组由扁平线形成，所述第一绕组、所述第二绕组、所述第二磁柱、所述第三磁柱以及所述盖板的上表面位于同一平面上。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电压调节模块，包括：根据本专利技术的耦合电感，所述第一绕组具有第一端子和第二端子，所述第二绕组具有第三端子和第四端子，所述第一绕组的所述第二端子与所述第二绕组的所述第四端子彼此电连接；第一开关单元，连接到所述第一绕组的所述第一端子；以及第二开关单元，连接到所述第二绕组的所述第三端子。优选地，其中，所述第一端子形成在所述第二磁柱下方，所述第三端子形成在所述第三磁柱下方，以及所述第二端子和所述第四端子形成在所述第一磁柱下方。优选地，当电流分别从所述第一端子和所述第三端子流入所述第一绕组和所述第二绕组时，所述第一绕组和所述第二绕组分别形成的磁通在所述第一磁柱中具有相反的方向。优选地，所述第二端子相对于所述第一绕组的本体的弯折角和/或所述第四端子相对于所述第二绕组的本体的折弯角小于90度。优选地，所述第一开关单元和所述第二开关单元位于所述耦合电感的底表面下方。根据本专利技术的两相耦合电感及包括耦合电感的电压调节模块，具有以下几方面的优点：第一，高度很薄，适用于对高度有严格要求的应用场合。第二，漏磁通小，适用于周围有其他导体或者周围有敏感易受干扰的信号场合。第三，制程简单，绕组可以预成型，无需带着磁芯进行弯折而损坏磁芯。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。图1A是现有技术中的一种两相耦合电感的示意图；图1B是图1A中的两相耦合电感中的绕组的立体图；图2A至图2I是根据本专利技术的一种两相耦合电感的示意图；图3示意性地示出了根据本专利技术的一种两相耦合电感的主磁通分布；图4是根据本专利技术的另一实施例的两相耦合电感的示意图；图5是根据本专利技术的另一实施例的两相耦合电感的示意图；图6示意性地示出了根据本专利技术的实施例将散热器设置于两相耦合电感上方的示意图；图7是根据本专利技术的另一实施例的两相耦合电感的示意图；图8是图7所示的两相耦合电感的爆炸图；图9是根据本专利技术的另一实施例的两相耦合电感的示意图；图10是根据本专利技术一个实施例的一种两相VRM的电路图；图11是根据本专利技术一个实施例的一种两相VRM的结构布局图；图11A是根据本专利技术一个实施例的绕组的结构示意图；图11B是根据本专利技术另一个实施例的绕组的结构示意图；图12示意性地示出了当图11中的VRM通电时在两相耦合电感中产生的磁通；以及图13A和图13B是根据本专利技术一个实施例的一种两相耦合电感的示意图。通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。图1A是现有技术中的一种两相耦合电感的示意图，图1B是图1A中的两相耦合电感中的绕组的立体图。参见图1A和图1B，两相耦合电感100包括磁芯102以及两个绕组104，其中两个绕组104分别缠绕在磁芯102上。其中，在该两相耦合电感100中，两个绕组104的出脚(即，将绕组连接到外部电路的引脚)在电感下方，四个电感引脚在同一平面，绕组中电流产生的磁通(如图1A中虚线所示)所在的平面垂直于电感引脚所在的平面。在这种情况下，整个两相耦合电感100的高度H将包含两层磁芯高度(H1，H3)和两层绕组高度(H2，H4)，因此两相耦合电感100的整体高度较高。为了进一步降低耦合电感的整体高度，本专利技术提供了一种新的两相耦合电感的结构。图2A至图2I是根据本专利技术的一种两相耦合电感的示意图。图3示意性地示出了根据本专利技术的一种两相耦合电感的主磁通分布。参见图2A至图2I以及图3，根据本专利技术实施例的两相耦合电感200包括磁芯210以及绕组220。磁芯210可以包括沿第一方向(例如x方向)延伸的第一磁柱212、第二磁柱214、第三磁柱216以及沿第二方向(例如y方向)延伸的两个盖板218，第一磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合电感，包括：磁芯，所述磁芯包括沿第一方向延伸的第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及沿第二方向延伸的两个盖板，所述第一磁柱设置于所述第二磁柱和所述第三磁柱之间，所述两个盖板分别连接所述第一磁柱、所述第二磁柱和所述第三磁柱的端部；以及绕组，所述绕组包括第一绕组和第二绕组，分别绕设于所述第一磁柱上，所述第一绕组和所述第二绕组在所述第一方向上彼此分隔开，其中，所述磁芯中设置有气隙，所述绕组与所述气隙之间彼此不叠置。

【技术特征摘要】
2016.10.28 CN 20161096998961.一种耦合电感，包括：磁芯，所述磁芯包括沿第一方向延伸的第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及沿第二方向延伸的两个盖板，所述第一磁柱设置于所述第二磁柱和所述第三磁柱之间，所述两个盖板分别连接所述第一磁柱、所述第二磁柱和所述第三磁柱的端部；以及绕组，所述绕组包括第一绕组和第二绕组，分别绕设于所述第一磁柱上，所述第一绕组和所述第二绕组在所述第一方向上彼此分隔开，其中，所述磁芯中设置有气隙，所述绕组与所述气隙之间彼此不叠置。2.如权利要求1所述的耦合电感，其中，所述气隙分别设置在所述第二磁柱和所述第三磁柱上。3.如权利要求1所述的耦合电感，其中，所述气隙设置在所述第一磁柱上，并且所述第一绕组和所述第二绕组分别位于所述气隙的两侧。4.如权利要求1-3中任一项所述的耦合电感，其中，所述第一绕组和所述第二绕组紧贴所述第一磁柱。5.如权利要求1-3中任一项所述的耦合电感，其中，所述第一绕组和所述第二绕组的两端分别形成两个表贴焊盘，所述表贴焊盘中的每个位于同一平面上，所述平面平行于由所述第一方向和所述第二方向构成的平面。6.如权利要求1-3中任一项所述的耦合电感，其中，所述绕组由平绕于所述第一磁柱上的扁平线形成。7.如权利要求1-3中任一项所述的耦合电感，其中，在所述第一方向和所述第二方向构成的平面中，所述耦合电感的投影具有中心对称的形状，并且所述绕组和所述气隙均为中心对称分布。8.如权利要求1-3中任一项所述的耦合电感，其中，在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上，所述耦合电感的高度小于6mm。9.如权利要求1-3中任一项所述的耦合电感，其中，在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锦平，辛张楠，季鹏凯，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31