电感器以及DC-DC转换器制造技术

抑制包含复合磁芯的电感器的制造成本。基于本发明专利技术的一个实施方式的电感器(L1)具备第1端子(T1)以及第2端子(T2)、第1电感器导体层(CL1)以及第2电感器导体层(CL2)、磁芯层(MC1)、和过孔导体(V11～V18)。磁芯层(MC1)配置在第1电感器导体层(CL1)与第2电感器导体层(CL2)之间。过孔导体(V11～V18)与第1电感器导体层(CL1)以及第2电感器导体层(CL2)连接。第1端子(T1)以及第2端子(T2)经由过孔导体(V11～V18)而电连接。磁芯层(MC1)包含具有第1磁性体的第1磁性体部(MC1，MC3)和具有第2磁性体的第2磁性体部(MC2)。第2磁性体的磁特性与第1磁性体的磁特性不同。

Inductors and DC-DC Converters

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电感器以及DC-DC转换器
本专利技术涉及在磁芯包含磁特性彼此不同的多个磁性体的电感器以及具备该电感器的DC-DC转换器。
技术介绍
一直以来，已知一种电感器，通过由磁特性彼此不同的多个磁性体构成磁芯，从而使得能够实现希望的电感相对于直流电流的变化(直流叠加特性)。以下，将包含磁特性彼此不同的多个磁性体的磁芯也称作复合磁芯。例如，在日本特开2016-157890号公报(专利文献1)公开了一种线圈部件(电感器)，将有效导磁率不同的多个环状磁芯具有间隔地重叠配置为同心状而作为复合磁芯，并在各环状磁芯敷设了公共的线圈。该线圈部件在直流叠加电流小的区域中成为高电感，在直流叠加电流大的区域中能够将电感维持在低电感值。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-157890号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1公开的线圈部件为了减少环状磁芯间的偏离，以线圈的卷绕框作为基准进行组装。像在专利文献1公开的电感器那样，需要用于在复合磁芯卷绕导体的结构的情况下，电感器的制造成本可能增加。本专利技术正是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，抑制包含复合磁芯的电感器的制造成本。用于解决课题的手段基于本专利技术的一个实施方式的电感器具备第1以及第2端子、第1以及第2电感器导体层、磁芯层、和第1以及第2过孔导体。磁芯层配置在第1电感器导体层与第2电感器导体层之间。第1以及第2过孔导体与第1以及第2电感器导体层连接。第1以及第2端子经由第1以及第2过孔导体而电连接。磁芯层包含具有第1磁性体的第1磁性体部和具有第2磁性体的第2磁性体部。第2磁性体的磁特性与第1磁性体的磁特性不同。专利技术效果在本专利技术涉及的电感器中，在第1电感器导体层、磁芯层、以及第2电感器导体层被层叠的过程中第1电感器导体层和第2电感器导体层通过第1以及第2过孔导体而连接，由此形成磁芯层被第1电感器导体层、第1过孔导体、第2电感器导体层、以及第2过孔导体卷绕的构造。根据本专利技术涉及的电感器，不需要用于在作为复合磁芯的磁芯层卷绕导体的结构。其结果是，能够抑制该电感器的制造成本。附图说明图1是示出实施方式1涉及的DC-DC转换器的电路图的一例的图。图2是图1的电感器的外观立体图。图3是示出图2的电感器中包含的各层的层叠过程的图。图4是将磁芯层中包含的各磁性体的磁化曲线一并示出的图。图5是示出各磁性体的导磁率相对于流过图1的电感器的电流的特性的图。图6是将实施方式1涉及的电感器的直流叠加特性的仿真结果和比较例涉及的电感器的直流叠加特性的仿真结果一并示出的图。图7是将实施方式1涉及的DC-DC转换器的功率变换效率和具备比较例涉及的电感器的DC-DC转换器的功率变换效率一并示出的图。图8是示出变更了各磁性体部的厚度之比的情况下的直流叠加特性的变化的图。图9是示出将磁性体部中包含的磁性体置换为其他磁性体的情况下的直流叠加特性的变化的图。图10是示出将磁性体部中包含的磁性体置换为其他磁性体的情况下的直流叠加特性的变化的图。图11是示出形成了多个电感器导体层的薄板(sheetplate)的图。图12是示出在图11的薄板形成了多个过孔导体的薄板的图。图13是示出在图12的薄板形成了多个磁芯层的薄板的图。图14是示出在图13的薄板形成了多个电感器导体层的薄板的图。图15是示出多个模块基板形成为矩阵状的薄板的图。图16是示出在图15的薄板层叠了图14的薄板的薄板的图。图17是实施方式1的变形例1涉及的电感器的磁芯层的外观立体图。图18是实施方式1的变形例2涉及的电感器的磁芯层的外观立体图。图19是示出实施方式2涉及的电感器中包含的各层的层叠过程的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式详细进行说明。另外，对图中相同或相应部分标注同一附图标记，其说明原则上不再重复。[实施方式1]图1是示出实施方式1涉及的DC-DC转换器1的电路图的一例的图。如图1所示，DC-DC转换器1是由降压斩波电路实现的降压型DC-DC转换器。DC-DC转换器1将输入电压Vin降压至输出电压Vout并输出到负载100。该降压斩波电路包含电感器L1作为扼流线圈。DC-DC转换器1具备输入端子T10、T20、开关SW1、控制电路10、二极管D1、包含复合磁芯的电感器L1、电容器C1、和输出端子T30、T40。输入端子T10、T20分别与直流电源PS1的负极以及正极连接。在输入端子T10与T20之间，通过直流电源PS1被输入了输入电压Vin。开关SW1通过控制电路10切换导通和不导通。二极管D1的阴极经由开关SW1而与输入端子T20连接。二极管D1的阳极与输入端子T10连接。电感器L1的输入输出端子T1与二极管D1的阴极连接。电感器L1的输入输出端子T2与输出端子T40连接。电感器L1包含复合磁芯。电感器L1的直流叠加特性是如下特性，即，相对于与DC-DC转换器1的额定电流相比比较小的电流值(低负载区域)，电感大，相对于比额定电流大的电流值(过电流区域)，电感被维持为不低于下限值。关于电感器L1的直流叠加特性，在后面利用图4～图6详细进行说明。电容器C1的一端与输出端子T30连接。电容器C1的另一端与输出端子T40连接。在输出端子T30与T40之间连接负载100。在负载100被输出了输出电压Vout。电容器C1是用于抑制输出电压Vout的变动而使输出电压Vout稳定化的平滑电容器。在开关SW1导通的情况下，电流从直流电源PS1经由电感器L1而被引导至负载，并且在电感器L1积累能量。在开关SW1为不导通的情况下，从电感器L1释放能量，来自二极管D1的电流经由电感器L1而被引导至负载100。通过对开关SW1的导通以及不导通高速地进行切换，从而输出电压Vout被降压至希望的值。图2是图1的电感器L1的外观立体图。如图2所示，电感器L1是电感器导体层CL1、磁芯层MC1、以及电感器导体层CL2在层叠方向(Z轴方向)上被层叠的层叠体。磁芯层MC1配置在电感器导体层CL1与CL2之间。磁芯层MC1包含具有磁性体MS1的磁性体部MC11、具有磁性体MS2的磁性体部MC12、和具有磁性体MS1的磁性体部MC13。在层叠方向上，磁性体部MC12配置在磁性体部MC11与MC13之间。磁性体部MC11配置在磁性体部MC12与电感器导体层CL1之间。磁性体部MC13配置在磁性体部MC12与电感器导体层CL2之间。磁性体部MC11的层叠方向上的宽度(以下也简称为“厚度”。)与磁性体部MC13的厚度大致相等。磁性体MS1的磁特性与磁性体MS2的磁特性不同。作为磁性体的磁特性，例如能够列举与导磁率、磁饱和、以及饱和磁通密度有关的特性。电感器L1的磁芯层MC1包含彼此独立的多个磁性体部MC11～MC13。需要用于在磁性体部MC11～MC13卷绕导体的结构的情况下，电感器L1的制造成本可能增加。在实施方式1中，在层状的电感器导体层CL1与CL2之间配置磁芯层MC1，并且通过多个过孔导体来连接电感器导体层CL1和CL2。在电感器导体层CL1、磁芯层MC1、以及电感器导体层CL2被层叠的过程中电感器导体层CL1和CL2通过多个过孔导体而连接，由此形成磁芯层MC1被电感器导体层CL1、电感器导体层CL2、以及多个过孔导体卷绕的构造。在电感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电感器，具备：第1端子以及第2端子；第1电感器导体层以及第2电感器导体层；磁芯层，配置在所述第1电感器导体层与所述第2电感器导体层之间；和第1过孔导体以及第2过孔导体，与所述第1电感器导体层以及所述第2电感器导体层连接，所述第1端子以及所述第2端子经由所述第1过孔导体以及所述第2过孔导体而电连接，所述磁芯层包含具有第1磁性体的第1磁性体部、和具有磁特性与所述第1磁性体不同的第2磁性体的第2磁性体部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.28 JP 2016-2557621.一种电感器，具备：第1端子以及第2端子；第1电感器导体层以及第2电感器导体层；磁芯层，配置在所述第1电感器导体层与所述第2电感器导体层之间；和第1过孔导体以及第2过孔导体，与所述第1电感器导体层以及所述第2电感器导体层连接，所述第1端子以及所述第2端子经由所述第1过孔导体以及所述第2过孔导体而电连接，所述磁芯层包含具有第1磁性体的第1磁性体部、和具有磁特性与所述第1磁性体不同的第2磁性体的第2磁性体部。2.根据权利要求1所述的电感器，其中，在所述磁芯层形成有所述第1过孔导体以及所述第2过孔导体所贯通的空孔部，所述第1过孔导...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫下宗丈，田村祐二，丹下贵之，桥秀明，和气武司，东出康弘，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP