复合电感器和DC-DC功率变流器制造技术

复合电感器和DC‑DC功率变流器。示例复合电感器包括线圈和第一热压磁粉。线圈至少部分地设置在第一热压磁粉内以规定屏蔽芯体。屏蔽芯体规定了穿过第一热压磁粉和线圈的开口。复合电感器还包括中心芯体，该中心芯体位于穿过第一热压磁粉和线圈的开口中。中心芯体包括第二磁粉。第二磁粉包括与第一热压磁粉不同的磁性材料。复合电感器还包括与线圈电联结的两个或更多个端子。

Composite inductor and DC-DC power converter

【技术实现步骤摘要】
复合电感器和DC-DC功率变流器
本技术总体上涉及复合电感器，并且具体来说，涉及包括用于屏蔽芯体和中心芯体的不同磁粉的大电流、高频、低损耗复合电感器。
技术介绍
这个部分提供与本技术相关的但未必是现有技术的背景信息。大电流、高频、低损耗电感器为尺寸更小的电源增加了功率密度，并且为相同尺寸的电源提供更高的功率。对于高频应用，电感器可以具有闭合磁环以减少电磁干扰(EMI)，并且具有指定的磁性材料以降低损耗。一些高密度电感器利用冷压技术制造以形成模制电感器。通过将磁性胶注入开环电感器来制造一些其它高密度电感器。
技术实现思路
这个部分提供对本技术的总体概述，但并不是对其完整范围或全部特征的全面公开。一种示例复合电感器，其包括：线圈和第一热压磁粉。所述线圈至少部分地设置在所述第一热压磁粉内以规定屏蔽芯体。所述屏蔽芯体规定了穿过所述第一热压磁粉和所述线圈的开口。所述复合电感器还包括中心芯体，该中心芯体位于穿过所述第一热压磁粉和所述线圈的所述开口中。所述中心芯体包括第二磁粉。所述第二磁粉包括与所述第一热压磁粉不同的磁性材料。所述复合电感器还包括与所述线圈电联结的两个或更多个端子。一种包括根据以上描述的复合电感器的DC-DC功率变流器。可应用性的其它方面将从本文所提供的描述中变得明显。该概述中的描述和具体示例仅仅旨在说明的目的，而并不旨在限制本
技术实现思路
的范围。附图说明本文所述的附图仅为了说明所选择的实施方式而不是所有可能的实现，并且并不旨在限制本技术的范围。图1A例示了根据本技术示例实施方式的复合电感器的线圈。图1B例示了包括图1A所示线圈的屏蔽芯体。图1C例示了复合电感器的中心芯体。图1D例示了包括图1B所示屏蔽芯体和图1C所示中心芯体的复合电感器。图2A例示了根据本技术示例实施方式的复合电感器的俯视图。图2B是图2A所示复合电感器的侧视图。图2C是图2A所示复合电感器的仰视图。图2D是图2A所示复合电感器的旋转侧视图。图2E是图2A所示复合电感器的正交视图。图3是例示根据本技术示例实施方式的制造复合电感器的方法的流程图。图4是例示针对图1A至图1D所示复合电感器的中心芯体，以毫微亨(nH)为单位的示例电感与以安培(A)为单位的电流的关系的线状图形。图5是例示针对图1A至图1D所示复合电感器，以摄氏度(℃)为单位的示例温升与以安培(A)为单位的电流的关系的线状图形。对应的参考标号在附图的几个图中指代对应(但不一定相同)的零件。具体实施方式下面将参照附图更全面描述示例实施方式。大电流、高频、低损耗电感器为尺寸更小的电源增加了功率密度，并且为相同尺寸的电源提供更高的功率。对于高频应用，电感器可以具有闭合磁环以减少电磁干扰(EMI和指定的磁性材料以降低损耗。一些高密度电感器利用冷压技术制造以形成模制电感器，而一些其它高密度电感器通过将磁性胶注入开环电感器来制造。但是一些冷压模制电感器有厚度限制，并且可能难以降低直流电阻(DCR)。由于有限的最大相对磁导率(例如，小于15ui等)，注入磁性胶电感器可能具有有限的电感值，并且可能会有很高的成本。本文公开了复合电感器的示例性实施方式和制造复合电感器的方法，其可以提供更高的电感值，可以提供较低的DCR(例如，与具有相同绕组匝数的其它电感器等相比)，由于电感器中使用的复合材料而可以具有改善的滚降(roll-off)曲线等。例如，复合电感器可以包括线圈和第一热压磁粉。所述线圈至少部分地设置在所述第一热压磁粉内以规定屏蔽芯体。所述屏蔽芯体规定了穿过所述第一热压磁粉和所述线圈的开口。该示例复合电感器还包括中心芯体，该中心芯体位于穿过第一热压磁粉和该线圈的开口中。所述中心芯体包括第二磁粉(例如，第二热压磁粉、第二冷压磁粉等)。所述第二磁粉包括与所述第一热压磁粉不同的磁性材料。所述复合电感器还包括与所述线圈电联结的两个或更多个端子。因此，本文公开的示例性实施方式可以包括复合电感器，该复合电感器包括热压芯体，该热压芯体具有被填充的孔或开口，和/或其位于用与热压芯体不同的材料形成的另一芯体中。本文还描述了制造复合电感器的示例方法。例如，可以使用热压模制以采用羰基(carbonyl)铁粉(CIP)、其它磁粉等模制线圈，以形成屏蔽电感器。在形成屏蔽电感器时，可以去除电感器的一部分(例如，中心部分、开口等)。在热压模制等期间，可以利用专门设计的工具装置去除该部分。另一种磁粉(如硅铁(FeSi)粉末、硅铁铝(FeSiAl)粉末、硅化镍(NiSi)粉末等)被形成(例如，热压模制、冷压模制等)为R形芯体。R形芯体可以包括任何合适的芯体形状，如具有圆形横截面、方形横截面、带圆角方形横截面的圆柱形或杆等。然后可以通过将该R形芯体插入屏蔽电感器的被去除的部分中来组装屏蔽电感器和R形芯体。可以涂敷粘合剂或胶水以将屏蔽电感器和R形芯体彼此粘合，并且接着可以将该组装件加以固化，端子与线圈(例如，与线圈的暴露端部，作为线圈的端部的整体部分等)电联结。与其它一些类型的电感器相比，本文所述的示例复合电感器可以提供至少50％(或更好)的相对磁导率(ui)和相同或更好的饱和磁通密度。例如，冷压模制电感器可以具有25ui的最大相对磁导率和1000毫特斯拉(mT)的饱和磁通密度，感应磁性胶电感器可以具有15ui的最大相对磁导率和1000mT的饱和磁通密度。本文的一些示例实施方式可以提供高达34μ(或更高)的相对磁导率和高达1200mT(或更高)的饱和磁通密度。在一些实施方式中，热压模制技术可以使得边缘厚度为0.6mm(甚至更薄)，这比需要边缘厚度至少为0.8mm的冷压模制技术至少薄0.2mm。本文的一些示例实施方式的减小的边缘厚度可以允许增大的线圈(例如，铜等)宽度和高度以降低DCR，从而减少功率损耗。与将磁性胶注入开环电感器相比，一些示例实施方式在组装期间可以具有较低或最低应力效应，因此，R形芯体的性能不受影响。R形芯体的相对磁导率可达160ui甚至更高，这提供了更高的电感和改善的饱和磁通密度。参照附图，图1A至图1D例示了根据本技术的一些方面的复合电感器100。如图1A中所示，复合电感器100包括具有端部102的线圈104。如图1B中所示，复合电感器100包括第一热压磁粉106。线圈104至少部分地设置在第一热压磁粉106内，以规定屏蔽芯体108(例如，屏蔽电感器等)。屏蔽芯体108规定了穿过第一热压磁粉106和线圈104的开口110。复合电感器100还包括位于开口110中的中心芯体112，该开口110穿过第一热压磁粉106和线圈104。中心芯体112包括第二磁粉114(例如，第二热压磁粉、第二冷压磁粉等)。第二磁粉114包括与第一热压磁粉106不同的磁性材料。复合电感器100还包括与线圈104电联结的两个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合电感器，其特征在于，该复合电感器包括：/n线圈；/n第一热压磁粉，所述线圈至少部分地设置在所述第一热压磁粉内以规定屏蔽芯体，所述屏蔽芯体规定了穿过所述第一热压磁粉和所述线圈的开口；/n中心芯体，该中心芯体位于穿过所述第一热压磁粉和所述线圈的所述开口中，所述中心芯体包括第二磁粉，所述第二磁粉包括与所述第一热压磁粉不同的磁性材料；以及/n两个或更多个端子，所述两个或更多个端子与所述线圈电联结。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合电感器，其特征在于，该复合电感器包括：
线圈；
第一热压磁粉，所述线圈至少部分地设置在所述第一热压磁粉内以规定屏蔽芯体，所述屏蔽芯体规定了穿过所述第一热压磁粉和所述线圈的开口；
中心芯体，该中心芯体位于穿过所述第一热压磁粉和所述线圈的所述开口中，所述中心芯体包括第二磁粉，所述第二磁粉包括与所述第一热压磁粉不同的磁性材料；以及
两个或更多个端子，所述两个或更多个端子与所述线圈电联结。


2.根据权利要求1所述的复合电感器，其特征在于，所述线圈位于所述第一热压磁粉内以规定闭合磁环。


3.根据权利要求1所述的复合电感器，其特征在于：
所述线圈包括扁铜线或圆铜线；且/或
为了电绝缘，所述线圈被漆包。


4.根据权利要求1所述的复合电感器，其特征在于，所述中心芯体包括R形芯体，该R形芯体具有圆形横截面、方形横截面或带圆角方形横截面。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪澎，张宏年，
申请(专利权)人：斯特华佛山磁材有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44