耦合电感及电源模块制造技术

本发明专利技术提供一种耦合电感及电源模块；一种耦合电感包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；所述磁芯形成有第一通道；所述第一绕组的一部分穿过所述第一通道，所述第二绕组的一部分也穿过所述第一通道，且所述第一绕组和第二绕组在所述第一通道外交叉；另一种耦合电感包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；所述磁芯具有两个平行设置且贯穿该磁芯相对两个端面的第一通道和第二通道，第一绕组和第二绕组均穿过该第一通道和第二通道并使得二者的异名端位于磁芯的同一端面；电源模块包括有上述耦合电感。本发明专利技术的耦合电感，或者可以使异名端位于同一侧，以方便用户使用并利于均流，或者可以使异名端位于同一端面，以降低直流阻抗，并利于开关器件的散热。

【技术实现步骤摘要】
耦合电感及电源模块
本专利技术涉及一种耦合电感及电源模块，属于电力电子

技术介绍
电感在集成电路中是一种常见的电子元件，其能够把电能转化为磁能储存起来。例如，电感是电源模块(又称为电压调整模块(VoltageRegulatingModule，VRM)，或者电压转换器)实现高低压转换的重要部件。但是，电源模块的电流纹波、效率和动态操作速度等操作特性会受到电感体积、损耗、电感量等特性的影响。在行业内，一般是采用磁耦合线圈的方式制作耦合电感来减少电感的体积，并改善电源模块的性能。耦合电感中的每一路绕组(winding)，在其余绕组均为开路或不通电的情况下，经测量后会有一个固定的电感量，称之为“自感”。此自感可以分成两部分，其中一部分的电感所对应的磁通(magneticflux)均穿过其余绕组的截面，与其它绕组均有耦合关系，可称之为“激磁电感”(magnetizinginductance，Lm)；而另一部分的电感与其余的绕组并无耦合关系，可称之为“漏感”(leakageinductance，LK)。在一般情况下，激磁电感要远远大于漏感。通过控制激磁电感和漏感的比例和大小，便可以改变每一绕组所对应的电流纹波的波形和大小。当耦合电感应用于电源模块中时，根据开关单元与电感的连接方式，会存在两种耦合方式，即正耦合的连接方式和反耦合连接方式。当电流从异名端流入时，两个绕组产生的磁通相互抵消，这种连接方式下的耦合电感可称为反耦合电感。其中，同名端是指当电流从某两个端子分别流入各自绕组时，他们形成的磁通相互加强，则这两个端子称为同名端。反之，如果它们形成的磁通相互削弱，则这两个端子称为异名端。在电压调节模块VRM(VoltageRegulatorModule)的应用中，反耦合电感可以实现动态感量与静态感量的分离，同一个电感可以实现在动态时更小的感量，提升响应速度，而在静态时增大感量，实现更小的纹波电流，兼顾动态响应能力和静态纹波小的特点，而且还可以通过磁集成和磁通反向的抵消作用来减小体积，因此在VRM应用中，反耦合电感技术是研究的热点。在应用反耦合电感的电源模块中，耦合电感的两个输入端必须是异名端。但是，现有的反耦合电感在布局时，为了使磁芯所形成的通道内平行设置的2相电流反向来实现磁芯中磁通的反向和抵消作用，就不可避免的需要将反耦合电感的两个输入端(异名端)设置于电感的不同侧上，这样就会导致两相电路与主板连接后的路径长度不同，从而2相的阻抗也会不同，不利于均流。
技术实现思路
本专利技术提供一种反耦合电感及电源模块，以解决现有技术存在的上述或者其他潜在问题。本专利技术的一个目的是提供一种耦合电感，包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；所述磁芯形成有第一通道；所述第一绕组的一部分穿过所述第一通道，所述第二绕组的一部分也穿过所述第一通道，且所述第一绕组和第二绕组在所述第一通道外交叉。如上所述的耦合电感，其中，所述磁芯包括相对设置的两个边柱以及两个立柱，两个所述立柱设置在两个所述边柱之间，且所述立柱垂直于所述边柱，所述边柱与所述立柱围合成所述第一通道。如上所述的耦合电感，其中，所述第一绕组包括相对设置的第一段和第二段，以及位于所述第一段和第二段之间、并与所述第一段和第二段电连接的第三段；所述第二绕组包括相对设置的第四段和第五段，以及位于所述第四段和第五段之间、并与所述第四段和第五段电连接的第六段；所述第一段和第四段穿设在所述第一通道内；所述第三段和第六段交叉于所述第一通道外。如上所述的耦合电感，其中，所述第一绕组的所述第一段的电流的流向与所述第二绕组的所述第四段的电流的流向相反。如上所述的耦合电感，其中，所述磁芯还沿第一方向形成有第二通道，所述第二通道位于所述第一通道的右侧且与所述第一通道平行；所述二段和第五段穿设在所述第二通道内；所述第三段和第六段交叉于所述第一通道和第二通道外。如上所述的耦合电感，其中，所述第一绕组的所述第二段的电流的流向与所述第二绕组的所述第五段的电流的流向相反。如上所述的耦合电感，其中，所述磁芯包含两个边柱以及至少三个立柱，其中所述第一通道为所述两个边柱和相邻的两个所述立柱所形成的空间；所述第二通道为所述两个边柱和另一相邻的两个所述立柱所形成的空间。如上所述的耦合电感，其中，至少其中一个立柱往其相邻的另一个所述立柱的方向形成有解耦柱，所述解耦柱垂直于所述立柱，且所述解耦柱与相邻的所述立柱或相邻的所述立柱上的解耦柱形成有用于调整反耦合系数的气隙。如上所述的耦合电感，其中，所述第一段、第二段和第三段为一体成型的一体件，和/或，所述第四段、第五段和第六段为一体成型的一体件。如上所述的耦合电感，其中，所述第三段和第六段为板件，且所述第六段位于所述第三段的上方；所述第六段形成有与所述第四段电连接的第一凸块以及与所述第五段电连接的第二凸块，或者，所述第四段包含第一凸块以及所述第五段包含第二凸块；所述第三段形成有用于供所述第一凸块穿过的第一避让槽以及用于供所述第二凸块穿过的第二避让槽。如上所述的耦合电感，其中，所述第六段为板件，所述第六段上开设有通孔，所述第三段设置于所述通孔内，流经所述第六段的电流的方向和流经所述第三段的电流的方向交叉。如上所述的耦合电感，其中，所述第三段和第六段为相互绝缘的一体式结构。如上所述的耦合电感，其中，所述第一绕组的所述第一段和所述第二段以及所述第二绕组的所述第四段和所述第五段与所述磁芯压注为一体的结构。如上所述的耦合电感，其中，控制所述第一段和所述第四段之间的间隙宽度，或者，控制所述第二段和所述第五段之间的间隙宽度，以调整反耦合系数。如上所述的耦合电感，其中，所述第一段和所述第四段之间，或者，所述第二段和第五段之间，填充有用于调整反耦合系数的填料。如上所述的耦合电感，其中，所述反耦合电感还包含多个用于输入/输出电流的焊盘，且所述多个焊盘设置于所述第一通道的一侧。如上所述的耦合电感，其中，所述磁芯包含两个边柱以及多个立柱，所述第一绕组和所述第二绕组在其中一个所述立柱上交叉。如上所述的耦合电感，其中，所述第一绕组和第二绕组交叉于所述第一通道的一侧，或者所述第一绕组和第二绕组在所述第一通道的两侧均交叉。如上所述的耦合电感，其中，所述第一绕组的第三段和第二绕组的第六段分设在所述第一通道的两侧，且所述第一绕组的第三段在所述第二绕组上的垂直投影与该第二绕组的第六段交叉。如上所述的耦合电感，其中，所述第一绕组和/或所述第二绕组主要由具有复合导电性能和/或强度的材料构成。本专利技术又一方面，提供一种耦合电感，包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；所述磁芯形成有沿第一方向延伸的第一通道和第二通道，所述第一通道包括相对的第一端面和第二端面，所述第二通道与所述第一通道平行设置，且所述第二通道从所述第一端面延伸至所述第二端面；所述第一绕组和第二绕组均有一部分分别穿设在所述第一通道和第二通道内，其中所述第一绕组N次穿过所述第一通道，所述第二绕组N+1次穿过所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耦合电感，其特征在于，包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；/n所述磁芯形成有沿第一方向延伸的第一通道和第二通道，所述第一通道包括相对的第一端面和第二端面，所述第二通道与所述第一通道平行设置，且所述第二通道从所述第一端面延伸至所述第二端面；/n所述第一绕组和第二绕组均有一部分分别穿设在所述第一通道和第二通道内，其中所述第一绕组N次穿过所述第一通道，所述第二绕组N+1次穿过所述第一通道；且所述第二绕组N次穿过所述第二通道，所述第一绕组N+1次穿过所述第二通道，其中N为大于或等于一的整数；/n所述第一绕组的两端分别设置于所述第一端面和所述第二端面，且对应形成所述耦合电感的第一端和第二端，所述第二绕组的两端分别设置于所述第一端面和所述第二端面，且对应形成所述耦合电感的第三端和第四端，其中所述耦合电感的所述第一端和所述第三端为异名端，且所述耦合电感的所述第一端和所述第三端均设置于所述第一端面上。/n

【技术特征摘要】
20190107 CN 20191001307031.一种耦合电感，其特征在于，包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；
所述磁芯形成有沿第一方向延伸的第一通道和第二通道，所述第一通道包括相对的第一端面和第二端面，所述第二通道与所述第一通道平行设置，且所述第二通道从所述第一端面延伸至所述第二端面；
所述第一绕组和第二绕组均有一部分分别穿设在所述第一通道和第二通道内，其中所述第一绕组N次穿过所述第一通道，所述第二绕组N+1次穿过所述第一通道；且所述第二绕组N次穿过所述第二通道，所述第一绕组N+1次穿过所述第二通道，其中N为大于或等于一的整数；
所述第一绕组的两端分别设置于所述第一端面和所述第二端面，且对应形成所述耦合电感的第一端和第二端，所述第二绕组的两端分别设置于所述第一端面和所述第二端面，且对应形成所述耦合电感的第三端和第四端，其中所述耦合电感的所述第一端和所述第三端为异名端，且所述耦合电感的所述第一端和所述第三端均设置于所述第一端面上。


2.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述耦合电感的第一端到第四端包含用于电连接的第一焊盘到第四焊盘。


3.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述第一方向为高度方向。


4.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述磁芯为扁平型磁芯。


5.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组位于第一通道内部的部分与所述第二绕组位于第一通道内部的部分交替设置；所述第一绕组位于第二通道内部的部分与所述第二绕组位于第二通道内部的部分交替设置。


6.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组还包括用于连接所述第一绕组穿设在所述第一通道内和第二通道内的连接部分，所述第二绕组还包括用于连接所述第二绕组穿设在所述第一通道内和第二通道内的连接部分。


7.根据权利要求6所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组的所述连接部分位于所述磁芯的第一端面同侧或所述磁芯的第二端面同侧并裸露于空气中；所述第二绕组的所述连接部分位于所述磁芯的第一端面同侧或所述磁芯的第二端面同侧并裸露于空气中。


8.根据权利要求6所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：季鹏凯，周锦平，洪守玉，曾剑鸿，张明准，周敏，
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