功率变换器，以及电感结构制造技术

本发明专利技术公开了一种功率变换器以及一种电感结构，所述功率变换器包括一电感结构，所述电感结构包括第一至第N路电感线圈，和一个耦合线圈。每一路所述电感线圈和相应的晶体管组成一功率级电路，以在所述功率级电路的输出端产生输出信号；所述耦合线圈和每一路所述电感线圈成负耦合关系。通过间接耦合的方式是实现多路电感之间的负耦合，解决了大电流应用的瞬态响应，实现各路之间的均流。之间的均流。之间的均流。

【技术实现步骤摘要】
功率变换器，以及电感结构


[0001]本专利技术涉及一种半导体技术，更具体地说，涉及一种功率变换器，以及一种电感结构。

技术介绍

[0002]大电流多路并联结构,已经成为给CPU，服务器等供电的电压调节模组(Voltage Regulator Module，VRM)电路的主要结构。而使用的电感多为多个铁氧体电感并排使用。但是铁氧体电感的由于其磁芯饱和磁通密度较低，热导率低导致其无法实现体积更小的设计。且多路铁氧体电感并排使用时，当某一路负载突然发生变化时,其他各路对此感知很慢不容易实现各支路之间的均流。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种功率变换器以及一种电感结构，以解决上述问题。
[0004]根据本专利技术的第一方面，提供一种功率变换器，其特征在于，包括：一电感结构，包括，第一至第N路电感线圈，和一个耦合线圈；每一路所述电感线圈和相应的晶体管组成一功率级电路，以在所述功率级电路的输出端产生输出信号；所述耦合线圈和每一路所述电感线圈成负耦合关系。
[0005]优选地，所述耦合线圈和所述电感线圈之间的耦合关系强于任意两路所述电感线圈之间的耦合关系。
[0006]优选地，任意两路所述电感线圈之间成负耦合关系，并且，所述耦合线圈和所述电感线圈之间的耦合系数大于任意两路所述电感线圈之间的耦合系数。
[0007]优选地，每一所述功率级电路的输入端接收同一输入电压源，每一所述功率级电路的输出端产生一所述输出信号。
[0008]优选地，所述电感结构包括：第一磁芯，包括基板和位于基板上的至少两个磁芯柱；至少两个第一绕组，每个所述第一绕组绕制在一个所述磁芯柱，所述至少两个第一绕组中的任意两个绕组相互分离，以形成所述电感线圈；以及第二绕组，绕制在至少两个所述磁芯柱，并位于所述第一绕组上方，以形成所述耦合线圈。
[0009]根据本专利技术的第二方面，提供一种电感结构，包括：第一磁芯，包括基板和位于基板上的至少两个磁芯柱；至少两个第一绕组，每个所述第一绕组绕制一个所述磁芯柱，所述至少两个第一绕组中的任意两个绕组之间存在间隔；以及第二绕组，绕制在所述至少两个磁芯柱上。
[0010]优选地，所述第二绕组与所述至少两个第一绕组中的任意一个第一绕组之间的耦合系数大于相邻的两个第一绕组之间的耦合系数。
[0011]优选地，还包括第二磁芯，所述第二磁芯位于所述基板上，包覆所述至少两个第一绕组、所述第二绕组以及所述第一磁芯。
[0012]优选地，所述第一绕组的个数小于等于所述磁芯柱的个数。
[0013]优选地，所述第二磁芯的和所述第一磁芯为相同材料的磁粉芯。
[0014]优选地，所述第二磁芯的和所述第一磁芯为不同材料的磁粉芯。
[0015]优选地，所述第一磁芯的磁导率大于所述第二磁芯的磁导率。
[0016]优选地，所述磁芯柱的个数大于所述第一绕组的个数时，未被所述第一绕组绕制的所述磁芯柱与所述第二磁芯的材料相同。
[0017]优选地，所述磁芯柱并排排列。
[0018]优选地，所述磁芯柱多排排列。
[0019]优选地，所述第一绕组的出线位于所述基板的同一侧面。
[0020]优选地，所述第一绕组的出线位于所述基板不同的侧面。
[0021]优选地，所述第二绕组位于所述第一绕组的上方。
[0022]综上所述，本专利技术公开了一种功率变换器以及一种电感结构，通过间接耦合的方式是实现多路电感之间的负耦合，解决了大电流应用的瞬态响应，实现各路之间的均流。另外，选择磁粉芯材料作为磁芯，其热导率较高，增加了电感的散热能力，也减小了电感的体积。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术提供的功率变换器的电路结构图；
[0025]图2a为本专利技术提供的第一种电感结构示意图；
[0026]图2b为本专利技术提供的第一种电感结构的部分示意图；
[0027]图3为本专利技术提供的第二种电感结构的示意图；
[0028]图4为本专利技术提供的第二种电感结构的仿真波形；
[0029]图5为本专利技术提供的第三种电感结构的示意图。
具体实施方式
[0030]以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0031]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0032]同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0033]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0035]图1为本专利技术提供的功率变换器的电路结构图。具体地，如图1所示，所述功率变换器包括一电感结构，所述电感结构包括第一至第N路电感线圈L1
‑
Ln和一个耦合线圈400。其中，每一路所述电感线圈和相应的晶体管组成一功率级电路，以在所述功率级电路的输出端产生输出信号Vout，例如，第一路电感线圈L1和相应的晶体管Q10和Q11组成第一路功率级电路；第一路电感线圈L2和相应的晶体管Q20和Q21组成第二路功率级电路；以此类推，第n路电感线圈Ln和相应的晶体管Qn0和Qn1组成第n路功率级电路。所述耦合线圈400和每一路所述电感线圈L1
‑
Ln成负耦合关系。
[0036]所述耦合线圈400和所述电感线圈之间的耦合关系强于任意两路所述电感线圈之间的耦合关系。具体地，任意两路所述电感线圈之间成负耦合关系，并且，所述耦合线圈和所述电感线圈之间的耦合系数大于任意两路所述电感线圈之间的耦合系数，即所述耦合线圈400与任一路的电感线圈之间的耦合系数大于任意两路所述电感线圈之间的耦合系数。
[0037]每一路所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括：一电感结构，包括，第一至第N路电感线圈，和一个耦合线圈；每一路所述电感线圈和相应的晶体管组成一功率级电路，以在所述功率级电路的输出端产生输出信号；所述耦合线圈和每一路所述电感线圈成负耦合关系。2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述耦合线圈和所述电感线圈之间的耦合关系强于任意两路所述电感线圈之间的耦合关系。3.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，任意两路所述电感线圈之间成负耦合关系，并且，所述耦合线圈和所述电感线圈之间的耦合系数大于任意两路所述电感线圈之间的耦合系数。4.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，每一所述功率级电路的输入端接收同一输入电压源，每一所述功率级电路的输出端产生一所述输出信号。5.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述电感结构包括：第一磁芯，包括基板和位于基板上的至少两个磁芯柱；至少两个第一绕组，每个所述第一绕组绕制在一个所述磁芯柱，所述至少两个第一绕组中的任意两个绕组相互分离，以形成所述电感线圈；以及第二绕组，绕制在至少两个所述磁芯柱，并位于所述第一绕组上方，以形成所述耦合线圈。6.一种电感结构，其特征在于，包括：第一磁芯，包括基板和位于基板上的至少两个磁芯柱；至少两个第一绕组，每个所述第一绕组绕制一个所述磁芯柱，所述至少两个第一绕组中的任意两个绕组之间存在间隔；以及第二绕组，绕制在所述至少两个磁芯柱上。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：代克，危建，颜佳佳，
申请(专利权)人：南京矽力微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：