电感器部件、DCDC转换器和电感器部件的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于在采用电感器部件作为DCDC转换器的电感器的情况下，兼具轻负载时的高效率和对大电流的应对。其通过以下的解决手段得以解决：电感器部件具备含有包含铁元素的金属磁性粉的主体以及设置于主体内且两端从主体露出的电感器。在电感器的直流叠加特性曲线中，作为稳定区域，存在第1稳定区域RS1和第2稳定区域RS2，在第1稳定区域RS1与第2稳定区域RS2之间存在过渡区域RT。RS2之间存在过渡区域RT。RS2之间存在过渡区域RT。

【技术实现步骤摘要】
电感器部件、DCDC转换器和电感器部件的制造方法


[0001]本专利技术涉及电感器部件、具备该电感器部件的DCDC转换器以及电感器部件的制造方法。

技术介绍

[0002]在专利文献1中记载了在含有磁性材料的主体内设置有电感器的电感器部件的一个例子。该电感器部件通过在主体内设置含有玻璃等非磁性的材料的非磁性体部而使磁饱和特性提高。
[0003]专利文献1：日本特开2016－51752号公报

技术实现思路

[0004]对于电感器部件，如果交流电流流通于电感器，则产生电感。例如，DCDC转换器用的功率电感器等通过将从直流电源向电感器部件供给的直流电流进行接通或断开，从而将矩形波以交流电流的形式输入到电感器。输入到电感器的矩形波通过在电感器产生的电感而以波纹电流与一定的直流偏置电流重叠的三角波的形式流通于电感器。如果该直流偏置电流大到一定值以上，则在电感器部件中产生磁饱和，电感极度降低。在通常的电感器部件中，产生磁饱和为止的电感为一定的范围，标称的电感值为其中之一。
[0005]这里，上述以往的电感器部件中，通过在主体内设置非磁性体部，从而提高磁饱和的直流偏置电流的值，应对大电流。但是，此时，主体的有效磁导率变低，因此，与在主体内未设置非磁性体部的电感器部件相比，电感变小。
[0006]对于DCDC转换器，在流通电感器的电流小的轻负载的情况下，通过抑制波纹电流，能够提高电压转换的效率。但是，如果如上述以往的电感器部件那样电感小，则波纹电流变大，因此，轻负载时的电压转换的效率不会提高。如此，难以兼具轻负载时的高效率和对大电流的应对。
[0007]本公开的一个方案的电感器部件具备含有包含铁元素的金属磁性粉的主体以及设置于上述主体内且两端从上述主体露出的电感器。对于在上述电感器流通“100MHz”的交流电流的情况下作为相对于叠加在上述交流电流的直流偏置电流的值而表示的直流叠加特性曲线，将横轴设为上述直流偏置电流的值，将纵轴设为将上述直流偏置电流的值为“0A”时产生的电感的值设为“1”时的上述电感的相对值，将在上述横轴的“0.3A”以上的区间上的上述纵轴的变动为“0.1”以内的区域设为稳定区域，将在上述横轴的小于“0.3A”的区间上的上述纵轴的变动超过“0.1”的区域设为过渡区域。此时，在上述直流叠加特性曲线中，作为上述稳定区域，存在第1稳定区域和第2稳定区域，在上述第1稳定区域与上述第2稳定区域之间存在上述过渡区域。
[0008]在上述构成的电感器部件的直流叠加特性曲线中存在第1稳定区域、第2稳定区域以及位于第1稳定区域与第2稳定区域之间的过渡区域。这意味着在第1稳定区域和第2稳定区域中的一个稳定区域之后(过渡区域)和另一个稳定区域之后的至少2个阶段产生磁饱
和。即，对于上述的电感器部件的直流叠加特性曲线，在一个稳定区域中，磁饱和的直流偏置电流的值小，但电感的值高，在另一个稳定区域中，电感的值低，但磁饱和的直流偏置电流的值高。根据具有这样的直流叠加特性曲线的电感器部件，例如在作为DCDC转换器的功率电感器使用时，在轻负载时，通过一个稳定区域，抑制波纹的产生，提高电压转换的效率，通过另一个稳定区域，能够应对大电流。
[0009]本公开的一个方案的DCDC转换器具备上述的电感器部件。根据该DCDC转换器，能够兼具轻负载时的高效率和对大电流的应对。
[0010]本公开的一个方案的DCDC转换器具备：上述的电感器部件，是除了具备作为上述电感器的第1电感器布线以外，还具备设置于上述主体内且未与上述第1电感器电连接的第2电感器的电感器部件；与直流电源电连接的输入端子；设置于将上述输入端子与上述第1电感器电连接的布线上的第1开关元件；设置于将上述输入端子与上述第2电感器电连接的布线上的第2开关元件；以及，构成能够使上述第1开关元件的接通和断开与上述第2开关元件的接通和断开的相位错开“360
°
/N(N为2以上的自然数)”的控制器。
[0011]根据上述DCDC转换器，可提供能够兼具轻负载时的高效率和应对大电流的多相型的DCDC转换器。
[0012]本公开的一个方案的电感器部件的制造方法是制造具备含有包含铁元素的金属磁性粉的主体以及设置于上述主体内且两端从上述主体露出的电感器的电感器部件的方法。对于在上述电感器流通“100MHz”的交流电流的情况下作为相对于叠加在上述交流电流的直流偏置电流的值而表示的直流叠加特性曲线，将横轴设为上述直流偏置电流的值，将纵轴设为将上述直流偏置电流的值为“0A”时产生的电感的值设为“1”时的上述电感的相对值，将在上述横轴的“0.3A”以上的区间上的上述纵轴的变动为“0.1”以内的区域设为稳定区域，将在上述横轴的小于“0.3A”的区间上的上述纵轴的变动超过“0.1”的区域设为过渡区域。在该制造方法中，通过形成含有上述包含铁元素的金属磁性粉作为第1磁性材料的第1磁性部以及含有与上述金属磁性粉不同的第2磁性材料的第2磁性部而形成上述主体。对于上述第1磁性部和上述第2磁性部，通过使比磁导率、体积、与上述电感器的位置关系、上述第1磁性部和上述第2磁性部所含有的磁性材料的组成、上述磁性材料的粒径、上述磁性材料的含量中的至少一个不同，从而在上述直流叠加特性曲线存在第1稳定区域和第2稳定区域作为上述稳定区域，在上述第1稳定区域与上述第2稳定区域之间存在上述过渡区域。
[0013]根据通过上述的制造方法而制造的电感器部件，能够得到与上述电感器部件同等的作用和效果。
附图说明
[0014]图1是示意性地表示第1实施方式的电感器部件的立体图。
[0015]图2是同电感器部件的剖视图。
[0016]图3是同电感器部件的剖视图。
[0017]图4是对饱和磁束密度与磁导率的关系进行说明的坐标图。
[0018]图5是比较例的电感器部件的剖视图。
[0019]图6是表示电感器部件的电感器的直流叠加特性曲线的坐标图。
[0020]图7是对第1实施方式中具备电感器部件的DCDC转换器的概略进行说明的电路图。
[0021]图8是对电感器部件的制造方法的一个例子的流程图。
[0022]图9是同制造方法的说明图。
[0023]图10是同制造方法的说明图。
[0024]图11是同制造方法的说明图。
[0025]图12是同制造方法的说明图。
[0026]图13是同制造方法的说明图。
[0027]图14是同制造方法的说明图。
[0028]图15是同制造方法的说明图。
[0029]图16是同制造方法的说明图。
[0030]图17是同制造方法的说明图。
[0031]图18是同制造方法的说明图。
[0032]图19是示意性地表示第2实施方式的电感器部件的剖视图。
[0033]图20是同电感器部件的剖视图。
[0034]图21是将图20的一部分放大并示意性地示出的图。
[0035]图22是同电感器部件的制造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电感器部件，具备含有包含铁元素的金属磁性粉的主体以及设置于所述主体内且两端从所述主体露出的电感器，对于在所述电感器流通“100MHz”的交流电流的情况下作为相对于叠加在所述交流电流的直流偏置电流的值而表示的直流叠加特性曲线，将横轴设为所述直流偏置电流的值，将纵轴设为将所述直流偏置电流的值为“0A”时产生的电感的值设为“1”时的所述电感的相对值，将在所述横轴的“0.3A”以上的区间宽度上的所述纵轴的变动为“0.1”以内的区域设为稳定区域，将在所述横轴的小于“0.3A”的区间宽度上的所述纵轴的变动超过“0.1”的区域设为过渡区域时，在所述直流叠加特性曲线中，作为所述稳定区域，存在第1稳定区域和第2稳定区域，在所述第1稳定区域与所述第2稳定区域之间存在所述过渡区域。2.根据权利要求1所述的电感器部件，其中，所述第1稳定区域为包含所述横轴的“0A”的区域。3.根据权利要求1所述的电感器部件，其中，所述第1稳定区域和所述第2稳定区域中的至少一者的所述横轴的区间的宽度为“0.5A”以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电感器部件，其中，所述第1稳定区域的所述横轴的区间的宽度长于所述第2稳定区域的所述横轴的区间的宽度。5.根据权利要求4所述的电感器部件，其中，所述过渡区域的所述横轴的区间的宽度为所述第1稳定区域的所述横轴的区间的宽度的“1/3”以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电感器部件，其中，所述主体具有含有第1磁性材料的第1磁性部以及含有与所述第1磁性材料不同的第2磁性材料的第2磁性部，所述第1磁性材料含有包含所述铁元素的金属磁性粉。7.根据权利要求6所述的电感器部件，其中，所述第1磁性部和所述第2磁性部为层状。8.根据权利要求6或7所述的电感器部件，其中，所述包含铁元素的金属磁性粉的平均粒径为“1μm”以上且“10μm”以下，所述第1磁性部为包含“50wt％”以上且“90wt％”以下的所述包含铁元素的金属磁性粉的树脂。9.根据权利要求7所述的电感器部件，其中，所述主体具有将包含所述第1磁性部和所述第2磁性部的多个层层叠而成的部分，所述电感器在所述主体内具有沿着多个所述层中的1个层的主面延伸的电感器布线，所述第1磁性部与所述电感器布线接触，在多个所述层的层叠方向，所述电感器布线夹于所述第1磁性部和所述第2磁性部之间。10.根据权利要求6～9中任一项所述的电感器部件，其中，所述第2磁性部为将磁性材料烧结而成的烧结体。11.根据权利要求9所述的电感器部件，其中，所述主体具有第3磁性部作为所述层，所述第3磁性部含有第3磁性材料，所述第3磁性材料与所述第1磁性部所含有的第1磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉冈由雅，野尾直矢，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：