集成电感和电源模块制造技术

本申请提供了一种集成电感及电源模块。该集成电感包含磁芯和两个绕组，该磁芯包含两个绕线柱、设置在两个绕线柱底部的第一盖板、设置在两个绕线柱顶部并与第一盖板相对的第二盖板、和公共柱或边柱，两个绕线柱平行设置，每一绕线柱上设置有气隙，该公共柱或边柱连接于第一盖板和第二盖板之间，两个绕组分别缠绕在所述两个绕线柱上，其中流经所述两个绕组的每一个的电流的直流电流分量或工频电流分量环绕所述绕线柱的方向相同，并且流经所述两个绕组的每一个的所述电流的高频电流分量相位相差180度，所述两个绕组之间的耦合系数小于0.1。0.1。0.1。

【技术实现步骤摘要】
集成电感和电源模块


[0001]本申请涉及一种集成电感及具有该集成电感的电源模块，尤其涉及一种减小高频时磁芯损耗的集成电感以及电源模块。

技术介绍

[0002]在高功率密度电源的开发中，电感的地位变得越来越重要。电感在其上占有相当大比例的体积、重量与损耗。磁集成是减小电感体积的主要手段。例如，图1A和图1B示出了现有技术的2电感集成元件。
[0003]如图1A和图1B所示，现有技术的2电感集成元件10具有两个绕线柱11和12，其中公共柱13位于这两个绕线柱11、12之间，并且电感的绕组14和15分别以彼此相反的方向缠绕在绕线柱11和12上，例如，绕组14顺时针缠绕在绕线柱11上，并且绕组15逆时针缠绕在绕线柱12上。对于以此方式缠绕的两个电感，利用两个电感工频电流分量产生的磁通在公共柱13上反向叠加，以减小公共柱13上合成磁通的大小，进而可以一定程度地缩小公共柱的尺寸。然而，这种做法的一个缺点是只能在公共柱有反向叠加的效果，而在磁芯上盖板16和下盖板17上并无效果，无法减小上下盖板的厚度。同时由于两个电感的高频电流分量所产生的磁通在公共柱13上是叠加的，对于高频应用场合有较大的磁芯损耗。
[0004]因此，业界需要一种特别适用于高频应用场合并且也能够同样减小体积的集成电感。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种集成电感及具有该集成电感的电源模块，其特别适用于高频应用，以解决现有集成电感在高频应用时磁芯损耗较大的缺点。此外，本专利技术的集成电感及具有该集成电感的电源模块在适用于高频应用时能够显著减少磁芯损耗并同时减小体积。
[0006]为了达到上述目的，根据本申请的第一方面，提供了一种集成电感，其包含磁芯和两个绕组。所述磁芯包含两个绕线柱，所述两个绕线柱平行设置，每一所述绕线柱上设置有气隙；第一盖板，设置在所述两个绕线柱的底部；第二盖板，设置在所述两个绕线柱的顶部并与所述第一盖板相对；和公共柱，所述公共柱连接于所述第一盖板和所述第二盖板之间，所述公共柱设置在所述两个绕线柱的一侧或两侧。所述两个绕组分别缠绕在所述两个绕线柱上，其中流经所述两个绕组的每一个的电流的直流电流分量或工频电流分量环绕所述绕线柱的方向相同，并且流经所述两个绕组的每一个的所述电流的高频电流分量相位相差180度，所述两个绕组之间的耦合系数小于0.1。
[0007]可选的，在根据第一方面的集成电感中，所述公共柱从对应于所述两个绕线柱中第一个绕线柱的位置延伸至对应于所述两个绕线柱中最后一个绕线柱的位置。
[0008]可选的，在根据第一方面的集成电感中，所述公共柱呈一体的长条形，或者，所述公共柱上形成有缺口。
[0009]可选的，在根据第一方面的集成电感中，所述第一盖板和所述第二盖板均呈一体的长条形，或者，所述第一盖板和所述第二盖板上均形成有缺口。
[0010]可选的，在根据第一方面的集成电感中，所述集成电感用作两个集成的Boost电感、Buck电感或PFC电感。
[0011]根据本申请的第二方面，提供了一种电源模块，其包含输入端、两个功率转换支路和输出端。所述输入端用于接收输入电压，所述输出端用于输出输出电压，所述两个功率转换支路并联连接，所述两个功率转换支路电气耦接于所述输入端和所述输出端之间。所述两个功率转换支路包含根据本申请任一实施方式的集成电感。
[0012]可选的，在根据第二方面的电源模块中，每个所述功率转换支路包含开关器件、二极管和所述集成电感中的一个电感；在每个所述功率转换支路中，所述电感的第一端电连接所述输入端，所述电感的第二端、所述开关器件的第一端和所述二极管的第一端电连接在一起，所述开关器件的第二端电连接所述输出端的负极，所述二极管的第二端电连接所述输出端的正极。
[0013]可选的，在根据第二方面的电源模块中，所述电源模块更包含一整流电路，所述整流电路电气串接于所述输入端和所述功率转换支路之间，所述电源模块为PFC电路。
[0014]根据本申请的第三方面，提供了一种集成电感，其包含磁芯和N个绕组。所述磁芯包含N个绕线柱，所述N个绕线柱平行设置，每一所述绕线柱上设置有气隙，N是大于或等于3的整数；第一盖板，设置在所述多个绕线柱的底部；第二盖板，设置在所述多个绕线柱的顶部并与所述第一盖板相对；和公共柱，所述公共柱连接于所述第一盖板和所述第二盖板之间，所述公共柱设置在所述N个绕线柱的一侧或两侧，并从对应于所述N个绕线柱中第一个绕线柱的位置延伸至对应于所述N个绕线柱中最后一个绕线柱的位置。所述N个绕组分别缠绕在所述N个绕线柱上，其中流经所述N个绕组的每一个的电流的直流电流分量或工频电流分量环绕所述绕线柱的方向相同，并且流经所述N个绕组的每一个的所述电流的高频电流分量相位相差360
°
/N，所述N个绕组两两之间的耦合系数小于0.1。
[0015]可选的，在根据第三方面的集成电感中，其中N＝3，流经所述三个绕组的每一个的电流的高频电流分量相位相差120
°
。
[0016]可选的，在根据第三方面的集成电感中，所述气隙设置在每个所述绕线柱的中间和/或端部。
[0017]可选的，在根据第三方面的集成电感中，所述N个绕线柱沿一直线依序排列。
[0018]可选的，在根据第三方面的集成电感中，所述公共柱呈一体的长条形，或者，所述公共柱上形成有缺口。
[0019]可选的，在根据第三方面的集成电感中，所述第一盖板和所述第二盖板均呈一体的长条形，或者，所述第一盖板和所述第二盖板上均形成有缺口。
[0020]可选的，在根据第三方面的集成电感中，所述集成电感用作N个集成的Boost电感、Buck电感或PFC电感。
[0021]根据本文的第四方面，提供了一种电源模块，其包含输入端、N个功率转换支路和输出端。所述输入端用于接收输入电压，所述输出端用于输出输出电压，所述N个功率转换支路并联连接，所述N个功率转换支路电气耦接于所述输入端和所述输出端之间。所述N个功率转换支路包含根据本申请任一实施方式的集成电感。
[0022]可选的，在根据第四方面的电源模块中，每个所述功率转换支路包含开关器件、二极管和所述集成电感中的一个电感；在每个所述功率转换支路中，所述电感的第一端电气耦接于所述输入端，所述电感的第二端、所述开关器件的第一端和所述二极管的第一端电连接在一起，所述开关器件的第二端电连接所述输出端的负极，所述二极管的第二端电连接所述输出端的正极。
[0023]可选的，在根据第四方面的电源模块中，所述电源模块更包含一整流电路，所述整流电路电气串接于所述输入端和所述功率转换支路之间，所述电源模块为PFC电路。
[0024]根据本文的第五方面，提供了一种集成电感，其包含磁芯和两个绕组。所述磁芯包含：两个绕线柱，所述两个绕线柱平行设置，每一所述绕线柱上设置有气隙；第一盖板，设置在所述两个绕线柱的底部；第二盖板，设置在所述两个绕线柱的顶部并与所述第一盖板相对；和两个边柱，所述每一个边柱连接于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电感，其特征在于，包含：磁芯，所述磁芯包含：两个绕线柱，所述两个绕线柱平行设置，每一所述绕线柱上设置有气隙；第一盖板，设置在所述两个绕线柱的底部；第二盖板，设置在所述两个绕线柱的顶部并与所述第一盖板相对；和公共柱，所述公共柱连接于所述第一盖板和所述第二盖板之间，所述公共柱设置在所述两个绕线柱的一侧或两侧；和两个绕组，分别缠绕在所述两个绕线柱上，其中流经所述两个绕组的每一个的电流的直流电流分量或工频电流分量环绕所述绕线柱的方向相同，并且流经所述两个绕组的每一个的所述电流的高频电流分量相位相差180度，所述两个绕组之间的耦合系数小于0.1。2.根据权利要求1所述的集成电感，其特征在于，所述公共柱从对应于所述两个绕线柱中第一个绕线柱的位置延伸至对应于所述两个绕线柱中最后一个绕线柱的位置。3.根据权利要求1所述的集成电感，其特征在于，其中所述公共柱呈一体的长条形，或者，所述公共柱上形成有缺口。4.根据权利要求3所述的集成电感，其特征在于，其中所述第一盖板和所述第二盖板均呈一体的长条形，或者，所述第一盖板和所述第二盖板上均形成有缺口。5.根据权利要求1所述的集成电感，其特征在于，所述集成电感用作两个集成的Boost电感、Buck电感或PFC电感。6.一种电源模块，其特征在于，包含输入端、两个功率转换支路和输出端；其中所述输入端用于接收输入电压，所述输出端用于输出输出电压，所述两个功率转换支路并联连接，所述两个功率转换支路电气耦接于所述输入端和所述输出端之间；其中所述两个功率转换支路包含根据权利要求1至5中任一项所述的集成电感。7.根据权利要求6所述的电源模块，其特征在于，每个所述功率转换支路包含开关器件、二极管和所述集成电感中的一个电感；在每个所述功率转换支路中，所述电感的第一端电连接所述输入端，所述电感的第二端、所述开关器件的第一端和所述二极管的第一端电连接在一起，所述开关器件的第二端电连接所述输出端的负极，所述二极管的第二端电连接所述输出端的正极。8.根据权利要求6所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块更包含一整流电路，所述整流电路电气串接于所述输入端和所述功率转换支路之间，所述电源模块为PFC电路。9.一种集成电感，其特征在于，包含：磁芯，所述磁芯包含：N个绕线柱，所述N个绕线柱平行设置，每一所述绕线柱上设置有气隙，N是大于或等于2的整数；第一盖板，设置在所述多个绕线柱的底部；第二盖板，设置在所述多个绕线柱的顶部并与所述第一盖板相对；和公共柱，所述公共柱连接于所述第一盖板和所述第二盖板之间，所述公共柱设置在所述N个绕线柱的一侧或两侧，并从对应于所述N个绕线柱中第一个绕线柱的位置延伸至对应于所述N个绕线柱中最后一个绕线柱的位置；和N个绕组，分别缠绕在所述N个绕线柱上，其中流经所述N个绕组的每一个的电流的直流
电流分量或工频电流分量环绕所述绕线柱的方向相同，并且流经所述N个绕组的每一个的所述电流的高频电流分量相位相差360
°
/N，所述N个绕组两两之间的耦合系数小于0.1。10.根据权利要求9所述的集成电感，其特征在于，其中N＝3，流经所述三个绕组的每一个的电流的高频电流分量相位相差120
°
。11.根据权利要求9所述的集成电感，其特征在于，所述气隙设置在每个所述绕线柱的中间和/或端部。12.根据权利要求9所述的集成电感，其特征在于，所述N个绕线柱沿一直线依序排列。13.根据权利要求9所述的集成电感，其特征在于，其中所述公共柱呈一体的长条形，或者，所述公共柱上形成有缺口。14.根据权利要求13所述的集成电感，其特征在于，其中所述第一盖板和所述第二盖板均呈一体的长条形，或者，所述第一盖板和所述第二盖板上均形成有缺口。15.根据权利要求9所述的集成电感，其特征在于，所述集成电感用作N个集成的Boost电感、Buck电感或PFC电感。16.一种电源模块，其特征在于，包含输入端、N个功率转换支路和输出端；其中所述输入端用于接收输入电压，所述输出端用于输出输出电压，所述N个功率转换支路并联连接，所述N个功率转换支路电气耦接于所述输入端和所述输出端之间；其中所述N个功率转换支路包含根据权利要求9至15中任一项所述的集成电感。17.根据权利要求16所述的电源模块，其特征在于，每个所述功率转换支路包含开关器件、二极管和所述集成电感中的一个电感；在每个所述功率转换支路中，所述电感的第一端电气耦接于所述输入端，所述电感的第二端、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢增艺，洪添丁，杨海军，周丽君，
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：