耦合电感及功率模块制造技术

本公开提供一种耦合电感及功率模块，包括磁芯、第一绕组、第二绕组和调整结构；至少部分所述第一绕组和至少部分所述第二绕组位于所述磁芯中，所述第一绕组的堆叠部和所述第二绕组的堆叠部沿高度方向堆叠，所述第一绕组的非堆叠部和所述第二绕组沿所述高度方向不堆叠，所述第二绕组的非堆叠部和所述第一绕组沿所述高度方向不堆叠；所述调整结构位于所述磁芯中，所述调整结构邻接所述第一绕组的非堆叠部和所述第二绕组的非堆叠部，所述调整结构的磁导率小于所述磁芯的磁导率。本公开通过在非堆叠的绕组周围设置具有低磁导率的调整结构，以调节漏磁通路径上的漏感大小。调节漏磁通路径上的漏感大小。调节漏磁通路径上的漏感大小。

【技术实现步骤摘要】
耦合电感及功率模块


[0001]本公开涉及电子器件
，具体而言，涉及一种耦合电感及功率模块。

技术介绍

[0002]近年来，随着数据中心和人工智能等技术的发展，中央处理器、图形处理器及各类集成芯片的工作速度越来越快、工作电流越来越大，对功率模块例如电压调节模块(Voltage Regulator Module，VRM)的功率密度、效率、动态性能及饱和电流能力等方面的要求也随之越来越高。
[0003]在VRM中，输出电感的体积往往是占比最高的，同时电感感量的选取也直接影响整个VRM的效率和动态性能。利用耦合电感是减小电感体积，提升VRM效率和动态性能的有效手段。粉芯材料具有应力不敏感、简单的一体成型工艺和软饱和的特性等优点，因此，粉芯材料更适合用于高频小体积的耦合电感。但由于粉芯材料的相对磁导率较低，通常其相对磁导率在1到200的范围内，基于粉芯材料的耦合电感设计漏感大、耦合差。若按照传统的方法设计小漏感的耦合电感，又会牺牲饱和电流的特性。因此，传统粉芯耦合电感的漏感大、耦合差以及饱和电流小的问题成为当前亟需解决的技术问题。
[0004]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于提供耦合电感和功率模块，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0006]根据本公开的第一方面，提供一种耦合电感，包括：磁芯；第一绕组和第二绕组，至少部分所述第一绕组和至少部分所述第二绕组位于所述磁芯中，所述第一绕组的堆叠部和所述第二绕组的堆叠部沿高度方向堆叠，所述第一绕组的非堆叠部和所述第二绕组沿所述高度方向不堆叠，所述第二绕组的非堆叠部和所述第一绕组沿所述高度方向不堆叠；以及调整结构，所述调整结构位于所述磁芯中，所述调整结构邻接所述第一绕组的非堆叠部和所述第二绕组的非堆叠部，所述调整结构的磁导率小于所述磁芯的磁导率。
[0007]在一些实施例中，所述第一绕组和所述第二绕组分别沿相反的方向环绕一沿所述高度方向的竖直轴从第一端延伸至第二端，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端为异名端。
[0008]在一些实施例中，当第一电流从所述第一绕组的第一端流入、从所述第一绕组的第二端流出，第二电流从所述第二绕组的第一端流入、从所述第二绕组的第二端流出时，所述第一电流在所述第一绕组的堆叠部产生的磁通、与所述第二电流在所述第二绕组的堆叠部产生的磁通至少部分抵消，所述调整结构调节所述第一电流在所述第一绕组的非堆叠部产生的磁通、和所述第二电流在所述第二绕组的非堆叠部产生的磁通。
[0009]在一些实施例中，所述第一绕组的堆叠部和所述第二绕组的堆叠部通过绝缘层接
触，所述第一绕组的堆叠部和所述第二绕组的堆叠部与所述调整结构沿所述高度方向不堆叠。
[0010]在一些实施例中，所述第一绕组的匝数为一匝，所述第二绕组的匝数为一匝；所述第一绕组为单股线、多股线或钣金件，所述第二绕组为单股线、多股线或钣金件；所述第一绕组呈C形或U形，所述第二绕组呈C形或U形。
[0011]在一些实施例中，所述第一绕组的第一端和第二端从所述磁芯的第一侧面伸出，所述第二绕组的第一端和第二端从所述磁芯的第二侧面伸出，所述第一侧面与所述第二侧面相对；或者所述第一绕组的第一端从所述磁芯的第一侧面伸出，所述第二绕组的第一端从所述磁芯的第二侧面伸出，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第二端从所述磁芯的第三侧面伸出，所述第一侧面与所述第二侧面相对，所述第三侧面与所述第一侧面和所述第二侧面相邻。
[0012]在一些实施例中，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端沿所述高度方向向上弯折，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第二端沿所述高度方向向下弯折，或者所述第一绕组的第一端、所述第一绕组的第二端、所述第二绕组的第一端和所述第二绕组的第二端沿所述高度方向向下弯折。
[0013]在一些实施例中，所述第一绕组的堆叠部包括第一堆叠部和第二堆叠部，所述第一绕组的非堆叠部包括第一非堆叠部、第二非堆叠部和第三非堆叠部，所述第一绕组的第一非堆叠部、第一堆叠部、第二非堆叠部、第二堆叠部和第三非堆叠部自第一端至第二端依次连接；所述第二绕组的堆叠部包括第一堆叠部和第二堆叠部，所述第二绕组的非堆叠部包括第一非堆叠部、第二非堆叠部和第三非堆叠部，所述第二绕组的第一非堆叠部、第一堆叠部、第二非堆叠部、第二堆叠部和第三非堆叠部自第一端至第二端依次连接；所述第一绕组和所述第二绕组的接触面位于一水平面。
[0014]在一些实施例中，所述调整结构包括第一调整结构和第二调整结构，所述第一调整结构邻接所述第一绕组的第一非堆叠部、所述第一绕组的第三非堆叠部和所述第二绕组的第二非堆叠部，所述第一调整结构自所述水平面向远离所述第一绕组的方向延伸，所述第二调整结构邻接所述第二绕组的第一非堆叠部、所述第二绕组的第三非堆叠部和所述第一绕组的第二非堆叠部，所述第二调整结构自所述水平面向远离所述第二绕组的方向延伸。
[0015]在一些实施例中，所述第一调整结构的第一子部与所述第一绕组的第一非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第一调整结构的第二子部与所述第一绕组的第三非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第一调整结构的第一子部的长度大于或等于所述第一调整结构的高度，所述第一调整结构的第二子部的长度大于或等于所述第一调整结构的高度，所述第一调整结构邻接所述磁芯的第一侧面，所述第一调整结构位于所述第一侧面和所述第二绕组的第二非堆叠部之间，所述第一调整结构的高度小于或等于所述第二绕组的高度；所述第二调整结构的第一子部与所述第二绕组的第一非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第二调整结构的第二子部与所述第二绕组的第三非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第二调整结构的第一子部的长度大于或等于所述第二调整结构的高度，所述第二调整结构的第二子部的长度大于或等于所述第二调整结构的高度，所述第二调整结构邻接所述磁芯的与所述第一侧面相对的第二侧面，所述第二调整结构位于所述第二侧面和所述第一绕组的第二非堆
叠部之间，所述第二调整结构的高度小于或等于所述第一绕组的高度。
[0016]在一些实施例中，所述调整结构包括第三调整结构和第四调整结构，所述第三调整结构邻接所述第一绕组的第一非堆叠部、所述第一绕组的第三非堆叠部和所述第二绕组的第二非堆叠部，所述第三调整结构自所述水平面向远离所述第二绕组的方向延伸；所述第四调整结构邻接所述第二绕组的第一非堆叠部、所述第二绕组的第三非堆叠部和所述第一绕组的第二非堆叠部，所述第四调整结构自所述水平面向远离所述第一绕组的方向延伸。
[0017]在一些实施例中，所述第三调整结构位于所述第一绕组的第一非堆叠部和所述第一绕组的第三非堆叠部之间，所述第三调整结构邻接所述磁芯的第一侧面，所述第三调整结构的第一子部与所述第二绕组的第二非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第三调整结构的第一子部的宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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，至少部分所述第一绕组和至少部分所述第二绕组位于所述磁芯中，所述第一绕组的堆叠部和所述第二绕组的堆叠部沿高度方向堆叠，所述第一绕组的非堆叠部和所述第二绕组沿所述高度方向不堆叠，所述第二绕组的非堆叠部和所述第一绕组沿所述高度方向不堆叠；以及调整结构，所述调整结构位于所述磁芯中，所述调整结构邻接所述第一绕组的非堆叠部和所述第二绕组的非堆叠部，所述调整结构的磁导率小于所述磁芯的磁导率。2.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组和所述第二绕组分别沿相反的方向环绕一沿所述高度方向的竖直轴从第一端延伸至第二端，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端为异名端。3.根据权利要求2所述的耦合电感，其特征在于，当第一电流从所述第一绕组的第一端流入、从所述第一绕组的第二端流出，第二电流从所述第二绕组的第一端流入、从所述第二绕组的第二端流出时，所述第一电流在所述第一绕组的堆叠部产生的磁通、与所述第二电流在所述第二绕组的堆叠部产生的磁通至少部分抵消，所述调整结构调节所述第一电流在所述第一绕组的非堆叠部产生的磁通、和所述第二电流在所述第二绕组的非堆叠部产生的磁通。4.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组的堆叠部和所述第二绕组的堆叠部通过绝缘层接触，所述第一绕组的堆叠部和所述第二绕组的堆叠部与所述调整结构沿所述高度方向不堆叠。5.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组的匝数为一匝，所述第二绕组的匝数为一匝；所述第一绕组为单股线、多股线或钣金件，所述第二绕组为单股线、多股线或钣金件；所述第一绕组呈C形或U形，所述第二绕组呈C形或U形。6.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组的第一端和第二端从所述磁芯的第一侧面伸出，所述第二绕组的第一端和第二端从所述磁芯的第二侧面伸出，所述第一侧面与所述第二侧面相对；或者所述第一绕组的第一端从所述磁芯的第一侧面伸出，所述第二绕组的第一端从所述磁芯的第二侧面伸出，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第二端从所述磁芯的第三侧面伸出，所述第一侧面与所述第二侧面相对，所述第三侧面与所述第一侧面和所述第二侧面相邻。7.根据权利要求6所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端沿所述高度方向向上弯折，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第二端沿所述高度方向向下弯折，或者所述第一绕组的第一端、所述第一绕组的第二端、所述第二绕组的第一端和所述第二绕组的第二端沿所述高度方向向下弯折。8.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于，所述第一绕组的堆叠部包括第一堆叠部和第二堆叠部，所述第一绕组的非堆叠部包括第一非堆叠部、第二非堆叠部和第三非堆叠部，所述第一绕组的第一非堆叠部、第一堆叠部、第二非堆叠部、第二堆叠部和第三非堆
叠部自第一端至第二端依次连接；所述第二绕组的堆叠部包括第一堆叠部和第二堆叠部，所述第二绕组的非堆叠部包括第一非堆叠部、第二非堆叠部和第三非堆叠部，所述第二绕组的第一非堆叠部、第一堆叠部、第二非堆叠部、第二堆叠部和第三非堆叠部自第一端至第二端依次连接；所述第一绕组和所述第二绕组的接触面位于一水平面。9.根据权利要求8所述的耦合电感，其特征在于，所述调整结构包括第一调整结构和第二调整结构，所述第一调整结构邻接所述第一绕组的第一非堆叠部、所述第一绕组的第三非堆叠部和所述第二绕组的第二非堆叠部，所述第一调整结构自所述水平面向远离所述第一绕组的方向延伸，所述第二调整结构邻接所述第二绕组的第一非堆叠部、所述第二绕组的第三非堆叠部和所述第一绕组的第二非堆叠部，所述第二调整结构自所述水平面向远离所述第二绕组的方向延伸。10.根据权利要求9所述的耦合电感，其特征在于，所述第一调整结构的第一子部与所述第一绕组的第一非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第一调整结构的第二子部与所述第一绕组的第三非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第一调整结构的第一子部的长度大于或等于所述第一调整结构的高度，所述第一调整结构的第二子部的长度大于或等于所述第一调整结构的高度，所述第一调整结构邻接所述磁芯的第一侧面，所述第一调整结构位于所述第一侧面和所述第二绕组的第二非堆叠部之间，所述第一调整结构的高度小于或等于所述第二绕组的高度；所述第二调整结构的第一子部与所述第二绕组的第一非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第二调整结构的第二子部与所述第二绕组的第三非堆叠部沿所述高度方向堆叠，所述第二调整结构的第一子部的长度大于或等于所述第二调整结构的高度，所述第二调整结构的第二子部的长度大于或等于所述第二调整结构的高度，所述第二调整结构邻接所述磁芯的与所述第一侧面相对的第二侧面，所述第二调整结构位于所述第二侧面和所述第一绕组的第二非堆叠部之间，所述第二调整结构的高度小于或等于所述第一绕组的高度。11.根据权利要求8或9或10所述的耦合电感，其特征在于，所述调整结构包括第三调整结构和第四调整结构，所述第三调整结构邻接所述第一绕组的第一非堆叠部、所述第一绕组的第三非堆叠部和所述第二绕组的第二非堆叠部，所述第三调整结构自所述水平面向远离所述第二绕组的方向延伸；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明准，周锦平，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：