电感器制造技术

本发明专利技术涉及一种电感器，其包括第一磁性体芯和第二磁性体芯，该第一磁性体芯包括中脚部，第一外脚部，第二外脚部，以及连接所述中脚部、所述第一外脚部及所述第二外脚部的机体部，该第二磁性体芯与所述第一磁性体芯相对配置。在由中脚部、第一外脚部、机体部的一部分和第二磁性体芯形成的第一空间中配置第一导体。在由中脚部、第二外脚部、机体部的一部分和第二磁性体芯形成的第二空间中配置第二导体。中脚部在与第一外脚部的长度方向相同的方向上形成其高度比第一外脚部的高度低的区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电感器，特别是涉及适合用于构成在DC-DC转换器等电 子装置的线路板(board)上的电源的电感器。
技术介绍
使用多个线圏部件构成的DC - DC转换器不仅小而且能够供给20A、 30A的大电流，因此作为CPU的电源而配置在线路板上。近年来，LSI等以降低耗电为目标正在降低驱动电压。随着驱动电压 的降低，所需电流都达到数十安培，不得不考虑降低从DC-DC转换器的 输出端子到CPU或LSI的电源端子为止区间的电压的问题。为了解决该问 题，DC-DC转换器尽量设置在CPU或LSI旁边。其结果，构成DC-DC 转换器的部件要求小型且薄型化。另一方面，在线路板上构成的DC-DC转换器，随着输出电流的增大， 在一个场效应晶体管(FET)和一个扼流线圏上需要提供不会断开的电流 量。为了解决该问题而釆用多相(multiphase)方式。例如，在使用输出30A的2相转换器的多相方式中，2个DC-DC转 换器由各自具有有效值为15A的输出容量的FET和扼流线圈构成，成为 共用l个平滑电容器的结构。通过将导通/截止的定时错开半周期，以使各 FET的导通/截止的定时不相重叠，从而用一个电容器产生直流电压 - 电 流。多相方式中存在的问题是FET、扼流线圏等部件数量倍增。为了将电 流容量减半，使各部件变小，但是因部件数量增加而实质上的安装面积增 大。其结果，导致这种DC-DC转换器不适合配置于本来要求小型化的线;洛板上的问题。为解决该问题而提出的使用新电路方式的耦合电感器(coupling inductor)的DC - DC转换器，公开于IEEE TRANSACTION ON POWER ELECTRONICS, VOL. 16， NO.4, JULY 2001 Performance Improvements of Interleaving VRMs with Coupling Inductor中。在这里公开的电感器，用一个EI型芯(core)构成2个电感器，并通过设置间隙来调整电感大小。而 使用该电感器的DC-DC转换器的所期望的动作已被确认。但是，在这里 使用的电感器，因线圈缠绕外脚部的结构而线圈挤出芯外部，存在加大电 感器外形尺寸的问题。另外，将线圈缠绕于外脚部的结构，在减小线图的 直流电阻值方面存在受约束的问题。这种缠绕线圈的结构还公开于日本专 利申请特开平7 -240319号公报及特开平11 - 195536号公报中。
技术实现思路
本专利技术是用于解决上述问题，提供一种小型且薄型化的电感器，以适 应DC-DC转换器的小型化。依据本专利技术得到一种电感器，其特征在于包括第一磁性体芯，包括 中脚部，第一外脚部，笫二外脚部，以及连接所述中脚部、所述第一外脚 部及所述第二外脚部的机体部；第二磁性体芯，与所述第一磁性体芯相对 配置；配置在由所述中脚部、所述第一外脚部、所述机体部的一部分和所 述第二磁性体芯形成的第一空间中的第一导体；以及配置在由所述中脚 部、所述第二外脚部、所述机体部的一部分和所述第二^f兹性体芯形成的第 二空间中的第二导体，所述中脚部在与所述第一外脚部的长度方向相同的 方向上形成高度比所述第一外脚部的高度低的区域。中脚部的其高度比第一外脚部的高度低的区域最好设定成，使表示由 第一导体的自感、第二导体的自感、第一导体及第二导体之间的互感所决 定的电磁耦合程度的耦合系数在0.9以下。如果耦合系数比它大，漏电感 就会下降，使用耦合电感器的DC-DC转换器其脉动电流就会变大，电源 效率下降。第 一导体和第二导体最好沿第 一 空间和第二空间分别线性配置。 第一磁性体芯和第二磁性体芯通过填缝材料来对置。填缝材料使用非 f兹性物。所述中脚部的其高度比第一外脚部的高度低的区域，形成为连接所述 第 一 空间和所述第二空间。所述中脚部的其高度比第一外脚部的高度低的区域可形成在将所述 ,中脚部分割为多个区域的位置上。在整个所述中脚部中，所述中脚部的其高度比第一外脚部的高度低的 区域可形成为在所述相同的方向上具有同样高度。第一导体及笫二导体的自感和所述第一及第二导体间的互感至少通 过所述中脚部的其高度比第一外脚部的高度低的区域尺寸来调整。电感器最好包括设置在第一导体及第二导体的导出口的绝缘构件，将 从所述导出口引出的所述第一及第二导体沿着所述绝缘构件导出到所述 绝缘构件的底面，由此在所述绝缘构件底面形成面安装端子。绝缘构件也可具备穿过所述第一导体及第二导体的导体贯通孔。分别配置在笫一空间及第二空间的第一导体及第二导体也可由绝缘 体覆盖。第 一及第二磁性体芯最好用铁素体材料形成。第一及第二磁性体芯最好具有550mT以上的饱和磁通密度。这相当于目前能够用铁素体材料实现的饱和磁通密度。第一及第二磁性体芯也可用将金属粉末成形而成的磁性体芯来形成。所述第一及第二导体和磁性体芯也可通过在导体周围配置粉体后挤 压成形来一体成形。第 一磁性体芯或所述第二磁性体芯中至少任意一个磁性体芯也可用2 种以上不同的磁性体形成。第 一磁性体芯和所述第二磁性体芯也可以用相互不同磁性体形成。在一个实施方式有中，第二磁性体芯的形状与第 一磁性体芯的形状为 相同形状，第一磁性体芯的第一外脚部、中脚部及所述第二外脚部分别对 置于第二芯对应的外脚部、中脚部而配置。第一及第二磁性体芯中的一个也可为I型芯。依据本专利技术，不仅通过由第 一 空间和第二空间之间的间隔来决定的导 体间的距离，而且也通过在磁性体芯的中脚部形成高度比第一外脚部的高 度低的区域，可改变决定各导体的自感和导体间的互感的磁路长度。因而， 无需改变电感器的外形尺寸而能够调整各导体的自感和导体间的互感。另 外，在第一空间和第二空间分别线性配置导体也能实现所希望的电感，因 此无需在芯上缠绕导线，从而不仅能够实现芯的小型化，而且简化制造工 序。而且，不用考虑在缠绕时损坏芯的情况，可提高成品率。依据本专利技术的其它实施方式，通过改变夹在第一磁性体芯与第二磁性 体芯之间的间隙的厚度，分别以中脚部和外脚部调整与笫二磁性体芯之间 的距离，能够实现所希望的各导体的自感和导体间的互感。因而，可在不 改变电感器的外形尺寸的情况下调整电感，能够实现电感器的小型化。填缝材料通过采用非磁性物或导磁率比第一磁性体芯及第二磁性体芯低的 材料，能够获得在产品结构上以及电气特性上稳定的间隙。依据本专利技术的其它实施方式，所述中脚部的高度比第一外脚部的高度 低的区域形成为使所述第 一 空间和所述第二空间相连接，而且所述中脚部 的低于第一外脚部的区域形成于将所述中脚部分割成多个区域的位置上， 因此能够在不改变电感器的外形尺寸的情况下，实现沿导体的电流路方向 将各导体的自感和导体间的互感依次改变的结构。还有，通过将中脚部的高度比第一外脚部的高度低的区域形成在整个 所述中脚部上并且在所述相同的方向上形成为同样的高度，也能在不改变 电感器外形尺寸的情况下调整各导体的自感和导体间的互感，从而能够实 现电感器的小型化。根据需要在一部分磁路上设置磁性间隙，通过这种结构，用铁素体材 料作为芯材形成其磁性体芯，即便导通规定的电流也能使磁路不会磁饱和。而且，铁素体材料采用饱和磁通密度在550mT以上的材料，可改善直 流叠加特性，并能够将线圏小型化。依据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感器，其特征在于，包括：第一磁性体芯，包括中脚部，第一外脚部，第二外脚部，以及连接所述中脚部、所述第一外脚部及所述第二外脚部的机体部；第二磁性体芯，与所述第一磁性体芯相对配置；配置在由所述中脚部、所述第一外脚部、所述机体部的一部分和所述第二磁性体芯形成的第一空间中的第一导体；以及配置在由所述中脚部、所述第二外脚部、所述机体部的一部分和所述第二磁性体芯形成的第二空间中的第二导体，所述中脚部在与所述第一外脚部的长度方向相同的方向上形成有高度比所述第一外脚部的高度低的区域。

【技术特征摘要】
JP 2007-6-8 2007-153030;JP 2008-4-24 2008-1143821.一种电感器，其特征在于，包括第一磁性体芯，包括中脚部，第一外脚部，第二外脚部，以及连接所述中脚部、所述第一外脚部及所述第二外脚部的机体部；第二磁性体芯，与所述第一磁性体芯相对配置；配置在由所述中脚部、所述第一外脚部、所述机体部的一部分和所述第二磁性体芯形成的第一空间中的第一导体；以及配置在由所述中脚部、所述第二外脚部、所述机体部的一部分和所述第二磁性体芯形成的第二空间中的第二导体，所述中脚部在与所述第一外脚部的长度方向相同的方向上形成有高度比所述第一外脚部的高度低的区域。2. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于所述中脚部的高度比 第一外脚部的高度低的区域设定成，使表示由所述第一导体的自感、所述 第二导体的自感、所述第一导体及所述第二导体之间的互感所决定的电磁 耦合程度的耦合系数在0.9以下。3. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于所述第一导体和第二 导体沿所述第 一空间和所述第二空间分别线性配置。4. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于所述第一磁性体芯和 所述第二磁性体芯隔着填缝材料对置。5. 如权利要求4所述的电感器，其特征在于所述填缝材料使用非 》兹性物。6. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于所述中脚部的高度比 第 一外脚部的高度低的区域形成为连接所述第 一 空间和所述第二空间。7. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于所述中脚部的高度比 笫一外脚部的高度低的区域形成在将所述中脚部分割为多个区域的位置 上。8. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于在整个所述中脚部中， 所述中脚部的高度比第一外脚部的高度低的区域形成为在所述相同的方 向上具有同样高度。9. 如权利要求1所迷的电感器，其特征在于所述第一导体及第二 导体的自感和所述第一及第二导体间的互感，至少通过所述中脚部的高度 比第 一外脚部的高度低的区域的尺寸来调整。10. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于具有设置在所述第一导体及第二导体的导出口的绝缘构件，将从所述导出口引出的所述第一及 第二导体，沿着所述绝缘构件导出到所述绝缘构件的底面，由此在所述绝 缘构件底面形成面安装端子。11. 如权利要求10所述的电感器，其特征在于所述绝缘构件具备 穿过所述第一导体及第二导体的导体贯通孔。12. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于分别配置在所述第一 空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田盛一，高畑兴邦，镰田博行，津田文史郎，近藤将宽，
申请(专利权)人：NEC东金株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]