【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高频电源，尤其涉及一种薄型耦合电感、其制作方法及电源模组。
技术介绍
1、近年来，随着数据中心、人工智能和超级计算机等领域技术的发展，越来越多的功能强大的asic得到应用，例如cpu、gpu、机器学习加速器芯片、网络交换机芯片等；它们消耗大量电流，例如所需电流可达到数千安培；并且其电流具有快速跳变的特征。传统上使用降压电路(buck)构成的电压调节器模块来供应这种负载。电压调节模块又为voltageregulator modules，简称vrm，即本专利技术所涉及的电源模组。同时vrm为了满足负载峰值电流、变换效率和负载快速跳变的要求，需要降压电路中的电感具有高稳态感量和低动态感量的特性及高饱和电流能力。但是，目前常用的磁粉芯材料的饱和磁通密度虽然高，等效的相对磁导率确偏低(通常低于60)；而等效相对磁导率高的铁氧体材料，其饱和磁通密度又低(通常低于0.5t)；都不能满足高稳态感量、低动态感量和高饱和电流的特性。又因为对电压调节器模块厚度的要求越来越薄，亟需一种薄型、具有高稳态感量、和低动态感量和高饱和电流特性的电感。
2、本专利技术采用纳米晶带材作为磁材料来实现vrm中的电感，纳米晶带材是厚度为小于30um；宽度小于100mm的薄片带状的磁性材料；纳米晶带材兼容了铁氧体材料和磁粉芯材料的优点，具有较高的等效相对磁导率(大于300)，具有较高的饱和磁通密度(可达1.2t)，同时具有较低的磁芯损耗密度；因此带状纳米晶磁材料的特性非常适合用于降压电路的电感；且当多相降压电路中的电感为耦合电感时，纳米晶带材的
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种一种薄型耦合电感及其电源模组，基于纳米晶带材的耦合电感结构，从而得到薄型、高饱和电流、高稳态感量和低动态感量的耦合电感，以提升电源模组的功率密度、稳态性能和动态性能。
2、本专利技术一方面提供了一种薄型耦合电感，包括第一组件、第一磁芯和第二磁芯；
3、所述第一磁芯、第一组件和第二磁芯堆叠设置；所述第一组件设置在第一磁芯和第二磁芯之间；
4、所述第一组件包括第一绕组主体、第二绕组主体和第三磁芯组合，所述第三磁芯组合、第一绕组主体和第二绕组主体同层设置；所述第一绕组主体和第二绕组主体平行设置所述第三磁芯组合的至少一部分设置在第一绕组主体和第二绕组主体的外侧；
5、所述第一绕组主体的两端以及第二绕组主体的两端均设置有绕组端部，所述绕组端部沿堆叠的方向设置；
6、所述第一磁芯和第二磁芯具有薄层复合结构；所述薄层复合结构包括多个磁材料薄层和设置在磁材料片材之间的绝缘层。
7、优选地，所述薄型耦合电感具有第一面、第二面、第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面；所述第一面和第二面相对，所述第一侧面和第三侧面相对，所述第二侧面和第四侧面相对；
8、所述薄型耦合电感还包括第一铜层、第二铜层、绝缘层、功率连接件和信号连接件；
9、所述第一铜层、第一磁芯、第一组件、第二磁芯和第二铜层从上至下依次堆叠；所述绝缘层分别设置在第一铜层与第一磁芯之间、第一磁芯和第一组件之间、第一组件和第二磁芯之间以及第二磁芯和第二铜层之间；
10、所述功率连接件与第一铜层和第二铜层电连接，所述功率连接件邻近所述第二侧面和第四侧面设置；所述信号连接件与第一铜层和第二铜层电连接，所述信号连接件邻近所述第一侧面和第三侧面设置。
11、优选地，所述绕组端部包括第一绕组第一端、第一绕组第二端、第二绕组第一端和第二绕组第二端；所述第一绕组第一端和第一绕组第二端与第一绕组主体连接，所述第二绕组第一端和第二绕组第二端与第二绕组主体连接；所述第一绕组第一端和第二绕组第一端分别从对应的绕组主体向第一铜层延伸，并且与第一铜层电连接；所述第一绕组第二端和第二绕组第二端分别从对应的绕组主体向第二铜层延伸，并且与第二铜层电连接。
12、优选地，所述第一磁芯和第二磁芯分别设置有槽孔，所述绕组端部设置在所述槽孔内。
13、优选地，所述绕组端部为电镀金属件，或者，所述绕组端部为焊接金属件，或者，所述绕组端部和对应的绕组主体一体成型。
14、优选地，所述第三磁芯组合由磁粉芯材料制成。
15、优选地，所述第三磁芯组合包括第三磁芯、第四磁芯和第五磁芯；
16、所述第三磁芯、第一绕组主体、第五磁芯、第二绕组主体和第四磁芯依次排布。
17、优选地，所述第三磁芯与第一磁芯之间以及第三磁芯与第二磁芯之间具有高度总和为gap1的气隙；所述第四磁芯与第一磁芯之间以及第四磁芯与第二磁芯之间同样具有高度总和为gap1的气隙；所述第五磁芯与第一磁芯之间以及第五磁芯与第二磁芯之间具有高度总和为gap2的气隙。
18、优选地，所述高度总和gap1不超过高度总和gap2。
19、优选地，所述高度总和gap1为组装气隙的高度总和。
20、优选地，所述第一组件还包括第一辅助绕组主体、第二辅助绕组主体；所述第一辅助绕组主体和第一绕组主体平行设置并且耦合；所述第二辅助绕组主体和第二绕组主体平行设置并且耦合；所述第一辅助绕组主体的两端以及第二辅助绕组主体的两端均设置有辅助绕组端部，所述辅助绕组端部沿堆叠的方向设置。
21、优选地，所述第一磁芯和第二磁芯分别设置有槽孔；所述绕组端部设置在所述槽孔内；所述辅助绕组端部均设置在位于第二磁芯的槽孔内。
22、优选地，所述第一组件还包括pp材料区域和外框架；所述第一绕组主体、第二绕组主体和第三磁芯组合设置在外框架内，所述pp材料区域填充在第三磁芯组合和绕组主体之间的间隙中。
23、优选地，所述磁材料薄层包括纳米晶磁材料、非晶带状磁材料或磁性金属薄膜中的至少一种。
24、优选地，所述绝缘层为pp层；所述第一铜层、第一磁芯、第一组件、第二磁芯、第二铜层以及绝缘层通过压合形成一堆叠体。
25、优选地，薄型耦合电感还包括塑封体；所述塑封体包覆堆叠体的外表面，所述功率连接件和信号电连接件沿塑封体的表面设置；所述绕组端部露出于塑封体的表面。
26、优选地，所述堆叠体上开设有从第一面贯穿至第二面的通孔，所述功率电连接件和信号电连接件设置在通孔内。
27、优选地，所述第一绕组主体、第二绕组主体和第三磁芯组合的厚度相同，所述第三磁芯组合为一个连通区域，所述第三磁芯组合由磁粉芯材料制成，所述第三磁芯组合包围第一绕阻主体的至少三个侧边，所述第三磁芯组合包围第二绕组主体的至少三个侧边；所述第一绕组主体、第二绕组主体和第三磁芯组合通过压合形成第一组件。
28、本专利技术另一方面还提供了一种薄型耦合电感的制作方法，包括如下步骤：
29、布局：在胶带上设置框架，在所述框架内设置第三磁芯组合、第一绕组主体和第二绕组主体，所述第三磁芯组合和第一绕组主体之间留有间隙，所述第三磁芯组合和第二绕组主体之间留有间隙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种薄型耦合电感，其特征在于，包括第一组件、第一磁芯和第二磁芯；
2.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述薄型耦合电感具有第一面、第二面、第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面；所述第一面和第二面相对，所述第一侧面和第三侧面相对，所述第二侧面和第四侧面相对；
3.根据权利要求2所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述绕组端部包括第一绕组第一端、第一绕组第二端、第二绕组第一端和第二绕组第二端；所述第一绕组第一端和第一绕组第二端与第一绕组主体连接，所述第二绕组第一端和第二绕组第二端与第二绕组主体连接；所述第一绕组第一端和第二绕组第一端分别从对应的绕组主体向第一铜层延伸，并且与第一铜层电连接；所述第一绕组第二端和第二绕组第二端分别从对应的绕组主体向第二铜层延伸，并且与第二铜层电连接。
4.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯分别设置有槽孔，所述绕组端部设置在所述槽孔内。
5.根据权利要求4所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述绕组端部为电镀金属件，或者，所述绕组端部为焊接金属件，或者，所述绕组端
6.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第三磁芯组合由磁粉芯材料制成。
7.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第三磁芯组合包括第三磁芯、第四磁芯和第五磁芯；
8.根据权利要求7所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第三磁芯与第一磁芯之间以及第三磁芯与第二磁芯之间具有高度总和为gap1的气隙；所述第四磁芯与第一磁芯之间以及第四磁芯与第二磁芯之间同样具有高度总和为gap1的气隙；所述第五磁芯与第一磁芯之间以及第五磁芯与第二磁芯之间具有高度总和为gap2的气隙。
9.根据权利要求8所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述高度总和gap1不超过高度总和gap2。
10.根据权利要求8所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述高度总和gap1为组装气隙的高度总和。
11.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一组件还包括第一辅助绕组主体、第二辅助绕组主体；所述第一辅助绕组主体和第一绕组主体平行设置并且耦合；所述第二辅助绕组主体和第二绕组主体平行设置并且耦合；所述第一辅助绕组主体的两端以及第二辅助绕组主体的两端均设置有辅助绕组端部，所述辅助绕组端部沿堆叠的方向设置。
12.根据权利要求11所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯分别设置有槽孔；所述绕组端部设置在所述槽孔内；所述辅助绕组端部均设置在位于第二磁芯的槽孔内。
13.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一组件还包括PP材料区域和外框架；所述第一绕组主体、第二绕组主体和第三磁芯组合设置在外框架内，所述PP材料区域填充在第三磁芯组合和绕组主体之间的间隙中。
14.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述磁材料薄层包括纳米晶磁材料、非晶带状磁材料或磁性金属薄膜中的至少一种。
15.根据权利要求2所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述绝缘层为PP层；所述第一铜层、第一磁芯、第一组件、第二磁芯、第二铜层以及绝缘层通过压合形成一堆叠体。
16.根据权利要求15所述的薄型耦合电感，其特征在于，还包括塑封体；所述塑封体包覆堆叠体的外表面，所述功率连接件和信号电连接件沿塑封体的表面设置；所述绕组端部露出于塑封体的表面。
17.根据权利要求15所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述堆叠体上开设有从第一面贯穿至第二面的通孔，所述功率电连接件和信号电连接件设置在通孔内。
18.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一绕组主体、第二绕组主体和第三磁芯组合的厚度相同，所述第三磁芯组合为一个连通区域，所述第三磁芯组合由磁粉芯材料制成，所述第三磁芯组合包围第一绕阻主体的至少三个侧边，所述第三磁芯组合包围第二绕组主体的至少三个侧边；所述第一绕组主体、第二绕组主体和第三磁芯组合通过压合形成第一组件。
19.一种薄型耦合电感的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
20.根据权利要求19所述的制作方法，其特征在于，所述绕组端部通过焊接设置在第一组件上，或者，所述绕组端部和对应的绕组主体一体成型；
21.根据权利要求19所述的制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：
22.根据权利要求19所述的制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：
23.根据权利要求19所述的制作方法，其特征在于，在布局时，在所述框架内进一步设置第一辅...
【技术特征摘要】
1.一种薄型耦合电感，其特征在于，包括第一组件、第一磁芯和第二磁芯；
2.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述薄型耦合电感具有第一面、第二面、第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面；所述第一面和第二面相对，所述第一侧面和第三侧面相对，所述第二侧面和第四侧面相对；
3.根据权利要求2所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述绕组端部包括第一绕组第一端、第一绕组第二端、第二绕组第一端和第二绕组第二端；所述第一绕组第一端和第一绕组第二端与第一绕组主体连接，所述第二绕组第一端和第二绕组第二端与第二绕组主体连接；所述第一绕组第一端和第二绕组第一端分别从对应的绕组主体向第一铜层延伸，并且与第一铜层电连接；所述第一绕组第二端和第二绕组第二端分别从对应的绕组主体向第二铜层延伸，并且与第二铜层电连接。
4.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯分别设置有槽孔，所述绕组端部设置在所述槽孔内。
5.根据权利要求4所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述绕组端部为电镀金属件，或者，所述绕组端部为焊接金属件，或者，所述绕组端部和对应的绕组主体一体成型。
6.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第三磁芯组合由磁粉芯材料制成。
7.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第三磁芯组合包括第三磁芯、第四磁芯和第五磁芯；
8.根据权利要求7所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第三磁芯与第一磁芯之间以及第三磁芯与第二磁芯之间具有高度总和为gap1的气隙；所述第四磁芯与第一磁芯之间以及第四磁芯与第二磁芯之间同样具有高度总和为gap1的气隙；所述第五磁芯与第一磁芯之间以及第五磁芯与第二磁芯之间具有高度总和为gap2的气隙。
9.根据权利要求8所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述高度总和gap1不超过高度总和gap2。
10.根据权利要求8所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述高度总和gap1为组装气隙的高度总和。
11.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一组件还包括第一辅助绕组主体、第二辅助绕组主体；所述第一辅助绕组主体和第一绕组主体平行设置并且耦合；所述第二辅助绕组主体和第二绕组主体平行设置并且耦合；所述第一辅助绕组主体的两端以及第二辅助绕组主体的两端均设置有辅助绕组端部，所述辅助绕组端部沿堆叠的方向设置。
12.根据权利要求11所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯分别设置有槽孔；所述绕组端部设置在所述槽孔内；所述辅助绕组端部均设置在位于第二磁芯的槽孔内。
13.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述第一组件还包括pp材料区域和外框架；所述第一绕组主体、第二绕组主体和第三磁芯组合设置在外框架内，所述pp材料区域填充在第三磁芯组合和绕组主体之间的间隙中。
14.根据权利要求1所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述磁材料薄层包括纳米晶磁材料、非晶带状磁材料或磁性金属薄膜中的至少一种。
15.根据权利要求2所述的薄型耦合电感，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明准，陈庆东，熊雅红，
申请(专利权)人：上海沛塬电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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