專利名稱：磁性部件及其制造方法
磁性部件及其制造方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明領(lǐng)域總地涉及磁性部件及其制造，并且更確切地涉及諸如電感器和變壓器之類的磁性表面安裝電子部件。隨著電子封裝的進步，制造更小但具更大功率的電子裝置已變得可行。為了減小這些電子裝置的總體尺寸，用于制造這些電子裝置的電子部件已變得日益小型化。制造電子部件來滿足這些需求存在許多困難，因此使得制造工藝更加昂貴，并且不理想地增大電子部件的成本。類似于其它部件那樣，用于諸如電感器和變壓器之類的磁性部件的制造工藝已被仔細審查，以減小高度競爭的電子制造業(yè)的成本。當被制造的電子部件是低成本的并且是高容量的部件時，對于制造成本的降低是尤為理想的。在這些電子部件、以及使用這些電子部件的電子裝置的高容量大規(guī)模生產(chǎn)工藝中，制造成本的任何降低當然是顯著的。

發(fā)明內(nèi)容
本文披露了磁性部件組件以及制造這些磁性部件組件的方法的示范性實施例，且這些示范性實施例有利地用于實現(xiàn)以下益處中的一個或多個部件結(jié)構(gòu)更順應(yīng)以小型化水平進行生產(chǎn)；部件結(jié)構(gòu)更易于在小型化水平下進行組裝；部件結(jié)構(gòu)允許免除已知的磁性部件構(gòu)造常用的制造步驟；通過更有效的制造技術(shù)，部件結(jié)構(gòu)具有提高的可靠性；與現(xiàn)有的磁性部件相比，在封裝尺寸類似或減小情況下，部件結(jié)構(gòu)具有改進的性能；與傳統(tǒng)的小型化磁性部件相比，部件結(jié)構(gòu)具有增大的功率容量；以及與已知的磁性部件構(gòu)造相比，部件結(jié)構(gòu)具有獨特的芯部和線圈構(gòu)造，以提供顯著的性能優(yōu)點。示例的部件組件應(yīng)被認為尤其有利于構(gòu)造例如電感器和變壓器。能以較小的封裝尺寸來可靠地提供這些組件，且這些組件可包括表面安裝特征，以易于安裝于電路板。


參照以下附圖來描述非限制和非窮舉的實施例，其中除非另有說明，類似的附圖標記指代所有各個附圖中的類似部件。圖1示出根據(jù)本發(fā)明一示例實施例的小型化功率電感器的頂側(cè)的立體圖和分解視圖。圖2示出根據(jù)一示例實施例的、在中間制造步驟中圖1所示小型化功率電感器的頂側(cè)的立體圖。圖3示出根據(jù)一示例實施例的圖1所示小型化功率電感器的底側(cè)的立體圖。圖4示出根據(jù)一示例實施例的圖1、圖2和圖3所示小型化功率電感器的示例繞組構(gòu)造的立體圖。圖5示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的線圈構(gòu)造。圖6示出包括圖5所示線圈構(gòu)造的磁性部件的剖視圖。圖7是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的示意俯視圖。
圖8是包括耦合線圈的另一磁性部件組件的示意俯視圖。圖9是圖8所示部件組件的剖視圖。圖10是包括耦合線圈的另一磁性部件組件的示意俯視圖。圖11是圖10所示部件的剖視圖。圖12是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的另一實施例的示意俯視圖。圖13是圖12所示部件的剖視圖。圖14是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的另一實施例的立體圖。圖15是圖14所示部件的俯視圖。圖16是圖14所示部件的頂側(cè)立體圖。圖17是圖14所示部件的底側(cè)立體圖。圖18是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的另一實施例的立體圖。圖19是圖18所示部件的頂側(cè)示意圖。圖20是圖18所示部件的底側(cè)立體圖。圖21是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的另一實施例的立體圖。圖22是圖21所示部件的頂側(cè)示意圖。圖23是圖21所示部件的底側(cè)立體圖。圖M是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的另一實施例的立體圖。圖25是圖M所示部件的頂側(cè)示意圖。圖沈是圖M所示部件的底側(cè)立體圖。圖27示出包括根據(jù)本發(fā)明一示例實施例的耦合線圈的磁性部件與具有物理隔開的離散芯部件的部件相比的模擬和測試結(jié)果。圖觀是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的又一分析。圖四示出包括根據(jù)本發(fā)明一示例實施例的耦合線圈的磁性部件與具有物理隔開的離散芯部件的部件相比的模擬數(shù)據(jù)。圖30是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的又一分析。圖31是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的又一分析。圖32是包括根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的耦合線圈的磁性部件的模擬和測試結(jié)^ ο圖33示出從圖27-31的信息中所得到的耦合結(jié)論。圖34示出磁性部件組件和電路板設(shè)計布局的實施例。圖35示出具有耦合線圈的另一種磁性部件組件。圖36是圖35所示組件的剖視圖。圖37示出具有耦合線圈的本發(fā)明一實施例與不具有耦合線圈的離散磁性部件的波紋電流的比較。
圖38是磁性部件的另一實施例的立體圖。圖39是圖38所示部件的俯視圖。圖40是圖38所示部件的仰視圖。圖41是另一磁性部件的立體圖。圖42是圖41所示部件的側(cè)視圖。圖43是移除了線圈的圖41中所示部件的替代實施例的側(cè)視圖。圖44是圖43所示部件的替代實施例的側(cè)視圖。圖45是圖44所示部件的替代實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式本文描述了獨創(chuàng)的電子部件設(shè)計的示例實施例，這些電子部件克服了本領(lǐng)域的各種難題。為了最完整地理解本發(fā)明，以下披露具有不同部段或部分，其中部分I討論具體問題和難題，而部分II描述用于克服這些問題的示例部件構(gòu)造和組件。I.對于本發(fā)明的引言諸如電感器之類的用于電路板應(yīng)用的傳統(tǒng)磁性部件通常包括磁性芯部和位于磁性芯部內(nèi)的導(dǎo)電繞組(有時被稱為線圈)。芯部可由離散的芯部件制成，這些芯部件由磁性材料制成，同時將繞組放置在芯部件之間。各種形狀和類型的芯部件以及組件對于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，包括但并不必要局限于U芯部和I芯部組件、ER芯部和I芯部組件、ER芯部和ER芯部組件、壺形芯部和T芯部組件以及其它匹配的形狀。這些離散芯部件可利用粘合劑粘結(jié)在一起，并且通常在物理上彼此隔開或間隔開。例如，在一些已知的部件中，線圈由導(dǎo)電金屬絲制成，該導(dǎo)電金屬絲卷繞于芯部或端子線夾。也就是說，在芯部件已完全形成之后，金屬絲可圍繞于芯部件，該芯部件有時稱為滾筒芯部或線軸芯部。線圈的每個自由端可稱作引線，并且可用于經(jīng)由直接附連于電路板或者經(jīng)由通過端子線夾的間接連接、而將電感器聯(lián)接于電路。尤其是對于較小的芯部件來說，以成本有效并且可靠的方式來卷繞線圈是富有挑戰(zhàn)性的。手繞部件在它們的性能方面趨于不穩(wěn)定。芯部件的形狀致使它們相當脆弱，并且在卷繞線圈時、芯部易于破裂，且芯部件之間的間隙變化會使部件性能產(chǎn)生不理想的變化。又一難題在于DC阻抗(“DCR”) 會由于在卷繞工藝過程中、不均勻地卷繞和張力而不理想地變化。在其它的已知部件中，已知表面安裝磁性部件的線圈通常與芯部件分開制成，并且之后與芯部件組裝起來。也就是說，這些線圈有時被認為是被預(yù)成形或預(yù)卷繞的，以避免手繞線圈所產(chǎn)生的問題，并且簡化磁性部件的組裝。這些預(yù)成形線圈對于較小的部件尺寸來說尤其有利。為了當將磁性部件表面安裝于電路板上時、進行與線圈的電連接，通常提供導(dǎo)電端子或線夾。線夾組裝在成形芯部件上，并且電連接于線圈的相應(yīng)端部。端子線夾通常包括大體平坦且平面的區(qū)域，這些區(qū)域可使用例如已知的軟釬焊(soldering)技術(shù)電連接于電路板上的導(dǎo)電跡線和焊盤。當如此連接時并且當電路板通電時，電流可從電路板流至其中一個端子線夾、通過線圈流至另一個端子線夾并返回至電路板。在電感器的情形中，流過線圈的電流會在磁性芯部中感應(yīng)產(chǎn)生磁場和磁能?？商峁┮粋€以上的線圈。在變壓器的情形中，設(shè)置有初級線圈和次級線圈，其中流過初級線圈的電流在次級線圈中感應(yīng)產(chǎn)生電流。變壓器部件的制造具有與電感器部件類似的問題。對于日益小型化的部件來說，提供在物理上間隔開的芯部是具有挑戰(zhàn)性的。難于以成本有效的方式來可靠地實現(xiàn)建立并維持恒定間隙尺寸。關(guān)于在小型化的表面安裝磁性部件中、在線圈和端子線夾之間進行電連接方面也存在多個實際問題。線圈和端子線夾之間的相當易損連接通常在芯部外部進行，且因此在分開時易損壞。在一些情形中，已知將線圈的端部圍繞于線夾的一部分纏繞，以確保線圈和線夾之間的可靠機械和電連接。然而，從制造角度，這已被證明是繁瑣的，且更容易且更快速的端接方案會是理想的。此外，線圈端部的纏繞對于某些類型的線圈并不適用，例如具有帶有平坦表面的矩形橫截面的線圈，此種線圈并不具有如薄且圓的導(dǎo)線構(gòu)造那樣的撓性。隨著電子裝置持續(xù)變得日益大功率化的近期趨勢，還需要諸如電感器之類的磁性部件來傳導(dǎo)增大的電流量。于是，通常增大用于制造線圈的線規(guī)。由于用于制造線圈的導(dǎo)線的尺寸增大，當圓形導(dǎo)線用于制造線圈時，端部通常壓扁至合適的厚度和寬度，以令人滿意地適用例如軟釬焊、熔焊或?qū)щ娬澈蟿┲惻c端子線夾進行機械和電連接。然而，線規(guī)越大，則越難于將線圈的端部壓扁，以適當?shù)貙⑦@些端部連接于端子線夾。這些難題已在線圈和端子線夾之間引致不穩(wěn)定的連接，而這會在使用中使磁性部件產(chǎn)生不理想的性能問題和變化。減小此種變化已被證明非常困難且成本。對于某些應(yīng)用來說，由平坦的而非圓形導(dǎo)電體制造線圈可緩解這些問題，但平坦的導(dǎo)電體首先趨于更剛性并且更難于成形為線圈，因此引起其它的制造問題。與圓形導(dǎo)電體相反，使用平坦的導(dǎo)電體還會有時不理想地在使用中改變部件的性能。此外，在一些已知構(gòu)造中，尤其是那些包括由平坦導(dǎo)電體制成的線圈的構(gòu)造中，諸如鉤或其它結(jié)構(gòu)特征之類的端接特征可形成到線圈的端部中，以便于與端子線夾的連接。然而，將這些特征形成到線圈的端部中會在制造工藝中引起進一步的費用。對于減少電子裝置的尺寸、但又要增大它們的功率和容量的新趨勢仍存在更多的挑戰(zhàn)。隨著電子裝置的尺寸減小，用于這些電子裝置中的電子部件的尺寸須相應(yīng)地減小，因此已試圖經(jīng)濟地制造功率電感器和變壓器，而這些功率電感器和變壓器具有相對較小、有時是微型化的結(jié)構(gòu)，但又承載增大電流量來為電子裝置供電。磁性芯部結(jié)構(gòu)理想地相對于電路板具有低得多的輪廓(型面高度低)，以獲得細長且有時非常薄的電子裝置輪廓。滿足這些需求還存在更多的困難。對于連接于多相電力系統(tǒng)的部件來說還存在其它一些難題， 其中在小型化裝置中容納電源的不同相位是困難的。試圖使磁性部件的基底面和輪廓優(yōu)化、對于期望滿足現(xiàn)代電子裝置的尺寸需求的部件制造商來說具有更大的意義。電路板上的每個部件可通常由在平行于電路板的平面中所測得的垂直的寬度和深度尺寸所限定，該寬度和深度的乘積確定由部件在電路板上所占據(jù)的表面積，該表面積有時被稱為部件的“基底面(覆蓋面積)”。另一方面，在沿正交于或垂直于電路板的方向所測得的部件總高有時被稱為部件的“輪廓”。部件的基底面部分地確定有多少部件可安裝在電路板上，而輪廓部分地確定在電子裝置中、平行的電路板之間所允許的空間。較小的電子裝置通常需要存在更多的部件安裝于每個電路板上，減小相鄰電路板之間的間隙，或者同時需要上述兩者。然而，用于磁性部件的許多已知端子線夾傾向于在表面安裝于電路板時、增大部件的基底面和/或輪廓。也就是說，線夾傾向于在安裝于電路板時、延長部件的深度、寬度和/或高度并且不理想地增大部件的基底面和/或輪廓。尤其是對于裝配在位于芯部的頂部、底部或側(cè)部處的磁性芯部件的外表面上的線夾來說，完成部件的基底面和/或輪廓會由于端子線夾延長。即使部件輪廓或高度的延長相對較小，但隨著在任何給定的電子裝置中、部件和電路板的數(shù)量增大，后果會是嚴重的。II.示例創(chuàng)造件磁件部件組件及其制造方法現(xiàn)在將描述會解決本領(lǐng)域傳統(tǒng)磁性部件的其中一些問題的磁性部件組件的示例實施例。為了描述目的，相關(guān)于針對解決本領(lǐng)域的特定問題的共有的設(shè)計特征來總體地討論部件組件和制造方法的示例實施例。與所描述裝置相關(guān)聯(lián)的制造步驟部分顯而易見而部分在下文進行確切地描述。類似的，與所描述方法步驟相關(guān)聯(lián)的裝置部分顯而易見而部分在下文進行確切地描述。也就是說，本發(fā)明的裝置和方法將沒有必要在下文的描述中進行單獨地描述，而被相信良好地位于本領(lǐng)域技術(shù)人員的認識范圍內(nèi)，而無需進一步解釋。參見圖1-4，示出磁性部件或裝置100的一示例實施例的若干視圖。圖1示出小型化功率電感器的頂側(cè)的立體圖和分解視圖，該小型化功率電感器根據(jù)一示例實施例具有一示例繞組構(gòu)造的三匝線夾繞組、至少一個磁性粉末板以及水平定向的芯部區(qū)域。圖2示出根據(jù)一示例實施例的、在中間制造步驟中圖1所示小型化功率電感器的頂側(cè)的立體圖。圖 3示出根據(jù)一示例實施例的圖1所示小型化功率電感器的底側(cè)的立體圖。圖4示出根據(jù)一示例實施例的圖1、圖2和圖3所示小型化功率電感器的第十一個繞組的立體圖。根據(jù)該實施例，小型化功率電感器100包括磁性體，該磁性體包括至少一個磁性粉末板101、102、104、106和多個線圈或繞組108、110、112，這些線圈或繞組各自可呈線夾的形式，并且在繞組構(gòu)造114中聯(lián)接于至少一個磁性粉末板101、102、104、106。在該實施例中可以看到，小型化功率電感器100包括第一磁性粉末板101、第二磁性粉末板102、第三磁性粉末板104以及第四磁性粉末板106，且該第一磁性粉末板具有下表面116和與該下表面相對的上表面，第二磁性粉末板具有下表面和與該下表面相對的上表面118，第三磁性粉末板具有下表面120和上表面122，而第四磁性粉末板具有下表面IM和上表面126。磁性層101、102、104和106可設(shè)置成相對較薄的板，這些板可在層壓過程中或者經(jīng)由本領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)與線圈或繞組108、110、112進行堆疊并彼此連結(jié)。磁性層 101、102、104以及106可在單獨的制造階段預(yù)先制成，以簡化后續(xù)組裝階段中磁性部件的形成。磁性材料有益地可例如通過壓縮模制技術(shù)或其它技術(shù)而模制成所希望的形狀，以將磁性層聯(lián)接于線圈并且將磁性體限定成所希望的形狀。能對磁性材料進行模制是有利的， 這是由于磁性體可圍繞線圈108、110、112形成為包括線圈的一體或單體結(jié)構(gòu)，并避免了將線圈組裝至磁性結(jié)構(gòu)的單獨制造步驟。在各種實施例中可提供各種形狀的磁性體。在一示例實施例中，每個磁性粉末板可以是例如由韓國仁川的昌順公司(Chang Sung Incorporated in Incheon, Korea)所制造的并且以 20u_eff 柔性磁性板(Flexible Magnetic Sheet)的產(chǎn)品號售賣的磁性粉末板。此外，這些磁性粉末板具有主要沿特定方向定向的晶粒。因此，當沿主要晶粒定向的方向產(chǎn)生磁場時，可實現(xiàn)較高的電感值。雖然該實施例示出四個磁性粉末板，但在不偏離示例實施例的范圍和精神的條件下，磁性板的數(shù)量可增多或減少，以增大或減小芯部區(qū)域。此外，雖然該實施例示出磁性粉末板，但在不偏離示例實施例的范圍和精神的條件下，可替代地使用能被層疊的任何柔性板。
在又一和/或替代實施例中，磁性板或磁性層101、102、104和106可由相同類型的磁性顆?；蛘卟煌愋偷拇判灶w粒所制成。也就是說，在一實施例中，所有的磁性層101、 102、104和106可由一種相同類型的磁性顆粒所制成，使得這些磁性層101、102、104和106 具有即使不相同也基本上類似的磁性。然而，在另一實施例中，磁性層101、102、104和106 中的一層或多層可由與其它磁性層不同類型的磁性粉末顆粒所制成。例如，內(nèi)部磁性層104 和106可包括與外部磁性層101和106不同類型的磁性顆粒，使得內(nèi)部磁性層104和106 具有與外部磁性層101和106不同的特性。因此，所完成部件的性能特征可根據(jù)所使用的磁性層數(shù)量和用于形成每個磁性層的磁性材料的類型而改變。根據(jù)該實施例，第三磁性粉末板104可包括在下表面120上的第一凹口 1 以及在第三磁性粉末板104的上表面122上的第一凸起130，其中第一凹口 1 和第一凸起130 基本上沿第三磁性粉末板104的中心延伸并且從一個邊緣延伸至相對的邊緣。第一凹口 128和第一凸起130定向成使得當?shù)谌判苑勰┌?04聯(lián)接于第二磁性粉末板102時，第一凹口 1 和第一凸起130沿與多個繞組108、110、112相同的方向延伸。第一凹口 1 設(shè)計成封裝多個繞組108、110、112。根據(jù)該實施例，第四磁性粉末板106可包括在下表面IM上的第二凹口 132以及在第四磁性粉末板106的上表面1 上的第二凸起134，其中第二凹口 132和第二凸起134 基本上沿第四磁性粉末板106的中心延伸并且從一個邊緣延伸至相對的邊緣。第二凹口 132和第二凸起134定向成使得當?shù)谒拇判苑勰┌?06聯(lián)接于第三磁性粉末板104時，第二凹口 132和第二凸起1；34沿與第一凹口 1 和第一凸起130相同的方向延伸。第二凹口 132設(shè)計成封裝第一凸起130。雖然該實施例在第三和第四磁性粉末板中示出凹口和凸起， 但在不偏離示例實施例的范圍和精神的條件下，可消除形成在這些板中的凹口或凸起。在形成第一磁性粉末板100和第二磁性粉末板102的情形下，第一磁性粉末板100 和第二磁性粉末板102利用高壓(例如，液壓)壓在一起并且層疊在一起，以形成小型化功率電感器100的第一部分140。此外，第三磁性粉末板104和第四磁性粉末板106也可壓在一起，以形成小型化功率電感器100的第二部分。根據(jù)該實施例，多個線夾108、110、112 放置在小型化功率電感器100的第一部分140的上表面118上，使得多個線夾超出第一部分140的兩側(cè)延伸一定距離。該距離等于或者大于小型化功率電感器100的第一部分140 的高度。一旦多個線夾108、110、112適當?shù)囟ㄎ辉诘谝徊糠?40的上表面118上，則將第二部分放置在第一部分140的頂部上。然后，小型化功率電感器100的第一和第二部分140 可壓在一起，以形成完成的小型化功率電感器100。多個線夾108、110、112延伸超出小型化功率電感器100的兩個邊緣的部分可繞第一部分140彎曲，以形成第一端接件142、第二端接件144、第三端接件146、第四端接件 148、第五端接件150以及第六端接件152。這些端接件150、152、142、146、144、148使得小型化功率電感器能適當?shù)芈?lián)接于基底或印刷電路板。根據(jù)該實施例，去除了繞組和芯部之間的物理間隙，而在傳統(tǒng)的電感器中通常會發(fā)現(xiàn)有此種物理間隙。此種物理間隙的消除趨于使由于繞組振動而產(chǎn)生的聲頻噪聲最小。多個繞組108、110、112由導(dǎo)電銅層所形成，該導(dǎo)電銅層可變形以提供所希望的幾何形狀。雖然在該實施例中使用導(dǎo)電銅材料，但在不偏離示例實施例的范圍和精神的條件下，可使用任何導(dǎo)電材料。
雖然在該實施例中示出僅僅三個線夾，但在不偏離示例實施例的范圍和精神的條件下，可使用更多或更少的線夾。雖然這些線夾示作處于并聯(lián)構(gòu)造，但根據(jù)基底的跡線構(gòu)造可串聯(lián)地使用這些線夾。雖然在第一和第二磁性粉末板之間并未示出磁性板，但在不偏離示例實施例的范圍和精神的條件下，只要繞組具有充足的長度以充分地形成用于小型化功率電感器的端接件，則磁性板可定位在第一和第二磁性粉末板之間。此外，雖然示作有兩個磁性粉末板定位在多個繞組108、110、112上方，但在不偏離示例實施例的范圍和精神的條件下，可使用更多或更少的磁性板，以增大或減小芯部區(qū)域。在該實施例中，根據(jù)磁性粉末板壓出的方向，可沿垂直于晶粒定向的方向產(chǎn)生磁場，并且由此實現(xiàn)較低的電感值，或者可沿平行于晶粒定向的方向產(chǎn)生磁場，并且由此實現(xiàn)較高的電感值。形成磁性體162的可模制磁性材料可以是上述材料中的任何一種或者本領(lǐng)域已知的其它合適材料。制造這些磁性層101、102、104、106和108的示例磁性粉末顆?？砂ㄨF氧體顆粒、鐵顆粒、鐵硅鋁(Sendust)顆粒、鎳鉬鐵(MPP)顆粒、鎳鐵(HighFlux)顆粒、鐵硅合金(Megaflux)顆粒、鐵基無定形粉末顆粒、鈷基無定形粉末顆?；蛘弑绢I(lǐng)域已知的其它等同材料。當這些磁性粉末顆粒與聚合物粘合劑材料混合時，所合成的磁性材料呈現(xiàn)分布式間隙特性，而這種特性避免了對于物理間隙或者分開的不同磁性材料件的任何需要。 這樣，可以有利地避免了與建立并維持一致的物理間隙尺寸相關(guān)聯(lián)的困難和費用。對于高電流應(yīng)用來說，預(yù)退火磁性無定形金屬粉末與聚合物粘合劑組合會是有利的。雖然混合有粘合劑的磁性粉末材料被認為是有利的，但對于使磁性材料形成磁性體162來說，粉末顆?；蛘叻谴判哉澈蟿┒疾皇潜匦璧?。此外，可模制磁性材料無需設(shè)置成上述板或?qū)?，而是可使用壓縮模制技術(shù)或本領(lǐng)域已知的其它技術(shù)直接聯(lián)接于線圈164。雖然圖6中所示的本體162通常是細長的和矩形的，但其它形狀的磁性體162也是可能的。在各種示例中，磁性部件100可特定地適用于在直流(DC)電源應(yīng)用、單相電壓變換器電源應(yīng)用、二相電壓變換器電源應(yīng)用、三相電壓變換器電源應(yīng)用以及多相電源應(yīng)用中用作變壓器或電感器。在各種實施例中，線圈108、110、112可在部件自身中或者經(jīng)由其上安裝有這些線圈的電路板中的電路而串聯(lián)或并聯(lián)地電連接，以實現(xiàn)不同的目的。當兩個或多個獨立線圈設(shè)在一個磁性部件中時，線圈可設(shè)置成使得在這些線圈之間存在磁通共享。也就是說，這些線圈使用通過單個磁性體各部分的共同磁通通路。圖5示出使用沖壓金屬、印刷技術(shù)或本領(lǐng)域已知的其它制造技術(shù)制成的大體平坦構(gòu)件的示例線圈420。如圖5所示，線圈420大體呈C形并且包括第一大體直的導(dǎo)電通路 422、第二大體直的導(dǎo)電通路424以及第三導(dǎo)電通路426，且該第二大體直的導(dǎo)電通路相對于第一導(dǎo)電通路422以直角延伸，而第三導(dǎo)電通路相對于第二導(dǎo)電通路424以直角延伸并且沿與第一導(dǎo)電通路422大體平行的定向而延伸。線圈端部428、430限定在第一和第三導(dǎo)電通路422、似6的遠端處，且以導(dǎo)電通路422、424以及似6通過線圈420設(shè)有3/4個匝圈。 線圈420的內(nèi)周緣限定中心磁通區(qū)域A(如圖5中的虛線所示)。區(qū)域A限定內(nèi)部區(qū)域，在線圈422中產(chǎn)生磁通時，磁通通路可通過該內(nèi)部區(qū)域?；蛘哒f，區(qū)域A包括在導(dǎo)電通路422 和導(dǎo)電通路4 之間的位置處和在導(dǎo)電通路4M和連接線圈端部似8、430的假象線之間的位置處延伸的磁通通路。當在磁性體中采用了多個此種線圈420時，中心磁通區(qū)域可部分地彼此交迭，以使這些線圈相互地聯(lián)接于彼此。雖然在圖5中示出特定的線圈形狀，但應(yīng)認識到在其它實施例中，可使用具有類似效果的其它線圈形狀。圖6示出在磁性體440中若干線圈420的橫截面。在所示的實施例中，該磁性體由非磁性材料所圍繞的磁性金屬粉末顆粒所制成，其中相鄰的金屬粉末顆粒由非磁性材料彼此分離開。在其它實施例中可替代地使用其它磁性材料。這些磁性材料可具有分布式間隙特性，而這種特性避免了對于彼此須物理地間隔開的離散芯部件的需要。諸如線圈420之類的線圈設(shè)置在磁性體440中。如圖6所示，區(qū)域Al指代第一線圈的中心磁通區(qū)域，區(qū)域A2指代第二線圈的中心磁通區(qū)域，而區(qū)域A3指代第三線圈的中心磁通區(qū)域。根據(jù)這些線圈在磁性體440中的設(shè)置(即，線圈的間隔)，區(qū)域A1、A2和A3會交迭、但并不完全交迭，從而在磁性體440的各處的不同部分中，線圈的相互聯(lián)接會改變。具體地說，線圈可在磁性體中相對于彼此偏離或交錯，從而由每個線圈限定的部分區(qū)域但并非所有區(qū)域與另一線圈交迭。此外，這些線圈可設(shè)置在磁性體中，使得每個線圈中的區(qū)域A 的一部分并不與任何其它線圈交迭。在磁性體440中的相鄰線圈的區(qū)域A的非交迭部分中，由每個相應(yīng)線圈所產(chǎn)生的磁通的一部分僅僅在產(chǎn)生該磁通的相應(yīng)線圈的中心磁通區(qū)域中返回，但不通過相鄰線圈的中心磁通區(qū)域A。在磁性體440中的相鄰線圈的區(qū)域A的交迭部分中，由每個相應(yīng)線圈所產(chǎn)生的磁通的一部分在產(chǎn)生該磁通的相應(yīng)線圈的中心磁通區(qū)域中返回，并且還通過相鄰線圈的中心磁通區(qū)域A。通過改變線圈中心磁通區(qū)域A的交迭和非交迭部分的程度，可改變線圈之間的耦合度。此外，通過沿正交于線圈平面的方向來改變分開的距離(即、通過將線圈定位在隔開的平面中)，磁通通路的磁阻會在整個磁性體440中改變。相鄰線圈的交迭中心磁通面積和它們之間的特定距離的乘積確定磁性體中共有的磁通通路通過該磁性體440可通過的橫截區(qū)段區(qū)域。通過改變此種橫截區(qū)段區(qū)域，磁阻可隨相關(guān)的性能優(yōu)點改變。圖27-33包括具有物理間隔開的離散芯部件的傳統(tǒng)磁性部件與本發(fā)明的分布式間隙芯部實施例的模擬和測試結(jié)果以及比較數(shù)據(jù)。圖27-33中所示的信息還涉及使用參見 6所描述方法的部件的示例實施例的耦合特性。圖7示意地示出具有多個線圈的磁性部件組件460，這些線圈如上所述在磁性體 462內(nèi)設(shè)置有部分地交迭和非交迭磁通區(qū)域A。雖然在組件460中示出四個線圈，但在其它實施例中可使用更多或更少數(shù)量的線圈。每個線圈與圖5所示的線圈420相類似，但在替代實施例中可使用其它形狀的線圈。第一線圈由從磁性體462的第一面中伸出的線圈端部428a、430a所指代。第一線圈可在磁性體462中的第一平面中延伸。第二線圈由從磁性體462的第二面中伸出的線圈端部428b、430b所指代。第二線圈可在磁性體462中與第一平面隔開的第二平面中延伸。第三線圈由從磁性體462的第三面中伸出的線圈端部428c、430c所指代。第三線圈可在磁性體462中與第一和第二平面隔開的第三平面中延伸。第四線圈由從磁性體462的第四面中伸出的線圈端部428d、430d所指代。第四線圈可在磁性體462中與第一、第二和第三平面隔開的第四平面中延伸。
第一、第二、第三和第四面或側(cè)部如圖所示限定大體正交的磁性體462。第一、第二、第三和第四線圈的相對應(yīng)的中心磁通區(qū)域被發(fā)現(xiàn)以各種方式彼此交迭。四個線圈中每個線圈的中心磁通區(qū)域的一部分與其它線圈中任一線圈都不交迭。每個相應(yīng)線圈的磁通區(qū)域A的其它部分與其它線圈中的一個線圈交迭。每個相應(yīng)線圈的磁通區(qū)域的又一些其它部分與其它線圈中的兩個線圈交迭。在另一部分中，每個相應(yīng)線圈最接近圖7所示磁性體462 中心而定位的磁通區(qū)域與其它三個線圈中的每個線圈都交迭。因此，通過磁性體462中的不同部分在線圈耦合方面建立大量變化。此外，通過改變第一、第二、第三和第四線圈的平面的空間分隔關(guān)系，也可在磁通通路中提供大量變化的磁阻。具體地說，線圈的平面之間的間隔無需是相同的，從而在組件中，一些線圈可定位成更接近(或者更遠離)其它線圈。再次，每個線圈的中心磁通區(qū)域和沿正交于線圈平面的方向距離相鄰線圈的間隔限定所產(chǎn)生的磁通通過該磁性體所通過的橫截區(qū)段區(qū)域。通過改變線圈平面的空間分隔關(guān)系，與每個線圈相關(guān)聯(lián)的橫截區(qū)段區(qū)域可在線圈中的至少兩個線圈之間改變。類似于所描述的其它實施例，在一些應(yīng)用中，組件中的各種線圈可聯(lián)接于電源的不同相位。圖8示出具有兩個線圈420a和420b的磁性部件組件470，這兩個線圈在它們的磁通區(qū)域A中部分地交迭而部分地不交迭。如圖9中的剖視圖示出，兩個線圈在磁性體472 中位于不同的平面中。圖10示出具有兩個線圈420a和420b的磁性部件組件480，這兩個線圈在它們的磁通區(qū)域A中部分地交迭而部分地不交迭。如圖11中的剖視圖示出，兩個線圈在磁性體 482中位于不同的平面中。圖13示出具有四個線圈420a、420b、420c和420d的磁性部件組件490，這四個線圈在它們的磁通區(qū)域A中部分地交迭而部分地不交迭。如圖11中的剖視圖示出，四個線圈在磁性體492中位于不同的平面中。圖14-17示出磁性部件組件500的一實施例，該磁性部件組件500具有與圖8和 9中所示線圈構(gòu)造相類似的線圈構(gòu)造。線圈501和502包括圍繞磁性體506的側(cè)部延伸的回繞終端504。磁性體506可如上所述或者由本領(lǐng)域已知的技術(shù)所形成，并且可具有分層的或不分層的構(gòu)造。該組件500可經(jīng)由終端504而表面安裝于電路板。圖34示出磁性部件組件620的另一實施例，該磁性部件組件具有耦合電感器并且說明它們與電路板設(shè)計布局的關(guān)系。磁性部件620可類似于上文所述來進行構(gòu)造和操作， 但可用于不同的電路板設(shè)計布局以實現(xiàn)不同的效果。在所示的實施例中，磁性部件組件620適用于電壓變換器電源應(yīng)用，并因此在磁性體626內(nèi)包括第一組導(dǎo)電繞組62^i、622b、622c以及第二組導(dǎo)電繞組62^、6Mb、62k。 繞組62^i、622b、622c和繞組62^、6Mb、62k中的每個可例如在電感器本體中完成1/2個匝圈，但在其它實施例中，在繞組中所完成的匝圈可替代地是或多或少的。線圈可通過它們在磁性體626內(nèi)的物理位置以及通過它們的形狀而物理地彼此聯(lián)接。在圖34中示出用于磁性部件組件620的示例電路板設(shè)計布局或“封裝設(shè)計 (footprints) ”630a和630b。如圖34所示，設(shè)計布局630a和630b中的每個包括三個導(dǎo)電通路632、634和636，且這三個導(dǎo)電通路各自限定1/2個匝圈的繞組。使用已知技術(shù)將設(shè)計布局630a和630b設(shè)在電路板638上(如圖34中的虛線所示)。當磁性部件組件620表面安裝于布置630a、630b、以將部件線圈622和624電連接于設(shè)計布局630a、630b時，可以觀察到，對于每個相位所建立的整個線圈繞組通路是三個匝圈。部件620中的每半個匝圈的線圈繞組聯(lián)接于電路板設(shè)計布局630a、630b中的半個匝圈繞組，并且繞組串聯(lián)連接，從而使每個相位產(chǎn)生三個完整的匝圈。如圖34所示，相同的磁性部件組件620可替代地連接于另一電路板642(在圖34 中以虛線示出)上的不同電路板設(shè)計布局640a、640b，以實現(xiàn)不同的效果。在所示出的示例中，設(shè)計布局640a、640b包括各自限定1/2個匝圈繞組的兩個導(dǎo)電通路644、646。當磁性部件組件620表面安裝于設(shè)計布局640a、640b、以將部件線圈622和6M聯(lián)接于設(shè)計布置=局640a、640b時，可以觀察到，對于每個相位所建立的整個線圈繞組通路是272個匝圈。由于部件620的效果可通過改變其所連接的電路板設(shè)計布局而變化，因而該部件有時稱作可編程的耦合電感器。也就是說，線圈的耦合度可根據(jù)電路板設(shè)計布局而改變。于是，雖然可提供基本上相同的部件組件620，但如果為這些部件提供不同的設(shè)計布局，這些部件的操作可根據(jù)它們與電路板連接的方式而不同。各種電路板設(shè)計布局可設(shè)在同一電路板的不同區(qū)域或者不同的電路板上。許多其它變形也是可能的。例如，磁性部件組件可包括五個線圈，且每個線圈具有埋設(shè)在磁性體中的1/2個匝圈，并且該部件可用于至多十一個不同的且增大的電感值，使用者可以經(jīng)由在電路板上布置導(dǎo)電跡線以完成繞組線匝的方式對電感值進行選擇。圖35和36示出另一種磁性部件組件650，該磁性部件組件在磁性體656內(nèi)具有耦合線圈652、654。如圖36所示。線圈652、6M在磁性體656中以對稱方式耦合，同時在區(qū)域Al和A3中并不耦合。區(qū)域A2的耦合度可根據(jù)線圈652和654的分隔程度而改變。圖37示出具有以上述方式的耦合線圈的多相磁性部件與多個離散的非耦合磁性部件相比的優(yōu)點，而多個離散的非耦合磁性部件利用傳統(tǒng)的方式而用于每個相位。確切地說，當使用具有例如本文所描述線圈的耦合線圈的多相磁性部件時，至少部分地消除波紋電流。圖18-20示出另一種磁性部件組件520，該磁性部件組件在磁性體524內(nèi)具有多個部分匝圈線圈52^i、522b、522c以及522d。如圖17所示，每個線圈52^i、522b、522c和 522d提供二分之一匝圈。雖然示出四個線圈52h、522b、522c和522d，但可替代地提供更多或更少數(shù)量的線圈。每個線圈52h、522b、522c和522d可連接于例如可設(shè)在電路板上的另一半匝線圈。每個線圈52h、522b、522c和522d可設(shè)有能表面安裝于電路板的回繞終端526。圖21-23示出另一種磁性部件組件MO，該磁性部件組件在磁性體544內(nèi)具有多個部分匝圈線圈M^i、542b、M2c和M2d?？梢钥吹骄€圈M^i、542b、M2c和M2d具有與圖 18所示線圈不同的形狀。雖然示出四個線圈Mh、542b、M2c*M2d，但可替代地提供更多或更少數(shù)量的線圈。每個線圈542a、、542c和M2d可連接于例如可設(shè)在電路板上的另一部分匝圈線圈。每個線圈Mh、542b、M2c和M2d可設(shè)有能表面安裝于電路板的回繞終端M6。圖2446示出另一種磁性部件組件560，該磁性部件組件在磁性體564內(nèi)具有多個部分匝圈線圈562a,562b,562c和562d?？梢钥吹骄€圈562a,562b,562c和562d具有與圖 18和M所示線圈不同的形狀。雖然示出四個線圈56h、562b、562c和562d，但可替代地提供更多或更少數(shù)量的線圈。每個線圈56^i、562b、562c和562d可連接于例如可設(shè)在電路板上的另一部分匝圈線圈。每個線圈56h、562b、562c和562d可設(shè)有能表面安裝于電路板的回繞終端526。圖38-40示出小型化磁性部件700的另一示例實施例的各種視圖。更確切地說， 圖38以立體圖示出該組件，圖39是該組件的俯視圖，而圖40是該組件的仰視圖。在這些附圖中示出，組件700包括大體矩形的磁性體702，該磁性體包括頂面704、 底面706、相對的端面708和710以及相對的橫向側(cè)面712、714，該底面706與頂面相對，端面將頂面702和底面704互連起來，而橫向側(cè)面將端面708、710和頂面及底面702、704互連起來。底面706可放置成與電路板716抵靠接觸并且表面安裝于該電路板716，以在磁性體702中完成從電路板716上的電路與多個線圈718、720(圖40)的電連接。線圈718、 720在磁性體702內(nèi)部設(shè)置成磁通共享的關(guān)系，并且在一示例實施例中，磁性體702和相關(guān)聯(lián)的線圈720形成耦合功率電感器。每個線圈718、720可承載電源的不同相位。在一示例實施例中，磁性體702是由具有分布式間隙磁性特性的材料所制成的單體式或單件式本體。上文所述的或者在本文中所確認的相關(guān)申請中的磁性材料中的任一種可用于形成磁性體，并且如果需要的話可使用本領(lǐng)域已知的其它磁性材料。在一個示例中， 磁性體702由具有分布式間隙特性的可模制材料所制成并且圍繞線圈718、720所模制。在另一示例中，磁性體702可由例如上文所述的多個堆疊磁性板所制成。此外，不同磁性材料的組合可用于形成一件式磁性體。在圖38-40所示的示例中，磁性體由具有第一磁性特性的第一磁性材料722和具有第二磁性特性的第二磁性材料7M所制成。第一磁性材料722在整體尺寸和形狀方面限定磁性體702的大小，而第二磁性材料7M如圖38-20所示將第一磁性材料的各部分分隔開并且還將線圈718和720的各部分分隔開。借助第二材料724的不同磁性特性，第二磁性材料7M在第一磁性體的各部分之間并且在相鄰線圈718和720之間有效地形成磁隙， 同時仍維持有圍繞線圈718、720的大體實心體，而不存在在小型化組件中物理地間隔開離散芯部件的傳統(tǒng)難題。在一示例實施例中，第二磁性材料7M是混合有諸如粘合劑之類的充填材料的磁性材料，使得第二磁性材料具有與第一磁性材料722不同的磁性特性。在一示例實施例中，第一磁性材料722可用于在第一制造步驟中形成磁性體，而第二材料可施加于在第一材料中形成的間隙或空腔，以完成磁性體704。如圖38-40所示，第二磁性材料7M延伸至磁性體702的頂面704、底面706、相對的端面708和710以及橫向側(cè)面712、714。此外，第二磁性材料7M延伸至磁性體702在線圈718、720之間的內(nèi)部。從圖38和39中可觀察到，第二磁性材料7M在基本上垂直于電路板716的平面的第一平面中延伸，并且沿第一平面將第一磁性材料722的各部分分隔開。從圖38和40中可觀察到，第二磁性材料7M還在基本上平行于電路板716的平面的第二平面中延伸，并且沿第二平面將線圈718和720以及第一磁性材料722的各部分分隔開。也就是說，第二磁性材料7M在相對于電路板716的兩個相交的且相互垂直的豎直面和水平面中將第一磁性材料722分隔開。如圖40所示，線圈718、720是平線圈，但在替代實施例中，可使用包括上文所述任何類型的或者在相關(guān)應(yīng)用中的其它類型線圈。此外，并且類似于上文參見圖34所描述的實施例，每個線圈718、720可限定繞組的第一部分數(shù)目的匝圈數(shù)。電路板716可包括限定繞組的第二部分數(shù)目的匝圈的設(shè)計布局。完成組件中的總匝數(shù)是線圈718、720中所提供的匝數(shù)和在電路板設(shè)計布局上所提供的匝數(shù)的總和?？商峁└鞣N匝圈數(shù)目來實現(xiàn)各種目的。線圈718、720各自包括呈接觸墊7沈、7觀形式的、露在磁性體702的底面706上的表面安裝端接件，用以建立與電路板716上電路的電連接。然而，預(yù)期在不同的實施例中可替代地使用其它表面安裝端接結(jié)構(gòu)以及通孔端接件。在所說明的實施例中，接觸墊726、 728在磁性體的底面706上限定對稱型式，但其它型式或構(gòu)造的表面安裝端接件也是可以的。組件700提供優(yōu)于現(xiàn)有功率電感器的各種優(yōu)點。磁性體702可設(shè)在比使用物理隔開的離散芯部的組件具有較小基底面的更緊湊的封裝中，同時仍提供改進的電感值、較高的效率以及增大的能量密度。相對于具有離散的物理間隔開的芯部件的傳統(tǒng)電感器組件， AC繞組損壞也可顯著地減小，同時仍提供充分的漏磁通控制。此外，該組件在用于連接于線圈的電路板設(shè)計布局上提供更大的自由度，然而此種類型的傳統(tǒng)電感器僅僅可用于有限類型的電路板設(shè)計布局。具體地說，并且不同于此種類型的傳統(tǒng)功率電感器，電源的不同相位可共享電路板上的相同設(shè)計布局。圖41和42分別是磁性部件組件750的另一實施例的立體圖和側(cè)視圖。組件750 包括經(jīng)由上文所述的模塑或壓制操作、而從具有分布式間隙特性的材料制成單件的磁性體 752。類似于前述的實施例，磁性體752包括頂面754、底面756、相對的端面758和760以及相對的橫向側(cè)面762和764。底面756放置成與電路板766抵靠接觸，以完成電路板788 上的電路與磁性體752中的線圈778、780之間的電連接。不同于前述的實施例，在磁性體的各部分中，磁性體包括形成在其中的物理間隙 782和784。在圖41和42所示的實施例中，第一和第二物理間隙782和784各自從相應(yīng)線圈778、780中每個線圈的中心部分786、788向外延伸至磁性體的相應(yīng)端面758、760。在所示的實施例中，物理間隙782、784大體彼此共面地并且基本上平行于磁性體752的底面 756而延伸，并且由此平行于電路板756的平面延伸。此外，在所說明的實施例中，物理間隙 782和784并不完全圍繞磁性體752的周緣延伸。而是，間隙782和784僅僅在線圈778和 782之間以及在磁性體752的相應(yīng)端部758和760之間延伸。間隙782和784都不在磁性體752的在線圈778和780之間的內(nèi)部區(qū)域中延伸。使用一件式磁性體752的組件750以及一體地形成的物理間隙782和784允許在電感器部件中具有所希望的物理間隙特性，而不存在將離散的芯部結(jié)構(gòu)物理隔開的組裝上的挑戰(zhàn)。圖43說明磁性體800的另一實施例，該磁性體用于電感器部件并且用于電路板 766。磁性體800由諸如上文所述材料中任一種之類的具有分布式間隙特性的磁性材料所制成，并且形成有一系列物理間隙802、804、806以及808，這物理間隙從磁性體的內(nèi)部區(qū)域延伸至磁性體800鄰靠于電路板766的底面810。物理間隙802、804、806以及808大體彼此平行地延伸，并且沿基本上垂直于電路板766的平面的方向延伸。每個間隙802、804、806 以及808都與線圈(在附圖43中未示出但與圖42中所示的線圈相類似)相關(guān)聯(lián)。能以類似的方式提供任何數(shù)量的線圈和間隙。
圖44示出包括磁性體820的組件的另一替代實施例，該磁性體具有一系列物理間隙822、824、826以及828，這些間隙從磁性體的內(nèi)部區(qū)域延伸至磁性體的頂面830，該頂面與磁性體822的鄰靠于電路板766的底面832相對。這樣，磁性體820類似于磁性體800 (圖 43)，但卻包括遠離電路板766而非朝向電路板766延伸的物理間隙822、擬4、擬6以及828。 線圈834、836、838和840與間隙822、824、826以及828中的每個間隙相關(guān)聯(lián)。圖45是磁性部件組件850的另一實施例的側(cè)視圖，該磁性部件組件包括單件式磁性體852，而該磁性體由第一磁性材料854、第二磁性材料858以及第三材料856所制成，其中第二磁性材料不同于第一磁性材料，而第三材料不同于第一和第二磁性材料。材料854、 856和858可壓制或模制成容納線圈860、862、864以及866的單體的單件式元件，這些線圈彼此以磁通共享關(guān)系而設(shè)置。第三材料856在不同的實施例中可以是磁性材料或者非磁性材料，并且置于第一磁性材料邪4和第二磁性材料858之間。第三磁性材料沿磁性體852的整個軸向長度將第一和第二材料邪4和858隔開，并且還在磁性體852的內(nèi)部區(qū)域中在相鄰線圈860和862、 862和864以及864和866之間延伸。如圖45所示，第三材料可在多個線圈的相鄰對之間具有不同的厚度，以改變線圈860、862、864以及866之間的磁通通路。在各種實施例中，第一和第二材料邪4和858中的一個或兩個包括堆疊磁性板、可模制磁性粉末、板或粉末的組合或者本領(lǐng)域已知的其它材料。第一和第二材料邪4和858中的每個可具有不同程度的分布式間隙特征，而第三材料865具有與第一和第二材料邪4和 858中任一種材料充分不同的特性，以在另外的實心體852中在第一和第二材料邪4和858 之間有效地產(chǎn)生磁隙。因此，使組件具有離散的物理隔開的芯部件的難題可被避免。通過對用于形成單件式磁性體852的第一、第二和第三材料的相對量值、比例以及尺寸進行調(diào)整， 可改變組件850的電氣性能。具體地說，在由每個線圈860、862、864以及866所承載的電源的不同相位之間的自感和耦合電感可隨著用于制造磁性體852的材料的戰(zhàn)略選擇以及那些材料的比例而改變。III.公開的示例性實施例現(xiàn)在顯而易見的是，所描述的各種特征能以各種組合來結(jié)合和匹配。例如，在描述用于磁性本體的分層構(gòu)造之處，可替代地使用非分層狀的磁性構(gòu)造?？梢杂欣卦O(shè)置具有不同磁性特性、不同數(shù)目和類型的線圈和具有不同性能特征的許多種磁性部件組件來滿足特定應(yīng)用場合的需要。此外，能有利地在具有離散芯部件的結(jié)構(gòu)中使用所描述的其中某些特征，而這些離散芯部件彼此在物理上間隔開和分開。對于所描述的線圈耦合特征來說尤其如此。在上文所闡述的內(nèi)容范圍內(nèi)的各種可能性之中，至少以下實施例應(yīng)被認為相對于傳統(tǒng)的電感部件是有利的。披露一種磁性部件組件的實施例，該磁性部件組件包括單件式磁性體以及多個線圈，該磁性體由具有分布式間隙特性的材料所制成，而多個線圈位于磁性體中，其中這些線圈以彼此磁通共享關(guān)系設(shè)置在磁性體中?？蛇x的是，該磁性體由具有分布式間隙特性的可模制材料所制成。單體式磁性體可由具有第一磁性特性的第一磁性材料以及具有第二磁性特性的第二磁性材料所制成，其中第二磁性材料將第一磁性材料的各部分隔開并且將多個線圈中的相鄰線圈的一部分隔開。第二磁性材料可將第一磁性材料的至少一部分以及線圈的一部分隔開。第二磁性材料可延伸至磁性體的頂面、底面、相對的端面以及橫向側(cè)面。此外可選的是，單體式磁性體可由具有第一磁性特性的第一磁性材料以及具有第二磁性特性的第二磁性材料所制成，其中第二磁性材料在第一平面并且在基本上垂直于第一平面的第二平面中延伸。第一和第二磁性材料中的一種材料包括壓制的磁性板。第一和第二磁性材料中的一種材料還可包括磁性粉末。第一和第二磁性材料中的至少一種材料可圍繞多個線圈而壓制。第一磁性材料可形成基本上矩形本體，而第一和第二磁性材料可共同地限定圍繞線圈的實心體。多個線圈能可選地是平線圈。多個線圈中的每個線圈可限定繞組的第一部分匝圈。該組件還可包括電路板，其中該電路板為多個線圈中的每個限定繞組的第二部分匝圈， 且第一和第二部分匝圈連接于彼此。對于多個線圈中的每個能可選地提供表面安裝端接件。表面安裝端接件可在磁性體的表面上限定對稱型式。多個物理間隙能可選地形成在磁性體中。物理間隙可從相應(yīng)的多個線圈中的每個線圈的一部分向外延伸至磁性體的相應(yīng)端緣。該組件還可包括電路板，且物理間隙能基本上平行于電路板的平面而延伸，并且可彼此隔開并且大體共面地延伸。物理間隙可僅僅在磁性體的相應(yīng)相對端部上延伸。多個線圈可彼此隔開，且多個物理間隙可并不在相鄰線圈之間延伸?；蛘撸蛇x的物理間隙從相應(yīng)的多個線圈中的每個線圈向外延伸至磁性體的頂面。該組件還可包括電路板，其中物理間隙基本上垂直于電路板的平面延伸。磁性體可包括底面，且該底面與電路板抵靠接觸，并且頂面與該底面相對?？蛇x的物理間隙可替代地從相應(yīng)的多個線圈中的每個線圈向外延伸至磁性體的底面。該組件還可包括電路板，且底面與該電路板抵靠接觸。物理間隙可基本上垂直于電路板的平面延伸。物理間隙可包括多個隔開的且基本上平行的間隙。磁性體能可選地包括第一磁性材料、第二磁性材料以及第三材料，該第二磁性材料與第一磁性材料不同，而該第三材料與第一和第二磁性材料不同。第三材料可以是磁性的。第三材料可置于第一和第二磁性材料之間。第三材料可在多個線圈的相鄰對之間具有不同的厚度。第一、第二以及第三材料可彼此壓緊。第一和第二磁性材料中的至少一種可包括堆疊磁性板。第一和第二磁性材料中的至少一種可包括可模制磁性粉末。第一和第二磁性材料可具有分布式間隙特性。磁性體和線圈可形成耦合功率電感器。每個線圈可構(gòu)造成承載電源的不同相位。IV.結(jié)論現(xiàn)在可認為，本發(fā)明的益處通過前述示例和實施例是顯而易見的。雖然已特定地描述各種實施例和示例，但只要在所披露的示例裝置、組件以及方法的范圍和精神內(nèi)，則其它的示例和實施例也是可能的。此書面描述使用示例來披露包括最佳模式的本發(fā)明，并且還用于使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能實踐本發(fā)明，包括制造并使用任何設(shè)備或系統(tǒng)以及實施任何所包含的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求所限定，并且可包括由本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其它示例。如果一些其它示例具有并不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者這些示例包括與權(quán)利要求的字面語言沒有本質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些示例仍可被認為落在這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁性部件組件，包括單件式磁性體，所述單件式磁性體由具有分布式間隙特性的材料所制成；多個線圈，所述多個線圈位于所述磁性體中，其中所述線圈以彼此磁通共享的關(guān)系設(shè)置在所述磁性體中。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述磁性體由具有分布式間隙特性的可模制材料所制成。
3.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述單件式磁性體由具有第一磁性特性的第一磁性材料以及具有第二磁性特性的第二磁性材料所制成，其中所述第二磁性材料將所述第一磁性材料的各部分隔開并且將所述多個線圈中的相鄰線圈的一部分隔開。
4.如權(quán)利要求3所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第二磁性部件將所述第一磁性材料的至少一部分以及所述線圈的一部分隔開。
5.如權(quán)利要求3所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第二磁性材料延伸至所述磁性體的頂面、底面、相對的端面以及橫向側(cè)面。
6.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述單件式磁性體由具有第一磁性特性的第一磁性材料以及具有第二磁性特性的第二磁性材料所制成，其中所述第二磁性材料在第一平面并且在基本上垂直于所述第一平面的第二平面中延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性材料中的一種包括壓制磁性板。
8.如權(quán)利要求6所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性材料中的一種包括磁性粉末。
9.如權(quán)利要求6所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性材料中的至少一種圍繞所述多個線圈而壓制。
10.如權(quán)利要求6所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一磁性材料形成基本上矩形本體。
11.如權(quán)利要求6所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性材料共同地限定圍繞所述線圈的實心體。
12.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述多個線圈是平線圈。
13.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述多個線圈中的每個線圈限定繞組的第一部分匝圈。
14.如權(quán)利要求13所述的磁性部件組件，其特征在于，還包括電路板，其中所述電路板為所述多個線圈中的每一個限定繞組的第二部分匝圈，且所述第一和第二部分匝圈連接于彼此。
15.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，還包括用于所述多個線圈中的每一個的表面安裝端接件。
16.如權(quán)利要求15所述的磁性部件組件，其特征在于，所述表面安裝端接件在所述磁性體的表面上限定對稱型式。
17.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，多個物理間隙形成在所述磁性體中。
18.如權(quán)利要求17所述的磁性部件組件，其特征在于，所述多個物理間隙從相應(yīng)的多個線圈中的每個線圈的一部分向外延伸至所述磁性體的相應(yīng)端緣。
19.如權(quán)利要求18所述的磁性部件組件，其特征在于，所述組件還包括電路板，所述多個物理間隙基本上平行于所述電路板的平面延伸。
20.如權(quán)利要求19所述的磁性部件組件，其特征在于，所述多個物理間隙彼此隔開并且大體彼此共面。
21.如權(quán)利要求20所述的磁性部件組件，其特征在于，所述多個物理間隙僅僅在所述磁性體中相應(yīng)的相對端部上延伸。
22.如權(quán)利要求17所述的磁性部件組件，其特征在于，所述多個線圈彼此隔開，且所述多個物理間隙并不在相鄰線圈之間延伸。
23.如權(quán)利要求17所述的磁性部件組件，其特征在于，所述多個物理間隙從相應(yīng)的多個線圈中的每個線圈向外延伸至所述磁性體的頂面。
24.如權(quán)利要求23所述的磁性部件組件，其特征在于，還包括電路板，其中所述物理間隙基本上垂直于所述電路板的平面延伸。
25.如權(quán)利要求M所述的磁性部件組件，其特征在于，所述磁性體包括底面，且所述底面與所述電路板抵靠接觸，并且所述頂面與所述底面相對。
26.如權(quán)利要求17所述的磁性部件組件，其特征在于，所述物理間隙從相應(yīng)的多個線圈中的每個線圈向外延伸至所述磁性體的底面。
27.如權(quán)利要求沈所述的磁性部件組件，其特征在于，還包括電路板，且所述底面與所述電路板抵靠接觸。
28.如權(quán)利要求27所述的磁性部件組件，其特征在于，所述物理間隙基本上垂直于所述電路板的平面延伸。
29.如權(quán)利要求17所述的磁性部件組件，其特征在于，所述物理間隙包括多個隔開的且基本上平行的間隙。
30.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述磁性體包括第一磁性材料、 第二磁性材料以及第三材料，所述第二磁性材料與所述第一磁性材料不同，而所述第三材料與所述第一和第二磁性材料不同。
31.如權(quán)利要求30所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第三材料是磁性的。
32.如權(quán)利要求30所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第三材料置于所述第一和第二磁性材料之間。
33.如權(quán)利要求30所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第三材料在所述多個線圈的相鄰對之間具有不同的厚度。
34.如權(quán)利要求30所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一、第二以及第三材料彼此壓緊。
35.如權(quán)利要求30所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性材料中的至少一種包括堆疊磁性板。
36.如權(quán)利要求32所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性材料中的至少一種包括可模制磁性粉末。
37.如權(quán)利要求30所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性材料具有分布式間隙特性。
38.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述磁性體和所述線圈形成耦合功率電感器。
39.如權(quán)利要求38所述的磁性部件組件，其特征在于，所述線圈中的每個線圈構(gòu)造成承載電源的不同相位。
全文摘要
有利地使用包括線圈耦合構(gòu)造的磁性部件組件和芯部結(jié)構(gòu)，以提供諸如電感器和變壓器之類的表面安裝磁性部件。
文檔編號H01F17/04GK102460608SQ201080028151
公開日2012年5月16日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者R·J·博格特, 顏毅鵬 申請人:庫柏技術(shù)公司