[发明专利]电感器

说明书

技术领域

本发明涉及电感器，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。

背景技术

使用多个线圈部件构成的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)和一个扼流线圈上需要提供不会断开的电流 量。为了解决该问题而采用多相(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1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、扼流线圈等部件数量倍增。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 路板上的问题。

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，在减小线圈的 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。

发明内容

本发明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。

依据本发明得到一种电感器，其特征在于包括：第一磁性体芯，包括 中脚部，第一外脚部，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 磁性物。

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 过所述中脚部的其高度比第一外脚部的高度低的区域尺寸来调整。