[发明专利]低高度铁氧体电感器和相关方法

说明书

具有长度，宽度和高度的低高度耦合电感器包括复合磁芯，所述复合磁芯包括：(1)在高度方向上彼此分离开的第一和第二磁板，和(2)在高度方向上连接所述第一与第二磁板的多个耦合齿。所述多个耦合齿由导磁率比形成所述第一和第二磁板的磁性材料低的磁性材料形成。该低高度耦合电感器还包括围绕着所述多个耦合齿中的每一个耦合齿绕制的相应绕组。

相关申请

本申请要求于2014年2月17日提交的美国临时专利申请No.61/940,686的优先权，其被以引用方式并入本文。

背景技术

电感器通常用于电源中比如DC-DC转换器中的过滤和能量存储。例如，降压DC-DC转换器包括电感器，其与一个或多个电容器协作来过滤开关波形。包括多个功率级的电源通常每个功率级包括至少一个电感器。然而，一些电源使用耦合电感器代替多个离散的电感器，比如用于提高电源性能，减小电源尺寸，和/或降低电源成本。在授予Schultz等人的美国专利号6,362,986中发现耦合电感器以及相关系统和方法的例子，该专利被以引用方式并入本文。

越来越需要低高度电感器，特别是高度小于0.75毫米的电感器。例如，许多现代化信息技术装置，比如小型电话和平板电脑，的小形状因素需要低高度电感器。作为另一个例子，电感器高度在集成稳压器的新兴领域中受到严格的约束。

低高度离散型电感器已经利用多层膜技术形成，其中，许多磁膜层和导电电极被堆叠在一起而形成电感器。磁膜层具有相对低的导磁率，并且因此，电感器必须具有相对大数量的绕组匝，以获得对于特殊应用来说足够大的电感。此大数量的绕组匝致使电感器的绕组具有大直流电阻(DCR)，因为DCR与绕组长度成正比。因此，在传统的多层膜电感器中同时获得大电感值和低绕组DCR一般是不可能的。因此，多层膜电感器通常具有有限的额定电流以防止过大损失和所产生的温升，如果电感器承受高电流幅值则会发生上述过大损失和温升。

具有相对低高度的离散型电感器也已经由铁氧体磁性材料制得。铁氧体磁性材料通常具有比磁膜大得多的导磁率，因此，铁氧体电感器通常用比多层膜电感器少的绕组匝实现给定的电感值。然而，铁氧体磁性材料易碎并且难以处理成小件。必然地，传统的低高度铁氧体电感器被局限于简单的磁芯，比如鼓形磁芯，以获得可接受的制造产量。

例如，图1是包括由铁氧体磁性材料形成的鼓形磁芯102的现有技术电感器100的侧平面图。绕组104被围绕着鼓形磁芯102的中心柱106绕制。磁通流用线108近似。如图所示，鼓形磁芯102没有被“屏蔽”，磁通在电感器的外围鼓形芯102的外面流动。流经电感器外围的空气的磁通可耦合到附近的电路并且导致不希望的电磁干扰和/或功率损失。

发明内容

在实施例中，具有长度，宽度和高度的低高度耦合电感器包括复合磁芯，复合磁芯包括：(1)在高度方向上彼此分离开的第一和第二磁板，和(2)在高度方向上连接所述第一与第二磁板的多个耦合齿。所述多个耦合齿由导磁率比形成所述第一和第二磁板的磁性材料低的磁性材料形成。低高度耦合电感器还包括围绕着所述多个耦合齿中的每一个耦合齿绕制的相应绕组。

在实施例中，具有长度，宽度和高度的低高度耦合电感器包括复合磁芯，复合磁芯包括：(1)在高度方向上彼此分离开的第一和第二磁板，和(2)分别在高度方向上连接所述第一与第二磁板的第一和第二耦合齿。所述第一和第二磁板以及所述第一和第二耦合齿共同形成在宽向方向上延伸穿过所述磁芯的通道。所述第一和第二耦合齿由导磁率比形成所述第一和第二磁板的磁性材料低的磁性材料形成。低高度耦合电感器还包括围绕着所述第一磁板并且穿过所述通道绕制的第一和第二绕组。

在实施例中，具有长度，宽度和高度的低高度耦合电感器包括复合磁芯，复合磁芯包括：(1)磁板和(2)设置于所述磁板的外表面上的耦合磁结构。所述耦合磁结构由导磁率比形成所述磁板的磁性材料低的磁性材料形成。低高度耦合电感器还包括多个绕组，所述多个绕组中的每一个绕组形成所述磁板的外表面上的相应绕组匝。