[发明专利]可变耦合电感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变耦合电感器，特别是涉及一种可同时提高轻载与重载效率的可变耦合电感器。

背景技术

耦合电感器已经发展一段时间，然而却不常使用在电路板。随着更强大的计算机微处理器在小电路板上需要高电流，耦合电感器也逐渐地被使用于电路板。耦合电感器能够用来降低传统电感器所耗费的电路板空间的总量。目前，已经显示耦合电感器可明显地降低涟波电流(ripple current)，并且已容许使用较小的电容器，以节省电路板的空间。由于耦合电感器的直流电阻(direct current resistance,DCR)低，可在重载时有较佳效率。然而，由于耦合电感器是利用耦合的方式将双导线的磁通抵销，此会使轻载的感量变低，而轻载的效率变差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了弥补现有技术的不足，提供一种可同时提高轻载与重载效率的可变耦合电感器，以解决上述问题。

本发明的可变耦合电感器采用以下技术方案：

所述可变耦合电感器包括第一芯材、二导线、第二芯材以及磁性结构。所述第一芯材包括二第一突出部、第二突出部以及二导线槽，其中所述第二突出部位于所述二第一突出部之间，且每一个所述导线槽分别位于所述二第一突出部的其中之一与所述第二突出部之间。每一个所述导线分别设置于所述二导线槽的其中之一中。所述第二芯材设置于所述第一芯材上。每一个所述第一突出部与所述第二芯材之间形成有第一间隙，且所述第二突出部与所述第二芯材之间形成有第二间隙。所述磁性结构设置于所述第二突出部与所述第二芯材之间，且所述磁性结构相对于所述第二突出部的中线呈对称分布。

所述第一间隙的垂直距离小于所述第二间隙的垂直距离。

所述可变耦合电感器具有总高度H，所述第一间隙的垂直距离介于0.0073H与0.0492H之间，且所述第二间隙的垂直距离介于0.0196H与0.1720H之间。

所述磁性结构具有第一导磁率μ1，所述第一间隙具有第二导磁率μ2，所述第二间隙具有第三导磁率μ3，所述第一导磁率至所述第三导磁率的关系是μ1>μ2≧μ3。

所述第一芯材具有第四导磁率μ4，所述第二芯材具有第五导磁率μ5，所述第一导磁率至所述第五导磁率的关系是μ1≧μ4>μ2≧μ3且μ1≧μ5>μ2≧μ3。

所述第一间隙与所述第二间隙都位于所述导线槽的底面至所述第二芯材的垂直距离所涵盖的范围中。

所述磁性结构与所述第一芯材一体成型。

所述磁性结构与所述第二芯材一体成型。

所述磁性结构包括至少一片段，所述至少一片段相对于所述第二突出部的中线呈对称分布。

所述磁性结构的二端分别与所述第一芯材及所述第二芯材完全接触。

所述磁性结构具有第一表面积A1，所述第二突出部具有第二表面积A2，在第一电流I1下测得第一感量L1，在第二电流I2下测得第二感量L2，1.21(I1/I2)≧A1/A2≧0.81(I1/I2)，且0.8L1≧L2≧0.7L1。

在所述第一电流I1加1安培下测得第三感量L3，且5.5nH≧L1-L3≧4.5nH。

所述第一间隙是非磁隙，且所述第二间隙是气隙或非磁隙。

因此，根据上述技术方案，本发明的可变耦合电感器至少具有下列优点及有益效果：本发明在位于第一芯材中间的第二突出部与第二芯材之间设置磁性结构，并且使此磁性结构相对于第二突出部的中线呈对称分布，以通过此磁性结构提高可变耦合电感器的初始感量，从而提高轻载效率。此外，本发明的可变耦合电感器可以铁氧磁体(ferrite)做为材料来达到高饱和电流，并且使用铜片当电极来降低直流电阻，因此可在重载有较佳效率。换句话说，本发明的可变耦合电感器可同时提高轻载与重载效率。

附图说明

图1是本发明一实施例的可变耦合电感器的立体图。

图2是图1中的可变耦合电感器移除第二芯材的立体图。

图3是图2中的第一芯材与磁性结构的立体图。

图4是图1中的可变耦合电感器移除二导线的侧视图。

图5是以图1中的可变耦合电感器量测得到的感量与电流的关系图。

图6是本发明另一实施例的第一芯材与磁性结构的立体图。

图7是本发明另一实施例的第一芯材与磁性结构的立体图。

图8是本发明另一实施例的第一芯材与磁性结构的立体图。

其中，附图标记说明如下：