[发明专利]耦合电感

说明书

技术领域

本发明涉及一种电感，特别是涉及一种耦合电感。

背景技术

随着电子产品走向轻、薄、短、小与多功能的趋势，以及现今许多中央处理器、图形处理器等芯片的供电是低电压、大电流，在这种的需求下，使得功率电感器(power inductor)也朝向缩小体积与多相式电源供应的趋势发展，因此多相式耦合电感也随之发展。先前技术提出一种多相电力转换器，其包含电路及电感器。电感器匹配电路而有不同的绕线及连接方式。电感是由环状型磁蕊绕两组线圈，并且电感的次级绕圈作为偶合其他相电感的绕圈且次级绕圈串联形成一回路。另一先前技术是将磁蕊做成阶梯(ladder-shaped)状以缩短绕线长度，进而降低绕线的电阻。还有另一先前技术是将磁蕊区分成第一端磁蕊及第二端磁蕊，以M-绕线连接两端磁蕊而形成气隙，进而改善漏电感(Leakage inductance)。以上等相关的先前技术在于强调磁蕊材料的块材形状以缩短绕线及绕线电阻或者于电感中形成气隙进而调控改善漏电感等等，对于如何于大电流下提升或维持电感量则未有提及。

一般耦合电感包含磁性材料，并且在磁性材料上绕以铜线以做为线圈。当线圈中的电流增加时，磁性材料内部的磁场会随之增加；然而当随电流增加而增加的磁场增加至磁性材料饱和时，电感值则会急速下降，而造成电路上电感器的储蓄电能不足的问题。因此，需要一种新型的耦合电感结构来改善电流增加所产生的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耦合电感，此耦合电感是单石结构。本发明是在电感器磁蕊材料内部中，设置上下层互为反方向绕圈的两个线圈。由于电感内部两线圈通电流时会产生的两个彼此反向耦合的磁场，是以经由磁场互相抵消，本发明可以提高耦合电感于大电流下的电感量，以解决先前技术所遭遇的问题。

为达上述目的，本发明公开一种耦合电感，其包括一磁蕊以及位于磁蕊内部的一第一线圈以及一第二线圈。其中磁蕊具有彼此相对的一顶面以及一底面；第一线圈位于磁蕊内，具有一第一线圈输入端以及一第一线圈输出端，第一线圈自第一线圈输入端朝向一第一盘绕方向盘绕该第一轴线并且延伸至第一线圈输出端，第一轴线通过顶面与底面；第二线圈位于磁蕊内，与第一线圈彼此分离，具有一第二线圈输入端以及一第二线圈输出端，第二线圈自第二线圈输入端朝向一第二线圈方向盘绕第二轴线并且延伸至第二线圈输出端，第二轴线通过顶面与底面，其中第一盘绕方向相反于第二盘绕方向，并且第一线圈与第二线圈于顶面的正投影彼此重叠或可部分重叠。

基于上述，在本发明的一种耦合电感中，在一磁蕊内部设置上下层互为反方相绕圈的第一线圈以及第二线圈，利用第一线圈以及第二线圈在通电流时，内部磁路反向耦合，使磁场互相抵消，进而可提高耦合电感于大电流下的电感量。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明所公开的耦合电感的示意图；

图2为本发明所公开的耦合电感的分解图；

图3为本发明所公开的一种4相耦合电感的示意图；

图4为本发明所公开的一种耦合电感测试装置的示意图；

图5A为本发明实施例一导磁率250反向偶合电感的大电流电感测试图；

图5B为本发明实施例一对照比较例导磁率250同向偶合电感的大电流电感测试图；

图6A为本发明实施例二导磁率400反向偶合电感的大电流电感测试图；

图6B为本发明实施例二对照比较例导磁率400同向偶合电感的大电流电感测试图。

主要元件符号说明

100耦合电感

101磁蕊

111第一线圈

112第二线圈

1顶面

2底面

11 第一线圈输入端

12 第一线圈输出端

21 第二线圈输入端

22 第二线圈输出端

3第一侧面

4第二侧面

5第一线圈输入电极

6第一线圈输出电极

7第二线圈输入电极

8第二线圈输出电极

120生胚薄片

120a~120k生胚薄片

200多层耦合电感

400耦合电感测试装置

Z1 第一轴线