[发明专利]交错式平面电感装置及其制造和使用方法

说明书

优先权

本申请要求具有相同名称并于2014年4月2日提交的共有且联合待审的美国专利申请序列No.14/243,786的优先权益，此美国专利申请要求具有相同名称并于2013年4月10日提交的共有美国临时专利申请序列No.61/810,654的优先权益，在此将前述每一申请的全部内容以参考的方式并入本文。

版权

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技术领域

本发明总体涉及电路元件，更具体地，在一个示范性方面涉及例如在电源变压器（power transformer）或其它应用中使用的电感装置（inductive device）及其使用和制造方法。

背景技术

电感电子装置的大量不同构造在现有技术中是已知的。诸如变压器之类的很多传统电感组件使用由彼此绝缘的导体制成的初级和次级绕组。施加给初级绕组的电压根据在初级和次级绕组之间的电线匝数比来决定（dictate）在次级绕组中产生的电压。

但是，由于对于减少组件尺寸和制造成本的日益增长的需求等原因，利用印刷电路板（PCB）技术的所谓的平面电感装置已成为用于形成诸如变压器之类的电感装置的普遍设计实施形式。

现有技术的扁平线圈平面变压器（flat coil planar transformer）的一个这种例子在图1A和1B中示出。图1A和1B的扁平线圈平面变压器100典型地在需要电流隔离的电源应用或其它电路中使用。图1A和1B的扁平线圈平面变压器包括直接设置在平面芯（planar core）内部的多个缠绕扁平线圈106，其中平面芯由下芯元件（lower core element）104和上芯元件（upper core element）102形成。扁平线圈绕组以形成交替初级-次级线圈布置的同轴（例如垂直）对准方式依次叠置。扁平线圈也被构造成包含多个端子孔（terminal aperture），这些端子孔被形成为与管座装置（header assembly）108上驻留的相应柱销（post pin）匹配。芯元件由诸如铁氧体（ferrite）之类的磁性可渗透材料形成，并且扁平线圈绕组夹在芯元件之间。

尽管图1A和1B中的装置已在业内被认为足以执行其相应的机械和电功能，但是至少部分地由于为了减少装置的漏电感而充分交错所需的扁平线圈绕组的数量（例如六（6）个），图1A和1B中的装置对于制造而言相对昂贵。如公知的，漏电感是电变压器的属性，在电变压器中，绕组看起来具有某种与相互耦合的变压器绕组串联的电感。这部分地由于变压器内的绕组的不良耦合。

图1A和1B中所示的叠置布置还表现出在绕组之间的不利的高电容耦合。在线圈之间的这种电容耦合在耦合处理期间会引起相移和幅度误差。

为了解决变压器的漏电感等问题，在现有技术的电感装置的设计中需要六（6）个或更多个扁平线圈，这将导致增加的材料和制造工艺。除了所导致的增加的材料和人力成本之外，额外材料和制造工艺的使用会导致装置的增加的尺寸和制造复杂度。

因此，对于以较少成本且更易于制造、具有较低漏电感及较低电容耦合的电感装置仍然存在显著的需求，其中使得这种新装置能够解决与如现有技术中已知的扁平线圈绕组的叠置相关的难题等。

发明内容

在第一个方面，公开一种电感装置。在一个实施方式中，所述装置包括：管座装置，所述管座装置包括多个端子；至少一个芯；以及交错式扁平线圈绕组布置，所述交错式扁平线圈绕组布置包括两个或更多个扁平线圈绕组，所述两个或更多个扁平线圈绕组与所述至少一个芯邻近地设置并且与所述多个端子中的相应端子电耦合。

在另一个实施方式中，所述电感装置包括在空间上紧凑的“深交错式（deeply interleaved）”电感装置（例如变压器、限流电抗器（inductive reactor）等）。

在第二个方面，公开一种管座（header）。在一个实施方式中，所述管座包括与前述电感装置一起使用的减少数量的端子销（terminal pin）。

在第三个方面，公开一种在前述电感装置中使用的交错式扁平线圈布置绕组。