[发明专利]耦合电感及电源模块

说明书

本发明提供一种耦合电感及电源模块；一种耦合电感包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；所述磁芯形成有第一通道；所述第一绕组的一部分穿过所述第一通道，所述第二绕组的一部分也穿过所述第一通道，且所述第一绕组和第二绕组在所述第一通道外交叉；另一种耦合电感包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；所述磁芯具有两个平行设置且贯穿该磁芯相对两个端面的第一通道和第二通道，第一绕组和第二绕组均穿过该第一通道和第二通道并使得二者的异名端位于磁芯的同一端面；电源模块包括有上述耦合电感。本发明的耦合电感，或者可以使异名端位于同一侧，以方便用户使用并利于均流，或者可以使异名端位于同一端面，以降低直流阻抗，并利于开关器件的散热。

技术领域

本发明涉及一种耦合电感及电源模块，属于电力电子技术领域。

背景技术

电感在集成电路中是一种常见的电子元件，其能够把电能转化为磁能储存起来。例如，电感是电源模块(又称为电压调整模块(Voltage Regulating Module，VRM)，或者电压转换器)实现高低压转换的重要部件。但是，电源模块的电流纹波、效率和动态操作速度等操作特性会受到电感体积、损耗、电感量等特性的影响。在行业内，一般是采用磁耦合线圈的方式制作耦合电感来减少电感的体积，并改善电源模块的性能。

耦合电感中的每一路绕组(winding)，在其余绕组均为开路或不通电的情况下，经测量后会有一个固定的电感量，称之为“自感”。此自感可以分成两部分，其中一部分的电感所对应的磁通(magnetic flux)均穿过其余绕组的截面，与其它绕组均有耦合关系，可称之为“激磁电感”(magnetizing inductance，Lm)；而另一部分的电感与其余的绕组并无耦合关系，可称之为“漏感”(leakage inductance，LK)。在一般情况下，激磁电感要远远大于漏感。通过控制激磁电感和漏感的比例和大小，便可以改变每一绕组所对应的电流纹波的波形和大小。

当耦合电感应用于电源模块中时，根据开关单元与电感的连接方式，会存在两种耦合方式，即正耦合的连接方式和反耦合连接方式。当电流从异名端流入时，两个绕组产生的磁通相互抵消，这种连接方式下的耦合电感可称为反耦合电感。其中，同名端是指当电流从某两个端子分别流入各自绕组时，他们形成的磁通相互加强，则这两个端子称为同名端。反之，如果它们形成的磁通相互削弱，则这两个端子称为异名端。

在电压调节模块VRM(Voltage Regulator Module)的应用中，反耦合电感可以实现动态感量与静态感量的分离，同一个电感可以实现在动态时更小的感量，提升响应速度，而在静态时增大感量，实现更小的纹波电流，兼顾动态响应能力和静态纹波小的特点，而且还可以通过磁集成和磁通反向的抵消作用来减小体积，因此在VRM应用中，反耦合电感技术是研究的热点。

在应用反耦合电感的电源模块中，耦合电感的两个输入端必须是异名端。但是，现有的反耦合电感在布局时，为了使磁芯所形成的通道内平行设置的2相电流反向来实现磁芯中磁通的反向和抵消作用，就不可避免的需要将反耦合电感的两个输入端(异名端)设置于电感的不同侧上，这样就会导致两相电路与主板连接后的路径长度不同，从而2相的阻抗也会不同，不利于均流。

发明内容

本发明提供一种反耦合电感及电源模块，以解决现有技术存在的上述或者其他潜在问题。

本发明的一个目的是提供一种耦合电感，包括：磁芯、第一绕组和第二绕组；所述磁芯形成有第一通道；所述第一绕组的一部分穿过所述第一通道，所述第二绕组的一部分也穿过所述第一通道，且所述第一绕组和第二绕组在所述第一通道外交叉。

如上所述的耦合电感，其中，所述磁芯包括相对设置的两个边柱以及两个立柱，两个所述立柱设置在两个所述边柱之间，且所述立柱垂直于所述边柱，所述边柱与所述立柱围合成所述第一通道。