本申請(qǐng)總體涉及用于大電流應(yīng)用的無(wú)源磁性部件，更具體地涉及用于大電流應(yīng)用的濾波電感器，該大電流應(yīng)用例如為需要滿(mǎn)足緊湊性、高效率、高功率密度、易于制造并降低成本的要求的電源模塊。

背景技術(shù)：

電源模塊諸如直流(dc)-直流電源模塊等通常采用一個(gè)或多個(gè)濾波電感器。傳統(tǒng)的濾波電感器通常包括磁芯和纏繞在磁芯上的導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)圈。使用具有高磁導(dǎo)率的磁芯以及增加磁芯周?chē)膶?dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)圈的匝數(shù)可以增加濾波電感器的電感。這種濾波電感器可以用在直流-直流電源模塊中，可以與濾波電容器結(jié)合，以從直流輸出中去除諸如殘余雜聲(例如電源雜聲(mainshums))的波動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本申請(qǐng)，公開(kāi)了用于大電流應(yīng)用的濾波電感器，其可以避免通常被構(gòu)造成大型的、固定格式的、高輪廓的部件的常規(guī)大電流濾波電感器的至少一些缺點(diǎn)。電子封裝的持續(xù)進(jìn)步已經(jīng)要求使用具有減小的尺寸和重量和/或較低輪廓的電氣和電子電路、部件和/或印刷電路板(pcb)組件，例如集成電路(ic)部件和采用表面安裝技術(shù)的pcb組件。然而，諸如濾波電感器的無(wú)源磁性部件的尺寸、重量和/或輪廓基本上還沒(méi)有降低到電子包裝工業(yè)所需的和/或所要求的程度。

所公開(kāi)的用于大電流應(yīng)用的濾波電感器可以通過(guò)采用緊湊的繞組-磁芯構(gòu)造來(lái)避免傳統(tǒng)的大電流濾波電感器的至少一些缺點(diǎn)，該構(gòu)造允許濾波電感器沿pcb的邊緣安裝，從而降低在完整的pcb組件中濾波電感的輪廓。通過(guò)降低磁芯的高度可以進(jìn)一步降低濾波電感器的輪廓。此外，濾波電感器的繞組和一個(gè)或多個(gè)連接器引腳可以形成為一體結(jié)構(gòu)，從而減小濾波電感器的總體尺寸，以及縮短相關(guān)的電流路徑，降低濾波電感器的功耗，并且改善濾波電感器與一個(gè)或多個(gè)外部組件、裝置和/或設(shè)備項(xiàng)之間的熱阻。

一方面，用于大電流應(yīng)用的濾波電感器包括磁芯組件和繞組。繞組包括具有相對(duì)端部的成形繞組部分(例如，c形截面)、分別從c形截面的相對(duì)端部橫向延伸的一對(duì)臂部和一對(duì)電感器引腳，每個(gè)電感器引腳從所述一對(duì)臂部中的相應(yīng)一個(gè)的端部基本垂直地延伸。繞組還可以包括一個(gè)或多個(gè)連接器引腳，所述連接器引腳從所述臂部中的至少一個(gè)沿著與從相應(yīng)的臂部延伸的電感器引腳的延伸方向相反的方向基本上垂直地延伸。磁芯組件包括第一芯部和第二芯部。第一芯部包括被構(gòu)造成接收繞組的c形部分的凹陷通道。第二芯部包括被構(gòu)造成分別接收繞組的一對(duì)臂部的一對(duì)凹陷區(qū)域。

在一種制造模式中，包括c形部分、所述一對(duì)臂部，一對(duì)電感器引腳和連接器引腳的繞組由銅材料片通過(guò)使用任何合適的金屬片加工技術(shù)形成。此外，所述凹陷通道形成在第一芯部中，所述凹陷區(qū)域形成在第二芯部中。繞組的c形部分被接收在第一芯部的凹陷通道中，并且繞組的臂部分別被接收在第二芯部的凹陷區(qū)域中。第一芯部和第二芯部彼此接觸地聯(lián)接，以將繞組的至少c形部分固定在磁芯組件內(nèi)。

通過(guò)提供一種濾波電感器，其至少包括具有成形繞組部分的繞組、分別從成形繞組部分的相對(duì)端部橫向延伸的一對(duì)臂部以及一對(duì)電感器引腳，其中每個(gè)電感器引腳從一對(duì)臂部分中的相應(yīng)一個(gè)的端部基本垂直地延伸，所述濾波電感器可以沿著pcb的邊緣安裝，從而降低在完成的pcb組件中的濾波電感器的輪廓。此外，通過(guò)將繞組和至少一個(gè)連接器引腳形成為一體結(jié)構(gòu)，其中連接器引腳從臂部的一個(gè)沿與電感器引腳從相應(yīng)的臂部延伸的方向相反的方向基本上垂直地延伸，濾波電感器的總體尺寸可被減小，同時(shí)縮短相關(guān)的電流路徑、降低濾波電感器的功耗，并且改善濾波電感器與一個(gè)或多個(gè)外部組件、裝置和/或設(shè)備項(xiàng)之間的熱阻。

本發(fā)明的其他特征、功能和方面將從下面的詳細(xì)描述中變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

如附圖所示，其中相同的附圖標(biāo)記和字符在不同的視圖中表示相同的部分，從以下對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例的描述中，前述的以及其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。

圖1a是根據(jù)本申請(qǐng)的示例性濾波電感器的分解圖；

圖1b是圖1a的濾波電感器的透視圖，其中濾波電感器示出為組裝后的構(gòu)造；

圖2是包括在圖1a和圖1b的濾波電感器中的示例性繞組的透視圖；

圖3是示例性印刷電路板(pcb)組件的透視圖，其中圖1a和圖1b的濾波電感器沿著pcb的邊緣安裝；以及

圖4是制造圖1a和圖1b的濾波電感器的示例性方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

公開(kāi)了用于大電流應(yīng)用的濾波電感器，其采用緊湊的繞組-磁芯構(gòu)造，該緊湊的繞組-磁芯構(gòu)造允許沿著印刷電路板(pcb)的邊緣安裝濾波電感器，從而降低在完成的pcb組件中濾波電感器的輪廓(profile)。濾波電感器可以包括繞組和一個(gè)或多個(gè)形成為一體化結(jié)構(gòu)的連接器引腳，這可以減小濾波電感器的整體尺寸，并縮短相關(guān)的電流路徑、降低濾波電感器的功耗，并改善濾波電感器與一個(gè)或多個(gè)外部組件、裝置和/或設(shè)備項(xiàng)之間的熱阻。

圖1a示出了根據(jù)本申請(qǐng)的用于大電流應(yīng)用的示例性濾波電感器100的說(shuō)明性實(shí)施例的分解圖。濾波電感器100包括磁芯組件102(參見(jiàn)圖1b)和繞組104。磁芯組件102包括第一芯部102.1和第二芯部102.2。第一芯部102.1包括被配置為接收繞組104的成形繞組部分(參見(jiàn)圖2，標(biāo)號(hào)202)的凹陷通道106。第二芯部102.2包括一對(duì)凹陷區(qū)域108.1、108.2，所述一對(duì)凹陷區(qū)域108.1、108.2被構(gòu)造成分別接收繞組104的一對(duì)臂部(參見(jiàn)圖2，附圖標(biāo)記204.1、204.2)。圖1b示出了處于組裝后的構(gòu)造的濾波電感器100的透視圖，該濾波電感器100包括磁芯組件102、第一芯部102.1、第二芯部102.2和繞組104。

圖2示出了包括在圖1a和圖1b的濾波電感器100中的繞組104的透視圖。如圖2所示，繞組104包括具有相對(duì)端部210.1、210.2的成形繞組部分202、分別從成形繞組部分202的相對(duì)端部210.1、210.2橫向延伸的一對(duì)臂部204.1、204.2和一對(duì)電感器引腳206，每個(gè)電感器引腳206從一對(duì)臂部204.1、204.2中的相應(yīng)一個(gè)的端部(未編號(hào))基本上垂直地延伸。例如，成形繞組部分202可以是c形部分或任何其它適當(dāng)?shù)爻尚蔚牟糠帧４送?，臂?04.1可以比臂部204.2(如圖2所示)更長(zhǎng)，臂部204.2可以比臂部204.1更長(zhǎng)，或者臂部204.1、204.2可以具有基本相同的長(zhǎng)度。繞組104還可以包括一個(gè)或多個(gè)連接器引腳208，該連接器引腳208從臂部204.1、204.2中的至少一個(gè)基本上垂直地延伸，其延伸方向與電感器引腳206從相應(yīng)臂部204.1或204.2延伸的方向相反。

在示例性制造模式中，包括c形部分202、一對(duì)臂部分204.1、204.2、一對(duì)電感器引腳206和連接器引腳208的濾波器電感器100的繞組104由銅材料的片采用任何合適的金屬片加工技術(shù)形成。此外，凹陷通道106形成在磁芯組件102的第一芯部102.1中，并且凹陷區(qū)域108.1、108.2形成在磁芯組件102的第二芯部102.2中。繞組104的c形部分202被容納在第一芯部102.1的凹陷通道106中，并且繞組104的臂部204.1、204.2分別被容納在第二芯部102.2的凹陷區(qū)域108.1、108.2中。第一芯部102.1和第二芯部102.2彼此接觸地聯(lián)接，以將繞組104的至少c形部分202固定在磁芯組件102內(nèi)。

圖3示出了包括圖1a和圖1b的濾波電感器100的示例性的完成的pcb組件300的透視圖。如圖3所示，pcb組件300還包括pcb302、安裝在pcb302的一側(cè)的集成電路(ic)組件303以及聯(lián)接到pcb302的相反側(cè)并從pcb302的相反側(cè)延伸的多個(gè)pcb引腳304。所述多個(gè)pcb引腳304可以提供到pcb組件300的電連接和/或機(jī)械連接。如圖3進(jìn)一步所示，濾波電感器100的緊湊的繞組-磁芯結(jié)構(gòu)允許其被沿著pcb302的邊緣(諸如邊緣306，參見(jiàn)圖3)安裝。

在pcb組件300中，可以分別鉆出或以其它方式在適于接收濾波電感器100的一對(duì)電感器引腳206的位置處形成穿過(guò)pcb302的一對(duì)孔(未編號(hào))。此外，第二芯部102.2的表面可以抵靠pcb302的邊緣306定位，以將電感器引腳206與相應(yīng)的鉆孔對(duì)準(zhǔn)。濾波電感器100然后可以沿著邊緣306滑動(dòng)，以將電感器引腳206插入相應(yīng)的鉆孔中，直到電感器引腳206的一部分從pcb302的表面突出，從而提供到濾波電感器100的繞組104的電連接點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)相應(yīng)的電感器引腳206可以形成有一個(gè)或多個(gè)止動(dòng)件110(參見(jiàn)圖1b)，并且電感器引腳206可以插入穿過(guò)相應(yīng)的鉆孔，直到pcb302撞擊止動(dòng)件110為止。

一旦電感器引腳206插入穿過(guò)pcb302中的相應(yīng)孔，則電感器引腳206可以被焊接以建立與濾波電感器100的繞組104的電連接點(diǎn)。在完成的pcb組件300中，與常規(guī)的濾波電感器相比，濾波電感器100的輪廓降低約四分之一或更多。此外，濾波電感器100的連接器引腳208提供與pcb組件300的進(jìn)一步的機(jī)械連接，以及提供與濾波電感器100的繞組104的進(jìn)一步的電連接點(diǎn)。

這里參照?qǐng)D4以及圖1a、圖1b和圖2描述了制造圖1a和圖1b的濾波電感器100的示例性方法。如框402(參見(jiàn)圖4)所示，包括c形部分202(見(jiàn)圖2)、一對(duì)臂部204.1、204.2、一對(duì)電感器引腳206和連接器引腳208的濾波電感器100的繞組104(參見(jiàn)圖1a和1b)由銅材料片使用合適的金屬片加工技術(shù)形成為一體的結(jié)構(gòu)。如框404所示，提供了磁芯組件102，其包括第一芯部102.1和第二芯部102.2。如框406所示，凹陷通道106形成在第一芯部102.1中以與繞組104的c形部分202的形狀相符合。如框408所示，凹陷區(qū)域108.1、108.2形成在第二芯部102.2中以符合繞組104的相應(yīng)臂部204.1、204.2的橫截面。如方框410所示，繞組104的c形部分202被接收在第一芯部102.1的凹陷通道106中。如框412所示，繞組104的臂部204.1、204.2被接收在第二芯部102.2的凹陷區(qū)域108.1、108.2中。如框414所示，第一芯部102.1和第二芯部102.2彼此接觸地聯(lián)接，以將繞組104的至少c形部分202固定在磁芯組件102內(nèi)。

已經(jīng)描述了濾波電感器100的上述說(shuō)明性實(shí)施例，可以進(jìn)行其他替代實(shí)施例和/或變型。例如，這里描述了通過(guò)沿著pcb的邊緣安裝濾波器電感器100可以降低pcb組件中的濾波電感器100的輪廓。在替代實(shí)施例中，可以通過(guò)減小磁芯組件102的高度來(lái)進(jìn)一步降低濾波電感器100的輪廓。在另一替代實(shí)施例中，濾波器電感器100可沿pcb的多個(gè)邊緣安裝，例如在pcb302的切口(cutout)區(qū)域內(nèi)(見(jiàn)圖3)。以這種方式，可以保持pcb302的長(zhǎng)度和/或?qū)挾鹊木鶆虺叽?，同時(shí)降低在完成的pcb組件300內(nèi)的濾波電感器100的輪廓。這里進(jìn)一步描述了所公開(kāi)的緊湊的繞組-磁芯構(gòu)造應(yīng)用在濾波電感器中。在替代實(shí)施例中，所公開(kāi)的緊湊型繞組-磁芯構(gòu)造的一個(gè)或多個(gè)特征可以在功率電感器、變壓器或任何其它合適的無(wú)源磁性部件或裝置中實(shí)現(xiàn)。

雖然已經(jīng)具體示出和描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。