CN106229125A - 一种可编程控制的电感器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种可编程控制的电感器，该装置包括：电感线、N根熔丝、N个熔丝控制单元和控制器；电感线包括N个连接点，电感线的一端电连接第一外接触点；第i根熔丝的一端通过金属线电连接电感线的第j个连接点，第i根熔丝为N根熔丝中的任一根，第j个连接点为N个连接点中的任一个；第i根熔丝的另一端电连接第k个熔丝控制单元的第一端，第k个熔丝控制单元为N个熔丝控制单元中的任一个；控制器包括N个输出端口，第k个熔丝控制单元的第二端电连接控制器的第m个端口，第m个端口为N个输出端口中的任一个；第k个熔丝控制单元的第三端电连接第二外接触点。采用本发明，可以灵活调节电感的大小。

Description

一种可编程控制的电感器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种可编程控制的电感器。

背景技术

1831年，迈克尔法拉第发现电磁感应现象，它揭示了电、磁现象之间的相互联系，因此，电磁感应现象在电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。依据电磁感应的原理，人们制造出大量电子元器件，特别是射频元件。

射频元件是移动通信、无线局域网(Wireless LAN，WLAN)、电视、网络等领域中射频(Radio Frequency，RF)电路的必要元件，目前的射频元件，如射频功率放大器(PowerAmplifier，PA)，需要阻抗匹配网络与下游元件进行阻抗匹配，即阻抗匹配网络与下游元件的特性阻抗大小相等，通用的匹配方式是使用手动替换电感的方式来调节电感大小，从而使阻抗匹配网络与下游元件实现阻抗匹配，而手动调节的方法不仅操作繁琐，而且准确度难以保证。

发明内容

本发明实施例公开了一种可编程控制的电感器，通过可编程的方式调节电感大小，从而使电感的大小调节变得简单、灵活。

发明实施例公开了一种可编程控制的电感器，包括：

电感线、N根熔丝、N个熔丝控制单元和控制器；

所述电感线包括N个连接点；所述电感线的一端电连接第一外接触点；所述N为大于或等于2的正整数；

第i根熔丝的一端通过金属线电连接所述电感线的第j个连接点，所述第i根熔丝为所述N根熔丝中的任一根，所述第j个连接点为所述N个连接点中的任一个；

所述第i根熔丝的另一端电连接第k个熔丝控制单元的第一端，所述第k个熔丝控制单元为所述N个熔丝控制单元中的任一个；

所述控制器包括N个输出端口，所述第k个熔丝控制单元的第二端电连接所述控制器的第m个端口，所述第m个端口为所述N个输出端口中的任一个；

所述第k个熔丝控制单元的第三端电连接第二外接触点。

作为一种可选的实施方式，所述N个连接点位于所述电感线的两端之间。

作为一种可选的实施方式，所述N个连接点中任意两个相邻的连接点之间的距离相等。

作为一种可选的实施方式，所述电感线呈螺旋状。

作为一种可选的实施方式，所述控制器用于控制所述N个熔丝控制单元中的任一个工作。

作为一种可选的实施方式，当所述第k个熔丝控制单元工作时，所述第i根熔丝与所述第二外接触点连接；

当所述第k个熔丝控制单元停止工作时，所述第i根熔丝与所述第二外接触点断开。

作为一种可选的实施方式，所述控制器还用于生成数字信息，所述数字信息用于控制N个熔丝控制单元中的任一个工作。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：将控制器与熔丝控制单元进行连接，实现可编程的方式控制熔丝控制单元，进而控制两个外接触点之间的接入电感值，调节电感大小，达到阻抗匹配网络与下游元件进行阻抗匹配的要求，可以实现可编程控制电感的大小，灵活调节电感的大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种可编程控制的电感器的结构示意图；

图2是图1中所示的电感线的结构示意图；

图3-a是图1中所示的熔丝和熔丝控制单元的结构示意图；

图3-b是图1中所示的熔丝和熔丝控制单元的另一种结构示意图；

图4是图1中所示的控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”和“第二”是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个发明实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明实施例本发明实施例公开了一种可编程控制的电感器，通过可编程的方式调节电感大小，从而使电感的大小调节变得简单、灵活。

请参阅图1、图2、图3-a、图3-b和图4，图1是本发明实施例公开的一种可编程控制的电感器的结构示意图，图2是图1中所示的电感线的结构示意图，图3-a是图1中所示的熔丝和熔丝控制单元的结构示意图，图3-b是图1中所示的熔丝和熔丝控制单元的另一种结构示意图，图4是图1中所示的控制器的结构示意图。

如图1、图2、图3-a、图3-b和图4所示，该可编程控制的电感器可以包括：

电感线10、N根熔丝20、N个熔丝控制单元30和控制器40。

请参阅图2，上述电感线10包括N个连接点11，上述N为大于或等于2的正整数。

其中，连接点11为电感线上与熔丝20之间相连接的一个点，上述连接点11的连接个数为N个，N为大于或等于2的正整数，如2、3、4、5、6、7、8、9等。

上述电感线10的一端电连接第一外接触点12。

其中，电感线10的一端电连接第一外接触点12，即电感线10的一端接外接电，根据电感器的应用场景不同，所接外接电可以为弱电，也可以为强电，上述弱电是指直流电路或音频、视频线路、网络线路、电话线路，直流电压一般在36V以内，如家用电器中的电话、电脑、电视机的信号输入(有线电视线路)、音响设备(输出端线路)等用电器均为弱电电气设备；强电是工作电压在220V以上的电，特点为功率大、电流大、频率低，主要考虑损耗小、效率高的问题。

电连接是在器件与器件之间、组件与组件之间、系统与系统之间进行电气连接或信号传递。

举例来说，若电感器应用于手机、平板电脑和智能手环等，工作电压低于36V，一般为4V左右。因此，电感线10的一端与第一外接触点12电连接的电压为4V左右，即弱电连接；若应用于基站设备、无线电台设备等，电感线10的一端与第一外接触点12电连接的电压大于220V，即强电连接，其中，基站为公用移动通信基站，是无线电台站的一种形式，在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

请参考图1，第i根熔丝20的一端通过金属线电连接上述电感线10的第j个连接点11，上述第i根熔丝20为上述N根熔丝中的任一根，上述第j个连接点11为上述N个连接点中的任一个。

其中，熔丝是在电路中串入电阻率较大而熔点较低的金属丝，一般由铅锑合金制成。电路中的导线都有通过其允许通过的最大电流，如果超过了这个最大值，导线就会过热而烧坏绝缘皮，甚至引起火灾。为了避免这种事故的发生，在电路中引入熔丝，当有过大的电流通过时，熔丝产生较多的热量，使它的温度迅速达到熔点，于是熔丝熔断，自动切断电路从而起到保险作用。

上述i和j为1、2、3、4、5、6、7、8、9等正整数中的一个数值，i与j可以为相同值，也可以为不同值，其中，i与j为N中的任意一个值。

举例来说，请参阅图1，从右往左数，假设最右边的连接点为第1个连接点，最右边的熔丝为第1根熔丝。此时，熔丝与电感线的连接方式有多种，如第1根熔丝的一端通过金属线电连接上述电感线10的第1个连接点，或者第1根熔丝的一端通过金属线电连接上述电感线10的第2个连接点，或者第2根熔丝的一端通过金属线电连接上述电感线10的第1个连接点等。出于制造工艺的考虑，一般来说，主要考虑第1根熔丝的一端通过金属线电连接上述电感线10的第1个连接点，即最近的熔丝电连接最近的连接点，从而提高材料利用效率和集成化。

上述第i根熔丝20的另一端电连接第k个熔丝控制单元30的第一端，上述第k个熔丝控制单元30为上述N个熔丝控制单元中的任一个。

其中，熔丝控制单元是能够控制熔丝熔断和反熔断的熔丝控制单元，在本发明实施例中，熔丝控制单元相当于一个熔丝开关。

上述i和k为1、2、3、4、5、6、7、8、9等正整数中的一个数值，i与k可以为相同值，也可以为不同值，其中，i与k为N中的任意一个值。

举例来说，请参阅图3-a，从右往左数，最右边的熔丝为第1根熔丝，最右边的熔丝控制单元为第1个熔丝控制单元。熔丝与熔丝控制单元的连接方式有多种，如第1根熔丝的另一端电连接第1个熔丝控制单元的第一端，或者第1根熔丝的另一端电连接第2个熔丝控制单元的第一端，或者第2根熔丝的另一端电连接第1个熔丝控制单元的第一端等。出于制造工艺的考虑，一般来说，主要考虑第1根熔丝的另一端电连接第1个熔丝控制单元的第一端，即最近的熔丝电连接最近的熔丝控制单元，从而提高材料利用效率和集成化。

可选的，上述熔丝20可内置于熔丝控制单元中，请参阅图3-b，此时，称第1个熔丝控制单元内置的熔丝为第1熔丝，其它熔丝的标识同理；第1熔丝的一端通过该熔丝控制单元30的接口电连接电感线10的第一连接点，第1熔丝的另一端电连接第1个熔丝控制单元30的第一端。将熔丝内置于熔丝控制单元中的方式，有利于射频电路的集成化。

请参阅图4，上述控制器40包括N个输出端口，上述第k个熔丝控制单元30的第二端电连接上述控制器的第m个端口41，上述第m个端口41为上述N个输出端口中的任一个。

其中，上述控制器可以是熔断位寄存器或智能控制器；上述k和m为1、2、3、4、5、6、7、8、9等正整数中的一个数值，k和m可以为相同值，也可以为不同值，其中，k和m为N中的任意一个值。

举例来说，请参阅图1，从右往左数，最右边的熔丝控制单元为第1个熔丝控制单元，控制器40最右边的输出端口为第1个端口。熔丝与熔丝控制单元的连接方式有多种，如第1个熔丝控制单元30的第二端电连接上述控制器的第1个端口41，或者第1个熔丝控制单元30的第二端电连接上述控制器的第2个端口41，或者第2个熔丝控制单元30的第二端电连接上述控制器的第1个端口41等。出于制造工艺的考虑，一般来说，主要考虑如第1个熔丝控制单元30的第二端电连接上述控制器的第1个端口41，即最近的熔丝控制单元电连接最近的控制器输出端口，从而提高材料利用效率和集成化。

可选的，控制器40包括10个输出端口，其中，标号为1至7和9至11的端口为输出端口41，标号为12至15为输入端口42，标号为8的端口43接地，标号为16号的端口44接直流电源正极，请参阅图4。

上述第k个熔丝控制单元30的第三端电连接第二外接触点。

其中，第k个熔丝控制单元的第三端电连接第二外接触点，即第k个熔丝控制单元的第三端接外接电，根据电感器的应用场景不同，所接外接电可以为弱电，也可以为强电。

举例来说，若应用于手机、平板电脑和智能手环等，工作电压在4V左右，因此，第k个熔丝控制单元30的第三端电连接的电压为4V左右，即弱电连接；若应用于基站设备、无线电台设备等，第k个熔丝控制单元30的第三端电连接的电压大于220V，即强电连接，其中，基站为公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

本发明实施例中，上述N个连接点11位于上述电感线10的两端之间，请参阅图2。

本发明实施例中，上述N个连接点中任意两个相邻的连接点之间的距离相等，请参阅图2。举例来说，若N个连接点中任意两个相邻的连接点之间的距离相等，两两相邻熔丝20之间连接的电感的匝数相等，则调节电感大小的时候，电感增量大小也一致。举例来说，假设第1连接点工作时的电感值为L1＝1毫亨，当第1连接点与第2连接点之间的距离、第2连接点与第3连接点之间的距离均为5毫米，即第1连接点与第2连接点之间匝数、第2连接点与第3连接点之间匝数均为5时，第2连接点工作时的电感值为L2＝2毫亨，第3连接点工作时的电感值为L3＝3毫亨。此时，电感增量Δ1＝Δ2＝1毫亨，增量大小相等。此种方式的好处在于，可以等电感增量调节，有利于调节电感大小。

可选的，上述N个连接点中任意两个相邻的连接点之间的距离不相等，若N个连接点中任意两个相邻的连接点之间的距离不相等，则两两相邻熔丝20之间连接的电感的匝数也跟着相应变化，假设上述距离分别为S(1)、S(2)、S(3)、S(4)……S(n-1)，n为正整数，且相邻S(n-1)之间呈逐步递加，或者递减，或者先递加再递减，或者先递减再递加的趋势或关系，电感增量大小也随之变化，具体实现方式如下。

(1)逐步递加的方式：假设第1连接点工作时的电感值为L1＝1毫亨，当第1连接点与第2连接点之间的距离为5毫米，第2连接点与第3连接点之间的距离为10毫米，即第1连接点与第2连接点之间匝数为5，第2连接点与第3连接点之间匝数为10时，则第2连接点工作时的电感值为L2＝2毫亨，第3连接点工作时的电感值为L3＝4毫亨。此时，电感增量Δ1＝L2-L1＝1，Δ2＝L3-L2＝2，电感增量逐步增大。此种方式的好处在于，电感增量逐渐增大，适用于需要大范围调节电感值的场景。

(2)逐步递减的方式：假设第1连接点工作时的电感值为L1＝1毫亨，当第1连接点与第2连接点之间的距离为5毫米，第2连接点与第3连接点之间的距离为4毫米，即第1连接点与第2连接点之间匝数为5，第2连接点与第3连接点之间匝数为4时，则第2连接点工作时的电感值为L2＝2毫亨，第3连接点工作时的电感值为L3＝2.8毫亨。此时，电感增量Δ1＝L2-L1＝1，Δ2＝L3-L2＝0.8，电感增量逐步减小。此种方式的好处在于，电感前后增量逐渐减小，适用于微调电感值的场景。

(3)先递加再递减的方式，假设第1连接点工作时的电感值为L1＝1毫亨，当第1连接点与第2连接点之间的距离为5毫米，第2连接点与第3连接点之间的距离为10毫米，第3连接点与第4连接点之间的距离为5毫米，即第1连接点与第2连接点之间匝数为5，第2连接点与第3连接点之间匝数为10，第3连接点与第4连接点之间匝数为5时，则第2连接点工作时的电感值为L2＝2毫亨，第3连接点工作时的电感值为L3＝4毫亨，第4连接点工作时的电感值为L3＝5毫亨。此时，电感增量Δ1＝L2-L1＝1，Δ2＝L3-L2＝2，Δ3＝L4-L3＝1，由此看出，电感增量先增大后减小。此种方式的好处在于，电感增量先增大后减小，适用于先大范围的调整，当接近匹配的时候再微调的场景。

(4)先递减再递加的方式：假设第1连接点工作时的电感值为L1＝1毫亨，当第1连接点与第2连接点之间的距离为10毫米，第2连接点与第3连接点之间的距离为5毫米，第3连接点与第4连接点之间的距离为10毫米，即第1连接点与第2连接点之间匝数为10，第2连接点与第3连接点之间匝数为5，第3连接点与第4连接点之间匝数为10时，则第2连接点工作时的电感值为L2＝3毫亨，第3连接点工作时的电感值为L3＝4毫亨，第4连接点工作时的电感值为L3＝6毫亨。此时，电感增量Δ1＝L2-L1＝2，Δ2＝L3-L2＝1，Δ3＝L4-L3＝2，由此看出，电感增量先减小后增大。此种方式的好处在于，电感增量先增大后减小，适用于先小范围的调整，后大范围调整的场景。

本发明实施例中，上述电感线10呈螺旋状，请参阅图2。电感线是利用电磁感应原理进行工作的器件，当有电流流过螺旋状电感线时，就会在周围产生电磁场，而这个产生电磁场的螺旋状电感线又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用。

本发明实施例中，上述控制器40用于控制上述N个熔丝控制单元30中的任一个工作。

控制器40实现控制熔丝控制单元30工作，具体来说，控制器40向第1个熔丝控制单元发送一条工作控制信息，该工作控制信息用于控制第一个熔丝控制单元进行工作，第1个熔丝控制单元接收到该工作控制信息后，与第1根熔丝实现电连接，即第1根熔丝与第二外接触点实现了电连接。

可选的，控制器40实现控制熔丝控制单元30停止工作，具体来说，若要第一个熔丝控制单元工作，其它的熔丝控制单元停止工作，此时，控制器40向第1个熔丝控制单元发送一条停止工作控制信息，该工作控制信息用于控制第一个熔丝控制单元进行工作，并向除第1个熔丝控制单元之外的其它熔丝控制单元发送一条工作控制信息，该停止工作控制信息用于控制该其它熔丝控制单元停止工作。第1个熔丝控制单元接收到该工作控制信息后，与第1根熔丝实现电连接，其它熔丝控制单元接收到该停止工作控制信息后，均断开与熔丝的电连接。

本发明实施例中，当上述第k个熔丝控制单元工作时，上述第i根熔丝与上述第二外接触点连接。

当上述第k个熔丝控制单元停止工作时，上述第i根熔丝与上述第二外接触点断开。

第k个熔丝控制单元处于工作状态时，则跟第k个熔丝控制单元相连的第i根熔丝与第二外接触点连接，即第i根熔丝与第二外接触点处于导通状态；当第k个熔丝控制单元处于停止工作状态时，则跟第k个熔丝控制单元相连的第i根熔丝与第二外接触点断开连接，即第i根熔丝与第二外接触点处于断开状态。

本发明实施例中，上述控制器40还用于生成数字信息，上述数字信息用于控制N个熔丝控制单元30中的任一个工作。

请参阅图4，控制器40通过输入端口42接收一个指令后，产生一串由高电平和低电平任意一种或两种电平组成的脉冲信号，该脉冲信号经过控制器40的N个输出端口，传送到N个熔丝控制单元30，若熔丝控制单元30接收到低电平则进行工作，高电平则停止工作。

举例来说，假设N个连接点中任意两个相邻的连接点之间的距离相等，且N等于10。控制器在接收一个指令，如一串数字指令A0A1A2A3＝0000后，通过逻辑计算生成一串011111111的脉冲信号，“1”电平信号代表高电平，接收到高电平的熔丝控制单元则停止工作；“0”电平信号代表低电平，接收到低电平的熔丝控制单元则开始工作；该脉冲信号经过控制器的10个输出端口，将011111111的脉冲信号通过标号为1至7和9至11的输出端口41进行输出，相应地，第1个熔丝控制单元接收到“0”电平信号，则第1个熔丝控制单元与熔丝处于导通状态，开始进行工作；其它熔丝控制单元接收到“1”电平信号，则该熔丝控制单元与熔丝处于断开状态，停止工作，此时电感L1＝1毫亨。同理，接收到一串数字指令A0A1A2A3＝0001后，通过逻辑计算生成一串101111111的脉冲信号，此时，第2个熔丝控制单元接收到“0”电平信号，则第2个熔丝控制单元与熔丝处于导通状态；其它熔丝控制单元接收到“1”电平信号，则该熔丝控制单元与熔丝处于断开状态，此时电感L2＝2毫亨。同理可得电感值L3＝3、L4＝4、…、L10＝10，电感增量Δ＝1。可以看出，本方案可以通过可编程的方式控制电感器中某一个熔丝控制单元进行工作，且能实现电感等增量调节，调节电感大小，通过电感与阻抗之间的关系，从而实现控制阻抗的大小值，实现阻抗匹配网络与下游元件实现阻抗匹配的目的。

可见，实施本发明实施例，将控制器与熔丝控制单元进行连接，可以实现可编程的方式控制熔丝控制单元，进而控制两个外接触点之间的接入电感值，调节电感大小，达到阻抗匹配网络与下游元件进行阻抗匹配的要求，可以实现可编程控制电感的大小，灵活调节电感的大小，改善射频匹配手动调节中的各种困扰，以大幅提升射频匹配调试的效率和准确度。此外，本发明大幅减小射频电路的复杂度，有利于射频电路的集成化。

以上对本发明实施例公开的一种可编程控制的电感器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种可编程控制的电感器，其特征在于，包括：电感线、N根熔丝、N个熔丝控制单元和控制器；

所述电感线包括N个连接点；所述电感线的一端电连接第一外接触点；所述N为大于或等于2的正整数；

第i根熔丝的一端通过金属线电连接所述电感线的第j个连接点，所述第i根熔丝为所述N根熔丝中的任一根，所述第j个连接点为所述N个连接点中的任一个；

所述第i根熔丝的另一端电连接第k个熔丝控制单元的第一端，所述第k个熔丝控制单元为所述N个熔丝控制单元中的任一个；

所述控制器包括N个输出端口，所述第k个熔丝控制单元的第二端电连接所述控制器的第m个端口，所述第m个端口为所述N个输出端口中的任一个；

所述第k个熔丝控制单元的第三端电连接第二外接触点。

2.根据权利要求1所述电感器，其特征在于，

所述N个连接点位于所述电感线的两端之间。

3.根据权利要求1或2所述电感器，其特征在于，

所述N个连接点中任意两个相邻的连接点之间的距离相等。

4.根据权利要求1所述电感器，其特征在于，

所述电感线呈螺旋状。

5.根据权利要求1所述电感器，其特征在于，

所述控制器用于控制所述N个熔丝控制单元中的任一个工作。

6.根据权利要求5所述电感器，其特征在于，

当所述第k个熔丝控制单元工作时，所述第i根熔丝与所述第二外接触点连接；

当所述第k个熔丝控制单元停止工作时，所述第i根熔丝与所述第二外接触点断开。

7.根据权利要求1至6任意一项所述电感器，其特征在于，

所述控制器还用于生成数字信息，所述数字信息用于控制N个熔丝控制单元中的任一个工作。