CN106469606A - 包括屏蔽夹的电感器组件 - Google Patents

Abstract

包括屏蔽夹的电感器组件。示例性实施方式公开了电感器组件，电感器组件总体包括芯、第一电感器和第二电感器和结合到芯的屏蔽夹。

Description

包括屏蔽夹的电感器组件

技术领域

本公开总体上涉及用于在高电流输出滤波器和DC-DC转换器中使用的电感器，更特别地(但非排他性地)涉及包括屏蔽夹(shielding clip)的电感器组件(inductorassembly)。

背景技术

本部分提供了不一定是现有技术的与本公开相关的背景信息。

电感器通常是无源两端子电组件，抵抗经过它的电流的变化。通常，电感器包括诸如缠绕在线圈中的线的电导体。当电流流过它时，能量被暂时存储在线圈中的磁场中。

电感器的特征可在于，其电感的单位为亨利(H)并且是电压与电流变化速率之比。电感器一般在线圈内部具有由铁或诸如锰锌(MnZn)铁氧体的铁氧体制成的磁芯。

电感器可用在不同类型的电子设备中。例如，电感器可在允许直流(DC)通过的同时用作阻挡交流(AC)的阻塞。

发明内容

一种电感器组件，所述电感器组件包括：芯；第一电感器和第二电感器，其至少部分在所述芯内；以及屏蔽夹，其结合到所述芯。

一种DC-DC转换器，所述DC-DC转换器包括所述电感器组件。

一种高电流输出滤波器，所述高电流输出滤波器包括所述电感器组件。

一种电感器组件，所述电感器组件包括：羰基铁芯；第一电感器，其包括所述羰基铁芯内的线圈、暴露在所述芯的外部上的第一对端子、从所述线圈向所述第一对端子延伸从而将所述线圈与所述第一对端子电连接的部分；第二电感器，其包括所述羰基铁芯内的线圈、暴露在所述芯的外部上的第二对端子、从所述线圈向所述第二对端子延伸从而将所述线圈与所述第二对端子电连接的部分；以及屏蔽夹，其包括被构造成覆盖所述羰基铁芯的顶部的顶部部分和在所述屏蔽夹的所述顶部部分的相反侧的至少一对指部，其中，所述指部被构造成沿着所述羰基铁芯的相对地面对的壁并且在所述相对地面对的壁上方滑动，从而将所述指部的端部部分与所述羰基铁芯的底部啮合以将所述屏蔽夹保持到所述羰基铁芯。

附图说明

这里描述的附图只是出于例证所选择实施方式而非所有可能实现方式的目的，旨在限制本公开的范围。

图1是示出根据示例性实施方式的包括羰基铁芯和屏蔽夹的双电感器组件的分解立体图；

图2是在屏蔽夹安装到羰基铁芯上之后图1中示出的双电感器组件的立体图；

图3是图2中示出的双电感器组件的下部立体图；

图4是代表图1至图3中示出的双电感器组件的第一电感器和第二电感器的示图；

图5是代表制成图1至图3中示出的双电感器组件的示例性过程的示图；

图6是示出根据另一个示例性实施方式的包括羰基铁芯和屏蔽夹的双电感器组件的立体图；

图7是图6中示出的双电感器组件的下部立体图，其中，芯被示出为是透明的，以示出芯内的第一电感器和第二电感器；

图8是示出根据另一个示例性实施方式的包括羰基铁芯和屏蔽夹的双电感器组件的立体图；

图9是图8中示出的双电感器组件的下部立体图，其中，芯被示出为是透明的，以示出芯内的第一电感器和第二电感器。

在附图的多个视图中，对应的参考标号始终指示对应的部件。

具体实施方式

现在，将参照附图更充分地描述示例实施方式。

本文中公开了包括屏蔽夹和由羰基铁粉制成的芯的双电感器组件的示例性实施方式。双电感器组件可用于例如高电流输出滤波器和/或DC-DC转换器。

本文中公开的双电感器组件的示例性实施方式可提供以下优点中的一个或更多个(但不一定是任意或全部)。在示例性实施方式中，当屏蔽夹连接到地时，在1厘米处，双电感器组件可提供高达20分贝(db)电场衰减。双电感器组件可在交叉耦合减少的情况下进行操作。在一些示例性实施方式中使用羰基铁粉替代锰锌(MnZn)铁氧体，这样可降低对于电动机的噪声抑制。对于羰基铁粉材料，饱和通量密度(Bs)超过1000毫特斯拉(mT)。相比之下，铁氧体材料具有仅仅大约600mT的饱和通量密度(Bs)。羰基铁粉材料的功率损耗小于铁氧体材料。通过使用羰基铁粉材料，示例性实施方式因此可允许相同大小的芯比铁氧体芯具有更好的饱和电流(Isat)并且操纵更大的饱和电流(Isat)，允许使用可满足与较大铁氧体芯相同的性能的较小大小的芯，提高诸如汽车电子设备的产品的竞争力。通过使用两个组合或一体的电感器来替代使用两个个体的单独电感器，示例性实施方式还允许组装效率提高。示例性实施方式还包括屏蔽夹，屏蔽夹降低噪声，以改善电磁干扰(EMI)/电磁兼容(EMC)。

现在，参照附图，图1至图3示出实施本公开的一个或多个方面的包括羰基铁芯104和屏蔽夹108的双电感器组件100的示例性实施方式。如图3中所示，双电感器组件100包括四个端部部分或端子1、2、3和4。端子1、2、3和4可被构造成连接到印刷电路板(PCB)。例如，端子1、2、3和4可被构造成被焊接到PCB的导电迹线和/或焊料焊盘。

图4是代表双电感器组件100的第一电感器112和第二电感器116的示图。如图4所示，第一电感器112包括与第一对端子或端部部分1和2电连接的线圈114。第二电感器116包括与第二对端子或端部部分3和4电连接的线圈118。

如图5中所示，第一电感器112包括部分120和122，部分120和122从线圈114向各个端子1和2延伸，从而将线圈114与第一对端子或端部部分1和2电连接。第二电感器116包括部分124和126，部分124和126从线圈118向各个端子3和4延伸，从而将线圈118与第二对端子或端部部分3和4电连接。因此，部分120、122、124、126将各个电感器线圈114和118与相应的第一对端子1和2和第二对端子3和4电连接，即使线圈114、118在芯内部并且与芯104外部的端子1、2、3、4分隔开。

参照图1，屏蔽夹108包括顶部或覆盖部分124、侧壁部分128、腿部或指部132和指部端部部分136。顶部或覆盖部分124被构造成覆盖芯138的顶部，如图2中所示。

屏蔽夹的指部132被构造成(例如，成形、确定大小、彼此分隔开等)使得指部132可沿着芯104的壁140并且在壁140上面滑动，以沿着芯104的底部148将指部端部部分136啮合在凹口或开口144内。在示例性实施方式中，指部132被构造成使得随着指部端部部分136在芯的壁140上面滑动以啮合开口144，指部132可向外弯曲。指部132可具有足够的弹力或弹性，使得当指部端部部分136与凹口144对准时指部132向内移动或弯曲并且以足够返回到它们原始位置的回复力回应，从而将指部端部部分136牢固地定位在凹口144中。在一些示例性实施方式中，指部端部部分136与凹口144的弹性啮合可使指部132弯曲、偏转和/或变形，使得夹持力总体施加在指部132和芯104之间。这个夹持力可有助于将屏蔽夹108稳固地压住芯104。

在这个示例实施方式中，屏蔽夹108只在屏蔽夹108的相反两侧包括两个指部132。替代实施方式可包括以不同方式构造的屏蔽夹108(例如，不止两个指部132、不同地成形或非矩形的指部端部部分136等)和/或芯104的多个壁140中的一个或更多个壁可包括其它形状的用于啮合屏蔽夹的指部132的开口(诸如，非矩形形状的开口、椭圆形的开口、狭槽、通孔等)。在一些实施方式中，芯的壁中的开口可以是变化的几何形状的闭合通孔结构，与形状上符合通孔的几何截面的指部端部部分啮合，从而提供指部端部部分与壁通孔的锁定啮合。

在各种实施方式中，端部部分136可包括具有大体弯曲、弯折、U形或L形的横断面的向内延伸件。在一些实施方式中，指部132可向着彼此向内偏置，以在芯104的壁140上形成指部132的柔性拉伸夹具。虽然图示实施方式示出具有弯曲的L形横断面的端部部分136，但其它截面形状(例如，U形、V形等)也是可能的，取决于例如将使用组件100的特定应用。

第一电感器112和第二电感器116、端子1、2、3和4和屏蔽夹108可由大范围的材料制成。在示例性实施方式中，端子1、2、3和4和屏蔽夹108可由适于焊接到印刷电路板的导电迹线焊盘的材料制成。用于屏蔽夹108和端子1、2、3和4的示例性材料包括冷轧钢、镍-银合金、碳钢、不锈钢、镀锡冷轧板、镀锡铜合金、黄铜、铜、铝、铜铍合金、磷青铜、钢、其组合、其它合适的导电材料等。

在各种示例性实施方式中，屏蔽夹108可以一体或单片地形成为单个组件。例如，通过在用于屏蔽夹108的一块或一堆材料中压印出平坦剖面图案，可形成屏蔽夹108。屏蔽夹108的压印剖面包括封盖或覆盖部分124、侧壁部分128、指部132和端部部分136。在该块材料中压印出屏蔽夹108的平坦图案剖面之后，接着可将侧壁部分128、指部132和端部部分136相对于封盖或覆盖部分124大体相对垂直地折叠或弯曲。即使在这个示例中可一体地形成屏蔽夹108，但这不是所有实施方式需要的。例如，替代的构造(例如，形状、大小等)、材料和制造方法可用于制成屏蔽夹108。

第一电感器112和第二电感器116的特定构造可根据期望最终用途或将使用双电感器组件100的应用而变化。例如，特定材料、大小(例如，线圈的直径、总长度、厚度等)、线圈匝数或绕组数量、第一电感器和第二电感器相对于彼此和/或相对于屏蔽夹的取向、和/或端子相对于彼此的大小等可根据特定实施方式而变化。

图6和图7示出具有比端子1和3大的端子2和4的双电感器组件200的示例性实施方式。双电感器组件200还包括芯204、屏蔽夹208、第一电感器212和第二电感器216。芯204、屏蔽夹208、第一电感器212和第二电感器216可与双电感器组件100的芯104、屏蔽夹108、第一电感器112和第二电感器116类似或相同。

图8和图9示出具有大约相同大小的端子1、2、3和4的双电感器组件300的示例性实施方式。双电感器组件300还包括芯304、屏蔽夹308、第一电感器312和第二电感器316。芯304、屏蔽夹308、第一电感器312和第二电感器316可与双电感器组件100的芯104、屏蔽夹108、第一电感器112和第二电感器116类似或相同。在这个示例性实施方式中，电感器线圈314、318具有比图5中示出的电感器线圈114、118更多的线圈匝或绕组。

在示例性实施方式中，电感器的取向也可有所不同。参见(例如)图5中示出的电感器112、116的取向与图7中示出的电感器212、216和图9中示出的电感器312、316的取向的比较。

在示例性实施方式中，双电感器组件的芯包括与环氧树脂(例如，环氧树脂6003、环氧树脂300A等)混合的羰基铁粉(例如，具有28磁导率的SQ-I羰基铁粉、具有63磁导率的SP-R羰基铁粉等)。例如，双电感器组件100的芯104可包括与4.5重量％的环氧树脂6003或环氧树脂300A混合的95.5重量％的具有28磁导率的SQ-I羰基铁粉。或者，例如，双电感器组件100的芯104可包括与4.5重量％的环氧树脂6003或环氧树脂300A混合的95.5重量％的具有63磁导率的SP-R羰基铁粉。在替代实施方式中，双电感器组件的芯可包括与环氧树脂(例如，环氧树脂6003、环氧树脂300A等)混合的镍锌(NiZn)粉末。例如，双电感器组件的一个这种替代实施方式包括含有与4.5重量％的环氧树脂6003或环氧树脂300A混合的95.5重量％的镍锌粉末的芯。仅仅以举例的方式，芯104可具有大约1毫米(mm)的长度、大约10mm的宽度和大约10mm的厚度或高度。以上阐述的具体尺寸和具体材料只是示例，因为其它实施方式可按不同方式(例如，较大、较小、由不同材料制成和/或不同重量百分比等)构造。

仅仅以举例的方式，下面是对根据示例性实施方式的可用于制成双电感器组件(例如，100(图5)、200(图6)、300(图8)等)的示例性过程的描述。羰基铁粉130(图5)与环氧树脂混合。电感器线圈114、118(例如，通过引线框架构建等)放置在模制机器的模腔中。将混合后的羰基铁粉和环氧树脂添加到模腔中，使得电感器线圈114、118总体被封装和/或设置在混合的羰基铁粉和环氧树脂中。借助模制工具按压混合后的羰基铁粉和环氧树脂，并且进行加热(例如，在烤炉中烤等)，从而提供可被添加屏蔽夹108的成品部件。

提供示例实施方式，使得本公开将是透彻的，并且将把范围充分传达给本领域的技术人员。阐述众多具体细节(诸如，具体组件、装置和方法的示例)以提供对本公开的实施方式的透彻理解。本领域的技术人员应该清楚，不需要采用具体细节，示例实施方式可按许多不同形式实施，并且没有实施方式应当被理解为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，没有详细描述熟知的工艺、熟知的器件结构和熟知的技术。另外，提供可用本公开的一个或更多个示例性实施方式实现的优点和改进只是出于例证的目的，并不限制本公开的范围，因为本文中公开的示例性实施方式可提供以上提到优点中的全部或没有提供以上提到的优点且仍然落入本公开的范围内。

本文中公开的具体尺寸、具体材料和/或具体形状本质是示例，并没有限制本公开的范围。本文中公开的给定参数的特定值和特定值范围没有排除可用于本文中公开的一个或更多个示例中的其它值和值范围。此外，设想到，本文中所述的具体参数的任何两个特定值可限定可适于给定参数的值范围的端点(即，给定参数的第一值和第二值的公开可被解释为公开了第一值和第二值之间的任何值也可被用于给定参数)。例如，如果在本文中例示参数X具有值A并且还例示参数X具有值Z，则设想到，参数X可具有从大约A至大约Z的值的范围。类似地，设想到，参数的值的两个或更多个范围的公开(无论这些范围嵌套、重叠或不同)包括可使用公开范围的端点要求保护的值的范围的所有可能组合。例如，如果本文中例示参数X具有范围在1-10或2-9或3-8内的值，则还设想到，参数X可具有包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10和3-9的其它范围的值。

本文中使用的术语只是出于描述特定示例实施方式的目的，而不旨在成为限制。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“这个”可旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。术语“包括”、“包含”和“具有”是包括性的，因此指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组。本文中描述的方法步骤、过程和操作将不被理解为一定需要其按讨论或例证的特定次序执行，除非明确识别为执行的次序。还要理解，可采用另外或替代的步骤。

当元件或层被称为“在”另一个元件或层“上”，“啮合到”、“连接到”或“结合到”另一个元件或层时，它可直接在另一个元件或层上，啮合、连接或结合到另一个元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在”另一个元件或层“上”，“直接啮合到”、“直接连接到”或“直接结合到”另一个元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述这些元件之间关系的其它词语应该以类似形式进行解释(例如，“在…之间”与“直接在…之间”、“与…相邻”与“直接与…相邻”等)。如本文中使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何和全部组合。

术语“大约”当应用于值时指示计算或测量允许值略有一定的不精确(一定地接近精确的值；大致或合理地接近该值；几乎)。如果出于某个原因，因“大约”造成的不精确没有另外在本领域中理解为其具有这个普通的含义，则本文中使用的“大约”指示可源自测量或使用这些参数的普通方法的至少变形形式。例如，术语“大体”、“大约”和“大致”可在本文中用于表示在制造公差内。或者，例如，本文中使用的术语“大约”当修饰本发明的成分或反应物的量或被采用时是指例如当在真实世界中制成浓缩物或溶液时使用的典型测量和操纵过程而出现的数值量的变化，该变化可能由于这些过程中的疏忽错误、由于制成组分或执行方法所采用的成分的制造、源或纯度的差异等等。术语“大约”还涵盖由于因特定初始混合物造成的组分的不同均衡条件而不同的量。无论是否由术语“大约”修饰，权利要求书都包括数量的等同物。

尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语限制。这些术语可只用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”和其它数值术语的术语当在本文中使用时不暗示顺序或次序，除非上下文清楚指明。因此，在不脱离示例实施方式的教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

为了便于描述，诸如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对术语可在本文中用于方便描述如图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语可旨在还涵盖装置在使用或操作时的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下部”或“下面”的元件随后将被定向为在其它元件或特征“上方”。因此，示例术语“下部”可涵盖上方和下方这两个方位。装置可被另外定位(旋转90度或按其它方位)并且相应解释本文中使用的空间相对描述符。

提供以上对实施方式的描述是出于例证和描述的目的。这不旨在是排他性的或者限制本公开。个体元件、预期或所述使用、特定实施方式的特征总体上不限于该特定实施方式，而是，在可应用的情况下是可互换的并且可用于所选择的实施方式，即使没有具体示出或描述。这还可按许多方式来变化。这些变化将不被视为脱离本公开，所有这些修改形式旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (12)

1.一种电感器组件，所述电感器组件包括：

芯；

第一电感器和第二电感器，其至少部分在所述芯内；以及

屏蔽夹，其结合到所述芯。

2.根据权利要求1所述的电感器组件，其中，所述芯包括羰基铁。

3.根据权利要求1所述的电感器组件，其中，所述芯包括与环氧树脂混合的羰基铁粉。

4.根据权利要求1所述的电感器组件，其中，所述芯包括95.5重量％的羰基铁粉和4.5重量％的环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的电感器组件，其中：

所述芯包括95.5重量％的具有28磁导率的羰基铁粉和4.5重量％的环氧树脂；或

所述芯包括95.5重量％的具有63磁导率的羰基铁粉和4.5重量％的环氧树脂；或

所述芯包括95.5重量％的镍锌粉末和4.5重量％的环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的电感器组件，其中：

所述第一电感器包括所述芯内的线圈、暴露在所述芯的外部上的第一对端子、从所述线圈向所述第一对端子延伸从而将所述线圈与所述第一对端子电连接的部分；并且

所述第二电感器包括所述芯内的线圈、暴露在所述芯的外部上的第二对端子、从所述线圈向所述第二对端子延伸从而将所述线圈与所述第二对端子电连接的部分。

7.根据权利要求1所述的电感器组件，其中，所述屏蔽夹包括：

顶部部分，其被构造成覆盖所述芯的顶部；以及

相对于所述顶部部分向下延伸并且被构造成啮合所述芯的底部从而将所述屏蔽夹保持到所述芯的至少一个部分。

8.根据权利要求1所述的电感器组件，其中，所述屏蔽夹包括：

顶部部分，其被构造成覆盖所述芯的顶部；以及

至少一对弹性指部，其在所述屏蔽夹的所述顶部部分的相反侧并且被构造成沿着所述芯的相对地面对的壁并且在所述相对地面对的壁上方滑动，从而沿着所述芯的底部将所述弹性指部的端部部分啮合在开口内并且将所述屏蔽夹保持到所述芯。

9.根据权利要求8所述的电感器组件，其中，所述弹性指部被构造成当它们的端部部分在所述芯的壁上方滑动时向外弯曲并且当它们的端部部分与所述开口对准时向内弯曲并且以足够返回到它们的原始位置的回复力回应，从而产生用于将所述屏蔽夹保持在所述芯上的夹持力。

10.一种DC-DC转换器，所述DC-DC转换器包括任意之前权利要求的电感器组件。

11.一种高电流输出滤波器，所述高电流输出滤波器包括权利要求1至9中的任一项的电感器组件。

12.一种电感器组件，所述电感器组件包括：

羰基铁芯；

第一电感器，其包括所述羰基铁芯内的线圈、暴露在所述羰基铁芯的外部上的第一对端子、从所述线圈向所述第一对端子延伸从而将所述线圈与所述第一对端子电连接的部分；

第二电感器，其包括所述羰基铁芯内的线圈、暴露在所述羰基铁芯的外部上的第二对端子、从所述线圈向所述第二对端子延伸从而将所述线圈与所述第二对端子电连接的部分；以及

屏蔽夹，其包括被构造成覆盖所述羰基铁芯的顶部的顶部部分和在所述屏蔽夹的所述顶部部分的相反侧的至少一对指部，其中，所述指部被构造成沿着所述羰基铁芯的相对地面对的壁并且在所述相对地面对的壁上方滑动，从而将所述指部的端部部分与所述羰基铁芯的底部啮合以将所述屏蔽夹保持到所述羰基铁芯。