CN107924751A - 具有分离器的电感装置以及其制造和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于提供增强耦合的电感装置的方法和设备。在一个实施方式中，公开了一种电感装置，所述电感装置适于数据速度超过一(1)Gbps的以太网应用。具体地说，本文中所述的所述电感装置在绕组的导线之间具有高水平的磁和电容耦合。另外，本文中所述的所述电感装置适于自动化工艺，从而降低与它们的制造和使用相关联的总体成本。此外，还公开了用于制造和使用这些前述电感装置的方法。例如，可容易地将前述电感装置结合到ICM中，从而全部地或部分地替换手动缠绕的环形变压器。

Description

具有分离器的电感装置以及其制造和使用方法
优先权
本申请要求2016年6月30日提交的相同标题的美国专利申请序列号15/199,407的优先权权益，所述申请要求2015年7月2日提交的相同标题的美国临时专利申请序列号62/188,400的优先权权益，上述申请中的每一个通过引用整体并入本文。
版权
本专利文件的公开内容的一部分包括受版权保护的材料。版权所有者不反对由任何人以专利文件或专利公开出现在美国专利与商标局专利文档或记录中的形式复制所述专利文件或专利公开，但是另外保留任何所有版权权利。
技术领域
本公开内容总体涉及电子部件和组件的领域，并且更具体地，在一个示例性方面，涉及一种用于提供可表面安装的电感装置的改进设计，以及制造和使用所述电感装置的方法。
背景技术
传统上，电感装置诸如已经用于例如以太网和其他数据相关应用的变压器等。变压器可以通过例如手动或自动地将磁线缠绕在环形芯体上来制造。在Kent等人的共同拥有的美国专利号3,985,310中描述了一种用于自动缠绕这些环形芯体的示例性设备，其内容通过引用整体并入本文。然而，在实践中，出于各种原因(包括成本效率和一致性)，通常对环形芯体进行手工缠绕，无论是完全手工缠绕还是手动操作器和缠绕机的组合。而且，因为自动处理装备难以容易地识别用于布线到不同终端点的不同导线，所以从这些所缠绕的环形芯体固定终端线一直是手动完成的。
最近，宽带变压器(诸如,在以太网应用中使用的支持数据速度超过每秒一个千兆(Gbps)的那些宽带变压器等)需要在构成变压器的绕组之间具有高水平的磁耦合。通常将这些所谓的千兆以太网变压器中的导线绞合在一起，以获得必要的磁和电容耦合度。尽管在现有技术中已经可以有用于绞合线绕组的自动缠绕的装备，但是由这种自动化机械缠绕的这些变压器仍然需要人工密集处理，以便将这些导线分类并终止到其最终应用中的适当终端点。这个问题在变压器应用中进一步恶化，需要中心抽头连接件才能正常工作。
而且，这些磁性部件定价的下行压力经常使得手动缠绕的变压器不适用于诸如,集成连接器模块(ICM)等的更多对成本敏感的最终应用。因此，对于可以提供以下中的一个或多个的磁性部件，仍然存在不能令人满意的需求：(1)(至少主要)使用自动化工艺来制造；(2)实现相邻绕组之间的高水平磁耦合；(3)整合一个或多个集成的中心抽头连接件，同时(4)形成大体上闭合的磁路，以便减少与电磁干扰(EMI)相关联的有害和不良影响。
发明内容
本公开内容通过提供特别是一种改进的电感装置以及制造和使用它的方法来满足前述需求。
在第一方面，公开了一种电感装置。在一个实施方式中，所述电感装置包括：芯体，所述芯体包括轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分，其中所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上，所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；一对初级绕组，其中所述对中的每个初级绕组耦合到所述多个第一接口连接件中的一个和所述多个第二接口连接件中的一个；以及一对次级绕组，其中所述对中的每个次级绕组耦合到所述多个第一接口连接件中的一个和所述多个第二接口连接件中的一个。
在一个变体中，所述电感装置还包括端盖芯体部分，所述端盖芯体部分与所述第一凸缘部分和所述第二凸缘部分二者耦合。所述端盖芯体部分与所述第一凸缘部分和所述第二凸缘部分二者的所述耦合被配置来提供用于由流过所述一对初级和/或次级绕组的电流产生的磁通量的闭合磁路。
在又一个变体中，所述多个第一接口连接件包括第一初级接口连接件、第一初级中心抽头接口连接件、第一次级接口连接件以及第一次级中心抽头接口连接件。
在又一个变体中，所述多个第二接口连接件包括第二初级接口连接件、第二初级中心抽头接口连接件、第二次级接口连接件以及第二次级中心抽头接口连接件。
在又一个变体中，所述一对初级绕组包括：第一初级绕组，所述第一初级绕组将所述第一初级接口连接件耦合到所述第二初级中心抽头接口连接件；以及第二初级绕组，所述第二初级绕组将所述第一初级中心抽头连接件耦合到所述第二初级接口连接件。
在又一个变体中，所述一对次级绕组包括：第一次级绕组，所述第一次级绕组将所述第一次级接口连接件耦合到所述第二次级中心抽头接口连接件；以及第二次级绕组，所述第二次级绕组将所述第一次级中心抽头连接件耦合到所述第二次级接口连接件。
在又一个变体中，所述一对初级绕组和所述一对次级绕组以多个层的形式围绕所述芯体的所述轴向部分设置。
在又一个变体中，所述一对初级绕组设置在靠近所述芯体的所述轴向部分的层中，并且所述一对次级绕组设置在所述多个层的第二层中，靠近所述轴向部分的所述层位于所述芯体的所述轴向部分与所述多个层的所述第二层之间。
在又一个变体中，所述一对次级绕组设置在靠近所述芯体的所述轴向部分的层中，并且所述一对初级绕组设置在所述多个层的第二层中，靠近所述轴向部分的所述层位于所述芯体的所述轴向部分与所述多个层的所述第二层之间。
在又一个变体中，所述第一初级绕组设置在靠近所述芯体的所述轴向部分的层中，并且所述第二初级绕组设置在所述多个层的第二层中，靠近所述轴向部分的所述层位于所述芯体的所述轴向部分与所述多个层的所述第二层之间。
在又一个变体中，所述第一次级绕组设置在靠近所述芯体的所述轴向部分的所述层中，并且所述第二次级绕组设置在所述多个层的所述第二层中。
在又一个变体中，所述一对初级绕组和所述一对次级绕组设置在所述芯体的所述轴向部分上，以便增强所述绕组之间的磁和电容耦合。
在又一个变体中，所述多个第一接口连接件和所述多个第二接口连接件被配置来经由多条迹线与印刷电路板对接，所述多条迹线包括第一迹线，所述第一迹线将所述第一初级中心抽头接口连接件与所述第二初级中心抽头接口连接件耦合。
在又一个变体中，所述电感装置还包括第二迹线，所述第二迹线将所述第一次级中心抽头接口连接件与所述第二次级中心抽头接口连接件耦合。
在第二方面，公开了缠绕前述电感装置的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：将一对初级绕组中的第一初级绕组固定到第一凸缘部分；将一对次级绕组中的第一次级绕组固定到所述第一凸缘部分；同时，在第一方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第一绕组围绕芯体的轴向部分缠绕；将所述一对初级绕组中的所述第一初级绕组固定到第二凸缘部分；并且将所述一对次级绕组中的所述第一次级绕组固定到所述第二凸缘部分。
在一个变体中，所述方法还包括：将所述一对初级绕组中的第二初级绕组固定到所述第二凸缘部分；将所述一对次级绕组中的第二次级绕组固定到所述第二凸缘部分；并且同时，在第二方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第二绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕，所述第二方向与所述第一方向相反。
在第三方面，公开了利用一个或多个前述电感装置的子组件。在一个实施方式中，所述子组件被配置用于高速(即，1Gbps或更大)的数据联网应用。
在另一个实施方式中，所述子组件包括：印刷电路板；以及电感装置，所述电感装置包括：芯体，所述芯体包括轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分，所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上；所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；一对初级绕组，其中所述对中的每个初级绕组耦合到所述多个第一接口连接件中的一个；以及一对次级绕组，其中所述对中的每个次级绕组耦合到所述多个第一接口连接件中的一个和所述多个第二接口连接件中的一个。
在一个变体中，所述多个第一接口连接件包括第一中心抽头连接件，并且所述多个第二接口连接件包括第二中心抽头连接件，并且所述印刷电路板包括第一迹线，所述第一迹线在所述第一中心抽头连接件与所述第二中心抽头连接件之间延伸。
在另一个变体中，所述多个第一接口连接件包括第三中心抽头连接件，并且所述多个第二接口连接件包括第四中心抽头连接件，并且所述印刷电路板包括第二迹线，所述第二迹线在所述第三中心抽头连接件与所述第四中心抽头连接件之间延伸。
在又一个变体中，所述第一中心抽头连接件和第二中心抽头连接件用于变压器的初级绕组，并且所述第三中心抽头连接件和第四中心抽头连接件用于所述变压器的次级绕组。
在第四方面，公开了一种具有一个或多个前述电感装置的连接器模块。在一个实施方式中，所述连接器模块包括利用一个或多个前述电感装置的单端口集成连接器模块(ICM)或模块化插座。在另一个实施方式中，所述连接器模块包括利用一个或多个前述电感装置的多端口ICM。
在第五方面，公开了制造前述电感装置的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：获得包括轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分的芯体，所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上，所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；将一对初级绕组中的第一初级绕组固定到所述第一凸缘部分；将一对次级绕组中的第一次级绕组固定到所述第一凸缘部分；同时，在第一方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第一绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕；将所述一对初级绕组中的所述第一初级绕组固定到所述第二凸缘部分；以及将所述一对次级绕组中的所述第一次级绕组固定到所述第二凸缘部分。
在一个变体中，所述方法还包括：将所述一对初级绕组中的第二初级绕组固定到所述第二凸缘部分；将所述一对次级绕组中的第二次级绕组固定到所述第二凸缘部分；并且同时，在第二方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第二绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕，所述第二方向与所述第一方向相反。
在第六方面，公开了利用前述电感装置来制造前述子组件的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：获得包括轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分的芯体，所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上，所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；将一对初级绕组中的第一初级绕组固定到所述第一凸缘部分；将一对次级绕组中的第一次级绕组固定到所述第一凸缘部分；同时，在第一方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第一绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕；将所述一对初级绕组中的所述第一初级绕组固定到所述第二凸缘部分；将所述一对次级绕组中的所述第一次级绕组固定到所述第二凸缘部分；以及将具有所述初级绕组和次级绕组的所述芯体焊接到子组件的印刷电路板。
在第七方面，公开了制造前述单端口ICM的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：获得包括轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分的芯体，所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上，所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；将一对初级绕组中的第一初级绕组固定到所述第一凸缘部分；将一对次级绕组中的第一次级绕组固定到所述第一凸缘部分；同时，在第一方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第一绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕；将所述一对初级绕组中的所述第一初级绕组固定到所述第二凸缘部分；将所述一对次级绕组中的所述第一次级绕组固定到所述第二凸缘部分；将所述芯体固定到印刷电路板；以及将所述印刷电路板插入到单端口ICM的壳体中。
在第八方面，公开了制造前述单端口ICM的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：获得包括轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分的芯体，所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上，所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；将一对初级绕组中的第一初级绕组固定到所述第一凸缘部分；将一对次级绕组中的第一次级绕组固定到所述第一凸缘部分；同时，在第一方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第一绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕；将所述一对初级绕组中的所述第一初级绕组固定到所述第二凸缘部分；将所述一对次级绕组中的所述第一次级绕组固定到所述第二凸缘部分；将所述芯体固定到印刷电路板；以及将所述印刷电路板插入到多端口ICM的壳体中。
在第五方面，公开了制造前述电感装置的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：获得包括轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分的芯体，所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上，所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；将一对初级绕组中的第一初级绕组固定到所述第一凸缘部分；将一对次级绕组中的第一次级绕组固定到所述第一凸缘部分；同时，在第一方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第一绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕；将所述一对初级绕组中的所述第一初级绕组固定到所述第二凸缘部分；将所述一对次级绕组中的所述第一次级绕组固定到所述第二凸缘部分；以及在高速千兆以太网应用中使用具有所述初级绕组和次级绕组的所述芯体。
附图说明
当下面阐述的详细说明与附图结合时，本公开内容的特征、目标和优点将变得更加明显，其中：
图1A是根据本公开内容的原理的I形芯体的示例性实施方式的透视图。
图1B是根据本公开内容的原理的图1A的示例性I形芯体的透视图，所述I形芯体上缠绕有初级绕组。
图1C是根据本公开内容的原理的示例性电感装置的透视图，所述电感装置具有端盖并且具有设置在图1A的I形芯体上的初级绕组和次级绕组。
图1D是根据本公开内容的原理的示例性I形芯体的横截面视图，所述I形芯体的轴向部分上缠绕有初级绕组。
图1E是根据本公开内容的原理的示例性I形芯体的横截面视图，所述I形芯体的轴向部分上缠绕有初级绕组和次级绕组。
图2A是示出根据本公开内容的原理的用于缠绕图1A-1E所示的电感装置的第一示例性方法的示意图。
图2B是示出根据本公开内容的原理的用于缠绕图1A-1E所示的电感装置的第二示例性方法的示意图。
图3A是根据本公开内容的原理的由具有图1C的示例性电感装置的电感装置组件组成的集成连接器模块(ICM)的示例性实施方式的透视图。
图3B是根据本公开内容的原理的从视图中移除了前壳体和四(4)个电感装置组件中的三(3)个电感装置组件的图3A的ICM的透视图。
具体实施方式
现在参考附图，其中相同的标号始终是指相同的部分。
如本文所使用的，术语“电气部件”和“电子部件”可互换使用，并且是指适于提供一些电气和/或信号调节功能的部件，包括但不限于电感性电抗器(“扼流圈”)、变压器、滤波器、晶体管、有间隙的芯体环形线圈、电感器(耦合或以其他方式)、电容器、电阻器、运算放大器和二极管，无论是离散部件还是集成电路，无论是单独的还是以组合的方式。
如本文所使用的，术语“可透磁”是指通常用于形成电感芯体或相似组件的任何数量的材料，包括但不限于由铁氧体制成的各种制剂。
如本文所使用的，术语“信号调节”或“调节”应理解为包括但不限于信号电压变换、滤波和噪声消减、信号分离、阻抗控制和校正、电流限制、电容控制和时间延迟。
如本文所使用的，术语“顶部”、“底部”、“侧面”、“上”、“下”等仅仅意味着一个部件相对于另一个部件的相对位置或几何形状，决不意味着绝对参考框架或任何所需要的方向。例如，当部件安装到另一个装置(例如，PCB的下侧)时，部件的“顶部”部分实际上可以位于“底部”部分的下方。
概述
一方面，公开了一种改进的电感装置。在一个实施方式中，公开了一种电感装置，其适用于以太网或其他数据速度超过1Gbps的高速数据应用中的信号调节功能。具体地说，本文中所述的电感装置的示例性实施方式在绕组的导线之间具有高水平的磁和电容耦合。另外，本文中所述的电感装置适用于自动化工艺，从而降低与其制造和使用相关联的总体成本。
此外，还公开了用于制造和使用这些前述电感装置的方法。例如，可容易地将前述电感装置以及可选的其他电气部件并入到ICM中，从而(全部地或部分地)替换手动缠绕的环形变压器。
示例性实施方式的详述
应该认识到，虽然下面的讨论是根据示例性的I形芯体进行的，但是对于本公开内容的普通技术人员而言显而易见的是，相同的原理可以应用于其他芯体形状和芯体组件。例如，可以设想的是，在某些实施方式中，可容易地将本文中所述的电感装置和缠绕技术并入到其他形状的芯体中，例如像：圆柱形杆状芯体；“C”形或“U”形芯体；“E”形芯体；以及所谓的罐形芯体等。
另外，应认识到，虽然下面的讨论是根据其上缠绕有四(4)个离散绕组的电感装置(例如，变压器)进行的，但是对于本公开内容的普通技术人员而言显而易见的是，更多(即，五(5)或更多)或更少(即，三(3)或更少)的绕组可以与本文所描述的设备和方法结合使用。
最后，应认识到，虽然下面的讨论主要是根据中心抽头变压器实现方式进行的，但是对于本公开内容的普通技术人员而言显而易见的是，相同的原理可以应用于非中心抽头变压器或诸如扼流圈和耦合电感器等的其他电感装置。
示例性机械配置-
现在照参图1A-1C，详细示出并描述了根据本公开内容的原理的具有中心抽头分离器的示例性电感装置100。
图1A示出类似于大写字母“I”，并且具有轴向部分106和设置在轴向部分的相反侧上的凸缘部分104的可透磁芯体102。这个基本的芯体配置在下文中将被称为所谓的“I形芯体”。芯体102的成型使得在I形芯体的轴向部分上的凸缘之间包含绕组110。
图1B示出图1A的可透磁芯体，可透磁芯体上设置有用于电感装置的一组绕组110。在图1B所示的实施方式中，绕组110包括一对初级绕组111。另外，在图1C所示的实施方式中，绕组包括一对初级绕组111以及对应的一对次级绕组113。然而，如上文所讨论的，容易理解的是，绕组的数量/类型可以根据为基本电感装置选择的最终应用而变化。
I形芯体102与现有技术的环形芯体相比具有许多优点。首先，I形芯体的轴向部分106对自动缠绕装备是可容易接近的，从而避免自动制造环形电感装置所需的相对复杂的工艺。其次，因为绕组110包含在芯体的凸缘部分104之间，所以以期望的(例如，统一的)方式可靠地定位绕组要容易得多。在一个示例性实施方式中，芯体本身由非导电铁氧体材料制成，所述非导电铁氧体材料使终端垫108(例如，接口连接件)直接布置在芯体表面上(例如，在芯体的凸缘部分上)。然后，可以使用众所周知的电镀技术对这些终止垫随后进行电镀。例如，2009年11月3日发布的题为“Simplified Surface-Mount Devices and Methods”的共同拥有的美国专利号7,612,641中描述的方法，其内容通过引用整体并入本文，可容易地与本文所描述的芯体结合使用。在示例性实施方式中，这些终端垫108还用作电感装置的输入/输出终端。因此，芯体在其并入终端应用装置之前不需要任何额外的接头或其他接口设备，从而使部件数量和成本最小化。然而，可以设想的是，在某些实现方式中，可能需要并入单独的接口设备(例如，具有可表面安装的导电引线、通孔导电引线等的接头)，并且因此，如果需要的话，本文中所述的示例性装置可以与这种设备组合。
再次参照图1C，示出设置在芯体(具有如图1B所示的初级绕组111的芯体)上的次级绕组113。还示出固定到I形芯体102的端盖部分112。在一个示例性实现方式中，通过将环氧树脂施加到凸缘的顶表面(即，与终端垫的表面相对设置的表面)上，将端盖部分固定到I形芯体。随后固化环氧树脂。将可透磁端盖部分并入到底层I形芯体上，使得由初级和/或次级绕组产生的磁通量具有大体上闭合的磁路。因此，使用I形芯体的基本电感装置具有与现有技术的环形芯体相关联的许多相同的EMI相关优点。
现在参照图1D，示出如图1B所示的I形芯体(仅有初级绕组缠绕在芯体的轴向部分上)的横越线A-A'的横截面视图。可以看到两个初级绕组中的每一个以交替方式(例如，从终端垫P1和P3开始，如将在下面的附图2A中描述的那样)缠绕在芯体的凸缘部分之间。绕组的交替布置(即，P1、P3、P1、P3等)对于确保绕组之间的充分的磁/电容耦合是有用的，特别是当次级绕组如图1E所示设置在芯体上时(这一点将在下面讨论)。
图1E示出如图1C所示的I形芯体的横越线B-B'的横截面视图，所述I形芯体上缠绕有初级绕组和次级绕组。在所示实施方式中，次级绕组还直接缠绕在初级绕组上面，以与初级绕组相似的方式交替(例如，从终端垫S1和S3开始，并以S1、S3、S1、S3等方式交替)。次级绕组的交替布置尤其对于确保绕组之间的充分的磁/电容耦合是有用的。
应理解，各种交替的缠绕顺序都是可能的。例如，第一组绕组可以以P1和S1绕组开始，而不是如上所述的P1和P3绕组，将P3和S3随后缠绕在所述第一组绕组上，如下面将进一步详细描述的那样。根据例如，初级绕组113和次级绕组113之间的直流电阻(DCR)平衡，这种交替布置可以具有优势。这种改善的DCR平衡是由初级绕组和次级绕组之间的相当长度的磁线产生的。换句话说，再次参照图1E，初级绕组的集体长度(接近I形芯体的轴向部分进行缠绕)在总长度上将比从I形芯体的轴向部分缠绕得更远的次级绕组更短。下面将参考图2A和2B来描述这些变体以及其他变体。
现在参考图2A，示出并详细描述了与例如图1C所示的电感装置一起使用的示例性绕组示意图。在一个实施方式中，缠绕工艺利用标准/已知的自动缠绕装备，将标准磁线(扭绞、绞合等)高速缠绕到I形芯体上，从而降低与制造这些电感装置相关联的生产成本。图2A所示的示意图包括：两(2)组初级绕组(即P1-P2和P3-P4)和两(2)组次级绕组(即S1-S2和S3-S4)以及与这些前述绕组中的每一个的末端相关联的八(8)个终端垫。缠绕这些初级/次级绕组的自动化工艺如下。
首先，将两(2)个初级绕组的起始部分分别固定到终端垫P1和P3上。
接着，使用高速自动缠绕装备(未示出)将这两(2)个初级绕组缠绕到芯体的轴向部分上。虚线箭头202a表示沿着用于该组初级绕组的芯体的轴向部分的缠绕方向。
在将初级绕组缠绕到芯体的轴向部分上完成之后，将来自终端垫P1和P3的两(2)个初级绕组的末端部分随后分别固定到终端垫P2和P4上。
接着，将两(2)个次级绕组的起始部分分别固定到终端垫S1和S3。有利的是，初级绕组和次级绕组将由同一卷磁线制造，从而促进与这种缠绕工艺相关联的速度和低生产时间。
然后，将来自终端垫S1和S3的两(2)个次级绕组缠绕到芯体的轴向部分上，并随后分别终止到终端垫S2和S4。实心箭头204a表示沿着芯体的轴向部分的横向方向，以便将该组次级绕组缠绕在轴向部分周围。在这样的配置中，将绕组如图1E所示设置在芯体上。
另选地，在进一步减少与I形芯体的绕组相关联的生产时间的方法中，首先对初级绕组进行如上所述的缠绕。然而，将次级绕组固定到终端垫S2和S4。然后，将来自终端垫S2、S4的两(2)个次级绕组以与实线箭头204a所示方向大体上相对的方向缠绕到芯体的轴向部分上。因为在初级绕组缠绕之后并且在次级绕组缠绕开始之前，缠绕喷嘴(未示出)不必横穿芯体的轴向部分，所以这种交替布置在缠绕速度方面具有优势。又因为完整的一组绕组可以经由穿过芯体的轴向部分的两(2)个遍历来完成(与如前所述的三(3)个遍历相对)，所以这种交替布置可以被认为是“一次往返”的过程。
在初级绕组和次级绕组缠绕之后，然后将粘合剂环氧树脂分配到凸缘的顶部(即，凸缘与终端垫相对设置的非电镀表面)上，并且将可透磁盖件放置到凸缘的顶部上。随后固化环氧树脂。可选地，在使用已知的封装工艺将所缠绕的电感装置封装到例如承载带里之前，对所缠绕的电感装置进行电测试。
因为次级绕组的每一匝被设置在初级绕组的顶部上或靠近初级绕组的相应匝上，所以前述缠绕工艺实现了绕组匝之间的大量的磁/电容耦合，从而扩展底层变压器的带宽。另外，因为电感装置包括四(4)个独立绕组(即，两(2)个初级绕组和两个(2)次级绕组)，所以终端垫P2和P3必须耦合在一起以形成用于变压器的初级侧的中心抽头连接件。本文体现了本公开内容的示例性实施方式的显著优点；即，经由位于印刷电路板(PCB)(未示出)上的迹线，可以对前述终端垫进行电耦合，印刷电路板上最终设置有电感装置。这条迹线有效地耦合两组绕组，并形成用于底层变压器的中心抽头连接件。
相似地，终端垫S2和S3必须耦合在一起，以便形成用于变压器次级侧的中心抽头连接件。这种耦合可有利地经由如上所述的位于PCB上的迹线相对于初级绕组来完成。
现在参考图2B，示出并详细描述了与例如图1C所示的电感装置一起使用的另选绕组布置。与图2A所示的实施方式相似，示意图还包括两(2)个初级绕组和两(2)个次级绕组。缠绕这些绕组的自动化工艺如下。首先，将第一初级绕组和第一次级绕组的起始部分分别固定到终端垫P1和S1上。然后，使用高速自动缠绕装备(未示出)将这两(2)个绕组缠绕到芯体的轴向部分上。虚线箭头202b表示沿着芯体的轴向部分的横向方向，以便将第一组绕组缠绕在轴向部分周围。然后，将来自终端垫P1和S1的两(2)个绕组的末端部分随后分别固定到终端垫P2和S2。
接着，将第二初级绕组和第二次级绕组的起始部分分别固定到终端垫P3和S3。然后，将来自终端垫P3和S3的两(2)个绕组缠绕到芯体的轴向部分上，并随后分别终止到终端垫P4和S4。实线箭头204b表示沿着芯体的轴向部分的横向方向，以便将第二组绕组缠绕在芯体的轴向部分周围，并且缠绕到第一组绕组上。然而，由于初级绕组和次级绕组的两个部分缠绕在芯体的两个不同层上，所以这样的绕组配置可能不具有与图2A所示的绕组配置一样好的电平衡特性。
然后，将粘合剂环氧树脂分配到凸缘的顶部(即，凸缘与终端垫相对的表面)上，并且将可透磁盖件放置到凸缘的顶部上，随后固化环氧树脂。可选地，并且如本文之前所述，在将所缠绕的电感装置封装到例如承载带里之前，对所缠绕的电感装置进行电测试。
或者，可以利用与上面关于图2A描述的“一次往返”过程相似的缠绕工艺。如上所述，这种交替布置减少了与I形芯体的绕组相关联的生产时间。首先，对初级绕组和次级绕组(即，P1-P2和S1-S2)进行如上所述的缠绕。然而，将第二组绕组(即，P3-P4和S3-S4)固定到终端垫P4和S4。然后，将来自终端垫P4和S4的两(2)个绕组以与实线箭头204b所示方向大体上相对的方向缠绕到芯体的轴向部分上。因为在第一组绕组缠绕之后并且在第二组绕组缠绕开始之前，缠绕喷嘴(未示出)不必横穿芯体的轴向部分，所以这种交替布置尤其在缠绕速度方面具有优势。与前面所述的相似，又因为完整的一组绕组可以经由穿过芯体的轴向部分的两(2)个遍历来完成(与如前所述的三(3)个遍历相对)，所以这种交替布置可以被认为是“一次往返”的过程。
在图2A和2B所示的具体配置的其他另选变体中，可以将中心抽头并入在初级绕组或次级绕组中的一个上。例如，在图2A所示的实施方式中，可以将中心抽头连接件S2和S3完全消除，从而导致初级绕组从P1-P2和P3-P4耦合，而次级侧将由从S1-S4耦合的单个绕组组成(即，不使用中心抽头连接件S2和S3)。在另一个另选实施例中，并再次参照图2A，可以将中心抽头连接件P2和P3完全消除，从而导致次级绕组从S1-S2和S3-S4耦合，而初级侧将由从P1-P4耦合的单个绕组组成(即，不使用中心抽头连接件P2和P3)。本公开内容的普通技术人员将容易地认识到这些变体以及其他变体。
使用方法
由前述示例性缠绕工艺缠绕的I形芯体可以用于无数的应用中。具体地说，ICM(例如，连接器)实施方式可以利用本公开内容中描述的这些电感装置中的一个或多个。可与本文中所述的电感装置结合使用的ICM的实例包括但不限于2000年5月16日发布的题为“Highdensity connector modules having integral filtering components withinrepaired，replaceable submodules”的共同拥有的美国专利号6,062,908中描述的ICM；2003年7月1日发布的题为“Shielded microelectronic connector assembly and methodof manufacturing”的共同拥有的美国专利号6,585,540；2005年11月8日发布的题为“Advanced microelectronic connector assembly and method of manufacturing”的共同拥有的美国专利号6,962,511；和2007年7月10日发布的题为“Universal connectorassembly and method of manufacturing”的共同拥有的美国专利号7,241,181，其内容通过引用整体并入本文。
图3A示出一个这样的示例性多端口ICM300，ICM300包括以二乘四(2×4)方式布置的端口阵列302。端口302中的每一个可以具有适于连接到电信连接器领域中众所周知的插入式插头(例如，RJ45型)类型的一组导体304。应该理解，尽管示出了RJ45型应用，但是本公开内容的连接器模块决不限于此，或者以任何方式限于特定类型的电连接器(例如，可与其他连接器/插头类型或形式因素一起使用，无论是模块化还是其他形式)。图3B示出从前视图中移除了前壳体306的ICM300，使得后壳体308和电感装置组件310的各种特征可以随时可见(在这种情况下，示出其上可以安装有电感装置100的两个垂直定向基底)。
电感装置组件310可以容纳包括各种类型的可透磁芯体的多个电子部件。如前所述，根据本公开内容的原理组装的本文中所述的I形芯体可以与其他电感装置结合使用或替代其他电感装置。具体地说，I形芯体可以以几何布置的方式定位在组件310内的阵列(未示出)中，以便实现期望的最终应用信号调节功能。所使用的芯体的数量和芯体的定位可以根据组件或芯体的尺寸改变。现有技术中众所周知的其他类型的可透磁芯体也可以与例如图1C的电感装置结合使用。例如，在2010年9月3日提交的题为“Substrate InductiveDevices and Methods”的共同拥有的美国专利号8,591,262中描述了可以利用的诸如,尤其是环形芯体、缝合芯体和非环形芯体等部件，其内容通过引用整体并入本文。
应该认识到，虽然本公开内容的某些方面是根据具体的设计实施例进行描述的，但是这些描述仅仅是对更广泛的方法的说明，并且可以根据特定设计的要求进行修改。在某些情况下，某些步骤可以变为不需要的或选择性的。另外，可以将某些步骤或功能添加到所公开的实施方式，或者排列两个或更多个步骤的执行顺序。所有这些变化被认为包含在本文的公开和权利要求内。
虽然以上详细描述已经示出、描述并且指出了应用于各种实施方式的本公开内容的新颖特征，但是应该理解，所示装置或工艺的形式和细节的各种省略、替换和改变可由本领域的技术人员完成。前面的描述是目前设想的最佳模式。这个描述决不意味着限制，而应视为本公开内容一般原理的说明，其范围应参考权利要求书来确定。

Claims (20)

1.一种电感装置，所述电感装置包括：
芯体，所述芯体包括：轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分，其中所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上；
所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；
一对初级绕组，其中所述对中的每个初级绕组耦合到所述多个第一接口连接件中的一个和所述多个第二接口连接件中的一个；以及
一对次级绕组，其中所述对中的每个次级绕组耦合到所述多个第一接口连接件中的一个和所述多个第二接口连接件中的一个。
2.如权利要求1所述的电感装置，其还包括端盖芯体部分，所述端盖芯体部分与所述第一凸缘部分和所述第二凸缘部分二者耦合；
其中所述端盖芯体部分与所述第一凸缘部分和所述第二凸缘部分二者的所述耦合被配置来提供用于由流过所述一对初级和/或次级绕组的电流产生的磁通量的闭合磁路。
3.如权利要求2所述的电感装置，其中所述多个第一接口连接件包括：第一初级接口连接件、第一初级中心抽头接口连接件、第一次级接口连接件以及第一次级中心抽头接口连接件。
4.如权利要求3所述的电感装置，其中所述多个第二接口连接件包括：第二初级接口连接件、第二初级中心抽头接口连接件、第二次级接口连接件以及第二次级中心抽头接口连接件。
5.如权利要求4所述的电感装置，其中所述一对初级绕组包括：
第一初级绕组，所述第一初级绕组将所述第一初级接口连接件耦合到所述第二初级中心抽头接口连接件；以及
第二初级绕组，所述第二初级绕组将所述第一初级中心抽头连接件耦合到所述第二初级接口连接件。
6.如权利要求5所述的电感装置，其中所述一对次级绕组包括：
第一次级绕组，所述第一次级绕组将所述第一次级接口连接件耦合到所述第二次级中心抽头接口连接件；以及
第二次级绕组，所述第二次级绕组将所述第一次级中心抽头连接件耦合到所述第二次级接口连接件。
7.如权利要求6所述的电感装置，其中所述一对初级绕组和所述一对次级绕组以多个层的形式围绕所述芯体的所述轴向部分设置。
8.如权利要求7所述的电感装置，其中所述一对初级绕组设置在靠近所述芯体的所述轴向部分的层中，并且所述一对次级绕组设置在所述多个层的第二层中，靠近所述轴向部分的所述层位于所述芯体的所述轴向部分与所述多个层的所述第二层之间。
9.如权利要求7所述的电感装置，其中所述一对次级绕组设置在靠近所述芯体的所述轴向部分的层中，并且所述一对初级绕组设置在所述多个层的第二层中，靠近所述轴向部分的所述层位于所述芯体的所述轴向部分与所述多个层的所述第二层之间。
10.如权利要求7所述的电感装置，其中所述第一初级绕组设置在靠近所述芯体的所述轴向部分的层中，并且所述第二初级绕组设置在所述多个层的第二层中，靠近所述轴向部分的所述层位于所述芯体的所述轴向部分与所述多个层的所述第二层之间。
11.如权利要求10所述的电感装置，其中所述第一次级绕组设置在靠近所述芯体的所述轴向部分的所述层中，并且所述第二次级绕组设置在所述多个层的所述第二层中。
12.如权利要求7所述的电感装置，其中所述一对初级绕组和所述一对次级绕组设置在所述芯体的所述轴向部分上，以便增强所述绕组之间的磁和电容耦合。
13.如权利要求6所述的电感装置，其中所述多个第一接口连接件和所述多个第二接口连接件被配置来经由多条迹线与印刷电路板对接，所述多条迹线包括第一迹线，所述第一迹线将所述第一初级中心抽头接口连接件与所述第二初级中心抽头接口连接件耦合。
14.如权利要求13所述的电感装置，其还包括第二迹线，所述第二迹线将所述第一次级中心抽头接口连接件与所述第二次级中心抽头接口连接件耦合。
15.一种电子子组件，所述电子子组件包括：
印刷电路板；以及
电感装置，所述电感装置包括：
芯体，所述芯体包括：
轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分，其中所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上；
所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；
一对初级绕组，其中所述对中的每个初级绕组耦合到所述多个第一接口连接件中的一个和所述多个第二接口连接件中的一个；以及
一对次级绕组，其中所述对中的每个次级绕组耦合到所述多个第一接口连接件中的一个和所述多个第二接口连接件中的一个。
16.如权利要求15所述的电子子组件，其中所述多个第一接口连接件包括第一中心抽头连接件，并且所述多个第二接口连接件包括第二中心抽头连接件；
其中所述印刷电路板包括第一迹线，所述第一迹线在所述第一中心抽头连接件与所述第二中心抽头连接件之间延伸。
17.如权利要求16所述的电子子组件，其中所述多个第一接口连接件包括第三中心抽头连接件，并且所述多个第二接口连接件包括第四中心抽头连接件；
其中所述印刷电路板包括第二迹线，所述第二迹线在所述第三中心抽头连接件与所述第四中心抽头连接件之间延伸。
18.如权利要求17所述的电子子组件，其中所述第一中心抽头连接件和所述第二中心抽头连接件用于变压器的初级绕组，并且所述第三中心抽头连接件和所述第四中心抽头连接件用于所述变压器的次级绕组。
19.一种制造电感装置的方法，所述方法包括：
获得包括轴向部分、第一凸缘部分和第二凸缘部分的芯体，其中所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分设置在所述轴向部分的相反侧上，所述第一凸缘部分包括多个第一接口连接件，并且所述第二凸缘部分包括多个第二接口连接件；
将一对初级绕组中的第一初级绕组固定到所述第一凸缘部分；
将一对次级绕组中的第一次级绕组固定到所述第一凸缘部分；
同时，在第一方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第一绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕；
将所述一对初级绕组中的所述第一初级绕组固定到所述第二凸缘部分；以及
将所述一对次级绕组中的所述第一次级绕组固定到所述第二凸缘部分。
20.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括：
将所述一对初级绕组中的第二初级绕组固定到所述第二凸缘部分；
将所述一对次级绕组中的第二次级绕组固定到所述第二凸缘部分；以及
同时，在第二方向上将所述一对初级绕组和次级绕组中的所述第二绕组围绕所述芯体的所述轴向部分缠绕，所述第二方向与所述第一方向相反。
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