CN110268486B - 电感组件和制造电感组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电感组件(100)，该电感组件包括：支撑件(1)，该支撑件具有开放通道(12)，该开放通道(12)具有直部，该直部具有底面(13)和两个侧面(14、15)；可折叠PCB(2)，从而覆盖底面和侧面的至少一部分，PCB包括多个轨道(27)，各轨道在一对连接点(28a、28b)之间电连续；磁部件(3)，该磁部件可以被容纳到装配有PCB的通道中。PCB被设置为在折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个连接点电连接到第二轨道的连接点，以形成绕着磁部件的绕组并且将PCB和磁部件电感地耦合。

Description

电感组件和制造电感组件的方法
技术领域
本发明属于能量的技术领域。更具体地，本发明涉及在电与磁形式之间转换能量的电感组件。本发明还涉及制造这种组件的处理。
背景技术
通常，例如支持至少1千瓦的用于电力电子学应用的电感器或变压器由分立部件制成。这种部件可以是表面贴装的、通孔的、或者与电缆手动连接。这些部件具有低集成水平且昂贵，冷却困难，并且需要人工干预。
发明内容
技术问题
大部分集成电感器或变压器包括平面架构。具有平面架构的部件通常具有以下限制：
-不良铜填充，由于很少匝数和/或小铜截面而导致；
-高铜耗，由于直流(DC)、高频效应以及集肤效应、部件接近性和气隙的组合而导致；以及
-不良铜冷却。
另外，集成电感器和变压器的冷却是困难的。
其他结构包括嵌入式超环面架构，对于该架构，磁性材料的一个尺寸需要低于印刷电路板(PCB；即，通常小于2或3毫米)的厚度。因此，这种架构仅限于瓦特级以下的应用。
技术方案
本发明改善了该情形。
申请人提出一种电感组件，该电感组件包括：
-支撑件，该支撑件包括主面，开放通道形成在该主面中，通道具有至少一个直部，通道的底面将通道的至少两个侧面彼此连接；
-印刷电路板，印刷电路板可从平板形状折叠成折叠状态，从而覆盖通道的直部的底面的至少一部分和侧面的至少一部分，印刷电路板包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
-磁部件，该磁部件具有与通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸，使得在印刷电路板装配通道时，磁部件可以容纳到通道中。印刷电路板被设置为在折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个连接点电连接到第二轨道的连接点，以形成绕着磁部件的绕组并且将印刷电路板和磁部件电感地耦合。
这种组件具有高效率(很少损耗)、低磁性截面、低质量、小且适合的尺寸和形式、以及容易冷却，因而适于至少千瓦级(几安培的电流)。
电感组件可以包括单独或彼此组合的以下特征：
-印刷电路板包括主部，所述主部被设置为在折叠状态下围绕磁部件的所述部分。在这种实施方式中，单个PCB足够。不需要第二PCB。
印刷电路板是第一印刷电路板，并且包括主部，所述主部被设置为在折叠状态下仅部分围绕磁部件的所述部分，
各对的连接点在印刷电路板装配通道的状态下彼此离开，电感组件还包括：
-第二印刷电路板，该第二印刷电路板具有平板形式并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续，第二印刷电路板的形状和尺寸以及连接点的位置被互相设置为使得在磁部件设置到通道中时，第二印刷电路板可以组装到第一印刷电路板以一起围绕磁部件，并且使得第二印刷电路板的各对的两个连接点分别电连接到第一印刷电路板的第一轨道的连接点和第一印刷电路板的第二轨道的连接点，从而借助第二印刷电路板的轨道确保第一印刷电路板的点的电连接，以形成绕着磁部件的绕组并且将印刷电路板和磁部件电感地耦合。在这种实施方式中，第二PCB可以用于将其他元件连接到电感组件。
连接点包括能够两个两个地焊接的焊盘。这使得能够将一个连接点快速且容易地连接到其他连接点。
被印刷电路板覆盖的通道至少包括长度超过1厘米的直部。这使得能够获得具有高效率的电感组件。
轨道包括嵌入印刷电路板内部的线。这使得能够具有大截面的导电元件，以在具有小尺寸的电感装置的同时支持高功率。
连接点中的至少一些连接点与印刷电路板的对应轨道之间的连接是用垂直互连接入来执行的，使得在将印刷电路板设置在磁部件上方时，能够电子地接纳部件。这种电感组件可以用作用于其他电子部件的支撑件。
电感组件还包括至少一个功率半导体元件，该至少一个功率半导体元件至少部分在侧面中的一个的上方位于印刷电路板上或嵌入到印刷电路板中。这种结构增强借助侧面进行的散热。
支撑件包括核心部、内壁以及外壁，内壁和外壁从核心部突出，开放通道被限定在内壁与外壁之间。因此，靠近通道形成空间，并且其他电子部件可以设置在电感组件的厚度上。
电感组件还包括至少一个电容器，该至少一个电容器固定在印刷电路板的被定向为朝向支撑件的面上且在外壁的外侧和/或内壁的内侧。可以在没有电感组件的总厚度的任何增大的情况下设置电容器。
在本发明的第二方面中，申请人提出了一种要组装的部件的套件，这些部件包括以下部件当中的、互相兼容以形成根据前述权利要求中任一项的组件的至少两个部件：
-支撑件；
-第一印刷电路板；
-磁部件；以及
-第二印刷电路板。
在本发明的第三方面中，申请人提出了一种制造电感组件的方法，该方法包括以下步骤：
a)设置支撑件，该支撑件包括主面，开放通道形成在该主面中，通道具有至少一个直部，通道的底面将通道的两个侧面彼此连接；
b)在支撑件上设置印刷电路板，该印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
c)将支撑件和印刷电路板向彼此挤压，使得折叠印刷电路板，并且使得印刷电路板覆盖支撑件的通道的至少直部的底面和侧面；
d)在印刷电路板装配于通道时，将具有与通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸的磁部件提供到通道中，以及
实施以下步骤e1和f1或以下步骤e2和f2：
e1)将第二印刷电路板组装到印刷电路板且组装在组装磁部件上方，该第二印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
f1)将第二印刷电路板的各对的两个连接点分别电连接到第一印刷电路板的第一轨道的连接点和第一印刷电路板的第二轨道的连接点，以形成绕着磁部件的绕组并且将印刷电路板和磁部件电感地耦合；
e2)将印刷电路板在磁部件上方的部分折叠；
f2)将第一轨道的至少一个连接点电连接到第二轨道的连接点，以形成绕着磁部件的绕组并且将印刷电路板和磁部件电感地耦合。
其他特征、细节以及优点将在以下详细描述中和附图上示出。
附图说明
[图1]图1是在组装处理之前的、包括根据本发明的组件的部件的截面图。
[图2]图2是在图1的部件的组装处理的中间步骤期间的截面图。
[图3]图3是图1的部件的组件的截面图。
[图4]图4是根据本发明的组件的截面图。
[图5]图5是根据本发明的磁部件的立体图。
[图6]图6是根据本发明的支撑件的截面图。
[图7]图7是根据本发明的组件的PCB的顶视图。
[图8]图8是根据本发明的组件的PCB的底视图。
[图9]图9是根据本发明的组件的示意部分截面图。
[图10]图10是根据本发明的组件的示意部分截面图。
[图11]图11是根据本发明的组件的示意部分截面图。
[图12]图12是组装之前的图11的组件的部件的截面图。
[图13]图13是图12的部件的顶视图。
[图14]图14是图12的部件的底视图。
具体实施方式
附图和以下详细描述本质上包含一些确切元素。它们可以用于增强理解本发明，而且在必要时限定本发明。应理解，除了附图，难以详尽地描述装置的三维结构的一些细节。
在下文中，词语“环形的”用于几何地限定具有贯通开口的形式(3D)或形状(2D)(或闭合环、闭环)，而不管外形如何。换言之，词语“环形的”不必然严格解释为具有圆形/圆柱形含义。
图1至图5对应于电感组件100的第一实施方式。电感组件100包括：
-支撑件1；
-第一印刷电路板(PCB)2；
-磁部件3；以及
-第二PCB 4。
支撑件1包括形成至少一个开放通道12的主面11。通道12具有至少一个直部。通道12可以具有环形形式，该环形形式意指闭合回路形式，例如，细长形式或椭圆形形式。通道12，并且特别是直部，具有底面13、内侧面14以及外侧面15。底面13将内侧面14和外侧面15彼此连接。
在示例中，通道12包括大致平行的两个直部。通道12的截面大致恒定且为矩形。底面13、内侧面14以及外侧面15中的每个是平面的。底面13平行于主面11。底面13垂直于内侧面14和外侧面15。如之后将说明的，这种形式特别适于接纳折叠的PCB。
在各种实施方式中，通道12可以具有不同形式。例如，通道12可以具有大体超环面形式，该形式具有至少直部和磨圆截面。该截面还可以至少部分磨圆和/或包含圆角。通道12可以具有单个直部。优选地，直部具有超过1厘米的长度。
在各种实施方式中，通道12可以是不连续的。例如，图1至图4所示的两个直部可以不连接(不经由通道12的磨圆部而通过其端部连结)。在这种情况下，两个直部还可以被视为两个不同通道。在任意情况下，通道12能够至少部分接纳磁部件3。
在图1至图5的实施方式中，支撑件1包括核心部16、内壁17以及外壁18。内壁17和外壁18从核心部16突出。通道12被限定在内壁17与外壁18之间。通道12在核心部16上方。除了通道12之外的自由空间使得能够将其他部件设置为靠近通道12。内壁17和外壁18可以被视为支撑件1的翅片。
图6示出了支撑件1的各种实施方式。在两个附图中使用的相同附图标记指代类似的对象，包括对于两个不同实施方式。支撑件1包括核心部16。没有壁从核心部16突出。通道12嵌入核心部16内部。这种通道12可以由核心部16的任意相关加工(例如，由材料收缩，诸如铣削)来获得。支撑件1在具有良好机械强度的同时可以是薄的。
第一PCB 2可从例如在图1上示出的平面状态折叠到例如在图2、图3以及图4上示出的折叠状态。第一PCB 2的平面状态对应于不活动状态，例如在第一PCB 2的制造期间和在将其与组件100的其他元件组装之前。在平面状态下，第一PCB 2具有大体平板形状。第一PCB 2被设置为在对应于折叠状态的工作状态下装配通道12。在折叠状态下，第一PCB 2至少部分覆盖通道12的至少直部的底面13、内侧面14以及外侧面15。
在图1至图5的实施方式中，组件100包括两个类似的第一PCB 2，各第一PCB适于设置在通道12的各直部。
第一PCB 2包括至少支撑层21和至少一个导电层22。在各种实施方式中，第一PCB可以包括多层，该多层包括多个导电层。
第一PCB 2包括多个主部：
-底部23，该底部计划为覆盖通道12的底面13；
-内侧部24，该内侧部计划为覆盖通道12的内侧面14；以及
-外侧部25，该外侧部计划为覆盖通道12的外侧面15。
各主部23、24、25(在与图1至图4的平面方向垂直的方向上)的长度与要覆盖的各表面的长度对应地选择。如果在超过通道12的直部的支撑件1上没有障碍物，则底部23的长度可以超过直部的长度。
各主部23、24、25的宽度与要覆盖的各表面的宽度对应地选择。底部23的宽度低于底面13的宽度，以启用插入(参见图2)。在图1至图5的实施方式中，侧部24、25的宽度超过通道12的深度(侧面14、15的高度)。在工作状态下，侧部24、25从通道12突出(参见图2)。这促进如下文描述的电连接。在各种实施方式中，侧部24、25不从通道12突出。
底部23由第一PCB 2的各折线26与内侧部24(相应地与外侧部25)限定。在图1至图5的实施方式中，各折线26因支撑层21的不连续性而产生。换言之，支撑层21由不同部分组成。各折线26通过在各主部23、24、25的支撑层21之间形成间隙来物理地获得。相邻的主部23、24、25仅由导电层22机械地彼此连接。在这种实施方式中，支撑层21由多个远的部件制成。在各种实施方式中，折线26可以通过将槽形成到支撑层21中来获得。折线26对应于厚度薄于支撑层21的剩余部分的、支撑层21的部分。这种槽可以由加工(例如通过使材料收缩)来获得。在这种实施方式中，支撑层21至少在第一PCB 2的平面状态下被制成一体部件。
第一PCB 2，并且特别是导电层22，包括一组轨道27。各轨道27与其他轨道电隔离。各轨道27在一对连接点28a、28b之间电连续。在第一PCB 2装配通道12的状态下，各对的连接点28a、28b被定位为都离开底面13并分别在通道12的内侧面14和外侧面15上。在平面状态下，各轨道27大致沿第一PCB 2的宽度方向延伸。各轨道27的相对端形成连接点28a、28b。连接点28a、28b被定位为接近与分别在内侧部24和外侧部25上的底部23相对的边缘。
各轨道27被设置为形成部分绕组，该部分绕组在工作状态下和磁部件3电感地耦合的方式部分地围绕磁部件3的一部分。组的轨道27可以大致彼此平行。一组轨道27可以沿宽度方向定向或相对于宽度方向稍微成角度，例如±20°。
在图1至图5的实施方式中，连接点28a、28b在工作状态下超过通道12突出。
根据图1至图4的实施方式，轨道27跨折线26，在底部23与内侧部24之间，并且在底部23与外侧部25之间。跨折线26的轨道27的部分可以是部分23、24、25之间的单个机械链接。在各种实施方式中，为了在可折叠的同时强化第一PCB 2，可以添加补充机械链接。轨道27被设置为支持从第一PCB 2的平面状态到工作状态的至少一个折叠移动。轨道27跨折线26的部分可以包括例如挠性线或挠性带状电缆。为了提高第一PCB 2的机械强度，可以添加另外的元件。这种元件可以具有与轨道27类似的结构，即使这种轨道不具有电功能。
在图1至图4的实施方式中，第一PCB 2被设置成已折叠，使得导电层22在折叠角的内面上，这意指在通道12的内侧上。降低了导电层22(并且特别是轨道27)的折叠操作期间的劣化风险。从而，在折叠操作期间和之后，保留了穿过折线26从一个部分到另一个部分的电连续性。另外，需要跨折线26的导电材料(这里为铜)的长度低于在导电材料被计划为在折角的外侧上时。在包括多个导电层的实施方式中，优选地还由最靠近折角的内面的导电层确保两个相邻部分之间的电连续性。
在各种实施方式中，导电层中的至少一个可以设置在折角的外面上，该外面包括具有轨道27的导电层并确保第一PCB 2的主部之间的电连续性。
当形成组件100时，第一PCB 2从其平面状态折叠到其折叠状态，并且设置在支撑件1的通道12内部。这可以通过将支撑件1和第一PCB 2向彼此挤压来在单个步骤中进行。例如在图2中示出了这种步骤的结果。在折叠状态下，第一PCB 2具有U形截面。然后，插入磁部件3。
磁部件3包括至少一个直部11。磁部件3的形式和尺寸被选择为与通道12配合。
图5上的单独立体图中也示出了图1上所示的磁部件3。在图5的示例中，磁部件3包括两个直部31。磁部件3具有环形形式，该环形形式意指闭合回路形式，更具体地为细长形式或椭圆形形式。两个直部31大致平行。磁部件3的截面大致恒定且为矩形。各直部31具有四个平面表面。磁部件至少部分由具有铁磁特性的材料(例如，铁粉或铁氧体)组成。
在各种实施方式中，磁部件3可以具有与通道12的形式和尺寸配合的不同形式和尺寸。例如，磁部件3可以具有大体超环面形式，其具有至少一个直部31和磨圆截面。该截面还可以至少部分磨圆和/或包含圆角。磁部件3可以具有单个直部31。优选地，直部31具有超过1厘米的长度。磁部件3还可以具有非环形形式。例如，磁部件3可以具有杆的形式，该形式可以为完全直的。组件100还可以包括多个不同磁部件3，各磁部件对应于不同通道12。
在图5的示例中，磁部件3为固体的且被制成单个部件。在各种实施方式中，磁部件3可以由多个固体部件组成，例如，两个平行六面体和两个半环。磁部件3还可以例如通过使用流体磁性材料(诸如粉末或粉末与树脂和/或胶水的组合)来直接成型到通道12中。可以使用模具的另外部分。针对磁性材料，成型还可以包括固化，该固化优选地在低于200℃的温度下进行。
一旦第一PCB 2装配于支撑件1的通道12，则磁部件3被容纳到通道12中。
在图1至图4以及图7至图8的示例中，磁部件3然后由第二PCB 4封装在通道12中。在图11至图14的示例中，磁部件3然后在没有任何第二PCB时由第一PCB 2的补充主部(被称为覆盖部40)封装在通道12中。在下文中，将参照图1至图4描述第二PCB 4。
第二PCB 4不被计划为折叠的。第二PCB 4在不活动状态和工作状态下具有平板形式。组件100包括适于设置在通道12的两个直部上方的单个第二PCB 4。
第二PCB 4包括至少支撑层41和至少一个导电层42。在附图的实施方式中，第二PCB 4包括多层，该多层包括多个导电层：底部导电层42和顶部导电层44。在具有多个导电层的实施方式中，第二PCB 4还包括层之间的电连接，例如垂直互连接入49(VIA)。
在附图的实施方式中，为了超出通道12的直部延伸，选择第二PCB 4的形式和尺寸。这提供与其他电部件连接的大表面。在各种实施方式中，形式和尺寸可以不同。例如，第二PCB 4可以适于仅覆盖通道12的直部。组件可以包括两个或多个不同的第二PCB 4。
第二PCB 4，并且特别是底部导电层42，包括一组轨道47。各轨道47与其他轨道电隔离。各轨道47电连续且连接在一对连接点48a、48b之间。连接点48a、48b被设置为在工作状态下电连接到第一PCB 2的连接点28a(相应地为28b)。在工作状态下，第二PCB 4的各对的两个连接点48a、48b分别电连接到第一PCB 2的第一轨道27的连接点28a和第一PCB 2的第二轨道27的连接点28b。因此，连接在一起的一组轨道27和47形成单个连续轨道，所述单个轨道形成围绕磁部件3的直部31的绕组或环。
在图1至图4的实施方式的工作状态下，各轨道47大致沿通道12的宽度方向延伸。各轨道47的相对端被定位为接近内侧部24，相应地接近通道12的外侧部25。各轨道47被设置为形成部分绕组，该部分绕组在工作状态下以与磁部件3电感地耦合的方式部分地围绕磁部件3的一部分。组的轨道47可以大致彼此平行。组的轨道47可以沿宽度方向定向或相对于宽度方向稍微成角度，例如±20°。
在图1至图4的实施方式中，第二PCB 4包括贯通开口45，这里为槽的形式。开口45被设置为使得能够与第一PCB 2的从通道12突出的部分配合(参见图3)。在组装的步骤中，第一PCB 2的将从通道12突出的端部插入穿过第二PCB 4的开口45，直到第二PCB 4被置于支撑件1的内壁17和外壁18的自由端上和磁部件3上。
第一PCB 2的端部与到第二PCB 4中的开口45的配合使得能够调节第一PCB 2和第二PCB 4的相对位置。这里，图1和图3所示的四个开口中的每个由单个连续槽制成。第一PCB2的对应部分是连续的。在各种实施方式中，各开口45由不连续槽制成，并且第一PCB 2的对应部分由对应的舌片制成。从通道12突出的第一PCB 2的部分可以具有垛口形状。
如上所述，第一PCB 2的连接点28a、28b在图1至图4的实施方式的工作状态下在第二PCB 4上方。第二PCB 4的连接点48a、48b被包括到顶部导电层44中。连接点28a、28b与连接点48a、48b之间的电连接可以通过添加焊接点51来增强(参见图3)。在这种实施方式中，焊接点的添加可以在设置第二PCB 4之后由已知技术容易地进行。
在各种实施方式中，连接点28a、28b和/或48a、48b包括能够两个两个地焊接的焊盘(还见图11至图14)。在附图所示的构造中，连接点28a、28b与连接点48a、48b大致垂直地延伸。
在图1至图4的实施方式中，第二PCB 4包括VIA49，该VIA确保包括轨道47的底部导电层42与包括连接点48a、48b的顶部导电层44之间的电连接。VIA 49中的至少一些确保底部导电层42的轨道47与顶部导电层44的连接点48a、48b之间的导电性。
在各种实施方式中，包括第一PCB 2的侧部24、25不从通道12突出的情况，形成绕组的两个PCB 2、4的轨道27、47之间的电连接可以不同。例如，组件100可以还包括线和/或插头-插座装置。
为了在组件100处于工作状态时形成绕着磁部件3的直部31的绕组，一起选择轨道27、47的布局。由一组轨道27、47形成的单个且连续的轨道沿绕着磁部件3的恒定旋转方向延伸。当组件100处于工作状态时且当电流在单个且连续的轨道中循环时，环的所感应磁场在不抵消它们自己的情况下叠加，使得各直部的绕组在电和磁上是高效的。
图3示出了在设置第二PCB 4之后的组件100。图4示出了被标记为61的元件与计划接纳散热器的空间对应的同一组件100。在这种构造中，散热器靠近在环形形式的磁部件3内部包括的电感耦合。外部空间61还可以用于将至少一个电容器定位在朝向支撑件1的、第二PCB 4的面上。
一旦设置在磁部件3上方，则第二PCB 4能够电子地接纳部件。图4上的体积63、64以及65可以用于将表面贴装装置(SMD)连接到顶部导电层44，例如功率半导体元件和门驱动器。体积63和64分别部分在外壁18及其外侧面15与内壁17及其内侧面14上方。在实施方式中，体积63和64用于设置至少一个功率半导体元件。设置在内壁17和/或外壁18上方的元件的冷却特别高效。在各种实施方式中，内壁17和/或外壁18并因此还有内侧面14和/或外侧面15可以不垂直于支撑件1的主平面。例如，内侧面14和/或外侧面15可以与支撑件1的主面11形成角度，该角度被包括在45°与90°之间。通道12的截面可以成喇叭形。例如，通道12可以具有从通道12的底部朝向通道的口增大或反之亦然的宽度。这种通道12可以由挤出工艺来获得。
在其他实施方式中，如图9所示，通道12的截面可以与四边形不同。例如，支撑件1包括在底面13与侧面14、15之间的中间面70。换言之，通道12可以包括多于两个侧面。在这种实施方式中，第一PCB 2包括对应的部分。在这种实施方式中，折角可以小于90°。降低了穿过折线26的电连接的劣化的风险。
PCB 2、4可以至少部分由已知和/或自动化技术在不活动和平面状态下制造。支撑层21、41优选地是刚性的。措词刚性意指支撑层可以被破坏，而不是被弯折。例如，支撑层21、41可以由玻璃增强环氧树脂制成。支撑层21、41的刚性提高三维结构的良好机械强度。如上面说明的，第一PCB 2的支撑层21可以由形成折线26的薄条制成。只要保留轨道27从一个部分到另一个部分的电连续性，就可以在组件100的组装处理期间沿着两个相邻部分的公共折线26至少部分破坏这两个相邻部分。这里，支撑层21、41的厚度超过或等于0.8毫米。
导电层22、42、44以及轨道27、47的布局可以由已知方法(例如，由选择性电化学铜蚀刻或选择性电化学铜沉积)形成。优选地，支撑层27、47的厚度超过或等于105微米。
在一些实施方式中，PCB 2、4的轨道27、47还可以包括嵌入支撑层21、41中的线或多个线。例如，WO 2006/077163、WO 2006/077164以及WO 2006/077167描述了在计划支持电力的功率水平的PCB中或上形成轨道的方法。
图7示出了在不活动和平面状态下从顶部观察的第一PCB 2的实施方式。图8示出了在平面状态下从下方观察的第二PCB 4的实施方式。第一PCB 2和第二PCB 4可兼容。
在图7上，没有与通道12的弯曲部对应的切割。因此，图7的实施方式仅在通道12是不连续(从内壁17和外壁18的弯曲部剥夺)的情况下可以与图1至图4的实施方式可兼容。
在组装状态下，沿着折线26折叠图7的第一PCB 2的四个襟翼。回到图8的第二PCB4，使得图8的点X设置在图7的点X上，并且图8的点Y设置在图7的点Y上。然后，轨道27电连接到轨道47。根据图7和图8所示的轨道27、47的布局，第一PCB 2和第二PCB 4的组装产生两个对称的线圈，各线圈由单个轨道制成，各单个轨道由轨道27和47连续且交替地组成。
在图10的实施方式中，内壁和外壁17、18在工作状态(在图10中向上)下从第二PCB4突出。外壁17、18包括朝向通道12的对面(在图10上为向左和向右)突出的翅部75。翅部75可以用作设置第二PCB 4的支撑部。在图10所示的实施方式中，外壁17、18和翅部75与支撑件1制成整体。外壁17、18以及翅部75上的突出部增强热疏散。这仅是支撑件1的示例。在各种实施方式中，支撑件1的其他结构可以旨在增强热疏散，例如散热片。
在上述实施方式中，磁部件3的直部被第一PCB 2和第二PCB 4的组件围绕。在如图11至图14所示的实施方式中，电感组件100包括单个PCB 2，并且不包括第二PCB 4。通过比较，第二PCB 4由PCB 2的第四主部(覆盖部40)代替。
这里，覆盖部40由另外的折线26连接到外侧部25。内侧部24宽于外侧部25，使得内侧部24的端部在工作状态下从覆盖部40突出。通过与上述实施方式相比，第一(且单个)PCB2的轨道27绕着磁部件3连续。在安装操作期间，连接点28a各连接到对应的连接点28b。
在图11至图14的示例中，覆盖部40包括与其他主部23、24、25的支撑层和导电层类似且包括第一PCB 2的轨道27的端部的支撑层和导电层。换言之且如图13所示，各轨道27从主部24到覆盖部40电连续地且穿过底部23、外侧部25以及折线26地延伸。轨道27本质上在第一PCB 2的顶部主面上延伸，该顶部主面与在工作状态下朝向磁部件3定向的面对应。各轨道27在覆盖部40中还包括在第一PCB 2的底部主面上的端部(参见图14)。覆盖部40包括两个导电层之间的电连接，以确保各轨道27的电连续性，例如垂直互连接入49(VIA)。
在图11至图14所示的实施方式中，在没有第二PCB 4和轨道48时，轨道27的连接点28a和28b被设置为直接彼此连接。第一轨道27的各连接点28a被设置为电且直接地连接到第二轨道27的连接点28b，以形成绕着磁部件3的绕组并且将第一PCB 2和磁部件3电感地耦合。因此，连接在一起的一组轨道27形成单个连续轨道，所述单个连续轨道形成围绕磁部件3的直部31的绕组或环。所述单个连续轨道的两端对应于两个不同轨道27的两个连接点28a、28b，并且在附图13和14上被参考为50。在工作状态下，两个连接点50用于将组件100电连接到其他部件。
在图11、图14的实施方式中，轨道27大致彼此平行。各轨道27在第一PCB 2的顶面上的部分沿宽度方向定向。在底面上的小部分相对于宽度方向成角度。这促进在工作状态下的两个相邻轨道27的连接点28a、28b之间的电连接。在各种实施方式中，轨道27的布局可以在使得能够形成围绕磁部件3的直部31的绕组或环的同时不同。例如，轨道27可以相对于宽度方向稍微成角度，例如±20°。
为了帮助理解，在图13和图14的示例中仅示出了三个轨道27。轨道27的数量并因此绕着磁部件3的环的数量可以不同于三个，并且针对需要来调整。
在图11至图14的实施方式的工作状态下，各连接的一对连接点28a、28b包括焊接点51。在这种实施方式中，焊接点的添加可以在将覆盖部40设置在磁部件3上方之后由已知技术容易地进行(参见图11)。
在各种实施方式中，连接点28a、28b包括能够两个两个地焊接的焊盘。在图11至图14所示的构造中，连接点28a与连接点28b大致垂直地延伸。
为了在组件100处于工作状态时形成绕着磁部件3的直部31的绕组，选择轨道27的布局。由一组轨道27形成的单个且连续的轨道沿绕着磁部件3的恒定旋转方向延伸。当组件100处于工作状态时且当电流在单个且连续的轨道中循环时，环的所感应磁场在不抵消它们自己的情况下叠加，使得各直部的绕组在电和磁上是高效的。
一旦设置在磁部件3上方，则覆盖部(像第二PCB 4)能够电子地接纳部件。例如，底部导电层可以包括计划接纳其他电子部件的其他轨道。
可以组合图7所示的实施方式的第一PCB 2与图11至图14的实施方式的第一PCB2，例如以在不需要图8的第二PCB 4的情况下获得单个可折叠PCB。例如，双襟翼可以代替图7所示的各对的两个单襟翼中的一个。
这里描述的电感组件的实施方式的特征可以彼此组合。本质上，关于第二PCB 4描述的大多数特征可以转置到第一PCB 2的覆盖部40。这种电感组件的优点是高适应性：电感组件的形式和尺寸可以针对可用体积、需要以及最终用途来设置。本领域技术人员将容易地理解，根据本发明的电感组件的其他实施方式可以在提供类似电磁功能的同时具有与在附图上由此示出的非常不同的形式和尺寸。
当组件100与其他电子部件组合时，申请人注意到，散热对于电感装置本身而且对于相邻电部件(诸如电容器和半导体)特别高效。
组件100可以用于例如形成变压器或电感器。支撑件1、第一PCB 2、第二PCB 4(如果必要)以及磁部件3可以单独设置或设置为套件。这种套件可以仅包括元件中的一个、其组合和/或要组装的其他物品(例如，电子部件)。在要使用之前，所述元件(特别是第一PCB2)可以保持处于平面状态，例如在制造、存储和/或运输期间。
在关于图1至图8描述的实施方式中，在通道12的底部中设置的PCB可折叠，而在通道12上方设置的PCB不可折叠。在各种实施方式中，这可以相反：在通道12的底部中设置的PCB不可折叠，例如被制成单个平面部件，而在通道12上方设置的PCB可折叠，使得侧部垂直插入通道内部并围绕磁部件3。在其他实施方式中，组件100和/或形成组件100的套件包括至少一个可折叠PCB且可选地和一个或多个不可折叠PCB，这些不可折叠PCB被设置为组装到可折叠PCB并形成感应地耦合到磁部件的绕组。
已知电感装置(特别是由此针对至少千瓦级(几安培的电流)设计的)具有大磁性截面、大体积、大质量而且难以冷却。已知电感装置通常通过组装多个分立部件来制成。由于用于各分立部件的有限数量的模型及其每次的可用性，各工业行为人通常必须在针对各应用的最佳技术特征(理论上的)与个体部件的成本(经济现实)之间进行折中。电感装置的适应性非常有限。根据具有可折叠PCB的电感装置1，可以针对各应用容易并精确地选择各电感装置的具体特征。将理解，精确特征几乎是不受限制的(特别是可折叠PCB 2的数量、形状以及尺寸、轨道27、47的截面和布局、磁部件的形式和尺寸、各种冷却选项的构造)。
另外，这种组件100的制造可以高度或全部自动化。这使得能够降低制造成本。
组件100可以如下制造：
-设置支撑件1，该支撑件包括形成开放通道12的主面11。通道12具有至少一个直部，通道12的底面13将通道12的两个侧面14、15彼此连接，
-在支撑件1上设置PCB 2，该PCB具有平板形状并且包括多个轨道27，各轨道27在一对连接点28a、28b之间电连续；
-将支撑件1和PCB 2向彼此挤压，使得PCB 2被折叠，并且PCB 2覆盖支撑件1的通道12的至少直部的底面13和侧面14、15；
-设置磁部件3，该磁部件具有与通道12的形状和尺寸对应的形状和尺寸，使得一旦PCB 2装配通道12，则磁部件可以到通道12中。
制造工艺的剩余部分依赖于组件100的实施方式。
对于包括至少第二PCB的实施方式(例如，图1至图8的实施方式)：
-将第二印刷电路板(PCB)4组装到PCB(第一PCB 2)和磁部件3上方，该第二PCB 4具有平板形状并且包括多个轨道47，各轨道47在一对连接点48a、48b之间电连续；以及
-将第二PCB 4的各对的两个连接点48a、48b分别电连接到第一PCB 2的第一轨道27的连接点27a和第一PCB 2的第二轨道27的连接点27b，以形成绕着磁部件3的绕组并且将两个PCB 2、4和磁部件3电感地耦合。
对于包括单个PCB来形成电感绕组的实施方式(例如，图11至图14的实施方式)：
-将PCB 2(第一且单个PCB)在磁部件3上方的覆盖部40折叠；以及
-将第一轨道27的至少一个连接点28a电连接到第二轨道27的连接点28b，以形成绕着磁部件3的绕组并且将PCB 2和磁部件3电感地耦合。
工艺还可以包括如上面说明的形成折线26。为了增强组件100的部件之间的散热，可以添加导热材料，例如膏。
本发明不限于仅是示例的、这里描述的部件、组件、套件以及工艺。本发明包含本领域技术人员将设想在以下权利要求范围内的每个另选方案。

Claims (11)

1.一种电感组件，该电感组件包括：
支撑件，该支撑件包括主面，在该主面中形成开放通道，所述通道具有至少一个直部，所述通道的底面将所述通道的至少两个侧面彼此连接；
第一印刷电路板，所述第一印刷电路板能够从平板形状折叠成折叠状态，从而覆盖所述通道的所述直部的所述底面的至少一部分和所述侧面的至少一部分，所述第一印刷电路板包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
磁部件，该磁部件具有与所述通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸，使得在所述第一印刷电路板装配于所述通道时，所述磁部件能够容纳到所述通道中，
所述第一印刷电路板被设置为在所述折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个第一连接点电连接到第二轨道的第二连接点，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
所述第一印刷电路板包括主部，所述主部被设置为在所述折叠状态下仅部分围绕所述磁部件的所述部分，
所述第一印刷电路板的所述轨道的各对的所述连接点在所述第一印刷电路板装配于所述通道的状态下彼此远离，
所述电感组件还包括：
第二印刷电路板，该第二印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，所述第二印刷电路板的各轨道在一对连接点之间电连续，所述第二印刷电路板的形状和尺寸以及所述第二印刷电路板的所述连接点的位置被互相设置为使得所述第二印刷电路板能够组装到所述第一印刷电路板以在所述磁部件设置到所述通道中时一起围绕所述磁部件，并且使得所述第二印刷电路板的各对的所述一对连接点分别电连接到所述第一印刷电路板的第一轨道的第一连接点和所述第一印刷电路板的第二轨道的第二连接点，从而借助所述第二印刷电路板的所述轨道确保所述第一印刷电路板的所述连接点的电连接，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板、第二印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
其中，所述连接点中的至少一些连接点与所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板的对应轨道之间的连接是用垂直互连接入来实现的，使得所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板一旦设置在所述磁部件上方，则能够电子地接纳部件。
2.一种电感组件，该电感组件包括：
支撑件，该支撑件包括主面，在该主面中形成开放通道，所述通道具有至少一个直部，所述通道的底面将所述通道的至少两个侧面彼此连接；
第一印刷电路板，所述第一印刷电路板能够从平板形状折叠成折叠状态，从而覆盖所述通道的所述直部的所述底面的至少一部分和所述侧面的至少一部分，所述第一印刷电路板包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
磁部件，该磁部件具有与所述通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸，使得在所述第一印刷电路板装配于所述通道时，所述磁部件能够容纳到所述通道中，
所述第一印刷电路板被设置为在所述折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个第一连接点电连接到第二轨道的第二连接点，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
所述第一印刷电路板包括主部，所述主部被设置为在所述折叠状态下仅部分围绕所述磁部件的所述部分，
所述第一印刷电路板的所述轨道的各对的所述连接点在所述第一印刷电路板装配于所述通道的状态下彼此远离，
所述电感组件还包括：
第二印刷电路板，该第二印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，所述第二印刷电路板的各轨道在一对连接点之间电连续，所述第二印刷电路板的形状和尺寸以及所述第二印刷电路板的所述连接点的位置被互相设置为使得所述第二印刷电路板能够组装到所述第一印刷电路板以在所述磁部件设置到所述通道中时一起围绕所述磁部件，并且使得所述第二印刷电路板的各对的所述一对连接点分别电连接到所述第一印刷电路板的第一轨道的第一连接点和所述第一印刷电路板的第二轨道的第二连接点，从而借助所述第二印刷电路板的所述轨道确保所述第一印刷电路板的所述连接点的电连接，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板、第二印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
所述电感组件还包括至少一个功率半导体元件，该至少一个功率半导体元件至少部分在所述侧面中的一个的上方位于所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板上或嵌入到所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板中。
3.根据权利要求1或2所述的电感组件，
其中，所述支撑件包括核心部、内壁以及外壁，所述内壁和所述外壁从所述核心部突出，所述开放通道限定在所述内壁与所述外壁之间。
4.一种电感组件，该电感组件包括：
支撑件，该支撑件包括主面，在该主面中形成开放通道，所述通道具有至少一个直部，所述通道的底面将所述通道的至少两个侧面彼此连接；
第一印刷电路板，所述第一印刷电路板能够从平板形状折叠成折叠状态，从而覆盖所述通道的所述直部的所述底面的至少一部分和所述侧面的至少一部分，所述第一印刷电路板包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
磁部件，该磁部件具有与所述通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸，使得在所述第一印刷电路板装配于所述通道时，所述磁部件能够容纳到所述通道中，
所述第一印刷电路板被设置为在所述折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个第一连接点电连接到第二轨道的第二连接点，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
所述第一印刷电路板包括主部，所述主部被设置为在所述折叠状态下仅部分围绕所述磁部件的所述部分，
所述第一印刷电路板的所述轨道的各对的所述连接点在所述第一印刷电路板装配于所述通道的状态下彼此远离，
所述电感组件还包括：
第二印刷电路板，该第二印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，所述第二印刷电路板的各轨道在一对连接点之间电连续，所述第二印刷电路板的形状和尺寸以及所述第二印刷电路板的所述连接点的位置被互相设置为使得所述第二印刷电路板能够组装到所述第一印刷电路板以在所述磁部件设置到所述通道中时一起围绕所述磁部件，并且使得所述第二印刷电路板的各对的所述一对连接点分别电连接到所述第一印刷电路板的第一轨道的第一连接点和所述第一印刷电路板的第二轨道的第二连接点，从而借助所述第二印刷电路板的所述轨道确保所述第一印刷电路板的所述连接点的电连接，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板、第二印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
其中，所述支撑件包括核心部、内壁以及外壁，所述内壁和所述外壁从所述核心部突出，所述开放通道限定在所述内壁与所述外壁之间，
所述电感组件还包括至少一个电容器，该至少一个电容器固定在所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板的被定向为朝向所述支撑件的面上且在所述外壁的外侧和/或所述内壁的内侧。
5.根据权利要求1-2、4中任一项所述的电感组件，
其中，所述连接点包括能够两个两个地焊接的焊盘。
6.根据权利要求1-2、4中任一项所述的电感组件，
其中，由所述第一印刷电路板覆盖的所述通道至少包括长度超过1厘米的直部。
7.根据权利要求1-2、4中任一项所述的电感组件，
其中，所述轨道包括嵌入所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板内部的线。
8.一种要组装的部件的套件，这些部件包括以下部件当中的互相兼容以形成根据权利要求1-7中任一项所述的电感组件的至少两个部件：
所述支撑件；
所述第一印刷电路板；
所述磁部件；以及
所述第二印刷电路板。
9.一种制造电感组件的方法，该方法包括以下步骤：
a）设置支撑件，该支撑件包括主面，在该主面中形成有开放通道，所述通道具有至少一个直部，所述通道的底面将所述通道的至少两个侧面彼此连接；
b）在所述支撑件上设置第一印刷电路板，该第一印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
c）将所述支撑件和所述第一印刷电路板向彼此挤压，使得折叠所述第一印刷电路板，并且使得所述第一印刷电路板覆盖所述支撑件的所述通道的至少所述直部的所述底面和所述侧面；
d）在所述第一印刷电路板装配于所述通道时，将具有与所述通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸的磁部件提供到所述通道中，其中，所述第一印刷电路板被设置为在所述折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个第一连接点电连接到第二轨道的第二连接点，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
其中，所述第一印刷电路板包括主部，所述主部被设置为在所述折叠状态下仅部分围绕所述磁部件的所述部分，
其中，所述第一印刷电路板的所述轨道的各对的所述连接点在所述第一印刷电路板装配于所述通道的状态下彼此远离，
e）将第二印刷电路板组装到所述第一印刷电路板且组装在所述磁部件上方，该第二印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，
f）将所述第二印刷电路板的各轨道在一对连接点之间电连续，所述第二印刷电路板的形状和尺寸以及所述第二印刷电路板的所述连接点的位置被互相设置为使得所述第二印刷电路板能够组装到所述第一印刷电路板以在所述磁部件设置到所述通道中时一起围绕所述磁部件，并且使得所述第二印刷电路板的各对的所述一对连接点分别电连接到所述第一印刷电路板的第一轨道的第一连接点和所述第一印刷电路板的第二轨道的第二连接点，从而借助所述第二印刷电路板的所述轨道确保所述第一印刷电路板的所述连接点的电连接，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板、第二印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，其中，所述连接点中的至少一些连接点与所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板的对应轨道之间的连接是用垂直互连接入来实现的，使得所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板一旦设置在所述磁部件上方，则能够电子地接纳部件。
10.一种制造电感组件的方法，该方法包括以下步骤：
a）设置支撑件，该支撑件包括主面，在该主面中形成有开放通道，所述通道具有至少一个直部，所述通道的底面将所述通道的至少两个侧面彼此连接；
b）在所述支撑件上设置第一印刷电路板，该第一印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
c）将所述支撑件和所述第一印刷电路板向彼此挤压，使得折叠所述第一印刷电路板，并且使得所述第一印刷电路板覆盖所述支撑件的所述通道的至少所述直部的所述底面和所述侧面；
d）在所述第一印刷电路板装配于所述通道时，将具有与所述通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸的磁部件提供到所述通道中，
其中，所述第一印刷电路板被设置为在所述折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个第一连接点电连接到第二轨道的第二连接点，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
其中，所述第一印刷电路板包括主部，所述主部被设置为在所述折叠状态下仅部分围绕所述磁部件的所述部分，
其中，所述第一印刷电路板的所述轨道的各对的所述连接点在所述第一印刷电路板装配于所述通道的状态下彼此远离，
e）将第二印刷电路板组装到所述第一印刷电路板且组装在所述磁部件上方，该第二印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，f）将所述第二印刷电路板的各轨道在一对连接点之间电连续，所述第二印刷电路板的形状和尺寸以及所述第二印刷电路板的所述连接点的位置被互相设置为使得所述第二印刷电路板能够组装到所述第一印刷电路板以在所述磁部件设置到所述通道中时一起围绕所述磁部件，并且使得所述第二印刷电路板的各对的所述一对连接点分别电连接到所述第一印刷电路板的第一轨道的第一连接点和所述第一印刷电路板的第二轨道的第二连接点，从而借助所述第二印刷电路板的所述轨道确保所述第一印刷电路板的所述连接点的电连接，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板、第二印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，所述电感组件还包括至少一个功率半导体元件，该至少一个功率半导体元件至少部分在所述侧面中的一个的上方位于所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板上或嵌入到所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板中。
11.一种制造电感组件的方法，该方法包括以下步骤：
a）设置支撑件，该支撑件包括主面，在该主面中形成有开放通道，所述通道具有至少一个直部，所述通道的底面将所述通道的至少两个侧面彼此连接；
b）在所述支撑件上设置第一印刷电路板，该第一印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；
c）将所述支撑件和所述第一印刷电路板向彼此挤压，使得折叠所述第一印刷电路板，并且使得所述第一印刷电路板覆盖所述支撑件的所述通道的至少所述直部的所述底面和所述侧面；
d）在所述第一印刷电路板装配于所述通道时，将具有与所述通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸的磁部件提供到所述通道中，
其中，所述第一印刷电路板被设置为在所述折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个第一连接点电连接到第二轨道的第二连接点，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，
其中，所述第一印刷电路板包括主部，所述主部被设置为在所述折叠状态下仅部分围绕所述磁部件的所述部分，
其中，所述第一印刷电路板的所述轨道的各对的所述连接点在所述第一印刷电路板装配于所述通道的状态下彼此远离，
e）将第二印刷电路板组装到所述第一印刷电路板且组装在所述磁部件上方，该第二印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，
f）将所述第二印刷电路板的各轨道在一对连接点之间电连续，所述第二印刷电路板的形状和尺寸以及所述第二印刷电路板的所述连接点的位置被互相设置为使得所述第二印刷电路板能够组装到所述第一印刷电路板以在所述磁部件设置到所述通道中时一起围绕所述磁部件，并且使得所述第二印刷电路板的各对的所述一对连接点分别电连接到所述第一印刷电路板的第一轨道的第一连接点和所述第一印刷电路板的第二轨道的第二连接点，从而借助所述第二印刷电路板的所述轨道确保所述第一印刷电路板的所述连接点的电连接，以形成绕着所述磁部件的绕组并且将所述第一印刷电路板、第二印刷电路板和所述磁部件电感地耦合，其中，所述支撑件包括核心部、内壁以及外壁，所述内壁和所述外壁从所述核心部突出，所述开放通道限定在所述内壁与所述外壁之间，
所述电感组件还包括至少一个电容器，该至少一个电容器固定在所述第一印刷电路板以及所述第二印刷电路板的被定向为朝向所述支撑件的面上且在所述外壁的外侧和/或所述内壁的内侧。
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