CN111755227A - 电感装置 - Google Patents

Abstract

一种电感装置，其包含第一走线、第二走线、第三走线、第四走线及双环电感。第一走线配置于第一区域，并位于第一层。第二走线配置于第一区域，并耦接于第一走线，且位于第二层。第三走线配置于第二区域，并位于第一层。第四走线配置于第二区域，并耦接于第三走线，且位于第二层。双环电感配置于第一层，并位于第一走线与第三走线的外圈，且耦接于第一走线与第三走线。

Description

电感装置

技术领域

本公开涉及一种电子装置，且特别涉及一种电感装置。

背景技术

现有的各种形态的电感器皆有其优势与劣势，诸如螺旋状电感器(spiralinductor)，其品质因素(Q value)较高且具有较大的互感值(mutual inductance)。对螺旋状变压器而言，难以避免与其他装置间的耦合效应。对八字型电感器/变压器来说，其具有两组线圈，两组线圈之间的耦合发生的状况较低，然而，八字型电感器/变压器于装置中占用的面积较大。对并置电感器/变压器(twin inductor/transformer)来说，难以将其设计成对称结构，且并置电感器的应用频段较窄。因此，上述电感器的应用范围皆有所限制。

发明内容

本公开内容的一技术实施方式涉及一种电感装置，其包含第一走线、第二走线、第三走线、第四走线及双环电感。第一走线配置于第一区域，并位于第一层。第二走线配置于第一区域，并耦接于第一走线，且位于第二层。第三走线配置于第二区域，并位于第一层。第四走线配置于第二区域，并耦接于第三走线，且位于第二层。双环电感配置于第一层，并位于第一走线与第三走线的外圈，且耦接于第一走线与第三走线。

因此，根据本公开的技术内容，本公开实施例所示的电感装置于结构上十分对称，且仅需两层结构，而不需第三层结构来进行电路间的连结，因此，可降低电路设计的复杂度以及电感装置的面积。再者，相较于现有的电感器，电感装置具有较高的增益(gain)。

附图说明

为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下：

图1是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。

图2是依照本公开一实施例示出一种如图1所示的电感装置的部分结构示意图。

图3是依照本公开一实施例示出一种如图1所示的电感装置的部分结构示意图。

图4是依照本公开一实施例示出一种如图1所示的电感装置的部分结构示意图。

图5是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。

图6是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。

图7A是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。

图7B是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。

根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本公开相关的具体特征与元件。此外，在不同附图间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。

符号说明

1000、1100A-1000D：电感装置

1100、1200A-1100D：第一走线

1200、1200A-1200D：第二走线

1210：连接件

1220：连接件

1300、1300A-1300D：第三走线

1400、1400A-1400D：第四走线

1410：连接件

1420：连接件

1500、1500A-1500D：双环电感

1510、1510A-1510D：第五走线

1514：连接件

1516A：部分线段

1520、1520A-1520D：第六走线

1524：连接件

1526A：部分线段

1530、1530A-1530D：第一连接件

1540、1540A-1540D：第二连接件

1550、1550A-1550D：第一输入输出端

1560、1560A-1560D：第二输入输出端

2000、2000A-2000D：第一区域

3000、3000A-3000D：第二区域

5100-5300：连接点

7100C、7100D：连接点

7200C、7200D：连接点

7300D：连接线段

A-T：节点

具体实施方式

图1是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。如图所示，电感装置1000包括第一走线1100、第二走线1200、第三走线1300、第四走线1400及双环电感1500。

于结构配置上，第一走线1100配置于第一区域2000，并位于第一层。第二走线1200配置于第一区域2000，并耦接于第一走线1100，且位于第二层。举例来说，第一走线1100与第二走线1200皆位于左侧区域，且第一走线1100与第二走线1200堆叠。第一走线1100位于堆叠结构的下层，而第二走线1200位于堆叠结构的上层。

此外，第三走线1300配置于第二区域3000，并位于第一层。第四走线1400配置于第二区域3000，并耦接于第三走线1300，且位于第二层。举例而言，第三走线1300及第四走线1400皆位于右侧区域，且第三走线1300及第四走线1400堆叠。第三走线1300位于堆叠结构的下层，而第四走线1400位于堆叠结构的上层。

再者，双环电感1500配置于第一层，并位于第一走线1100与第三走线1300的外圈，且耦接于第一走线1100与第三走线1300。举例而言，双环电感1500与第一走线1100与第三走线1300配置于同一层，皆位于电感装置1000的下层，且双环电感1500独立于第一走线1100与第三走线1300，并位于第一走线1100与第三走线1300的外侧。

在一实施例中，双环电感1500包含第五走线1510与第六走线1520。于结构配置上，第五走线1510配置于第一区域2000，并耦接于第一走线1100。第六走线1520配置于第二区域3000，并耦接于第三走线1300。此外，第五走线1510与第六走线1520于第一区域2000及第二区域3000的交界处耦接。举例来说，第五走线1510与第六走线1520于交界处耦接于至少两处。具体而言，第五走线1510与第六走线1520通过双环电感1500的第一连接件1530于电感装置1000的第一侧(如上侧)耦接，另外，第五走线1510与第六走线1520通过双环电感1500的第二连接件1540于电感装置1000的第二侧(如下侧)耦接。

在一实施例中，双环电感1500还包含第一输入输出端1550，其配置于第五走线1510。如图1所示，第五走线1510的一端可作为上述第一输入输出端1550。在另一实施例中，第一连接件1530配置于第二层，并跨越第一输入输出端1550。如图1所示，第一输入输出端1550位于电感装置1000的下层，而配置于电感装置1000上层的第一连接件1530会跨越过第一输入输出端1550。

在一实施例中，双环电感1500还包含第二输入输出端1560，其配置于第六走线1520。如图1所示，第六走线1520的一端可作为上述第二输入输出端1560。在另一实施例中，第二连接件1540配置于第二层，并跨越第二输入输出端1560。如图1所示，第二输入输出端1560位于电感装置1000的下层，而配置于电感装置1000上层的第二连接件1540会跨越过第二输入输出端1560。

图2是依照本公开一实施例示出一种如图1所示的电感装置的部分结构示意图。如图所示，图2主要示出了双环电感1500的结构。双环电感1500的第五走线1510包含多个第一次线圈，这些第一次线圈于交界处(如两线圈1510、1520的中央交界处)交错耦接。举例而言，第五走线1510的第一次线圈于交界处通过连接件1512交错耦接。在一实施例中，第五走线1510的第一次线圈在相对于交界处的第三侧交错耦接。举例而言，第五走线1510的第一次线圈在相对于中央交界处的左侧通过连接件1514交错耦接。

在一实施例中，双环电感1500的第六走线1520包含多个第二次线圈，这些第二次线圈于交界处(如两线圈1510、1520的中央交界处)交错耦接。举例而言，第六走线1520的第二次线圈于交界处通过连接件1522交错耦接。在另一实施例中，第六走线1520的第二次线圈在相对于交界处的第四侧交错耦接。举例而言，第六走线1520的第二次线圈在相对于中央交界处的右侧通过连接件1524交错耦接。

图3是依照本公开一实施例示出一种如图1所示的电感装置的部分结构示意图。如图所示，图3主要示出了第一走线1100与第三走线1300的结构。为利于理解电感装置1000的结构，请一并参阅图1-图3，第一走线1100于第一侧与第二侧分别耦接于第五走线1510的第一次线圈中位于内圈的第一次线圈。举例而言，第一走线1100与第五走线1510的内侧的第一次线圈在上侧的节点A耦接。第一走线1100与第五走线1510的内侧的第一次线圈在下侧的节点B耦接。

此外，第三走线1300于第一侧与第二侧分别耦接于第六走线1520的第二次线圈中位于内圈的第二次线圈。举例而言，第三走线1300与第六走线1520的内侧的第二次线圈在上侧的节点C耦接。第三走线1300与第六走线1520的内侧的第二次线圈在下侧的节点D耦接。

请参阅图3，第一走线1100包含多个次线圈1110、1120，第三走线1300包含多个次线圈1310、1320。如图所示，于第一走线1100的外侧部分，次线圈1110、1120彼此间隔排列，其排列顺序为：“次线圈1110、次线圈1120、次线圈1110、次线圈1120…”，而于第一走线1100的内侧部分，则由次线圈1110单独绕成多个圈。另一方面，于第三走线1300的外侧部分，次线圈1310、1320彼此间隔排列，其排列顺序为：“次线圈1310、次线圈1320、次线圈1310、次线圈1320…”，而于第三走线1300的内侧部分，则由次线圈1310单独绕成多个圈。

图4是依照本公开一实施例示出一种如图1所示的电感装置的部分结构示意图。如图所示，图4主要示出了第二走线1200与第四走线1400的结构。为利于理解电感装置1000的结构，请一并参阅图1-图4，第二走线1200的连接件1210的一端与第一走线1100在上侧的E点耦接，再者，第一走线1100通过连接件1210与第五走线1510的内侧的第一次线圈在上侧的节点F耦接。另外，第二走线1200的连接件1220的一端与第一走线1100在下侧的G点耦接，再者，第一走线1100通过连接件1220与第五走线1510的内侧的第一次线圈在下侧的节点H耦接。

此外，第四走线1400的连接件1410的一端与第三走线1300在上侧的I点耦接，再者，第三走线1300通过连接件1410与第六走线1520的内侧的第二次线圈在上侧的节点J耦接。另外，第四走线1400的连接件1420的一端与第三走线1300在下侧的K点耦接，再者，第三走线1300通过连接件1420与第六走线1520的内侧的第二次线圈在下侧的节点L耦接。

请参阅图4，第二走线1200包含多个次线圈1230、1240，第四走线1400包含多个次线圈1430、1440。如图所示，于第二走线1200的外侧部分，次线圈1230、1240彼此间隔排列，其排列顺序为：“次线圈1230、次线圈1240…”，而于第二走线1200的内侧部分，则由次线圈1230单独绕成多个圈。另一方面，于第四走线1400的外侧部分，次线圈1430、1440彼此间隔排列，其排列顺序为：“次线圈1430、次线圈1440…”，而于第四走线1400的内侧部分，则由次线圈1430单独绕成多个圈。

请一并参阅图3、图4，第一走线1100的次线圈1110与第二走线1200的次线圈1230在上侧的节点M耦接，此外，第一走线1100的次线圈1110还与第二走线1200的次线圈1230在下侧的节点N耦接。另一方面，第一走线1100的次线圈1120与第二走线1200的次线圈1240在下侧的节点O耦接，此外，第一走线1100的次线圈1120还与第二走线1200的次线圈1240在下侧的节点P耦接。

再者，第三走线1300的次线圈1310与第四走线1400的次线圈1430在上侧的节点Q耦接，此外，第三走线1300的次线圈1310还与第四走线1400的次线圈1430在下侧的节点R耦接。另一方面，第三走线1300的次线圈1320与第四走线1400的次线圈1440在下侧的节点S耦接，此外，第三走线1300的次线圈1320还与第四走线1400的次线圈1440在下侧的节点T耦接。然本公开不以图1-图4所示的电感装置1000的实施例为限，其仅用以例示性地示出本公开的实施方式之一。

如上述图1至图4所示，电感装置1000以线圈1100、1200的交界处为基准而左右对称，因此，相较于现有的电感器，电感装置1000于结构上十分对称。此外，本公开的电感装置1000仅需两层结构，而不需第三层结构来进行电路间的连结，因此，可降低电路设计的复杂度以及电感装置1000的面积。再者，相较于现有的电感器，电感装置1000具有较高的增益(gain)。在一实施例中，第一走线1100、第二走线1200、第三走线1300与第四走线1400不限于图1-图4所示出的线圈实施方式，只要第一走线至第四走线1100～1400可提供电感值，第一走线至第四走线1100～1400亦可配置为直线金属线(metal trace)，且不限任何形状或者绕线方向。

图5是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。相较于图1所示的电感装置1000，图5的电感装置1000A可不需位于外侧的连接件，上述连接件可为位于图1的电感装置1000外侧的连接件1210、1220、1410、1420、1514、1524。

图5的电感装置1000A是通过电路设计的方式而不需上述连接件，举例而言，请参阅图1左半部，连接件1210可用以耦接第五走线1510与第一走线1100，并通过第一走线1100耦接至第二走线1200，换言之，连接件1210可用以耦接第五走线1510至第二走线1200。本公开图5左半部的电感装置1000A通过电路设计的方式，将图1的连接件1210向左侧移，移至图5的连接点5100，连接点5100同样可耦接第五走线1510A至第二走线1200A。

请继续参阅图1左半部，连接件1514可用以耦接第五走线1510的两个第一次线圈。本公开图5左半部的电感装置1000A可通过电路设计的方式，将图1的连接件1514向下侧移，移至图5的连接点5200，连接点5200同样可耦接第五走线1510A的两个第一次线圈。另外，本公开图5的电感装置1000A亦可通过电路设计的方式，将图1的连接件1220向右侧移，移至图5的连接点5300，由连接点5300耦接第五走线1510A至第二走线1200A。

需说明的是，图5的右半部结构与左半部结构对称，因此，图5的右半部结构亦可依照上述图5的左半部结构的方式调整，进而不需要图1右半部的连接件1410、1420、1524。在一实施例中，基于上述电路设计的方式，使得第二走线1200与第五走线1510于上侧与下侧部分地重叠，且使第四走线1400与第六走线1520于上侧与下侧部分地重叠。然本公开不以图5所示的电感装置1000A的实施例为限，其仅用以例示性地示出本公开的实施方式之一。

由于图5的电感装置1000A不需上述连接件，因而可减少电感装置1000A的制作成本，并可降低电感装置1000A的面积以及电路设计的复杂度，且进一步提升电感装置1000A的品质因素(Q)。

图6是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。相较于图5所示的电感装置1000A，图6的电感装置1000B可不需图5的电感装置1000A的第五走线1510A的部分线段1516A，因此，位于第二层的第二走线1200A可耦接在一起(如第二走线1200A可由连接点5100直接向下延伸而耦接到连接点5200)。由于位于第二层的第二走线1200A已耦接在一起，因此，可将位于第二层的第二走线1200A的线圈往左移至位于第一层的第五走线1510A上，左移后的结构请参阅图6，由图6可以看出第二走线1200B已移至第五走线1510B上，使得两者在相对于中央交界处的左侧重叠。

需说明的是，图6的右半部结构与左半部结构对称，因此，图6的右半部结构亦可依照上述图6的左半部结构的方式调整，不需图5的第六走线1520A的部分线段1526A，进而将位于图5的第二层的第四走线1400A的线圈往右移至位于第一层的第六走线1520A上，由图6可以看出第四走线1400B已移至第六走线1520B上，使得两者在相对于中央交界处的右侧重叠。然本公开不以图6所示的电感装置1000B的实施例为限，其仅用以例示性地示出本公开的实施方式之一。

综上所述，图6的电感装置1000B通过电路设计使得第一层与第二层结构堆叠，由于第一层与第二层结构堆叠的面积增加，因而降低电感装置1000B于平面上的面积以及电路设计的复杂度，且进一步提升电感装置1000B的品质因素(Q)。

图7A是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。相较于图1所示的电感装置1000，图7A的电感装置1000C可不需位于外侧的部分连接件，上述连接件可为位于图1的电感装置1000外侧的连接件1210、1220、1410、1420。

图7A的电感装置1000C是通过电路设计的方式而不需上述连接件，举例而言，请参阅图1左半部，连接件1210可用以耦接第五走线1510与第一走线1100，并通过第一走线1100耦接至第二走线1200，换言之，连接件1210可用以耦接第五走线1510至第二走线1200。本公开图7A左半部的电感装置1000C通过电路设计的方式，将图1的连接件1210向左侧移，移至图7A的连接点7100C，连接点7100C同样可耦接第五走线1510C至第二走线1200C。另外，本公开图7A的电感装置1000C亦可通过电路设计的方式，将图1的连接件1220向右侧移，移至图7A的连接点7200C，由连接点7200C耦接第五走线1510C至第二走线1200C。

需说明的是，图7A的右半部结构与左半部结构对称，因此，图7A的右半部结构亦可依照上述图7A的左半部结构的方式调整，进而不需图1右半部的连接件1410、1420。在一实施例中，基于上述电路设计的方式，使得第一走线1100C与第二走线1200C部分地重叠，且使第三走线1300C与第四走线1400C部分地重叠。然本公开不以图7A所示的电感装置1000C的实施例为限，其仅用以例示性地示出本公开的实施方式之一。

由于图7A的电感装置1000C不需上述连接件，因而可减少电感装置1000C的制作成本，并可降低电感装置1000C的面积以及电路设计的复杂度，且进一步提升电感装置1000C的品质因素(Q)。

图7B是依照本公开一实施例示出一种电感装置的示意图。相较于图1所示的电感装置1000，图7B的电感装置1000D可不需位于外侧的部分连接件，上述连接件可为位于图1的电感装置1000外侧的连接件1210、1220、1410、1420。此外，图7B的电感装置1000D的部分结构连接方式不同，例如图7B的电感装置1000D中的第二连接件1540D与图1的电感装置1000的第二连接件1540的结构连接方式不同。

图7B的电感装置1000D同样是通过电路设计的方式而不需位于图1的电感装置1000外侧的连接件1210、1220、1410、1420。上述电路设计的方式已于图7A的相关实施例中说明，为使本公开的说明简洁，于此不作赘述。

此外，图7B的电感装置1000D的第二连接件1540D的结构连接方式不同，于图1的电感装置1000中，第五走线1510与第六走线1520通过双环电感1500的第二连接件1540于电感装置1000的第二侧(如下侧)耦接，且第二连接件1540会跨越过第二输入输出端1560，而于图7B的电感装置1000D中，第二连接件1540D是用以将第二输入输出端1560D拉出到电感装置1000D的外侧，而第五走线1510D与第六走线1520D通过双环电感1500D的连接线段7300D于电感装置1000的第二侧(如下侧)耦接。然本公开不以图7B所示的电感装置1000D的实施例为限，其仅用以例示性地示出本公开的实施方式之一。

由于图7B的电感装置1000D不需上述连接件，因而可减少电感装置1000D的制作成本，并可降低电感装置1000D的面积以及电路设计的复杂度，且进一步提升电感装置1000D的品质因素(Q)。

Claims (10)

1.一种电感装置，包括：

一第一走线，配置于一第一区域，并位于一第一层；

一第二走线，配置于该第一区域，并耦接于该第一走线，且位于一第二层；

一第三走线，配置于一第二区域，并位于该第一层；

一第四走线，配置于该第二区域，并耦接于该第三走线，且位于该第二层；以及

一双环电感，配置于该第一层，并位于该第一走线与该第三走线的外圈，且耦接于该第一走线与该第三走线。

2.如权利要求1所述的电感装置，其中该双环电感包含：

一第五走线，配置于该第一区域，并耦接于该第一走线；以及

一第六走线，配置于该第二区域，并耦接于该第三走线。

3.如权利要求2所述的电感装置，其中该第五走线与该第六走线于该第一区域及该第二区域的一交界处耦接，其中该第五走线与该第六走线于该交界处耦接于至少两处，其中该双环电感还包含：

一第一连接件，于该电感装置的一第一侧耦接于该第五走线与该第六走线；以及

一第二连接件，于该电感装置的一第二侧耦接于该第五走线与该第六走线。

4.如权利要求3所述的电感装置，其中该双环电感还包含：

一第一输入输出端，配置于该第五走线，其中该第一连接件配置于该第二层，并跨越该第一输入输出端。

5.如权利要求4所述的电感装置，其中该双环电感还包含：

一第二输入输出端，配置于该第六走线，其中该第二连接件配置于该第二层，并跨越该第二输入输出端。

6.如权利要求3所述的电感装置，其中该第五走线包含多个第一次线圈，其中该第六走线包含多个第二次线圈，其中所述多个第一次线圈在相对于该交界处的一第三侧交错耦接，其中所述多个第二次线圈在相对于该交界处的一第四侧交错耦接。

7.如权利要求6所述的电感装置，其中该第一走线包含至少一线圈，该第一走线于该第一侧与该第二侧分别耦接于所述多个第一次线圈中位于内圈的第一次线圈，其中该第三走线包含至少一线圈，该第三走线于该第一侧与该第二侧分别耦接于所述多个第二次线圈中位于内圈的第二次线圈。

8.如权利要求3所述的电感装置，其中该第二走线包含至少一线圈，该第二走线与该第五走线于该第一侧与该第二侧部分地重叠，其中该第四走线包含至少一线圈，该第四走线与该第六走线于该第一侧与该第二侧部分地重叠。

9.如权利要求8所述的电感装置，其中该第二走线与该第五走线在相对于该交界处的一第三侧重叠，其中该第四走线与该第六走线在相对于该交界处的一第四侧重叠。

10.如权利要求3所述的电感装置，其中该第一走线与该第二走线部分地重叠，该第三走线与该第四走线部分地重叠。

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