CN112117101B

CN112117101B - 电感装置

Info

Publication number: CN112117101B
Application number: CN201910530437.9A
Authority: CN
Inventors: 张介斌; 罗正玮; 黄凯易; 叶达勋
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2039-06-19
Also published as: CN112117101A

Abstract

一种电感装置，其包含第一绕组及第二绕组。第一绕组绕成复数个第一线圈，且第二绕组绕成复数个第二线圈。该些第二线圈的其中至少两者于第一侧与该些第一线圈的其中至少两者交错配置。第二线圈的其中至少两者于第一侧比邻排列。该些第一线圈的其中至少一者只与该些第二线圈的其中至少一者于第二侧交错配置。该些第一线圈的其中至少另一者只与该些第二线圈的其中至少另一者于第二侧交错配置。

Description

电感装置

技术领域

本案是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种电感装置。

背景技术

在现有技术中，对称型电感装置的绕设方式，会使电感装置中的第一绕组与第二绕组间，存在大量的寄生电容，而严重影响电感装置的品质因素(Q)及自共振频率(self-resonance frequency，F_sr)。

发明内容

发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本案实施例的重要/关键组件或界定本案的范围。

本案内容的一目的是在提供一种，藉以解决先前技术存在的问题，解决的手段如后所述。

为达上述目的，本案内容的一技术态样是关于一种电感装置，此电感装置包含第一绕组及第二绕组。第一绕组绕成复数个第一线圈，且第二绕组绕成复数个第二线圈。该些第二线圈的其中至少两者于第一侧与该些第一线圈的其中至少两者交错配置。第二线圈的其中至少两者于第一侧比邻排列。该些第一线圈的其中至少一者只与该些第二线圈的其中至少一者于第二侧交错配置。该些第一线圈的其中至少另一者只与该些第二线圈的其中至少另一者于第二侧交错配置。

因此，根据本案的技术内容，本案实施例所示的电感装置，可有效降低电感装置的绕组间的寄生电容，进而使电感装置具备更佳的品质因素(Q)及自共振频率的操作范围。

在参阅下文实施方式后，本案所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本案的基本精神及其他发明目的，以及本案所采用的技术手段与实施态样。

附图说明

为让本案的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1是依照本案一实施例绘示一种电感装置的示意图。

图2是依照本案一实施例绘示一种电感装置的示意图。

图3是绘示依照本案一实施例的一种电感装置的实验数据示意图。

图4是绘示依照本案一实施例的一种电感装置的实验数据示意图。

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案相关的具体特征与元件。此外，在不同图式间，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、1000A：电感装置

1100：第一绕组

1110：连接件

1111、1113：端点

1120：连接件

1121、1123：端点

1200：第二绕组

1210：连接件

1211、1213：端点

1220：连接件

1221、1223：端点

1300：中央点

1410：第一圈

1420：第二圈

1430：第三圈

1440：第四圈

1450：第五圈

1500：输入端

1600：中央抽头端

具体实施方式

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本案的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本案具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其他具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

除非本说明书另有定义，此处所用的科学与技术词汇的含义与本案所属技术领域中具有通常知识者所理解与惯用的意义相同。此外，在不和上下文冲突的情形下，本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型；而所用的复数名词时亦涵盖该名词的单数型。

图1是依照本案一实施例绘示一种电感装置1000的示意图。如图1所示，电感装置1000包含第一绕组1100及第二绕组1200。上述第一绕组1100绕成复数个第一线圈，这些第一线圈于图中以点状网格呈现。此外，第二绕组1200绕成复数个第二线圈，这些第二线圈于图中以斜线状网格呈现。应可理解的是，本实施中电感装置1000呈现矩形，然而，于其他的实施例中，电感装置1000也可以是八边形或其他多边形。

于结构上，第二线圈的其中至少两者于第一侧(例如图中上侧)与第一线圈的其中至少两者交错配置。举例而言，第一线圈的其中两条线圈与第二线圈的其中两条线圈于图中上侧双重交错(double-crossing)配置。此外，第一线圈的其中至少两者于第一侧比邻排列，第二线圈的其中至少两者于第一侧比邻排列。举例而言，第一线圈的上述两者紧邻配置在一起，两者间并无其余线圈，第二线圈的上述两者亦紧邻配置在一起，两者间同样并无其余线圈。

再者，第一线圈的其中至少一者只与第二线圈的其中至少一者于第二侧(例如图中下侧)交错配置，且第一线圈的其中至少另一者只与第二线圈的其中至少另一者于第二侧交错配置。举例而言，第一线圈与第二线圈于图中下侧仅采用单一交错(single-crossing)配置，并未采用双重交错(double-crossing)配置。

在一实施例中，第二线圈的其中至少两者于第一侧跨越第一线圈的其中至少两者。举例而言，第一线圈与第二线圈于双重交错处，是由第二线圈跨越第一线圈的方式交错配置。此外，第一线圈的其中至少一者于第二侧跨越第二线圈的其中至少一者，且第一线圈的其中至少另一者于第二侧跨越第二线圈的其中至少另一者。举例而言，第一线圈与第二线圈于单一交错处，是由第一线圈跨越第二线圈的方式交错配置。然本案不以此为限，在其余实施例中，亦可依照实际需求而配置第一线圈与第二线圈的交错方式。

在另一实施例中，第二绕组1200包含第一开口、第二开口、第一连接件1210及第二连接件1220。上述第一连接件1210及第二连接件1220于第一侧跨越第一线圈的其中至少两者，并分别连接第一开口及第二开口。在一实施例中，第一开口及第二开口于第一侧比邻排列，且第一连接件1210及第二连接件1220于第一侧比邻排列。举例而言，第一开口及第二开口紧邻配置在一起，两者间并无其余开口，第一连接件1210及第二连接件1220亦紧邻配置在一起，两者间同样并无其余连接件。

在其余实施例中，第一开口包含两端点1211、1213，且第二开口包含两端点1221、1223，如图1所示，第一开口的两端点1211、1213之间的第一连线将会平行于第二开口的两端点1221、1223之间的第二连线。

在一实施例中，第一绕组1100包含第三开口及第三连接件1110。上述第三连接件1110于第二侧跨越第二线圈的其中至少一者，并连接第三开口。此外，第一绕组1100包含第四开口及第四连接件1120。上述第四连接件1120于第二侧跨越第二线圈的其中至少另一者，并连接第四开口。

在另一实施例中，第三开口包含两端点1111、1113，且第四开口包含两端点1121、1123，如图1所示，第三开口的两端点1111、1113之间的第三连线与第四开口的两端点1121、1123之间的第四连线不平行。

在其余实施例中，第一连接件1210及第二连接件1220与第一线圈位于不同层，另外，第三连接件1110及第四连接件1120与第二线圈位于不同层。

在一实施例中，电感装置1000更包含中央点1300。中央点1300位于第一侧。上述第一绕组1100与第二绕组1200耦接于中央点1300。在另一实施例中，请参阅图1式，中央点位于第一绕组1100与第二绕组1200的最内侧。在其余实施例中，电感装置1000更包含输入端1500，此输入端1500位于第二侧，输入端1500具有两端点，分别提供不同极性的电流输入。

请参阅图1，第一绕组1100与第二绕组1200共同绕成第一圈1410、第二圈1420、第三圈1430、第四圈1440及第五圈1450，上述第一圈1410、第二圈1420、第三圈1430、第四圈1440及第五圈1450依序由外而内排列。

于结构上，第一绕组1100由第二侧起顺时针沿着第一圈1410绕至第一侧，并于第一侧绕设至第三圈1430，第一绕组1100再由第一侧起沿着第三圈1430绕至第二侧，并于第二侧绕设至第二圈1420，第一绕组1100再由第二侧起沿着第二圈1420绕至第一侧，并于第一侧绕设至第四圈1440，第一绕组1100再由第一侧起沿着第四圈1440绕至第二侧，并于第二侧绕设至第五圈1450，第一绕组1100再由第二侧起沿着第五圈1450绕至位于第一侧的中央点1300。

此外，第二绕组1200由第二侧起逆时针沿着第一圈1410绕至第一侧，并于第一侧绕设至第三圈1430，第二绕组1200再由第一侧起沿着第三圈1430绕至第二侧，并于第二侧绕设至第二圈1420，第二绕组1200再由第二侧起沿着第二圈1420绕至第一侧，并于第一侧绕设至第四圈1440，第二绕组1200再由第一侧起沿着第四圈1440绕至第二侧，并于第二侧绕设至第五圈1450，第二绕组1200再由第二侧起沿着第五圈1450绕至位于第一侧的中央点1300。

图2是依照本案一实施例绘示一种电感装置1000A的示意图。相较于图1的电感装置1000，图2所示的电感装置1000A更包含中央抽头端1600，此中央抽头端1600耦接于中央点1300。在一实施例中，中央抽头端1600与第一绕组1100及第二绕组1200位于同一层。在另一实施例中，中央抽头端1600与第一绕组1100及第二绕组1200位于不同层。在其余实施例中，中央点1300可为共地点(common ground)，中央抽头端1600可依照实际需求接收电源供应电压(VDD)或者其余适当的电压。需说明的是，图2的电感装置1000A中元件标号与图1的电感装置1000中元件标号相同者，具有相同的结构配置，为使说明书简洁，于此不作赘述。

如图1及图2所示，请参阅电感装置1000、1000A的左半侧，第一绕组1100于此包含了第一圈1410、第二圈1420及第五圈1450，而第二绕组1200于此包含了第三圈1430及第四圈1440，因此，电感装置1000、1000A仅会于第二圈1420及第三圈1430的交接处产生寄生电容，以及于第四圈1440及第五圈1450的交接处产生寄生电容，相较于一般的对称型电感装置会于每两圈的交接处均产生寄生电容而言，本案的电感装置1000、1000A确实可降低寄生电容，藉以提升电感装置1000、1000A的品质因素。

图3是绘示依照本案一实施例的一种电感装置1000、1000A的实验数据示意图。如图所示，若采用本案的架构(亦即，电感装置1000、1000A的一侧采用双重交错(double-crossing)配置，另一侧采用单一交错(single-crossing)配置)，其实验曲线为C1。曲线C2则为一般的对称型电感装置的实验曲线。详细而言，本案的电感装置1000、1000A于频率4.5GHz时对应的品质因素(Q)约为15.21，而一般对称型电感装置于同样频率对应的品质因素约为13.82。由图中可知，采用本案的架构的电感装置1000、1000A具有更佳的品质因素(Q)。

图4是绘示依照本案一实施例的一种电感装置1000、1000A的实验数据示意图。如图所示，若采用本案的架构，其实验曲线为L1。曲线L2则为一般的对称型电感装置的实验曲线。详细而言，本案的电感装置1000、1000A的自共振频率发生于频率10.2GHz，而一般对称型电感装置的自共振频率发生于频率8.2GHz。一般对称型电感装置的自共振频率8.2GHz较接近图3所示品质因素出现较大值的频率4.5GHz，因此，对品质因素的影响较大，再者，由图4中可以看出，曲线L2开始上升的点之前，其平坦范围较短，导致其可操作范围较小。相较之下，本案的电感装置1000、1000A的自共振频率10.2GHz距图3所示品质因素出现较大值的频率4.5GHz较远，因此，对品质因素的影响较小，再者，由图4中可以看出，曲线L1开始上升的点之前，其平坦范围较长，是以其可操作范围较大。

由上述本案实施方式可知，应用本案具有下列优点。本案实施例所示的电感装置，可有效降低电感装置的绕组间的寄生电容，进而使电感装置具备更佳的品质因素(Q)以及自共振频率的操作范围。

虽然上文实施方式中揭露了本案的具体实施例，然其并非用以限定本案。请注意，前揭图式中，元件的形状、尺寸及比例等仅为示意，是供本案所属技术领域具有通常知识者了解本发明之用，非用以限制本发明。本案所属技术领域中具有通常知识者，在不悖离本案的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本案的保护范围当以附随申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种电感装置，包含：

一第一绕组，绕成复数个第一线圈；以及

一第二绕组，绕成复数个第二线圈，其中该些第二线圈的其中至少两者于一第一侧与该些第一线圈的其中至少两者交错配置，其中该第二线圈的其中该至少两者于该第一侧比邻排列，该第一线圈的其中该至少两者于该第一侧比邻排列，

其中该些第一线圈的其中该至少两者中的至少一者只与该些第二线圈的其中该至少两者中的至少一者于一第二侧交错配置，其中该些第一线圈的其中该至少两者中的至少另一者只与该些第二线圈的其中该至少两者中的至少另一者于该第二侧交错配置。

2.根据权利要求1所述的电感装置，其中该些第二线圈的其中该至少两者于该第一侧跨越该些第一线圈的其中该至少两者，其中该些第一线圈的其中该至少一者于该第二侧跨越该些第二线圈的其中该至少一者，其中该些第一线圈的其中该至少另一者于该第二侧跨越该些第二线圈的其中该至少另一者。

3.根据权利要求1所述的电感装置，其中该第一侧相对于该第二侧，其中该电感装置更包含一输入端，其中该输入端位于该第二侧。

4.根据权利要求1所述的电感装置，其中该第二绕组包含一第一开口、一第二开口、一第一连接件及一第二连接件，其中该第一连接件及该第二连接件于该第一侧跨越该些第一线圈的其中该至少两者，并分别连接该第一开口及该第二开口，其中该第一开口及该第二开口于该第一侧比邻排列，且该第一连接件及该第二连接件于该第一侧比邻排列，其中该第一开口包含两端点，且该第二开口包含两端点，其中该第一开口的该两端点之间的一第一连线平行于该第二开口的该两端点之间的一第二连线。

5.根据权利要求4所述的电感装置，其中该第一绕组包含一第三开口及一第三连接件，其中该第三连接件于该第二侧跨越该些第二线圈的其中该至少一者，并连接该第三开口，其中该第一绕组包含一第四开口及一第四连接件，其中该第四连接件于该第二侧跨越该些第二线圈的其中该至少另一者，并连接该第四开口，其中该第三开口包含两端点，且该第四开口包含两端点，其中该第三开口的该两端点之间的一第三连线与该第四开口的该两端点之间的一第四连线不平行。

6.根据权利要求5述的电感装置，其中该第一连接件及该第二连接件与该些第一线圈位于不同层，其中该第三连接件及该第四连接件与该些第二线圈位于不同层。

7.根据权利要求1所述的电感装置，其中该电感装置更包含：

一中央点，位于该第一侧，其中该第一绕组与该第二绕组耦接于该中央点，其中该中央点位于该第一绕组与该第二绕组的最内侧。

8.根据权利要求7所述的电感装置，其中该电感装置更包含：

一中央抽头端，耦接于该中央点，其中该中央抽头端与该第一绕组及该第二绕组位于同一层或不同层。

9.根据权利要求7所述的电感装置，其中该第一绕组与该第二绕组共同绕成一第一圈、一第二圈、一第三圈、一第四圈及一第五圈，其中该第一圈、该第二圈、该第三圈、该第四圈及该第五圈依序由外而内排列，其中该第一绕组由该第二侧起沿着该第一圈绕至该第一侧，并于该第一侧绕设至该第三圈，该第一绕组再由该第一侧起沿着该第三圈绕至该第二侧，并于该第二侧绕设至该第二圈，该第一绕组再由该第二侧起沿着该第二圈绕至该第一侧，并于该第一侧绕设至该第四圈，该第一绕组再由该第一侧起沿着该第四圈绕至该第二侧，并于该第二侧绕设至该第五圈，该第一绕组再由该第二侧起沿着该第五圈绕至位于该第一侧的该中央点。

10.根据权利要求9所述的电感装置，其中该第二绕组由该第二侧起沿着该第一圈绕至该第一侧，并于该第一侧绕设至该第三圈，该第二绕组再由该第一侧起沿着该第三圈绕至该第二侧，并于该第二侧绕设至该第二圈，该第二绕组再由该第二侧起沿着该第二圈绕至该第一侧，并于该第一侧绕设至该第四圈，该第二绕组再由该第一侧起沿着该第四圈绕至该第二侧，并于该第二侧绕设至该第五圈，该第二绕组再由该第二侧起沿着该第五圈绕至位于该第一侧的该中央点。