CN112735733A - 用于电路板应用的超窄高电流功率电感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁部件，诸如功率电感器，其包括第一磁芯件和第二磁芯件以及预成形导电线圈绕组。该线圈绕组包括U形绕组部分，该U形绕组部分包括顶部绕组部分和从该顶部绕组部分的相对端部延伸的一对绕组腿。该对绕组腿彼此共面延伸并且在使用中垂直于电路板取向。该对绕组腿位于该第一磁芯件和该第二磁芯件之间，并且该顶部绕组部分被弯曲以垂直于该对绕组腿的平面延伸。

Description

用于电路板应用的超窄高电流功率电感器

背景技术

本发明的领域整体涉及电磁电感器部件，并且更具体地涉及用于高功率、高电流电路板应用的超窄表面安装的功率电感器部件。

功率电感器用于电源管理应用和电路板上的功率管理电路中，以用于为电子设备(包括但不一定限于手持式电子设备)的主机供电。功率电感器被设计成通过流过一个或多个导电绕组的电流来感生磁场，并且通过在与绕组相关联的磁芯中产生磁场来存储能量。功率电感器还通过感生出通过绕组的电流来将所存储的能量返回到相关联的电路。功率电感器可例如从电子设备中的快速切换电源来提供经稳压电源。功率电感器也可用于电子功率转换器电路中。

现有的功率电感器在某些方面存在问题，需要改进。具体地讲，生产功率越来越大但体积越来越小的电子设备的趋势已导致电子工业面临许多挑战，这些挑战涉及必须在较小封装尺寸中处理相同或增加的功率量的电路板部件，诸如功率电感器。因此，越来越小型化的电路板部件需要减小部件在电路板上占据的面积(有时称为部件“占用面积”)和/或在垂直于电路板平面的方向上测量的部件高度(有时称为部件“轮廓”)。通过减小占用面积和/或轮廓，可减小用于电子设备的电路板组件的尺寸和/或可增大电路板上的部件密度。虽然近年来在电路板部件的小型化方面已经实现了许多成功，但是挑战仍然存在，并且在某些方面，目前的部件设计和制造还没有完全满足市场需求。

附图说明

参考以下附图描述非限制性和非穷举性实施方案，其中除非另外指明，否则类似的附图标记在各个附图中指代类似的部分。

图1是包括用于电路板应用的表面安装端子的现有技术高电流功率电感器的透视图。

图2是图1所示功率电感器的分解图。

图3是根据本发明的第一示例性实施方案的包括用于电路板应用的表面安装端子的改进的高电流功率电感器的透视图。

图4是用于图3所示的功率电感器的电感器线圈绕组的透视图。

图5是图3所示的功率电感器的部分透明透视图。

图6是图3和图5所示的功率电感器的底视图，并且示出了图4所示的电感器线圈绕组的表面安装端子。

图7是根据本发明的第二示例性实施方案的包括用于电路板应用的表面安装端子的改进的高电流功率电感器的透视图。

图8是用于图7所示的功率电感器的电感器线圈绕组的透视图。

图9是图7所示的功率电感器的部分透明透视图。

图10是图3和图5所示的功率电感器的底视图，并且示出了图4所示的电感器线圈绕组的表面安装端子。

图11是根据本发明的第三示例性实施方案的包括用于电路板应用的表面安装端子的改进的高电流功率电感器的分解图。

图12是图11所示功率电感器的透视装配图。

图13是根据本发明的第四示例性实施方案的包括用于电路板应用的表面安装端子的改进的高电流功率电感器的透视图。

图14是图13所示功率电感器的分解图。

图15是根据本发明的第五示例性实施方案的包括用于电路板应用的表面安装端子的改进的高电流功率电感器的分解图。

图16是根据本发明的第六示例性实施方案的包括用于电路板应用的表面安装端子的改进的高电流功率电感器的透视图。

图17是图16所示功率电感器的分解图。

图18是根据本发明的第七示例性实施方案的包括用于电路板应用的表面安装端子的改进的高电流功率电感器的透视图。

图19是图18所示功率电感器的分解透视图。

具体实施方式

图1和图2示出了使用例如已知的焊接技术安装到电路板52表面的现有技术的高电流电磁部件50的透视图和分解图。电路板52和电磁部件50限定包括在电子设备中的电子电路的一部分。

电磁部件50通常包括由第一磁芯件62和第二磁芯件64限定的磁芯60。导电线圈绕组66包含在第一磁芯件62和第二磁芯件64中的每一者的相应部分中。在组合中，磁芯件62、64沿第一维度(诸如笛卡尔坐标系的x轴)赋予磁芯60的总体长度L。每个磁芯件62、64还具有沿着垂直于第一轴的第二维度(例如笛卡尔坐标系的y轴)测量的宽度W，以及沿着垂直于第一轴和第二轴的第三维度(例如笛卡尔坐标系的z轴)测量的高度H。

如图1所示，部件尺寸L和H远大于尺寸W，这使得当部件50在x、y平面上安装到电路板52时，部件50沿z轴具有相对较大的高度尺寸H，然而相对较小的宽度尺寸仍允许部件50在安装到电路板52上时减小占用面积。增加的高度尺寸有利于相对较长的线圈绕组66，同时需要的占用面积相对较小，从而允许部件50能够处理超出其他电磁部件构造的限制的更高电流、更高功率的应用，其该他电磁部件构造中，部件设计时减小了高度尺寸，以在安装到电路板时降低部件的轮廓。

线圈绕组66是由弯曲成所示形状的平面导体材料条带制成的预成形导电元件，包括：表面安装端子68、70，使用中表面安装端子68、70在邻接电路板的部件50的底部上彼此共面延伸；绕组腿72和74，绕组腿72和74分别从表面安装端子68、70垂直延伸；以及顶部绕组部分76，顶部绕组部分76与绕组腿72和74的端部互连。绕组腿72、74和顶部绕组部分76通常为U形，其中绕组腿72、74被弯曲成基本上垂直于顶部绕组部分76的平面。表面安装端子68、70垂直于绕组腿72、74的平面延伸，并且沿长度尺寸L在彼此相反的方向上延伸。线圈绕组的厚度尺寸t相对较大，以更能够在使用中处理的较高的电流。

磁芯件62、64中的每一者大致相同地形成，包括竖直延伸的狭槽78、80、上凹槽82和下凹槽84和86。磁芯件62、64围绕线圈绕组66布置为彼此的镜像，其中每个绕组腿72、74部分地在每个磁芯件62、64中的竖直狭槽78、80中延伸。顶部绕组部分76部分地在每个磁芯件62、64中的每个上凹槽82中延伸，并且表面安装端子68、70在每个下凹槽84、86中部分地延伸。因此，部件50的宽度尺寸W相对较小。每个磁芯件62、64在宽度尺寸上仅接收线圈绕组66的对应宽度W的一部分，并且磁芯件62、64也可在宽度尺寸上相对较小。

有利的是，部件50可以模块化方式扩展，以包括附加的磁芯件和附加的线圈绕组，从而容易地使该部件适用于多相电力应用，或者通过将多个线圈绕组结合在共用芯结构上来获得进一步的空间效率，该共用芯结构在电路板上占据的空间小于各自包括单个线圈绕组66的多个分立部件50在单独提供时将占据的空间。读者可参考美国专利第9,842,682号了解关于具有线圈绕组66的电感器部件的模块化组件及其益处的进一步细节。

从进一步减小部件50的宽度的角度来看，已发现线圈绕组66在制造方面是有问题的。具体地讲，为了处理与之前相同的功率，减小的线圈绕组66的宽度意味着绕组的厚度t需要增加，但是随着厚度增加，线圈绕组66将变得更难以弯曲。当线圈绕组66的宽度尺寸变得小于厚度时，将线圈绕组66弯曲到期望形状将会特别困难。此类困难增加了制造包括线圈绕组66的部件50的成本，增加了性能和可靠性问题，并对减小部件宽度以及就宽度尺寸而言将部件在电路板上占用面积减小到可在电路板52上提供进一步空间效率的最佳水平的能力施加了实际限制。

下文描述了本发明的电磁部件组件和结构的示例性实施方案，可用于较高电流和功率的应用，其在宽度尺寸上具有减小的占用面积，这对使用线圈绕组66和传统技术来说，即使不是不可能的，也是难以实现的。与其他已知的微型化功率电感器构造相比，电磁部件和装置(诸如功率电感器部件)还可以降低的成本来制造。与所述装置相关联的制造方法和步骤部分是显而易见的，部分在下文中具体描述，但据信其完全在本领域的技术人员的视界范围内而无需进一步解释。

图3至图6示出了根据本发明的第一示例性实施方案的改进电磁部件100的各种视图，其中图3是部件100的透视图，图4是用于部件100的电感器线圈绕组的透视图，图5是部件100的部分透明透视图，并且图6是部件100的底视图。如下所述，部件100被配置为功率电感器部件，但其他类型的电磁部件可受益于下文所述的教导内容，包括但不一定限于除功率电感器之外的电感器部件。

使用例如已知的焊接技术将电磁部件100安装到电路板102的表面。电路板102和电磁部件100限定包括在电子设备中的电子电路的一部分。

电磁部件100通常包括由第一磁芯件112和第二磁芯件114限定的磁芯110。芯110以及第一磁芯件110和第二磁芯件112中的每一者通常包括顶侧104和底侧106，其中在使用中顶侧104从电路板102升高并且底侧106靠近电路板102。第一磁芯件110和第二磁芯件112相对于电路板102以彼此并列的关系竖直地布置。

导电线圈绕组116被接收在第一磁芯件112和第二磁芯件114中的每一者的相应部分之间并且被第一磁芯件112和第二磁芯件114中的每一者的相应部分容纳。在组合中，磁芯件112、114沿第一维度(诸如笛卡尔坐标系的x轴)赋予磁芯110的总体长度L。每个磁芯件112、114还具有沿着垂直于第一轴的第二维度(例如笛卡尔坐标系的y轴)测量的宽度W，以及沿着垂直于第一轴和第二轴的第三维度(例如笛卡尔坐标系的z轴)测量的高度H。

如图3所示，部件尺寸L和H远大于尺寸W，这使得当部件100在x、y平面上安装到电路板102时，部件100沿z轴具有相对大的高度尺寸H，并且在部件100安装到电路板102时减小的宽度尺寸W仍然允许减小部件100的占用面积。增大的高度尺寸有利于相对较长的线圈绕组116，同时仍然需要相对较小的占用面积，从而允许部件100能够以显著减小的宽度来处理较高电流、较高功率的应用。

线圈绕组116(图4)是由形成和弯曲成所示形状的平面导体材料片制成的预成形导电元件，包括：表面安装端子118、120，在使用中表面安装端子118、120在邻接电路板的部件100的底部上彼此共面延伸；绕组腿122和124，绕组腿122和124分别从表面安装端子118、120垂直延伸；以及顶部绕组部分126，顶部绕组部分126与绕组腿122和124的端部互连。绕组腿122、124和顶部绕组部分126通常是U形的，但是与上文在部件50中描述的线圈绕组66不同，绕组腿122、124和顶部绕组部分126都是线圈绕组116中的共面元件。表面安装端子118、120垂直于绕组腿122、124和顶部绕组部分126的平面延伸，其中表面安装端子沿着宽度尺寸W在彼此相反的方向上延伸。更具体地讲，第一表面安装端子118朝向第一磁性件112并远离第二磁芯件114延伸，而第二表面安装端子120朝向第二磁性件114并远离第一磁芯件112延伸，如图6所示。这样，相应的表面安装端子118、120通常驻留在所提供的两个磁芯件112、114中的仅一者的底部上。

类似于线圈绕组66，线圈绕组116在磁芯中限定了少于一整圈的电感器绕组，但具有足够的厚度t和横截面积以能够传导较高电流，从而满足在电路板102上实现的较高功率电路中的性能要求。与由平面细长材料条带形成，随后通过四个弯曲部成形为具有表面安装端子的期望U形线圈绕组66(如根据图2所示和所述)相比，线圈绕组116仅包括两个弯曲部以制造成具有表面安装端子的期望U形，并且因此制造更简单。

在制造线圈绕组116的设想实施方案中，包括表面安装端子118、120、绕组腿122、124和顶部绕组部分126的线圈绕组样品可在第一制造阶段由具有期望厚度的导电材料片冲压或以其他方式切割而成。在第二制造阶段，表面安装端子118、120可各自从绕组腿122、124和顶部绕组部分126的平面沿相反方向弯曲。同样地，线圈绕组66需要两个附加的弯曲部来成形顶部绕组部分，而线圈绕组116不需要，从而避免了弯曲线圈绕组66所需的相对较小顶部绕组部分的复杂性和困难。

用于制造限定U形线圈绕组部分的绕组腿122、124和的顶部绕组部分126的导电材料的厚度t被取向为平行于并驻留在宽度尺寸上延伸，而不是平行于并驻留在部件50中的线圈绕组66的长度和高度尺寸上延伸。换句话讲，用于制造线圈绕组116的材料的厚度从用于制造线圈绕组66的材料的厚度的取向旋转90°。部件100中的共面绕组腿122、124的平面平行于部件100中的长度尺寸L延伸，而在线圈绕组66中，绕组腿72、74平行于宽度尺寸延伸。由于在每种情况下，当导体成形为最终形状时，用于制造线圈绕组的导电材料的厚度尺寸t显著小于其宽度，因此，可以相对于部件50显著减小部件100的宽度，同时对于在电路板102上建立的高电流、高功率电路具有类似的功率能力。

在设想的实施方案中，磁芯件112、112可以利用软磁颗粒材料和已知技术(例如颗粒磁性颗粒的模制)制造成如图所示和所述的离散的成形磁芯件，以产生期望的形状。用于制造磁芯件的软磁粉末颗粒可以包括：铁氧体颗粒、铁(Fe)颗粒、铁硅铝(Fe-Si-Al)颗粒、MPP(Ni-Mo-Fe)颗粒、高磁通(Ni-Fe)颗粒、超磁通(Fe-Si合金)颗粒、铁基无定形粉末颗粒、钴基无定形粉末颗粒、以及本领域已知的其他合适材料。在一些情况下，磁性粉末颗粒可以被涂覆有绝缘材料，使得磁芯件可以具有本领域技术人员熟悉并且以已知方式制造的所谓的分布间隙特性。磁芯件可以由相同或不同的磁性材料制成，并且因此可以根据需要具有相同或不同的磁特性。用于制造磁芯件的磁性粉末颗粒可以使用已知的方法和技术来获得，并且也可以使用已知技术来模制成期望的形状。

在所示的示例性实施方案中，磁芯件112、114通常被相同地形成为离散的成形芯元件，该芯元件包括在其一侧竖直延伸的狭槽128、130、居中定位的上凹槽132以及在其底部边缘上的单个偏离中心的下凹槽134。磁芯件112、114围绕线圈绕组116布置为彼此的镜像，其中每个绕组腿122、124部分地在每个磁芯件112、114中的竖直狭槽128、130中延伸。因为线圈绕组116的厚度尺寸t沿着部件100的长度尺寸取向，所以与部件50中的磁芯件62、64相比，竖直延伸的狭槽128、130可相对较浅，从而允许磁芯件形状的一些简化并因此提供进一步的制造益处。磁芯件112、114和线圈绕组116可在批量处理中单独制造，并且相对于其中线圈绕组以顺序方式在基底材料上以薄层形成和制造的某些常规部件构造，被提供为用于以减少的时间量和更低的成本组装到部件100中的预成形的和预制的模块化元件。

当组装时，顶部绕组部分126在每个磁芯件112、114中的每个上凹槽132中以从电路板102升高的距离并且大致平行于电路板102的平面部分地延伸；绕组腿122和124从电路板的水平平面垂直延伸(即，垂直于电路板102的平面并垂直于顶部绕组部分126)，在高度尺寸H上延伸期望的距离；并且表面安装端子118、120分别在磁芯件112、114中的一者的下凹槽134中延伸。顶部绕组部分126暴露在从电路板102升高的磁芯件112、114的上侧或顶侧上，而表面安装端子118、120暴露在磁芯件112、114的下侧或底侧上，以用于使用已知技术安装到电路板102的表面。组装部件100的宽度尺寸W约等于表面安装端子118、120的远侧端部之间在宽度尺寸上的总距离。驻留在宽度尺寸上的线圈绕组116的厚度t和在宽度尺寸上的反向定向表面安装端子118、120的组合允许组装部件100的宽度尺寸W基本上最小化。因此，相对于部件50和具有相似性能但具有更大宽度尺寸的其他电磁部件，部件100有时被称为超窄部件。

部件100可以模块化方式扩展，如下文进一步所述，以包括附加的磁芯件和附加的线圈绕组，并且容易地使部件适于多相电力应用，或者通过将多个线圈绕组结合在共用芯结构上来获得进一步的空间效率，该共用芯结构在电路板上占据的空间小于各自包括单个线圈绕组66的多个分立部件50占据的空间。

图7-图10示出了根据本发明的第二示例性实施方案的改进电磁部件150的各种视图，其中图7是部件150的透视图，图8是用于部件150的电感器线圈绕组的透视图，图9是部件150的部分透明透视图，并且图10是部件150的底视图。在设想的实施方案中，部件150可被配置为功率电感器部件。部件150可用于代替或补充电路板102上的部件100。

可以看出部件150类似于部件100，但包括线圈绕组116中的表面安装端子152、154，这些表面安装端子被放大以提供增大的表面积来连接到电路板。在所示的示例中，放大的表面安装端子152、154在组装部件150中的长度尺寸上是细长的。这样，并且与部件100中的表面安装端子118、120不同，表面安装端子152、154的外远侧端部延伸超过共面绕组腿122、124的相应外围侧边缘，从而在使用中在与电路板相邻的部件150的侧面和底部上的表面安装端子152、154中提供进一步的伸长。换句话讲，在组装部件150的长度尺寸L中，表面安装端子的尺寸超过绕组腿的对应尺寸。

在图10中，部件150中的放大的表面安装端子152、154延伸到磁芯底部上的磁芯件112、114的横向侧边缘和纵向侧边缘，而部件100中的表面安装端子118、120与磁芯件112、114的横向边缘间隔开，如图6所示。由增大的表面安装端子152、154提供的增大的接触表面积降低了接触电阻并且改善了部件150在使用中的效率。除了表面安装端子152、154的增强，部件100和150的益处在其他方面是类似的。

图11和图12示出了根据本发明的第三示例性实施方案的改进电磁部件200的各种视图，其中图11是部件200的分解图，图12是部件200的透视组装图。在设想的实施方案中，部件200可被配置为功率电感器部件。部件200可用于代替或补充电路板102上的部件100或150。

部件200包括线圈绕组202，该线圈绕组具有如上所述的垂直于共面绕组腿122、124延伸的表面安装端子118、120，但其顶部绕组部分204弯曲以垂直于绕组腿122、124的平面延伸。因此，线圈绕组202需要三个弯曲部来形成线圈(两个用于各自成形一表面安装端子，另一个用于使U形部分的顶部部分弯曲到平面外以实现顶部绕组部分204)，而不是线圈绕组116中的两个弯曲部，但是有利的是，弯曲顶部绕组部分204减小了部件200的高度H并且降低部件轮廓，同时提供与部件100类似的性能能力。弯曲顶部绕组部分204还提供在需要时调节线圈中的直流电阻的能力。

与其中磁芯件被基本上相同地制造成以具有相同形状的上述实施方案不同，部件200包括形状彼此不同的磁芯件208和210。每个磁芯件208和210包括竖直延伸的狭槽以接收绕组腿122、124，但是磁芯件210包括接收弯曲顶部绕组部分204的上凹槽。在该实施方案中，弯曲顶部绕组部分204仅覆盖磁芯件并且在部件的顶部偏离中心，而在先前的实施方案中，顶部绕组部分126大体在部件的顶部居中。磁芯件210也略小于磁芯件208，从而相对于前述实施方案在磁芯件的制造上节省了一些材料。部件200另外具有最小宽度W及其先前所述的优点。

图13和图14为根据本发明的第四示例性实施方案的改进电磁部件250的视图，其中图13是部件250的透视图，并且其中图14是部件250的分解图。在设想的实施方案中，部件250可被配置为功率电感器部件。部件250可用于代替或补充电路板102上的部件100、150或200。

部件250是上述部件200的扩展型式，包括第二线圈绕组202和在磁芯件208、210之间延伸的第三磁芯件252。磁芯件252在其相反的每侧上包括两组竖直狭槽212、214，以分别部分地接收两个线圈绕组116中的每个线圈绕组的共面绕组腿122、124以及相反侧中的一侧上的上凹槽216。第一线圈绕组202被接收在磁芯件210与磁芯件252之间，并且第二线圈绕组202被接收在磁芯件252与磁芯件208之间。两个线圈绕组202的顶部绕组部分204通过芯件252以间隔关系彼此分开，其中线圈绕组202中的一个仅位于芯件210上，而线圈绕组202中的另一个仅位于芯件252上。

具有两个线圈绕组202的部件250可用于两相功率应用中。可添加附加的芯件252和线圈绕组202以扩展该部件，以包括使用所述模块化部件芯件和线圈绕组集成在共用芯结构上的任意数量的n个线圈绕组。因此，多相电力系统可以凭借空间效率容纳在电路板102上。尽管在该组件中具有更多部件，但在部件500中仍然实现了最小宽度W和前述部件的优点。

图15是根据本发明的第五示例性实施方案的改进电磁部件300的透视图。在设想的实施方案中，部件300可被配置为功率电感器部件。部件300可用于代替或补充电路板102上的部件100、150、200或250。

部件300是改进电磁部件250的扩展型式，包括附加的芯件252和线圈绕组202，以提供集成在共用芯结构上的四个线圈绕组202，包括三个芯件252和芯件208、210。在另外的实施方案中，四个以上的线圈绕组202可设置有附加的芯件252。尽管在该组件中具有更多部件，但在部件300中仍然实现了最小宽度W和前述部件的优点。

图16和图17为根据本发明的第六示例性实施方案的改进电磁部件350的视图，其中图16是部件350的透视图，并且其中图17是部件350的分解图。在设想的实施方案中，部件350可被配置为功率电感器部件。部件350可用于代替或补充电路板102上的先前所述的部件。

部件350包括在磁芯件210与一对线圈绕组354之间延伸的第三磁芯件352。与线圈绕组202不同，每个线圈绕组354包括表面安装端子356、358，表面安装端子356、358从绕组腿122、124的端部沿相同方向延伸，并且因此它们中的每个在与所示示例中的弯曲顶部绕组部分204相同的方向上延伸。线圈绕组354也相对于彼此180°取向，并且因此面向不同的方向，一个面向第一芯件210并且另一个面向第二芯件210，其中芯件252将线圈绕组202彼此分开。在该布置中，每个线圈绕组354的表面安装端子356、358各自仅在磁芯件210中的一个磁芯件上延伸。

芯件352包括在其相反的每侧上的竖直狭槽，以接收每个线圈绕组354的绕组腿122、124。每个线圈绕组354中的弯曲顶部绕组部分204被接收在每个磁芯件210上的上凹槽216中。因此，磁芯件352不需要上凹槽，并且比部件200中的芯件252更容易制造。

尽管该组件中具有更多的部件，但在部件350中仍然实现了最小宽度W和前述部件的优点。也可使用两个线圈绕组202代替线圈绕组354来实现与部件350类似的部件。

图18和图19是根据本发明的第七示例性实施方案的改进电磁部件400的视图，其中图18是部件400的透视图，并且其中图19是部件400的分解图。在设想的实施方案中，部件400可被配置为功率电感器部件。部件350可用于代替或补充电路板102上的先前所述的部件。

部件400包括将线圈绕组404在磁性件406之间分开的磁芯件402。与线圈绕组354一样，每个线圈绕组404包括表面安装端子356、358，表面安装端子356、358从绕组腿122、124的端部沿相同方向延伸，但是与线圈绕组354不同的是，在所示示例中，表面安装端子356、358中的每一者在与弯曲顶部绕组部分204不同的方向上延伸。线圈绕组404也彼此180°取向，并且因此面向不同的方向。每个线圈绕组404中的相应表面安装端子356、358面向第一或第二磁芯件406，并且弯曲顶部绕组部分204朝向芯件402延伸。在该布置中，每个绕组线圈404的表面安装端子356、358各自仅在磁芯件406中的一个磁芯件上延伸，而线圈绕组402的两个顶部绕组部分204都在磁芯件402上延伸。

芯件402包括在其相反的每侧上的如图所示的竖直狭槽以及上凹槽，以分别接收每个线圈绕组404的绕组腿122、124和顶部绕组部分204。每个线圈绕组354中的弯曲顶部绕组部分204被接收在磁芯件上的上凹槽216中，其中顶部绕组部分204朝向彼此延伸。磁芯件406包括竖直狭槽以接收每个线圈绕组404的绕组腿，但不包括上凹槽，因此比部件200中的芯件252更容易制造。

尽管该组件中具有更多的部件，但在部件400中仍然实现了最小宽度W和前述部件的优点。与部件400类似的部件也可使用绕组线圈来实现，这些绕组线圈具有像线圈绕组202一样的在相反的方向上延伸的表面安装端子。

设想了与图13-19所示的那些实施方案类似的实施方案，其中磁芯件中的一些不包括竖直狭槽，而是所提供的其他磁芯件中的一个完全接收所使用的线圈绕组的绕组腿。此外，可混合并匹配所述线圈绕组和芯件的组合，以实现电感器部件的其他实施方案，这些电感器部件通常可扩展以使用少量模块化芯件和预成形线圈绕组在集成芯结构上包括n个电感器。

当需要时，为了平衡磁路径以帮助优化和最大化包括弯曲顶部绕组部分204的电感器的性能，可通过改变用于接收绕组的芯件的宽度(不包括竖直狭槽)来在磁芯中形成非对称路径。部件的总宽度W仍然可以实际上最小化，同时可归因于弯曲顶部绕组部分204的不平衡磁路径的影响减小。

现在认为已根据所公开的示例性实施方案充分示出了发明的有益效果和优点。

已公开了用于电路板的电磁部件组件的实施方案，其中所述部件组件包括由第一磁芯件和第二磁芯件组装的磁芯，其中所述第一磁芯件和所述第二磁芯件中的每一者各自包括顶侧和底侧，其中在使用中所述顶侧从所述电路板升高并且所述底侧靠近所述电路板，并且其中所述第一磁芯件和所述第二磁芯件并排布置。第一预成形导电线圈绕组由所述第一磁芯件和所述第二磁芯件中的至少一者接收。所述第一预成形导电线圈绕组包括U形绕组部分，所述U形绕组部分包括顶部绕组部分和从所述顶部绕组部分的相对端部延伸的一对绕组腿，其中所述一对绕组腿彼此共面延伸并且在使用中垂直于所述电路板取向，所述一对绕组腿还位于所述第一磁芯件和所述第二磁芯件之间。所述顶部绕组部分被弯曲以垂直于所述一对绕组腿的平面延伸，并且第一表面安装端子和第二表面安装端子分别垂直于的所述一对绕组腿并相对于所述顶部绕组部分延伸。

任选地，所述顶部绕组部分在所述第一磁芯件和所述第二磁芯件中的仅一者上方延伸。所述第一表面安装端子可仅在所述第一磁芯件的所述底侧上延伸，而所述第二表面安装端子可仅在所述第二磁芯件的所述底侧上延伸。所述第一表面安装端子和所述第二表面安装端子还可以在所述第一磁芯件和所述第二磁芯件中的同一磁芯件上延伸。所述第一表面安装端子和所述第二表面安装端子可以在与顶部绕组部分相同的方向上从所述绕组腿的所述平面延伸，或者可以在与所述顶部绕组部分相反的方向上从所述绕组腿的所述平面延伸。

另外任选地，所述第一磁性件和所述第二磁性件中的至少一者可形成有一对竖直狭槽，以分别接收所述一对绕组腿。在一些实施方案中，所述第一磁性件和所述第二磁性件两者形成有一对竖直狭槽以分别接收所述一对绕组腿。所述第一磁性件和所述第二磁性件中的至少一者可形成有上凹槽以接收所述顶部绕组部分。在一些实施方案中，所述第一磁性件和所述第二磁性件两者可形成有上凹槽以接所述收顶部绕组部分。

任选地，所述磁芯具有长度尺寸、宽度尺寸和高度尺寸，其中所述长度尺寸和所述高度尺寸基本上大于所述宽度尺寸。所述第一表面安装端子和所述第二表面安装端子可平行于所述宽度尺寸延伸。所述一对绕组腿的所述平面可被取向成平行于所述磁芯的所述长度尺寸延伸。

可以任选地提供第三磁芯件和基本上与所述第一预成形导电线圈绕组相同地制造的第二预成形导电线圈绕组，其中所述第三磁芯件在所述第一磁芯件和所述第二磁芯件之间将所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组彼此分开。所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组中的每一者的所述顶部绕组部分可以接收在所述第三磁芯件上。所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组可以在所述第三磁芯件的相反侧上彼此反转180°。所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组中的每一者的所述顶部绕组部分也可以完全在所述第一磁芯件和所述第三磁芯件中的不同磁芯件上延伸。所述第三磁芯件可以包括竖直狭槽以接收所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组中的至少一者的所述绕组腿，并且还可以包括上凹槽以接收所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组中的一者的所述顶部绕组部分。所述组件可扩展以包括n个附加的预成形线圈和n个附加的芯件。

所述部件可为功率电感器。

该书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例意图在权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种用于电路板的电磁部件组件，所述部件组件包括：

磁芯，所述磁芯由第一磁芯件和第二磁芯件组装而成，其中所述第一磁芯件和所述第二磁芯件中的每一者各自包括顶侧和底侧，其中在使用中所述顶侧从所述电路板升高并且所述底侧靠近所述电路板，并且其中所述第一磁芯件和所述第二磁芯件并排布置；和

第一预成形导电线圈绕组，所述第一预成形导电线圈绕组由所述第一磁芯件和所述第二磁芯件中的至少一者接收；

其中所述第一预成形导电线圈绕组包括：

U形绕组部分，所述U形绕组部分包括顶部绕组部分和从所述顶部绕组部分的相对端部延伸的一对绕组腿；

其中所述一对绕组腿彼此共面延伸并且在使用中垂直于所述电路板取向，所述一对绕组腿还位于所述第一磁芯件和所述第二磁芯件之间；

其中所述顶部绕组部分被弯曲以垂直于所述一对绕组腿的所述平面延伸；和

第一表面安装端子和第二表面安装端子，所述第一表面安装端子和所述第二表面安装端子分别垂直于所述一对绕组腿并相对于所述顶部绕组部分延伸。

2.根据权利要求1所述的电磁部件组件，其中所述顶部绕组部分在所述第一磁芯件和所述第二磁芯件中的仅一者上方延伸。

3.根据权利要求1所述的电磁部件组件，其中所述第一表面安装端子仅在所述第一磁芯件的所述底侧上延伸，并且其中所述第二表面安装端子仅在所述第二磁芯件的所述底侧上延伸。

4.根据权利要求1所述的电磁部件组件，其中所述第一表面安装端子和所述第二表面安装端子在所述第一磁芯件和所述第二磁芯件中的相同一者上延伸。

5.根据权利要求1所述的电磁部件组件，其中所述第一表面安装端子和所述第二表面安装端子在与所述顶部绕组部分相同的方向上从所述绕组腿的所述平面延伸。

6.根据权利要求1所述的电磁部件组件，其中所述第一表面安装端子和所述第二表面安装端子在与所述顶部绕组部分相反的方向上从所述绕组腿的所述平面延伸。

7.根据权利要求1所述的电磁部件组件，其中所述第一磁性件和所述第二磁性件中的至少一者形成有一对竖直狭槽以分别接收所述一对绕组腿。

8.根据权利要求7所述的电磁部件组件，其中所述第一磁性件和所述第二磁性件两者形成有一对竖直狭槽以分别接收所述一对绕组腿。

9.根据权利要求8所述的电磁部件组件，其中所述第一磁性件和所述第二磁性件中的至少一者形成有上凹槽以接收所述顶部绕组部分。

10.根据权利要求9所述的电磁部件组件，其中所述第一磁性件和所述第二磁性件两者形成有上凹槽以接收所述顶部绕组部分。

11.根据权利要求1所述的电磁部件组件，其中所述磁芯具有长度尺寸、宽度尺寸和高度尺寸，其中所述长度尺寸和高度尺寸基本上大于所述宽度尺寸。

12.根据权利要求11所述的电磁部件组件，其中所述第一表面安装端子和所述第二表面安装端子平行于所述宽度尺寸延伸。

13.根据权利要求11所述的电磁部件组件，其中所述一对绕组腿的所述平面被取向为平行于所述磁芯的所述长度尺寸延伸。

14.根据权利要求1所述的电磁部件组件，还包括第三磁芯件和基本上与所述第一预成形导电线圈绕组相同地制造的第二预成形导电线圈绕组，其中所述第三磁芯件在所述第一磁芯件和所述第二磁芯件之间将所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组彼此分开。

15.根据权利要求14所述的电磁部件组件，其中所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组中的每一者的所述顶部绕组部分被接收在所述第三磁芯件上。

16.根据权利要求14所述的电磁部件组件，其中所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组在所述第三磁芯件的相反侧上彼此反转180°。

17.根据权利要求14所述的电磁部件组件，其中所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组中的每一者的所述顶部绕组部分完全在所述第一磁芯件和所述第三磁芯件中的不同磁芯件上延伸。

18.根据权利要求17所述的电磁部件组件，其中所述第三磁芯件包括竖直狭槽以接收所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组中的至少一者的所述绕组腿，并且还包括上凹槽以接收所述第一预成形导电线圈绕组和所述第二预成形导电线圈绕组中的一者的所述顶部绕组部分。

19.根据权利要求14所述的电磁部件组件，其中所述组件可扩展以包括n个附加的预成形线圈和n个附加的芯件。

20.根据权利要求1所述的电磁部件组件，其中所述部件是功率电感器。

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