CN113161122A - 电感结构 - Google Patents

Abstract

一种电感结构，所述电感结构包括：n个电感，每一电感包括：底板、盖板、第一磁柱以及卷绕于第一磁柱的线圈，n≥2；m个第二磁柱，对于每一第二磁柱，第二磁柱设置于n个电感中的至少两个电感之间，第二磁柱的第一端与至少两个电感的盖板相连，第二端与至少两个电感的底板相连，m<n；将所述电感及位于其一侧并相连的第二磁柱记作电感单元，所述n个电感和m个第二磁柱构成多个电感单元，其中每一所述电感单元存在至少一个气隙。通过本发明方案能够在小空间内集成多个电感，且各电感基本不会受到其他电感的磁性影响，利于减小器件尺寸，实现小型化设计。

Description

电感结构

技术领域

本发明涉及电感技术领域，具体地涉及一种电感结构。

背景技术

对于应用于CLLLC谐振电路，所述电路包括两个谐振电感(以下简称为电感)。为确保电路正常工作，需要特别注意电路内两个电感的设置位置，以避免两个电感的磁性相互影响。

现有普遍采用的解决方案是使两个电感之间保持一定距离，以避免两个电感各自的磁性不会影响到对方。但这会导致变压器的尺寸增大，不利于器件的小型化设计。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何提供一种改进的电感结构和变压器，能够有效减小器件尺寸且基本消除多个电感相互之间的磁性影响。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电感结构，包括：n个电感，其中每一所述电感包括：底板、盖板、位于所述底板和盖板之间的第一磁柱以及卷绕于所述第一磁柱的线圈，n≥2；m个第二磁柱，对于每一所述第二磁柱，所述第二磁柱设置于所述n个电感中的至少两个电感之间，并且，所述第二磁柱在其延伸方向具有第一端和第二端，所述第一端与所述至少两个电感的盖板相连，所述第二端与所述至少两个电感的底板相连，其中，m<n；将所述电感及位于其一侧并相连的第二磁柱记作电感单元，所述n个电感和m个第二磁柱构成多个电感单元，其中每一所述电感单元存在至少一个气隙。

可选的，所述电感结构还包括：非磁性电绝缘层，所述非磁性电绝缘层用于形成所述气隙。

可选的，所述多个电感单元各自包括的气隙的数量和/或位置是相同的。

可选的，所述至少一个气隙的位置选自：所述电感单元中电感的底板与所述第一磁柱之间、所述电感单元中电感的盖板与所述第一磁柱之间、所述电感单元中电感的底板与所述第二磁柱之间以及所述电感单元中电感的盖板与所述第二磁柱之间。

可选的，对于每一所述第二磁柱，其第一端与所述至少两个电感中的至少一个盖板之间存在气隙，其第二端与所述至少两个电感中的至少一个底板之间存在气隙；存在气隙的所述至少一个盖板中的至少一个与存在气隙的所述至少一个底板属于不同的电感。

可选的，所述n个电感和m个第二磁柱沿第一方向间隔排布，对于任一第二磁柱，将沿所述第一方向位于所述第二磁柱之一侧的电感记作第一电感，将沿所述第一方向位于所述第二磁柱之另一侧的电感记作第二电感；对于任一第二磁柱及位于其两侧的第一电感和第二电感，所述第二磁柱至少与所述第一电感的底板之间存在所述气隙，并至少与所述第二电感的盖板之间存在所述气隙；或者，所述第二磁柱至少与所述第一电感的盖板之间存在所述气隙，并至少与所述第二电感的底板之间存在所述气隙。

可选的，将沿所述第一方向位于所述第二电感远离所述第一电感一侧的电感记作第三电感，对于位于所述第二电感和第三电感之间的第二磁柱，所述第二电感和第三电感之间的第二磁柱至少与所述第二电感的底板之间存在所述气隙，并至少与所述第三电感的盖板之间存在所述气隙；或者，所述第二电感和第三电感之间的第二磁柱至少与所述第二电感的盖板之间存在所述气隙，并至少与所述第三电感的底板之间存在所述气隙。

可选的，所述n个电感包括围成环状的第一电感、第二电感和第三电感，所述m个第二磁柱的数量为一个，且所述第二磁柱被围成环状的所述第一电感、第二电感和第三电感包围，所述第二磁柱的第一端分别与所述第一电感的盖板、第二电感的盖板以及第三电感的盖板相连，所述第二磁柱的第二端分别与所述第一电感的底板、第二电感的底板以及第三电感的底板相连；所述第二磁柱的第一端与所述第一电感的盖板之间、所述第二磁柱的第一端与所述第二电感的盖板之间、所述第二磁柱的第一端与所述第三电感的盖板之间、所述第二磁柱的第二端与所述第一电感的底板之间、所述第二磁柱的第二端与所述第二电感的底板之间以及所述第二磁柱的第二端与所述第三电感的底板之间均存在所述气隙。

可选的，所述第二磁柱包括的第二磁柱的数量为一个，或者，所述第二磁柱是由多个第二磁柱拼合形成的。

可选的，对于每一所述第二磁柱，其第一端与所述至少两个电感的盖板的第一面齐平，其第二端与所述至少两个电感的底板的第一面齐平，其中，所述底板的第一面为所述底板远离所述盖板的一面，所述盖板的第一面为所述盖板远离所述底板的一面。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例提供一种电感结构，包括：n个电感，其中每一所述电感包括：底板、盖板、位于所述底板和盖板之间的第一磁柱以及卷绕于所述第一磁柱的线圈，n≥2；m个第二磁柱，对于每一所述第二磁柱，所述第二磁柱设置于所述n个电感中的至少两个电感之间，并且，所述第二磁柱在其延伸方向具有第一端和第二端，所述第一端与所述至少两个电感的盖板相连，所述第二端与所述至少两个电感的底板相连，其中，m<n；将所述电感及位于其一侧并相连的第二磁柱记作电感单元，所述n个电感和m个第二磁柱构成多个电感单元，其中每一所述电感单元存在至少一个气隙。

由此，能够在小空间内集成多个电感，且近距离配置的多个电感相互之间基本不会受到其他电感的磁性影响，利于减小器件尺寸，实现小型化设计。具体而言，通过在电感之间夹设共用的第二磁柱的方式形成所述电感结构，使得多个电感能够共用同一部件，利于减少部件数量，实现小型化设计。进一步，气隙的设置位置适于使得每一电感的磁通回路在通过相邻的第二磁柱时，通过的气隙数量最少，以使卷绕于各第一磁柱的线圈形成的所述磁通回路大致相互隔绝。

进一步，每一电感单元均存在至少一个气隙，由于气隙处的磁阻增大，使得通过增加磁阻的方式限制各个电感单元内磁通的走向成为可能。由于气隙的存在，使得各个电感单元内的磁通基本都通过与相邻电感单元共用的所述第二磁柱，而不会通过其他路径(如串流至相邻电感单元)，从而有效防止多个电感之间的磁性相互影响。由此，可以有效实现小空间内放置多个电感且不会相互影响。

附图说明

图1是本发明第一实施例的一种电感结构的示意图；

图2是图1所示电感结构的爆炸图；

图3是本发明第二实施例的一种电感结构的示意图；

图4是本发明第三实施例的一种电感结构的示意图；

图5是本发明第四实施例的一种电感结构的示意图；

图6是图5所示电感结构的爆炸图；

图7是本发明第五实施例的一种电感结构的示意图；

图8是图7所示电感结构的爆炸图；

图9是本发明实施例的一个典型应用场景的原理示意图；

图10是本发明第六实施例的一种电感结构的示意图；

图11是本发明第七实施例的一种电感结构的示意图；

图12是图11所示第七实施例的一个变化例的示意图；

图13是本发明第八实施例的一种电感结构的示意图。

具体实施方式

接下来，参照附图来详细说明本发明的实施例。各图中对同一部分标注同一标号。各实施例只是例示，当然可以对以不同实施例所示的结构进行部分置换或组合。变形例中，省略关于与实施例1共同的事项的描述，仅针对不同点进行说明。尤其，针对同样的结构所产生的同样的作用效果，不再按每个实施例逐一提及。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

(实施例1)

图1是本发明第一实施例的一种电感结构1的示意图。图2是图1所示电感结构1的爆炸图。

具体地，参考图1和图2，所述电感结构1可以包括：n个电感10，其中每一所述电感10可以包括：底板101、盖板102、位于所述底板101和盖板102之间的第一磁柱103以及卷绕于所述第一磁柱103的线圈104。其中，n≥2。

需要注意的是，图1仅对所述线圈104进行示例性展示，在实际应用中，本领域技术人员可以根据需要调整所述线圈104的线圈匝数和卷绕密度。

进一步地，卷绕于各所述电感10的线圈104的卷绕方向可以相同，也可以不相同。

进一步地，卷绕于不同电感10的线圈104的线圈匝数和卷绕密度可以相同，也可以不相同。

进一步地，对于每一所述电感10，所述电感10的底板101和盖板102可以相互平行。

进一步地，所述电感结构1还可以包括：非磁性电绝缘层106，所述非磁性电绝缘层106可以设置于所述第一磁柱103与对应的盖板102之间，以及所述第一磁柱103与对应的底板101之间，以在接口处隔开第一磁柱103和盖板102(或底板101)从而形成所述气隙105。

进一步地，所述非磁性电绝缘层106可以用于调节所述气隙105的宽度。例如，所述非磁性电绝缘层106的厚度越大，所述气隙105的宽度越大。

例如，所述非磁性电绝缘层106可以为非磁性电绝缘膜或者混合有非磁性电绝缘颗粒的胶水。

所述电感10具有两两垂直的长度方向(图示x方向)、宽度方向(图示y方向)和高度方向(图示z方向)。其中，所述电感10的底板101指向盖板102的方向定义所述高度方向(图示z方向)；在垂直于所述z方向的平面上，所述底板101的两条邻边分别定义所述长度方向(图示x方向)和宽度方向(图示y方向)。

进一步地，在x方向和y方向所成平面上，所述底板101和盖板102的截面可以为面积相同的矩形结构。如正方形、长方形等。在实际应用中，本领域技术人员还可以根据需要调整所述底板101和盖板102的形状，以得到满足需求的磁感应效果。

图1和图2示出的实施例1以n＝2为例进行示例性展示。具体地，所述n个电感10可以包括沿第一方向(图示w方向)并排设置的第一电感121和第二电感122。图1和图2以所述w方向平行于所述x方向为例进行示例性展示。所述第一电感121的盖板102和第二电感122的盖板102可以在同一平面，所述第一电感121的底板101和第二电感122的底板101可以在同一平面。

为便于区分，将电感10的第一磁柱103与盖板102之间的气隙记作气隙105a，如位于第一电感121的第一磁柱103与盖板102之间的气隙105a，以及位于第二电感122的第一磁柱103与盖板102之间的气隙105a，对应的非磁性电绝缘层记作非磁性电绝缘层106a；将电感10的第一磁柱103与底板101之间的气隙记作气隙105b，如位于第一电感121的第一磁柱103与底板101之间的气隙105b，以及位于第二电感122的第一磁柱103与底板101之间的气隙105b，对应的非磁性电绝缘层记作非磁性电绝缘层106b。

进一步地，所述电感结构1还可以包括：m个第二磁柱11，对于每一所述第二磁柱11，所述第二磁柱11设置于所述n个电感10中的至少两个电感10之间，并且，所述第二磁柱11在其延伸方向(图示u方向)具有第一端11a和第二端11b，所述第一端11a与所述至少两个电感10的盖板102相连，所述第二端11b与所述至少两个电感10的底板101相连。其中，m<n。

进一步地，可以将所述电感10及位于其一侧并相连的第二磁柱11记作一个电感单元13，由此，所述n个电感10和m个第二磁柱11可以构成多个电感单元13。图1和图2示出的实施例1以m＝1为例进行示例性展示，相应的，电感结构1可以包括两个电感单元13，所述两个电感单元13共用一个第二磁柱11。

进一步地，对于所述电感结构1构成的多个电感单元13，其中每一所述电感单元13均存在至少一个气隙105。

进一步地，所述至少一个气隙105的位置可以选自：所述电感单元13中电感10的底板101与所述第一磁柱103之间、所述电感单元13中电感10的盖板102与所述第一磁柱103之间、所述电感单元13中电感10的底板101与所述第二磁柱11之间以及所述电感单元13中电感10的盖板102与所述第二磁柱11之间。

在实施例1中，对于每一所述第二磁柱11，其第一端11a与所述至少两个电感10中的至少一个盖板102之间存在气隙105，其第二端11b与所述至少两个电感10中的至少一个底板101之间存在气隙105。

进一步地，所述非磁性电绝缘层106可以设置于存在所述气隙105的所述第二磁柱11的第一端11a和所述盖板102之间，以及，存在所述气隙105的所述第二磁柱11的第二端11b和所述底板101之间。也即，实施例1中每一电感单元13可以存在四个气隙105。

进一步地，所述底板101、盖板102、第一磁柱103和第二磁柱11均可以采用锰-锌铁氧体、镍-锌铁氧体等磁芯体材料制成，以增加所述电感结构1的磁感应强度。

进一步地，在x方向和y方向所成平面上，所述第一磁柱103和第二磁柱11的截面均可以为矩形，但并不限于此，也可以为圆形、或椭圆形。当所述第二磁柱11为圆柱体时，所述底板101与所述第二磁柱11的第二端11b相连的部分可以具有有相适配的弧度，类似的，所述盖板102与所述第二磁柱11的第二端11b相连的部分可以具有有相适配的弧度。

图1和图2示出的实施例1以m＝1为例进行示例性展示。所述第二磁柱11的延伸方向(图示u方向)可以平行于所述z方向。具体地，所述第二磁柱11沿所述第一方向(图示w方向)设置于所述第一电感121和第二电感122之间。

沿第一方向(图示w方向)，第一电感121和第二电感122可以以位于其间的第二磁柱11为轴左右对称。

进一步地，所述第二磁柱11的第一端11a沿w方向的一侧与所述第一电感121的盖板102相连，所述第二磁柱11的第一端11a沿w方向的另一侧与所述第二电感122的盖板102相连。

进一步地，所述第二磁柱11的第二端11b沿w方向的一侧与所述第一电感121的底板101相连，所述第二磁柱11的第二端11b沿w方向的另一侧与所述第二电感122的底板101相连。

进一步地，在图1和图2所示实施例1中，所述第二磁柱11的第一端11a与所述第一电感121的盖板102之间、所述第二磁柱11的第一端11a与所述第二电感122的盖板102之间、所述第二磁柱11的第二端11b与所述第一电感121的底板101之间以及所述第二磁柱11的第二端11b与所述第二电感122的底板101之间均存在所述气隙105。

为便于区分，将电感10的盖板102与第二磁柱11之间的气隙记作气隙105d，如位于第一电感121的盖板102与第二磁柱11的第一端11a之间的气隙105d，以及位于第二电感122的盖板102与第二磁柱11的第一端11a之间的气隙105d，对应的非磁性电绝缘层记作非磁性电绝缘层106d；将电感10的底板101与第二磁柱11之间的气隙记作气隙105c，如位于第一电感121的底板101与第二磁柱11的第二端11b之间的气隙105c，以及位于第二电感122的底板101与第二磁柱11的第二端11b之间的气隙105c，对应的非磁性电绝缘层记作非磁性电绝缘层106c。

由于气隙105起到增大磁阻的效果，因而，卷绕于第一电感121的线圈104产生的磁通会选择沿图1所示路线行进，依次经过第一电感121的第一磁柱103、盖板102、第二磁柱11以及底板101后回到所述第一磁柱103，从而形成闭合的磁通回路s1。按照所述磁通回路s1行进的磁通会经过四个气隙105(即图示气隙105a、气隙105b、气隙105c和气隙105d)。

如果卷绕于第一电感121的线圈104产生的磁通在依次经过第一电感121的第一磁柱103、盖板102后，选择流经第二电感122的盖板102、第一磁柱103和底板101然后再回到第一电感121的底板101的路径形成闭合磁通回路，则需要经过八个气隙105。显而易见的，前述流经所述第二磁柱11所形成的磁通回路s1是更优路径。

类似的，卷绕于第二电感122的线圈104产生的磁通会选择沿图1所示路线行进，依次经过第二电感122的第一磁柱103、底板101、第二磁柱11以及盖板102后回到所述第一磁柱103，从而形成闭合的磁通回路s2。

进一步地，所述第二磁柱11的第一端11a可以与所述至少两个电感10(如第一电感121和第二电感122)的盖板102的第一面102a齐平。其中，所述盖板102的第一面102a为所述盖板102远离所述底板101的一面。

进一步地，所述第二磁柱11的第二端11b可以与所述至少两个电感10(如第一电感121和第二电感122)的底板101的第一面101a齐平。其中，所述底板101的第一面101a为所述底板101远离所述盖板102的一面。

由此，采用本实施例方案，能够在小空间内集成多个电感10，且近距离配置的多个电感10相互之间基本不会受到其他电感的磁性影响，利于减小器件尺寸，实现小型化设计。具体而言，通过在电感10之间夹设共用的第二磁柱11的方式形成所述电感结构1，使得多个电感10能够共用同一部件，利于减少部件数量，实现小型化设计。进一步，气隙105的设置位置适于使得每一电感10的磁通回路在通过相邻的第二磁柱11时，通过的气隙105数量最少，以使卷绕于各第一磁柱103的线圈104形成的所述磁通回路大致相互隔绝。

进一步，第二磁柱11与相连的每一电感10之间均存在至少一个气隙105，由于气隙105处的磁阻增大，使得通过增加磁阻的方式限制各个电感10的磁通走向成为可能。由于气隙105的存在，使得各个电感10的磁通基本都通过共用的所述第二磁柱11，而不会通过其他路径(如串流至相邻电感10)，从而有效防止多个电感10之间的磁性相互影响。由此，可以有效实现小空间内放置多个电感10且不会相互影响。

在实施例1的另一个变化例中，对于任一所述电感10，所述电感10的底板101与第一磁柱103之间可以设置有至少一个间隔珠(图未示)，以在所述底板101与第一磁柱103之间形成所述气隙105b。

类似的，所述电感10的盖板102与第一磁柱103之间可以设置有至少一个间隔珠(图未示)，以在所述盖板102与第一磁柱103之间形成所述气隙105a。

进一步地，相邻间隔珠之间可以具有空隙，以进一步增加所述气隙105。

进一步地，多个所述间隔珠可以阵列排布于所述第一磁柱103的上端面，并与所述盖板102相接触。类似的，多个所述间隔珠可以阵列排布于所述第一磁柱103的下端面，并与所述底板101相接触。

进一步地，所述气隙105还可以起到优化散热能力的效果。

(实施例2)

图3是本发明第二实施例的一种电感结构2的示意图。此处仅主要针对电感结构2与实施例1的不同之处进行说明。

具体地，参考图3，所述电感结构2可以包括：第一电感121、第二电感122和第二磁柱11。

关于所述第一电感121、第二电感122和第二磁柱11的具体结构可以参考上述实施例1中的相关描述，在此不与赘述。

在本实施例中，与上述实施例1的区别主要在于，所述第二磁柱11和相邻的两个电感10之间的气隙的数量为两个。也即，在实施例2中，包含有2个电感10的电感结构2中一共可以存在6个气隙105，其中每一电感单元13存在三个气隙105。

进一步地，对于位于所述第二磁柱11和相邻的两个电感10之间的两个气隙105，两个所述气隙105中的一个可以存在于所述第二磁柱11的第一端11a与所述第一电感121的盖板102之间，如气隙105d。两个所述气隙105中的另一个可以存在于所述第二磁柱11的第二端11b与所述第二电感122的底板101之间，如气隙105c。换言之，除了第一磁柱103与盖板102之间的气隙105a以及和底板101之间的气隙105b外，剩余的两个气隙105(即气隙105c和气隙105d)在x方向和z方向所成平面上呈对角线分布于第二磁柱11和相邻的两个电感10之间，如图3所示。

由此，对角线设置的气隙105能够确保两个电感10在共用同一磁芯的同时相互之间不会存在磁性互扰，利于器件小型化设计。

在实施例2的一个变化例中，对于位于所述第二磁柱11和相邻的两个电感10之间的两个气隙105，两个所述气隙105中的一个可以存在于所述第二磁柱11的第一端11a与所述第二电感122的盖板102之间，如气隙105d。两个所述气隙105中的另一个可以存在于所述第二磁柱11的第二端11b与所述第一电感121的底板101之间，如第一电感121和第二磁柱11之间的气隙105c。

换言之，所述电感结构2中各个电感单元13包括的气隙105的数量可以相同，而不同电感单元13中气隙105的位置是不相同的。

在实施例2的一个变化例中，对于位于所述第二磁柱11和相邻的两个电感10之间的两个气隙105，所述两个气隙105可以分别存在于所述第二磁柱11的第一端11a与所述第二电感122的盖板102之间，以及所述第二磁柱11的第一端11a与所述第一电感121的盖板102之间。

在实施例2的一个变化例中，对于位于所述第二磁柱11和相邻的两个电感10之间的两个气隙105，所述两个气隙105可以分别存在于所述第二磁柱11的第二端11b与所述第二电感122的底板101之间，以及所述第二磁柱11的第二端11b与所述第一电感121的底板101之间。

换言之，所述电感结构1和电感结构2中各个电感单元13包括的气隙105的数量和位置可以是相同的。

在实施例1和实施例2的一个共同变化例中，所述第二磁柱11和相邻的两个电感10之间的气隙的数量可以为三个。也即，两个电感单元13各自包括的气隙的数量不相同，而不同电感单元13中气隙的设置位置可以相同也可以不同。

例如，除第一磁柱103和盖板102之间的气隙105a以及第一磁柱11和底板101之间的气隙105b之外，在所述第二磁柱11的第一端11a与所述第一电感121的盖板102之间、所述第二磁柱11的第一端11a与所述第二电感122的盖板102之间以及所述第二磁柱11的第二端11b与所述第一电感121的底板101之间也可以存在所述间隙105。也即，第二磁柱11与第一电感121之间存在2个气隙(气隙105c和气隙105d)，第二磁柱11与第二电感122之间存在1个气隙(气隙105d)。

又例如，除第一磁柱103和盖板102之间的气隙105a以及第一磁柱11和底板101之间的气隙105b之外，在所述第二磁柱11的第一端11a与所述第一电感121的盖板102之间、所述第二磁柱11的第一端11a与所述第二电感122的盖板102之间以及所述第二磁柱11的第二端11b与所述第二电感122的底板101之间也可以存在所述间隙105。也即，第二磁柱11与第一电感121之间存在1个气隙(气隙105d)，第二磁柱11与第二电感122之间存在2个气隙(气隙105c和气隙105d)。

又例如，除第一磁柱103和盖板102之间的气隙105a以及第一磁柱11和底板101之间的气隙105b之外，在所述第二磁柱11的第一端11a与所述第一电感121的盖板102之间、所述第二磁柱11的第二端11b与所述第一电感121的底板101以及所述第二磁柱11的第二端11b与所述第二电感122的底板101之间也可以存在所述间隙105。也即，第二磁柱11与第一电感121之间存在2个气隙(气隙105c和气隙105d)，第二磁柱11与第二电感122之间存在1个气隙(气隙105c)。

又例如，除第一磁柱103和盖板102的气隙105a之间以及第一磁柱11和底板101之间的气隙105b之外，在所述第二磁柱11的第一端11a与所述第二电感122的盖板102之间、所述第二磁柱11的第二端11b与所述第一电感121的底板101以及所述第二磁柱11的第二端11b与所述第二电感122的底板101之间也可以存在所述间隙105。也即，第二磁柱11与第一电感121之间存在1个气隙(气隙105c)，第二磁柱11与第二电感122之间存在2个气隙(气隙105c和气隙105d)。

(实施例3)

图4是本发明实施例3的一种电感结构的示意图。此处仅主要针对电感结构3与实施例1的不同之处进行说明。

具体地，参考图4，所述电感结构3可以包括：沿第一方向(图示w方向)排布的三个电感10，分别记作第一电感121、第二电感122和第三电感123，以及两个第二磁柱11。其中，三个所述电感10和两个所述第二磁柱11沿所述第一方向(图示w方向)间隔排布。图4所示实施例3中以第一方向(图示w方向)平行于x方向为例进行示例性展示。

关于所述第一电感121、第二电感122以及位于所述第一电感121和第二电感122之间的第二磁柱11的具体结构和相互之间的连接关系，可以参考上述实施例1和实施例2中的相关描述，在此不与赘述。

在本实施例中，与上述实施例1的区别主要在于，所述电感结构3还包括所述第三电感123以及所述第二电感122和第三电感123之间的第二磁柱11。也即，电感结构3可以构成四个电感单元13。

对于设置于所述第二电感122和第三电感123之间的第二磁柱11，所述第二磁柱11与所述第二电感122和第三电感123之间的气隙105的设置方式可以参考上述实施例1、实施例2及其变化例中的相关描述。

为便于区分，除实施例1和2中示出的气隙105a、气隙105b、气隙105c和气隙105d之外，将第三电感123的盖板102与第二磁柱11之间的气隙105，以及第二电感122的盖板102与第二磁柱11之间的气隙105记作105f，对应的非磁性电绝缘层记作非磁性电绝缘层106f；将第三电感123的底板101与第二磁柱11之间的气隙105，以及第二电感122的底板101与第二磁柱11之间的气隙105记作气隙105e，对应的非磁性电绝缘层记作非磁性电绝缘层106e。

进一步地，卷绕于所述第三电感123的第一磁柱103的线圈104可以形成闭合的磁通回路s3，所述磁通回路s3经过位于所述第三电感123和第二电感122之间的第二磁柱11。

进一步地，位于第一电感121和第二电感122之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置，与位于第二电感122和第三电感123之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置可以相同。

例如，参考图4，对于两个第二磁柱11中的任一个，其第一端11a与相邻的两个盖板102之间均存在所述气隙105(即气隙105d和气隙105f)，其第二端11b与相邻的两个底板101之间均存在所述间隙105(即气隙105c和气隙105e)。

进一步地，在x方向和y方向所成平面上，所述非磁性电绝缘层106的尺寸可以与所述第一磁柱103的截面相适配，如图1至图3所示。或者，所述非磁性电绝缘层106的尺寸可以大于所述第一磁柱103的截面面积，如图4所示。或者，所述非磁性电绝缘层106的尺寸可以小于所述第一磁柱103的截面面积。

进一步地，在y方向和z方向所成平面上，所述非磁性电绝缘层106的尺寸可以与所述盖板102或底板101的截面相适配。或者，所述非磁性电绝缘层106的尺寸可以大于所述盖板102或底板101的截面面积。或者，或者，所述非磁性电绝缘层106的尺寸可以小于所述盖板102或底板101的截面面积。

由此，能够在电感结构3内近距离集成三个电感10，且电感结构3的整体尺寸仍能保持在较小水平。

在实施例3的一个变化例中，所述第三电感123可以位于所述第一电感121远离所述第二电感122的一侧。

在实施例3的另一个变化例中，位于第一电感121和第二电感122之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置，与位于第二电感122和第三电感123之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置可以是不相同的。换言之，所述电感结构3包括的多个电感单元13中，至少一个电感单元13的气隙数量和/或位置可以不同于其他电感单元13的气隙数量和/或位置。

例如，位于第一电感121和第二电感122之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置可以参考实施例1所述四个气隙105的方案，而位于第二电感122和第三电感123之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置则可以参考实施例2所述两个气隙105的方案。反之亦可。

又例如，位于第一电感121和第二电感122之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置可以参考实施例1所述四个气隙105的方案，而位于第二电感122和第三电感123之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置则可以参考上述变化例所述三个气隙105的方案。反之亦可。

又例如，位于第一电感121和第二电感122之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置可以参考实施例2所述两个气隙105的方案，而位于第二电感122和第三电感123之间的第二磁柱11与相邻电感10之间的气隙105的数量和设置位置则可以参考上述变化例所述三个气隙105的方案。反之亦可。

在实施例3的另一个变化例中，n≥4，且n个电感10沿所述第一方向排布，m个第二磁柱11与所述n个电感10沿所述第一方向间隔设置。其中，m比n小一。

(实施例4)

图5是本发明实施例4的一种电感结构4的示意图；图6是图5所示电感结构4的爆炸图。

具体地，参考图5和图6，所述电感结构4可以包括：n个电感10和m个第二磁柱11。其中，在x方向和y方向所成平面上，所述n个电感10形成环状结构，所述m个第二磁柱11位于所述n个电感10围成的环状结构内。

关于所述第一电感121、第二电感122和第三电感123的具体结构可以参考上述实施例1至实施例3的相关描述，在此不与赘述。

在本实施例中，与上述实施例1的区别主要在于，所述电感结构3包括三个电感10。与上述实施例3的区别主要在于，三个电感10不是沿同一方向排布的，而是形成环状，相应的所述第二磁柱11的数量也不同。

实施例4以n＝3，m＝1为例进行示例性展示。具体地，所述n个电感10可以包括围成环状的第一电感121、第二电感122和第三电感123。其中，所述第一电感121的盖板102、第二电感122的盖板102和第三电感123的盖板102在x方向和y方向所成平面内围成环状，所述第一电感121的底板101、第二电感122的底板101和第三电感123的底板101在x方向和y方向所成平面内围成环状。

所述m个第二磁柱11的数量为一个，且所述第二磁柱11被围成环状的所述第一电感121、第二电感122和第三电感123包围。

相应的，第一电感121与第二磁柱11构成一电感单元13，第二电感122与第二磁柱11构成一电感单元13，第三电感123与第二磁柱11构成一电感单元13。也即，电感结构4构成三个电感单元13。

例如，所述第二磁柱11可以为三棱柱形，其每一侧面与所述三个电感10中的一个的底板101和盖板102相连。

进一步地，所述第二磁柱11的第一端11a分别与所述第一电感121的盖板102、第二电感122的盖板102以及第三电感123的盖板102相连。

进一步地，所述第二磁柱11的第二端11b分别与所述第一电感121的底板101、第二电感122的底板101以及第三电感123的底板101相连。

进一步地，所述第二磁柱11的第一端11a与所述第一电感121的盖板102之间、所述第二磁柱11的第一端11a与所述第二电感122的盖板102之间、所述第二磁柱11的第一端11a与所述第三电感123的盖板102之间、所述第二磁柱11的第二端11b与所述第一电感121的底板101之间、所述第二磁柱11的第二端11b与所述第二电感122的底板101之间以及所述第二磁柱11的第二端11b与所述第三电感123的底板101之间均存在所述气隙105。

进一步地，在x方向和y方向所成平面上，所述第二磁柱11的截面的形状可以为等边三角形。

由此，采用实施例4所述方案，由于没有塑料卷线轴，因而对散热和降低成本都有好处。进一步，对于每一电感10，所述电感10产生的磁通回路一共经过四个气隙105，且这些气隙105远离所述电感10的线圈104，可以减少边缘损耗。

进一步，实施例4所述方案使得三个电感10共用同一第二磁柱11，对于总尺寸和成本都非常有利。并且，三个电感10的线圈104各自产生的磁通可以通过共用的第二磁柱11形成闭合回路，而不会串扰至相邻电感10，这可以进一步降低电感结构4的总尺寸并减少磁芯损耗。

在实施例4的一个变化例中，在x方向和y方向所成平面上，所述第二磁柱11的截面的形状可以为任意三角形，如直角三角形。

在实施例4的另一个变化例中，n≥4，且n个电感10包围形成的环状可以为多边形，相应的，在x方向和y方向所成平面上，所述第二磁柱11的截面的形状可以为多边形，且所述第二磁柱11的截面所成形状的边沿数量和每一边沿的长度与对应的电感10的底板101/盖板102的形状相适配。

在实施例4的另一个变化例中，被围在中间的所述第二磁柱11可以为一整根磁芯构件，或者，也可以是由多个磁柱拼合形成的。例如，所述第二磁柱11可以由多个磁芯沿z方向拼接形成。又例如，所述第二磁柱11可以包括多个沿x方向和/或y方向排列的磁芯。

在实施例4的另一个变化例中，对于电感结构4包括的三个电感单元13，其中至少一个电感单元13中气隙的数量和/或位置可以不同于另两个电感单元13中气隙的数量和/或位置。

(实施例5)

图7是本发明实施例5的一种电感结构5的示意图；图8是图7所示电感结构的爆炸图。

具体地，参考图7和图8，所述电感结构5可以包括：第一电感121、第二电感122和第二磁柱11。其中，第一电感121和第二磁柱11可以构成一电感单元13，所述第二电感122和第二磁柱11可以构成一电感单元13。

关于所述第一电感121、第二电感122和第二磁柱11的具体结构可以参考上述实施例1中的相关描述，在此不与赘述。

在本实施例中，与上述实施例1的区别主要在于，第一电感121的盖板102、第一磁柱103和底板101可以形成面向第二电感122开口的U形，而不是实施例1示出的“工”形。类似的，第二电感122的盖板102、第一磁柱103和底板101可以形成面向第一电感121开口的U形，而不是实施例1示出的“工”形。

以第一电感121为例，所述第一电感121的盖板102远离第二电感122的一端与所述第一磁柱103远离第二电感122的一侧齐平，所述第一电感121的底板101远离第二电感122的一端与所述第一磁柱103远离第二电感122的一侧齐平。

进一步地，所述第一电感121的底板101、盖板102和第一磁柱103可以是一体成型的。类似的，所述第二电感122的底板101、盖板102和第一磁柱103也可以是一体成型的。

进一步地，所述第一电感121的第一磁柱103与底板101之间，以及所述第一磁柱103与盖板102之间可以没有气隙105(即气隙105a和气隙105b)。

类似的。所述第二电感122的第一磁柱103与底板101之间，以及所述第一磁柱103与盖板102之间可以没有气隙105(即气隙105a和气隙105b)。

例如，参考图7和图8，所述电感结构5可以一共存在四个气隙105(即2个气隙105c和2个气隙105d)，且所述四个气隙105均存在于所述第二磁柱11与两个电感10之间。也即，电感结构5中的每一电感单元13包括两个气隙105。

进一步地，对于第一电感121和第二电感122中的任一电感10，在x方向和y方向所成平面上，所述电感10的盖板102和底板101的截面可以呈梯形，如等腰梯形。或者，所述电感10的盖板102和底板101的截面也可以是如图2所示的矩形。

由此，采用实施例5的方案，由于没有塑料卷线轴，因而对散热和降低成本都有好处。进一步，对于每一电感10，所述电感10产生的磁通回路一共经过两个气隙105，且这些气隙105远离所述电感10的线圈104，可以减少边缘损耗。

进一步，实施例5所述方案使得两个电感10共用同一第二磁柱11，有利于减小器件总体尺寸和降低成本。并且，两个电感10的线圈104各自产生的磁通可以在共用的第二磁柱11处得到补偿，这可以进一步降低电感结构5的总尺寸并减少磁芯损耗。

进一步，U形的电感10结构还能够节省磁芯材料，利于降低成本，降低制造工艺难度。

在实施例5的一个变化例中，所述电感结构5包括的所述气隙105的数量可以进一步减少至3个甚至2个。

其中，3个气隙105的方案可以参考上述实施例2的变化例的相关描述。也即，电感结构5包括的两个电感单元13中的一个可以存在2个气隙105，而另一个则存在1个气隙105。

2个气隙105的方案可以参考上述实施例2所述方案的相关描述。也即，电感结构5包括的两个电感单元13各存在一个气隙105，并且，两个气隙105在各自电感单元13中的设置位置可以相同，也可以不同。

在实施例5的另一个变化例中，所述电感结构5包括的U形电感10的数量可以为3个甚至更多个，并按照图5所示方案围成环状。

在一个典型的应用场景中，参考图9，本发明实施例所述电感结构1至5可以作为变压器的谐振电感，并应用于CLLLC谐振电路63。

具体而言，所述CLLLC谐振电路63的输入端可以耦接供电模块61，所述CLLLC谐振电路63的输出端可以耦接负载62。

所述CLLLC谐振电路63可以包括2个电容(图中以C1和C2标示)以及3个电感(图中以L1、L2和L3标示)。其中，L2和L3分别位于L1的原边和副边，以起到谐振电感的作用。3个电感(L1、L2和L3)可以形成所述变压器。

在本应用场景中，电感L2和L3可以采用上述图1至图8示出的电感结构1至5中的任一种以集成为一体，使得所述CLLLC谐振电路63的整体体积能够显著减小，且不会发生磁场串扰的问题。

(实施例6)

图10是是本发明第六实施例的一种电感结构6的示意图。此处仅主要针对电感结构6与实施例1的不同之处进行说明。

具体地，参考图10，所述电感结构6可以包括：第一电感121、第二电感122和第二磁柱11。

关于所述第一电感121、第二电感122和第二磁柱11的具体结构可以参考上述实施例1中的相关描述，在此不与赘述。

在本实施例中，与上述实施例1的区别主要在于，每一电感单元13中的气隙105的数量为两个，且各电感单元13中气隙的设置位置相同。

具体而言，参考图10，气隙105可以存在于第一电感121的盖板102与其第一磁柱103之间，以及第二电感122的盖板102与其第一磁柱103之间，即气隙105a。气隙105还可以存在于第一电感121的盖板102与第二磁柱11之间，以及第二电感122的盖板102与第二磁柱11之间，即气隙105d。

由此，同样能够基于共用磁芯的方式实现电感结构6的小型化设计。

在实施例6的一个变化例中，气隙105可以存在于第一电感121的底板101与其第一磁柱103之间，以及第二电感122的底板101与其第一磁柱103之间，即气隙105b。气隙105还可以存在于第一电感121的盖板102与第二磁柱11之间，以及第二电感122的盖板102与第二磁柱11之间，即气隙105d。

在实施例6的另一个变化例中，气隙105可以存在于第一电感121的底板101与其第一磁柱103之间，以及第二电感122的底板101与其第一磁柱103之间，即气隙105b。气隙105还可以存在于第一电感121的底板101与第二磁柱11之间，以及第二电感122的底板101与第二磁柱11之间，即气隙105c。

在实施例6的另一个变化例中，气隙105可以均存在于第一磁柱11与相邻电感10的底板101和盖板102之间。

在实施例6的另一个变化例中，对于第一电感121与第二磁柱11组成的电感单元13包括的两个气隙105，所述两个气隙105中至少一个的设置位置不同于第二电感122与第二磁柱11组成的电感单元13中两个气隙105的设置位置。

(实施例7)

图11是本发明第七实施例的一种电感结构7的示意图。此处仅主要针对电感结构7与实施例1的不同之处进行说明。

具体地，参考图11，所述电感结构7可以包括：第一电感121、第二电感122和第二磁柱11。

关于所述第一电感121、第二电感122和第二磁柱11的具体结构可以参考上述实施例1中的相关描述，在此不与赘述。

在本实施例中，与上述实施例1的区别主要在于，每一电感单元13中的气隙105的数量为一个，且各电感单元13中气隙的设置位置相同。

具体而言，参考图11，气隙105可以存在于第一电感121的盖板102与第二磁柱11之间，以及第二电感122的盖板102与第二磁柱11之间，即气隙105d。

由此，能够确保通过共同的磁芯(即第二磁柱11)的磁通量大致相互消除。

在实施例7的一个变化例中，参考图12，气隙105可以存在于第一电感121的盖板102与其第一磁柱103之间，以及第二电感122的盖板102与其第一磁柱103之间，即气隙105a。

在实施例7的另一个变化例中，气隙105可以存在于第一电感121的底板101与其第一磁柱103之间，以及第二电感122的底板101与其第一磁柱103之间，即气隙105b。

在实施例7的另一个变化例中，气隙105可以存在于第一电感121的底板101与第二磁柱11之间，以及第二电感122的底板101与第二磁柱11之间，即气隙105c。

(实施例8)

图13是本发明第八实施例的一种电感结构8的示意图。此处仅主要针对电感结构8与实施例1的不同之处进行说明。

具体地，参考图13，所述电感结构8可以包括：第一电感121、第二电感122和第二磁柱11。

关于所述第一电感121、第二电感122和第二磁柱11的具体结构可以参考上述实施例1中的相关描述，在此不与赘述。

在本实施例中，与上述实施例1的区别主要在于，每一电感单元13中的气隙105的数量为一个，且各电感单元13中气隙的设置位置不相同。

具体而言，参考图13，气隙105可以存在于第一电感121的盖板102与其第一磁柱103之间，即气隙105a；以及第二电感122的盖板102与第二磁柱11之间，即气隙105d。

在实施例8的一个变化例中，气隙105可以存在于第一电感121的盖板102与其第一磁柱103之间，即气隙105a；以及第二电感122的底板101与其第一磁柱103之间，即气隙105b。

在实施例8的另一个变化例中，气隙105可以存在于第一电感121的盖板102与其第一磁柱103之间，即气隙105a；以及第二电感122的底板101与第二磁柱11之间，即气隙105c。

由此，基于在小空间内集成有多个磁性互不影响的电感的电感结构，使得减小变压器的尺寸成为可能，利于器件的小型化设计。

在实施例1至实施例8的一个共同实施例中，对于每一所述第二磁柱11，当其第一端11a与相连的多个盖板102之间均存在气隙105时，多个所述气隙105在所述第二磁柱11上的投影截面可以完全重叠。

以图1所示实施例1为例，第二磁柱11的第一端11a沿x方向的两侧均存在气隙105d，这两个气隙105d沿x方向的截面可以完全重叠。

类似的，继续参考图1，第二磁柱11的第二端11b沿x方向的两侧均存在气隙105c，这两个气隙105c沿x方向的截面也可以完全重叠。

在一个变化例中，多个所述气隙105在所述第二磁柱11上的投影截面可以是部分重叠的。也即，位于第二磁柱11同一端的气隙105可以稍微错开。

仍以图1所示实施例1为例，两个气隙105d沿x方向的截面可以完全重叠，而两个气隙105c沿x方向的截面则是部分重叠的。

在一个变化例中，多个所述气隙105在所述第二磁柱11上的投影截面可以是不相重叠的。例如，沿x方向，第一电感121的盖板102与第二磁柱11的第一端11a之间的气隙105a与第二电感122的盖板102与第二磁柱11的第一端11a之间的气隙105是完全错开的。

在实施例1至实施例8的一个共同实施例中，同一电感结构中多个所述电感单元13各自包括的气隙105的数量可以是不相同的。

在实施例1至实施例8的一个共同变化例中，对于同一电感结构，其中至少一个气隙105的宽度可以不同于其他气隙105的宽度。

例如，位于第二磁柱11的第一端11a两侧的气隙105的宽度可以是不相同的。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

附图标记说明

1、2、3、4、5、6、7、8、9电感结构

10、L1、L2、L3电感

101底板

101a底板的第一面

102盖板

102a盖板的第一面

103第一磁柱

104线圈

105、105a、105b、105c、105d、105e、105f气隙

106、106a、106b、106c、106d、106e、106f非磁性电绝缘层

11第二磁柱

11a第二磁柱的第一端

11b第二磁柱的第二端

121第一电感

122第二电感

123第三电感

13电感单元

6变压器

61供电模块

62负载

63CLLLC谐振电路

C1、C2电容

L1、L2、L3电感

x电感的长度方向

y电感的宽度方向

z电感的高度方向

w第一方向

u第二磁柱的延伸方向

s1、s2、s3磁通回路

Claims (10)

1.一种电感结构，其特征在于，包括：

n个电感，其中每一所述电感包括：底板、盖板、位于所述底板和盖板之间的第一磁柱以及卷绕于所述第一磁柱的线圈，n≥2；

m个第二磁柱，对于每一所述第二磁柱，所述第二磁柱设置于所述n个电感中的至少两个电感之间，并且，所述第二磁柱在其延伸方向具有第一端和第二端，所述第一端与所述至少两个电感的盖板相连，所述第二端与所述至少两个电感的底板相连，其中，m<n；

将所述电感及位于其一侧并相连的第二磁柱记作电感单元，所述n个电感和m个第二磁柱构成多个电感单元，其中每一所述电感单元存在至少一个气隙。

2.根据权利要求1所述的电感结构，其特征在于，还包括：非磁性电绝缘层，所述非磁性电绝缘层用于形成所述气隙。

3.根据权利要求1或2所述的电感结构，其特征在于，所述多个电感单元各自包括的气隙的数量和/或位置是相同的。

4.根据权利要求1或2所述的电感结构，其特征在于，所述至少一个气隙的位置选自：所述电感单元中电感的底板与所述第一磁柱之间、所述电感单元中电感的盖板与所述第一磁柱之间、所述电感单元中电感的底板与所述第二磁柱之间以及所述电感单元中电感的盖板与所述第二磁柱之间。

5.根据权利要求1或2所述的电感结构，其特征在于，对于每一所述第二磁柱，其第一端与所述至少两个电感中的至少一个盖板之间存在气隙，其第二端与所述至少两个电感中的至少一个底板之间存在气隙；

存在气隙的所述至少一个盖板中的至少一个与存在气隙的所述至少一个底板属于不同的电感。

6.根据权利要求1或2所述的电感结构，其特征在于，所述n个电感和m个第二磁柱沿第一方向间隔排布，对于任一第二磁柱，将沿所述第一方向位于所述第二磁柱之一侧的电感记作第一电感，将沿所述第一方向位于所述第二磁柱之另一侧的电感记作第二电感；

对于任一第二磁柱及位于其两侧的第一电感和第二电感，所述第二磁柱至少与所述第一电感的底板之间存在所述气隙，并至少与所述第二电感的盖板之间存在所述气隙；或者，所述第二磁柱至少与所述第一电感的盖板之间存在所述气隙，并至少与所述第二电感的底板之间存在所述气隙。

7.根据权利要求6所述的电感结构，其特征在于，将沿所述第一方向位于所述第二电感远离所述第一电感一侧的电感记作第三电感，对于位于所述第二电感和第三电感之间的第二磁柱，所述第二电感和第三电感之间的第二磁柱至少与所述第二电感的底板之间存在所述气隙，并至少与所述第三电感的盖板之间存在所述气隙；或者，所述第二电感和第三电感之间的第二磁柱至少与所述第二电感的盖板之间存在所述气隙，并至少与所述第三电感的底板之间存在所述气隙。

8.根据权利要求1或2所述的电感结构，其特征在于，所述n个电感包括围成环状的第一电感、第二电感和第三电感，所述m个第二磁柱的数量为一个，且所述第二磁柱被围成环状的所述第一电感、第二电感和第三电感包围，所述第二磁柱的第一端分别与所述第一电感的盖板、第二电感的盖板以及第三电感的盖板相连，所述第二磁柱的第二端分别与所述第一电感的底板、第二电感的底板以及第三电感的底板相连；

所述第二磁柱的第一端与所述第一电感的盖板之间、所述第二磁柱的第一端与所述第二电感的盖板之间、所述第二磁柱的第一端与所述第三电感的盖板之间、所述第二磁柱的第二端与所述第一电感的底板之间、所述第二磁柱的第二端与所述第二电感的底板之间以及所述第二磁柱的第二端与所述第三电感的底板之间均存在所述气隙。

9.根据权利要求8所述的电感结构，其特征在于，所述第二磁柱包括的第二磁柱的数量为一个，或者，所述第二磁柱是由多个第二磁柱拼合形成的。

10.根据权利要求1或2所述的电感结构，其特征在于，对于每一所述第二磁柱，其第一端与所述至少两个电感的盖板的第一面齐平，其第二端与所述至少两个电感的底板的第一面齐平，其中，所述底板的第一面为所述底板远离所述盖板的一面，所述盖板的第一面为所述盖板远离所述底板的一面。

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