CN114334399A - 用于低电磁干扰的耦合感应器 - Google Patents

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CN114334399A CN202210101723.5A CN202210101723A CN114334399A CN 114334399 A CN114334399 A CN 114334399A CN 202210101723 A CN202210101723 A CN 202210101723A CN 114334399 A CN114334399 A CN 114334399A
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Abstract

一种用于低电磁干扰的耦合感应器包括多个线圈和复合磁芯，该复合磁芯包括由第一磁性材料形成的耦合磁结构和由具有分布间隙的第二磁性材料形成的漏磁结构。该耦合磁结构将这多个线圈磁性耦合在一起，并且该漏磁结构提供了用于这多个线圈的漏磁通量路径。

Description

用于低电磁干扰的耦合感应器
本申请是申请日为2017年08月18日、申请号为201710711277.9、名为“用于低电磁干扰的耦合感应器”的中国专利申请的分案申请。
相关申请
本申请要求于2016年8月19日提交的美国临时专利申请No.62/377,455的优先权，该专利申请被通过参引结合于本文中。
背景技术
电气耦合多个并行的切换子转换器以提高切换功率转换器容量和/或改进切换功率转换器性能是已知的。一类带有多个切换子转换器的切换功率转换器是“多相”切换功率转换器，其中，被称之为“相位”的子转换器相对于彼此异相地切换。这种异相切换在转换器输出滤波器处导致波纹电流消除并且使该多相转换器与其它相似的单相转换器相比能够具有更好的瞬态反应。
如在授予Schultz等人的美国专利No.6,362,986(其被通过参引结合于本文)中所教导的那样，多相切换功率转换器的性能可通过将两个或多个相位的能量存储感应器磁性耦合而得到改进。这种磁性耦合导致感应器中的波纹电流消除并且相对于不具有磁性耦合感应器的其它相同的转换器而言提高了波纹切换频率，从而改进了转换器瞬态反应，降低了输入和输出滤波要求和/或改进了转换器效率。
两个或多个磁性耦合感应器通常被共同称之为“耦合感应器”并且具有相关联的漏电感值和磁化电感值。磁化电感与线圈之间的磁性耦合相关联；由此，磁化电感越大，线圈之间的磁性耦合越强。另一方面，漏电感与能量存储相关联。由此，漏电感越大，在感应器中存储的能量越多。漏电感由漏磁通量产生，该漏磁通量是由流过耦合感应器中的并未耦合于该感应器的其它线圈的一个线圈的电流所产生的磁通量。
图1是现有技术耦合感应器100的视图，该现有技术耦合感应器100包括将多个线圈104磁性耦合在一起的磁芯102。磁芯102被在线条图(wire view)中示出，即仅示出了其轮廓，以便示出耦合感应器100的内部特征。磁芯102通常由铁氧体磁性材料形成并在其漏磁通量路径中包括间隙106。间隙106通常由空气或另一非磁性材料形成并且在耦合感应器100内提供能量存储，从而帮助防止耦合感应器100的磁饱和。在设计耦合感应器100期间，可通过调整间隙106的尺寸来调整耦合感应器100的漏电感值。与耦合感应器100相似的现有技术耦合感应器的若干示例公开在授予Ikriannikov的美国专利No.8,237,530中，该专利申请被通过参引结合到本文中。
发明内容
(A1)一种用于低电磁干扰的耦合感应器可包括多个线圈和复合磁芯，该复合磁芯包括由第一磁性材料形成的耦合磁结构和由具有分布间隙的第二磁性材料形成的漏磁结构。耦合磁结构可将这多个线圈磁性耦合在一起，并且漏磁结构提供了用于这多个线圈的漏磁通量路径。
(A2)在如A1所述的耦合感应器中，第一磁性材料可具有大于第二磁性材料的磁导率。
(A3)在如A1和A2所述的耦合感应器中，第一磁性材料可包括铁氧体材料，并且第二磁性材料可包括位于粘合剂内的铁粉材料。
(A4)在如A1到A3所述的耦合感应器中的任一个中，漏磁结构可至少部分地覆盖住这多个线圈。
(A5)在如A1到A4所述的耦合感应器中的任一个中，耦合磁结构可包括(1)在第一方向上彼此分离开的第一梯杆(rail)和第二梯杆和(2)多个梯级。这多个梯级中的每一个可在第一方向上将第一梯杆与第二梯杆连结起来，并且这多个线圈中的每一个可被至少部分地缠绕在多个梯级中的相应的一个的周围。
(A6)在如A5所述的耦合感应器中，复合磁芯可被构造成，使得漏磁结构在第一方向上在第一梯杆与第二梯杆之间提供了用于漏磁通量的路径。
(A7)在如A5和A6所述的耦合感应器中的任一个中，漏磁结构可在第一方向上以第一梯杆与第二梯杆为界。
(A8)在如A5到A7所述的耦合感应器中的任一个中，第二梯杆可如在沿正交于第一方向的第二方向上截面观察该第二梯杆时所见呈U形。
(A9)在如A5到A6所述的耦合感应器中的任一个中，漏磁结构可如在沿第一方向上截面观察该耦合感应器时所见呈U形。
(A10)在如A9所述的耦合感应器中，漏磁结构在第一方向上以第一梯杆与第二梯杆为界。
(A11)在如A5所述的耦合感应器中，第一梯杆可包括在正交于第一方向的第二方向上成排放置的多个第一梯杆子段，并且第二梯杆可包括在第二方向上成排放置的多个第二梯杆子段。
(A12)在如A11所述的耦合感应器中，相邻的第一梯杆子段可在第二方向上彼此分离开，以及相邻的第二梯杆子段可在第二方向上彼此分离开。
(A13)在如A11和A12所述的耦合感应器中的任一个中，漏磁结构可在第一方向上以第一梯杆与第二梯杆为界。
(A14)在如A11到A13所述的耦合感应器中的任一个中，漏磁结构可包括在第二方向上被连结起来的多个漏子段。
(A15)在如A11到A13所述的耦合感应器中的任一个中，漏磁结构可包括在第二方向上彼此分离开的多个漏子段。
(A16)在如A1到A15所述的耦合感应器中的任一个中，耦合感应器可被至少部分地嵌置在漏磁结构中。
(A17)在如A1到A16所述的耦合感应器中的任一个中，耦合感应器可还包括被嵌置在漏磁结构中的一个或多个磁通量阻抑结构。
(B1)一种用于低电磁干扰的耦合感应器可包括多个线圈和耦合磁结构。该耦合磁结构可包括(1)第一梯杆，其包括在第一方向上成排放置的多个第一梯杆子段，(2)第二梯杆，其在正交于第一方向的第二方向上与第一梯杆分离开，该第二梯杆包括在第一方向上成排放置的多个第二梯杆子段，和(3)多个梯级，这多个梯级中的每一个在第二方向上将第一梯杆与第二梯杆连结起来。多个线圈中的每一个可被至少部分地缠绕在多个梯级中的相应的一个的周围。漏磁结构可包括(1)一个或多个内部漏板，其被在第二方向上放置在第一梯杆与第二梯杆之间，和(2)外部漏板，其在第二方向上桥接第一梯杆与第二梯杆。外部漏板如在沿第二方向上截面观察该耦合感应器时所见并不与第一梯杆和第二梯杆重叠。
(B2)在如B1所述的耦合感应器中，每个内部漏板均可在第二方向上都与第一梯杆和第二梯杆中的每一个分离开，并且外部漏板可在正交于第一方向和第二方向中的每一个的第三方向上与第一梯杆和第二梯杆中的每一个分离开。
(B3)在如B1和B2所述的耦合感应器中的任一个中，耦合磁结构和漏磁结构中的每一个都可由一种或多种铁氧体磁性材料形成。
(C1)一种用于低电磁干扰的耦合感应器可包括(1)多个线圈，(2)磁芯，该磁芯将多个线圈磁性耦合在一起，该磁芯在该耦合感应器的漏磁流量路径中形成路径，和(3)金属屏蔽件，其被放置在磁芯的外表面上并且至少部分地覆盖住该间隙。
(C2)在如C1所述的耦合感应器中，磁芯可包括(1)在第一方向上彼此分离开的第一梯杆和第二梯杆，(2)多个耦合齿，每个耦合齿均被在第一方向上放置在第一梯杆和第二梯杆之间，多个线圈中的每一个至少部分地缠绕在多个耦合齿中的相应的一个的周围，和(3)漏板，其在第一方向上桥接第一梯杆和第二梯杆，该漏板在漏磁通量路径中形成路径。
(D1)一种切换功率转换器可包括根据A1到A17、B1到B3、C1和D2所述耦合感应器中的任一个。
附图说明
图1是现有技术耦合感应器的透视图。
图2是根据一种实施例的用于低电磁干扰的耦合感应器的透视图。
图3是图2的耦合感应器的分解透视图。
图4是根据一种实施例的与图2的耦合感应器相似的用于低电磁干扰的耦合感应器的透视图，不同之处在于圈端部沿漏磁结构的底面放置。
图5是根据一种实施例的与图2的耦合感应器相似的用于低电磁干扰的耦合感应器的侧视图，但线圈具有附加匝并且终止于位于漏磁结构的底面上的触头。
图6是根据一种实施例的用于低电磁干扰的耦合感应器的透视图，该耦合感应器包括带有漏延伸部的耦合磁结构。
图7是图6的耦合感应器的耦合磁结构的侧视图。
图8是根据一种实施例的用于低电磁干扰的耦合感应器的透视图，该耦合感应器带有包括延伸部的梯杆。
图9是图8的耦合感应器的与该耦合感应器的其余部分分离开的漏磁结构的透视图。
图10是图8的耦合感应器的耦合磁结构的分解透视图。
图11是根据一种实施例的用于低电磁干扰的另一耦合感应器的透视图。
图12是图11的耦合感应器的与该耦合感应器的其余部分分离开的漏磁结构的透视图。
图13是图11的耦合感应器的与该耦合感应器的其余部分分离开的耦合磁结构的透视图。
图14是图11的耦合感应器的与该耦合感应器的其余部分分离开的线圈的示例的透视图。
图15是根据一种实施例的用于低电磁干扰的带有延伸的梯杆的耦合感应器的透视图。
图16是图15的耦合感应器的与该耦合感应器的其余部分分离开的漏磁结构的透视图。
图17是根据一种实施例的用于电磁干扰的耦合感应器的透视图，该耦合感应器带有横截面面积减小的耦合磁结构。
图18是根据一种实施例的用于电磁干扰的耦合感应器的透视图，该耦合感应器带有横截面面积不相同的耦合磁结构。
图19是图18的耦合感应器的与该耦合感应器的其余部分分离开的漏磁结构的透视图。
图20是根据一种实施例的图6的耦合感应器的三个示例的透视图，这三个示例被连结在一起以有效地产生具有九个线圈的单个耦合感应器。
图21是根据一种实施例的用于低电磁干扰的包括两个线圈的耦合感应器的透视图。
图22是用于低电磁干扰的耦合感应器的透视图，该耦合感应器包括被嵌置在漏磁结构中的磁通量阻抑(impeding)结构。
图23是根据一种实施例的用于低电磁干扰的包括金属屏蔽件的耦合感应器的透视图。
图24是图23的耦合感应器的分解透视图，其中，金属屏蔽件与该耦合感应器的其余部分分离开。
图25是图23的耦合感应器的透视图，其中，金属屏蔽件被省略掉，在线条图中示出了第一梯杆和漏板，以示出耦合感应器的内部特征。
图26是根据一种实施例的用于低电磁干扰的包括金属屏蔽件的另一耦合感应器的透视图。
图27示出了根据一种实施例的包括图2的耦合感应器的示例的多相降压(buck)切换功率转换器。
图28是根据一种实施例的用于低电磁干扰的耦合感应器的前视图，该耦合感应器包括两个鼓芯离散感应器(drum core discrete inductor)和漏磁结构。
图29是图28的耦合感应器的俯视平面图。
图30是图28的耦合感应器的沿图28的线30A-30A获取的截面图。
图31是图28的耦合感应器的侧视图。
图32是与图28的耦合感应器的其余部分分离开的一个鼓芯离散感应器示例的前视图。
图33是图28的耦合感应器的与该图28的耦合感应器的其余部分分离开的耦合磁结构的前视图。
图34是图28的耦合感应器的与该图28的耦合感应器的其余部分分离开的漏磁结构的前视图。
图35是根据一种实施例的用于低电磁干扰的包括两个鼓芯离散感应器的另一耦合感应器的透视图。
图36是与图35的耦合感应器的其余部分分离开的一个鼓芯感应器示例和漏磁结构的一部分的透视图。
图37是图35的耦合感应器的与该图35的耦合感应器的其余部分分离开的耦合磁结构的俯视平面图。
图38是根据一种实施例的用于低电磁干扰的再一耦合感应器的前视图，该再一耦合感应器包括两个离散的鼓芯感应器。
图39是图38的耦合感应器的俯视平面图。
图40是图38的耦合感应器的沿图38的线40A-40A获取的截面图。
图41是图38的耦合感应器的侧视图。
图42是与图38的耦合感应器的其余部分分离开的一个鼓芯离散感应器示例的前视图。
图43是与图38的耦合感应器的其余部分分离开的耦合磁结构的前视图。
具体实施方式
图1的现有技术耦合感应器100实现了相当多的优点。例如，它的占地面积小，它促进了线圈104的强磁耦合，并且它提供了短小、平衡且可控的漏磁通量路径。然而，申请人已经确定耦合感应器100以及其它现有技术耦合感应器可能无法在要求低电磁干扰的应用(例如某些汽车应用、工业控制应用和医疗应用)中获得足够的电磁兼容性。例如，间隙106通常必须是相对大的，以便获得所需要的能量存储性能，并且该大间隙可能导致相当大的边缘磁通量，该边缘磁通量为传送出磁芯102的磁通量。边缘磁通量可耦合于邻近电子线路，从而潜在地干扰该线路的运转。此外，边缘磁通量可在处于耦合感应器100之内及之外的邻近金属感应器中感应出涡电流，从而导致金属感应器的加热及相关的功率损耗。此外，线圈104被部分地暴露在耦合感应器100中，这会导致线圈104不符合要求地电容耦合于邻近部件，特别是在耦合感应器100的切换功率转换器应用中更是如此，在这种情况下中，线圈104会经受高电压改变速率。
因此，申请人已经研发出了用于低电磁干扰的耦合感应器，其至少部分地克服了上述问题中的一个或多个。这些耦合感应器包括复合磁芯，该复合磁芯包括耦合磁结构和漏磁结构。在一些实施例中，耦合磁结构被至少部分地嵌置在漏磁结构中。耦合磁结构由磁导率相对高的磁性材料(例如铁氧体材料)形成，并且耦合磁结构将该耦合感应器的多个线圈磁性耦合在一起。漏磁结构由磁导率相对低且具有分布间隙的磁性材料(例如被作为膜呈多层模制或放置的粘合剂内的铁粉)形成。漏磁结构至少部分地为线圈提供了漏磁通量路径，并且漏磁结构的分布间隙消除了对于离散间隙(例如图1的间隙106)的需要，从而有助于将边缘磁通量最小化。此外，在一些实施例中，耦合磁结构至少部分地将耦合感应器的线圈屏蔽住，以使其免受外部部件的影响，从而有助于将线圈与外部部件之间的电容耦合最小化。
下文公开的是这些用于低电磁干扰的耦合感应器的多个示例。然而，应该了解的是，这些实施例的变型是可能的且处于本公开的范围内。
图2是用于低电磁干扰的耦合感应器200的透视图，该耦合感应器200具有长度202、宽度204和高度206。耦合感应器200包括复合磁芯208，该复合磁芯208包括被至少部分地嵌置在漏磁结构212中的耦合磁结构210。漏磁结构212被在线条图中示出，使得耦合感应器200的内部部分是可见的，并且图3是耦合感应器200的分解透视图，其中，漏磁结构212与耦合感应器200的其余部分分离开。在图3中仅示出了漏磁结构212的外部轮廓，以便提升说明清楚性。
耦合磁结构210是阶梯状磁芯，其包括第一梯杆216、第二梯杆218和多个耦合齿220。第一梯杆216与第二梯杆218在高度206方向上分离开，并且每个耦合齿200均被沿高度206方向放置在第一梯杆216与第二梯杆218之间。尽管并不要求，但是所设想到的是，耦合磁结构210将通常形成一个或多个小间隙(例如与每个耦合齿220相连的小间隙)，以便控制耦合感应器200的磁化电感。相应的线圈222围绕每个耦合齿220形成一个或多个匝。耦合磁结构210将线圈222磁性耦合在一起，并且耦合磁结构210由磁导率相对高的第一磁性材料(例如铁氧体材料)形成，以促进线圈222的强磁耦合。
漏磁结构212由具有分布间隙的第二磁性材料(例如被呈多个膜层模制或放置的粘合剂内的铁粉)形成。漏磁结构212在高度206方向上在第一梯杆216与第二梯杆218之间提供用于漏磁通量的路径。此外，在漏磁结构212于长度202方向、宽度204方向和高度206方向中的一个上显著延伸超出耦合磁结构210的实施例中，漏磁结构212还在耦合磁结构210的外侧提供了用于漏磁通量的路径。形成漏磁结构212的第二磁性材料通常具有比形成耦合磁结构210的第一磁性材料低的磁导率，这是因为通常合乎要求的是，耦合感应器200的磁化电感显著大于耦合感应器200的漏电感。所需的漏电感值通过在耦合感应器200的设计过程中，改变第二磁性材料的磁导率和/或漏磁结构212的横截面积来实现。
应该了解到的是，在复合磁芯208中并不存在暴露的间隙。由此，产生最少量的边缘磁通量和相关的电磁干扰以及功率损耗。因此，耦合磁结构210用作屏蔽件，即，它将线圈222与外部部件分离开，从而有助于使线圈222与外部部件之间的电容耦合最小化。
可改变耦合齿220和相关线圈222的数量，而并不会背离其范围，只要耦合感应器200包括至少两个耦合齿220和相关线圈222即可。此外，可改变线圈222的构造。例如，线圈222可形成比图2和图3中所示的情形更多或更少的匝。此外，尽管线圈222被示出为绕丝，但线圈222可以是箔线圈或螺旋线圈。再者，线圈222可以终止在耦合感应器200的不同于所示的一侧上，和/或线圈222可以不同于所示的方式终止，例如终止于用于表面安装连接于印刷电路板的触头处。
例如，图4是与图2的耦合感应器200相似的用于低电磁干扰的耦合感应器400的透视图，不同之处在于，线圈222的端部沿漏磁结构212的底面402放置以形成可焊接的触头。作为另一示例，图5是与图2的耦合感应器200相似的用于低电磁干扰的耦合感应器500的侧视图，不同之处在于，线圈222被具有附加匝并终止于位于漏磁结构212的底面504上的触头502的线圈522所替代。类似于图2和图3，漏磁结构212被在图4和图5中以线条图示出，以示出耦合感应器的内部特征。
第一梯杆216和第二梯杆218可被沿长度202方向延伸，以便形成耦合磁结构210的延伸部，从而潜在地降低漏磁通量路径中的损耗以及提高耦合感应器的机械强度。例如，图6是用于低电磁干扰的耦合感应器600的透视图，该耦合感应器600具有长度602、宽度604和高度606。耦合感应器600具有复合磁芯608并且与图2的耦合感应器200类似，不同之处在于，磁芯608包括带有第一梯杆616和第二梯杆618的耦合磁结构610，第一梯杆616和第二梯杆618沿长度602方向延伸超出外部耦合齿620，以形成漏延伸部624。图7是与耦合感应器600的其余部分分离开的耦合磁结构610的侧视图。各个线圈622缠绕在每个耦合齿620的周围。漏磁结构612被沿高度606方向放置在第一梯杆616和第二梯杆618之间。漏磁结构612在图6中被以线条图示出，以示出耦合感应器600的内部特征。
耦合磁结构610由第一磁性材料形成，并且漏磁结构612由具有分布间隙的第二磁性材料形成，其中，第一磁性材料的磁导率通常大于第二磁性材料的磁导率，使得磁化电感高于漏电感。漏磁结构612沿高度606方向在第一梯杆616与第二梯杆618之间提供了用于漏磁通量的路径。漏延伸部624降低了漏磁通量路径在耦合感应器600的外边缘处的磁阻，并且漏延伸部624可在形成耦合磁结构610的磁导率相对高的第一磁性材料具有比形成漏磁结构612的磁导率相对低的第二磁性材料低的损耗的实施例中降低损耗。此外，耦合磁结构610在高度606方向束缚住漏磁结构612，这提升了耦合感应器600的机械强度。
以类似于上文中所讨论的其它耦合感应器的方式，可改变耦合齿620和相关线圈622的数量，而并不会背离其范围，只要耦合感应器600包括至少两个耦合齿620和相关线圈622即可。另外，可改变线圈622的构造和/或终止处。例如，线圈622可以是箔线圈或螺旋线圈，而非绕丝。作为另一示例，线圈622可终止在耦合感应器600的不同侧上和/或以不同于图6所示的方式终止。
图8是与图6的耦合感应器600相似的用于低电磁干扰的耦合感应器800的透视图，不同之处在于，第二梯杆618被第二梯杆818所替代，该第二梯杆818包括在高度606方向上朝向第一梯杆616延伸的延伸部826和828。当在长度602方向上截面观察时，第二梯杆818呈U形。延伸部826和828降低了沿高度606方向的漏磁通量路径的阻抗，从而促进了大漏电感值和/或漏路径中的低损耗。图6的漏磁结构612同样被图8中的漏磁结构812所替代，以便容置第二梯杆818的U形。图9是与耦合感应器800的其余部分分离开的漏磁结构812的透视图，并且图10是耦合磁结构810的分解透视图。漏磁结构812在图8和图9中的每一幅中均以线条图示出，并且在图9中仅示出了漏磁结构812的轮廓。
申请人同样已经研发出用于低电磁干扰的耦合感应器，其中，漏磁路径主要位于耦合磁结构的外侧。例如，图11是用于低电磁干扰的耦合感应器1100的透视图，该耦合感应器1100具有长度1102、宽度1104和高度1106。耦合感应器1100包括复合磁芯1108，该复合磁芯1108包括耦合磁结构1110和漏磁结构1112。漏磁结构1112在图11中以线条图示出，使得耦合感应器1100的内部特征是可见的。图12是与耦合感应器1100的其余部分分离开的漏磁结构1112的透视图，并且图13是与耦合感应器1100的其余部分分离开的耦合磁结构1110的透视图。
耦合磁结构1110是阶梯状磁芯，其包括第一梯杆1116、第二梯杆1118和多个耦合齿1120。第一梯杆1116与第二梯杆1118在宽度1104方向上分离开，并且每个耦合齿1120均被沿宽度1104方向放置在第一梯杆1116与第二梯杆1118之间。尽管并不要求，但是所设想到的是，耦合磁结构1110将通常形成一个或多个小间隙(例如与每个耦合齿1120相连的小间隙)，以便控制耦合感应器1100的磁化电感。各个线圈1122围绕每个耦合齿1120形成一个或多个匝。图14是与耦合感应器1100的其余部分分离开的线圈1122的一个示例的透视图。耦合磁结构1110将线圈1122磁性耦合在一起，并且耦合磁结构1110由磁导率相对高的第一磁性材料(例如铁氧体材料)形成，以促进线圈1122的强磁耦合。
耦合齿1120被在长度1102方向上靠拢放置，以促进耦合感应器1100的小占地面积和线圈1122的强磁耦合。由此，耦合磁结构1110内的漏磁通量路径具有最小的横截面积。然而，部分地环绕耦合磁结构1110的顶侧、左侧和右侧的漏磁结构1112在第一梯杆1116与第二梯杆1118之间为漏磁通量提供了相对大的横截面。漏磁结构1112由具有分布间隙的第二磁性材料(例如被呈多个膜层模制或放置的粘合剂内的铁粉)形成。形成漏磁结构1112的第二磁性材料通常具有比形成耦合磁结构1110的第一磁性材料低的磁导率，这是因为通常合乎要求的是，耦合感应器1100的磁化电感显著大于耦合感应器1100的漏电感。所需的漏电感值通过在耦合感应器1100的设计过程中，改变第二磁性材料的磁导率和/或漏磁结构1112的横截面积来实现。
复合磁芯1108并不具有暴露的空气间隙，从而有助于产生最少量的边缘磁通量。此外，漏磁结构1112用作屏蔽件，即，它将线圈1122与外部部件分离开，从而有助于使线圈1122与外部部件之间的电容耦合最小化。
可改变耦合齿1120和相关线圈1122的数量，而并不会背离其范围。此外，同样可改变线圈1122的构造(例如，由线圈1122形成的匝数和/或形成线圈1122的材料)，而并不会背离其范围。此外，图15-19示出了耦合感应器1100的复合磁芯的若干可能的变型。
特别地，图15是用于低电磁干扰的耦合感应器1500的透视图，该耦合感应器1500具有长度1502、宽度1504和高度1506。耦合感应器1500类似于图11的耦合感应器1100，不同之处在于，第一梯杆1116和第二梯杆1118分别被延伸的第一梯杆1516和延伸的第二梯杆1518所替代。图11的漏磁结构1112同样被漏磁结构1512所替代，该漏磁结构1512在宽度1504方向上比漏磁结构1112小。漏磁结构1512在图15中以线条示出，以便示出耦合感应器1500的内部特征，并且图16是与耦合感应器1500的其余部分分离开的漏磁结构1512的透视图。图15的第一梯杆1516和第二梯杆1518在高度1506方向上比图11的第一梯杆1116和第二梯杆1118延伸得更远，使得在图15的实施例中，与图11的实施例中相比，漏磁通量路径的更大部分被磁导率高的磁性材料所占据。因此，在假定其它均相同的情况下，图15的耦合感应器1500与图11的耦合感应器1100相比将具有更大的漏电感值。此外，第一梯杆1516和第二梯杆1518在宽度1504方向上部分地束缚住漏磁结构1512，这提升了耦合感应器1500的机械强度。
图17是用于低电磁干扰的耦合感应器1700的透视图，该耦合感应器1700具有长度1702、宽度1704和高度1706。耦合感应器1700类似于图15的耦合感应器1500，不同之处在于，漏磁结构1512被漏磁结构1712所替代。漏磁结构1712在图17中以线条图示出，以便示出耦合感应器1700的内部部分。与图15的漏磁结构1512相比，图17的漏磁结构1712在由宽度1702方向和高度1706方向构成的平面中具有较小的横截面积。结果，在假定其它均相同的情况下，与耦合感应器1500相比，耦合感应器1700将具有较小的漏电感值。漏磁结构1712在图17中被以线条图示出，以便示出耦合感应器1700的内部特征。
图18是耦合感应器1800的透视图，该耦合感应器1800具有长度1802、宽度1804和高度1806。耦合感应器1800类似于图15的耦合感应器1500，不同之处在于，漏磁结构1512被漏磁结构1812所替代。第一梯杆1516和第二梯杆1518同样被第一梯杆1816和第二梯杆1818所替代，以便对应于漏磁结构1812。漏磁结构1812在图18中以线条图示出，以便示出耦合感应器1800的内部特征，并且图19是与耦合感应器1800的其余部分分离开的漏磁结构1812的透视图。漏磁结构1812在由长度1802方向和高度1806方向构成的平面中具有不相同的横截面积。特别地，漏磁结构1812在耦合齿1120上方的顶部区域1826中具有相对小的横截面积，并且漏磁结构1812在耦合感应器1800的端部区域1828和1830处具有相对大的横截面积(参见图19)。因此，漏磁通量主要在端部区域1828和1830处流过漏磁结构1812，并且可在耦合感应器1800的设计过程中例如通过改变端部区域1828和1830的横截面积来调整漏电感值。漏磁结构1812的顶部区域1826主要用作屏蔽部，即，它将线圈1122与外部部件分离开。然而，顶部区域1826还可为穿过漏磁结构1812的路磁通量提供阻抗相对高的路径。
在上文中所讨论的耦合感应器的某些实施例中，耦合磁结构延伸到耦合感应器的外表面。这些实施例的多个示例可被连结在一起以便有效地形成具有多个线圈的单个耦合感应器。例如，图20示出了图6的耦合感应器600的三个示例，其被连结在一起以有效地形成具有九个线圈622的单个耦合感应器。如在现有技术中所知，多个相位在多相切换功率转换器应用中促进了波纹电流消除以及快速瞬态响应。然而，制造具有多个线圈的耦合感应器可能是不切实际的。将当前耦合感应器的多个示例连结在一起有利地使得在无需制造具有多个线圈的耦合感应器的情况下能够实现多个线圈。
上文中所讨论的耦合感应器具有“阶梯”式的耦合磁结构，其有利地可被缩放以容置任何所需数量的线圈。然而，本文中所公开的理念同样可与耦合磁结构的其它构造一起使用。
例如，图21是用于低电磁干扰的耦合感应器2100的透视图，该耦合感应器2100具有长度2102、宽度2104和高度2106。耦合感应器2100包括复合磁芯2108，该复合磁芯2108包括被嵌置在漏磁结构2112中的耦合磁结构2110。漏磁结构2112在图21中被以线条图示出。耦合磁结构2110在宽度2104方向上形成通道2114，并且两个线圈2122在宽度2104方向上延伸穿过通道2114。耦合磁结构2110由磁导率相对高的磁性材料(例如铁氧体材料)形成，以促进线圈2122的强磁耦合。
漏磁结构2112由具有分布间隙的第二磁性材料(例如被呈多个膜层模制或放置的粘合剂内的铁粉)形成。形成漏磁结构2112的第二磁性材料通常具有比形成耦合磁结构2110的第一磁性材料低的磁导率，这是因为通常合乎要求的是，耦合感应器2100的磁化电感显著大于耦合感应器2100的漏电感。所需的漏电感值可通过在耦合感应器2100的设计过程中，改变第二磁性材料的磁导率、漏磁结构2112的横截面积和/或通道2114的构造来实现。
复合磁芯2108并不具有暴露的空气间隙，从而有助于产生最少量的边缘磁通量。此外，漏磁结构2112用作屏蔽件，即，它将线圈2122与外部部件分离开，从而有助于使线圈2122与外部部件之间的电容耦合最小化。
如上文所讨论的那样，在当前实施例中，漏电感值可通过改变形成漏磁结构的磁性材料的磁导率和/或通过改变漏磁结构的横截面积来进行调整。此外，漏电感值可通过将磁通量阻抑结构嵌置在漏磁结构内来得到降低。这些磁通量阻抑结构与形成漏磁结构的磁性材料相比具有较低的磁导率，并且因此，磁通量阻抑结构阻抑住漏磁通量的流动。磁通量阻抑结构可选择地由不导电材料形成以防止涡电流在其中循环。所希望的是，磁通量阻抑结构并不延伸至漏磁结构的外表面，以防止产生边缘磁通量。
图22示出了在当前实施例中可如何使用磁通量阻抑结构的一个示例。特别地，图22是用于低电磁干扰的耦合感应器2200的侧视图，该耦合感应器2200类似于图5的耦合感应器500，不同之处在于，它进一步包括被嵌置在漏磁结构212中的磁通量阻抑结构2202。磁通量阻抑结构2202阻抑住漏磁通量穿过漏磁结构212的流动，从而降低了线圈522的漏电感值。
本文中公开的漏磁结构可选择地利用“冷压”方法或“热压”方法形成。冷压包括在环境温度下以及在高压下将磁性材料压制在一起以固化和模制该磁性材料。高压将磁性颗粒推靠在一起，并且因此，冷压可获得相对高的磁导率。然而，冷压同样在磁性材料内的线圈上施加了相当大的压力，从而需要注意以避免损坏线圈，特别是在线圈包括介电绝缘的实施例中更是如此。
另一方面，热压包括在升高的温度下固化磁性材料，而无需相当大的压力。需要相对多的粘合剂来补偿压力的缺乏，并且粘合剂限制了磁性颗粒的集中。结果，热压通常不能获得与冷压一样高的磁导率。然而，当前实施例的漏磁结构可能并不需要高磁导率，这是因为通常希望的是，漏电感值应该相对低，以确保磁化电感大于漏电感。此外，当形成漏磁结构时，压力的缺乏降低了线圈损坏的可能性。因此，当形成漏磁结构时，相对于冷压而言，使用热压可能是优选的。
申请人同样已经确定，通过将金属屏蔽件放置在磁芯的漏磁通量路径中的间隙上或放置在耦合感应器中的交流(AC)磁场的任何其它来源上可在耦合感应器中获得低电磁干扰。金属屏蔽件附近的任何AC磁场在金属屏蔽件中产生对抗该AC磁场的涡电流，从而有助于使得来自AC磁场的电磁干扰的可能性最小化。与复合磁芯相比，金属屏蔽件可能更为廉价且更为简单，并且金属屏蔽件可有助于将热量传导远离该耦合感应器。然而，在金属屏蔽件中循环的涡电流会在耦合感应器操作期间消耗相当多的功率。
图23-25示出了用于低电磁干扰的耦合感应器的一个示例，该耦合感应器包括金属屏蔽件，而非复合磁芯。特别地，图23是用于低电磁干扰的耦合感应器2300的透视图，该耦合感应器2300具有长度2302、宽度2304和高度2306。耦合感应器2300包括覆盖住耦合感应器的顶侧、左侧和右侧的金属屏蔽件2324。图24是耦合感应器2300的分解透视图，其中，金属屏蔽件2324与耦合感应器的其余部分分离开。耦合感应器2300还包括阶梯状磁芯2308，该阶梯状磁芯2308包括彼此在宽度2304方向上分离开的第一梯杆2316和第二梯杆2318以及沿宽度2304方向上放置在第一梯杆2316与第二梯杆2318之间的多个耦合齿2320(参见图25)。各个线圈2322缠绕在每个耦合齿2320的周围，并且磁芯2308将线圈2322磁性耦合在一起。在一些实施例中，线圈2322类似于图14的线圈1122。磁芯2308还包括漏板2326，该漏板2326在宽度2304方向上桥接第一梯杆2316和第二梯杆2318。漏板2326形成间隙2328，以便提供能量存储，并且有助于防止耦合感应器2300的磁饱和。金属屏蔽件2324覆盖住间隙2328并且由此有助于防止由间隙2328产生的边缘磁通量耦合于外部部件。图25是耦合感应器2300的透视图，其中，省略掉了金属屏蔽件2324，并且第一梯杆2316和漏板2326被以线条图示出，以便示出耦合感应器2300的内部特征。磁芯2308由例如磁导率高的磁性材料(例如铁氧体材料)形成。
可改变耦合齿2320和相应线圈2322的数量以及线圈2322的构造，而并不会背离其范围。此外，可改变金属屏蔽件2324，只要它至少大致覆盖住间隙2328即可。例如，图26是用于低电磁干扰的耦合感应器2600的透视图，该耦合感应器2600类似于图23的耦合感应器2300，不同之处在于，金属屏蔽件2624仅覆盖住磁芯2308在间隙2328附近的多个部分(在图26中并不可见)。
本文中公开的用于低电磁干扰的耦合感应器的一个可能的应用是在多相切换功率转换器应用中，这些应用包括但不限于多相惊讶转换器应用、多相升压转换器应用或多相降压-升压转换器应用。例如，图27示出了耦合感应器200(图2)在多相降压转换器2700中的一个可能的使用。每个线圈222均被电气耦合在相应的切换节点Vx与共用输出节点Vo之间。相应的切换电路2702被电气耦合于每个切换节点Vx。每个切换电路2702被电气耦合于输入端口2704，该输入端口2704由被电气耦合于电源2706。输出端口2708被电气耦合于输出节点Vo。每个切换电路2702和相应的感应器被共同称之为转换器的“相位”2710。由此，多相降压转换器2700是三相转换器。
控制器(CTRL)2712致使每个切换电路2702在电源2706与接地之间反复切换其相应的线圈端，从而在两个不同的电压电平之间切换其线圈端，以便将动力从电源2706传送到被越过输出端口2708电气耦合的负载(未示出)。控制器2712通常致使切换电路2702在相对高的频率(例如出于100千赫或更高)下进行切换，以便促进低波纹电流幅值以及快速瞬态响应，以及确保切换感生噪音处于高于其就会被人类感知到的频率。此外，在某些实施例中，控制器2712致使切换电路2702在时域中相对于彼此异相切换，以便改进瞬态响应并促进输出电容2704中的波纹电流消除。
每个切换电路2702均包括控制切换装置2716，该控制切换装置2716在控制器2712的指令下，在其导电状态与不导电状态之间交替地切换。每个切换电路2702还包括续流(freewheeling)装置2718，该续流装置2718适于在切换电路的控制切换装置2716从其导电状态过渡到其不导电状态时为通过其相应线圈222的电流提供路径。续流装置2718可以是二极管，如所示，以提升系统简易性。然而，在某些替代实施例中，续流装置2718可通过在控制器2712的指令下运转的切换装置进行补充或被该切换装置所替代，以便提高转换器性能。例如，续流装置2718中的二极管可通过切换装置进行补充，以便降低续流装置2718的正向电压降。在本公开的上下文中，切换装置包括但不限于双极结型晶体管、场效应晶体管(例如，N型沟道或P型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管、结型场效应晶体管、金属半导体场效应晶体管)、绝缘栅极双极结型晶体管、闸流管或可控硅整流器。
控制器2712可选择地被构造成控制切换电路2702以便调节多相降压转换器2700的一个或多个参数，例如输入电压、输入电流、输入功率、输出电压、输出电流或输出功率。降压转换器2700通常包括一个或多个输入电容2702，这一个或多个输入电容2720被电气耦合越过输入端口2704，用于向切换电路2702的波纹部件提供输入电流。此外，一个或多个输出电容2714通常被电气耦合越过输出端口2708，以便使由切换电路2702产生的波纹电流分流。
降压转换器2700可被改型以具有不同数量的相位。例如，转换器2700可被改型以具有四个相位并使用图11的耦合感应器1100。降压转换器2700还可被改型以使用本文中所公开的其它耦合感应器中的一个，例如耦合感应器400、500、600、800、1500、1700、1800、2100、2200、2300、2600、2800(下文中予以讨论)、3500(下文中予以讨论)或3800(下文中予以讨论)。此外，降压转换器2700还可被改型以具有不同的多相切换功率转换器方案(例如多相降压转换器或多相降压-升压转换器的方案)或隔离方案(例如反激式或顺向式转换器)，而并不会背离其范围。
另外，申请人已经确定，多个离散感应器(例如多个鼓芯离散感应器)可被与漏磁结构一起使用，以便形成用于低电磁干扰的耦合感应器。例如，图28是用于低电磁干扰的耦合感应器2800的前视图，该耦合感应器2800包括两个鼓芯离散感应器2801和漏磁结构2812。耦合感应器2800具有长度2802、宽度2804和高度2806。图29是耦合感应器2800的俯视平面图，图30是耦合感应器2800的沿图28的线30A-30A获取的截面图，图31是耦合感应器2800的侧视图，并且图32是与耦合感应器2800的其余部分分离开的一个鼓芯离散感应器2801示例的前视图。
鼓芯离散感应器2801被沿长度2802方向连结起来。漏磁结构2812和鼓芯离散感应器2801的若干元件共同形成复合磁芯2808，该复合磁芯2808包括耦合磁结构2810和漏磁结构2812。图33是与耦合感应器2800的其余部分分离开的耦合磁结构2810的前视图，并且图34是与耦合感应器2800的其余部分分离开的漏磁结构2812的前视图。由鼓芯离散感应器2801的两个示例的元件形成的耦合磁结构2810是阶梯状磁芯，该阶梯状磁芯包括第一梯杆2816、第二梯杆2818和多个耦合齿2820。第一梯杆2816与第二梯杆2818在高度2806方向上分离开，并且每个耦合齿2820被在高度2806方向上放置在第一梯杆2816与第二梯杆2818之间。第一梯杆2816包括在长度2802方向上成排布置的多个第一梯杆子段2817，其中，每个第一梯杆子段2817是相应鼓芯离散感应器2801示例的一部分。同样，第二梯杆2818包括在长度2802方向上成排布置的多个第二梯杆子段2819，其中，每个第二梯杆子段2819是相应鼓芯离散感应器2801示例的一部分。在一些实施例中，相邻第一梯杆子段2817被在长度2802方向上彼此分离开相应的间隙2826，并且相邻第二梯杆子段2819被在长度2802方向上彼此分离开相应的间隙2828。
漏磁结构2812包括多个漏子段2813，其中，每个漏子段2813均被在高度2806方向上放置在第一梯杆2816与第二梯杆2818之间。在一些实施例中，所有的漏子段2813示例均在长度2802方向上彼此分离开，而在一些实施例中，至少两个漏子段2813示例被在长度2802方向上连结起来。在具体实施例中，漏磁结构2812在高度2806方向上以第一梯杆2816和第二梯杆2818为界，如所示。漏子段2813的数量可改变，而不会背离其范围。例如，在替代实施例中，耦合感应器2800的端部处的漏子段2813被省略掉。
各个线圈2822均围绕每个耦合齿2820形成一个或多个匝。耦合磁结构2810将线圈2822磁性耦合在一起，并且耦合磁结构2810由磁导率相对高的第一磁性材料(例如铁氧体材料)形成，以促进线圈2822的强磁耦合。
漏磁结构2812由具有分布间隙的第二磁性材料(例如被呈多个膜层模制或放置的粘合剂内的铁粉)形成。漏磁结构2812在高度2806方向上在第一梯杆2816与第二梯杆2818之间提供用于漏磁通量的路径。形成漏磁结构2812的第二磁性材料通常具有比形成耦合磁结构2810的第一磁性材料低的磁导率，这是因为通常合乎要求的是，耦合感应器2800的磁化电感显著大于耦合感应器2800的漏电感。所需的漏电感值通过在耦合感应器2800的设计过程中，改变第二磁性材料的磁导率和/或漏磁结构2812的横截面积来实现。
耦合感应器2800可被改型以包括在长度2802方向上连结起来的鼓芯离散感应器2801的一个或多个附加示例。例如，耦合感应器2800的一个替代实施例包括在长度2802方向上连结起来的鼓芯离散感应器2801的三个示例，以获得三线圈耦合感应器。此外，可改变线圈2822的构造。例如，线圈2822可形成比所示数量更少或更多的匝。此外，尽管线圈2822被示出为箔线圈，但线圈2822可改为绕丝或螺旋线圈。此外，线圈2822可终止在耦合感应器2800的与所示不同的一侧上，和/或线圈2822可以不同于所示的方式终止，例如终止于用于表面安装连接于印刷电路板的触头。
图35-37示出了用于低电磁干扰的耦合感应器的另一示例，该耦合感应器由多个离散感应器和漏磁结构形成。特别地，图35是用于低电磁干扰的耦合感应器3500的透视图，该耦合感应器3500包括两个鼓芯离散感应器3501和漏磁结构3512。图36是与耦合感应器3500的其余部分分离开的一个鼓芯离散感应器3501示例和漏磁结构3512的一部分。耦合感应器3500具有长度3502、宽度3504和高度3506。鼓芯离散感应器3501被在长度3502方向上连结起来。
漏磁结构3512和鼓芯离散感应器3501的若干元件共同形成复合磁芯3508，该复合磁芯3508包括耦合磁结构3510和漏磁结构3512。图37是与耦合感应器3500的其余部分分离开的耦合磁结构3510的俯视平面图。由鼓芯离散感应器3501的两个示例的元件形成的耦合磁结构3510是阶梯状磁芯，该阶梯状磁芯包括第一梯杆3516、第二梯杆3518和多个耦合齿3520。第一梯杆3516与第二梯杆3518在宽度3504方向上分离开，并且每个耦合齿3520被在宽度3504方向上放置在第一梯杆3516与第二梯杆3518之间。第一梯杆3516包括在长度3502方向上成排布置的多个第一梯杆子段3517，其中，每个第一梯杆子段3517是相应鼓芯离散感应器3501示例的一部分。同样，第二梯杆3518包括在长度3502方向上成排布置的多个第二梯杆子段3519，其中，每个第二梯杆子段3519是相应鼓芯离散感应器3501示例的一部分。在一些实施例中，相邻第一梯杆子段3517被在长度3502方向上彼此分离开相应的间隙3526，并且相邻第二梯杆子段3519被在长度3502方向上彼此分离开相应的间隙3528。
漏磁结构3512包括多个漏子段3513，其中，每个漏子段3513均被在宽度3504方向上放置在第一梯杆3516与第二梯杆3518之间。在一些实施例中，所有的漏子段3513示例均在长度3502方向上彼此分离开，如所示，而在一些其它实施例中，至少两个漏子段3513示例被在长度3502方向上连结起来。在具体实施例中，漏磁结构3512在宽度3504方向上以第一梯杆3516和第二梯杆3518为界，如所示。漏子段3513的数量和构造可改变，而不会背离其范围。例如，耦合感应器3500的替代实施例还包括位于图35中所示的每个耦合齿3510的下方的相应的漏子段3513以及位于图35中所示的耦合齿3510上方的两个所示漏子段。尽管漏子段3513被示出为呈弧形，但漏子段3513的形状可改变，而并不背离其范围。例如，在一些实施例中，漏子段3513呈矩形。
相应的线圈3522围绕每个耦合齿3520形成一个或多个匝。在图35的透视图中仅一个线圈3522是可见的。耦合磁结构3510将线圈3522磁性耦合在一起，并且额磁结构3510由磁导率相对高的第一磁性材料(例如铁氧体材料)形成，以促进线圈3522的强磁耦合。
漏磁结构3512由具有分布间隙的第二磁性材料(例如被呈多个膜层模制或放置的粘合剂内的铁粉)形成。漏磁结构3512在宽度3504方向上在第一梯杆3516与第二梯杆3518之间提供用于漏磁通量的路径。形成漏磁结构3512的第二磁性材料通常具有比形成耦合磁结构3510的第一磁性材料低的磁导率，这是因为通常合乎要求的是，耦合感应器3500的磁化电感显著大于耦合感应器3500的漏电感。所需的漏电感值通过在耦合感应器3500的设计过程中，改变第二磁性材料的磁导率和/或漏磁结构3512的横截面积来实现。
耦合感应器3500可被改型以包括在长度3502方向上连结起来的鼓芯离散感应器3501的一个或多个附加示例。例如，耦合感应器3500的一个替代实施例包括在长度3502方向上连结起来的鼓芯离散感应器3501的三个示例，以获得三线圈耦合感应器。此外，可改变线圈3522的构造。例如，线圈3522可形成比所示数量更少或更多的匝。此外，尽管线圈3522被示出为箔线圈，但线圈3522可改为绕丝或螺旋线圈。此外，线圈3522可终止在耦合感应器3500的与所示不同的一侧上，和/或线圈3522可以不同于所示的方式终止，例如终止于用于表面安装连接于印刷电路板的触头。
图38-43示出了用于低电磁干扰的耦合感应器的再一示例，该耦合感应器由多个离散感应器形成。特别地，图38是用于低电磁干扰的耦合感应器3800的前视图，该耦合感应器3800包括两个鼓芯离散感应器3801。图39是耦合感应器3800的俯视平面图，图40是耦合感应器3800的沿图38的线40A-40A获取的截面图，图41是耦合感应器3800的侧视图，并且图42是与耦合感应器3800的其余部分分离开的一个鼓芯离散感应器3801示例的前视图。耦合感应器3800具有长度3802、宽度3804和高度3806。鼓芯离散感应器3801被在长度3802方向上连结起来。
鼓芯离散感应器3801的若干元件形成耦合磁结构3810，并且耦合感应器3800另外包括漏磁结构3812。图43是与耦合感应器3800的其余部分分离开的耦合磁结构3810的前视图。由鼓芯离散感应器3801的两个示例的元件形成的耦合磁结构3810是阶梯状磁芯，该阶梯状磁芯包括第一梯杆3816、第二梯杆3818和多个耦合齿3820。第一梯杆3816与第二梯杆3818在高度3806方向上分离开，并且每个耦合齿3820被在高度3806方向上放置在第一梯杆3816与第二梯杆3818之间。第一梯杆3816包括在长度3802方向上成排布置的多个第一梯杆子段3817，其中，每个第一梯杆子段3817是相应鼓芯离散感应器3801示例的一部分。同样，第二梯杆3818包括在长度3802方向上成排布置的多个第二梯杆子段3819，其中，每个第二梯杆子段3819是相应鼓芯离散感应器3801示例的一部分。在一些实施例中，相邻第一梯杆子段3817被在长度3802方向上彼此分离开相应的间隙3826，并且相邻第二梯杆子段3819被在长度3802方向上彼此分离开相应的间隙3828。
漏磁结构3812包括一个或多个内部漏板3813和外部漏板3830。每个内部漏板3813被在高度3806方向上放置在第一梯杆3816和第二梯杆3818之间。外部漏板3830在高度3806方向上桥接第一梯杆3816和第二梯杆3818，并且当在高度3806方向上截面观看耦合感应器3800时，如所见，外部漏板3830并不与第一梯杆3816和第二梯杆3818重叠。外部漏板3830可选择地在宽度3804方向上例如通过非磁性垫片3832与第一梯杆3816和第二梯杆3818分离开，如所示。每个内部漏板3813被可选择地与第一梯杆3816和第二梯杆3818间隔开相应的间隙3834和3836。间隙3834和3836中的每一个的仅一个示例被标识出以提升说明清楚性。内部漏板3813的数量和构造可改变，而并不背离其范围。
各个线圈3822均围绕每个耦合齿3820形成一个或多个匝。耦合磁结构3810将线圈3822磁性耦合在一起，并且漏磁结构3812在高度3806方向上在第一梯杆3816和第二梯杆3818之间提供用于漏磁通量的路径。在某些实施例中，耦合磁结构3810和漏磁结构3812中的每一个均由磁导率相对高的第一磁性材料(例如铁氧体材料)形成。
耦合感应器3800可被改型以包括在长度3802方向上连结起来的鼓芯离散感应器3801的一个或多个附加示例。例如，耦合感应器3800的一个替代实施例包括在长度3802方向上连结起来的鼓芯离散感应器3801的三个示例，以获得三线圈耦合感应器。此外，可改变线圈3822的构造。例如，线圈3822可形成比所示数量更少或更多的匝。此外，尽管线圈3822被示出为箔线圈，但线圈3822可改为绕丝或螺旋线圈。此外，线圈3822可终止在耦合感应器3800的与所示不同的一侧上，和/或线圈3822可以不同于所示的方式终止，例如终止于用于表面安装连接于印刷电路板的触头。
申请人已经确定，由多个离散感应器形成用于低电磁干扰的耦合感应器可获得显著的有点。例如，由多个离散感应器形成耦合感应器通过使得仅改变被连结在一起的离散感应器的数量就能够实现不同数量的线圈而提升了可扩缩性。此外，由多个离散感应器形成耦合感应器提升了制造简易性。特别地，常规耦合感应器磁芯通常具有复杂的形状，并且难于在这种形状复杂的磁芯上组装线圈。相比之下，离散感应器磁芯通常具有相对简单的形状(例如鼓形)，并且因此，与在耦合感应器磁芯上相比，在离散感应器磁芯上组装线圈通常更为简单。由多个离散感应器形成耦合感应器通过使得能够将线圈组装在形状相对简单的离散感应器磁芯上而提升了制造简易性。
此外，当形成小型耦合感应器时，由多个离散感应器形成耦合感应器提升了制造简易性补并获得了高制造产量。特别地，常规耦合感应器磁芯通常具有复杂的形状，如上所述，并且具有复杂形状的小型磁芯在制造期间易于断裂。然而，用于离散感应器的磁芯通常具有相对简单的形状，如上所述。因此，由多个离散感应器形成耦合感应器提升了制造简易性并通过降低乃至消除在制造期间利用小型复杂形状的磁芯进行工作的需要而获得了高制造产量。
可在上述耦合感应器、系统和方法中做出改变，而并不会背离其范围。例如，尽管将梯杆和耦合齿示出为是矩形的，但可改变这些元件的形状。由此，应该注意的是，在上述说明书中所包含以及在所附视图中所示的事物应该被解释为是说明性的而非具有限制意义。所附权利要求书意在涵盖本文中所述的上位和下位特征以及作为语言问题可能被说成是落入其间的本装置、方法和系统的范围的所有陈述。

Claims (20)

1.一种用于低电磁干扰的耦合感应器，包括：
多个线圈；和
复合磁芯，所述复合磁芯包括由第一磁性材料形成的耦合磁结构和由第二磁性材料形成的漏磁结构，所述耦合磁结构将所述多个线圈磁性耦合在一起并具有(a)在第一方向上彼此分离开的第一梯杆和第二梯杆和(b)沿第二方向连接在所述第一梯杆与所述第二梯杆之间的耦合齿，所述第一梯杆和所述第二梯杆在所述第二方向上延伸超出所述耦合齿，并且在正交于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上比所述耦合齿长，所述多个线圈至少部分地缠绕所述耦合齿，所述漏磁结构将所述耦合齿包封在所述第一梯杆与所述第二梯杆之间。
2.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述第一磁性材料具有比所述第二磁性材料更大的磁导率。
3.根据权利要求2所述的耦合感应器，其中，所述第一磁性材料包括铁氧体材料，所述第二磁性材料在粘合剂内包括铁粉。
4.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述漏磁结构至少部分地覆盖所述多个线圈。
5.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述漏磁结构在所述第一梯杆与所述第二梯杆之间为所述第一方向上的漏磁通量提供路径。
6.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述漏磁结构在所述第一方向上由所述第一梯杆和所述第二梯杆界定。
7.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述漏磁结构在所述第二方向上由所述第一梯杆和所述第二梯杆界定。
8.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述漏磁结构在所述第三方向上由所述第一梯杆和所述第二梯杆界定。
9.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述耦合磁结构被至少部分地嵌置在所述漏磁结构中。
10.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述耦合齿是矩形的。
11.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述多个线圈终止于所述第三方向的与所述漏磁结构相反的一端。
12.如权利要求9所述的耦合感应器，其中，所述耦合感应器还在所述端部包括焊接触点。
13.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述耦合磁结构和所述漏磁结构包括一种或多种铁氧体磁性材料。
14.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述耦合齿形成与所述磁结构串联的小间隙以控制所述耦合感应器的磁化电感。
15.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述耦合齿由四个耦合齿组成，并且所述多个线圈由四个线圈组成。
16.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述漏磁结构形成分布间隙。
17.根据权利要求16所述的耦合感应器，其中，所述漏磁结构被模制在多个膜层中。
18.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述复合磁芯不存在暴露的气隙。
19.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述漏磁结构将所述多个线圈相对于外部电路屏蔽住。
20.根据权利要求1所述的耦合感应器，其中，所述多个线圈包括箔。
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