TW201931391A - 電感裝置 - Google Patents
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Abstract
一種電感裝置，其包含第一電感以及第二電感。第一電感包含複數個第一線圈及第一連接件。第二電感包含複數個第二線圈及第二連接件。部分第一線圈繞設於第一區域，部分第一線圈繞設於第二區域，上述第一區域與第二區域分別位於電感裝置之兩側。第一連接件用以連接位於第一區域之第一線圈及位於第二區域之第一線圈。部分第二線圈繞設於第一區域，部分第二線圈繞設於第二區域。第二連接件之一端用以連接位於電感裝置內側的第二線圈之端點，其另一端設置於電感裝置外側。第一電感與第二電感以電感裝置之中心線為基準而相互對稱。
Description
本案係有關於一種基本電子元件，且特別是有關於一種電感裝置。
現有的各種型態之電感器皆有其優勢與劣勢，諸如螺旋狀(spiral-type)電感器，其品質因素(Q value)較高且具有較大之互感值(mutual inductance)，然其互感值及耦合均發生在線圈之間，而對八字型電感器來說，因其二線圈感應磁場方向相反，其耦合和互感值是發生在另一線圈的耦合磁場，此外，八字型電感器於裝置中佔用之面積較大。再者，堆疊型變壓器雖佔用之面積較小，然與其餘型態之變壓器相比，其品質因素無法達到最佳化，因此，上述電感器/變壓器之應用範圍皆有所限制。
由此可見，上述現有的方式，顯然仍存在不便與缺陷，而有待改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發展出適當的解決方案。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本案實施例的重要/關鍵元件或界定本案的範圍。
本案內容之一目的是在提供一種電感裝置，藉以改善先前技術的問題。
為達上述目的，本案內容之一技術態樣係關於一種電感裝置，其包含第一電感以及第二電感。第一電感包含複數個第一線圈及第一連接件。第二電感包含複數個第二線圈及第二連接件。部分第一線圈繞設於第一區域，部分第一線圈繞設於第二區域，上述第一區域與第二區域分別位於電感裝置之兩側。第一連接件用以連接位於第一區域之第一線圈及位於第二區域之第一線圈。部分第二線圈繞設於第一區域，部分第二線圈繞設於第二區域。第二連接件之一端用以連接位於電感裝置內側的第二線圈之端點，其另一端設置於電感裝置外側。第一電感與第二電感以電感裝置之中心線為基準而相互對稱。
因此，根據本案之技術內容，本案實施例提供一種電感裝置，藉由電感裝置的兩個電感之對稱設計，以改善一般電感常因結構不對稱而影響其效能的問題。
在參閱下文實施方式後，本案所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本案之基本精神及其他發明目的，以及本案所採用之技術手段與實施態樣。
1000、1000A‧‧‧電感裝置
1100、1100A‧‧‧第一電感
1230、1230A‧‧‧第二連接件
1232、1232A‧‧‧第一端
1110、1110A‧‧‧第一子線圈
1120、1120A‧‧‧第二子線圈
1112、1112A、1114、1114A、1116、1116A、1118、1118A‧‧‧端點
1130、1130A‧‧‧第一連接件
1200、1200A‧‧‧第二電感
1210、1210A‧‧‧第一子線圈
1212、1212A‧‧‧端點
1220、1220A‧‧‧第二子線圈
1222、1222A‧‧‧端點
1234、1234A‧‧‧第二端
1240、1240A‧‧‧第三連接件
1242、1242A‧‧‧第一端
1244、1244A‧‧‧第二端
1300、1300A‧‧‧中央連接件
1310、1310A‧‧‧第一端
1320、1320A‧‧‧第二端
2000、2000A‧‧‧第一區域
3000、3000A‧‧‧第二區域
4000、4000A‧‧‧中央連接件
C1~C4‧‧‧曲線
為讓本案之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。
第2圖係依照本案另一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。
第3圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置的實驗數據圖。
根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本案相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本案的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本案具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本案所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。
另外，關於本文中所使用之「連接」，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
第1圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置1000的示意圖。如圖所示，電感裝置1000包含第一電感1100以及第二電感1200。上述第一電感1100包含複數個第一線圈及第一連接件1130。此外，第二電感1200包含複數個第二線圈及第二連接件1230。
如圖所示，部分第一線圈(如線圈1110)繞設於第一區域2000，部分第一線圈(如線圈1120)繞設於第二區域3000。此外，上述第一區域2000與第二區域3000分別位於電感裝置1000之兩側，舉例而言，第一區域2000與第二區域3000分別位於電感裝置1000之左側及右側，然本案不以此為限，若將電感裝置1000旋轉90度，則第一區域2000與第二區域3000分別位於電感裝置1000之上側及下側。再者，第一連接件1130用以連接位於第一區域2000之第一線圈(如線圈1110)及位於第二區域3000之第一線圈(如線圈1120)。舉例而言，第一連接件1130用以連接位於第一區域2000之第一線圈(如線圈1110)的端點1114及位於第二區域3000之第一線圈(如線圈1120)的端點1118。
另外，部分第二線圈(如線圈1210)繞設於第一區域2000，部分第二線圈(如線圈1220)繞設於第二區域3000。再者，第二連接件1230之一端1232用以連接位於電感裝置1000內側的第二線圈之端點1212，其另一端1234設置於電感
裝置1000外側。在一實施例中，第二連接件1230包含環形連接件，此環形連接件係沿著第一線圈1100與第二線圈1200設置，換言之，環形連接件隨著第一線圈1100與第二線圈1200之繞設方式而設置，因此，其形為環狀。須說明的是，此環形連接件可依照實際需求而對其形狀、長度、寬度等進行配置，以調整第二電感1200之電感值，藉以提升品質因素(Q)。
此外，第一電感1100與第二電感1200皆以電感裝置1000之中心線4000為基準而相互對稱。舉例而言，位於第一區域2000之第一電感1100的端點1112以中心線4000為基準而對稱於位在第二區域3000之第一電感1100的端點1116，以此邏輯來看，第一電感1100的線圈1110之繞設方式亦以中心線4000為基準而對稱於第一電感1100的線圈1120，第二電感1200亦以中心線4000為基準而對稱。進一步而言，第一電感1100與第二電感1200以中心線4000為軸而互為鏡像。再者，如圖所示，電感裝置1000之中心線4000位於第一區域2000與第二區域3000之間。
於再一實施例中，於第一區域2000或第二區域3000中，第一線圈與第二線圈彼此交錯排列。如圖所示，請參閱第一區域2000，第一線圈1100與第二線圈1200彼此交錯排列，第二區域3000亦同。詳細而言，於第一區域2000或第二區域3000中，第一線圈1100與第二線圈1200之排列方式為第一線圈、第二線圈、第一線圈及第二線圈…之交錯排列方式。
在另一實施例中，第一線圈包含複數個第一子線圈1110以及複數個第二子線圈1120。如圖所示，第一子線圈
1110繞設於第一區域2000，第二子線圈1120繞設於第二區域3000。第一子線圈1110獨立於第二子線圈1120，由第一連接件1130連接第一子線圈1110與第二子線圈1120。如圖所示，第一子線圈1110可於第一區域2000上側以45度角向內繞設(例如向第一區域2000之中心點繞設)，後於左上角、左下角、右下角、右上角各以90度角向內繞設，再度繞到上側後，同樣以45度角向內繞設的方式，持續繞設出整體結構。在又一實施例中，第二線圈包含複數個第一子線圈1210以及複數個第二子線圈1220，以第一子線圈1210為例，其亦可於第一區域2000上側以45度角向內繞設，後於左上角、左下角、右下角、右上角各以90度角向內繞設，再度繞到上側後，同樣以45度角向內繞設的方式，持續繞設出整體結構。
於再一實施例中，第一電感1100更包含端點1112，其中第一電感1100之端點1112與第二連接件1230之另一端1234分別位於電感裝置1000之兩側，如圖中之上側與下側。在一實施例中，第一連接件1130與第二連接件1230之另一端1234位於同一側，如圖中之下側。在另一實施例中，請參閱第2圖，其係依照本案另一實施例繪示一種電感裝置1000A的示意圖，其與第1圖所示之電感裝置1000的差異在於，第一連接件1130A與第一電感1100A的端點1112A位於同一側，如圖中之上側。
請回頭參閱第1圖，在一實施例中，第二連接件1230包含第一端1232以及第二端1234。第一端1232用以連接位於電感裝置1000內側且位於第一區域2000的第二線圈之端
點1212。第二端1234設置於電感裝置1000外側，換言之，可透過第二連接件1230將位於內側的第二線圈之端點1212拉到外側，使其餘裝置利於透過第二連接件1230之第二端1234與第二線圈進行連接。
在另一實施例中，第二電感1200更包含第三連接件1240，此第三連接件1240包含第一端1242以及第二端1244。第一端1242用以連接位於電感裝置1000內側且位於第二區域3000的第二線圈之端點1222。第二端1244設置於電感裝置1000外側，換言之，可透過第三連接件1240將位於內側的第二線圈之端點1222拉到外側，使其餘裝置利於透過第三連接件1240之第二端1244與第二線圈進行連接。
於再一實施例中，第二連接件1230包含第二環形連接件，第三連接件1240包含第三環形連接件。第二環形連接件與第三環形連接件係分別沿著第一線圈1100與第二線圈1200設置，換言之，環形連接件隨著第一線圈1100與第二線圈1200之繞設方式而設置，因此，其形為環狀。
在一實施例中，第二環形連接件1230與第三環形連接件1240跨越第一線圈1100與第二線圈1200。舉例來說，請參閱第一區域2000，第二環形連接件1230同時跨越在第一線圈1100與第二線圈1200上。
在另一實施例中，第二環形連接件1230與第三環形連接件1240以電感裝置1000之中心線4000為基準而相互對稱。進一步而言，第二環形連接件1230與第三環形連接件1240以中心線4000為軸而互為鏡像。
於再一實施例中，電感裝置1000更包含中央連接件1300，此中央連接件1300包含第一端1310與第二端1320。第一端1310連接於第一連接件1130之中央。第二端1320設置於電感裝置1000外側，例如設置於圖中上側。如圖所示，中央連接件1300位於電感裝置1000之中心線4000上，此中心線4000則位於第一區域2000與第二區域3000之間。然本案不以第1圖所示為限，中央連接件1300亦可一端連接於第一連接件1130之中央，而另一端向圖中之下側配置。
在一實施例中，中央連接件1300跨越第一線圈1100與第二線圈1200。舉例來說，請參閱中心線4000區域，中央連接件1300同時跨越在第一線圈1100與第二線圈1200上。
須說明的是，第2圖所示之電感裝置1000A的結構基本上與第1圖之電感裝置1000的結構類似，差異部分除了上述第1圖的第一連接件1130與第2圖的1130A之配置不同外，第二連接件1230A及第三連接件1240A於第2圖之實施例中可為直條狀連接件，與第1圖中配置為環狀有所不同。此外，以第一區域2000、2000A為例，其中心部分之繞設方式亦有些許差異，在第1圖的第一區域2000之中心處，部分第一線圈1100於左半部具有鄰接之兩圈，反觀第2圖之中心處，則無如此配置。
第3圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置的實驗數據圖。此實驗數據圖在於說明於不同頻率下，電感裝置之品質因素(Q)與電感值。如圖所示，曲線C1為本案之電感裝
置1000、1000A的第一電感1100、1100A之品質因素曲線圖，曲線C2為本案的電感裝置的第二電感1200、1200A之電感值曲線圖。由第3圖之實驗數據可知，電感裝置的第一電感、第二電感的品質因素可分別達到約9、7.5，此外，第一電感、第二電感之電感值分別為3.3nH、2.4nH，K值可達0.81。因此，本案藉由對稱設計電感裝置的兩個電感，而能提升電感裝置之效能。然本案不以上述實施例所舉之數值為限，習其技藝者可依照實際需求調整上述數值以達到最佳的效能。
由上述本案實施方式可知，應用本案具有下列優點。本案實施例提供一種電感裝置，由於電感裝置的兩個電感之設計十分對稱，使得電感裝置之效能優異，改善了一般電感常因結構不對稱而影響其效能的問題。此外，相較於一般電感，本案之電感裝置提升了二次諧波，並提升增益約2dB，且具有高品質因素(Q)。
雖然上文實施方式中揭露了本案的具體實施例，然其並非用以限定本案，本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本案之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本案之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
Claims (10)
- 一種電感裝置，包含：一第一電感，包含：複數個第一線圈，其中部分該些第一線圈繞設於一第一區域，部分該些第一線圈繞設於一第二區域，其中該第一區域與該第二區域分別位於該電感裝置之兩側；以及一第一連接件，用以連接位於該第一區域之該第一線圈及位於該第二區域之該第一線圈；一第二電感，包含：複數個第二線圈，其中部分該些第二線圈繞設於該第一區域，部分該些第二線圈繞設於該第二區域；以及一第二連接件，其一端用以連接位於該電感裝置內側的該第二線圈之端點，其另一端設置於該電感裝置外側；其中該第一電感與該第二電感皆以該電感裝置之一中心線為基準而相互對稱。
- 如請求項1所述之電感裝置，其中該第一電感與該第二電感以該中心線為軸而互為鏡像，其中該電感裝置之該中心線位於該第一區域與該第二區域之間。
- 如請求項1所述之電感裝置，其中該些第一線圈包含：複數個第一子線圈，繞設於該第一區域；以及 複數個第二子線圈，繞設於該第二區域，其中該些第一子線圈獨立於該些第二子線圈，由該第一連接件連接該些第一子線圈與該些第二子線圈。
- 如請求項1所述之電感裝置，其中該第一電感更包含一端點，其中該第一電感之該端點與該第二連接件之該另一端分別位於該電感裝置之兩側，其中該第一連接件與該第二連接件之該另一端位於同一側。
- 如請求項1所述之電感裝置，其中該第一電感更包含一端點，其中該第一電感之該端點與該第二連接件之該另一端分別位於該電感裝置之兩側，其中該第一連接件與該第一電感的該端點位於同一側。
- 如請求項1所述之電感裝置，其中於該第一區域或該第二區域，該些第一線圈與該些第二線圈彼此交錯排列，其中於該第一區域或該第二區域，該些第一線圈與該些第二線圈之排列方式為該第一線圈、該第二線圈、該第一線圈及該第二線圈。
- 如請求項1所述之電感裝置，其中該第二連接件包含一環形連接件，其中該環形連接件係沿著該些第一線圈與該些第二線圈設置，其中該第二連接件包含：一第一端，用以連接位於該電感裝置內側且位於該第一區域的該第二線圈之端點；以及 一第二端，設置於該電感裝置外側；其中該第二電感更包含：一第三連接件，包含：一第一端，用以連接位於該電感裝置內側且位於該第二區域的該第二線圈之端點；以及一第二端，設置於該電感裝置外側。
- 如請求項7所述之電感裝置，其中該第二連接件包含一第二環形連接件，該第三連接件包含一第三環形連接件，其中該第二環形連接件與該第三環形連接件係分別沿著該些第一線圈與該些第二線圈設置，其中該第二環形連接件與該第三環形連接件跨越該些第一線圈與該些第二線圈。
- 如請求項8所述之電感裝置，其中該第二環形連接件與該第三環形連接件以該電感裝置之該中心線為基準而相互對稱，其中該第二環形連接件與該第三環形連接件以該中心線為軸而互為鏡像。
- 如請求項1所述之電感裝置，更包含：一中央連接件，包含：一第一端，連接於該第一連接件之中央；以及一第二端，設置於該電感裝置外側；其中該中央連接件位於該電感裝置之該中心線，其中該電感裝置之該中心線位於該第一區域與該第二區域之間。
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