TW202117766A - 用於電路板應用之超窄高電流電源電感器 - Google Patents

Abstract

一種電磁組件，諸如電源電感器，其包括第一磁芯件及第二磁芯件及其等之間的預成形線圈繞組。該預成形線圈繞組包括一頂部繞組區段及一對共平面繞組支腳，該對共平面繞組支腳與此界定一U形繞組區段。該對繞組支腳係定向為垂直於使用中的一電路板。第一表面安裝端子及第二表面安裝端子分別在彼此相對的方向上垂直於該對繞組支腳延伸，使得其等之各者僅在該第一磁芯件及該第二磁芯件之一者上而未在另一者上延伸。

Description

用於電路板應用之超窄高電流電源電感器

本發明的領域大致上係關於電磁電感器組件，且更具體而言係關於用於高電力、高電流電路板應用的超窄、表面安裝電源電感器組件。

電源電感器係用於電源供應管理應用以及電路板上的電源管理電路系統，以用於供電給電子裝置（包括但不一定受限於手持式電子裝置）的一主機。電源電感器係經設計以經由流過一或多個導電繞組的電流而感應磁場，並經由在與繞組相關聯的磁芯中產生磁場而儲存能量。電源電感器亦藉由感應通過繞組的電流流動來將所儲存的能量返回至相關聯的電路。例如，電源電感器可提供來自一電子裝置中之快速切換電源供應器的穩壓電源。電源電感器亦可用於電子電源轉換器電路系統。

現有電源電感器在一些態樣中係有問題的，且需要改進。具體而言，生產越來越強大、但較小的電子裝置的趨勢，對於必須同樣處理一較小封裝尺寸中之相同或增加電力量的電路板組件（諸如電源電感器）的電子產業造成眾多挑戰。因此，漸增地縮小化電路板組件係所欲的，以減少電路板上由組件（有時稱為組件「底面積(footprint)」)所佔據的面積及/或在垂直於電路板之平面的方向上所測量之組件高度（有時稱為組件「輪廓(profile)」）。藉由減少底面積及/或輪廓，可減小電子裝置之電路板總成之大小及/或可增加（多個）電路板上的組件密度。雖然近年來已經實現關於電路板組件的縮小化的許多成就，但仍存在挑戰，在態樣上市場需求尚未完全與目前組件設計及製造相符。

已揭示一種用於一電路板之電磁組件總成之一實施例。該組件總成包括一磁芯，其由一第一磁芯件及一第二磁芯件組裝，其中該第一磁芯件及該第二磁芯件之各者各自包括一頂部側及一底部側，其中該頂部側自該電路板升高且該底部側係近接使用中的該電路板，且其中該第一磁芯件及該第二磁芯件並排配置。一第一預成形導電線圈繞組係由該第一磁芯件及該第二磁芯件之至少一者接收，其中該第一預成形導電線圈繞組包括一頂部繞組區段，該頂部繞組區段延伸至該第一磁芯件及該第二磁芯件之至少一者的該頂部側。一對繞組支腳延伸自該頂部繞組區段之相對端並與此界定一U形繞組區段，其中該對繞組支腳彼此共平面地延伸並經定向為垂直於使用中的該電路板，該對繞組支腳進一步位於該第一磁芯件與該第二磁芯件之間。第一及第二表面安裝端子分別垂直地延伸自與該頂部繞組區段相對的該對繞組支腳，其中該第一表面安裝端子在一第一方向上及僅在該第一磁芯件之該底部側上延伸，且其中該第二表面安裝端子僅在該第二磁芯件之該底部側上於一第二方向上延伸。

可選地，該頂部繞組區段可係一平面元件，其與該對繞組支腳成一共平面關係而延伸。該頂部繞組區段可置中於該第一磁芯件與該第二磁芯件之間。該第一表面安裝端子及該第二表面安裝端子可各自延伸至各別的該第一磁芯件及該第二磁芯件之底部側上的兩個側邊緣。

如進一步的選項，該第一磁芯件及該第二磁芯件之至少一者可形成為具有一對垂直槽以分別接收該對繞組支腳。在一些實施例中，該第一磁芯件及該第二磁芯件之兩者可形成為具有一對垂直槽以分別接收該對繞組支腳。該第一磁芯件及該第二磁芯件之至少一者亦可形成為具有一上凹部以接收該頂部繞組區段。在一些實施例中，該第一磁芯件及該第二磁芯件之兩者可形成為具有一上凹部以接收該頂部繞組區段。該第一磁芯件及該第二磁芯件之各者可形成為僅具有一下凹部，以接收該第一表面安裝端子及該第二表面安裝端子之一各別者。該第一表面安裝端子可在該第一磁芯件之該底部側上軸向地延伸大於該第二表面安裝端子在該第二磁芯件之該底部側上延伸的距離。

可選地，該磁芯具有一長度維度、一寬度維度、及一高度維度，其中該長度維度及該高度維度實質上大於該寬度維度。該第一表面安裝端子及該第二表面安裝端子可平行於該寬度維度延伸。該對繞組支腳之平面可經定向以平行於該磁芯之該長度維度延伸。該第一磁芯件及該第二磁芯件可具有彼此不同的一寬度。該頂部繞組區段可在垂直於該對繞組支腳之該平面的一平面中延伸。該頂部繞組區段可覆蓋該第一磁芯件及該第二磁芯件之一者而未覆蓋另一者。

該電磁組件總成可進一步包括一第二預成形導電線圈繞組及一第三磁芯件，該第三磁芯件將該第一預成形導電線圈繞組與該第二預成形導電線圈繞組分開。該第三磁芯件可包括垂直槽，以接收該第一預成形導電線圈繞組及該第二預成形導電線圈繞組之至少一者的該對繞組支腳。該總成可係可擴充的以包括n 數目的額外預成形線圈及n 數目的額外芯件。

該組件可經組態為電源電感器。

圖1及圖2繪示目前最佳技術高電流電磁組件50的透視圖與分解圖，該高電流電磁組件係使用例如已知焊接技術來表面安裝至電路板52。電路板52及電磁組件50界定包括在電子裝置中之電子電路系統的一部分。

電磁組件50大致上包括由第一磁芯件62及第二磁芯件64所界定的磁芯60。導電線圈繞組66被納含在第一磁芯件62及第二磁芯件64之各者的各別部分中。在組合中，磁芯件62、64沿著第一維度（諸如，笛卡兒坐標系統之X軸）賦予磁芯60的一整體長度L。各磁芯件62、64亦具有沿著垂直於該第一軸之一第二維度（諸如，笛卡兒坐標系統之Y軸）所測量之一寬度W，及沿著垂直於該第一軸及該第二軸之一第三維度（諸如，笛卡兒坐標系統之Z軸）所測量的一高度H。

如圖1中所見，組件維度L及H遠大於維度W，使得當組件50安裝至在X、Y平面中的電路板52時，組件50沿著Z軸具有相對大的高度維度H，而相對小的寬度維度仍允許組件50在安裝至電路板52時減小底面積。增加的高度維度促進相對長的線圈繞組66，然而同時需要一相對小的底面積，允許組件50有能力處理較高電流、超過其他電磁組件構造之限制的較高電力應用，其中該高度維度在該組件設計中減小，以在安裝至該電路板時降低該組件之輪廓。

線圈繞組66係由導體材料之平面條所製成之預成形導電元件，其經彎曲成所示形狀，包括在組件50之底部上彼此共平面延伸之表面安裝端子68、70（其毗連使用中的電路板）、繞組支腳72及74（其等從表面安裝端子68、70之各者垂直延伸）、及頂部繞組區段76（其互連繞組支腳72、74之端部）。繞組支腳72、74及頂部繞組區段76大致上係U形，其中繞組支腳72、74實質上垂直於頂部繞組區段76之平面彎曲。表面安裝端子68、70垂直於繞組支腳72、74之平面延伸，且沿著長度維度L在彼此相反方向上延伸。該線圈繞組之厚度維度T係相對大以更有能力處理使用中的較高電流。

磁芯件62、64之各者大致上以相同方式形成，以包括垂直延伸的槽78、80、上凹部82、及下凹部84及86。磁芯件62、64經配置為繞著線圈繞組66之鏡像影像，其中各繞組支腳72、74部分延伸在各磁芯件62、64中之垂直槽78、80中。頂部繞組區段76部分地延伸在各磁芯件62、64中之上凹部82之各者中，且表面安裝端子68、70部分地延伸於下凹部84、86之各者中。因此，組件50之寬度維度W相對小。各磁芯件62、64在寬度維度中僅接收線圈繞組66之對應寬度W的一部分，且磁芯件62、64在寬度維度中亦可相對小。

有利地，組件50以模組化方式可擴充以包括額外的磁芯件及額外線圈繞組，以輕易地調適用於多相電力應用之組件，或藉由合併多個線圈繞組於一共同核心結構上而獲得進一步的空間效率，該共同核心結構在電路板上佔據的空間小於包括單一線圈繞組66之複數個離散組件50將佔據者（若分開提供的話）。讀者參照美國專利第9,842,682號，獲取關於具有線圈繞組66的電感器組件之模組化總成的進一步細節及其等之益處。

從進一步減少組件50寬度之觀點而言，從製造觀點已發現線圈繞組66有問題。具體而言，為了處理與之前相同的電力，線圈繞組66的減小寬度意指繞組的厚度T需要增加，但隨著厚度增加線圈繞組66變得更難彎曲。當線圈繞組66的寬度維度變得小於厚度時，將線圈繞組66彎曲至所欲形狀特別難以實現。此類困難提高製造包括線圈繞組66之組件50之成本，造成效能及可靠度問題，且對減少組件寬度的能力造成實際限制（且將組件在電路板上的寬度維度的底面積減小至最佳位準，該最佳位準提供電路板52上之進一步的空間效率。

下文描述針對較高電流及電力應用之發明性電磁組件總成及構造之例示性實施例，其等具有使用線圈繞組66及習知技術難以達成（如果不是不可能）的減小寬度維度的底面積。電磁組件及裝置（諸如，電源電感器組件）可以相較於其他已知的縮小化電源電感器構造之降低的成本來製造。與所述裝置相關聯的製造方法和步驟部分係顯而易見的，且部分在下文具體描述，但據信在所屬技術領域的範圍內，無須進一步解釋。

圖3至圖6繪示根據本發明之第一例示性實施例之經改良電磁組件100的各種視圖，其中圖3係組件100之透視圖，圖4係組件100的電感器線圈繞組的透視圖，圖5係組件100的部分透明透視圖，且圖6係組件100的仰視圖。如下文所述，組件100經組態為電源電感器組件，雖然其他類型的電磁組件可受益於下文所述之教示，包括但非必然受限於除電源電感器之外的電感器組件。

電磁組件100係使用例如已知焊接技術被表面安裝至電路板102。電路板102及電磁組件100界定包括在電子裝置中之電子電路系統的一部分。

電磁組件100大致上包括由第一磁芯件112及第二磁芯件114所界定的磁芯110。芯110及第一磁芯件110及第二磁芯件112之各者大致上包括頂部側104及底部側106，其中頂部側104自電路板102升高，且底部側106係近接使用中的電路板102。第一磁芯件110及第二磁芯件112以彼此並排關係相對電路板102垂直地配置。

導電線圈繞組116係接收於第一磁芯件112及第二磁芯件114之各者的各別部分之間且由該等部分納含。在組合中，磁芯件112、114沿著第一維度（諸如，笛卡兒坐標系統之X軸）賦予磁芯110的一整體長度L。各磁芯件112、114亦具有沿著垂直於該第一軸之一第二維度（諸如，笛卡兒坐標系統之Y軸）所測量之一寬度W，及沿著垂直於該第一軸及該第二軸之一第三維度（諸如，笛卡兒坐標系統之Z軸）所測量的一高度H。

如圖3中所見，組件維度L及H遠大於維度W，使得當組件100安裝至在X、Y平面中的電路板102時，組件100沿著Z軸具有相對大的高度維度H，而減小的寬度維度W仍允許組件100在安裝至電路板102時減小底面積。增加的高度維度促進相對長的線圈繞組116，然而同時需要一相對小的底面積，允許組件100有能力以實質減小寬度處理較高電流、較高電力應用。

線圈繞組116（圖4）係由導電材料之平面片材所製成之預成形導電元件，其經形成且彎曲成所示形狀，包括在組件100之底部上彼此共平面延伸之表面安裝端子118、120（其等毗連使用中的電路板）、繞組支腳122及124（其等從表面安裝端子118、120之各者垂直延伸）、及頂部繞組區段126（其互連繞組支腳122、124之端部）。繞組支腳122、124及頂部繞組區段126大致上係U形，但不同於上文描述之在組件50中之線圈66，繞組支腳122及124及頂部繞組區段126全部都係線圈繞組116中的共平面元件。表面安裝端子118、120垂直於繞組支腳122、124及頂部繞組區段126之平面延伸，其中表面安裝端子沿著寬度維度W在彼此相反方向上延伸。更具體而言，第一表面安裝端子118延伸朝向第一磁件112且遠離第二磁芯件114，而第二表面安裝端子120延伸朝向第二磁件114且遠離第一磁芯件112，如圖6所示。因此，各別表面安裝端子118、120通常駐留在所提供的兩個磁芯件112、114之僅一者的底部上。

如同線圈繞組66，線圈繞組116在磁芯中界定小於一完整匝的一電感器繞組，仍具有足夠的厚度T及截面積以能夠傳導更高電流，以滿足在電路板102上實施的較高電力電路系統的性能需求。與從一平面細長條材料形成的線圈繞組66比較（該線圈繞組隨後用四個彎曲定形狀成具有表面安裝端子之所欲U形，如相關於圖2所示及所描述），線圈繞組116僅包括兩個彎曲來製成具有表面安裝端子之所欲U形，且因而容易製造。

在製作線圈繞組116的設想實施例中，包括表面安裝端子118、120、繞組支腳122、124、及頂部繞組區段126的線圈繞組圖案可經衝壓(stamped)或以其他方式從具有第一製造階段之所欲厚度的導電材料片材切出。在一第二製造階段，表面安裝端子118、120可各在相反方向上、自繞組支腳122、124及頂部繞組區段126之平面彎曲。因此，線圈繞組66需要兩個額外的彎曲以將頂部繞組區段定形狀，而線圈繞組116則不需要，從而避免線圈66所需要的在彎曲相對小的頂部繞組區段時的複雜問題及困難。

用以製造界定U形線圈繞組區段之繞組支腳122、124及頂部繞組區段126之導電材料之厚度T經定向以平行於在組件50中之線圈繞組66之寬度維度延伸且駐存於該寬度維度，而非平行於長度維度及高度維度延伸且駐存於該長度維度及該高度維度。換言之，用以製造線圈繞組116之材料的厚度從用以製造線圈繞組66之材料厚度的定向旋轉90°。組件100中之共平面繞組支腳122、124之平面平行於組件100中之長度維度L延伸，而在線圈繞組66中，繞組支腳72、74平行於寬度維度延伸。由於在各情況中，當導體經定形狀為最終形式時，用以製造線圈繞組之導電材料的厚度維度T顯著小於其寬度，因此組件100相對於組件50之寬度的實質減少係可能的，同時仍具有與以其他方式針對建立在電路板102上之高電流、高電力電路系統的類似電源能力。

在設想實施例中，磁芯件112、112可利用軟磁粒子材料及已知技術（諸如，粒狀磁粒子之模製）以產生所欲形狀來製成離散、經定形狀磁芯件，如所示及所敘述。用以製造磁芯件之軟磁性粉末粒子可包括鐵氧體粒子、鐵(Fe)粒子、鋁矽鐵粉(Fe-Si-Al)粒子、MPP (Ni-Mo-Fe)粒子、HighFlux (Ni-Fe)粒子、Megaflux（Fe-Si合金）粒子、鐵基非結晶粉末粒子、鈷基非結晶粉末粒子、及其他所屬技術領域中已知的合適材料。在一些情況下，可將磁性粉末粒子以一絕緣材料塗佈，使得該等磁芯件可具有所屬技術領域中具有通常知識者所熟悉且以已知方式製造的所謂的分散式間隙性質。磁芯件可由相同或不同的磁性材料製成，且因此可如所欲具有相同或不同的磁性性質。用以製造磁芯件的磁性粉末粒子可使用已知方法及技術獲得，且亦使用已知技術模製成所欲形狀。

在所繪示的例示性實施例中，磁芯件112、114大致上以相同方式形成為離散、經定形狀的芯元件，其包括在其一側垂直延伸的槽128、130、中央定位的上凹部132、以及在其底部邊緣上的單一偏離中心的下凹部134。磁芯件112、114經配置為繞著線圈繞組116之彼此的鏡像影像，其中各繞組支腳122、124部分延伸在各磁芯件112、114中之垂直槽128、130中。因為線圈繞組116的厚度維度T沿著組件100的長度維度定向，所以相較於組件50中的磁芯件62、64，垂直延伸的槽128、130可係相對淺的，從而允許磁芯件形狀的一些簡化，且因此提供進一步的製造效益。磁芯件112、114及線圈繞組116可在批次處理中分開製造，且提供為預成形及預製造之模組化元件，用於以減少的時間量及相對於某些習知組件構造的較低成本來組裝成組件100，其中線圈繞組係以一依序的方式、以薄層形成且製造在基材材料上。

組裝時，頂部繞組區段126在自電路板102升高之一距離處部分地延伸在各磁芯件112、114中之上凹部132之各者中，且大致上平行於電路板102之平面，繞組支腳122及124在高度維度H中自電路板之水平平面垂直延伸（即，垂直於電路板102之平面且垂直於頂部繞組區段126）達一所欲距離，且表面安裝端子118、120分別在磁芯件112、114之一者的下凹部134中延伸。頂部繞組區段126暴露在自電路板102升高的磁芯件112、114之上部或頂部側上，而表面安裝端子118、120暴露在磁芯件112、114之下部或底部側上，以用於使用已知技術來表面安裝至電路板102。組裝組件100的寬度維度W約等於表面安裝端子118、120在寬度維度中之遠端之間的整體距離。線圈繞組116駐留在寬度維度中之厚度T與相反導向之表面安裝端子118、120在寬度維度中之厚度之組合允許組裝組件100之寬度維度W實質上最小化。因此，組件100有時相對於組件50及具有相似的性能能力，但具有較大的寬度維度之其他電磁組件，被稱為超窄組件。

組件100以如以下進一步所述之模組化方式可擴充以包括額外的磁芯件及額外線圈繞組，且輕易地調適用於多相電力應用之組件，或藉由合併多個線圈繞組於一共同核心結構上而獲得進一步的空間效率，該共同核心結構在電路板上佔據的空間小於包括單一線圈繞組66之複數個離散組件50。

圖7至圖10繪示根據本發明之第二例示性實施例之經改良電磁組件150的各種視圖，其中圖7係組件150之透視圖，圖8係組件150的電感器線圈繞組的透視圖，圖9係組件150的部分透明透視圖，且圖10係組件150的仰視圖。組件150可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件150可用來取代電路板102上之組件100，或除該電路板上之該組件之外使用。

組件150可看起來與組件100相似，但包括在線圈繞組116中之表面安裝端子152、154，該等表面安裝端子經放大以提供增加的表面面積以與電路板連接。在所示實例中，經放大的表面安裝端子152、154係在組裝組件150中之長度維度中伸長。因此，且不同於組件100中的表面安裝端子118、120，表面安裝端子152、154的外遠端延伸超出共平面繞組支腳122、124的各別周邊側邊緣，其提供相鄰於使用中電路板之組件150的側及底部上的表面安裝端子152、154的進一步伸長。換言之，在組裝組件150之長度維度L中，表面安裝端子的維度超過該等繞組支腳之對應維度。

在圖10中，組件150中的放大表面安裝端子152、154延伸至磁芯之底部上的磁芯件112、114之側向及縱向側邊緣，而組件100中的表面安裝端子118、120係與磁芯件112、114之側向邊緣隔開，如圖6所示。由放大的表面安裝端子152、154所給予的增加接觸表面積降低接觸電阻並改良使用中組件150的效率。除了強化表面安裝端子152、154之外，組件100及150之益處以其他方式來看相似。

圖11及圖12繪示根據本發明之第三例示性實施例之經改良電磁組件200的各種視圖，其中圖11係組件200的分解圖，且圖12係組件200之透視組裝視圖。組件200可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件200可用來取代電路板102上之組件100或150，或除該電路板上之該等組件之外使用。

組件200包括線圈繞組202，該線圈繞組具有如上文所述之垂直於共平面繞組支腳122、124延伸的表面安裝端子118、120，但其中頂部繞組區段204經彎曲以垂直於繞組支腳122、124之平面延伸。因此，線圈繞組202需要三個彎曲以形成線圈（一個用以將各表面安裝端子定形狀，且一個用以從平面將U形區段之頂部區段彎曲出來，以實現頂部繞組區段204）而非線圈繞組116之兩個彎曲，但是有以下優點：彎曲頂部繞組區段204降低組件200之高度H且降低組件輪廓，同時提供與組件100相似之性能能力。當需要時，彎曲頂部繞組區段204亦提供調整線圈中之直流電阻的能力。

不同於以上磁芯件實質上以相同方式製造以具有相同形狀的實施例，組件200包括彼此以不同方式定形狀的磁芯件208及210。各磁芯件208及210包括垂直延伸的槽，以接收繞組支腳122、124，但磁芯件210包括接收彎曲頂部繞組區段204的一上凹部。彎曲頂部繞組區段204僅覆蓋此實施例中的磁芯件，且在組件頂部上偏離中心，然而在先前實施例中，頂部繞組區段126大致上置中於組件之頂部。磁芯件210亦略小於磁芯件208，導致相對於先前描述的實施例而在製造磁芯件時節省一些材料。組件200以其他方式具有最小寬度W及其先前所述之優點。

圖13係根據本發明之第四例示性實施例之經改良電磁組件250的分解圖。組件250可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件250可用來取代電路板102上之組件100、150、或200，或除該電路板上之該等組件之外使用。

組件250包括線圈繞組202及第一磁芯件210，該第一磁芯件具有分別接收線圈繞組202之共平面繞組支腳122、124的垂直槽212、214。提供第二磁芯件252，其不包括垂直槽且不包括上凹部。因此，第二磁芯件252具有較容易製造的較簡單形狀。組件250之總成亦比前述實施例者相對簡單，其中兩個磁芯件包括垂直槽。組件250以其他方式具有最小寬度W及其先前所述之優點。

圖14係根據本發明之第五例示性實施例之經改良電磁組件300的分解圖。組件300可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件300可用來取代電路板102上之組件100、150、200、或250，或除該電路板上之該等組件之外使用。

組件300包括線圈繞組202及磁芯件208，該磁芯件包括垂直槽212、214，但不包括如組件200中所述及圖8所示之上凹部。組件300進一步包括第二磁芯件302，該第二磁芯件不包括垂直槽但確實包括上凹部304，以在組裝該組件時接收線圈繞組202之彎曲頂部繞組區段204。因此，相對於先前實施例的一些者，在組件300中提供磁芯件之一些形狀簡化，同時亦兼具最小寬度W及其先前所述之優點。

圖15至圖18繪示根據本發明之第六例示性實施例之經改良電磁組件350的各種視圖，其中圖15係組件350之透視圖，圖16係組件350的第一側視立視圖，圖17係組件350的第二側視立視圖，且圖18係組件350的截面圖。組件350可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件350可用來取代電路板102上之組件100、150、200、250、或300，或除該電路板上之該等組件之外使用。

組件350包括：磁芯件210及114，其各自包括用於共平面繞組支腳之垂直槽；及線圈繞組202，其包括彎曲頂部繞組區段204。為了平衡磁性路徑以幫助最佳化及最大化電感器的性能，藉由改變磁芯件210、114之寬度（不包括垂直槽）而在磁芯中建立不對稱路徑，如最佳顯示於圖18的截面中者。在圖18中，磁芯件114具有小於接收彎曲頂部繞組區段204之磁芯件210之寬度W1的寬度W2。如圖16中所見，由於磁芯件210、114之不同寬度，故表面安裝端子118較表面安裝端子120寬。總體寬度W（圖16）仍可經實際最小化，同時歸因於彎曲頂部繞組區段204的不平衡磁性路徑之效應減少。在組件350中仍實現具有所欲性能特性之最小寬度W，且仍積累其先前所述之優點。

圖19係根據本發明之第七例示性實施例之經改良電磁組件400的透視圖。組件400類似於組件250，但包括磁芯件210、252的寬度調整，以實現磁芯中的不對稱路徑，並得到上述的益處。組件400可經組態為設想實施例中的電源電感器組件，且具有與上述實施例類似的優點。

圖20係根據本發明之第八例示性實施例之經改良電磁組件450的透視圖。組件450類似於組件300，但包括磁芯件302、208的寬度調整，以實現磁芯中的不對稱路徑，並得到上述的益處。組件450可經組態為設想實施例中的電源電感器組件，且具有與上述實施例類似的優點。

圖21及圖22繪示根據本發明之第九例示性實施例之經改良電磁組件480的視圖。圖21係組件480之透視圖，且圖22係組件480之仰視圖。組件480類似於上述之組件200，但包括在線圈繞組202中之經放大的表面安裝端子152、154。組件482可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件480可用來取代電路板102上之先前描述的組件，或除該電路板上之該等組件之外使用。

圖23及圖24繪示根據本發明之第十例示性實施例之經改良電磁組件500的視圖。圖23係組件500之透視圖，且圖24係組件500之仰視圖。組件500可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件500可用來取代電路板102上之先前描述的組件，或除該電路板上之該等組件之外使用。

組件500係上述組件150的擴充版本，其包括第二線圈繞組116及延伸於磁芯件112、114之間的第三磁芯件502。磁芯件502在其各相對側上包括兩組垂直槽，以分別部分地接收兩線圈繞組116之各者的共平面繞組支腳122、124。因此，組件500可用於二相電源應用中。可使用模組化組件芯件及繞組來添加額外磁芯件502及線圈繞組116以將組件按比例擴大，以包括整合於共同核心結構上的任何數目n 個線圈繞組。因此，多相電源系統可且有空間效率地容納在電路板102上。儘管在組裝中有更多組件，最小寬度W及較早所述組件之優點仍在組件500中實現。

圖25係根據本發明之第十例示性實施例之經改良電磁組件550的分解圖。組件550可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件550可用來取代電路板102上之先前描述的組件，或除該電路板上之該等組件之外使用。

組件550係組件500的替代版本，其包括第二線圈繞組116及延伸於磁芯件112、114之間的第三磁芯件552。不同於組件500中包括垂直槽以接收共平面繞組支腳122、124之磁芯件502，磁芯件552不包括垂直槽，且因此具有較簡單的形狀且較容易製造。包括兩個線圈繞組116的組件550可用於二相電源應用中。可使用模組化組件芯件及線圈繞組來添加額外磁芯件552及線圈繞組116以將組件按比例擴大，以包括整合於共同核心結構上的任何數目n 個線圈繞組。因此，多相電源系統可有空間效率地容納在電路板上。儘管在總成中具有更多組件，最小寬度W及較早所述組件之優點仍在組件550中實現。

圖26係根據本發明之第十一例示性實施例之經改良電磁組件600的分解圖。組件600可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件600可用來取代電路板102上之先前描述的組件，或除該電路板上之該等組件之外使用。

組件600係組件500之替代版本，其包括第一磁芯件602及第二磁芯件604、第一及第二線圈繞組116、及延伸於線圈繞組116之間的磁芯件502。不同於組件500、550中包括垂直槽以接收各繞組126之共平面繞組支腳122、124之磁芯件112、114，磁芯件602、604不包括垂直槽，且因此具有較簡單的形狀且較容易製造。包括兩個線圈繞組116的組件600可用於二相電源應用中。可使用模組化組件芯件及繞組來添加額外磁芯件502及線圈繞組116以將組件按比例擴大，以包括整合於共同核心結構上的任何數目n 個線圈繞組。因此，多相電源系統可有空間效率地容納在電路板上。儘管在總成中具有更多組件，最小寬度W及較早所述組件之優點仍在組件600中實現。

圖27係經改良電磁組件650的分解圖，該電磁組件係組件500的擴充版本，其包括額外的磁芯件502及線圈繞組116，以提供經整合於共用核心結構上的四個線圈繞組116，該共用核心結構包括三個磁芯件502及磁芯件112、114。在進一步實施例中，多於四個線圈繞組116可具備額外磁芯件502。組件650可經組態為設想實施例中的電源電感器組件。組件650可用來取代電路板102上之先前描述的組件，或除該電路板上之該等組件之外使用。儘管在總成中具有更多組件，最小寬度W及較早所述組件之優點仍在組件600中實現。

須認知到，類似於圖23至圖27所示及所述之實施例包括多個線圈繞組116、及用以接收線圈繞組116之所述磁性件的組合。同樣地，線圈繞組202可同樣地與所述之磁芯件的組合及調適形式併用，以提供經整合於共同核心結構上的多個線圈，以滿足多相電源系統的需求或在電路板102上實現更大的空間效率。所述之組件可以模組形式調適及擴充，以在兩個磁芯件之間包括單一預成形線圈或n 數目的額外預成形線圈及n 數目的額外磁芯件，以實現在最終結果中具有所欲數目的繞組線圈之組件。

咸信現已就所揭示之例示性實施例充分地說明本發明的益處及優點。

本書面說明使用實例來揭示本發明（包括最佳模式），且亦使所屬技術領域中具有通常知識者能夠實行本發明（包括製作及使用任何裝置或系統以及執行任何結合的方法）。本發明之可取得專利權的範圍係由專利申請範圍定義，並可包括所屬技術領域中具有通常知識者所發想的其他實例。若此類其他實例具有與申請專利範圍之字面用語無任何不同的結構元件，或者若此類其他實例包括與申請專利範圍之字面用語具有非實質差異的同等結構元件，則此類其他實例係意欲從屬於申請專利範圍的範疇內。

18-18:線 50:高電流電磁組件/電磁組件/組件 52:電路板 60:磁芯 62:第一磁芯件/磁芯件 64:第二磁芯件/磁芯件 66:導電線圈繞組/線圈繞組/線圈 68:表面安裝端子 70:表面安裝端子 72:繞組支腳 74:繞組支腳 76:頂部繞組區段 78:槽 80:槽 82:上凹部 84:下凹部 86:下凹部 100:經改良電磁組件/組件/電磁組件 102:電路板 104:頂部側 106:底部側 110:磁芯/芯 112:第一磁芯件/磁芯件/第一磁件 114:第二磁芯件/磁芯件/第二磁件 116:導電線圈繞組/線圈繞組 118:表面安裝端子 120:表面安裝端子 122:繞組支腳 124:繞組支腳 126:頂部繞組區段/繞組 128:槽 130:槽 132:上凹部 134:下凹部 150:經改良電磁組件/組件 152:表面安裝端子 154:表面安裝端子 200:經改良電磁組件/組件 202:線圈繞組 204:頂部繞組區段 208:磁芯件 210:磁芯件/第一磁芯件 212:垂直槽 214:垂直槽 250:經改良電磁組件/組件 252:第二磁芯件/磁芯件 300:經改良電磁組件/組件 302:第二磁芯件/磁芯件 304:上凹部 350:經改良電磁組件/組件 400:經改良電磁組件/組件 450:經改良電磁組件/組件 480:經改良電磁組件/組件 500:經改良電磁組件/組件 502:第三磁芯件/磁芯件 550:經改良電磁組件/組件 552:第三磁芯件/磁芯件 600:經改良電磁組件/組件 602:第一磁芯件/磁芯件 604:第二磁芯件/磁芯件 H:高度/組件維度/高度維度 L:長度/組件維度/長度維度 T:厚度維度/厚度 W:寬度/維度/寬度維度 W1:寬度 W2:寬度 X:軸 Y:軸 Z:軸

除非以其他方式詳細指明，非限制性及非窮舉的實施例係參照下列圖式描述，其中相似的元件符號係指不同圖式各處之相似的部件。 〔圖1〕係包括用於電路板應用之表面安裝終端的目前最佳技術高電流電源電感器之透視圖。 〔圖2〕係圖1所示之電源電感器之分解圖。 〔圖3〕係根據本發明之第一例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的透視圖。 〔圖4〕係圖3所示的電源電感器的電感器線圈繞組的透視圖。 〔圖5〕係圖3所示之電源電感器的部分透明透視圖。 〔圖6〕係圖3及圖5所示之電源電感器的仰視圖，且繪示圖4中所示之電感器線圈繞組的表面安裝端子。 〔圖7〕係根據本發明之第二例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的透視圖。 〔圖8〕係圖7所示的電源電感器的電感器線圈繞組的透視圖。 〔圖9〕係圖7所示之電源電感器的部分透明透視圖。 〔圖10〕係圖3及圖5所示之電源電感器的仰視圖，且繪示圖4中所示之電感器線圈繞組的表面安裝端子。 〔圖11〕係根據本發明之第三例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的分解圖。 〔圖12〕係圖11所示之電源電感器的透視總成視圖。 〔圖13〕係根據本發明之第四例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝端子的經改良高電流電源電感器的分解圖。 〔圖14〕係根據本發明之第五例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝端子的經改良高電流電源電感器的分解圖。 〔圖15〕係根據本發明之第六例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝端子的經改良高電流電源電感器的透視圖。 〔圖16〕係圖15所示之電源電感器的第一側視立視圖。 〔圖17〕係圖15所示之電源電感器的第二側視立視圖。 〔圖18〕係沿著線18-18取得之圖17所示之電源電感器之截面圖。 〔圖19〕係根據本發明之第七例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的透視圖。 〔圖20〕係根據本發明之第八例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的透視圖。 〔圖21〕係根據本發明之第九例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的透視圖。 〔圖22〕係圖21所示之電源電感器的仰視圖，且繪示電感器線圈繞組的表面安裝端子。 〔圖23〕係根據本發明之第十例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的透視圖。 〔圖24〕係圖23所示之電源電感器的仰視圖，且繪示電感器線圈繞組的表面安裝端子。 〔圖25〕係根據本發明之第十一例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的分解圖。 〔圖26〕係根據本發明之第十二例示性實施例之包括用於電路板應用之表面安裝終端的經改良高電流電源電感器的分解圖。 〔圖27〕係圖26所示之經改良高電流電源電感器之擴充分解圖。

100:經改良電磁組件/組件/電磁組件

102:電路板

104:頂部側

106:底部側

110:磁芯/芯

112:第一磁芯件/磁芯件/第一磁件

114:第二磁芯件/磁芯件/第二磁件

118:表面安裝端子

126:頂部繞組區段/繞組

134:下凹部

H:高度/組件維度/高度維度

L:長度/組件維度/長度維度

W:寬度/維度/寬度維度

X:軸

Y:軸

Z:軸

Claims (20)

1. 一種用於一電路板之電磁組件總成，該組件總成包含： 一磁芯，其由一第一磁芯件及一第二磁芯件組裝，其中該第一磁芯件及該第二磁芯件之各者各自包括一頂部側及一底部側，其中該頂部側自該電路板升高且該底部側係近接使用中的該電路板，且其中該第一磁芯件及該第二磁芯件並排配置；及 一第一預成形導電線圈繞組，其係由該第一磁芯件及該第二磁芯件之至少一者接收，其中該第一預成形導電線圈繞組包括： 一頂部繞組區段，其延伸至該第一磁芯件及該第二磁芯件之至少一者的該頂部側； 一對繞組支腳，其等延伸自該頂部繞組區段之相對端並與此界定一U形繞組區段，其中該對繞組支腳彼此共平面地延伸並經定向為垂直於使用中的該電路板，該對繞組支腳進一步位於該第一磁芯件與該第二磁芯件之間；及 第一表面安裝端子及第二表面安裝端子，其等分別垂直地延伸自與該頂部繞組區段相對的該對繞組支腳，其中該第一表面安裝端子在一第一方向上及僅在該第一磁芯件之該底部側上延伸，且其中該第二表面安裝端子僅在該第二磁芯件之該底部側上於一第二方向上延伸。
2. 如請求項1之電磁組件總成，其中該頂部繞組區段係一平面元件，其與該對繞組支腳成一共平面關係而延伸。
3. 如請求項1之電磁組件總成，其中該頂部繞組區段係置中於該第一磁芯件與該第二磁芯件之間。
4. 如請求項1之電磁組件總成，其中該第一表面安裝端子及該第二表面安裝端子各自延伸至各別的該第一磁芯件及該第二磁芯件之該底部側上的兩個側邊緣。
5. 如請求項1之電磁組件總成，其中該第一磁芯件及該第二磁芯件之至少一者係形成為具有一對垂直槽以分別接收該對繞組支腳。
6. 如請求項5之電磁組件總成，其中該第一磁芯件及該第二磁芯件之兩者係形成為具有一對垂直槽以分別接收該對繞組支腳。
7. 如請求項6之電磁組件總成，其中該第一磁芯件及該第二磁芯件之至少一者係形成為具有一上凹部以接收該頂部繞組區段。
8. 如請求項7之電磁組件總成，其中該第一磁芯件及該第二磁芯件之兩者係形成為具有一上凹部以接收該頂部繞組區段。
9. 如請求項1之電磁組件總成，其中該第一磁芯件及該第二磁芯件之各者係形成為僅具有一下凹部，以接收該第一表面安裝端子及該第二表面安裝端子之一各別者。
10. 如請求項1之電磁組件總成，其中該第一表面安裝端子在該第一磁芯件之該底部側上軸向地延伸大於該第二表面安裝端子在該第二磁芯件之該底部側上延伸的距離。
11. 如請求項1之電磁組件總成，其中該磁芯具有一長度維度、一寬度維度、及一高度維度，其中該長度維度及該高度維度實質上大於該寬度維度。
12. 如請求項11之電磁組件總成，其中該第一表面安裝端子及該第二表面安裝端子平行於該寬度維度延伸。
13. 如請求項11之電磁組件總成，其中該對繞組支腳之該平面經定向以平行於該磁芯之該長度維度延伸。
14. 如請求項11之電磁組件總成，其中該第一磁芯件及該第二磁芯件具有彼此不同的一寬度。
15. 如請求項1之電磁組件總成，其中該頂部繞組區段在垂直於該對繞組支腳之該平面的一平面中延伸。
16. 如請求項15之電磁組件總成，其中該頂部繞組區段覆蓋該第一磁芯件及該第二磁芯件的一者而未覆蓋另一者。
17. 如請求項1之電磁組件總成，其進一步包含一第二預成形導電線圈繞組及一第三磁芯件，該第三磁芯件將該第一預成形導電線圈繞組與該第二預成形導電線圈繞組分開。
18. 如請求項17之電磁組件總成，其中該第三磁芯件包括垂直槽，以接收該第一預成形導電線圈繞組及該第二預成形導電線圈繞組之至少一者的該對繞組支腳。
19. 如請求項17之電磁組件總成，其中該總成係可擴充的以包括n 數目的額外預成形線圈及n 數目的額外芯件。
20. 如請求項1之電磁組件總成，其中該組件係一電源電感器。

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