TWI748846B

TWI748846B - 電感裝置

Info

Publication number: TWI748846B
Application number: TW110101716A
Authority: TW
Inventors: 顏孝璁; 黃亭堯
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-12-01
Also published as: US20220230801A1; TW202230404A

Abstract

一種電感裝置，包含第一環狀結構、第二環狀結構以及第三環狀結構。第二環狀結構耦接於第一環狀結構，並與第一環狀結構形成八字形迴路。第三環狀結構耦接於第二環狀結構，其中第一環狀結構與第二環狀結構位於第三環狀結構所包圍的區域內。

Description

電感裝置

本案是有關於一種裝置，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，而對八字形電感器來說，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，八字形電感器於裝置中佔用之面積較大。

因此，期望提供一種電感裝置，以提供不同之電感值，以拓展電感裝置之使用範圍並維持電感的品質因素。

本案之一態樣是在提供一種電感裝置，包含第一環狀結構、第二環狀結構以及第三環狀結構。第二環狀結構耦接於第一環狀結構，並與第一環狀結構形成八字形迴路。第三環狀結構耦接於第二環狀結構，其中第一環狀結構與第二環狀結構位於第三環狀結構所包圍的區域內。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本揭示所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭示所涵蓋的範圍。另外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件或相似元件將以相同之符號標示來說明。

請參考第1圖。第1圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電感裝置100的示意圖。電感器裝置100包含環狀結構110、環狀結構130以及環狀結構150。如第1圖所示，於結構上，環狀結構130耦接於環狀結構110，環狀結構150耦接於環狀結構130。環狀結構110和環狀結構130形成八字形迴路。環狀結構110和環狀結構130位於環狀結構150所包圍的區域內。

詳細而言，環狀結構110的端點112A連接於環狀結構130的端點132A，環狀結構110的端點112B連接於環狀結構130的端點132B，且環狀結構130的端點132C連接於環狀結構150的端點152A，環狀結構130的端點132D連接於環狀結構150的端點152B。

於部分實施例中，電感裝置100更包含連接器160。連接器160耦接於環狀結構130和環狀結構150。詳細而言，連接器160包含開關162和開關164。開關162連接於環狀結構150的端點152A以及環狀結構150的端點152B，而開關164連接於環狀結構130的端點132C和環狀結構130的端點132D。

環狀結構130和環狀結構150交錯於交錯點172。開關162配置於交錯點172的一側(如圖中上側)，而開關164配置於交錯點172的另一側(如圖中下側)。

於部分實施例中，電感裝置100更包含連接器180。連接器180耦接於環狀結構110和環狀結構130。詳細而言，連接器180包含開關182和開關184。開關182連接於環狀結構130的端點132A以及環狀結構110的端點112B，而開關184連接於環狀結構130的端點132B以及環狀結構110的端點112A。

環狀結構110和環狀結構130交錯於交錯點174。開關182配置於交錯點174的一側(如圖中左側)，而開關184配置於交錯點174的另一側(如圖中右側)。

於部分實施例中，如第1圖所繪示，連接器160配置於Y方向上，而連接器180配置於X方向上。X方向和Y方向互相垂直。此外，環狀結構150更包含開口192。開口192配置於Y方向上。環狀結構110和環狀結構130配置於Y方向上。

連接器160用以選擇性地連接環狀結構130與環狀結構150。連接器180用以選擇性地連接環狀結構110與環狀結構130。

以下將針對連接器160和連接器180不同的導通狀態進行說明。

請參考第2圖。第2圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電感裝置100的示意圖。如第2圖所繪示，當第1圖中的連接器160不導通，而連接器180導通時，環狀結構110、環狀結構130以及環狀結構150共同形成迴路。於此時，環狀結構150為一個環型迴路，而環狀結構110和環狀結構130亦形成一個環型迴路。

舉例而言，於部分實施例中，電流由環狀結構150的端點152A流至環狀結構130的端點132C，由環狀結構130的端點132B經由開關184流至環狀結構110的端點112A，由環狀結構110的端點112B經由開關182流至環狀結構130的端點132A，由環狀結構130的端點132D流至環狀結構150的端點152B。如上所述之電流方向僅為例示說明之用。

請參考第3圖。第3圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第1圖所示之電感裝置100的操作示意圖。如第3圖所繪示，當第1圖中的連接器160導通，而連接器180不導通時，環狀結構110和環狀結構130共同形成一個迴路，而環狀結構150形成另一個迴路。上述環狀結構110和環狀結構130共同形成的迴路係為八字形迴路。

舉例而言，於部分實施例中，電流由環狀結構150的端點152A經由開關162流至環狀結構150的端點152B。此外，電流由環狀結構130的端點132D經由開關164流至環狀結構130的端點132C，由環狀結構130的端點132C流至環狀結構130的端點132B，由環狀結構130的端點132B流至環狀結構110的端點112B，由環狀結構110的端點112B流至環狀結構110的端點112A，由環狀結構110的端點112A流至環狀結構130的端點132A，再由環狀結構130的端點132A流至環狀結構130的端點132D。如上所述之電流方向僅為例示說明之用。

請參考第4圖。第4圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第1圖所示之電感裝置100的操作示意圖。如第4圖所繪示，當第1圖中的連接器160和連接器180均不導通時，環狀結構110、環狀結構130和環狀結構150共同形成一個迴路，其中環狀結構110和環狀結構130共同形成一個八字形迴路。

舉例而言，於部分實施例中，電流由環狀結構150的端點152A流至環狀結構130的端點132C，由環狀結構130的端點132C流至環狀結構130的端點132B，由環狀結構130的端點132B流至環狀結構110的端點112B，由環狀結構110的端點112B流至環狀結構110的端點112A，由環狀結構110的端點112A流至環狀結構130的端點132A，由環狀結構130的端點132A流至環狀結構130的端點132D，再由環狀結構130的端點132D流至環狀結構150的端點152B。如上所述之電流方向僅為例示說明之用。

如第2圖至第4圖所示，透過控制第1圖中的連接器160和連接器180的導通與否，可改變電感裝置100的電感值，以拓展電感裝置100之使用範圍。此外，當環狀結構110和環狀結構130形成八字形電感，環狀結構110和環狀結構130所形成的耦合效應會互相抵銷，降低耦合效性所造成的干擾。

請參考第5圖。第5圖是依照本揭示一些實施例所繪示的另一電感裝置200的示意圖。電感器裝置200包含環狀結構210、環狀結構230以及環狀結構250。如第5圖所示，於結構上，環狀結構210、環狀結構230與環狀結構250互相耦合。環狀結構210和環狀結構230形成八字形迴路。環狀結構210和環狀結構230位於環狀結構250所包圍的區域內。

詳細而言，環狀結構250的端點252A連接於環狀結構210的端點212A，環狀結構210的端點212B連接於環狀結構230的端點232A，且環狀結構230的端點232B連接於環狀結構250的端點252B。

於部分實施例中，電感裝置200更包含連接器260。連接器260耦接於環狀結構210、環狀結構230和環狀結構250。詳細而言，連接器260包含開關262和開關264。開關262連接於環狀結構250的端點252A以及環狀結構250的端點252B，而開關264連接於環狀結構230的端點232B和環狀結構210的端點212A。

環狀結構210、環狀結構230和環狀結構250交錯於交錯點272和交錯點274。開關262配置於交錯點272的一側(如圖中上側)，而開關264配置於交錯點272的另一側(如圖中下側)。

於部分實施例中，開關262連接於環狀結構250的端點252A與環狀結構250的端點252B，而開關264連接於環狀結構230的端點232B與環狀結構210的端點212A。

於部分實施例中，環狀結構250更包含開口292。開口292配置於Y方向上。此外，環狀結構210和環狀結構230配置於X方向上。X方向和Y方向互相垂直。

請參考第6圖。第6圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第5圖所示之電感裝置200的操作示意圖。如第6圖所繪示，當第6圖中的連接器260不導通時，環狀結構210、環狀結構230以及環狀結構250共同形成迴路。

舉例而言，於部分實施例中，電流由環狀結構250的端點252A流至環狀結構210的端點212A，由環狀結構210的端點212A流至環狀結構230的端點232A，由環狀結構230的端點232A流至環狀結構230的端點232B，由環狀結構230的端點232B流至環狀結構250的端點252B。如上所述之電流方向僅為例示說明之用。

請參考第7圖。第7圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第5圖所示之電感裝置200的操作示意圖。如第7圖所繪示，當第7圖中的連接器260導通時，環狀結構210和環狀結構230共同形成一個八字形的迴路。環狀結構250形成另一個迴路。

舉例而言，於部分實施例中，電流由環狀結構250的端點252A經由開關262流至環狀結構250的端點252B。另一方面，電流由環狀結構230的端點232B經由開關264流至環狀結構210的端點212A，由環狀結構210的端點212A流至環狀結構210的端點212B，由環狀結構210的端點212B流至環狀結構230的端點232A，再由環狀結構230的端點232A流至環狀結構230的端點232B。如上所述之電流方向僅為例示說明之用。

請參考第8圖。第8圖是依照本揭示一些實施例所繪示的另一種電感裝置300的示意圖。第8圖是依照本揭示一些實施例所繪示的另一電感裝置300的示意圖。第8圖中的電感裝置300與第1圖中的電感100的差別在於電感器300更包含環狀結構340。

詳細而言，電感裝置300包含環狀結構310、環狀結構330、環狀結構350和環狀結構340。環狀結構310和環狀結構330相耦接，環狀結構330和環狀結構350相耦接，環狀結構350和環狀結構340相耦接。此外，電感裝置300更包含連接器360和連接器380。連接器360包含開關362和開關364。連接器380包含開關382和開關384。

上述環狀結構310、環狀結構330、環狀結構350、連接器360和連接器380的連接方式與第1圖中的環狀結構110、環狀結構130、環狀結構150、連接器160和連接器180相類似，在此不再詳細描述。

請參考第8圖。環狀結構310、環狀結構330、環狀結構350均位於環狀結構340所包圍的區域內。

詳細而言，環狀結構350的端點352C連接於環狀結構340的端點342B，而環狀結構350的端點352D連接於環狀結構340的端點342A。此外，環狀結構350更包含開口392，開口392位於Y方向上。

需注意的是，於部分實施例中，環狀結構340可再與另一環狀結構(未繪式)相連，也就是說，環繞於環狀結構310和環狀結構330之外的環狀結構的數量並不以第8圖為限制。此外，如第5圖所繪示的電感裝置200亦可與更多的環狀結構相連，也就是說環繞於環狀結構210和環狀結構230之外的環狀結構的數量並不以第5圖為限制。

於部分實施例中，開口192、開口292、開口392的位置不以第1圖、第5圖與第8圖所示為限，本領域技術人員當可依照實際需求來配置開口的位置。

於本發明的實施方式中，環狀結構皆可為八邊形結構，然本發明的實施方式不以此為限。環狀結構亦可選擇性地採用其餘多邊形結構來實現，例如四邊形結構、六邊形結構…等。

需說明的是，第1圖中的連接器160及連接器180可隸屬於同一連結裝置，而一同被控制，或兩者可分別為單一連結裝置，而可各自被控制，端視實際需求而定。

本發明實施例之電感裝置可藉由連接器之操作，而使電感裝置成為八字形電感或環形電感。由於電感裝置作為八字形電感或環形電感時之電感值不同，因此，可提供不同之電感值，以拓展電感裝置之使用範圍。此外，當環狀結構形成浮動的八字形電感時，八字形電感的環狀結構所形成的耦合效應會互相抵銷，以降低耦合效性所造成的干擾。

雖然本揭示已以實施方式揭示如上，然其並非用以限定本揭示，任何本領域具通常知識者，在不脫離本揭示之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200,300:電感裝置 110,210,310:環狀結構 130,230,330:環狀結構 340:環狀結構 150,250,350:環狀結構 160,260,360:連接器 162,262,362:開關 164,264,364:開關 180,280,380:連接器 182,282,382:開關 184,284,384:開關 172,272:交錯點 174,274:交錯點 192,292,392:開口 132A,232A:端點 132B,232B:端點 132C:端點 132D:端點 152A,252A,352C:端點 152B,252B,352D:端點 342A,342B:端點 112A,212A:端點 112B,212B:端點 X, Y:方向

為讓本揭示之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能夠更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電感裝置的示意圖；第2圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第1圖所示之電感裝置的操作示意圖；第3圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第1圖所示之電感裝置的操作示意圖；第4圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第1圖所示之電感裝置的操作示意圖；第5圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電感裝置的示意圖；第6圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第5圖所示之電感裝置的操作示意圖；第7圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一種如第5圖所示之電感裝置的操作示意圖；以及第8圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電感裝置的示意圖。

100:電感裝置

110:環狀結構

130:環狀結構

150:環狀結構

160:連接器

162:開關

164:開關

180:連接器

182:開關

184:開關

172:交錯點

174:交錯點

192:開口

132A:端點

132B:端點

132C:端點

132D:端點

112A:端點

112B:端點

152A,152B:端點

X,Y:方向

Claims

一種電感裝置，包含：一第一環狀結構；一第二環狀結構，耦接於該第一環狀結構，並與該第一環狀結構形成一八字形迴路；一第三環狀結構，耦接於該第二環狀結構，其中該第一環狀結構與該第二環狀結構位於該第三環狀結構所包圍的一區域內；以及一第一連接器，耦接於該第二環狀結構與該第三環狀結構，並用以選擇性地連接該第二環狀結構與該第三環狀結構，以使該第一環狀結構與該第二環狀結構形成一第一迴路，並使該第三環狀結構形成一第二迴路；其中一第一電流由該第三環狀結構的一第一端點流至該第三環狀結構的一第二端點以形成該第二迴路；其中一第二電流由該第一環狀結構的一第一端點流至該第二環狀結構的一第一端點，並由該第二環狀結構的一第二端點流至該第一環狀結構的一第二端點以形成該第一迴路。
如請求項1所述之電感裝置，其中該第一連接器包含：一第一開關，連接於該第三環狀結構的該第一端點與該第三環狀結構的該第二端點；以及一第二開關，連接於該第二環狀結構的一第三端點與該第二環狀結構的一第四端點；其中該第二環狀結構與該第三環狀結構交錯於一交錯點，其中該第一開關配置於該交錯點的一第一側，而該第二開關配置於該交錯點的一第二側。
如請求項1所述之電感裝置，包含：一第二連接器，耦接於該第一環狀結構與該第二環狀結構，並用以選擇性地連接該第一環狀結構與該第二環狀結構。
如請求項3所述之電感裝置，其中該第二連接器包含：一第一開關，連接於該第一環狀結構的該第一端點與該第二環狀結構的該第二端點；以及一第二開關，連接於該第二環狀結構的該第二端點與該第二環狀結構的該第一端點；其中該第一環狀結構與該第二環狀結構交錯於一交錯點，其中該第一開關配置於該交錯點的一第一側，且該第二開關配置於該交錯點的一第二側。
如請求項3所述之電感裝置，其中當該第一連接器與該第二連接器均不導通時，該第一環狀結構、該第二環狀結構與該第三環狀結構共同形成迴路；其中當該第一連接器導通而該第二連接器不導通時，該第一環狀結構與該第二環狀結構形成該第一迴路，而該第三環狀結構形成該第二迴路，其中該第一迴路係為該八字形迴路；其中當該第一連接器不導通而該第二連接器導通時，該第一環狀結構、該第二環狀結構與該第三環狀結構共同形成迴路，其中該第一環狀結構與該第二環狀結構形成一環型迴路。
如請求項1所述之電感裝置，其中該第一環狀結構的該第一端點連接於該第二環狀結構的該第一端點，該第二環狀結構的該第二端點連接於該第三環狀結構的該第二端點，且該第三環狀結構的該第一端點連接於該第一環狀結構的該第二端點。
如請求項6所述之電感裝置，其中該第一連接器包含：一第一開關，其中該第一開關耦接於該第三環狀結構；以及一第二開關，其中該第二開關耦接於該第二環狀結構以及該第一環狀結構；其中當該第一連接器導通時，該第一環狀結構與該第二環狀結構形成該第一迴路，而該第三環狀結構形成該第二迴路，其中該第一迴路係為該八字形迴路。
如請求項1所述之電感裝置，其中該第一環狀結構的該第一端點連接於該第二環狀結構的該第一端點，該第一環狀結構的該第二端點連接於該第二環狀結構的該第二端點，該第二環狀結構的一第三端點連接於該第三環狀結構的該第一端點，且該第二環狀結構的一第四端點連接於該第三環狀結構的該第二端點。
如請求項1所述之電感裝置，更包含：一第四環狀結構，耦接於該第三環狀結構，其中該第一環狀結構、該第二環狀結構與該第三環狀結構均位於該第四環狀結構所包圍的一區域內；其中該第四環狀結構的一第一端點連接於該第三環狀結構的該第一端點，且該第四環狀結構的一第二端點連接於該第三環狀結構的該第二端點。