TWI757592B - 耦合電感器及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一耦合電感器具有沿一垂直方向對齊的兩個支柱，其中一第一線圈和一第二線圈分別纏繞於兩個支柱中的一個，其中該第一線圈繞組匝數的下表面和第二線圈的繞組匝數的上表面由一間隙隔開，其中一磁性材料配置在該間隙中，其中第一線圈和第二線圈中的每一個線圈圍繞於穿過該兩個支柱一直線。

Description

耦合電感器及其製作方法
本發明係有關於一種電感器，尤其有關於一種耦合電感器。
習知的耦合電感器具有兩個橫向放置的支柱(pillar)，其中兩個線圈分別纏繞於兩個橫向放置的支柱上。這種設計犧牲了磁性材料的體積以實現所期望的電感耦合係數值，因而不適合於小尺寸的設計。另外，因為兩個橫向放置的支柱之間的中心層是由非磁性材料製成，所以習知的耦合電感器會從電感器的一側漏磁而增加EMI。耦合電感器廣泛用於多相降壓-升壓變換器，然而，習知的耦合電感器將使多相降壓-升壓變換器具有較慢的動態速度響應，即較慢的瞬變響應速度。
因此，需要更好的解決方案來解決上述問題。
本發明提供一種耦合電感器，其具有兩個垂直堆疊的支柱，用於纏繞兩個線圈，以便減小耦合電感器的尺寸，同時提高耦合電感器的效率。
本發明提供一種用於多相降壓-升壓變換器的反耦合的耦合電感器，其中反耦合的耦合電感器可幫助多相降壓-升壓變換器實現一更快的動態速度響應，即一更快的瞬變響應速度。
在本發明的一實施例中揭露一種耦合電感器，其中該耦合電感器具有在一方向上對齊的兩個支柱，其中一第一線圈和一第二線圈分別纏繞於兩個支柱上，其中該第一線圈的繞組匝數的下表面和該第二線圈的繞組匝數的上表面由一間隙隔開，其中一磁性材料配置在該第一間隙中，該方向上的一直線穿過該兩個支柱且被該第一線圈與該第二線圈中的每一線圈圍繞。
在本發明的一實施例中揭露一種耦合電感器，其中該耦合電感器包含：一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數，其中，該第一導線的該至少一第一繞組匝數以及該第二導線的該至少一第二繞組匝數分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中該至少一第一繞組匝數的一下表面與該至少一第二繞組匝數的一上表面被一第一間隙隔開，其中一第一磁性材料配置於該第一間隙中，其中一直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該至少一第一繞組匝數與該至少一第二繞組匝數的每一繞組匝數圍繞該直線。
該第一支柱和該第二支柱可沿一垂直方向或沿一水平方向放置，以任一方式放置支柱，該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱和該第二支柱的一直線，即該直線穿過該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈的中空部位。
在一實施例中，該第一線圈和該第二線圈反向耦合且該第一線圈和該第二線圈的耦合係數（下文中稱為K）具有一負值。
在一實施例中，K在-0.4至-0.8的範圍內。
在一實施例中，K在-0.45至-0.55的範圍內。
在一實施例中，該第一支柱的軸線和該第二支柱的軸線之間具有一距離且該距離不大於0.2mm。
在一實施例中，該第一支柱的軸線和該第二支柱的軸線之間具有一距離且該距離不大於0.1mm。
在一實施例中，該第一支柱的軸線和該第二支柱的軸線大致上沿一垂直方向對齊。
在一實施例中，該第一支柱的軸線和該第二支柱的軸線都在一相同直線上。
在一實施例中，一磁性本體封裝該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱和該第二支柱。
在一實施例中，該第一支柱與該第二支柱與一磁性板一體成型為一T形磁芯，其中一磁性本體封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數和該第二導線的該至少一第二繞組匝數與該T形磁芯。
在一實施例中，該第一支柱與該第二支柱與一磁性本體一體成型，該磁性本體封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數和該第二導線的該至少一第二繞組匝數。
在一實施例中，該第一支柱以及該第二支柱與一磁性本體一體成型，其中該磁性本體封裝該至少一第一繞組匝數、該至少一第二繞組匝數以及該第一磁性材料並延伸至該第一線圈的中空部位與該第二線圈中空部位，以形成該第一支柱以及該第二支柱。
在一實施例中，該第一支柱與該第二支柱之間具有一第二間隙，其中一磁性片配置在該第二間隙中。
在一實施例中，一磁性膠配置在該第二間隙中。
在一實施例中，配置在該第一間隙中的該第一磁性材料包含一第一磁性粉末，該第一支柱和該第二支柱的每一支柱包含一第二磁性粉末，其中該第一磁性粉末的平均粒度小於該第二磁性粉末的平均粒度。
在一實施例中，該磁性材料的導磁率在12-18的範圍內且該第一支柱和該第二支柱的導磁率在25-45的範圍內。
在一實施例中，該第一支柱與該第二支柱之間具有一間隙，其中一具有磁性與粘性的材料（如磁性膠）填充在該間隙中。
在一實施例中，該第二支柱與一磁性板一體成型為一T形磁芯，一磁性本體封裝該至少一第二繞組匝數與該T形磁芯，其中該第一支柱形成在第一磁性本體的一上表面上。
在一實施例中，該第一支柱與一磁性板一體成型為一T形磁芯，一磁性本體封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數與該T形磁芯，其中該第二支柱形成在第一磁性本體的一上表面上。
為了使本發明的上述和其他特徵和優點更易於理解，下面將詳細描述附圖的若干實施例。
本發明揭露一種耦合電感器，其中該耦合電感器包含：一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數，其中，該第一導線的該至少一第一繞組匝數以及該第二導線的該至少一第二繞組匝數分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中該至少一第一繞組匝數的一下表面與該至少一第二繞組匝數的一上表面被一第一間隙隔開，其中一第一磁性材料配置於該第一間隙中，其中一直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該至少一第一繞組匝數與該至少一第二繞組匝數的每一繞組匝數圍繞該直線。
形成本發明的耦合電感器的結構的方法有很多種，下面將對其進行描述。
圖1A示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖1A所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103與該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該至少一第一繞組匝數103的下表面和該至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b的一直線102，即該直線102穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖1A所示，該第一支柱101a與該第二支柱101b一體成型，使得支柱101c配置在該第一間隙108中。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。請注意，所述支柱由一磁性材料製成，因此，一磁性材料配置在該第一間隙108中。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103以及該第二導線的該至少一第二繞組匝數104及所述支柱101a、101b、101c。所述支柱101a、101b、101c是一體成型的單一本體。
圖1B示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖1B所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，上，其中該至少一第一繞組匝數103的下表面和該至少一第二繞組匝數的上表面104由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料所形成的支柱101c配置在該第一間隙中，且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖1B所示，一磁性材料105b以一磁性片或一磁性膠等的形式圍繞支柱101c以固定該第一間隙108的高度。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103、該第二導線的該至少一第二繞組匝數104、該磁性材料105b以及所述支柱101a、101b。所述支柱101a、101b、101c一體成型而形成一單一本體。
圖1C示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖1C所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該至少一第一繞組匝數103的下表面和該至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖1C所示，一磁性材料105c，例如以一磁性片或一磁性膠等的形式，配置在該第一間隙108中。請注意，該第一支柱101a與該第二支柱101b之間由一間隙隔開，使得該磁性材料105c，例如以一磁性片或一磁性膠等的形式，可配置在該第一支柱101a的下表面與該第二支柱101b的上表面之間以固定該第一間隙108的高度。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103、該第二導線的該至少一第二繞組匝數104、該磁性材料105c以及所述支柱101a、101b。
圖1D示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖1D所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101與一第二支柱101b上，其中該至少一第一繞組匝數103的下表面和該至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線102穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖1D所示，一第一磁性本體106a封裝該第二支柱101b和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104，其中該第一支柱101a位於該磁性本體106a的一上表面上。請注意，該第一支柱101a與該第二支柱101b被該第一磁性本體106a的頂部105d的高度隔開以固定該第一間隙108的高度。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，一第二磁性本體106b封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第一支柱101a。在一實施例中，該第一支柱101a與該磁性本體106a一體成型而形成一單一本體。
圖2A示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖2A所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該第二支柱101b位於一磁性板110的一上表面上，其中該第二支柱101b和該磁性板110可一體成型為一第一T形磁芯。所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於102穿過第一支柱101a和第二支柱101b兩者的一直線，即該直線102穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖2A所示，該第一支柱101a與該第二支柱101b一體成型，使得該一體成型支柱的中間部分101c配置在該第一間隙108中。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。請注意，所述一體成型支柱由一磁性材料製成。因此，所述磁性材料配置在該第一間隙108中。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104以及所述一體成型支柱。在一實施例中，該第一支柱以及該第二支柱與該磁性板一體成型為一T形磁芯，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數013和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104以及該第一T形磁芯。
圖2B示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖2B所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該第二支柱101b位於一磁性板110的一上表面上，其中該第二支柱101b和該磁性板110可一體成型為一第一T形磁芯。所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中，該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過第一支柱101a和第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線102穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖2B所示，一磁性材料105b，例如以一磁性片或一磁性膠等的形式，圍繞於支柱的中間部分101c以固定該第一間隙的高度108。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一線圈、該第二線圈和該第一T形磁芯。
圖2C示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖2C所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該第二支柱101b位於一磁性板110的一上表面上，其中該第二支柱101b和該磁性板110可一體成型為一第一T形磁芯。所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在第一間隙中，該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線102穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖2C所示，一磁性材料105b，例如以一磁性片或一磁性膠等的一形式，配置在該第一間隙108中。請注意，該第一支柱101a與該第二支柱101b之間由一間隙隔開，使得該磁性材料105b，例如以一磁性片或一磁性膠等的形式，可配置在該第一支柱101a與該第二支柱101b之間，用於固定該第一間隙108的高度。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第一導線的該至少一第一繞組匝數和該第二導線的該至少一第二繞組匝數以及該第一T形磁芯由該磁性本體106封裝。
圖2D示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖2D所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該第二支柱101b位於一磁性板110的一上表面上，其中該第二支柱101b和該磁性板110可一體成型為一第一T形磁芯。所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖2D所示，由一磁性材料製成的一第一磁性本體106a的一頂部105d配置在該第一間隙108中，其中該第一磁性本體106a封裝該第二支柱101b和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104，其中該第一支柱101a位於該第一磁性本體106a的上表面上，該至少一第一繞組匝數103位於該第一磁性本體106a的該頂部105d上方。請注意，該第一支柱101a與該第二支柱101b被該第一磁性本體106a的該頂部105d的高度隔開以固定該第一間隙108的高度。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，一第二磁性本體106b封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第一支柱101a。在一實施例中，該第一支柱101a與該第一磁性本體106a一體成型而形成一單一本體。
圖3A示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖3A所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該第二支柱101b配置在一磁性板110a和一磁性板110b之間。請注意，該第一支柱101a、該第二支柱101b以及該磁性板110a和該磁性板110b可一體成型為一I形磁芯。所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線102穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖2A所示，該第一支柱101a與該第二支柱101b一體成型，使得支柱的中間部分101c配置在該第一間隙108中。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。請注意，所述支柱由一磁性材料製成；因此，所述磁性材料配置在該第一間隙108中。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104以及所述支柱。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數、該第二導線的該至少一第二繞組匝數以及該I形磁芯。
圖3B示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖3B所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該第二支柱101b配置在一磁性板110a和一磁性板110b之間。請注意，該第一支柱101a、該第二支柱101b以及該磁性板110a和該磁性板110b可一體成型為一I形磁芯。所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線102穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖3B所示，一磁性材料105b，例如以一磁性片或一磁性膠等的形式圍繞於支柱的中間部分101c以固定該第一間隙的高度108。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104以及該I形磁芯。
圖3C示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖3C所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該第二支柱101b位於一磁性板110a的一上表面上，其中該第二支柱101b和該磁性板110a可一體成型為一第一T形磁芯，其中該第一支柱101a位於一磁性板110b的一上表面上，其中該第一支柱101a和該磁性板110b可一體成型為一第二T形磁芯。所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線102穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖3C所示，一磁性材料105b，例如以一磁性片或一磁性膠等的形式，配置在第一間隙108中。請注意，該第一支柱101a與該第二支柱101b之間由一間隙隔開，使得該磁性材料105c，例如以一磁性片或一磁性膠等的形式，可配置在該第一支柱101a與該第二支柱101b之間，用於固定該第一間隙108的高度。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，一磁性本體106封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103、該第二導線的該至少一第二繞組匝數104以及該第一T形磁芯與該第二T形磁芯。
圖3D示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖2D所示，該耦合電感器包含一第一線圈，包含一第一導線的至少一第一繞組匝數103；以及一第二線圈，包含一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線的該至少一第一繞組匝數103和該第二導線的該至少一第二繞組匝數104分別纏繞於一第一支柱101a與一第二支柱101b上，其中該第二支柱101b和該磁性板110a可一體成型為一第一T形磁芯，其中該第一支柱101a位於一磁性板110b的一上表面上，其中該第一支柱101a和該磁性板110b可一體成型為一第二T形磁芯。所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中一磁性材料101c配置在該第一間隙中且該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱101a與該第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖3D所示，由一磁性材料製成的一第一磁性本體106a的一頂部105d配置在該第一間隙108中，其中該第一磁性本體106a封裝該第二支柱101b與該第二導線的該至少一第二繞組匝數104，其中該第一導線103a和該第一導線的該至少一第一繞組匝數103位於該第一磁性本體106a的該頂部105d上方。請注意，該第一支柱101a與該第二支柱101b被該第一磁性本體106a的該頂部105d的高度隔開以固定該第一間隙108的高度。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，一第二磁性本體106b封裝該第一導線的該至少一第一繞組匝數103以及該第二T形磁芯。
圖4示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。如圖4所示，該第一支柱101a與該第二支柱101b與一磁性本體106一體成型，該磁性本體106封裝一第一導線的至少一第一繞組匝數103和一第二導線的至少一第二繞組匝數104，其中所述至少一第一繞組匝數103的下表面和所述至少一第二繞組匝數104的上表面由一第一間隙108隔開，其中該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過第一支柱101a和第二支柱101b兩者的一直線102，即該直線穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。如圖4所示，一磁性材料105b，例如以一磁性片或一磁性膠等的一形式，圍繞中間支柱101c，用於固定該第一間隙108的高度。在一實施例中，該第一導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該第二導線包含多個繞組匝數。在一實施例中，該磁性本體106封裝該第一線圈和該第二線圈並延伸到該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈的中空部位中，以形成該第一支柱101a與該第二支柱101b。
在一實施例中，本發明的該第一線圈和該第二線圈反向耦合且該第一線圈和該第二線圈的耦合係數（K）具有一負值。
在一實施例中，本發明的該第一支柱的軸線和該第二支柱的軸線沿一垂直方向對齊。在一實施例中，本發明的該第一支柱的軸線和該第二支柱的軸線都在一相同直線上。在一實施例中，本發明的該第一支柱的軸線和該第二支柱的軸線兩者之間具有一距離且該距離不大於0.2mm。 在一實施例中，本發明的該第一支柱的軸線和該第二支柱的軸線兩者之間具有一距離且該距離不大於0.1mm。
在一實施例中，該第一支柱和該第二支柱由一第一磁性材料製成且配置在該第一間隙108中的磁性材料由一第二磁性材料製成，其中該第二磁性材料的導磁率低於該第一磁性材料的導磁率。
在一實施例中，配置在該第一間隙108中的本發明的該磁性材料的該導磁率分別小於該第一支柱101a與該第二支柱101b的該導磁率。在一實施例中，配置在第一間隙108中的該磁性材料的所述導磁率在12-18的範圍內且該第一支柱和該第二支柱的該導磁率在25-45的範圍內。
在一實施例中，本發明的該第一支柱和該第二支柱中的每一支柱包含鐵粉。
在一實施例中，本發明的該第一支柱和該第二支柱中的每一支柱由鐵粉所製成。
在一實施例中，本發明的K在-0.4至-0.8的範圍內。在一實施例中，本發明的K在-0.5至-0.8的範圍內。在一實施例中，本發明的K在-0.4至-0.6的範圍內。在一實施例中，本發明的K在-0.4至-0.6的範圍內。在一實施例中，本發明的K在-0.45至-0.55的範圍內。
在一實施例中，該第一間隙108的垂直距離在0.02mm至0.50mm的範圍內。在一實施例中，該第一間隙108的垂直距離在0.02mm至0.30mm的範圍內。在一實施例中，該第一間隙108的垂直距離在0.02mm至0.20mm的範圍內。
在一實施例中，本發明的該第一線圈具有用於輸入一第一電流的一第一端子與用於輸出該第一電流的一第二端子，本發明的該第二線圈具有用於輸入一第二電流的一第三端子與用於輸出該第二電流的一第四端子，其中該第一端子與該第三端子在該磁性本體的一第一外表面的一第一側上電性連接到耦合電感器的一第一引線與一第二引線，該第二端子與該第四端子位於該第一外表面上的與該第一側相對的一第二側上電性連接到耦合電感器的一第三引線與一第四引線。
圖5A示出根據本發明一實施例形成一耦合電感器的一方法。如圖5A所示，其中在步驟501中：包含至少一第一繞組匝數的一第一線圈纏繞於一T形磁芯的一支柱的一下部上，其中所述支柱位於一磁性板的一上表面上從而形成該T形磁芯，其中該T形磁芯可一體成型為一單一磁性本體；在步驟502中：包含至少一第二繞組匝數的第二線圈纏繞於T形磁芯的支柱的一上部上，其中所述至少一第一繞組匝數的下表面和所述至少一第二繞組匝數的上表面由一第一間隙隔開；在步驟503中：形成一磁性本體以封裝該至少一第一繞組匝數與該至少一第二繞組匝數以及該支柱；在步驟504中：在該磁性本體一外表面上形成電極，其中，該第一線圈具有用於輸入一第一電流的一第一端子與用於輸出該第一電流的一第二端子，該第二線圈具有用於輸入一第二電流的一第三端子與用於輸出該第二電流的一第四端子，其中該第一端子與該第三端子在該磁性本體的一第一外表面的一第一側上電性連接到耦合電感器的一第一引線與一第二引線，該第二端子與該第四端子位於該第一外表面上的與該第一側相對的一第二側上電性連接到耦合電感器的一第三引線與一第四引線。
圖5B示出根據本發明一實施例形成一耦合電感器的一方法。如圖5B所示，其中在步驟601中：包含至少一第一繞組匝數的一第一線圈纏繞於一T形磁芯的一支柱的一下部，其中所述支柱位於一磁性板的一上表面上而形成該T形磁芯，其中該T形磁芯可一體成型為一單一磁性本體；在步驟602中：將一磁性片配置在一第一線圈上並圍繞於支柱，至少一第二繞組匝數的一第二線圈位於一磁性片的上方並纏繞於該T形磁芯的該支柱的一上部，其中所述至少一第一繞組匝數的下表面和至少一第二繞組匝數的上表面由一第一間隙隔開，其中所述磁性片可用於固定所述第一間隙的距離；在步驟603中：形成一磁性本體以封裝該至少一第一繞組匝數、該至少一第二繞組匝數104、該磁性片以及該T形磁芯的支柱；在步驟604中：在磁性本體一外表面上形成電極，其中，該第一線圈具有用於輸入一第一電流的一第一端子與用於輸出該第一電流的一第二端子，該第二線圈具有用於輸入一第二電流的一第三端子與用於輸出該第二電流的一第四端子，其中該第一端子與該第三端子在該磁性本體的一第一外表面的一第一側上電性連接到耦合電感器的一第一引線與一第二引線，該第二端子與該第四端子位於該第一外表面上的與該第一側相對的一第二側上電性連接到耦合電感器的一第三引線與一第四引線。
圖5C示出根據本發明一實施例形成一耦合電感器的一方法。如圖5C所示，其中在步驟701中：包含至少一第一繞組匝數的一第一線圈纏繞於一第一T形磁芯的一第一支柱上，其中該第一T形磁芯可一體成型為一單一磁性本體；在步驟702中：在該第一T形磁芯的該支柱的上表面上配置一磁性片；在步驟703中：包含至少一第二繞組匝數的一第二線圈纏繞於一第二T形磁芯的一第二支柱上，其中該第二T形磁芯可一體成型為一單一磁性本體，其中該至少一第二繞組匝數位於該磁性片上方並纏繞於該第二T形磁芯的該第二支柱上，其中所述至少一第一繞組匝數的下表面與所述至少一第二繞組匝數的上表面由一第一間隙隔開，其中所述磁性片可用於固定所述第一間隙的距離；在步驟704中：形成一磁性本體以封裝該至少一第一繞組匝數、該至少一第二繞組匝數、該磁性片、該第一支柱以及該第二支柱，其中電極配置在該磁性本體的一外表面上，其中，該第一線圈具有用於輸入一第一電流的一第一端子與用於輸出該第一電流的一第二端子，該第二線圈具有用於輸入一第二電流的一第三端子與用於輸出該第二電流的一第四端子，其中該第一端子與該第三端子在該磁性本體的一第一外表面的一第一側上電性連接到耦合電感器的一第一引線與一第二引線，該第二端子與該第四端子位於該第一外表面上的與該第一側相對的一第二側上電性連接到耦合電感器的一第三引線與一第四引線。
圖5D示出根據本發明一實施例形成一耦合電感器的一方法。如圖5D所示，其中在步驟801中：包含至少一第一繞組匝數的一第一線圈纏繞於一第一T形磁芯的一第一支柱上，其中該T形磁芯可一體成型為一單一磁性本體；在步驟802中：形成一第一磁性本體以封裝該第一支柱與該至少一第一繞組匝數，其中一第二支柱形成於該第一磁性本體的一上表面上，其中該第二支柱與該第一磁性本體可以一體成型以形成一單一本體；在步驟803中：包含至少一第一繞組匝數的一第二線圈纏繞於一第二支柱上；在步驟804中：形成一磁性本體以封裝該至少一第二繞組匝數和該第二支柱。
本發明的第一支柱和第二支柱為磁性材料所形成。本發明的第一支柱和第二支柱可沿一垂直方向或沿一水平方向放置，以任一方式放置該支柱，該第一線圈和該第二線圈中的每一線圈圍繞於穿過該第一支柱和該第二支柱的一直線，即該直線穿過第一線圈和第二線圈中的每一線圈的中空部位。
儘管已經參考上述實施例描述了本發明，但是對於本領域普通技術人員來說顯而易見的是，在不脫離本發明的精神的情況下，可以對所描述的實施例進行修改。因此，本發明的範圍將由所附權利要求限定，而不是由以上詳細描述限定。
101a‧‧‧第一支柱 101b‧‧‧第二支柱 101c‧‧‧中間支柱 102‧‧‧直線 103‧‧‧至少一第一繞組匝數 104‧‧‧至少二第一繞組匝數 105‧‧‧磁性材料 105b‧‧‧磁性材料 105c‧‧‧磁性材料 105d‧‧‧頂部 106‧‧‧磁性本體 106a‧‧‧第一磁性本體 106b‧‧‧第二磁性本體 108‧‧‧第一間隙 110‧‧‧磁性板 110a‧‧‧磁性板 110b‧‧‧磁性板 501‧‧‧纏繞於一T形磁芯的一支柱的一下部上的步骤 502‧‧‧纏繞於該T形磁芯的支柱的一上部上的步骤 503‧‧‧形成一磁性本體的步骤 504‧‧‧在磁性本體一外表面上形成電極的步骤 601‧‧‧纏繞於一T形磁芯的一支柱的一下部的步骤 602‧‧‧一磁性片配置在一第一線圈上並圍繞於支柱的步骤 603‧‧‧形成一磁性本體的步骤 604‧‧‧在磁性本體一外表面上形成電極的步骤 701‧‧‧纏繞於一第一T形磁芯的一第一支柱上的步骤 702‧‧‧一磁性片配置在該第一T形磁芯的該支柱的上表面上的步骤 703‧‧‧纏繞於一第二T形磁芯的一第二支柱上的步骤 704‧‧‧在磁性本體一外表面上形成電極的步骤 801‧‧‧纏繞於一第一T形磁芯的一第一支柱上的步骤 802‧‧‧形成一第一磁性本體的步骤 803‧‧‧纏繞於一第二支柱上的步骤 804‧‧‧形成一磁性本體的步骤
包括附圖以提供對本發明的進一步理解，並且附圖包含在本說明書中並構成本說明書的一部分。附圖示出了本發明的實施例，並且與說明書一起用於解釋本發明的原理，附圖簡要描述如下。 圖1A-1D各自示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖。 圖2A-2D各自示出本發明一個實施例的一耦合電感器之一透視圖。 圖3A-3D各自示出本發明一個實施例的一耦合電感器之一透視圖。 圖4示出本發明一實施例的一耦合電感器之一透視圖 圖5A-5D各自說明本發明一實施例的形成一耦合電感器的方法。
101a‧‧‧第一支柱
101b‧‧‧第二支柱
101c‧‧‧中間支柱
102‧‧‧直線
103‧‧‧至少一第一繞組匝數
104‧‧‧至少二第一繞組匝數
106‧‧‧磁性本體
108‧‧‧第一間隙

Claims (15)

  1. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱。
  2. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線，其中該第一線圈與該第二線圈反向耦合且該第一線圈與該第二線圈的耦合係數(K)具有一負值；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱。
  3. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆 疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線，其中該第一線圈與該第二線圈反向耦合且該第一線圈與該第二線圈的耦合係數(K)具有一負值；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱完全位於該磁性體的內部。
  4. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線，其中該第一線圈與該第二線圈反向耦合且該第一線圈與該第二線圈的耦合係數(K)在-0.4至-0.8的範圍內；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱。
  5. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線，其中該第一支柱與該第二支柱一體成型而形成一單一本體；以及 一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱。
  6. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線，其中該第二支柱與一第一磁性板一體成型為一第一T形磁芯；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱。
  7. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一支柱上，其中，該第一線圈以及該第一線圈在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一線圈的一中空部位以及該第二線圈的一中空部位，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈以及該支柱。
  8. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆 疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈圍繞該垂直線，其中該第一支柱的軸線與該第二支柱的軸線之間具有一距離，所述距離不大於0.2mm；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱。
  9. 一種耦合電感器，包含：一第一T形磁芯，其中該第一T形磁芯包含一第一底部和位於該第一底部的一上表面上的一第二支柱，其中一第二線圈纏繞於該第二支柱上；一第一磁性單一本體，封裝該第二線圈以及該第二支柱，其中一第一支柱形成在該第一磁性單一本體的一上表面上，其中一第一線圈纏繞於該第一支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱。
  10. 一種耦合電感器，包含：一第一磁芯，其中該第一磁芯包含一第一底部和位於該第一底部的一上表面上的一第二支柱，其中一第二線圈纏繞於該第二支柱上；一第一磁性單一本體，封裝該第二線圈以及該第二支柱，其中一第一支柱形成在該第一磁性單一本體的一上表面上，其中一第一線圈纏繞於該第一支柱上，其中該第一線圈與該第二線圈反向耦合且該第一線圈與該第二線圈的耦合係數(K)具有一負值，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱。
  11. 一種耦合電感器，包含： 一第一磁芯，其中該第一磁芯包含一第一底部和位於該第一底部的一上表面上的一第二支柱，其中一第二線圈纏繞於該第二支柱上；一第一磁性單一本體，封裝該第二線圈以及該第二支柱，其中一第一支柱形成在該第一磁性單一本體的一上表面上，其中一第一線圈纏繞於該第一支柱上，其中該第一線圈與該第二線圈反向耦合且該第一線圈與該第二線圈的耦合係數在-0.4至-0.8的範圍內，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱。
  12. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線；以及一磁性單一本體，該磁性本體封裝該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱，其中，該第二支柱與一第一磁性板一體成型為一第一T形磁芯，其中，一第一磁性單一本體封裝該第二線圈以及該第二支柱，其中該第一支柱形成在該第一磁性單一本體的一上表面上。
  13. 一種耦合電感器，包含：一第一線圈；一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中該第一線圈的一下表面與該第二線圈一上表面被 一第一間隙隔開，其中一第一磁性材料配置於該第一間隙中，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線，其中該第一磁性材料的導磁率分別小於該第一支柱的導磁率與該第二支柱的導磁率；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱。
  14. 一種形成一耦合電感器的方法，所述方法包含：形成一第一線圈；形成一第二線圈，其中，該第一線圈以及該第二線圈分別纏繞於一第一支柱和一第二支柱上，其中該第一線圈的一下表面與該第二線圈的一上表面被一第一間隙隔開，其中一第一磁性材料配置於該第一間隙中，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱，其中該第一線圈與該第二線圈分別圍繞該垂直線；以及一磁性體包覆該第一線圈、該第二線圈、該第一支柱以及該第二支柱。
  15. 一種形成一耦合電感器的方法，所述方法包含：提供一第一磁芯，其中該第一磁芯包含一第一底部和位於該第一底部的一上表面上的一第二支柱，其中一第二線圈纏繞於該第二支柱上；以及形成一第一磁性單一本體以封裝該第二線圈以及該第二支柱，其中一第一支柱形成在該第一磁性單一本體的一上表面上，其中一第一線圈纏繞於該第一支柱上，其中，該第一支柱以及該第二支柱在一垂直方向上堆疊，且一垂直線穿過該第一支柱以及該第二支柱。
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