CN116941001A - 混合高电流、表面安装摆动电感器及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电感器，该电感器包括由具有不同磁特性的不同磁性材料制成的分立磁芯件。倒U形截面导电线圈包括顶部区段以及第一腿部和第二腿部，以建立到电路板的表面安装连接，并且该分立磁芯件围绕倒U形截面导电线圈组装。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件能够操作以在电路板通电时在施加到线圈的分别不同的电流负载下达到磁饱和，从而对电流负载范围赋予电感滚降响应的多个阶跃。

Description

混合高电流、表面安装摆动电感器及制造方法

背景技术

本发明的领域整体涉及表面安装电磁部件组件及其制造方法，并且更具体地，涉及高电流、摆动型表面安装摆动电感器部件及其制造方法。

已知电磁电感器部件利用电流和磁场在电路中提供期望的效果。流过电感器部件中的导体的电流产生可集中在磁芯中的磁场。磁场继而可以存储能量和释放能量，消除电气设备和电子设备的电力线和信号线中的不期望信号分量和噪声，或者以其他方式对信号滤波以提供期望的输出。

电路板应用中增大的功率密度已导致对电感器解决方案的进一步需求，以提供具有期望性能的减小的封装尺寸的电源。已知摆动型电感器部件期望地以随电流负载变化的电感操作，并且因此在某些应用中相对于无论电流负载如何都以大致固定或恒定的电感操作的其他非摆动型电感器部件提供性能优势。然而，常规的摆动型电感器解决方案在某些方面是不利的，并且因此需要改进。

附图说明

参考以下附图描述非限制性和非穷举性实施方案，其中除非另外指明，否则类似的附图标记在各个附图中指代类似的部分。

图1是根据本发明的混合摆动电感器的第一示例性实施方案的透视图。

图2是图1所示混合摆动电感器的分解图。

图3是根据本发明的混合摆动电感器的第二示例性实施方案的透视图。

图4是根据本发明的混合摆动电感器的第三示例性实施方案的第一分解图。

图5是图4所示混合摆动电感器的第二分解图。

图6是根据本发明的混合摆动电感器的第四示例性实施方案的透视图。

图7是图5所示混合摆动电感器的分解图。

图8是根据本发明的混合摆动电感器的第五示例性实施方案的透视图。

图9是图8所示混合摆动电感器的分解图。

图10是根据本发明的混合摆动电感器的第六示例性实施方案的透视图。

图11是图10所示混合摆动电感器的分解图。

图12是根据本发明的混合摆动电感器的第七示例性实施方案的透视图。

图13是根据本发明的混合摆动电感器的第八示例性实施方案的透视图。

图14是图13所示混合摆动电感器的分解图。

图15是根据本发明的混合摆动电感器的第九示例性实施方案的透视图。

图16是图15所示混合摆动电感器的分解图。

图17是根据本发明的混合摆动电感器的第十示例性实施方案的透视图。

图18是图17所示混合摆动电感器的分解图。

图19是根据本发明的混合摆动电感器的第十一示例性实施方案的透视图。

图20是图19所示混合摆动电感器的第一分解图。

图21是图19所示混合摆动电感器的第二分解图。

图22是根据本发明的混合摆动电感器的第十二示例性实施方案的透视图。

图23是图22所示混合摆动电感器的分解图。

图24是根据本发明的混合摆动电感器的第十三示例性实施方案的透视图。

图25是用于图24所示混合摆动电感器的芯件的透视图。

图26是用于图24所示混合摆动电感器的第一替代芯件的透视图。

图27是用于图24所示混合摆动电感器的第二替代芯件的透视图。

图28是图27所示的第二替代芯件的透视图。

图29是根据本发明的混合摆动电感器的第十四示例性实施方案的透视图。

图30是图29所示混合摆动电感器的分解图。

图31是根据本发明的混合摆动电感器的第十五示例性实施方案的第一透视图。

图32是图30所示混合摆动电感器的第二透视图。

图33是用于图31和图32所示的混合摆动电感器的磁芯的立面图。

图34是根据本发明的混合摆动电感器的第十六示例性实施方案的第一透视图。

图35是图34所示混合摆动电感器的第二透视图。

图36是根据本发明的混合摆动电感器的第十七示例性实施方案的第一透视图。

图37是用于图36所示的混合摆动电感器部件的磁芯的端部立面图。

图38是根据本发明的摆动电感器部件的电感滚降特性的阶跃的示例性图解说明。

图39是常规非摆动型电感器部件的电感滚降特性的示例性图解说明。

具体实施方式

现有技术的电信和计算(数据中心、云等)应用需要更加强大和高性能的电源。就中低压电源(低于40安培)而言，单相电源架构是足够的。然而，对于最新的处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和云计算系统，需要更高水平的功率和更高的性能。因此，需要用于高电流计算应用诸如服务器等的新电源模块。

为了实现新的和更高的电力传送阈值，需要多相电源架构。多相电源可被设计成比在较高功率水平下的单相电源有效得多，并且该架构还允许更多的操作灵活性。这种灵活性还可包括当不需要它们来传送所需电力时关闭一些相，以及如果在电源系统的某些部分中发生失效则关闭冗余。然而，多相电源需要复杂得多的设计策略。重要的是，增加的复杂性很大程度上落在电源的磁性部件上。非耦合和耦合电感器两者都需要创新的集成电感器设计，以解决这些挑战，并实现用于现代使用情况的高性能电源的新标准。

对于表面安装电感器部件制造商，挑战在于提供电感器部件，以便最小化电感器部件在电路板上占用的面积(有时称为部件“占有面积”)并且/或者最小化在垂直于电路板平面的方向上测量的部件高度(有时称为部件“轮廓”)。通过减少电感器部件的占有面积和轮廓，可以减小用于电子设备的电路板组件的尺寸和/或可以增加电路板上的部件密度，这允许减小电子设备本身的尺寸或增加具有相当尺寸的设备的能力。然而，以成本有效的方式使电子部件小型化在竞争激烈的市场中给电子部件制造商带来了许多实际挑战。由于电子设备非常需要大量电感器部件，因此在不牺牲性能的情况下制造电感器部件的成本降低对电子部件制造商来说具有很大的实际意义。

一般来讲，每一代电子设备不仅需要更小，而且需要提供增加的功能特征和能力。因此，电子设备必须是越来越强大的设备。对于一些类型的部件(诸如电磁电感器部件)，除了其他以外，其可提供能量存储和稳压能力，满足增加的功率需求并且同时继续减小已经非常小的电感器部件的尺寸，已被证明作为一般建议是有挑战性的，并且对于某些应用是特别有挑战性的。

多相并联降压转换器被广泛用于电源应用中以管理较高电流应用并提供增强的能力和功能。多相降压转换器可以比等效功率输出规格的单相降压转换器更有效地处理更高的功率，由于它们在电路板上的空间节省优势，对用于电信和计算应用中的电源转换器应用的集成多相非耦合和耦合电感器提出了新的要求。

在一些情况下，集成多相电感器部件有利地以低电感和高电感操作，以分别实现快速负载瞬态响应、高DC偏置电流电阻和高效率。随着电感器尺寸的不断减小，实现高初始电感和高DC偏置电流电阻以及常规的单阶电感压降特性越来越具有挑战性。

已知摆动型电感器部件是可自调节的，以在电源转换器应用中实现瞬态性能、DC偏置电流电阻和效率之间的最佳折衷。与其中部件的电感尽管存在电流负载但通常仍是固定或恒定的其他类型的电感器部件不同，摆动型电感器以随电流负载而变化的电感操作。具体地，摆动型电感器部件可包括在某些电流负载下可几乎在磁饱和下操作的磁芯。对于相对较小的电流范围，摆动磁芯的电感处于其最大值，并且对于另一个相对较高的电流范围，电感改变或摆动到较低值。摆动型电感器及其多阶电感滚降特性可避免电源转换器应用中其他类型电感器部件的限制，但难以在仍提供期望性能的同时经济地以期望占有面积制造。因此，需要对摆动型电感器部件进行改进。

以下描述表面安装的摆动型电感器部件的示例性实施方案，其与现在使用的常规电感器部件相比能够在更高电流、更高功率的电路中更有效地起作用。集成多相电感器部件组件的示例性实施方案还可以相对低的成本以及简化的制造工艺和技术来制造。集成多相电感器的示例性实施方案的进一步小型化也有助于提供具有更小封装尺寸还改进了在高电流应用中的能力的表面安装电感器部件。

更具体地，摆动型表面安装电感器部件以期望的封装尺寸通过经济的方式实现，并且具有期望的性能能力，这是通过对分立芯件中所使用的磁性材料进行策略性选择来实现的，该分立芯件以电路板上的竖直叠堆布置和/或水平并排布置相对容易地组装在一个或多个导电线圈周围。在摆动型电感器取决于分立磁芯材料的差异的情况下，本发明的电感器在本文中被称为混合电感器，其在用于构造电感器的分立芯件中结合多种且不同类型的磁性材料。可以经由在分立芯件中策略性地放置的物理间隙以具有期望的性能效果的低成本方式进一步修改摆动型电感滚降特性。方法方面将部分地显而易见并且部分地在以下描述中明确地讨论。

图1和图2示出了根据本发明的混合摆动电感器100的第一示例性实施方案。混合摆动电感器100包括以两个分立的芯件104、106制造的磁芯102，这两个分立的芯件各自分别接纳和包含可以表面安装到电路板110的导电线圈108的一部分。电路板110和混合摆动电感器100限定包括在电子设备中的电源电路的一部分。在设想的实施方案中，电路板110上的电源电路可以实现多相电源架构，该多相电源架构包括例如仅在高电流计算应用中连接到混合摆动电感器100的线圈108的多相降压转换器。

在设想的实施方案中，混合摆动电感器100可通过电路板110连接到多相降压转换器的相中的一个相。附加的混合摆动电感器部件100可以提供为与板110上的混合摆动电感器100分立的部件，并且可以分别连接到多相降压转换器的其他相，其中电路板110上的每个混合摆动电感器100可以独立于其他混合摆动电感器部件100操作。由于多相电源架构和多相降压转换器是已知的并且在本领域技术人员的范围内，因此在本文中省略了对其的进一步描述。然而，多相降压转换器电源应用是为了说明而非限制的目的而提供的，并且其他电源应用也是可能的，无论它们是否涉及包括降压转换器的电源。

在图1和图2的示例中，磁芯件104、106以所示的布置竖直地堆叠在电路板110上。芯件104的底部安置在电路板110上，并且芯件106安置在芯件104的顶部上并且以与电路板110间隔开的关系从芯件104向上延伸。在例示的示例中，磁芯件104、106中的每个磁芯件具有在平行于电路板110的平面的对应方向上测量的大约相同的长度和宽度尺寸，使得每个芯件在平行于电路板110的平面延伸的平面中的横截面为大致正方形。每个芯件104和106的正方形侧面在所示的竖直堆叠布置中彼此对准。

在与电路板110的平面垂直的方向上(即，在图1所示的竖直方向上)，磁芯件104和106中的每个磁芯件具有不同的高度尺寸。这样，在竖直高度尺寸方面，磁芯件104比磁芯件106高。更具体地，所示示例中的磁芯件104是磁芯件106的约两倍高。完成的组件中的整个混合摆动电感器100的总高度尺寸是每个磁芯件104、106的高度尺寸之和。虽然示出和描述了芯件104、106的高度尺寸的具体比例，但是在另一个实施方案中可以采用芯件104、106的相对高度的更大或更小的比率。同样地，虽然混合摆动电感器100中的芯件104比芯件106高，但是在芯件104比芯件106短的另一实施方案中，这可以反过来。最后，在一些实施方案中，芯件104、106的高度在又一实施方案中可以大约相等。

如图1和图2所示的线圈108是具有顶部区段112的倒U形线圈，该顶部区段在与电路板的平面间隔一定距离处以凹入方式在磁芯件106的上侧平行于电路板110的平面延伸。这样，线圈108的顶部区段112与电路板110间隔开稍小于混合摆动电感器100的总高度的竖直距离。线圈108还包括直的且平行的腿部区段114、116，该腿部区段各自在顶部区段112的每个相对的端部边缘处垂直于顶部区段112延伸。腿部区段114、116中的每个腿部区段的轴向长度远大于顶部区段112的轴向长度，使得如图所示的线圈108的高度比其宽度大得多。线圈108可以由具有均匀厚度的导电材料片制成，该导电材料片被切割并形成或弯曲成具有所示特定特征的特定形状。线圈108可以设置成如图所示的完全预成型元件的形状，该元件可以在单独的制造阶段简单地与磁芯件104、106组装，而不需要额外的线圈108的形成或成型。

芯件104形成有一对内部的、间隔开的、直的且平行的线圈狭槽118、120，该一对线圈狭槽在形状上与线圈108的腿部114或116互补但比其稍大。在所示的示例中，线圈狭槽118、120是接纳腿部114或116的伸长矩形远侧端部的伸长矩形开口。内部芯狭槽118、120在芯件104的顶部和底部上是开放的并且是可触及的，但不从芯件104的在芯件104的顶部与底部之间延伸的外部横向侧面开放和触及。为了本文的目的，芯件104的底部安置在电路板110上，芯件104的顶侧在使用中大致平行于电路板110延伸并且与该电路板间隔开，并且芯件104的横向侧面垂直于电路板110延伸。芯件104的横向侧面由于其相等的长度和宽度尺寸而限定芯件104的正方形横截面形状，但是这不是在所有情况下都严格需要的，并且通过改变芯件104的相对长度和宽度尺寸，横向侧面可以替代地限定矩形形状的横截面而不是正方形。

芯件106同样形成有一对内部的、间隔开的、直的且平行的线圈狭槽122、124，该一对线圈狭槽在形状上与线圈108的腿部114或116互补但比其稍大。在所示的示例中，线圈狭槽122、124是接纳腿部114或116的伸长矩形远侧端部的伸长矩形开口。内部芯狭槽122、124在芯件106的顶部和底部上是开放的并且是可触及的，但不从芯件106的在芯件106的顶部与底部之间延伸的外部横向侧面开放和触及。为了本文的目的，芯件106的底部安置在芯件104的顶部上，芯件106的顶侧大致平行于芯件104的顶部延伸并且与顶部间隔开，并且芯件106的横向侧面垂直于顶侧和底侧延伸。芯件106的横向侧面由于其相等的长度和宽度尺寸而限定芯件106的正方形横截面形状，但是这不是在所有情况下都严格需要的，并且通过改变芯件106的相对长度和宽度尺寸，横向侧面可以替代地限定矩形形状的横截面而不是正方形。

磁芯件104、106中的线圈狭槽118、120、122、124完全延伸穿过芯件104、106并且被定向成垂直于电路板110的平面在每个磁芯件104、106中延伸。因此，在图1的视图中，线圈狭槽118、120、122、124在芯件104、106内竖直地延伸。如图1所示，芯件106的底部略微凹陷，以在线圈腿部114、116的远侧端部与电路板110相遇的地方提供与电路板110的表面的间隙，从而完成到电路板110的期望的表面安装电连接。

在混合摆动电感器100的组装中，芯件106置于芯件104之上和上方，并且线圈狭槽118、120与线圈狭槽122、124对准，使得线圈108的竖直腿部114、116可插入到相应线圈狭槽118、120、122、124中并且穿过这些相应线圈狭槽。具体地，线圈108的腿部114的远侧端部穿过磁芯件106中的线圈狭槽118并且还穿过磁芯件104中的线圈狭槽122，而线圈108的腿部116穿过磁芯件106中的线圈狭槽120并且穿过磁芯件106中的线圈狭槽124，直到顶部区段112安置在磁芯件106上并且腿部区段114、116的远侧端部从磁芯件104的底表面略微突出以用于表面安装到电路板110。在完成的组件中，竖直腿部114的一部分延伸进入并完全占据芯件104的内部狭槽122，而竖直腿部114的一部分延伸进入并完全占据芯件106的内部狭槽118，竖直腿部116的一部分延伸进入并完全占据芯件104的内部狭槽124，而竖直腿部116的一部分延伸进入并完全占据芯件106的内部狭槽120，而线圈108的顶部区段112仅位于芯件106上，并且通常是敞开的并暴露在芯件106的外部。

第一磁芯件104和第二磁芯件106有利地由具有不同磁特性的分别不同的磁性材料制成，以在电感器100中实现期望的摆动型电感器特性。具体地，由于在每个芯件104和106中使用的不同磁性材料，每个芯件将在电感器100的使用和操作中在不同的电流水平下达到磁饱和。如本文所用，磁饱和是指当所施加的外部磁场H(由流过线圈108的电流产生)的增加不能使材料的磁化比其已经实现的增加得更多时，每个磁芯件104和106中的状态或状况。每个磁芯件104、106中的不同磁饱和又将在摆动型电感器100的操作中理想地实现电感滚降特性的多个阶跃。

用于制造每个相应的芯件104、106的磁性材料可选自本领域已知的多种软磁颗粒材料，并且根据已知技术形成所示的形状，诸如模制粒状磁性颗粒以产生期望的形状。用于制造磁芯件的软磁粉末颗粒可包括铁氧体颗粒、铁(Fe)颗粒、铁硅铝(Fe-Si-Al)颗粒、MPP(Ni-Mo-Fe)颗粒、高磁通(Ni-Fe)颗粒、超磁通(Fe-Si合金)颗粒、铁基无定形粉末颗粒、钴基无定形粉末颗粒，Mn-Zn粉末铁氧体材料、Mn-Zn高磁导率铁氧体磁芯材料、以及本领域已知的其他合适材料。在一些情况下，磁性粉末颗粒可涂覆有绝缘材料，使得磁芯件可具有本领域技术人员熟悉并且以已知方式制造的所谓的分布间隙特性。

用于制造每个芯件104和106的不同磁性材料可以被策略性地选择为具有彼此不同的磁导率、彼此不同的饱和磁通密度、不同的温度特性、不同的频率特性等，以用于特定最终用途或应用的最佳摆动型电感器功能。在针对多相并联降压转换器的设想的实施方案中，每种磁性材料的磁导率的范围可以例如从大约10到大约15000，并且饱和磁通密度的范围可以例如从大约0.2特斯拉到大约2特斯拉。

分立磁芯件104和106可以被单独地制造并且被提供为用于与线圈108一起组装的预成型元件。相对于提供可比较的功能但需要更困难的组装的某些常规摆动型电感器组件，经由用于以减少的时间量且以较低成本组装成混合摆动电感器100的预成型且预制模块化元件使得分批处理成为可能。芯件104和106中的每个芯件都是简单成形的，并且因此可以以比具有更复杂形状的常规摆动型电感器更简单的组装以更低的成本提供。

图3是根据本发明的混合摆动电感器130的第二示例性实施方案的透视图，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。混合摆动电感器130类似于混合摆动电感器100，但包括形成于芯件104的横向侧面中的居中定位的物理间隙132和形成于芯件106的横向侧面中的居中定位的物理间隙134。物理间隙132、134在芯件104、106的相应横向侧面上居中并且彼此竖直对准，使得它们在竖直堆叠的芯件104、106中在竖直方向上共线地延伸。物理间隙134还部分地水平地朝向芯件104顶部上的线圈108的顶部区段112延伸。物理间隙132还包括在芯件104的底表面上延伸的水平延伸部。物理间隙132、134在每个磁芯件104、106上的竖直延伸部和水平延伸部中以一致且均匀的宽度和深度形成。

类似于间隙132、134的第二组物理间隙在芯件104、106的相对横向侧面上形成在每个芯件104、106中并且以相同方式延伸。物理间隙132、134以对于某些最终用途和应用(诸如多相并联降压转换器电源应用)而言期望的方式，相对于混合摆动电感器100改变混合摆动电感器130的摆动型响应特性。混合摆动电感器130中的物理间隙132、134被简单地形成，并且易于以经济的成本制造且具有一些附加的性能益处。另外，混合摆动电感器130和混合摆动电感器100的益处是类似的。

设想在另外的实施方案中，物理间隙132、134中的一个物理间隙可在磁芯件104、106中没有另一个物理间隙的情况下提供，以获得相对于混合摆动电感器130的更进一步的摆动型功能和效果。而且，虽然示出和描述了物理间隙的特定类型和位置，但是物理间隙的其他位置和取向是可能的并且可以被采用。一般来讲，物理间隙可以位于相应芯件104、106中的任何位置，物理间隙在其所位于的该位置处与芯件的该区段中的磁通线交叉，并且在混合摆动电感器中具有期望的效果。

同样地，虽然芯件104、106中的物理间隙132、134在每个芯件104、106中具有大约相同的宽度和深度，但是可以使间隙中的每个间隙的宽度或深度不同，以提供性能特性的进一步变化。而且，虽然在混合摆动电感器130中，在芯件104、106的每个相应横向侧面中提供成对间隙132和134，使得每个磁芯件104和106包括对称布置的两个间隙，但每个磁芯件104、106中的间隙数量和间隙位置不需要相同也不需要对称。

图4和图5是根据本发明的混合摆动电感器150的第三示例性实施方案的分解图，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。与各自包括两个分立磁芯件的上述混合摆动电感器100和130不同，混合摆动电感器150包括四个磁性件。

具体地，混合摆动电感器150包括：一对下磁芯件152和154，该一对下磁芯件各自限定混合摆动电感器100中的芯件104的1/2；以及一对上芯件156和158，该一对上芯件各自限定混合摆动电感器100中的芯件106的1/2。这样，芯件152、154中的每个芯件包括芯狭槽122、124中的每个芯狭槽的1/2，并且芯件156、158中的每个芯件包括芯狭槽118、120中的每个芯狭槽的1/2。因此，线圈狭槽118、120、122、124的部分现在暴露在芯件152、154、156和158的外部横向侧面上。下磁芯件对152、154比竖直地堆叠在一对下磁芯件152、154的顶部上的一对上磁芯件156、158高。利用滑动组装以与线圈108和芯件152、154、156和158的侧边缘相互配合，可以容易地将多对分立磁芯件152、154、156和158组装到线圈108并围绕该线圈，反之亦然。

在混合摆动电感器150的组装中，芯件156、158置于芯件152、154之上和上方。芯件156中的线圈狭槽118、120与芯件152中的线圈狭槽122、124对准，使得线圈108的线圈竖直腿部114、116的1/2在相应的线圈狭槽118、120中延伸，并且线圈竖直腿部114、116的1/2在芯件152、156中的线圈狭槽122、124中延伸。同样地，芯件158中的线圈狭槽118、120与芯件154中的线圈狭槽122、124对准，使得线圈108的线圈竖直腿部114、116的1/2在芯件154、158中的相应线圈狭槽118、120、122、124中延伸。与其中线圈腿部114、116完全占据磁芯件中对准的芯狭槽的电感器100不同，在电感器150中，线圈腿部114、116部分占据分立磁芯件中的不同磁芯件中的多个线圈狭槽。

在混合摆动电感器150的完成的组件中，线圈腿部114、116的不同部分在磁芯件152、154、156和158中的所有四个磁芯件中延伸。线圈竖直腿部114的下部部分在芯件152的狭槽122中部分地延伸，在芯件154的狭槽122中部分地延伸，而竖直腿部116的上部部分在线圈108的一侧上在芯件156的对准狭槽118中部分地延伸，并且线圈竖直腿部114的下部部分也在芯件154的狭槽118中部分地延伸，而竖直腿部114的上部部分在线圈108的相对侧上在芯件156的对准狭槽118中部分地延伸。同样地，线圈竖直腿部116的下部部分在芯件152的狭槽122中部分地延伸，在芯件152的狭槽124中部分地延伸，并且线圈腿部116的上部部分在线圈108的一侧上在芯件156的狭槽118中部分地延伸，而线圈腿部116的下部部分在芯件154的狭槽120中部分地延伸，并且线圈腿部116的上部部分在线圈108的另一侧上在芯件158的狭槽120中部分地延伸。然而，线圈顶部区段112的1/2安置在磁芯件156上，并且1/2安置在磁芯件158上。这样，在线圈腿部114、116部分地接纳在所有四个磁芯件152、154、156、158中时，线圈顶部区段112仅接纳在两个磁芯件156、158中。

腿部区段114、116的远侧端部从磁芯件152和154的底部稍微突出，用于表面安装到电路板110，并且线圈腿部区段114、116的下端各自包括平面表面安装端子焊盘160、162。在所示的示例中，端子焊盘160、162垂直于线圈腿部114、116延伸，并且还从线圈腿部114、116沿相反方向彼此远离地延伸。与仅在混合摆动电感器100的示例中的腿部114、116的远侧端部的较小表面积相比，端子焊盘160、162提供较大的表面积以完成到电路板110的表面安装连接。

有利地，分立磁芯件152、154、156和158可由不同的磁性材料(诸如上述那些磁性材料)制成，以实现期望的摆动型电感器特性。具体地，由于所使用的不同磁性材料，芯件152、154、156和158将在混合摆动电感器100的使用和操作中在不同电流水平下达到磁饱和。在设想的实施方案中，芯件152、154可各自由一种且相同的第一类型磁性材料制成，而芯件156、158可各自由一种且相同的第二类型磁性材料制成，该第二类型磁性材料具有与第一类型磁性材料不同的特性，使得该一对芯件152、154一起达到饱和，并且芯件156、158在分别不同的电流负载下一起达到饱和。

混合摆动电感器150由于附加的芯件比混合摆动电感器100稍微更难以组装，但混合摆动电感器100和150的益处在其他方面类似。

图6和图7示出了根据本发明的混合摆动电感器180的第四示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。与各自包括两个分立磁芯件的上述混合摆动电感器100和130不同，并且与包括四个分立磁芯件的混合摆动电感器150不同，混合摆动电感器180包括三个分立磁芯件。

具体地，混合摆动电感器180包括在组装到线圈108并围绕该线圈的芯件152、154(也在图4和图5中示出)顶上的芯件106(也在图1和图2中示出)。在混合摆动电感器180的组件中，每个线圈腿部114、116的下部区段的1/2在芯件152、154中的线圈狭槽中延伸，而每个线圈腿部114、116的整个上部区段仅在芯件106中的相应线圈狭槽中延伸。混合摆动电感器180具有长度和宽度尺寸为约6.7mm×6.7mm的封装尺寸，以及约10.3mm的高度尺寸(该高度尺寸的7.0mm在磁性件152、154中，并且高度尺寸的3.3mm在磁芯件306中)。混合摆动电感器100、130、150可按与混合摆动电感器180类似的封装尺寸提供，其具有在类似封装尺寸的常规摆动型电感器构造中难以满足的期望性能。

混合摆动电感器180中的三个芯件152、154、106可有利地由不同磁性材料(诸如上文所描述的那些磁性材料)制造，以实现期望的摆动型电感器特性。具体地，由于所使用的不同磁性材料，芯件152、154、106将在混合摆动电感器180的使用和操作中在不同电流水平下达到磁饱和。在设想的实施方案中，芯件152、154可各自由一种且相同的第一类型磁性材料制成，而芯件106由具有与第一类型磁性材料不同的特性的另一种不同的第二类型磁性材料制成。然而，在其他实施方案中，芯件152、154也可由提供不同饱和点的分别不同的磁性材料制成，以提供摆动型特性的期望变化。这样，在混合摆动电感器180的制造中，可利用两种或三种不同类型的磁性材料来制造芯件152、154、106。

混合摆动电感器180需要比混合摆动电感器100或130稍微更困难的组装，但比混合摆动电感器150稍微更不困难的组装。混合摆动电感器180的益处在其他方面是相似的。

图8和图9示出了根据本发明的混合摆动电感器200的第五示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。与包括具有不同高度尺寸的竖直堆叠的磁芯件的混合摆动电感器100不同，混合摆动电感器200包括并排布置的两个相等高度的磁芯件202、204，线圈108位于这两个磁芯件之间。这样，并且相对于混合摆动电感器150，省略了上芯件156、158，以有利于容纳线圈腿部114、116的整个高度的较高芯件202、204。因此，在混合摆动电感器200的组装中，线圈腿部114、116的1/2和线圈顶部区段112的1/2在每个芯件202、204中及上延伸。

混合摆动电感器200中的芯件202、204有利地由分别不同的磁性材料(诸如上文所描述的那些磁性材料)制造，以实现期望的摆动型电感器特性。具体地，由于所使用的不同磁性材料，芯件202、204将在电感器200的使用和操作中在不同电流水平下达到磁饱和。在设想的实施方案中，芯件202可由第一类型磁性材料制成，而芯件204由具有与第一类型磁性材料不同的特性的另一种不同的第二类型磁性材料制成，使得它们在使用中达到不同的饱和点。

磁芯件202、204还各自形成有在磁芯件202、204的表面上竖直和水平延伸的任选物理间隙206和208，以进一步增强混合摆动电感器200的摆动型特性。物理间隙206和208以彼此间隔开的关系延伸，并且在竖直方向上延伸比芯件202、204的高度尺寸小得多的距离，而在水平方向上，在芯件202、204的表面处，物理间隙206和208延伸到线圈108的顶部区段112。

包括并排布置的两个磁芯件202、204的混合摆动电感器200需要与混合摆动电感器100不同的组装，但在其他方面提供类似益处。

图10和图11示出了根据本发明的混合摆动电感器220的第六示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。与各自包括两个磁芯件的上述混合摆动电感器100和130不同，并且与混合摆动电感器180类似，混合摆动电感器220包括围绕线圈108布置的三个分立磁性件。

具体地，混合摆动电感器220包括在线圈108的一侧上的高磁芯件204，以及在线圈108的另一侧上的较短芯件152，其中芯件156竖直堆叠在芯件152的顶上。线圈竖直腿部114、116在芯件204、152和156的线圈狭槽中延伸。混合摆动电感器220中的芯件202、204有利地由分别不同的磁性材料(诸如上文所描述的那些磁性材料)制成，以实现期望的摆动型电感器特性。具体地，由于所使用的不同磁性材料，芯件204、152、156将分别在混合摆动电感器220的使用和操作中在不同电流水平下达到磁饱和。在设想的实施方案中，芯件204可由第一类型磁性材料制成，而芯件152由具有与第一类型磁性材料不同的特性的另一种不同的第二类型磁性材料制成，并且芯件156由具有与第一类型磁性材料和第二类型磁性材料不同的性质的另一种不同的第三类型磁性材料制成。

具有不同磁性材料的芯件204、152、156的混合摆动电感器220实现比具有两件的混合摆动电感器100或也包括三件的混合摆动电感器180更进一步且不同的摆动型功能。混合摆动电感器220的益处在其他方面是相似的。

图12是根据本发明的混合摆动电感器240的第七示例性实施方案的透视图，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。混合摆动电感器240包括类似于混合摆动电感器150(图4和图5)的磁芯件152、154、156和158。在混合摆动电感器240中，芯件152、154、156和158可各自由提供不同饱和点的分别不同的磁性材料制造以在混合摆动电感器150的使用和操作中提供摆动型特性的期望变化。这样，利用四种不同类型的磁性材料来制造混合摆动电感器240中的不同芯件152、154、156和158。

图13和图14示出了根据本发明的混合摆动电感器260的第八示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。

混合摆动电感器260类似于电感器130(图3)，但具有竖直堆叠的分立磁芯件262、264，其中每个芯件262、264被构造成经由设置有所示双组线圈狭槽118、120和122、124的伸长线圈件162、164接纳一对线圈108。提供任选对的物理间隙132、134，其中一对物理间隙以每个线圈108的轴线为中心。芯件262、264分别由不同的磁性材料制成，以在电感器260的使用和操作中在分别不同的点处达到饱和，并且因此实现期望的摆动型电感器功能。该概念可经由对芯件262、264进行进一步的伸长和附加组的线圈狭槽，从而扩展为包括任何数量n的线圈108。相对于包括分开的磁芯结构并且分开地安装到电路板110的两个分立电感器部件，具有组装到公共芯结构的多于一个线圈108的电感器260可以有利地在电路板110上提供空间节省。电感器260中的线圈108可以在磁芯件262、264内部磁耦合或非耦合。

图15和图16示出了根据本发明的混合摆动电感器280的第九示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。混合摆动电感器280是对电感器200的修改以包括一对线圈108而非仅一个线圈。因此，混合摆动电感器280包括芯件202、204，其中第三芯件具有相对面向的多组线圈狭槽。线圈108分别装配成部分地在相应磁芯件202、204、282的线圈狭槽中延伸。芯件202、204、282分别由不同的磁性材料制成，以在电感器280的使用和操作中在分别不同的点处达到饱和，并且因此实现期望的摆动型电感器功能。该概念还可经由附加的芯件282来在芯件202和204之间容纳附加的线圈，从而扩展为包括任何数量n的线圈108。

图17和图18示出了根据本发明的混合摆动电感器300的第十示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。电感器300包括：较大的下部磁芯件302，该较大的下部磁芯件包括集成线圈狭槽以在其上接纳线圈304；以及较小的磁芯件306和308，该较小的磁芯件竖直地堆叠在磁芯件302的顶部上但彼此并排。磁芯件306、308具有与芯件302相同的宽度，但具有与芯件302不同的高度和长度。磁芯件306、308具有彼此不同的长度，其中芯件306是芯件308的大约两倍长。

芯件308有利地由与芯件302、306不同的磁性材料制成，以在电感器300的使用和操作中在分别不同的点处达到饱和，并且因此实现期望的摆动型电感器功能。

类似于上述线圈108，线圈304是倒U形线圈，其包括平行于电路板110的平面延伸的顶部区段和在顶部区段的每个相对端部边缘处垂直于顶部区段延伸的直的且平行的腿部区段。与线圈108相比，线圈304的腿部区段相对较短并且顶部区段相对较长，使得线圈308不如线圈108高。在线圈304中的线圈腿部区段的下端处还示出了表面安装端接焊盘，该表面安装端接焊盘彼此共面地延伸并且在芯件302的底部上彼此向内延伸。芯件302、306、308和线圈304被简单地成形，并且易于以相对简单的组装以经济的方式提供。芯件306、308不必形成有线圈狭槽或其他特征部以接纳线圈304的任何部分，但是在另外的实施方案中，芯件306、308可以包括此类特征部。

图19至图21示出了根据本发明的混合摆动电感器320的第十一示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。

代替电感器300中的竖直堆叠的芯件，电感器320包括并排布置并且限定用于线圈304的顶部区段的水平延伸的线圈狭槽的两个分立磁芯件322、324。而且，在图19和图20所示的示例中，线圈304在竖直腿部区段的底部不包括图18所示的表面安装端接焊盘。磁芯件322、324具有相等的宽度尺寸和相等的高度尺寸，但具有不同的长度尺寸。在所示的示例中，芯件322是芯件324的大约两倍长，但是同样可以采用更大或更小的长度差。在另一实施方案中，芯件322和324也可具有相等的长度。

任选的物理间隙326、328也形成在磁芯件322、324中，并且在示出的示例中，间隙326、328在每个芯件中居中并且从每个芯件的底部竖直延伸以与形成在每个芯件322、324中的水平线圈狭槽330、332相交，该水平线圈狭槽在组装中彼此对准以接纳线圈304的顶部区段。芯件322、324相对简单地成形并且实现简单的组装，但是需要线圈304在其与芯件322、324初始组装之后成形，以在每个磁芯件304的端部处延伸线圈的腿部区段。线圈304的腿部区段还在形成于磁芯件322、324的端部中的凹陷部中延伸，并且因此与磁芯件302、304的端部大致齐平。

芯件322有利地由与芯件324不同的磁性材料制成，以在电感器300的使用和操作中在分别不同的点处达到饱和，并且因此以经济的方式实现期望的摆动型电感器功能。

图22和图23示出了根据本发明的混合摆动电感器340的第十二示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。混合摆动电感器340是对电感器320的修改以在伸长芯件342、344中各自包括两个水平线圈狭槽。芯件342、344分别由不同的磁性材料制成，以在电感器340的使用和操作中在分别不同的点处达到饱和，并且因此实现期望的摆动型电感器功能。

电感器340还包括具有两个倒U形区段的线圈346，这两个倒U形区段以间隔开的关系延伸，如图23所示，其中在一侧上的竖直腿部区段经由横跨竖直腿部之间的距离的垂直区段348彼此接合。在线圈346的相对侧上，倒U形区段的竖直腿部区段不彼此接合。这样，线圈346可以有利地在包括区段348的侧面上从相异的输入连接部提供并联输出到与区段348相对的侧面上的竖直腿部区段。该概念可经由对芯件342、344进行进一步的伸长以容纳附加的线圈346，从而扩展为包括任何数量n的线圈346。

混合摆动电感器340以低成本并联输出特征部向上文所描述的电感器提供附加益处。

图24和图25示出了根据本发明的混合摆动电感器360的第十三示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。电感器360包括具有垂直区段348的线圈346，以在单件磁芯362中提供并联输出特征部。如图25所示，在芯362中在每个线圈狭槽的上方和下方形成物理间隙364和366，该物理间隙即使在电感器360中仅有一个芯件的情况下也赋予有利的摆动电感器功能。间隙366在每个线圈狭槽上居中并且延伸跨过芯件362的顶部并且因此在顶表面上水平地延伸跨过芯件362的宽度，而间隙364与间隙366对准但是在线圈狭槽下方延伸。间隙366相对较浅，而间隙364相对较深。由于仅存在一个芯件362，因此简化了电感器360的组装，并且由于仅需要磁性材料，因此可以以较低成本提供电感器360。

图26是用于混合摆动电感器360的替代芯件370的透视图。芯件370包括在线圈狭槽下方延伸的物理间隙364以及在线圈狭槽上方延伸的竖直延伸的物理间隙372。间隙364、372分别彼此对准。即使在电感器中仅有一个芯件的情况下，芯件370也可与线圈346组装在一起以赋予有利的摆动电感器功能，并且具有并联输出能力。

图27和图28示出了用于混合摆动电感器360的另一替代芯件380。芯件380包括在线圈狭槽下方延伸的具有第一宽度的物理间隙364，以及与芯件380的底部相邻的具有第二宽度的对准间隙382。即使在电感器中仅有一个芯件的情况下，芯件380也可与线圈346组装在一起以赋予有利的摆动电感器功能，并且具有并联输出能力。

图29和图30示出了根据本发明的混合摆动电感器400的第十四示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。电感器400类似于电感器340(图22和图23)，但包括在芯件344中在线圈狭槽上方竖直延伸的物理间隙372。物理间隙372与芯件342、344的不同磁性材料结合，提供了经济的摆动电感器功能，并且易于组装。

图31至图33示出了根据本发明的混合摆动电感器420的第十五示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。电感器420包括竖直堆叠的分立磁芯件422、424、426，这些分立磁芯件各自具有相似的长度和宽度，但是各自具有分别不同的高度。线圈304的顶部区段装配在芯件422上的水平线圈狭槽428中，而芯件424、426覆盖在线圈304和芯件422上面。线圈304的竖直腿部区段围绕芯件422的端部缠绕，并且表面安装端接焊盘进一步围绕芯件422的底部缠绕以用于表面安装到电路板110。

芯件422、424、426分别由不同的磁性材料制成，以用简单地成形的芯件422、424、426和简单地成形的线圈304以经济的方式产生期望的摆动型功能。可以添加附加的芯件，以提供具有策略性放置的磁性材料的另外的竖直堆叠的磁性材料层，从而为最终应用产生最佳的摆动型电感器功能。

图34和图35示出了根据本发明的混合摆动电感器440的第十六示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。电感器440包括两个竖直堆叠的分立件442、444和线圈304。芯件442包括水平线圈狭槽446和在狭槽446下方延伸的竖直物理间隙。物理间隙448与用于制造芯件442、444的磁性材料结合，利用简单成形的件和简单成形的线圈赋予摆动型功能，并且易于组装。

图36和图37示出了根据本发明的混合摆动电感器460的第十七示例性实施方案，该混合摆动电感器可以同样地表面安装到电路板110(图1)，作为混合摆动电感器100(图1和图2)的补充或替代。电感器460类似于混合摆动电感器440，但包括伸长芯件462、464以经由第一线圈狭槽和第二线圈狭槽446在电感器460中容纳第一线圈和第二线圈304，该第一线圈狭槽和第二线圈狭槽各自具有在下方延伸的竖直物理间隙448。该概念可经由对芯件进行附加的伸长以提供附加的线圈狭槽，从而扩展为包括任何数量n的线圈。物理间隙448与用于制造芯件462、464的磁性材料结合，利用简单成形的件和简单成形的线圈赋予摆动型功能，并且易于组装。

图38是诸如上面描述的那些的根据本发明的摆动电感器的电感滚降特性的阶跃的示例性图示，并且图39是用于比较的常规非摆动型电感器部件的电感滚降特性的示例性图示。

电感特性在图38和图39中以电感曲线图的形式示出，其中电感值对应于竖直轴线，并且其中电流值对应于水平轴线。如电感曲线图所示，常规非摆动型电感器表现出由图39左侧的水平线指示的固定且大致恒定的电感值，其表示在正常操作电流值范围内的恒定开路电感(OCL)值。无论在电感器的正常操作范围内使用的实际电流负载如何，开路电感(OCL)值都是相同的。这样，当电感器以高达其饱和电流(I_sat)的电流操作时(该饱和电流表示满载电感(FLL)或满载操作)，无论实际电流负载如何，电感器都表现出对应于满载电感(FLL)值的固定且大致恒定的电感值。

相比之下，并且如图38中的“摆动”电感器的曲线图所示，摆动电感器具有随电流负载而变化的电感，并且具体地可以在某些电流负载下几乎可以在磁饱和状态下操作，而对于另一相对较高电流范围，改变或摆动到较低值。这样，“摆动”电感器表现出电感滚降特性的多个阶跃，而“规则”导体则不这样。如图39所示的非摆动电感器以单阶滚降特性操作。如图38所示的摆动电感器的多阶滚降特性相对于规则电感器(即，非摆动型电感器)为某些电源转换器应用提供了显著的性能有益效果。具体地，摆动电感器可以在轻(即，较低)电流负载范围处利用高电感操作，直到经由所利用的不同磁性材料和/或经由上述实施方案中提供的物理间隙最终变得饱和，直到OCL下降并且对于重(即，较高)电流负载范围实现较高DC偏置电阻，同时当电流负载返回到轻电流负载范围时返回到高电感。

上述的各种摆动电感器部件以经济的方式提供了相当多种的摆动型电感器功能，同时使用少量可制造的部件零件以便以相对低的成本提供具有优越性能优势的小电感器。特别是在高功率密度电力系统应用的情况下，诸如用于计算机服务器、计算机工作站和电信设备的多相电源电路和电源转换器，本文所述的摆动型电感器部件可能以期望的封装尺寸和期望的效率操作，这通常超出常规构造的表面安装摆动型电感器部件的能力。

所描述的某些电感器部件包括闭环芯，该闭环芯进一步有利于实现高得多的初始电感，而不需要在芯件的配合表面之间传统地提供间隙。具体地，上述部件中的芯件106、264、324、344、442和462在这方面是值得注意的，即它们是不具有引入到闭合磁路的物理间隙的单件芯结构。传统上，为了实现足够高的初始电感，需要对芯件的配合表面进行镜面抛光。除了成本之外，镜面抛光可影响性能的稳定性并引入其他类似电感器的不一致的性能特性。

鉴于所公开的示例性实施方案，所公开的发明构思的益处和优点现在被认为是显而易见的。

已经公开了混合摆动型表面安装电感器部件的实施方案，该混合摆动型表面安装电感器部件包括由具有第一磁特性的第一磁性材料制成的第一分立磁芯件和由具有不同于第一磁特性的第二磁特性的第二磁性材料制成的第二分立磁芯件。倒U形截面导电线圈包括顶部区段以及从顶部区段垂直延伸以建立到电路板的表面安装连接的第一腿部和第二腿部。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件围绕倒U形截面导电线圈的一部分组装，并且第一分立磁芯件和第二分立磁芯件能够操作以在电路板通电时在施加到倒U形截面导电线圈的分别不同的电流负载下达到磁饱和。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件中的每一者的磁饱和对电感器部件的电流负载范围赋予电感滚降响应的多个阶跃。

任选地，第一分立磁芯件和第二分立磁芯件可以以竖直叠堆的方式布置。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件可各自限定一对内部竖直延伸的线圈狭槽，该一对内部竖直延伸的线圈狭槽在竖直叠堆中彼此对准，并且第一腿部和第二腿部可完全占据第一分立磁芯件和第二分立磁芯件中的多对内部竖直延伸的对准的线圈狭槽。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件可以具有相等的长度尺寸和相等的宽度尺寸。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件可以具有不相等的高度尺寸。

作为进一步的选项，第一分立磁芯件可具有第一高度尺寸，并且第二分立磁芯件可具有第二高度尺寸，其中顶部区段在距电路板约等于第一高度尺寸加上第二高度尺寸的距离处暴露在第二分立磁芯件的顶部上。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件中的至少一者可以形成有至少一个物理间隙。

第一分立磁芯件和第二分立磁芯件可任选地各自限定一对外部竖直延伸的线圈狭槽，该一对外部竖直延伸的线圈狭槽在竖直叠堆中彼此对准，其中第一腿部和第二腿部仅部分地占据第一分立芯件和第二分立芯件中的该一对暴露的竖直延伸的线圈狭槽。还可以提供以竖直叠堆布置的第三分立芯件和第四分立芯件，其中第三分立芯件和第四分立芯件各自限定在竖直叠堆中彼此对准的一对暴露的竖直延伸的线圈狭槽，并且第一腿部和第二腿部进一步仅部分地占据第三分立芯件和第四分立芯件中的多对暴露的竖直延伸的对准的线圈狭槽。第一芯件和第二芯件在竖直叠堆中可具有不相等的高度尺寸。第一分立磁芯件可具有第一高度尺寸，并且第二分立磁芯件可具有第二高度尺寸，其中顶部区段在距电路板约等于第一高度尺寸加上第二高度尺寸的距离处在第二分立磁芯件的顶部上部分地延伸。

还可以设置第三分立磁芯件，并且该第三分立磁芯件可以与第一分立磁芯件和第二分立磁芯件相对，其中第三分立磁性件具有等于第一磁芯件的高度尺寸加上第二磁芯件的高度尺寸的高度尺寸。同样可以设置第三分立磁芯件，并且该第三分立磁芯件可以竖直堆叠在第一磁芯件上并与第二分立磁芯件并排布置。

第一分立磁芯件可以任选地形成有外部竖直延伸的线圈狭槽，并且第二分立磁芯件可以形成有内部竖直延伸的线圈狭槽。还可以设置第三分立磁芯件，并且该第三分立磁芯件可以与第一分立磁芯件相对，并且第二分立磁芯可以覆盖在第一分立磁芯件和第三分立磁芯件上面。此外，可以设置第三分立磁芯件，并且该第三分立磁芯件可以与第一分立磁芯件和第二分立磁芯件竖直堆叠，并且第一分立磁芯件、第二分立磁芯件和第三分立磁芯件中的至少一者限定用于线圈的顶部区段的水平狭槽。第一磁芯件、第二磁芯件和第三磁芯件中的至少一者可以形成有至少一个物理间隙。

作为另外的选项，第一分立磁性件和第二分立磁性件可以并排布置在线圈的相对两侧上。第一分立磁性件和第二分立磁性件可各自包括分别仅接纳线圈的腿部的一部分的竖直线圈狭槽。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件中的至少一者也可以形成有物理间隙。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件还可以各自包括水平线圈狭槽，该水平线圈狭槽分别彼此对准以接纳线圈的顶部区段，并且第一分立磁芯件可以比第二分立磁芯件长。

第一分立磁芯件和第二分立磁芯件可各自包括彼此对准的一对水平线圈狭槽；并且倒U形截面导电线圈可包括一对顶部区段，该一对顶部区段各自具有从顶部区段垂直延伸以建立到电路板的表面安装连接的第一腿部和第二腿部，其中第二腿部彼此接合以实现来自倒U形截面导电线圈的并联输出。第一分立磁芯件和第二分立磁芯件中的至少一者也可以形成有至少一个物理间隙。

还公开了一种摆动型表面安装电感器部件的实施方案，该摆动型表面安装电感器部件包括倒U形截面导电线圈，该倒U形截面导电线圈包括一对顶部区段，该一对顶部区段各自分别具有从顶部区段垂直延伸以建立到电路板的表面安装连接的第一腿部和第二腿部。一种磁芯件，其被制造为具有平行于电路板的平面延伸的第一水平线圈狭槽和第二水平线圈狭槽，其中顶部区段延伸穿过相应的第一水平线圈狭槽和第二水平线圈狭槽；并且其中第二腿部彼此接合以实现来自倒U形截面导电线圈的并联输出。磁芯件还可以进一步形成有至少一个物理间隙。

该书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例意图在权利要求书的范围内。

Claims (28)

1.一种混合摆动型表面安装电感器部件，包括：

第一分立磁芯件，所述第一分立磁芯件由具有第一磁特性的第一磁性材料制成；

第二分立磁芯件，所述第二分立磁芯件由具有与所述第一磁特性不同的第二磁特性的第二磁性材料制成；以及

倒U形截面导电线圈，所述倒U形截面导电线圈包括顶部区段以及从所述顶部区段垂直延伸以建立到电路板的表面安装连接的第一腿部和第二腿部；

其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件围绕所述倒U形截面导电线圈的一部分组装；并且

其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件能够操作以在所述电路板通电时在施加到所述倒U形截面导电线圈的分别不同的电流负载下达到磁饱和，所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件中的每一者的所述磁饱和对所述电感器部件的电流负载范围赋予电感滚降响应的多个阶跃。

2.根据权利要求1所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件以竖直叠堆布置。

3.根据权利要求2所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件各自限定在所述竖直叠堆中彼此对准的一对内部竖直延伸的线圈狭槽，并且所述第一腿部和所述第二腿部完全占据所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件中的多对内部竖直延伸的对准的线圈狭槽。

4.根据权利要求3所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件具有相等的长度尺寸和相等的宽度尺寸。

5.根据权利要求3所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件具有不相等的高度尺寸。

6.根据权利要求2所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件具有第一高度尺寸，并且其中所述第二分立磁芯件具有第二高度尺寸，并且其中所述顶部区段在距所述电路板约等于所述第一高度尺寸加上所述第二高度尺寸的距离处暴露在所述第二分立磁芯件的顶部上。

7.根据权利要求6所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件中的至少一者形成有至少一个物理间隙。

8.根据权利要求2所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件各自限定在所述竖直叠堆中彼此对准的一对外部竖直延伸的线圈狭槽，并且所述第一腿部和所述第二腿部仅部分地占据所述第一分立芯件和所述第二分立芯件中的一对暴露的竖直延伸的线圈狭槽。

9.根据权利要求8所述的混合摆动型表面安装电感器部件，还包括以竖直叠堆布置的第三分立磁芯件和第四分立磁芯件，其中所述第三分立磁芯件和所述第四分立磁芯件各自限定在所述竖直叠堆中彼此对准的一对暴露的竖直延伸的线圈狭槽，并且所述第一腿部和所述第二腿部进一步仅部分地占据所述第三分立芯件和所述第四分立芯件中的多对暴露的竖直延伸的对准的线圈狭槽。

10.根据权利要求8所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件在所述竖直叠堆中具有不相等的高度尺寸。

11.根据权利要求8所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件具有第一高度尺寸，并且其中所述第二分立磁芯件具有第二高度尺寸，并且其中所述顶部区段在距所述电路板约等于所述第一高度尺寸加上所述第二高度尺寸的距离处在所述第二分立磁芯件的所述顶部上部分地延伸。

12.根据权利要求8所述的混合摆动型表面安装电感器部件，还包括与所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件相对的第三分立磁芯件，所述第三分立磁芯件具有等于所述第一磁芯件的高度尺寸加上所述第二磁芯件的高度尺寸的高度尺寸。

13.根据权利要求1所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件形成有外部竖直延伸的线圈狭槽，并且其中所述第二分立磁芯件形成有内部竖直延伸的线圈狭槽。

14.根据权利要求13所述的混合摆动型表面安装电感器部件，还包括与所述第一分立磁芯件相对的第三分立磁芯件，以及覆盖在所述第一分立磁芯件和所述第三分立磁芯件上面的所述第二分立磁芯件。

15.根据权利要求2所述的混合摆动型表面安装电感器部件，还包括第三分立磁芯件，所述第三分立磁芯件竖直地堆叠在所述第一磁芯件上并且与所述第二分立磁芯件并排布置。

16.根据权利要求1所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁性件和所述第二分立磁性件并排布置在所述导电线圈的相对两侧上。

17.根据权利要求16所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件各自包括竖直线圈狭槽，所述竖直线圈狭槽分别仅接纳所述导电线圈的所述腿部的一部分。

18.根据权利要求17所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件中的至少一者进一步形成有物理间隙。

19.根据权利要求16所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件各自包括相应的水平线圈狭槽，所述相应的水平线圈狭槽彼此对准以接纳所述导电线圈的所述顶部区段。

20.根据权利要求19所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件比所述第二分立磁芯件长。

21.根据权利要求19所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件中的至少一者形成有物理间隙。

22.根据权利要求16所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件各自包括彼此对准的一对水平线圈狭槽；并且

其中所述倒U形截面导电线圈包括一对顶部区段，所述一对顶部区段各自具有分别从所述顶部区段垂直延伸以建立到电路板的表面安装连接的第一腿部和第二腿部，并且其中所述第二腿部彼此接合以实现来自所述倒U形截面导电线圈的并联输出。

23.根据权利要求22所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件中的至少一者进一步形成有至少一个物理间隙。

24.根据权利要求2所述的混合摆动型表面安装电感器部件，还包括与所述第一分立磁芯件和所述第二分立磁芯件竖直堆叠的第三分立磁芯件。

25.根据权利要求24所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一分立磁芯件、所述第二分立磁芯件和所述第三分立磁芯件中的至少一者限定用于所述导电线圈的所述顶部区段的水平狭槽。

26.根据权利要求24所述的混合摆动型表面安装电感器部件，其中所述第一磁芯件、所述第二磁芯件和所述第三磁芯件中的至少一者进一步形成有至少一个物理间隙。

27.一种摆动型表面安装电感器部件，包括：

倒U形截面导电线圈，所述倒U形截面导电线圈包括一对顶部区段，所述一对顶部区段各自分别具有从所述顶部区段垂直延伸以建立到电路板的表面安装连接的第一腿部和第二腿部；以及

磁芯件，所述磁芯件被制造为具有平行于所述电路板的平面延伸的第一水平线圈狭槽和第二水平线圈狭槽；

其中所述一对顶部区段延伸穿过相应的第一水平线圈狭槽和第二水平线圈狭槽；并且

其中所述第二腿部彼此接合以实现来自所述倒U形截面导电线圈的并联输出。

28.根据权利要求27所述的摆动型表面安装电感器部件，其中所述磁芯件进一步形成有至少一个物理间隙。