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CN120854134A - 跨电感器电压调节器（tlvr）电感器模块和包括该tlvr电感器模块的功率电子组件 - Google Patents

跨电感器电压调节器（tlvr）电感器模块和包括该tlvr电感器模块的功率电子组件

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CN120854134A
CN120854134A CN202510524046.1A CN202510524046A CN120854134A CN 120854134 A CN120854134 A CN 120854134A CN 202510524046 A CN202510524046 A CN 202510524046A CN 120854134 A CN120854134 A CN 120854134A
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tlvr
inductor
inductor module
module
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黄稳康
S·索马桑达拉姆
D·加利波
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Infineon Technologies Austria AG
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Abstract

本公开涉及跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块和包括该TLVR电感器模块的功率电子组件。一种跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块包括：磁芯；第一绕组，被嵌入在磁芯中；第二绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第一绕组；第三绕组，被嵌入在磁芯中；第四绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第三绕组；以及第一集成金属连接器，将第二绕组和第四绕组连接在串联回路中。还描述了一种包括TLVR电感器模块的功率电子组件。

Description

跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块和包括该TLVR电感器 模块的功率电子组件
技术领域
本公开涉及电子组件，更特别地涉及跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块和包括该TLVR电感器模块的功率电子组件。
背景技术
许多应用(诸如数据中心、存储系统、图形卡、个人计算等)需要多相架构来为系统部件(诸如处理器、存储器、高电流ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列))等供电。对于这些应用和负载步骤期间的瞬态响应和输出电压的精确控制是关键的其它应用，代替具有1：1比率变压器的传统电感器的跨电感器电压调节器(TLVR)改进了瞬态响应和电压调节。传统的TLVR通常为系统的每一相使用单独的电感器模块或支持两相的双电感器模块。在任一情况下，电感器模块包括单独的印刷电路板(PCB)，以便于促进次级侧绕组连接。电感器模块PCB通过用于次级绕组连接的PCB迹线将开关噪声引入到其它电路。
因此，需要一种引入较少开关噪声的改进的TLVR电感器模块设计。
发明内容
根据跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块的实施例，TLVR电感器模块包括：磁芯；第一绕组，被嵌入在磁芯中；第二绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第一绕组；第三绕组，被嵌入在磁芯中；第四绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第三绕组；以及第一集成金属连接器，将第二绕组和第四绕组连接在串联回路中。
根据功率电子组件的实施例，功率电子组件包括：功率级模块，包括电路板和多个功率半导体管芯，多个功率半导体管芯被附接到电路板或被嵌入在电路板中，并且多个功率半导体管芯电互连以形成功率转换器电路的一部分；以及跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块，在没有任何介入电路板的情况下被直接安装到功率级模块的电路板，其中TLVR电感器模块包括：磁芯；第一绕组，被嵌入在磁芯中；第二绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第一绕组；第三绕组，被嵌入在磁芯中；第四绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第三绕组；以及第一集成金属连接器，将第二绕组和第四绕组连接在串联回路中，其中第一绕组和第三绕组形成功率转换器电路的一部分。
本领域技术人员在阅读以下详细描述并查看附图时将认识到另外的特征和优点。
附图说明
附图的元件不必相对于彼此成比例。相同的附图标记表示对应的相似部件。各个所示实施例的特征可以组合，除非它们相互排斥。在附图中描绘了实施例并且在以下描述中对其进行了详细描述。
图1A图示了包括跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块的功率电子电路的示意图。
图1B图示了根据另一实施例的功率电子电路的示意图。
图2图示了根据实施例的仅具有对应的次级侧绕组连接的TLVR电感器模块的示意图。
图3A到图3D图示了根据另一实施例的TLVR电感器模块的不同视图，其中图3A示出了TLVR电感器模块的从模块的前侧到后(安装)侧的截面图，图3B示出了TLVR电感器模块的侧视图，图3C示出了TLVR电感器模块的与后侧相对的前侧的平面图，并且图3D示出了与图3C相同的视图，但是是透过TLVR电感器模块观察到TLVR电感器模块的后侧的视图。
图4A到4D图示了根据另一实施例的TLVR电感器模块的不同视图，其中图4A示出了TLVR电感器模块的从模块的前侧到后(安装)侧的截面图，图4B示出了TLVR电感器模块的侧视图，图4C示出了TLVR电感器模块的与后侧相对的前侧的平面图，并且图4D示出了与图4C相同的视图，但是是透过TLVR电感器模块观察到TLVR电感器模块的后侧的视图。
图5A和图5B图示了根据实施例的通过集成在TLVR电感器模块中的集成金属连接器互连的第二绕组和第四绕组的不同侧面透视图。
图6图示了根据另一实施例的通过集成金属连接器互连的第二绕组和第四绕组的侧视图。
图7A和图7B图示了包括TLVR电感器模块的功率电子组件的侧面透视图。
图8示出了用于TLVR电感器模块的堆叠(覆盖)绕组配置的另一实施例的俯视图。
图9图示了根据另一实施例的功率电子组件的简化截面图。
图10图示了被配置用于三相功率转换器系统的TLVR电感器模块的示意图，并且图11图示了TLVR电感器模块的对应的底部平面图。
具体实施方式
这里描述的实施例提供了具有内部次级侧绕组连接的跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块。通过消除对完成次级侧绕组连接的PCB的需要，TLVR电感器模块使通过次级绕组连接耦合到其它电路的开关噪声最小化。而且，在不需要中间PCB的情况下，TLVR电感器模块可以被直接安装到功率级模块。
下面参照附图描述TLVR电感器模块和包括TLVR电感器模块的功率电子组件的示例性实施例。
图1A图示了包括TLVR电感器模块100的功率电子电路的示意图。功率电子电路还包括开关设备S1、S2、S3、S4。开关设备S1、S2、S3、S4电互连以形成功率转换器电路的一部分。例如，功率转换器电路被示为两相DC－DC转换器，其具有两对开关设备S1/S2、S3/S4，集成在TLVR电感器模块100中的两个TLVR电感器L1、L2，以及去耦电容器Cin、Cout。更一般地，功率转换器电路可以具有单相、两相或多于两相(例如三相、四相等)。这里描述的TLVR电感器模块实施例是在两相和三相功率转换器系统的背景中解释的，但是可以容易地扩展到四(4)相或更多相。
TLVR电感器L1、L2各自具有初级绕组L1p、L2p和次级绕组L1s、L2s。在图1A中，第一TLVR电感器L1的初级绕组L1p被连接在开关设备S1、S2的中点与转换器输出Vout之间。第二TLVR电感器L2的初级绕组L2p被连接在开关设备S3、S4的中点与转换器输出Vout之间。次级绕组L1s、L2s例如以70％或更高的耦合系数紧密地耦合到同一TLVR电感器L1、L2的初级绕组L1p、L2p。TLVR电感器L1、L2的次级绕组L1s、L2s被串联连接以形成通过接地连接的回路。
在图1A中，在TLVR电感器模块100外的电感器Lc形成包括TLVR电感器L1、L2的次级绕组L1s、L2s的回路的一部分。图1B示出了在包括TLVR电感器L1、L2的次级绕组L1s、L2s的回路中没有电感器Lc的功率电子电路。同样在图1B中，第二绕组的第二端和第四绕组的第二端都接地。
图2图示了仅具有对应的次级侧绕组连接的TLVR电感器模块100的示意图。为便于说明，电感器Lc在图2中未示出，但可以与TLVR电感器模块100分开提供，并且形成包括TLVR电感器L1、L2的次级绕组L1s、L2s的回路的一部分。
在图2中，第一初级绕组L1p的第一端13和第二端14以及第二初级绕组L2p的第一端23和第二端24各自形成TLVR电感器模块100的相应端子。第一次级绕组L1s的第二端15和第二次级绕组L2s的第二端26也形成TLVR电感器模块100的端子。
这些端子为诸如功率级模块的外部部件提供到TLVR电感器模块100的电连接接口。第一TLVR电感器L1的次级绕组L1s的第一端16和第二TLVR电感器L2的次级绕组L2s的第一端25串联连接以形成通过接地连接的回路。此外，图2中仅作为示例示出了两相实现。TLVR电感器模块100可以实现功率转换器系统的单相或多于一相(例如两相、三相、四相或更多相)。
图3A至图3D图示了根据实施例的TLVR电感器模块100的不同视图。图3A示出了TLVR电感器模块100的从模块100的前侧到后(安装)侧的截面图。图3B示出了TLVR电感器模块100的侧视图。图3C示出了TLVR电感器模块100的与后侧相对的前侧的平面图。图3D示出了与图3C相同的视图，但是是透过TLVR电感器模块100观察到TLVR电感器模块100的后侧的视图。
TLVR电感器模块100包括磁芯102、第一绕组104和第二绕组106，磁芯102包括诸如铁的铁磁金属或诸如铁氧体的亚铁磁化合物，第一绕组104嵌入在磁芯102中，第二绕组106嵌入在磁芯102中并且被电感耦合到第一绕组104。第一绕组104和第二绕组106分别对应于图1A－图1B和图2的示意图中所示的第一TLVR电感器L1的初级绕组L1p和次级绕组L1s。
TLVR电感器模块100还包括嵌入在磁芯102中的第三绕组108和嵌入在磁芯102中的第四绕组110，该第四绕组110被电感耦合到第三绕组108。第三绕组和第四绕组在图3A到3D中不可见，并且分别对应于图1A－图1B和图2的示意图中所示的第二TLVR电感器L2的初级绕组L2p和次级绕组L2s。
第一绕组104和第二绕组106以及第三绕组108和第四绕组110共享相同的磁芯102，在两个初级绕组104、108之间具有最小耦合并且在两个次级绕组106、110之间具有最小耦合，但是在每个相的初级绕组104/108与次级绕组106/110之间具有最大耦合。即，在支持第一相的第一绕组104与第二绕组106之间提供最大耦合，并且在支持第二相的第三绕组108与第四绕组110之间提供最大耦合。在一个实施例中，最大耦合在70％到100％的范围内。
TLVR电感器模块100还包括第一集成金属连接器112，其将第二绕组106和第四绕组110连接在串联回路中。由第一集成金属连接器112完成的串联回路对应于包括图1A－图1B和图2的示意图中所示的TLVR电感器L1、L2的次级绕组L1s、L2s的回路。
第一绕组104的第一端114和第二端116以及第三绕组108的第一端118和第二端120被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处。第一绕组104的第一端114和第二端116分别对应于图1A－图1B和图2的示意图中所示的第一TLVR电感器L1的初级绕组L1p的第一端13和第二端14。第三绕组108的第一端118和第二端120分别对应于图1A－图1B和图2的示意图中所示的第二TLVR电感器L2的初级绕组L2p的第一端23和第二端24。
第一集成金属连接器112在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处将第二绕组106的第一端122与第四绕组110的第一端124互连。第二绕组106的第一端122对应于图1A－图1B和图2的示意图中所示的第一TLVR电感器L1的次级绕组L1s的第一端16。第四绕组110的第一端124对应于图1A－图1B和图2的示意图中所示的第二TLVR电感器L2的次级绕组L2s的第一端25。
第一集成金属连接器112可以被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处，例如如图3B所示。然而，第一集成金属连接器112可以改为完全嵌入在磁芯102中，并且因此不被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处。
类似地，第二绕组106的第一端122和第四绕组110的第一端124可以被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧暴露，以提供通过TLVR电感器模块100下方的PCB迹线连接第二绕组106和第四绕组110的选择。然而，第二绕组106的第一端122和第四绕组110的第一端124可以改为完全嵌入在磁芯102中，并且因此不被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处。
第二绕组106的第二端126和第四绕组110的第二端128可以被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处。第二绕组106的第二端126被延伸到图1A－图1B和图2的示意图中所示的第一TLVR电感器L1的次级绕组L1s的第二端15。第四绕组110的第二端128被延伸到图1A－图1B和图2的示意图中所示的第二TLVR电感器L2的次级绕组L2s的第二端26。
在图3A至图3D中，第一绕组104覆盖第二绕组106，第三绕组108覆盖第四绕组110。如图3D所示，第一绕组104和第三绕组108可以被暴露在TLVR电感器模块100的与后(安装)侧相对的前侧处。
图4A至图4D图示了根据另一实施例的TLVR电感器模块100的不同视图。图4A示出了模块100的前侧与后(安装)侧之间的TLVR电感器模块100的截面图。图4B示出了TLVR电感器模块100的侧视图。图4C示出了TLVR电感器模块100的与后侧相对的前侧的平面图。图4D示出了与图4C相同的视图，但是是透过TLVR电感器模块100观察到TLVR电感器模块100的后侧的视图。
在图4A至图4D中，第二绕组106与第一绕组104并排布置，第四绕组110与第三绕组108并排布置。第一绕组104和第二绕组106的并排配置在图4A中用虚线指示。如图4D所示，第一绕组104和第三绕组108可以被暴露在TLVR电感器模块100的与后(安装)侧相对的前侧处。根据并排绕组实施例，第二绕组106和第四绕组110也可以被暴露在TLVR电感器模块100的前侧处。
图5A和图5B图示了根据实施例的由集成在TLVR电感器模块100中的第一集成金属连接器112互连的第二绕组106和第四绕组110的不同侧面透视图。如结合图3A至图3D所解释的，第一集成金属连接器112在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处将第二绕组106的第一端122与第四绕组110的第一端124互连。在图5A和图5B中，单个连续金属体300形成第二绕组106、第四绕组110和第一集成金属连接器112。单个连续金属体300可以由金属(例如Cu)片冲压而成，并弯曲以形成作为单个连续体的第二绕组106、第四绕组110和第一集成金属连接器112。
图6图示了根据另一实施例的由集成在TLVR电感器模块100中的第一集成金属连接器112互连的第二绕组106和第四绕组110的侧视图。在图6中，第一集成金属连接器112与第二绕组106和第四绕组110二者分离。也就是说，第一集成金属连接器112、第二绕组106和第四绕组110中的每一者都是单独的金属体400、402、404。根据该实施例，第一集成金属连接器112通过连结材料406(诸如焊料、胶水、胶带等)或通过接头406(诸如钎焊或焊接接头)附接到第二绕组106的第一端122和第四绕组110的第一端124。
图7A和图7B图示了包括TLVR电感器模块100的功率电子组件500的侧面透视图。TLVR电感器模块100在该示例中支持两(2)相，但是可以包括一个或多个附加绕组集合以支持附加相。
功率电子组件500还包括功率级模块502。功率级模块502包括电路板504(诸如PCB)和附接到电路板504或嵌入在电路板504中的多个功率半导体管芯506。功率半导体管芯506可以包括功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、HEMT(高电子迁移率晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、JFET(结型场效应晶体管)、功率二极管等。例如，包括在功率半导体管芯506中的设备可以对应于图1A－图1B和图2的示意图中所示的开关设备S1至S4。
功率半导体管芯506电互连以形成功率转换器电路(诸如多相降压转换器、多相升压转换器、多相降压－升压转换器等)的一部分。TLVR电感器模块100的第一绕组104和第三绕组108形成功率转换器电路的一部分，例如多相降压转换器、多相升压转换器或多相降压－升压转换器的输出电感器。
在没有任何中间电路板的情况下，TLVR电感器模块100被直接安装到功率级模块502的电路板504。因此，TLVR电感器模块100使通过次级绕组连接耦合到功率电子组件500的其它电路部件的开关噪声最小化，该次级绕组连接由集成在TLVR电感器模块100中的第一集成金属连接器112实现而不是由在TLVR电感器模块100外的PCB迹线实现。
图7A示出了直接安装TLVR电感器模块100之前的功率级模块502，并且图7B示出了直接安装TLVR电感器模块100之后的功率级模块502。TLVR电感器模块100可以被焊接、钎焊、胶合等到功率级模块502的电路板504的暴露的接触焊盘508。
TLVR电感器模块100可以利用图4A至图4D所图示的并排绕组配置来实现，或者利用图3A至图3D所图示的堆叠(覆盖)绕组配置来实现。在任一情况下，第一绕组104的第一端114和第二端116以及第三绕组108的第一端118和第二端120被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处并且被附接到功率级模块502的电路板504的对应焊盘508。
TLVR电感器模块100的第二绕组106的第二端126和第四绕组110的第二端128也被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处并且被附接到功率级模块502的电路板504的对应焊盘508。例如，第二绕组106的第二端126和第四绕组110的第二端128可以被附接到功率级模块电路板504的接地焊盘508，使得第二绕组106的第二端126和第四绕组110的第二端128都接地，例如如图1B中示意性示出的。
TLVR电感器模块100的第二绕组106的第二端126和第四绕组110的第二端128可以被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处，以提供通过功率级模块电路板504的对应焊盘508连接第二绕组106和第四绕组110的选择。然而，第二绕组106的第二端126和第四绕组110的第二端128可以改为完全嵌入在TLVR电感器模块100的磁芯102中，并且因此不被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处。图1A到图2中所示的去耦电容器Cin、Cout可以被安装到功率级模块电路板504的与TLVR电感器模块100相同的一侧，如图7A和图7B中所指示。
功率级模块502可以在功率级模块502的与TLVR电感器模块100相反的一侧处安装到系统板510(诸如母板)。虽然在图7A和图7B中未示出，但是功率电子组件500还可以包括图1A所示的电感器Lc，该电感器Lc被附接到功率级模块502的电路板504并且被包括在TLVR电感器模块100的第二绕组106的第二端126与第四绕组110的第二端128之间的串联回路中。
TLVR电感器模块100的第一绕组104和第三绕组108可以被暴露在TLVR电感器模块100的背离功率级模块502的一侧处，例如，如图7B所示的堆叠(覆盖)绕组配置。对于图4A至图4D所图示的并排绕组配置，第二绕组106和第四绕组110也可以被暴露在TLVR电感器模块100的背离功率级模块502的一侧处。
图8示出了堆叠(覆盖)绕组配置的另一实施例的顶部平面图，并且根据该堆叠(覆盖)绕组配置，增加第一绕组104的暴露部分的面积和第三绕组108的暴露部分的面积以改进TLVR电感器模块100的背离功率级模块502的一侧处的热界面。通过电感器绕组104、108的冷却有助于补偿增加的功率模块密度，如果下方的功率级模块502的直接冷却是不可行的，则这是特别有益的。
图9图示了根据另一实施例的功率电子组件500的简化截面图。在图9中，热交换器600被安装到TLVR电感器模块100的背离功率级模块502的一侧。热交换器600在TLVR电感器模块100的背离功率级模块502的一侧处被热耦合到第一绕组104和第三绕组108的暴露部分。对于图4A至图4D所图示的并排绕组配置，第二绕组106和第四绕组110也可以被暴露在TLVR电感器模块100的背离功率级模块502的一侧处，并且热交换器600也可以被热耦合到第二绕组106和第四绕组110的暴露部分。
如图7A、图7B和图9所示，功率级模块502的功率半导体管芯506可以被附接到电路板502的直接安装有TLVR电感器模块100的一侧，并且功率半导体管芯506可以被插入在TLVR电感器模块100与电路板502之间，以进一步改进功率电子组件500的热效率。然而，这仅仅是一个管芯放置示例。可以设想其它管芯放置配置，并且这取决于功率级模块502的设计。
迄今为止，TLVR电感器模块100主要在两相功率转换器系统的背景下描述。如前所述，本文所述的TLVR电感器模块实施例可以容易地扩展以适应更多的相(三相、四相或更多)。
图10图示了被配置用于三相功率转换器系统的TLVR电感器模块100的示意图。图11图示了透过TLVR电感器模块观察到TLVR电感器模块100的后(安装)侧的对应视图。
在图10和图11中，TLVR电感器模块100还包括嵌入在磁芯102中的第五绕组700和嵌入在磁芯102中并且被电感耦合到第五绕组700的第六绕组702。第五绕组700和第六绕组702形成图10中示意性图示出的第三TLVR电感器L3，其中第五绕组700对应于第三TLVR电感器L3的初级绕组L3p，并且第六绕组702对应于第三TLVR电感器L3的次级绕组L3s。集成在TLVR电感器模块100中的第二集成金属连接器704将第六绕组702连接在串联回路中，该串联回路还包括第二绕组106和第四绕组110。除了相应的端部之外，绕组104、106、108、110、700、702在图11中不可见，因此借助于虚线示出。
在一个实施例中，单个连续金属体形成第二绕组106、第四绕组110、第六绕组702、第一集成金属连接器112和第二集成金属连接器704。例如，单个连续金属体可以如图5A和图5B所示实现，但也包括第六绕组702和第二集成金属连接器704。在另一实施例中，第二集成金属连接器704与第二绕组106、第四绕组110和第六绕组702分离并且与第一集成金属连接器112分离。例如，第二绕组106、第四绕组110和第六绕组702以及第一集成金属连接器112和第二集成金属连接器704可以如图6所示实现，但是具有用于第六绕组702的单独金属体和用于第二集成金属连接器704的另一单独金属体。
在任一情况下，第五绕组700的第一端706和第二端708被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处。第五绕组700的第一端706和第二端708分别对应于图10的示意图中所示的第三TLVR电感器L3的初级绕组L3p的第一端33和第二端34。
第二集成金属连接器704在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处将第四绕组110的第二端128与第六绕组702的第一端710互连。第六绕组702的第二端712被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处。第六绕组702的第一端710和第二端712分别对应于图10的示意图中所示的第三TLVR电感器L3的次级绕组L3的第一端35和第二端36。
第六绕组702的第一端710和第二集成金属连接器704可以被暴露在TLVR电感器模块100的后(安装)侧处，例如如图11所示。作为替代，第六绕组702的第一端710和第二集成金属连接器704可以完全嵌入在TLVR电感器模块100的磁芯102中。
尽管本公开不限于此，但以下编号的示例说明本公开的一个或多个方面。
示例1.一种跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块，包括：磁芯；第一绕组，被嵌入在磁芯中；第二绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第一绕组；第三绕组，被嵌入在磁芯中；第四绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第三绕组；以及第一集成金属连接器，将第二绕组和第四绕组连接在串联回路中。
示例2.示例1的TLVR电感器模块，其中第一绕组的第一端和第二端以及第三绕组的第一端和第二端被暴露在TLVR电感器模块的第一侧处，以及其中第一集成金属连接器在TLVR电感器模块的第一侧处将第二绕组的第一端与第四绕组的第一端互连。
示例3.示例2的TLVR电感器模块，其中第二绕组的第二端和第四绕组的第二端被暴露在TLVR电感器模块的第一侧处。
示例4.示例2或3的TLVR电感器模块，其中第一绕组覆盖第二绕组，其中第三绕组覆盖第四绕组，以及其中第一绕组和第三绕组被暴露在TLVR电感器模块的与第一侧相对的第二侧处。
示例5.示例2或3的TLVR电感器模块，其中第二绕组与第一绕组并排布置，其中第四绕组与第三绕组并排布置，以及其中第一绕组和第三绕组被暴露在TLVR电感器模块的与第一侧相对的第二侧处。
示例6.示例5的TLVR电感器模块，其中第二绕组和第四绕组被暴露在TLVR电感器模块的第二侧处。
示例7.示例1至示例6中任一项的TLVR电感器模块，其中单个连续金属体形成第二绕组、第四绕组和第一集成金属连接器。
示例8.示例1至示例6中任一项的TLVR电感器模块，其中第一集成金属连接器与第二绕组和第四绕组分离，以及其中第一集成金属连接器被附接到第二绕组的第一端和第四绕组的第一端。
示例9.示例1至示例8中任一项的TLVR电感器模块，还包括：第五绕组，被嵌入在磁芯中；第六绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第五绕组；以及第二集成金属连接器，将第六绕组连接在串联回路中。
示例10.示例9的TLVR电感器模块，其中第一绕组的第一端和第二端、第三绕组的第一端和第二端、以及第五绕组的第一端和第二端被暴露在TLVR电感器模块的第一侧处，其中第一集成金属连接器在TLVR电感器模块的第一侧处将第二绕组的第一端与第四绕组的第一端互连，以及其中第二集成金属连接器在TLVR电感器模块的第一侧处将第四绕组的第二端与第六绕组的第一端互连。
示例11.示例10的TLVR电感器模块，其中第二绕组的第二端和第六绕组的第二端被暴露在TLVR电感器模块的第一侧处。
示例12.一种功率电子组件，包括：功率级模块，包括电路板和多个功率半导体管芯，多个功率半导体管芯被附接到电路板或被嵌入在电路板中，并且多个功率半导体管芯电互连以形成功率转换器电路的一部分；以及跨电感器电压调节器(TLVR)电感器模块，在没有任何介入电路板的情况下被直接安装到功率级模块的电路板，其中TLVR电感器模块包括：磁芯；第一绕组，被嵌入在磁芯中；第二绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第一绕组；第三绕组，被嵌入在磁芯中；第四绕组，被嵌入在磁芯中，并且被电感耦合到第三绕组；以及第一集成金属连接器，将第二绕组和第四绕组连接在串联回路中，其中第一绕组和第三绕组形成功率转换器电路的一部分。
示例13.示例12的功率电子组件，还包括：在TLVR电感器模块外的电感器，以及串联回路的包括TLVR电感器模块的第二绕组和第四绕组的一部分。
示例14.示例12或13的功率电子组件，其中第一绕组的第一端和第二端以及第三绕组的第一端和第二端被暴露在TLVR电感器模块的第一侧处并且被附接到功率级模块的电路板，以及其中第一集成金属连接器在TLVR电感器模块的第一侧处将第二绕组的第一端与第四绕组的第一端互连。
示例15.示例14的功率电子组件，其中第二绕组的第二端和第四绕组的第二端被暴露在TLVR电感器模块的第一侧处并且被附接到功率级模块的电路板。
示例16.示例15的功率电子组件，还包括：电感器，被附接到功率级模块的电路板，并且被包括在第二绕组的第二端与第四绕组的第二端之间的串联回路中。
示例17.示例15或16的功率电子组件，其中第二绕组的第二端和第四绕组的第二端接地。
示例18.示例12至示例17中任一项的功率电子组件，其中第一绕组和第三绕组被暴露在TLVR电感器模块的背离功率级模块的一侧处。
示例19.示例18的功率电子组件，还包括：热交换器，被安装到TLVR电感器模块的背离功率级模块的一侧处，其中热交换器在TLVR电感器模块的背离功率级模块的一侧处被热耦合到第一绕组和第三绕组的暴露部分。
示例20.示例12至示例19中任一项的功率电子组件，其中功率级模块的功率半导体管芯被附接到电路板的直接安装有TLVR电感器模块的一侧，以及其中功率半导体管芯被插入在TLVR电感器模块与电路板之间。
诸如“第一”、“第二”等术语用于描述各种元件、区域、区段等，并且也不旨在进行限制。在整个说明书中，相同的术语表示相同的元件。
如这里所使用的，术语“具有(having)”，“包括(containing)”，“包括(including)”，“包括(comprising)”等是开放式术语，其指示元件或特征的存在，但不排除另外的元件或特征。冠词“一”、“一个”和“该”旨在包括复数以及单数，除非上下文另外明确指出。
表述“和/或”应解释为包括所有可能的结合和分离的组合，除非另有明确说明。例如，表述“A和/或B”应解释为仅表示A、仅表示B、或表示A和B两者。表述“至少其中一者”应当以与“和/或”相同的方式解释，除非另有明确说明。例如，表述“A和B中的至少一者”应解释为仅表示A、仅表示B、或表示A和B两者。
应当理解，本文所述的各种实施例的特征可以彼此组合，除非另外特别指出。
尽管这里已经说明和描述了特定实施例，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以用各种替换和/或等效实现来替换所示出和描述的特定实施例。本申请旨在覆盖这里讨论的特定实施例的任何修改或变化。因此，本发明仅由权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种跨电感器电压调节器TLVR电感器模块，包括：
磁芯；
第一绕组，被嵌入在所述磁芯中；
第二绕组，被嵌入在所述磁芯中，并且被电感耦合到所述第一绕组；
第三绕组，被嵌入在所述磁芯中；
第四绕组，被嵌入在所述磁芯中，并且被电感耦合到所述第三绕组；以及
第一集成金属连接器，将所述第二绕组和所述第四绕组连接在串联回路中。
2.根据权利要求1所述的TLVR电感器模块，
其中所述第一绕组的第一端和第二端以及所述第三绕组的第一端和第二端被暴露在所述TLVR电感器模块的第一侧处，以及
其中所述第一集成金属连接器在所述TLVR电感器模块的所述第一侧处将所述第二绕组的第一端与所述第四绕组的第一端互连。
3.根据权利要求2所述的TLVR电感器模块，
其中所述第二绕组的第二端和所述第四绕组的第二端被暴露在所述TLVR电感器模块的所述第一侧处。
4.根据权利要求2所述的TLVR电感器模块，
其中所述第一绕组覆盖所述第二绕组，
其中所述第三绕组覆盖所述第四绕组，以及
其中所述第一绕组和所述第三绕组被暴露在所述TLVR电感器模块的与所述第一侧相对的第二侧处。
5.根据权利要求2所述的TLVR电感器模块，
其中所述第二绕组与所述第一绕组并排布置，
其中所述第四绕组与所述第三绕组并排布置，以及
其中所述第一绕组和所述第三绕组被暴露在所述TLVR电感器模块的与所述第一侧相对的第二侧处。
6.根据权利要求5所述的TLVR电感器模块，
其中所述第二绕组和所述第四绕组被暴露在所述TLVR电感器模块的所述第二侧处。
7.根据权利要求1所述的TLVR电感器模块，
其中单个连续金属体形成所述第二绕组、所述第四绕组和所述第一集成金属连接器。
8.根据权利要求1所述的TLVR电感器模块，
其中所述第一集成金属连接器与所述第二绕组和所述第四绕组分离，以及
其中所述第一集成金属连接器被附接到所述第二绕组的第一端和所述第四绕组的第一端。
9.根据权利要求1所述的TLVR电感器模块，还包括：
第五绕组，被嵌入在所述磁芯中；
第六绕组，被嵌入在所述磁芯中，并且被电感耦合到所述第五绕组；以及
第二集成金属连接器，将所述第六绕组连接在所述串联回路中。
10.根据权利要求9所述的TLVR电感器模块，
其中所述第一绕组的第一端和第二端、所述第三绕组的第一端和第二端、以及所述第五绕组的第一端和第二端被暴露在所述TLVR电感器模块的第一侧处，
其中所述第一集成金属连接器在所述TLVR电感器模块的所述第一侧处将所述第二绕组的第一端与所述第四绕组的第一端互连，以及
其中所述第二集成金属连接器在所述TLVR电感器模块的所述第一侧处将所述第四绕组的第二端与所述第六绕组的第一端互连。
11.根据权利要求10所述的TLVR电感器模块，
其中所述第二绕组的第二端和所述第六绕组的第二端被暴露在所述TLVR电感器模块的所述第一侧处。
12.一种功率电子组件，包括：
功率级模块，包括电路板和多个功率半导体管芯，所述多个功率半导体管芯被附接到所述电路板或被嵌入在所述电路板中，并且所述多个功率半导体管芯被电互连以形成功率转换器电路的一部分；以及
跨电感器电压调节器TLVR电感器模块，在没有任何介入电路板的情况下被直接安装到所述功率级模块的所述电路板，
其中所述TLVR电感器模块包括：
磁芯；
第一绕组，被嵌入在所述磁芯中；
第二绕组，被嵌入在所述磁芯中，并且被电感耦合到所述第一绕组；
第三绕组，被嵌入在所述磁芯中；
第四绕组，被嵌入在所述磁芯中，并且被电感耦合到所述第三绕组；以及
第一集成金属连接器，将所述第二绕组和所述第四绕组连接在串联回路中，
其中所述第一绕组和所述第三绕组形成所述功率转换器电路的一部分。
13.根据权利要求12所述的功率电子组件，还包括：
在所述TLVR电感器模块外的电感器，以及所述串联回路的包括所述TLVR电感器模块的所述第二绕组和所述第四绕组的一部分。
14.根据权利要求12所述的功率电子组件，
其中所述第一绕组的第一端和第二端以及所述第三绕组的第一端和第二端被暴露在所述TLVR电感器模块的第一侧处并且被附接到所述功率级模块的所述电路板，以及
其中所述第一集成金属连接器在所述TLVR电感器模块的所述第一侧处将所述第二绕组的第一端与所述第四绕组的第一端互连。
15.根据权利要求14所述的功率电子组件，
其中所述第二绕组的第二端和所述第四绕组的第二端被暴露在所述TLVR电感器模块的所述第一侧处并且被附接到所述功率级模块的所述电路板。
16.根据权利要求15所述的功率电子组件，还包括：
电感器，被附接到所述功率级模块的所述电路板，并且被包括在所述第二绕组的所述第二端与所述第四绕组的所述第二端之间的所述串联回路中。
17.根据权利要求15所述的功率电子组件，
其中所述第二绕组的所述第二端和所述第四绕组的所述第二端接地。
18.根据权利要求12所述的功率电子组件，
其中所述第一绕组和所述第三绕组被暴露在所述TLVR电感器模块的背离所述功率级模块的一侧处。
19.根据权利要求18所述的功率电子组件，还包括：
热交换器，被安装到所述TLVR电感器模块的背离所述功率级模块的所述一侧处，
其中所述热交换器在所述TLVR电感器模块的背离所述功率级模块的所述一侧处被热耦合到所述第一绕组和所述第三绕组的所述暴露部分。
20.根据权利要求12所述的功率电子组件，
其中所述功率级模块的所述功率半导体管芯被附接到所述电路板的直接安装有所述TLVR电感器模块的一侧，以及
其中所述功率半导体管芯被插入在所述TLVR电感器模块与所述电路板之间。
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