CN1697099B - 改进型电感器件和方法 - Google Patents

Abstract

一种低成本，低姿态和高性能的电感器件，用于例如电子电路中。在一个示范实施例中，该器件包括四个支柱的铁氧体磁心，最好装配四个或更多的绕组，以此来提供四个接近容差电感器。任意地，该器件也是自引导的，以此来简化它的安装和连接到原始印刷电路板(如PCB)，在另一个实施例中，提供了每个支柱的多个绕组。在另外一个实施例中，该器件仅仅是相对支柱，以此来减少足迹。制造和利用该器件的方法也被披露了。

Description

改进型电感器件和方法

优先权

本申请要求具有相同标题的在2003年11月17日公开的美国临时申请序列号60/520965的优先权，在此参考结合其全部内容。

技术领域

当前发明普遍涉及电感电路元件，特别涉及具有各种可取的电子和/或机械属性的电感器件，以及其操作和制造方法。

背景技术

在现有技术中已经得知了很多电感器和电感器件的不同配置。例如，见美国专利Stoekle的No.1,767,715，Holmberg等人的No.3,068,436，Muckelroy等人的No.3,585,553，Lohse的No.3,874,075，都描述了在电路中提供电感的各种方法。

其他的配置也是已知的。例如，Kijima在1982年9月28日发布的标题为“Compact trans core”的美国专利No.4,352,081，披露了一种用于变压器的压缩磁心，其中磁心的中央支柱在横截面上是梯形或者是三角形的，其中变压器磁心的两侧的支柱在横截面上是三角形的。梯形的或者是三角形的中央磁心支柱和三角形侧支柱的选择通过构造磁心的侧支柱大大减少了变压器的整体尺寸，使得伸入通常刚好在E-E或E-I变压器的侧支柱的上面或下面的空间。

Mitsui等人在1984年1月3日发布的标题为“Ferrite core”的美国专利No.4,424,504，披露了一种用于电源变压器和/或抗流线圈的铁氧体磁心。该磁心被配置为同样的一对两半的磁心，每一半磁心包括(a)一个圆形中央中心体，(b)一对外壁，位于所述中央中心体的两侧，来安装线圈，以及(c)一对基板耦合所述中央中心体和所述外壁。

Chamberlin在1986年7月1日发布的标题为“Method ofmanufacturing a turnable microinductor”的美国专利No.4,597,169，披露了一种微型线圈，具有在复合磁心上的绕组，该复合磁心由一部分主要磁性材料和一部分主要非磁性材料组成。绕组是分割的，使得一部分磁性材料磁心部分暴露，以及利用激光从磁心部的暴露部分除去材料。在磁性材料的去除过程中测量线圈的电感，以及通过去除磁性材料的一个合适的量将线圈的电感修整到预期值。即使除去磁性材料的主要部分，非磁性磁心部分也可用作铁芯上的绕组部分的支撑结构。

Mitsui在1988年7月26日发布的标题为“Ferrite core”美国专利No.4,760,366，披露了一种用于电源变压器和/或小尺寸抗流线圈的铁氧体磁心。该磁心被配置为同样的一对两半的磁心和具有缠绕线圈的线轴。每一半磁心具有缠绕着线圈的中央磁心的E-型结构，一对侧支柱和用于耦合中央铁芯和侧支柱的基板。中央铁芯的横截面既不是圆形的也不是矩形的，而是一个矩形部分的平面，具有第一面和第二面，以及耦合所述第一面的一对电弧。

Morinaga等人在1991年3月26日发布的标题为“Chip-type coil”的美国专利No.5,003,279，披露了一种芯片型线圈，端子电极直接形成在磁心上，每一个包括一具有绝缘材料的电导材料的混合物，使得端子电极的特定电阻可以增加到用来减少端子电极的涡流，以此来限制在芯片型线圈中的Q损坏.

Wai等人在1994年9月27日发布的标题为“Self-leader surfacemounted rod inductor”的美国专利No.5,351,167，披露了一种电子元件，用于安装在具有用电介质材料制成的延展线轴的PC板的表面上，。导线的线圈缠绕在线轴的绕组支撑表面。线圈具有一对引线端子，上述引线端子缠绕在从线轴的同面延展的一对T-型引线端子支撑元件上。当线轴静止在PC板的顶部时，支撑元件位于焊接基座上轻微缠绕的引线端子。

Abramov在1999年12月21日发布的标题为“Trimmable inductor”的美国专利No.6,005,467，披露了一种可修整电感器，包括一具有位置分离的引线端子的支撑基底，一线圈，通过装配在基板上的电导元件，在多匝的连续路径中形成轴的绕组，并在引线端子之间延展，以及一电导短路元件，延展并电连接在一匝或多匝以及线圈的端子之间，以便允许线圈匝数的其中一匝的至少一部分选择性添加和删除。

Abramov在2000年7月11日发布的标题为“Monolithic inductor”的美国专利No.6,087,920，披露了一种单片机电感器，包括一具有相对的末端的延伸基板以及，每一末端具有一从相对末端延伸的末端磁心罩，来支撑与PC板间隔的基底，末端磁心罩由非装配区域和偏转区域形成，来避免基底静止在非装配区域，一个充分陡峭的侧壁在非装配区域的基底面的末端磁心罩上，一个倾斜的坡面延展到基底面的末端磁心罩的顶部，直接与非装配区域相对，一个导电的焊接带部分延展到每一个末端磁心罩，每一个焊接带在非装配区域具有一个间隙，以此来减少在带中的附加的传导，以及一个在基底上形成的电导体层，按螺旋状的轨迹在相对的末端之间延展，并且电连接在坡面的导电焊接带上。同样参见Morrison在2000年7月11日发布的标题为“Placement insensitive monolithic inductor and methodof manufacturing same”的美国专利No.6,087,921。

Schultz等人在2002年3月26日发布的标题为“Voltage converterwith coupled inductive windings，and associated methods”的美国专利No.6,362,986，披露了一种DC-to-DC转换器，从输入电压生成输出电压。转换器包括第一和第二导电绕组和一个磁心。在接地和输入电压之间，第一绕组的一端与第二绕组的一端在大约异相180度进行转换。第一绕组在第一方向上缠绕铁芯，以及第二绕组也在第一方向上缠绕铁芯，来增加在绕组之间的耦合，以及减少在绕组和电路其他部分的波动电流。升压，补偿升压，或者其他模式也被提供了。N绕组的每一个在类似方向上缠绕铁芯，来增强在绕组之间的耦合，以及减少在绕组和电路其他部分的波动电流。该发明也披露了磁心结构。

Shikama等人在2002年11月19日发布的标题为“Bead inductor”的美国专利No.6,483,409，披露了一种珠型电感器，具有来大规模生产的结构，包括一主要的矩形平行六面体磁心。磁心包括一轴部分和一外围部分，一通过在轴部分缠绕金属导线形成的线圈。轴部分包括一中央部分和一外围部分。一高强度材料用于中央部分。磁心的两端配置了金属磁心罩。磁心罩和线圈都是电连接的。另外，轴部分的中央部分可以是空腔的。

Flanders等人在2004年10月21日公布的标题为“Self-dampedinductor”的美国专利No.20040207503，披露了一种用于包括高功率宽带频率应用的多种应用中的带有自阻尼属性的电感器.电感器包括具有一输入端和一输出端的线圈，缠绕在磁可渗透的材料的磁心上，以及制造时或者制造后并入的涡流生成器.磁心可以是通风的(例如，中空的导线线圈).可选择的磁心材料有铁，铁粉，钢片和其他适当的材料.磁心可以并入某种结构形式，I型，U型，E型或者压缩的形状配置.电感器的Q值可以通过在推荐的位置有意减少涡流来选择性的改变.涡流感应电感器，具有引进反向EMF的作用，适当地计划和度量来调整Q值到预期的频率，达到更小的相位失真.

尽管前述了现有技术电感器配置的各种种类，提供高等级平均性(容差)的简单的和低成本的电感器配置有一个明显的缺陷。电子电路元件的这种高容差通常是所希望的，特别是两个或更多的这种元件配置在一个普通电路中。例如，在电源应用中，现有趋势是分流或在通过多个相似元件的电源中负载相关的元件，例如用四个(4)25A的电感器代替一个100A的电感器。这种分配技术，不管怎样，也要求一个高等级平均性或容差在例如四个器件之间；否则，可能会要求附加的元件(例如传感电阻器)，由此增加了财力和劳力。

用于这种申请的典型的现有技术的电感器件是离散的元件，可能也可能没有高容差。例如，不同的磁心可以用稍有不同的材料成分，尺寸，热量属性，收缩量，等等，由此造成在前面提及的例子中的四个器件的每一个有轻微不同的电感值。

同样，某些现有技术的电感器件利用“回送”结构(多匝)的绕组，引入附加的绕组运行长度到器件中，并且也没有最有效的利用磁心，尤其是，磁性通量密度分配。

发明内容

本发明满足了前述的需要，提供一种改进型电感器件和制造方法，同样也有利于利用和安装。

发明的第一方面披露了一种改进型的高容差的电感器件。在一个实施例中，该器件包括一单式磁心底板，具有多个支柱，其上配置了一个或多个绕组。耦合在每个支柱的绕组的磁心罩提供了磁性。使用具有单式铁芯磁心底板元件的普通磁心大大地加强了电感容差和电性能(包括减少EMI辐射)。使用器件上的“一次完成”绕组也缓和了辐射的EMI，并使得铁芯更加具有磁效用。

发明的第二方面披露了一种多支柱磁可渗透的磁心。在一个实施例中，磁心包括磁心底板元件和磁心罩，由铁氧体制成。磁心底板包括四个(4)基本等同配置为对称形式的支柱。耦合在磁心罩上的每个支柱上的中央杆和外部凸起为配置在支柱上的电感器绕组提供了磁性。在磁心罩和中央杆/外部凸起之间的关系按照预期可以是各种各样的，来提供预期的电和磁属性。

发明的第三方面披露了一种制造前面提及的电感器件的方法。在一个实施例中，该方法包括：提供一具有预期特征的磁可渗透的磁心底板和相应的磁心罩；提供一个或多个绕组；配置绕组在其中每个支柱的磁心上；以及连接磁心罩到磁心底板元件。

发明的第四方面披露了一种安装电感器件到原始印刷电路板的方法。在一个实施例中，该方法包括：提供一具有一个或多个特征的原始印刷电路板(如，PCB)，便于与电感器件电连接；配置装配的器件到原始印刷电路板上，以使电感器件的自引导部分至少是与原始印刷电路板的相应特征近似的；将电感器件的衬垫与原始印刷电路板的相应结构元件结合在一起。

附图说明

从以下结合附图的详细说明中，本发明的特征，目的和优点将更加明显，其中：

附图1是本发明的改进型电感器件的一个示范实施例的顶部透视图。

附图1a是用于附图1的电感器件的绕组的一个示范实施例的顶部透视图。

附图1b是附图1的磁心罩的顶部透视图。

附图1c是磁心罩的一个可选实施例的顶部透视图。

附图1d是磁心罩的另一个可选实施例的顶部透视图。

附图1e是附图1的器件的顶部平面图。

附图1f是电感器件的另一个可选实施例的顶部平面图，具有多个支柱和不同种类的凸起和绕组的配置。

附图2是本发明的改进型电感器件的另一个示范实施例的顶部透视图，适用于每个支柱上的多个绕组。

附图2a是安装了绕组的附图2的电感器件的顶部透视图。

附图3是本发明的改进型电感器件的另一个示范实施例的顶部正视图，只有两个支柱。

附图4是本发明的电感器件的另一个示范实施例的正面透视图，具有多个(如，两个)并置绕组配置在有中央支柱的普通磁心。

附图5是本发明的电感器件的另一个示范实施例的正面透视图，具有多个(如，两个)并置绕组配置在没有中央凸起的普通磁心。

附图6是本发明的电感器件的另一个示范实施例的底板磁心的正面透视图，具有多个(如，两个)并置在有中央凸起和分级或层置的外部凸起的普通磁心。

附图7是附图6的安装了磁心罩的器件的正面透视图。

附图8a和8b说明了改进型电感器件的另外一个实施例，具有四个并置的绕组和在外部磁心凸起的控制分级间隙。

附图9a说明了适用于表面安装的几个不同的现有技术的电感器件配置。

附图9b说明了适用于表面安装的电感器件的一个实施例，具有两个串联或者并置的绕组。

附图10a-10c说明了附图9b的串联绕组器件的各种不同的变体，分别配置提供(i)两个耦合的电感器，(ii)两个独立的电感器，以及(iii)一个普通模式的阻流。

附图11a和11b说明了本发明是电感器件的另外一个示范实施例，具有更狭窄的中央凸起和更宽的绕组。

附图12a和12b也说明了本发明的电感器件的另一个实施例，具有更宽的凸起和更狭窄的绕组。

具体实施方式

现在参考附图，其中全文中同样的数字指同样的部分。

在此已用的术语“磁可渗透的”指普遍用于形成电感磁心或类似组件的任意量的材料，包括无限制的用铁氧体制造的各种形式的变体。

在此已用的术语“绕组”指任意类型的适用于承载电流的导体，无论该导体的形状，横截面，或者圈数.

概述

本发明提供了，尤其是，改进型电感装置和制造方法，以及其安装。

如上面提到的，电路元件的高等级的平均性(容差)通常是所希望的，特别是在普通电路中配置两个或以上的这种元件。本发明有利地适用于克服现有技术的不足，通过(i)提供普通的磁心配置，消除了单独的或离散的电感器件的电感值之间的多个电位区别；(ii)利用磁心配置，对通量密度分布和空间/足迹消耗都是很有效的；以及(iii)利用磁心配置，减少制造成本。

在一个示范实施例中，电感器件也配置为自引导，以此来进一步加强它的空间密度，简单性和易用性，以及减少制造成本。

示范实施例

现参见附图1a-e详细描述本发明的第一个示范实施例。可以认识到，当下述讨论用于电感器时，本发明同样应用于其它电感器件(如，变压器)。

附图1a-e示出了一个电感器件100的说明性实施例，包括一“普通”或单式磁心电感器(除了以下所描述的磁心罩114)。附图1示出了器件100的透视图，通常包括具有多个支柱104和一个中间磁心元件106的器件磁心102。磁心102通常包括一平的底部表面，而顶部表面105是不规则的，包括磁心元件106和垂直凸起107。为了提供预期的电属性，高度，横截面面积，以及中央磁心元件106和凸起107的剖面可以按照预期进行调整(以下将进行更加详细地讨论)。

在所描述的实施例中，磁心102不是如示出的那样直接形成，就是从区块中可选的制造，来具有预期的支柱104的数量，例如，两个(见附图3)或四个(见附图1)。因此，利用后面的方法，一个普通的块可以用做多个不同设计的基础，并且不需要特定的(昂贵的)附加工具。例如，器件预定有两个支柱，附加支柱104可以简单的被制造。尽管如以上所述，可以得知的是，本发明的磁心能够可行的被制造成具有任意数量的支柱，甚至包括奇数个(见如附图1f的器件180)，并且可能在任意量的平面上混和，包括结合使用分级和不分级的凸起187，使用各种厚度的绕组188，不对称的几何体，等等。

更加可以得知的是，使用如附图1所示的普通的磁心的一个突出的好处是，在单独的电感器(L1-L4)之间实现非常高的(紧固的)容差，大大阻塞来自用于每个器件的磁心的通用或同样的属性。如附图1的示范示意图140所示，这种紧固的容差避免了在电路中使用敏感电阻器或其它器件，因此与现有技术用较低容差的解决方法相比，增加了简单性，减少了成本。

另外，中央磁心元件106的大小和几何结构能够根据电感器L1-L4的操作发生改变，例如，当所有磁心中的磁性电流附加在中央磁心元件106中，可以使用一个大横截面元件。可选择的，当电流是毁坏的或是“补偿的”，可以使用一个小横截面元件。同样的，中央元件106具有不同的横截面的形状(甚至锥形)，这些例如圆形，椭圆形，六角形，三角形，等等。

同样可以认识到，与例如一行中有四个离散的电感器相比，附图1描述的磁心配置提供了更加集中式的噪音.这种好处大大关系到普通磁心102，在一个封闭的(封顶的)容积中，中央元件106有效地磁性“结合”四个电感器L1-L4.当辐射的EMI临界时，在应用中利用本器件100也是更加需要的，例如在高浓度，低噪音表面安装应用中.如果需要的话，器件100同样可以使用无数现有技术中可用的已知的屏蔽技术中的任意一个(例如锡电镀或者使用法拉第屏蔽缠绕)，来进行外部屏蔽.

多个绕组108以缠绕的形式配置在(每次一个)每个支柱104上(附图1a)，以致于绕组108的至少一部分(衬垫120)大致配置在器件磁心102的底部110上。这种方法方便地允许自引导，如下所述，其中绕组108的衬垫120包括，尤其是，电连接器件100到原始PCB的安装点。如所指的，衬垫120可以用已知的现有技术中的任意数量的方法电连接到原始PCB(例如，焊接接合，直接强制物理连接，压焊，等等)。进一步的，器件可以使用不同类型的衬垫和绕组结构，正如电子技术中已知的，包括端子引脚，滚珠，以及表面安装(如，“L型”)导线，不限于以上类型。绕组108(以及由此的衬垫120，仅仅是绕组108的一部分)用电导体材料(例如，铜或铜合金)制成，尽管其他材料也可以使用。

更进一步的认识到，绕组108和导电衬垫实际上可以在磁心102本身上形成，例如当绕组涂覆或电镀在磁心102的表面上(未示出)，其中在102的支柱104中形成凹槽。导电绕组108喷射在上面同样也是可行的，也就是，在磁心102的表面上的一个导电材料的薄层。许多其他的方法也可以提供在一个或多个磁心102的表面上的导电轨迹，可以一致用于本发明，所有这些变异都可以通过在本披露中的那些普通技术来轻易实现。

此外，可以得知的是，各种绕组可以在，例如电感系数，厚度，高度，接口配置(如引脚，SMT，等等)，和/或材料上是不同制造的。为了生产具有预期质量的器件，这些不同的参数的各种不同的变化是有可能的。

附图1的磁心102也有利于具有可以帮助制造的二维对称或非空间螺旋特性的属性。特别地，附图1所示的磁心102具有沿它的两个平面轴161，163的对称性。因此，附图1的单独的或机械制造的器件100可以从这些器件的库或堆中采集准备好的磁心102，以及连接每个绕组108(假定普通配置)到任意的支柱104，由此不需要定位磁心102到某个特定的尺寸。这大大简化和加快了装配过程。

附图1b描述了用于附图1的器件100的示范性的磁心罩114。磁心罩114理论上从磁心102的同样的材料中形成，当装配时，磁心罩114位于顶上。在描述的实施例中，磁心罩114实质上是平面的，尽管在字面上可以制成任何形状(包括在附图8a和8b中示出的那样的在它的底面的突起)。此外，磁心罩114和磁心102可以是任意想要的关系，上述关系存在于磁心罩的下部的相关部分和(i)中央元件106，(ii)凸起107的顶部表面之间。例如，在一个实施例中，中央元件106支撑着磁心罩114，在磁心罩114和单独的凸起107之间形成具有预期形状和量值的通风间隙。正如在磁技术中已知的，间隙的大小和几何结构(插入的材料，如果有的话)控制着，尤其是，通过间隙的磁通量密度和器件100的漏电感。

凸起107的顶部边缘也可以被定形，分级或层置，来产生复杂的间隙配置，用来调整包括每个电感器(或整个器件)的磁和电的属性，例如，在每个支柱104的能量存储和通过每个支柱/磁心罩接口的通量密度。这也可以影响中央元件106的几何结构和规格，例如横截面区域至少一部分被支柱/磁心罩接口所规定。

预期磁属性的材料(例如渗透性)也可以被设置在全部或部分间隙中，例如Kapton(聚酰胺)层等等被插入在磁心元件之间。这层也可以提供粘合剂或结构的功能；例如，在固定的有关位置上保留各种各样的元件。

正如以上所描述的，绕组108(以及整个器件100)是自引导的。在上下文中，涉及分离的端子将绕组108电连接到PCB或原始印刷电路板相应的衬垫上的术语“自引导”是不需要的。具有自引导绕组的一个好处是可以最小化器件100的元件数量和复杂性，也可以增加它的可靠性。

当安装的器件100被配置在原始印刷电路板上(如，PCB)时，绕组的连接衬垫120位于接近于PCB连接衬垫的地方，由此易于直接连接到那里(例如通过焊接过程)。这个特征不仅仅避免了在器件100中的结构，而且还避免了在PCB的布置过程中附加的分级。

另外一个可选的，当电感器件100连接到那里时，绕组108的自由终端在PCB或其它原始印刷电路板中形成的孔隙(未示出)中被接收。自由终端被配置为磁心平面的90度(直角)，这样允许向下的端点插入在PCB中形成的槽内。可选择的，绕组108可以环绕支柱104变形为略微的折线的形状(当从绕组侧面看上去时)，由此允许前面所提及的插入，像在磁心支柱104和相关绕组108之间提供的非常牢固的耦合一样，在PCB的表面正常地凸出之前，绕组以某种方式缠绕在每个支柱的下面。

附图2是本发明的改进型电感器件200的另一个示范实施例的顶部透视图，适用于在每一个支柱上的多个绕组。如图2a所示，每个支柱204上形成的保持元件230允许每个支柱的两个绕组208的正极分离和对准。

附图3是本发明的改进型电感器件300的另一个示范实施例的顶部透视图，只有两个支柱304。仅仅需要两个电感器是很有用的，或者可选择的仅仅需要两个具有相同属性的电感器。既然多个这样的器件300被配置为其中具有最小消耗底板空间的并置或首尾相连对准，这种配置也是具有空间效率的。附图1c的磁心罩314被用于这个器件300，尽管其它也是可以利用的。

附图4是发明的电感器件400的另一个示范实施例的正面透视图，具有多个(如，两个)配置在有中央凸起406的普通磁心402的并置绕组408。更有利的是，每个绕组408仅仅有一个通过它的各自的磁心孔隙416的实质上的线性“匝数”，以此获得最佳通量密度和减少绕组运行(如相关的EMI)。这样的配置使得中央凸起406在宽度上更薄(更小的面积)，既然磁性电流趋向在凸起406中彼此消去。在这个器件中，两个电感器相互独立的有效地动作。

附图5是发明的电感器件500的另一个示范实施例正面透视图，具有多个(如，两个)配置在没有中央凸起的普通磁心的并置绕组。在这个器件中，两个电感器耦合着有效地动作，主要由于缺少中央凸起。

附图6是发明的电感器件600的另一个示范实施例的底板磁心元件的正面透视图，具有多个(如，两个)配置在有中央凸起606和分级或层置的外部凸起607的普通磁心中的并置绕组608。节距的高度(x)和中央凸起606的宽度(w)也是可控制的，来提供预期的间隙配置和磁/电属性。附图7是附图6的器件的正面透视图，具有安装了的磁心罩614。

附图8a和8b描述了改进型电感器件800的另外一个实施例，具有四个(4)并置的绕组808和在外部磁心凸起807上的分级间隙。磁心罩814也用来减少提供用于中央凸起806的凹槽818，由此供外部凸起807磁心罩控制使用，如果需要的话(未示出)。

附图9a描述了一些适用于表面安装的不同的现有技术的电感器件配置。

附图9b描述了一个改进型电感器件的实施例，适用于表面安装，具有两个串联或并置的绕组。

附图10a-10c描述了附图9b的串联绕组器件各种不同的变体，分别提供配置了(i)两个耦合的电感器，(ii)两个独立的电感器，以及(iii)一个普通模式的阻流圈。

附图11a和11b描述了发明的电感器件1100的另一个示范实施例，具有更窄的中央凸起1106和更宽的绕组1108。

附图12a和12b仍然描述了发明的电感器件1200的另一个示范实施例，具有更宽的中央凸起1206和更窄的绕组1208。

可以得知的是，前面的每个器件100-1200的各种电感的(变形的)元件的电气配置，可以假定为字面上的任何配置，例如包括并行的两个或更多的电感器，串行的两个或更多的电感器，串行和并行的配置的连接，等等。例如，在附图1的内容中，四个元件L1-L4可以在电串联上配置为L1-L4，L1和L2相互并行(与并行的L3-L4串联)，等等。此外，可以在元件之间电插入一个或更多的外部元件，例如L1和L2与并行的外部电容器串联，等等。同样的，多个不同的电感器件的元件可以电气地混合，例如，L1_a与L1_b串联(a和b代表不同的器件)，等等。许多这样的连接通过那些普通的技术是可以得知的。

制造方法

现在详细描述本发明的制造方法的一个示范实施例。

应该认识到，下面的描述是相对附图1而言的，通过适当的适应性变化，该方法可以普遍适用于在此披露的电感器件的各种其它配置和实施例，这种适应性变化被用在电器件制造领域的所有的那些普通技术中。

在该方法的第一步，提供了一个或多个磁心。磁心可通过从外部机构购买而获得或者能够涉及直接制造这些磁心。上面所描述的示范性电感器的磁心102最好是通过使用任意很好理解的处理过程的磁可渗透的材料中形成，例如压制或烧结。磁心可以是用聚合绝缘体层(如，聚对二甲苯基)或其他材料层随意地涂覆，来保护绕组避免损坏和磨蚀。当在绕组处理过程中使用非常好的标准绕组或绕组具有非常薄的薄膜涂覆很容易产生磨蚀时，这种涂覆可能是特别有用的。磁心被制造成具有特定的材料依赖的磁通量属性，横截面形状，支柱尺寸，中央磁心几何结构，等等。

正如上面提到的，磁心100也可以从铁氧体块被分割或另外加工，具有选定数量的(如，2或4)支柱。因此，可以预期用一个一般的磁心毛坯。

接着，提供了一个或多个绕组。正如上面所提到的(见附图1a)，绕组最好是基于铜的，且在侧面实质上是平的，尽管其他类型的导体也是可以使用的。

当预期是相同的电感时，每个绕组都制造的尽可能相同。可选的，当预期是不同的电感或其他属性时，绕组在形状，厚度，长度，和/或组成材料上是不同种类的。

绕组接着被定位于磁心的每个支柱的选定位置上，在位置上变形(如，弯曲)，使得绕组重新排列在磁心上，以及同样有一个适用于表面安装到PCB或其他器件的连接部件。绕组也可以用粘接或其他连接处理过程随意地连接到磁心102上。

最后，磁心罩114被配置在器件上，并连接在上面(无论是通过粘接，外部摩擦钳，等等)，由此完成器件的配置。

可以认识到，当发明的某些方面按照方法的特定顺序的步骤进行描述时，这些描述仅仅是发明的更宽阔的方法，可以通过特定应用做出所要求的修改.在某种情况下，某些步骤是不必要出现的或者是随意的.另外，某些步骤或功能性可以添加到所披露的实施例中，或者改变两个或更多的步骤的执行命令的序列.所有这些变体可以认为是包含在所披露和要求的发明之中的.

此外，所描述的技术和器件属于并根据在2004年8月31日公开的，标题为“Precision inductive devices and methods”的美国临时专利申请No.60/606,330，在此全部结合引用，可以在本发明中同样使用。例如，当在两个或更多磁心元件之间形成间隙时(参见，例如，在此的附图4-8b的实施例)，所述的“剩余”间隙方法，可以利用前面提到的临时申请所披露的。60/606,330所披露的其他部分也可以用于本发明，那可以在现有技术中提供的披露中认识到。

当示出了以上详细描述时，记述并指出了发明的新颖性特征，用于各种实施例中，可以理解的是各种在形式上的省略，代替和改变，以及器件或处理过程的详细描述，可以通过现有技术中的技能获得，而不脱离本发明。例如，在电信和网络应用中已经披露了有关的元件，本发明的电感器件的结构也可用于其他应用中，例如专门的电力传输。前述的描述是实现发明的目前考虑的最好的模式。这种描述决不意味着限制，而是应该被认为是发明的说明性的一般原则。应参考权利要求决定本发明的保护范围。

Claims (36)

1.适用于在要求多个电感的应用中使用的电感器件，包括：

磁可渗透的磁心底板元件，具有多个相对的支柱，每一个支柱适用于接收至少一个在其上的导电绕组，所述磁心底板元件具有：

平的第一表面；

至少一个垂直凸起，配置在每个所述的相对的支柱的远侧；以及

中央凸起，配置在所述垂直凸起之间；

多个导电绕组，每个配置在一个所述磁心底板元件的支柱的周围；以及

磁可渗透的磁心罩，放置在接近所述磁心底板元件的位置、并配置成与所述至少一个垂直凸起形成磁性接口。

2.如权利要求1所述的电感器件，其中在所述磁心罩和所述垂直凸起之间的所述的磁性接口包括间隙。

3.如权利要求2所述的电感器件，其中所述间隙包括一插入材料。

4.如权利要求1所述的电感器件，其中每个所述多个导电绕组包括单匝。

5.如权利要求4所述的电感器件，其中所述单匝包括具有间隙的成C-型的形状，所述间隙与所述第一表面连通。

6.如权利要求2所述的电感器件，其中所述磁心罩在所述中央凸起之间充分连通，以及其中所述凸起的高度设置为与所述垂直凸起的高度相关，以使所述间隙达到所希望的宽度。

7.如权利要求1所述的电感器件，其中所述磁心底板元件包括四个支柱。

8.如权利要求7所述的电感器件，其中所述四个支柱的第一个和第二个沿着第一公共轴配置，所述四个支柱的第三个和第四个沿着第二公共轴配置，所述第一和第二轴垂直。

9.如权利要求8所述的电感器件，其中器件由所述四个支柱及它们的各自的导电绕组、所述磁心罩形成的所述电感相等。

10.如权利要求1所述的电感器件，其中所述器件适用于表面安装在印刷电路板上。

11.如权利要求1所述的电感器件，其中所述磁心底板元件包括七个支柱和两个中央凸起，所述七个支柱的至少一个包括在所述磁心底板元件的各部分之间的电桥，其中所述磁心底板元件的每一个部分包括一个所述中央凸起。

12.如权利要求1所述的电感器件，其中所述每个支柱包括保持导电绕组相对所述磁心底板元件的位置的装置。

13.如权利要求12所述的电感器件，其中所述用来保持的装置包括一辅助垂直凸起。

14.一种电感器件，包括：

磁心底板元件，具有多个支柱，每个适用于接收至少一个导电绕组；

多个导电绕组，每个配置在所述磁心底板元件的支柱的周围；

磁心罩，用来与所述磁心底板元件相配合并于其间形成至少一个间隙。

15.如权利要求14所述的器件，其中所述多个支柱包括至少两个配置在所述磁心底板元件上的支柱，在方向上相对。

16.如权利要求14所述的器件，其中所述多个支柱包括四个配置在所述磁心底板元件上的支柱，使得至少所述四个支柱的第一个和第二个在方向上是相对的。

17.如权利要求15所述的器件，其中所述磁心底板元件具有平的底部表面，适用于表面安装到外部器件.

18.如权利要求17所述的器件，其中所述磁心罩具有平的顶部表面。

19.如权利要求15所述的器件，其中每个所述支柱和它们相关的导电绕组构成电感。

20.如权利要求19所述的器件，其中所述电感有意识地制作成尽可能相同的。

21.如权利要求14所述的器件，其中所述每个支柱具有凸起部分，所述凸起部分形成与所述磁心罩的所述至少一个间隙。

22.一种电源电路，包括：

电源；以及

多电感的电感器件，包括：

磁心底板元件，具有多个部分，每个适用于接收至少一个导电绕组；

多个导电绕组，每个配置为在所述磁心底板元件的一个所述部分的周围；

磁心罩，适用于连接所述磁心底板元件，以此形成至少一个间隙；

其中所述磁心底板元件、导电绕组和磁心罩配合形成多个相等的电感。

23.如权利要求22所述的电源电路，其中所述磁心底板元件实质上是十字形状的。

24.如权利要求22所述的电源电路，其中所述磁心底板元件具有平的底板平面部分和多个垂直凸起，所述垂直凸起由接收所述导电绕组的部分点缀其间。

25.如权利要求24所述的电源电路，其中至少一个所述垂直凸起包括分级间隙区域。

26.一种在电路中提供相等的电感的方法，包括：

提供磁心底板元件，其具有多个部分，每个适用于接收至少一个导电绕组；

提供多个导电绕组；

配置每个所述导电绕组在所述磁心底板元件的一个所述部分的周围；

提供磁心罩，适用于与所述磁心底板元件相配合；以及

将所述磁心罩配合到所述磁心底板元件，所述配合形成至少一个间隙在所述磁心底板元件和所述磁心罩之间；

其中所述磁心底板元件、导电绕组和磁心罩协同形成多个的电感。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述提供磁心底板元件的步骤包括提供十字形状的元件。

28.如权利要求26所述的方法，其中所述提供磁心底板元件的步骤包括提供具有平的底板平面部分和多个垂直凸起的磁心底板元件，所述垂直凸起由接收所述导电绕组的部分点缀其间。

29.如权利要求28所述的方法，其中所述提供磁心底板元件的步骤包括提供至少一个所述垂直凸起包括分级间隙区域。

30.一种精密的、减少了EMI的多电感可表面安装的器件，包括：

磁可渗透的磁心底板元件，其具有多个部分，每个适用于接收至少一个其上的导电绕组，所述磁心底板元件包括：

平的第一表面，适用于表面安装到其他器件；以及

多个单独的垂直凸起；

多个导电绕组，每个配置在所述磁心底板元件的至少一个所述部分的周围；以及

磁可渗透的磁心罩，配置在接近所述磁心底板元件、并配置成与所述垂直凸起磁性相接.

31.一种制造电子组件的方法，包括：

提供原始印刷电路板，其具有多个在第一方向上的接触部分；

提供电感器件，其具有多个电感和多个用于表面安装的自引导导电绕组，所述自引导导电绕组进一步适用于配合到在所述第一方向上的所述接触部分；

配置所述电感器件到所述原始印刷电路板上，使得每个所述的自引导导电绕组至少接近相应的所述接触部分；以及

使用焊接工艺将所述自引导导电绕组连接到它们相应的接触部分。

32.如权利要求31所述的方法，其中所述提供具有多个电感的电感器件的步骤包括：

提供磁心底板元件，其具有多个部分，每个适用于接收至少一个导电绕组；

提供所述多个自引导导电绕组；

以自引导配置，配置每个所述自引导导电绕组到一个所述部分的周围；以及

提供磁心罩，其适用于与所述磁心底板元件相配；以及

将所述磁心罩配合到所述磁心底板元件，所述配合形成至少一个间隙在所述磁心底板元件和所述磁心罩之间；

其中所述磁心底板元件、自引导导电绕组和磁心罩协同形成所述多个电感。

33.如权利要求32所述的方法，进一步包括提供电子电路，其电连通所述原始印刷电路板的至少某些接触部分。

34.如权利要求33所述的方法，其中所述提供电路的动作包括提供电源电路，其适用于利用多个相等的电感。

35.一种制造具有多个相等的电感的电感器件的方法，包括：

提供磁心底板元件，其具有多个部分，每个部分适用于接收至少一个导电绕组；

提供多个导电绕组；

配置每个所述的导电绕组在所述磁心底板元件的一个所述部分的周围；以及

提供磁心罩，其适用于与所述磁心底板元件相配；以及

将所述磁心罩配合到所述磁心底板元件，所述配合形成至少一个间隙在所述磁心底板元件和所述磁心罩之间；

其中所述磁心底板元件、导电绕组和磁心罩协同形成多个相等的电感。

36.一种表面可安装电感器件，适用于要求多个相等的电感的应用，包括：

磁可渗透的磁心底板元件，其具有多个并置部分，每个适用于在其上接收至少一个导电绕组，所述磁心底板元件包括：

平的第一表面；以及

多个并置的垂直凸起，所述并置部分点缀其间；

多个自引导导电绕组，配置在所述磁心底板元件的至少一个所述并置部分的周围；以及

磁可渗透的磁心罩，放置在接近所述磁心底板元件的位置、并配置成与所述多个并置的垂直凸起中的至少一个形成磁性接口。

Images