[發明專利]一種基于磁芯結構的集成平面電感

有效

• 申請號: 202110409520.8
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113314312B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 甘永梅;馮舒婷;張虹;于龍洋;李孟琪
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01F27/26
• 分類號: H01F27/26;H01F27/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發明公開了一種基于磁芯結構的集成平面電感，包括上層基板、下層基板，上層基板與下層基板之間設置有第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱、第四磁柱、第五磁柱、第六磁柱、第七磁柱、第八磁柱、上層繞組結構及下層繞組結構，其中，上層繞組結構位于下層繞組結構的上方，且上層繞組結構及下層繞組結構均纏繞于第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱、第四磁柱、第五磁柱、第六磁柱、第七磁柱及第八磁柱上，上層繞組結構與下層繞組結構相連接，該電感具有成本低、電感值高及結構簡單的特點。

技術領域

本發明涉及一種電感，具體涉及一種基于磁芯結構的集成平面電感。

背景技術

高效率、高功率密度、小型化、低成本已成為數據中心、電動汽車、LED驅動器等工業應用的發展趨勢。隨著開關頻率的提高，變壓器、電感等無源元件成為制約功率密度提高的瓶頸。采用PCB銅線作為繞組，可以有效地減小磁芯的輪廓。然而，PCB電感的電感值往往受到PCB層數的限制。目前現有的技術是用一種采用六層PCB板制作的7.5μH集成平面電感，但其成本較高。還有一種多磁導率分布式氣隙電感結構的方法，在不增加電感尺寸的情況下提高電感值，但不同磁導率的磁芯的配置使制造工藝變得更加復雜。還有研究把繞組并聯排列以使電流降低一半，但EI鐵心只有一個用于繞組的磁臂，限制了電感值。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于磁芯結構的集成平面電感，該電感具有成本低、電感值高及結構簡單的特點。

為達到上述目的，本發明所述的基于磁芯結構的集成平面電感包括上層基板、下層基板，上層基板與下層基板之間設置有第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱、第四磁柱、第五磁柱、第六磁柱、第七磁柱、第八磁柱、上層繞組結構及下層繞組結構，其中，上層繞組結構位于下層繞組結構的上方，且上層繞組結構及下層繞組結構均纏繞于第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱、第四磁柱、第五磁柱、第六磁柱、第七磁柱及第八磁柱上，上層繞組結構與下層繞組結構相連接。

所述上層繞組結構包括第一繞組、第二繞組、第三繞組、第四繞組及第五繞組，其中，第一繞組的一端開口且套接于第一磁柱上，第一繞組的另一端與第八磁柱相接觸，第二繞組的一端作為電感的一端，第二繞組的另一端與第二磁柱相接觸，第三繞組的一端開口且套接于第三磁柱上，第三繞組的另一端作為電感的另一端，第四繞組的一端開口且套接于第五磁柱上，第四繞組的另一端與第四磁柱相接觸，第五繞組的一端開口且套接于第七磁柱上，第五繞組的另一端與第六磁柱相接觸。

下層繞組結構包括第六繞組、第七繞組、第八繞組及第九繞組，其中，第六繞組的一端開口且套接于第二磁柱上，第六繞組的另一端與第一磁柱相接觸，第七繞組的一端開口且套接于第三磁柱上，第七繞組的另一端開口且套接于第四磁柱上，第八繞組的一端開口且套接于第六磁柱上，第八繞組的另一端與第五磁柱相接觸，第九繞組的一端開口且套接于第八磁柱上，第九繞組的另一端與第七磁柱相接觸；

第一繞組的一端與第六繞組的一端相連接，第二繞組與第六繞組的另一端相連接，第三繞組與第七繞組的一端相連接，第四繞組的一端與第七繞組的另一端相連接，第四繞組的另一端與第八繞組的一端相連接，第五繞組的一端與第八繞組的另一端相連接，第五繞組的另一端與第九繞組的一端相連接，第一繞組的另一端與第九繞組的另一端相連接。

第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱、第四磁柱、第五磁柱、第六磁柱、第七磁柱及第八磁柱沿周向依次均勻分布。

第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱、第四磁柱、第五磁柱、第六磁柱、第七磁柱及第八磁柱的橫截面均為方形。

上層基板為方形結構。

下層基板為方形結構。

本發明具有以下有益效果：