CN110189885A - 电感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电感器。所述电感器，包括：主体，包括支撑构件、第一线圈单元和第二线圈单元、第三线圈单元和第四线圈单元以及包封件，支撑构件具有第一通孔、第二通孔、第一通路孔和第二通路孔，第一通路孔和第二通路孔与第一通孔和第二通孔分开，第一线圈单元和第二线圈单元设置在支撑构件的一个表面上，第三线圈单元和第四线圈单元面对支撑构件的一个表面，包封件包封支撑构件以及第一线圈单元至第四线圈单元并包括磁性材料；第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，在主体的外表面上分别连接到第一线圈单元、第二线圈单元、第三线圈单元和第四线圈单元。包封件包括具有磁导率彼此不同的第一包封件和第二包封件。

Description

电感器

本申请要求于2018年2月22日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0021049号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。

技术领域

本公开涉及一种电感器，更具体地说，涉及一种耦合电感器。

背景技术

随着电子信息技术(IT)装置的发展，对于能够承受高电流、具有高效率和高性能的具有紧凑尺寸的薄型功率电感器的需求增加。因此，为了满足对电感器的小型化的日益增长的需求，正在尝试具有减小的安装面积的各种阵列。根据于多个线圈单元之间的耦合系数或互感，这样的阵列可包括非耦合电感器形式或耦合电感器形式或二者的混合形式。

发明内容

本公开的一方面在于提供一种电感器，在所述电感器中，可容易地控制电感器的耦合系数。

根据本公开的一方面，一种电感器包括：主体，所述主体包括支撑构件、第一线圈单元和第二线圈单元、第三线圈单元和第四线圈单元以及包封件，所述支撑构件具有第一通孔、第二通孔、第一通路孔和第二通路孔，所述第一通路孔和所述第二通路孔与所述第一通孔和所述第二通孔分开，所述第一线圈单元和所述第二线圈单元设置在所述支撑构件的第一表面上，所述第三线圈单元和所述第四线圈单元设置在所述支撑构件的面对所述支撑构件的所述第一表面的第二表面上，所述包封件包封所述支撑构件以及所述第一线圈单元、所述第二线圈单元、所述第三线圈单元和所述第四线圈单元并且包括磁性材料；以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，设置在所述主体的外表面上，并分别连接到所述第一线圈单元、所述第二线圈单元、所述第三线圈单元和所述第四线圈单元。所述包封件包括第一包封件和第二包封件，并且所述第一包封件的磁导率与所述第二包封件的磁导率不同。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，将更加清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和优点，在附图中：

图1是根据本公开的示例的电感器的透视图；

图2是图1的示意性分解透视图；

图3是沿图1的I方向观察的侧视图；以及

图4是根据本公开的变型示例的电感器的侧视图。

具体实施方式

在下文中，将参照具体实施例和附图描述本公开中的示例性实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式例示，并且不应被解释为限于在此所阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例以使本公开将是彻底和完整的，并将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，并且将始终使用相同的标号来表示相同或相似的元件。

此外，在附图中，为了提高本公开的清楚性，将省略附图的与相应描述无关的部分，为了清楚地示出若干层和区域，将提供它们的放大部分的示图，并且在本公开的相同范围内具有相同功能的元件将被指定为相同的标号。

在整个说明书中，当组件可被称为“包括”或“包含”时，这意味着组件也可能包括其他组件，而不是排除其他组件，除非另有特别说明。

在下文中，根据本公开的示例的电感器将被描述，但不必限于此。

图1是根据本公开的示例的电感器100的透视图，图2是图1的分解透视图，图3是沿图1的I方向观察的侧视图。

参照图1至图3，电感器100包括主体1和外部电极20。

主体1大体上形成电感器100的外部表面，主体1包括在厚度方向T上彼此面对的上表面和下表面、在长度方向L上彼此面对的第一端表面和第二端表面、在宽度方向W上彼此面对的第一侧表面和第二侧表面，从而具有大体六面体的形状，但不限于此。

主体1包括支撑构件11、第一线圈单元121、第二线圈单元122、第三线圈单元123和第四线圈单元124以及包封件13，包封件13包封支撑构件11以及第一线圈单元121、第二线圈单元122、第三线圈单元123和第四线圈单元124。

由于支撑构件11具有在其一个表面和另一个表面上支撑线圈单元的功能，所以支撑构件11应利用具有适当的支撑刚度的材料制成，并且可具有磁性质或绝缘性质。支撑构件11可以是传统的覆铜层叠板(CCL)基板、PID树脂、ABF膜等，或者可以是浸渍有诸如玻璃纤维的材料的绝缘基板。

支撑构件11包括设置成彼此分开的第一通孔111h和第二通孔112h。第一通孔111h和第二通孔112h具有填充有磁性材料的构造，以形成磁芯中心。第一通孔111h和第二通孔112h可形成为在主体1的长度方向L上分开预定的距离，但不限于此。第一通孔111h和第二通孔112h的截面形状没有具体限制。例如，该形状可以是椭圆形或四边形，并且具有与线圈单元的最内线圈图案的内界面相对应的形状在磁导率方面是有利的。

第一通路孔111v和第二通路孔112v形成为与第一通孔111h和第二通孔112h分开。由于第一通路孔111v和第二通路孔112v用作将线圈单元彼此电连接的路径，所以第一通路孔111v和第二通路孔112v填充有导电材料。

接下来，第一线圈单元121、第二线圈单元122、第三线圈单元123和第四线圈单元124分别被设置在支撑构件11的第一表面和第二表面上。

缠绕在支撑构件11的第一表面上的同一平面上的第一线圈单元121和第二线圈单元122彼此相邻地缠绕以共用芯中心。由于第一线圈单元121和第二线圈单元122以双线绕组方式设置，所以第一线圈单元121和第二线圈单元122彼此紧密地设置并且缠绕，以显著减小漏电感。通过这些第一线圈单元121和第二线圈单元122的布置，第一线圈单元121和第二线圈单元122的耦合系数可增大到大约0.9或更高的水平。

缠绕在支撑构件11的第二表面上的同一平面上的第三线圈单元123和第四线圈单元124被设置为彼此分开。如上所述，设置为分开意味着彼此物理地分开。结果，不同于共用芯中心的第一线圈单元121和第二线圈单元122，第三线圈单元123和第四线圈单元124不共用芯中心，而是在分别不同的位置构成芯中心。第三线圈单元123和第四线圈单元124的芯中心可设置为形成在第一通孔111h和第二通孔112h中。因此，当第一通孔111h和第二通孔112h在主体1的长度方向L上彼此分开时，第三线圈单元123和第四线圈单元124在主体1的长度方向L上彼此分开。由于第三线圈单元123和第四线圈单元124布置为彼此分开并且不共用芯中心，所以第三线圈单元123和第四线圈单元124的耦合系数小于大约0.1的水平。

在第一线圈单元121和第二线圈单元122以及第三线圈单元123和第四线圈单元124的布置彼此组合的电感器100的情况下，耦合系数可被控制为大约0.1至0.9的水平。当增大第一线圈单元121和第二线圈单元122的线圈匝的数量时，电感器100的耦合系数将增大，并且当增大第三线圈单元123和第四线圈单元124的线圈匝的数量时，电感器100的耦合系数将减小。然而，当通过改变线圈单元的线圈匝的数量来控制耦合系数时，该控制是不合适的，因为需要进行附加的改变(诸如电感器的总体尺寸、用于缠绕线圈的设备设施以及支撑构件的尺寸改变)。

因此，本公开的电感器100被设计为通过区分包封件的磁导率来控制耦合系数。在这种情况下，可在0.1至0.9的水平的范围内自由地控制耦合系数，而不改变构造或附加的设备设施的尺寸。包封件包括具有磁性质的材料，例如，包封件可具有磁性金属颗粒、铁氧体颗粒等分散在树脂中的结构。此外，包封件可具有多个磁性片被层叠的层叠结构，并且可具有填充有包括磁性颗粒的浆料的结构。

参照图3，根据本公开的示例性实施例，包封件13包括与第一线圈单元121和第二线圈单元122相邻的第一包封件131以及与第三线圈单元123和第四线圈单元124相邻的第二包封件132。第一包封件131和第二包封件132具有彼此不同的界面，这意味着第一包封件131和第二包封件132分别具有不同的材料性质。不同的材料性质意味着包含在第一包封件131和第二包封件132中的磁性颗粒的种类彼此不同，或者在包含相同种类的磁性颗粒时磁性颗粒在相应的树脂中的填充率不同，但不限于此。第一包封件131和第二包封件132可在第一包封件131和第二包封件132的各自的磁导率内无限制地变形。

第一包封件131与第二包封件132之间的界面可形成在支撑构件11的第一表面与第二表面之间的位置。在这种情况下，支撑构件11可设置在电感器的在厚度方向T的中央，这意味着第一包封件131和第二包封件132的厚度是相同的。虽然通过示例的方式示出了第一包封件131和第二包封件132的厚度相同的情况，但是可根据需要精细地调整第一包封件131和第二包封件132的厚度比。

当第一包封件131的磁导率大于第二包封件132的磁导率时，第一线圈单元121和第二线圈单元122的耦合系数的影响变得相对强，结果，电感器100的耦合系数增大。另一方面，当第一包封件131的磁导率小于第二包封件132的磁导率时，第三线圈单元123和第四线圈单元124的耦合系数的影响变得相对强，结果，电感器100的耦合系数减小。

如上所述，在区分第一包封件131和第二包封件132的磁导率并保持包封件13的总体尺寸的同时，可根据需要通过改变第一包封件131和第二包封件132之间的体积比来精细地控制耦合系数。

下面的表1示出了耦合系数(k)随第一包封件131和第二包封件132的各自的磁导率的改变而改变。

[表1]

从表1可看出，由于第一线圈单元121、第二线圈单元122、第三线圈单元123和第四线圈单元124的线圈匝的数量或形状没有改变，所以Rdc值不会随包封件13的磁导率的改变而改变。

根据表1，当第一包封件131的磁导率增大且第二包封件132的磁导率相对减小时，与第一包封件131相邻的第一线圈单元121和第二线圈单元122的耦合系数的影响增大，结果，电感器100的耦合系数增大。然而，当第一包封件131的磁导率减小且第二包封件132的磁导率相对增大时，与第二包封件132相邻的第三线圈单元123和第四线圈单元124的耦合系数的影响增大，结果，电感器100的耦合系数减小。

如上所述，通过区分第一包封件131和第二包封件132的磁导率，考虑到应用和设定结构，可容易地控制电感器100的耦合系数。具体地，通过用双线结构缠绕第一线圈单元121和第二线圈单元122并将第三线圈单元123和第四线圈单元124设置为在一定程度上分开，电感器100的耦合系数可被精细地控制在大约0.1至0.9的水平的耦合系数内。

此外，第一线圈单元121通过第一通路孔111v连接到第三线圈单元123，且第二线圈单元122通过第二通路孔112v连接到第四线圈单元124。在这种情况下，第一通路孔111v和第二通路孔112v需要用具有优异的导电性的材料填充。

第一线圈单元121和第二线圈单元122可包括相同线圈图案的线宽度和长度，第三线圈单元123和第四线圈单元124可包括相同线圈图案的线宽度和长度。

另一方面，第一线圈单元121的一端连接到第一外部电极21，第一线圈单元121的另一端连接到与第三线圈单元123连接的第一通路孔111v的内部，第二线圈单元122的一端连接到第二外部电极22，第二线圈单元122的另一端连接到与第四线圈单元124连接的第二通路孔112v的内部。类似地，第三线圈单元123的一端连接到第三外部电极23，第三线圈单元123的另一端连接到与第一线圈单元121连接的第一通路孔111v的内部，第四线圈单元124的一端连接到第四外部电极24，第四线圈单元124的另一端连接到与第二线圈单元122连接的第二通路孔112v的内部。

第一外部电极21和第三外部电极23可用作输入端子，第二外部电极22和第四外部电极24可用作输出端子。

接下来，图4是根据本公开的变型示例的电感器200的示意性侧视图。与图3的侧视图相比，图4的不同之处在于：第一包封件131和第二包封件132不利用不同的材料制成，而是第一包封件131和第二包封件132区分它们的厚度，以区分第一包封件131的磁导率和第二包封件132的磁导率。

为了便于说明，将省略图4中所示的电感器200的描述中的与图1至图3中所示的电感器100重复的内容。

参照图4，电感器200中的第一包封件2131和第二包封件2132利用相同的材料制成。如上所述，第一包封件2131和第二包封件2132利用相同的材料制成的事实意味着包含相同种类的金属磁粉和树脂。另一方面，第一包封件2131的厚度小于第二包封件2132的厚度。

第一包封件2131包封第一线圈单元2121和第二线圈单元2122，第二包封件2132包封第三线圈单元2123和第四线圈单元2124。因此，与第一包封件2131和第二包封件2132的厚度彼此相等的情况相比，耦合系数进一步减小。

另一方面，虽然没有明确示出，但是当第一包封件2131的厚度大于第二包封件2132的厚度时，与第一包封件2131和第二包封件2132的厚度相等的情况相比，耦合系数可进一步增大。

以这种方式，在不修改第一线圈单元2121、第二线圈单元2122、第三线圈单元2123和第四线圈单元2124的结构的情况下，可容易地控制电感器200的耦合系数。

如上所述，根据本公开中的示例性实施例，可提供可在0.1至0.9的范围内容易地调整电感器的耦合系数的电感器。

在此使用的术语“示例性实施例”不是指相同的示例性实施例，而是被提供以强调与另一示例性实施例不同的特定特征或特性。然而，在此提供的示例性实施例将被认为能够通过整体或部分地彼此组合来实现。例如，除非在此提供了相反或矛盾的描述，否则即使在特定的示例性实施例中描述的一个元件没有在另一示例性实施例中被描述，也可被理解为与另一示例性实施例相关的描述。

在此使用的术语仅用于描述示例性实施例而不是限制本公开。在这种情况下，除非上下文另有说明，否则单数形式包括复数形式。

虽然上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离如所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可进行修改和变型。

Claims (14)

1.一种电感器，包括：

主体，包括支撑构件、第一线圈单元和第二线圈单元、第三线圈单元和第四线圈单元以及包封件，所述支撑构件具有第一通孔、第二通孔、第一通路孔和第二通路孔，所述第一通路孔和所述第二通路孔与所述第一通孔和所述第二通孔分开，所述第一线圈单元和所述第二线圈单元设置在所述支撑构件的第一表面上，所述第三线圈单元和所述第四线圈单元设置在所述支撑构件的面对所述第一表面的第二表面上，所述包封件包封所述支撑构件以及所述第一线圈单元、所述第二线圈单元、所述第三线圈单元和所述第四线圈单元并且包括磁性材料；以及

第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，在所述主体的外表面上分别连接到所述支撑构件以及所述第一线圈单元、所述第二线圈单元、所述第三线圈单元和所述第四线圈单元，

其中，所述包封件包括第一包封件和第二包封件，并且

其中，所述第一包封件的磁导率与所述第二包封件的磁导率不同。

2.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第一线圈单元和所述第二线圈单元缠绕在同一平面上。

3.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第三线圈单元和所述第四线圈单元缠绕在同一平面上。

4.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第一线圈单元通过所述第一通路孔连接到所述第三线圈单元。

5.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第二线圈单元通过所述第二通路孔连接到所述第四线圈单元。

6.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第一通孔与所述第二通孔分开。

7.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第一线圈单元和所述第二线圈单元被缠绕为共用芯中心。

8.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第三线圈单元的芯中心形成在所述第一通孔中，且所述第四线圈单元的芯中心形成在所述第二通孔中。

9.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第一包封件和所述第二包封件之间的界面设置在所述支撑构件的所述第一表面和所述第二表面之间。

10.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第一包封件中包含的磁性材料与所述第二包封件中包含的磁性材料不同。

11.如权利要求1所述的电感器，其中，所述第一包封件中包含的磁性材料与所述第二包封件中包含的磁性材料相同。

12.如权利要求11所述的电感器，其中，所述第一包封件的厚度小于所述第二包封件的厚度。

13.如权利要求11所述的电感器，其中，所述第一包封件的厚度大于所述第二包封件的厚度。

14.如权利要求11所述的电感器，其中，磁性颗粒在所述第一包封件的树脂中的填充率与磁性颗粒在所述第二包封件的树脂中的填充率不同。