CN111788642B - 电感器结构及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种设备包括：磁芯，包括由第一磁分量和第二磁分量组成的第一桥臂和第二桥臂，其中，第一间隙和第二间隙位于所述第一磁分量和所述第二磁分量之间，分别在所述第一桥臂和所述第二桥臂上；第一绕组，沿逆时针方向缠绕在所述第一条桥臂上；以及第二绕组，沿顺时针方向缠绕在所述第二桥臂上。

Description

电感器结构及其形成方法
本申请要求于2017年7月19日递交的发明名称为“电感器结构及其形成方法”的第15/653,805号美国专利申请案的优先权，其全部内容通过引用的方式并入在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种电感器，尤其涉及一种用于低近场辐射电感器的装置及方法。
背景技术
磁性设备包括变压器、电感器等。磁性设备通常包括由合适的铁氧体、铁粉和/或其他磁性材料构成的磁芯。所述磁性设备还可以包括一个或多个导电绕组。绕组和经过绕组的电流可以生成磁场，也称为磁通量。在普通设计中，磁芯通常与周围介质(例如空气)相比具有较高的磁导率。因此，磁芯约束磁通量，形成封闭的磁通量通路。磁通量提供了一种存储、传输或释放电磁能量的介质。
电感器广泛应用于电力电子产业。电感器可以包括围绕磁芯(例如环形磁芯)的绕组。绕组生成磁力，使得磁场或磁通量发生作用。绕组生成的主要磁通量受磁芯的限制。
电感器磁芯的磁性材料的磁导率大于周围介质(例如空气)的磁导率。但是绕组和磁芯之间无法完全耦合。绕组和较低磁导率的周围介质之间可能存在漏磁路径。绕组和周围介质之间的耦合可能会产生磁通量泄漏。
发明内容
为了解决或规避这些和其他问题，以及实现技术优点，本发明优选实施例提供一种低近场辐射电感器。
根据一实施例，一种装置包括：磁芯，包括由第一磁分量和第二磁分量组成的第一桥臂和第二桥臂，其中，第一间隙在所述第一桥臂上，位于所述第一磁分量和所述第二磁分量之间；第一绕组，缠绕在所述第一条桥臂上；以及第二绕组，缠绕在所述第二桥臂上，其中，所述第一绕组和所述第二绕组用于流动电流，生成所述第一桥臂上的第一磁通量和所述第二桥臂上的第二磁通量；以及所述第一绕组生成的所述第一磁通量和所述第二绕组生成的所述第二磁通量方向相反。
根据一实施例，一种方法包括：在印刷电路板上形成第一开口和第二开口，其中，所述第一开口和所述第二开口分别用于容纳磁芯的第一桥臂和第二桥臂；在所述第一开口和所述第二开口之间设置第一迹线；将所述第一迹线分为沿逆时针方向缠绕在所述第一开口上的第二迹线和沿顺时针方向缠绕在所述第二开口上的第三迹线，其中，所述第二迹线到第一过孔结束，所述第三迹线到第二过孔结束；在所述第一开口和所述第二开口之间设置第四迹线，其中，所述第四迹线从所述第一过孔和所述第二过孔开始；以及将所述第四迹线分为沿逆时针方向缠绕在所述第一开口上的第五迹线和沿顺时针方向缠绕在所述第二开口上的第六迹线，其中，所述第五迹线到第三过孔结束，所述第六迹线到第四过孔结束。
根据又一实施例，一种设备包括：第一磁芯，包括由第一磁分量和第二磁分量组成的第一桥臂和第二桥臂，其中，第一间隙和第二间隙位于所述第一磁分量和所述第二磁分量之间，分别在所述第一桥臂和所述第二桥臂上；以及第一绕组，沿逆时针方向缠绕在所述第一条桥臂上。
本发明实施例的优点是提供一种低近场辐射电感器。
上文相当宽泛地概述了本发明实施例的特征和技术优点，目的是让人能更好地理解下文对本发明的详细描述。下文中将描述本发明的额外特征和优点，其形成本发明的权利要求所要求保护的主题。所属领域的技术人员应了解，所公开的概念和具体实施例可容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构或过程的基础。所属领域的技术人员还应了解，此类等效构造不脱离所附权利要求书中所提出的本发明的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
图1示出了本发明实施例提供的有气隙的电感器；
图2示出了本发明实施例提供的分别进行主磁通量和漏磁通量的磁路；
图3示出了本发明实施例提供的如图2所示的电感器的磁等效电路；
图4示出了本发明实施例提供的有两个气隙的电感器；
图5示出了本发明实施例提供的进行主磁通量和两个漏磁通量的磁路；
图6示出了本发明实施例提供的如图5所示的电感器的磁等效电路；
图7示出了本发明实施例提供的如图5所示的电感器绕组在印刷电路板上的实现方式；
图8示出了本发明实施例提供的在印刷电路板布局上有两个桥臂的电感器的绕组的另一种实现方式；
图9示出了本发明实施例提供的由两个电感器组成的电感器设备的俯视图；
图10示出了本发明实施例提供的如图9所示的电感器设备的前视图；
图11示出了本发明实施例提供的如图9所示的电感器设备的磁等效电路；以及
图12示出了本发明实施例提供的用于形成如图8所示的电感器布局的方法流程图。
除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。
具体实施方式
下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。但应理解，本发明提供的许多适用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
以下结合特定上下文描述本发明的优选实施例，即用于电源转换器或满足严格EMI要求的电源***的低漏电感器。但是，本发明也可应用于各种电源转换器或电源***，包括隔离电源转换器(例如正激转换器)、非隔离电源转换器(例如降压转换器)、滤波电路、线性调节器、交流/直流***(例如电源因子校正电路)等。以下将结合附图详细说明各实施例。
图1示出了本发明实施例提供的有气隙的电感器。所述电感器100包括由第一磁分量102和第二磁分量104形成的磁芯。在一些实施例中，所述第一磁分量102为第一U形磁芯。所述第二磁分量104为第二U形磁芯。在其他实施例中，所述第一磁分量102和所述第二磁分量104可以为其他合适的磁芯，例如EI芯、PQ芯等。
所述第一磁分量102包括第一基座120、第一接线柱121和第二接线柱122。同样地，所述第二磁分量104包括第二基座140、第三接线柱141和第四接线柱142。
如图1所示，所述第二接线柱122的高度大于所述第一接线柱121的高度。所述第一接线柱121和所述第二接线柱122之间的高度差为H1。在一些实施例中，H1在约0.1mm～1mm的范围内。
如图1所示，所述第四接线柱142的高度大于所述第三接线柱141的高度。所述第四接线柱142和所述第三接线柱141之间的高度差为H2。在一些实施例中，H2在约0.1mm～1mm的范围内。
需要说明的是，上述所使用的尺寸(例如H1和H2)仅仅是一种说明，并不旨在限定本发明实施例为任意特定的尺寸。本领域技术人员可以理解尺寸(例如高度差H1)可以根据不同设计需求和应用而有所不同。
可以使用粘合剂等合适的材料将所述第一磁分量102和所述第二磁分量104粘合在一起。在粘合过程中，所述第一磁分量102放在所述第二磁分量104上。具体地，所述第二接线柱122与所述第四接线柱142相接触。所述第二接线柱122和所述第四接线柱142之间可以设置一个合适的粘合剂，将所述第一磁分量102和所述第二磁分量104粘合在一起。如图1所示，由于存在高度差H1和H2，所述第一接线柱121和所述第三接线柱141之间有一个气隙116。
如图1所示，在所述第一磁分量102粘合在所述第二磁分量104上后，所述磁芯包括两个桥臂，即第一桥臂171和第二桥臂172。所述第一桥臂171由所述第一接线柱121和所述第三接线柱141形成，并连接在所述第一基座120和所述第二基座140之间。所述气隙116在所述第一桥臂171上。
所述第二桥臂172由所述第二接线柱122和所述第四接线柱142组成，并连接在所述第一基座120和所述第二基座140之间。所述第二接线柱122与所述第四接线柱142之间的接口上可能有一些粘合材料。所述粘合材料可作为所述第二接线柱122与所述第四接线柱142之间的薄气隙。所述薄气隙对所述电感器100的电磁特性影响有限。因此，为了简单起见，在本文中省略了由粘合材料产生的气隙。
在一实施例中，所述电感器100的磁芯由高磁导率的磁性材料制成，例如铁氧体、铁粉、其他合适的电源材料和/或以上材料的任意组合等。在一实施例中，所述磁芯由铁氧体等制成。具体地，当所述电感器100用于高频率应用时，由铁氧体制成的所述电感器100可能有低能量损耗。另一方面，在另一实施例中，所述电感器100由铁粉或其他粉末金属材料制成。在低频率应用中，铁粉芯可能比对应的铁氧体芯的饱和磁通量密度更大，因此选择了由铁粉制成的电感器100。
所述电感器100包括一个缠绕在磁芯上的绕组，如图1所示。所述绕组从第一端112开始，到第二端114结束。所述绕组缠绕在所述第一桥臂171上，所述第一桥臂有气隙116。如图1所示，所述绕组有五匝。第一匝绕缠绕在所述第三接线柱141上，在所述第二基座140上方。所述绕组的第五匝缠绕在所述第一接线接线柱121上，在所述第一基座120下方。所述绕组位于磁芯的桥臂部分(例如所述第一桥臂171)内。
需要说明的是，当磁芯只有一个气隙时，所述绕组和所述气隙116位于磁芯的同一个桥臂上。还需要说明的是，图1示出了五匝的电感器100，所述电感器100可以容纳任意数量的匝。
还需要说明的是，图1所示的绕组仅仅是一个示例，不旨在对权利要求书范围作不适当地限制。本领域普通技术人员应了解，所作的任何变化、等同替换、修改等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，图1所示的绕组可以由印刷电路板上形成的多个迹线和过孔代替。
图2示出了本发明实施例提供的分别进行主磁通量和漏磁通量的磁路。图2的电感器结构与图1类似。为避免重复，图2所示电感器的结构在此不再赘述。
磁芯的磁性材料的磁导率可以大于周围介质(例如空气)的磁导率。但是绕组和磁芯之间无法完全耦合。绕组与周围介质的耦合可能生成漏磁通量。
如图202所示，在电流流经所述磁芯的绕组后，第一磁通量流经磁芯，第二磁通量流经空气。所述第一磁通量在本文中也称为主磁通量。所述第二磁通量在本文中也称为漏磁通量。如图2所示，在有气隙116的桥臂中，所述主磁通量的方向与所述漏磁通量的方向相同。
图204为所述磁芯的俯视图。交叉表示磁通量流入平面，点表示磁通量从平面流出。如俯视图204所示，所述主磁通量ΦC和所述漏磁通量流向有气隙116的所述桥臂。所述主磁通量从所述桥臂流出，没有气隙。所述主磁通量ΦC在所述磁芯和所述气隙116形成的闭环路径中。所述漏磁通量的方向在空气中有一个点。
图3示出了本发明实施例提供的如图2所示的电感器的磁等效电路。当电流流入所述绕组后，图2所示的所述绕组生成磁动势Ni。第一磁阻RC基于所述磁芯的磁特性建模(如图2所示)。第二磁阻RG基于所述气隙116的磁特性建模(如图2所示)。第三磁阻RA基于空气等周围介质的磁特性建模。
在一些实施例中，利用电路理论中类似于欧姆定律的磁路理论，漏磁通量可以定义为：
Figure BDA0002365255100000041
上述方程式说明，只要RA远远大于RC，RG远远大于RC，则漏磁通量很小。通过选择高磁导率的芯材，可以满足这一要求。
图4示出了本发明实施例提供的有两个气隙的电感器。图4所示的磁芯和图1类似，不同之处在于磁芯的每个桥臂都有气隙。如图4所示，第一气隙412设置在所述磁芯的第一桥臂471上。第二气隙414设置在所述磁芯的第二桥臂472上。在一些实施例中，所述第一气隙的高度约等于所述第二气隙的高度。
需要说明的是，图4所示的气隙仅仅是一种说明，并不旨在限定本发明实施例为任意特定的气隙。本领域普通技术人员应了解，所作的任何变化、等同替换、修改等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，可以通过在所述磁芯的两半之间设置合适的间隙垫片来产生气隙。此外，所述磁芯可以为具有分布气隙的铁粉芯。
所述电感器的绕组包括两部分。所述绕组的第一部分从第一端402开始，到内部端403结束。所述绕组的第二部分从内部端403开始，到第二端404结束。所述绕组的第一部分和第二部分通过内部端403串联。
如图4所示，所述绕组的第一部分缠绕在所述磁芯的第一桥臂471上。所述绕组的第一部分有五匝。如俯视图所示，所述绕组的第一部分沿逆时针方向缠绕在所述第一桥臂471上。所述绕组的第二部分缠绕在所述磁芯的第二桥臂472上。所述绕组的第二部分有五匝。如俯视图所示，所述绕组的第二部分沿顺时针方向缠绕在所述第二桥臂472上。
图5示出了本发明实施例提供的进行主磁通量和两个漏磁通量的磁路。图5的电感器结构与图4类似。为避免重复，图5所示电感器的结构在此不再赘述。
如第一图502所示，流经所述绕组第一部分的电流和流经所述绕组第二部分的电流方向相反。因此，所述绕组的这两部分生成的对应磁通量方向相反。所述电感器的绕组导通电流后，在所述磁芯和两个气隙412和414形成的闭环路径中生成主磁通量ΦC。所述电感器绕组的两部分可以在所述磁芯外的一个点上生成两个漏磁通量。具体地，第一漏磁通量ΦLK1是通过所述绕组的第一部分与周围介质的耦合生成的。同样地，第二漏磁通量ΦLK2是通过所述绕组的第二部分与周围介质的耦合生成的。
第二图504示出了通量方向。在第一桥臂471上，所述主磁通量和所述第一漏磁通量都从点指示的平面出来。在第二桥臂472上，所述主磁通量和所述第二漏磁通量都进入交叉指示的位置。
所述第一桥臂471和所述第二桥臂472上的主磁通量在所述磁芯内形成闭合路径。在所述磁芯外，所述第一漏磁通量ΦLK1和所述第二漏磁通量ΦLK2方向相反。因此，所述第一漏磁通量ΦLK1和所述第二漏磁通量ΦLK2在所述电感器外的点上被消除。
图5所示的所述电感器的一个优点是，由于消除了所述第一漏磁通量ΦLK1和所述第二漏磁通量ΦLK2，所述电感器的近场辐射减小。减小的近场辐射有助于减小与所述电感器相邻的磁场的强度。因此，所述电感器可以满足电磁干扰(electromagneticinterference，EMI)的要求。
图6示出了本发明实施例提供的如图5所示的电感器的磁等效电路。图5所示的电感器绕组有N个匝。所述N个匝在缠绕在所述第一桥臂471上的第一部分和缠绕在所述第二桥臂472上的第二部分之间分开。
所述第一桥臂的第一磁动势Ni/2由所述绕组的第一部分生成。所述第二桥臂的第二磁动势Ni/2由所述绕组的第二部分生成。如图6所示，所述第一磁动势和所述第二磁动势方向相反。
第一磁阻RCa和第二磁阻RCb是基于所述磁芯的磁特性建模的。所述第一桥臂的第三磁阻RG/2和所述第二桥臂的第四磁阻RG/2分别基于气隙412和414的磁特性建模。第五磁阻RAa1、第六磁阻RAa2、第七磁阻RAb1、第八磁阻RAb2和第九磁阻RAab基于空气等周围介质的磁特性建模。
通过选择一种高磁导率的芯材，所述气隙和所述周围介质的磁阻远远大于所述磁芯的磁阻。即，RCa和RCb小到可以短路两个磁动势。如图6所示，由于图5所示的电流方向相反，两个磁动势异相。
在一些实施例中，通过叠加定理，总漏磁通量为所述第一漏磁通量ΦLK1和所述第二漏磁通量ΦLK2之和。由于所述第一漏磁通量ΦLK1和所述第二漏磁通量ΦLK2被消除，总漏磁通量约等于零。更具体地，在所述电感器外的点上的总漏磁通量等于两个磁动势所生成的通量之和。由于两个磁动势异相，所述第一漏磁通量ΦLK1和所述第二漏磁通量ΦLK2被消除，总漏磁通量约等于零。
图7示出了本发明实施例提供的如图5所示的电感器绕组在印刷电路板上的实现方式。印刷电路板包括多个层。所述印刷电路板上形成第一开口750和第二开口760。在一些实施例中，所述第一开口750和所述第二开口760分别用于容纳图5所示电感器的第一桥臂471和第二桥臂472。
图781示出了所述印刷电路板的第一层布局。图782示出了所述印刷电路板的第二层布局。图783示出了所述印刷电路板的第三层布局。在一些实施例中，所述第二层位于所述第一层之上。所述第三层位于所述第二层之上。
需要说明的是，图7的每个图都示出了所述印刷电路板的一层，但是单层可以由并联的多个层代替。例如，所述印刷电路板可以包括12层。图781所示的层由并联的四层组成。换句话说，四层的每一层都有相同的布局，内部过孔将这四层连接在一起。
如图5所示，所述电感器可以有很多匝数。所述电感器的匝数可以根据不同设计需求和应用而有所不同。图7示出了具有六匝的电感器的布局。
所述电感器的绕组从第一端702开始，到第二端720结束。在第一层上，所述绕组沿逆时针方向缠绕在第一开口750上。所述绕组到第一焊盘704结束。如图7所示，所述第一焊盘704通过两个过孔733和734与第二层的第二焊盘706连接。在第二层上，所述绕组从所述第二焊盘706开始，到第三焊盘708结束。在第二层上，所述绕组沿逆时针方向缠绕在所述第一开口750上。所述第三焊盘708通过两个过孔731和732与第三层的第四焊盘710连接。
在第三层上，所述绕组从所述第四焊盘710开始。所述绕组沿逆时针方向缠绕在所述第一开口750上，然后沿顺时针方向缠绕在所述第二开口760上。所述第三层上有两匝。在左侧，第一匝缠绕在所述第一个开口750上。在右侧，第二匝缠绕在所述第二个开口760上。所述第一匝和所述第二匝串联。如图7所示，在第三层上所述绕组到第五焊盘712结束。所述第五焊盘712通过两个过孔735和736与第二层的第六焊盘714连接。
在第二层上，所述绕组从所述第六焊盘714开始，到第七焊盘716结束。在第二层上，所述绕组沿顺时针方向缠绕在所述第二开口760上。所述第七焊盘716通过两个过孔737和738与第一层的第八焊盘718连接。
在第一层上，所述绕组从所述第八焊盘718开始，到所述第二端720结束。在第一层上，所述绕组沿顺时针方向缠绕在所述第二开口760上。
如图7所示，每一层包括两匝。缠绕在所述第一开口750上的匝和缠绕在所述第二开口760上的匝方向相反。此外，在每一层上，缠绕在所述第一开口750上的匝的一部分与缠绕在所述第二开口760上的匝的一部分紧邻且平行。这两部分占用所述第一开口750和所述第二开口760之间的空间。
如图7所示，这些过孔分为两组。第一组包括设置在一行中的过孔731、732、733和734。第二组包括设置在一行中的过孔735、736、737和738。此外，过孔731～737水平对齐。
需要说明的是，图7仅示出了用于连接不同层的两个焊盘的两个过孔。本文中所示的过孔数量仅用于清楚地说明实施例的创造性。本发明不限于任意特定数量的过孔。
图8示出了本发明实施例提供的在印刷电路板布局上有两个桥臂的电感器的绕组的另一种实现方式。图8所示的印刷电路板和图7类似，不同之处在于印刷电路板有六层。需要说明的是，图8所示的每一层都可以被并联的多个层替换。例如，所述印刷电路板可以包括12层。图881所示的层由并联的两层组成。
在一些实施例中，所述电感器由两个绕组组成。第一绕组沿逆时针方向缠绕在所述第一开口750上有六匝。第二绕组沿顺时针方向缠绕在所述第二开口760上有六匝。所述第一绕组和所述第二绕组并联。所述印刷电路板有六层。每一层有两匝。
在第一层881上，第一迹线从第一端800开始，分为沿逆时针方向缠绕在所述第一开口750上的第二迹线和沿顺时针方向缠绕在所述第二开口760上的第三迹线。如图8所示，所述第二迹线到第一焊盘802结束，所述第三迹线到第二焊盘812结束。所述第一焊盘802通过过孔835与第二层882的第三焊盘810连接。同样地，所述第二焊盘812通过过孔836与所述第二层882的第三焊盘810连接。
在所述第二层882上，第四迹线从所述第三焊盘810开始，分为沿逆时针方向缠绕在所述第一开口750上的第五迹线和沿顺时针方向缠绕在所述第二开口760上的第六迹线。如图8所示，所述第五迹线到第四焊盘803结束，所述第六迹线到第五焊盘813结束。
883、884、885和886层的布局与881和882层的布局类似。更具体地，一个迹线从一个焊盘(例如焊盘830、845和850)开始，分为两个迹线。第一迹线沿逆时针方向缠绕在所述第一开口750上，第二迹线沿顺时针方向缠绕在所述第二开口760上。通过多个过孔831、832、833、834、835、836、837、838、839和840连接不同层的焊盘。
图9示出了本发明实施例提供的由两个电感器组成的电感器设备的俯视图。第一电感器902紧邻第二电感器908。如俯视图所示，所述第一电感器902和所述第二电感器908并联设置。所述第一电感器902的磁芯有两个桥臂901和903。同样地，所述第二电感器908的磁芯有两个桥臂907和909。
在一些实施例中，所述第一电感器902和所述第二电感器908有和图5-图6类似的磁芯结构。所述第一电感器902和所述第二电感器908的绕组结构和图1-图2类似。换句话说，每个电感器的磁芯有两个气隙。所述绕组只缠绕在所述电感器的一个桥臂上。
在一些实施例中，所述第一电感器902的绕组仅缠绕在所述桥臂901上。所述第二电感器908的绕组只缠绕在所述桥臂907上。流经所述第一电感器902绕组的电流和流经所述第二电感器908绕组的电流方向相反。
如图9所示，所述第一电感器902的所述桥臂901生成的主磁通量ΦC1和所述第二电感器908的所述桥臂907生成的主磁通量ΦC2方向相反。同样地，缠绕在所述第一电感器902的所述桥臂901上的绕组生成的漏磁通量ΦLK1和缠绕在所述第二电感器908的所述桥臂907上的绕组生成的漏磁通量ΦLK2方向相反。由于两个相邻桥臂的通量异相，可以部分消除所述电感器设备外的漏磁通量。
在一些实施例中，所述第一电感器902的绕组和所述第二电感器908的绕组串联。
图9所示的电感器结构的一个优点是所述电感器结构可以用作共模电感器，更好地衰减共模噪声。
图10示出了本发明实施例提供的如图9所示的电感器设备的前视图。第一图1001为第一电感器902的前视图。第二图1002为第二电感器908的前视图。
如第一图1001所示，所述第一电感器902包括两个气隙。第一气隙916在所述桥臂901上。第二气隙918在所述桥臂903上。绕组缠绕在所述桥臂901上，如图10所示。电流从第一端914到第二端912流经所述绕组。流经所述绕组的电流生成第一主磁通量ΦC1和第一漏磁通量ΦLK1。所述第一主磁通量ΦC1限制在所述磁芯中，所述磁芯为闭合通量路径。所述第一漏磁通量ΦLK1流经空气。
如第二图1002所示，所述第二电感器908包括两个气隙。第一气隙926在所述桥臂907上。第二气隙928在所述桥臂909上。绕组缠绕在所述桥臂907上，如图10所示。电流从第三端922到第四端924流经所述绕组。流经所述绕组的电流生成第二主磁通量ΦC2和第二漏磁通量ΦLK2。所述第二主磁通量ΦC2限制在所述磁芯中，所述磁芯为闭合通量路径。所述第二漏磁通量ΦLK2流经空气。
如图10所示，所述第一电感器902绕组中的电流和所述第二电感器908绕组中的电流方向相反。因此，所述第一电感器902的所述桥臂901生成的第一主磁通量ΦC1和所述第二电感器908的所述桥臂907生成的第二主磁通量ΦC2方向相反。同样地，缠绕在所述第一电感器902的所述桥臂901上的绕组生成的第一漏磁通量ΦLK1和缠绕在所述第二电感器908的所述桥臂907上的绕组生成的第二漏磁通量ΦLK2方向相反。由于两个相邻桥臂(如图9所示)的通量异相，可以部分消除所述电感器设备外的漏磁通量。
图11示出了本发明实施例提供的如图9所示的电感器设备的磁等效电路。由于所述电感器902和908在两个独立的磁芯上形成，图10所示的磁等效电路包括两个独立的部分。第一部分由所述第一电感器902形成。第二部分由所述第二电感器908形成。图10所示的磁阻和磁动势与图6类似，在此不再赘述。
在一些实施例中，当RAa1等于RAb1、RAa2等于RAb2时，可以完全消除电感器设备外的漏磁通量。当漏磁通量监测点位于两个电感器的中心线时，可以满足此种磁阻关系。否则，只能部分消除电感器设备外的漏磁通量。
图1、图4和图9所示的电感器结构的一个优点是所述电感器结构能够减小近场辐射。和传统电感器设备在两个桥臂上有两个气隙和缠绕在一个桥臂上的绕组的情况相比，图1、图4和图9所示的电感器结构可以改善近场辐射。在离电感器设备约7cm处，在垂直于所述电感器所在平面的z方向约0cm处，采用图1所示的电感器结构可以减小约17dB的近场辐射。采用图4所示的电感器结构和图7所示的绕组布局时，可以减小约32dB的近场辐射。采用图4所示的电感器结构和图8所示的绕组布局时，可以减小约30dB的近场辐射。此外，当采用图9所示的电感器结构时，可以减小约10dB的近场辐射。
图12示出了本发明实施例提供的用于形成如图8所示的电感器布局的方法流程图。图12所示的流程图仅仅是一个示例，不旨在对权利要求书范围作不适当地限制。本领域普通技术人员应了解，所作的任何变化、等同替换、修改等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，可以增加、删除、替换、重新排序和重复图12所示的步骤。
步骤1202：在印刷电路板上形成第一开口和第二开口。在一些实施例中，所述第一开口和所述第二开口分别用于容纳磁芯的第一桥臂和第二桥臂。所述第一开口和所述第二开口如图8所示(例如所述开口750和760)。
步骤1204：在所述第一开口和所述第二开口之间设置第一迹线，如图8所示(例如在所述层881上的所述第一开口750和所述第二开口760之间的迹线)。
步骤1206：将所述第一迹线分为沿逆时针方向缠绕在所述第一开口上的第二迹线和沿顺时针方向缠绕在所述第二开口上的第三迹线，如图8所示(例如在所述层881上缠绕在所述第一开口750和所述第二开口760上的迹线)。所述第二迹线到第一过孔结束，所述第三个迹线到第二过孔结束(例如在所述层881上的所述过孔835和836)。
步骤1208：在所述第一开口和所述第二开口之间设置第四迹线，如图8所示(例如在所述层882上的所述第一开口750和所述第二开口760之间的迹线)。所述第四个迹线从第一过孔和第二过孔开始。
步骤1210：将所述第四迹线分为沿逆时针方向缠绕在所述第一开口上的第五迹线和沿顺时针方向缠绕在所述第二开口上的第六迹线(例如在所述层882上缠绕在所述第一开口750和第二开口760上的迹线)。所述第五迹线到第三过孔结束，所述第六迹线到第四过孔结束(例如在所述层882上的所述过孔834和837)。
虽然已详细地描述了本发明实施例及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。
例如，一实施例公开了一种装置，包括：磁芯模块，包括由第一磁分量模块和第二磁分量模块组成的第一桥臂和第二桥臂，其中，第一间隙在所述第一桥臂上，位于所述第一磁分量模块和所述第二磁分量模块之间；第一绕组模块，缠绕在所述第一条桥臂上；以及第二绕组模块，缠绕在所述第二桥臂上。在一些实施例中，所述第一绕组模块和所述第二绕组模块用于流动电流，生成所述第一桥臂上的第一磁通量和所述第二桥臂上的第二磁通量，以及所述第一绕组模块生成的所述第一磁通量和所述第二绕组模块生成的所述第二磁通量方向相反。
此外，本发明的范围并不限定于说明书中所述的过程、机器、产品、物质组成、模块、方法和步骤的具体实施例。所属领域的一般技术人员容易理解，根据本发明使用现有的或即将开发出的、具有与本文所描述的相应实施例实质相同的功能，或能够取得与所述实施例实质相同的结果的过程、机器、产品、物质组成、模块、方法或步骤。相应地，所附权利要求范围包括这些过程、机器、产品、物质组成、模块、方法或步骤。

Claims (15)

1.一种电感器，其特征在于，包括：
磁芯，包括由第一磁分量和第二磁分量组成的第一桥臂和第二桥臂，其中，第一间隙在所述第一桥臂上，位于所述第一磁分量和所述第二磁分量之间；
第一绕组，缠绕在所述第一桥臂上；以及
第二绕组，缠绕在所述第二桥臂上，其中，
所述第一绕组和所述第二绕组用于流动电流，生成所述第一桥臂上的第一磁通量和所述第二桥臂上的第二磁通量；以及
所述第一绕组生成的所述第一磁通量和所述第二绕组生成的所述第二磁通量方向相反；以及
所述第一绕组和所述第二绕组包括印刷电路板中形成的多个迹线，所述印刷电路板包括第一层和第二层，其中，
第一迹线从所述第一层上的第一焊盘开始，分为沿逆时针方向缠绕在所述磁芯第一桥臂上的第二迹线和沿顺时针方向缠绕在所述磁芯第二桥臂上的第三迹线，其中，所述第二迹线到第一过孔结束，所述第三迹线到第二过孔结束；以及
第四迹线从通过所述第一过孔和所述第二过孔与所述第一层连接的所述第二层上的第二焊盘开始，分为沿逆时针方向缠绕在所述磁芯第一桥臂上的第五迹线和沿顺时针方向缠绕在所述磁芯第二桥臂上的第六迹线，其中，所述第五迹线到第三过孔结束，所述第六迹线到第四过孔结束。
2.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，还包括：
第二间隙，在所述第二桥臂上，位于所述第一磁分量和所述第二磁分量之间。
3.根据权利要求2所述的电感器，其特征在于，
所述第一间隙的高度等于所述第二间隙的高度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电感器，其特征在于，
所述第一绕组的匝数等于所述第二绕组的匝数。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电感器，其特征在于，
所述磁芯是由铁氧体形成的。
6.根据权利要求1-3任一项所述的电感器，其特征在于，
所述第一磁分量为第一U形磁芯；以及所述第二磁分量为第二U形磁芯。
7.根据权利要求4所述的电感器，其特征在于，
所述第一绕组和所述第二绕组串联。
8.根据权利要求1-3任一项所述的电感器，其特征在于，
所述第一绕组包括沿逆时针方向缠绕在所述磁芯第一桥臂上的第一印刷电路板迹线；以及
所述第二绕组包括沿顺时针方向缠绕在所述磁芯第二桥臂上的第二印刷电路板迹线，其中，所述第一印刷电路板迹线的一部分与所述第二印刷电路板迹线的一部分紧邻且平行。
9.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，
所述第一迹线、所述第二迹线和所述第三迹线位于所述第一层；
所述第四迹线、所述第五迹线和所述第六迹线位于所述第二层，其中，所述第二层在所述第一层之上；
所述第二过孔紧邻所述第四过孔；以及
所述第一过孔紧邻所述第三过孔，其中，所述第一过孔、所述第二过孔、所述第三过孔和所述第四过孔水平对齐。
10.一种电感器的形成方法，其特征在于，包括：
在印刷电路板上形成第一开口和第二开口，其中，所述第一开口和所述第二开口分别用于容纳磁芯的第一桥臂和第二桥臂；
在所述第一开口和所述第二开口之间设置第一迹线；
将所述第一迹线分为沿逆时针方向缠绕在所述第一开口上的第二迹线和沿顺时针方向缠绕在所述第二开口上的第三迹线，其中，所述第二迹线到第一过孔结束，所述第三迹线到第二过孔结束；
在所述第一开口和所述第二开口之间设置第四迹线，其中，所述第四迹线从所述第一过孔和所述第二过孔开始；以及
将所述第四迹线分为沿逆时针方向缠绕在所述第一开口上的第五迹线和沿顺时针方向缠绕在所述第二开口上的第六迹线，其中，所述第五迹线到第三过孔结束，所述第六迹线到第四过孔结束。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述第一迹线从所述第一开口的边缘延伸至所述第二开口的边缘；以及
所述第四迹线从所述第一开口的边缘延伸至所述第二开口的边缘。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，
所述第一迹线、所述第二迹线和所述第三迹线位于所述印刷电路板的第一层；以及
所述第四迹线、所述第五迹线和所述第六迹线位于所述印刷电路板的第二层，其中，所述第二层在所述第一层之上。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述磁芯的第一桥臂上***第一间隙，其中，所述第一间隙位于第一磁分量和第二磁分量之间；以及
在所述磁芯的第二桥臂上***第二间隙，其中，所述第二间隙位于所述第一磁分量和所述第二磁分量之间。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
所述第一磁分量为第一U形磁芯；以及
所述第二磁分量为第二U形磁芯。
15.根据权利要求10或11任一项所述的方法，其特征在于，
所述第一过孔和所述第三过孔在所述第一开口的边缘形成；以及
所述第二过孔和所述第四过孔在所述第二开口的边缘形成，其中，所述第一过孔、所述第二过孔、所述第三过孔和所述第四过孔水平对齐。
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