專利名稱：粉狀芯材料耦合電感器及相關(guān)方法
粉狀芯材料耦合電感器及相關(guān)方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)為2011年5月13日提交的序列號(hào)為13/107,616的美國(guó)專利申請(qǐng)的繼續(xù)申請(qǐng)，該美國(guó)專利申請(qǐng)為2011年2月9日提交的序列號(hào)為13/024，280美國(guó)專利申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，并為2010年5月24日提交的序列號(hào)為12/786，301美國(guó)專利申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。上述申請(qǐng)中的每個(gè)申請(qǐng)通過(guò)引用并入本文。
背景技術(shù)：
Schultz等人提出的第6，362，986號(hào)美國(guó)專利描述了切換具有多相耦合電感器拓?fù)涞闹绷?直流(DC-DC)變換器，其公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。這種變換器具有的優(yōu)勢(shì)包括減少電感器和開(kāi)關(guān)中的波紋電流，這能夠在具有傳統(tǒng)多相DC-DC變換器拓?fù)涞淖儞Q器上減少每相的電感和/或降低切換頻率。因此，與傳統(tǒng)的多相拓?fù)湎啾龋哂写篷詈想姼衅鞯腄C-DC變換器具有優(yōu)異的瞬態(tài)響應(yīng)，并且不損失效率。這使得輸出電容顯著下降，從而獲得更小、成本更低的解決方案。已經(jīng)研發(fā)了各種耦合電感器以用于多相DC-DC變換器應(yīng)用?，F(xiàn)有的耦合電感器的示例可在Sullivan等的第7，498，920號(hào)美國(guó)專利中找到,該專利的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方式中，耦合電感器包括:由粉狀磁性材料形成的整體式磁芯；以及第一、第二、第三和第四端子。耦合電感器還包括第一和第二繞組，第一和第二繞組中的每個(gè)至少部分地嵌入整體式磁芯中。第一繞組電耦合于第一和第二端子之間，第二繞組電耦合于第三和第四端子之間。在整體式磁芯中第二繞組與第一繞組至少部分地物理分離。在一個(gè)實(shí)施方式中，電源包括印刷電路板，附接至印刷電路板的耦合電感器以及附接至印刷電路板的第一和第二切換電路。耦合電感器包括由粉狀磁性材料形成的磁芯，以及第一、第二、第三和第四端子。耦合電感器還包括至少部分地嵌入磁芯的第一繞組和至少部分地嵌入磁芯的第二繞組。第一繞組電連接于第一和第二端子之間，第二繞組電連接于第三和第四端子之間。在磁芯內(nèi)第二繞組與第一繞組至少部分地物理分離。第一切換電路電耦合至第一端子并且設(shè)置為將第一端子在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。第二切換電路電耦合至第三端子并且設(shè)置為將第三端子在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。第二和第四端子電連接在一起。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于形成耦合電感器的方法包括:(1)將多個(gè)繞組定位使得多個(gè)繞組中的每個(gè)繞組與多個(gè)繞組的另一個(gè)繞組至少部分地物理分離，(2)至少部分地繞多個(gè)繞組形成粉狀磁性材料，以及(3)將粉狀磁性材料的粘合劑固化。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于形成耦合電感器的方法包括:(I)將多個(gè)繞組定位在模子中使得多個(gè)繞組中的每個(gè)繞組與多個(gè)繞組的另一個(gè)繞組至少部分地物理分離，(2)在模子中放置粉狀磁性材料，以及(3)將粉狀磁性材料的粘合劑固化。
在一個(gè)實(shí)施方式中，耦合電感器包括N個(gè)繞組和由粉狀磁性材料形成的整體式磁芯，其中N為大于I的整數(shù)。整體式磁芯包括第一和第二端部磁元件和連接第一和第二端部磁元件的N個(gè)腿部。N個(gè)繞組中的每個(gè)繞組繞N個(gè)腿部中相應(yīng)的一個(gè)腿部卷繞。在一個(gè)實(shí)施方式中，電源包括耦合電感器和N個(gè)切換電路，其中N為大于I的整數(shù)。耦合電感器包括N個(gè)繞組和由粉狀磁性材料形成的整體式磁芯。整體式磁芯包括第一和第二端部磁元件和與第一和第二端部磁元件連接的N個(gè)腿部。N個(gè)繞組中的每個(gè)繞組繞N個(gè)腿部中相應(yīng)的一個(gè)腿部卷繞。N個(gè)切換電路中的每個(gè)用于將N個(gè)繞組中相應(yīng)的一個(gè)的第二端以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。在一個(gè)實(shí)施方式中，耦合電感器包括由粉狀磁性材料形成的整體式磁芯和至少部分地嵌入整體式磁芯中的N個(gè)繞組。在整體式磁芯內(nèi)N個(gè)繞組彼此物理地分離。整體式磁芯將N個(gè)繞組磁耦合并且提供用于漏磁通量的路徑，該路徑有助于與N個(gè)繞組關(guān)聯(lián)的漏電感。N為大于I的整數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電源包括耦合電感器和N個(gè)切換電路，其中N為大于I的整數(shù)。耦合電感器包括由粉狀磁性材料形成的整體式磁芯和N個(gè)繞組，N個(gè)繞組中的每個(gè)至少部分地嵌入整體式磁芯中。整體式磁芯中N個(gè)繞組彼此至少部分地物理分離。整體式磁芯將N個(gè)繞組磁耦合，并且提供用于漏磁通量的路徑，該路徑有助于與N個(gè)繞組關(guān)聯(lián)的漏電感。每個(gè)繞組具有電耦合至公共節(jié)點(diǎn)的第一端。每個(gè)切換電路用于將N個(gè)繞組中相應(yīng)的一個(gè)的第二端以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的兩相耦合電感器的立體圖，圖2示出其頂部截面圖；圖3示出了與電感器的磁芯分離的、圖1和2的耦合電感器的繞組的立體圖；圖4示出了 DC-DC變換器的示意圖；圖5示出了 DC-DC變換器應(yīng)用中可與圖1和2的耦合電感器的某些實(shí)施方式一起使用的一種印刷電路板布局；圖6示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖7示出其頂部截面圖；圖8示出了與電感器的磁芯分離的、圖6和7的耦合電感器的繞組的立體圖；圖9示出了 DC-DC變換器應(yīng)用中可與圖6和7的耦合電感器的某些實(shí)施方式一起使用的一種印刷電路板布局；圖10示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖11示出其頂部截面圖；圖12示出了與電感器的磁芯分離的、圖10和11的耦合電感器的繞組的立體圖；圖13示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖14示出其頂部截面圖；圖15示出了與電感器的磁芯分離的、圖13和14的耦合電感器的繞組的立體圖；圖16示出了 DC-DC變換器應(yīng)用中可與圖13和14的耦合電感器的某些實(shí)施方式一起使用的一種印刷電路板布局；圖17示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖18示出其頂部截面圖；圖19示出了與電感器的磁芯分離的、圖17和18的耦合電感器的繞組的立體圖；圖20示出了 DC-DC變換器應(yīng)用中可與圖17和18的耦合電感器的某些實(shí)施方式一起使用的一種印刷電路板布局；圖21示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖22示出其頂部截面圖；圖23示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖24示出其頂部截面圖；圖25示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖26示出其頂部截面圖；圖27示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖28示出其頂部截面圖；圖29示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖30示出其頂部截面圖；圖31示出了圖29和30的耦合電感器的繞組的立體圖；圖32示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的另一兩相耦合電感器的立體圖，圖33示出其頂部截面圖；圖34示出了圖32和33的耦合電感器的繞組的立體圖；圖35示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于形成多相耦合電感器的方法；圖36不出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的一種電源；圖37-39分別示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的可伸縮的粉狀磁芯耦合電感器的立體圖、俯視圖和截面圖；圖40示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的、與圖37-39的電感器類似的可伸縮的粉狀磁芯耦合電感器的俯視圖，圖41示出其截面圖，但其中繞組嵌入磁芯中；圖42示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的、與圖37-39的電感器類似的但還包括支腿(shuntleg)的可伸縮的粉狀磁芯耦合電感器的立體圖；圖43-46分別示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的、與圖37_39的電感器類似的但還包括頂部磁元件的可伸縮的粉狀磁芯耦合電感器的立體圖、側(cè)視圖、截面圖和俯視圖；圖47示出了圖43-46的耦合電感器的替換實(shí)施方式的立體圖；圖48示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的、包括由粉狀磁性材料形成的矩形形狀的整體式磁芯的可伸縮耦合電感的立體圖；圖49示出了圖48的耦合電感器的截面圖；圖50示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的、包括由粉狀磁性材料形成的矩形形狀的整體式磁芯的另一可伸縮耦合電感的立體圖；圖51不出了圖50的稱合電感器的截面圖；圖52示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的、與圖50的電感器類似但具有不同的繞組結(jié)構(gòu)的耦合電感器的立體圖；圖53示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的、與圖52的電感器類似但包括多匝繞組結(jié)構(gòu)的耦合電感器的立體圖54示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的、與圖50的電感器類似但包括箔繞組的耦合電感器的立體圖。
具體實(shí)施例方式本文公開(kāi)的耦合電感器，除了別的之外，可克服以上提及的問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)。與現(xiàn)有技術(shù)的耦合電感器相比，本文公開(kāi)的耦合電感器的某些實(shí)施方式包括至少部分地嵌入由粉狀磁性材料(例如，粘合劑內(nèi)的鐵粉)形成的磁芯中的兩個(gè)或更多個(gè)繞組。這些耦合電感器可具有如以下討論的一種或多種期望特性。在以下的公開(kāi)內(nèi)容中，可利用帶有括號(hào)的數(shù)字指示項(xiàng)目的具體示例(例如，切換節(jié)點(diǎn)416 (1))，而不帶括號(hào)的數(shù)字指示任何該項(xiàng)目(例如，切換節(jié)點(diǎn)416)。出于說(shuō)明性解釋的目的，附圖中的某些元件沒(méi)有按照比例示出。圖1示出了耦合電感器的一個(gè)示例，該耦合電感器包括至少部分地嵌入由粉狀磁性材料形成的磁芯中的兩個(gè)或更多個(gè)繞組。具體地，圖1示出了耦合電感器100的立體圖，圖2示出了沿圖1的線A-A截取的耦合電感器100的截面圖。電感器100包括磁芯102，繞組104、106，以及電端子108、110、112、114。芯102在圖1中被示出為透明的，芯102包括第一側(cè)116和相對(duì)的第二側(cè)118。芯102由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成，并提供用于磁通量的路徑以使繞組104、106磁耦合在一起。繞組104、106均形成至少一匝，并且至少部分地嵌入芯102中。通常，繞組104、106大部分或完全嵌入芯102中以利于繞組104、106之間的強(qiáng)磁耦合并利于耦合電感器100的機(jī)械魯棒性。繞組104電耦合于端子108、110之間，繞組106電耦合于端子112、114之間。因此，端子108、110為繞組104提供電接口，端子112、114為繞組106提供電接口。端子108、112設(shè)置得靠近于第一側(cè)116，端子110、114設(shè)置得靠近于第二側(cè)118。端子108、110、112、114可表現(xiàn)為圖1-3所示的焊片形式，以使得耦合電感器100適于表面安裝焊接至印刷電路板(PCB)。這些焊片例如為連接(例如，焊合或焊接)至繞組的分離部件。然而，焊片可替換地從繞組自身形成，例如通過(guò)沖壓繞組端部來(lái)形成焊片。端子108、110、112、114也可具有焊片之外的其它形式，例如通孔銷以用于焊接至電鍍的PCB通孔。在某些實(shí)施方式中，繞組104、106對(duì)齊以使其沿公共軸線120形成至少一匝，其利于繞組104、106之間的強(qiáng)磁耦合。公共軸線120例如設(shè)置在芯102的水平面上，如圖1所示。繞組104、106例如由線纜或箔形成。圖3示出了與芯102分離的繞組104、106的立體圖。繞組104、106在芯102內(nèi)彼此至少部分地分離，以提供用于泄漏磁通量的通路并從而在耦合電感器100連接至電路時(shí)產(chǎn)生漏電感。如現(xiàn)有技術(shù)公知的，在DC-DC變換器應(yīng)用中的耦合電感器必須具有足夠大的漏電感，以限制波紋電流振幅。在圖1和2的示例中，繞組104、106彼此水平地分離，并且彼此完全物理地分離分隔距離122(參見(jiàn)圖2)。漏電感與繞組104、106之間的分隔距離122成比例，因而可在耦合電感器100的設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)改變分隔距離122來(lái)改變漏電感。漏電感還與芯102的粉狀磁性材料的導(dǎo)磁率成反比，因而可在耦合電感器100的設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)改變形成芯102的材料的成分來(lái)調(diào)整漏電感。在某些實(shí)施方式中，繞組104、106之間的至少一些粉狀芯磁性材料具有與形成芯102的其它部分的粉狀芯磁性材料不同的成分，例如不同的磁特性。這種特質(zhì)例如可用于在芯102的制造過(guò)程中控制繞組104、106的間隔和/或控制繞組104、106之間的區(qū)域中控制芯102的導(dǎo)磁率。如現(xiàn)有技術(shù)公知的，耦合電感器繞組必須逆磁耦合以在多相DC-DC變換器中實(shí)現(xiàn)耦合電感器相對(duì)于多個(gè)分立的電感器的上述優(yōu)勢(shì)。兩相DC-DC變換器400應(yīng)用中的逆磁耦合可參照?qǐng)D4理解。DC-DC變換器400包括耦合電感器402，耦合電感器402具有兩個(gè)繞組404,406以及與繞組404、406磁耦合的磁芯408。各繞組404、406的第一端410電耦合至公共節(jié)點(diǎn)412，各繞組404、406的第二端414電耦合至各自的切換節(jié)點(diǎn)416。各切換電路418還電耦合至每個(gè)切換節(jié)點(diǎn)416。每個(gè)切換電路418將其各自的第二端414在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。DC-DC變換器400例如可設(shè)置為降壓型變換器，其中切換電路418將其各自的第二端414在輸入電壓與地之間切換，公共節(jié)點(diǎn)412為輸出節(jié)點(diǎn)。在其他示例性實(shí)施方式中，DC-DC變換器400被設(shè)置為升壓型變換器，其中切換電路418將其第二端414在輸出節(jié)點(diǎn)與地之間切換，公共節(jié)點(diǎn)412為輸入節(jié)點(diǎn)。耦合電感器402被設(shè)置使得其具有在繞組404、406之間具有逆磁耦合。作為這種逆磁耦合的結(jié)果，從切換節(jié)點(diǎn)416(1)流經(jīng)繞組404至公共節(jié)點(diǎn)412的增大電流誘導(dǎo)從切換節(jié)點(diǎn)416 (2)流經(jīng)繞組406至公共節(jié)點(diǎn)412的增大電流。類似地，從切換節(jié)點(diǎn)416 (2)流經(jīng)繞組406至公共節(jié)點(diǎn)412的增大電流因逆耦合而在繞組404中誘導(dǎo)從切換節(jié)點(diǎn)416 (I)流至公共節(jié)點(diǎn)412的增大電流。在圖1和2的耦合電感器100中，繞組104、106設(shè)置在芯102中使得從第一端子108流經(jīng)繞組104至第二端子110的增大電流誘導(dǎo)從第四端子114流經(jīng)繞組106至第三端子112的增大電流。因此，當(dāng)?shù)谝缓偷谒亩俗?08、114或第二和第三端子110、112連接至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)，在DC-DC變換器應(yīng)用的耦合電感器100中實(shí)現(xiàn)逆耦合。因此，在DC-DC變換器應(yīng)用中連接至切換節(jié)點(diǎn)的耦合電感器100的兩個(gè)端子必須位于芯102的相對(duì)側(cè)以實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。圖5示出了在DC-DC變換器應(yīng)用中與耦合電感器100的某些實(shí)施方式一起使用的一種PCB布局500。布局500包括焊盤(pán)502、504、506、508，用于分別耦合至耦合電感器100的端子108、110、112、114。焊盤(pán)502、508通過(guò)導(dǎo)電走線(trace)514、516分別耦合至切換節(jié)點(diǎn)510和512，切換電路518,520通過(guò)導(dǎo)電走線514,516分別耦合至切換節(jié)點(diǎn)510和512。焊盤(pán)504、506通過(guò)導(dǎo)電走線524連接至公共節(jié)點(diǎn)522。在圖5中僅示出了耦合電感器100的輪廓以不出布局500的細(xì)節(jié)。在某些實(shí)施方式中，布局500形成降壓型變換器的一部分，其中公共節(jié)點(diǎn)522為輸出節(jié)點(diǎn)，切換電路518、520分別將切換節(jié)點(diǎn)510、512在輸入電壓與地之間切換。如上所述，連接至切換節(jié)點(diǎn)的耦合電感器100的端子設(shè)置在芯102的相對(duì)側(cè)，以實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。因此，切換節(jié)點(diǎn)焊盤(pán)502、508也設(shè)置在耦合電感器100的相對(duì)側(cè)上。切換電路518、520也設(shè)置在布局500中的耦合電感器100的相對(duì)側(cè)上，因?yàn)槿绗F(xiàn)有技術(shù)公知的，切換電路優(yōu)選靠近其各自的電感器端子定位以用于有效且可靠的DC-DC變換器操作。圖6示出了另一耦合電感器600的立體圖，圖7示出了沿圖6的線A-A截取的耦合電感器600的截面圖。I禹合電感器600類似于圖1的稱合電感器100、但具有與f禹合電感器100不同的繞組設(shè)置。耦合電感器600包括磁芯602 (在圖6中示出為透明的)，繞組604、606和電端子608、610、612、614，磁芯602由粉狀磁性材料形成，例如粘合劑內(nèi)的鐵粉。端子608、612設(shè)置得靠近于芯602的第一側(cè)616、端子610、614設(shè)置得靠近于芯602的相對(duì)的第二側(cè)618。繞組604電耦合于端子608、610之間，繞組606電耦合于端子612、614之間。圖8示出了與芯602分離的繞組604、606的立體圖。繞組604、606在芯602中被設(shè)置使得從第一端子608流經(jīng)繞組604至第二端子610的增大電流在繞組606中誘導(dǎo)從第三端子612流至第四端子614的增大電流。因此，與圖1的耦合電感器100不同，當(dāng)位于芯602的同一側(cè)的端子連接至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)通過(guò)耦合電感器600實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。例如，圖9示出了一種PCB布局900，其可與DC-DC變換器應(yīng)用中的耦合電感器600的某些實(shí)施方式一起使用。在圖9僅示出了耦合電感器600的輪廓以示出布局900的細(xì)節(jié)。布局900包括焊盤(pán)902、904、906、908，用于分別耦合至耦合電感器600的端子608、610、612、614。焊盤(pán)902、906中的每個(gè)通過(guò)各自的導(dǎo)電走線918,920電耦合至各自的切換節(jié)點(diǎn)910、912和各自的切換電流914、916。切換電路904、908通過(guò)導(dǎo)電走線924電耦合至公共節(jié)點(diǎn)922。在某些實(shí)施方式中，布局900形成降壓型變換器的一部分，其中公共節(jié)點(diǎn)922為輸出節(jié)點(diǎn)，切換電路914、916分別將切換節(jié)點(diǎn)910、912在輸入電壓與地之間切換。由于在位于芯602的公共側(cè)上的端子電耦合至相應(yīng)的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)逆磁耦合，因此在布局900中切換焊盤(pán)902、906中的每個(gè)均設(shè)置在耦合電感器600的公共側(cè)926上。這種特性允許每個(gè)切換電路914、916也設(shè)置于公共側(cè)926上，其例如便于PCB布局并可對(duì)于每個(gè)切換電路914、916的一個(gè)或多個(gè)切換裝置(例如，晶體管)能夠使用公共散熱器。此夕卜，公共節(jié)點(diǎn)焊盤(pán)904、908中的每個(gè)也設(shè)置在布局900的公共側(cè)928上，從而使公共節(jié)點(diǎn)走線924能夠短且寬，其利于低阻抗并便于PCB布局。因此，耦合電感器600的繞組設(shè)置在某些應(yīng)用中可優(yōu)選于耦合電感器100的繞組設(shè)置。圖10示出了另一耦合電感器1000的立體圖，其類似于耦合電感器100、但具有不同的繞組設(shè)置。耦合電感器1000包括芯1002，芯1002在圖10中示出為透明的，并由粉狀磁性材料形成，例如粘合劑內(nèi)的鐵粉。耦合電感器1000還包括至少部分地嵌入芯1002中的繞組1004、1006、和電端子1008、1010、1012、1014。繞組1004電耦合于端子1008、1010之間，繞組1006電耦合于端子1012、1014之間。端子1008、1012設(shè)置得靠近于芯1002的第一側(cè)1016、端子1010、1014設(shè)置得靠近于芯1002的第二側(cè)1018。圖11沿圖10的線A-A截取的耦合電感器1000的截面圖，圖12示出了與芯1002分離的繞組1004、1006的立體圖。分別與圖1中的耦合電感器100和圖6中的耦合電感器600不同，繞組1004、1006在芯1002中彼此豎直地移置-即，繞組1004、1006沿豎直軸線1020彼此豎直地移位。在某些實(shí)施方式中，繞組1004、1006繞公共軸線1022形成至少一匝以利于繞組1004、1006之間的強(qiáng)磁耦合。軸線1022例如位于芯1002中的豎直面上或平行于豎直軸線1020，如圖10所示。類似于耦合電感器100和600，耦合電感器1000在安裝在電路時(shí)的漏電感與繞組1004,1006之間的物理間隔成比例。繞組1004、1006被設(shè)置在芯1002中使得從第一端子1008流經(jīng)繞組1004至第二端子1010的增大電流誘導(dǎo)從第三端子1012流經(jīng)繞組1006至第四端子1014的增大電流。因此，當(dāng)端子1008、1012或1010、1014電耦合至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)，在DC-DC變換器應(yīng)用中的耦合電感器1000實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。因此，耦合電感器1000的某些實(shí)施方式可與圖9的布局900 —起使用。圖13-14示出了耦合電感器100的另一變體。具體地，圖13示出了耦合電感器1300的立體圖，圖14示出了沿圖13的線A-A截取的耦合電感器1300的截面圖。耦合電感器1300類似于耦合電感器100、但包括不同的繞組設(shè)置。耦合電感器1300包括芯13002，芯13002在圖13中示出為透明的，并由粉狀磁性材料形成，例如粘合劑內(nèi)的鐵粉。芯1302包括第一側(cè)1304、第二側(cè)1306、第三側(cè)1308和第四側(cè)1310。第一側(cè)1304與第二側(cè)1306相對(duì)，第三側(cè)1308與第四側(cè)1310相對(duì)。耦合電感器1300還包括繞組1312、1314和電端子1316、1318、1320、1322。端子1316設(shè)置得靠近于芯1302的第一側(cè)1304，端子1318設(shè)置得靠近于芯1302的第二側(cè)1306、端子1320設(shè)置得靠近于芯1302的第三側(cè)1308、端子1322設(shè)置得靠近于芯1302的第四側(cè)1310。繞組1312電耦合于第一和第二端子1316、1318之間，繞組1314電耦合于第三和第四端子1320、1322之間。繞組1312、1314至少部分地嵌入磁芯1302中，并且類似于耦合電感器1000，繞組1312、1314沿豎直軸線1324彼此豎直地移置。圖15示出了與芯1302分離的繞組1312、1314的立體圖。從第一端子1316流經(jīng)繞組1312至第二端子1318的增大電流誘導(dǎo)繞組1314中從第三端子1320流至第四端子1322的增大電流。因此，例如通過(guò)電耦合至各自切換節(jié)點(diǎn)的第一和第三端子1316、1320或者第二和第四端子1318、1322，可在DC-DC變換器應(yīng)用中在繞組1312、1314之間實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。例如，圖16示出了一種PCB布局1600，其為可與DC-DC變換器應(yīng)用中的耦合電感器1300的某些實(shí)施方式一起使用的PCB布局的一個(gè)示例。布局1600包括焊盤(pán)1602、1604、1606、1608，用于分別耦合至耦合電感器1300的端子1316、1318、1320、1322。在圖16中僅示出了耦合電感器1300的輪廓以示出布局1600的焊盤(pán)。導(dǎo)電走線1610將焊盤(pán)1602和切換電路1612連接至第一切換節(jié)點(diǎn)1614，導(dǎo)電走線1616將焊盤(pán)1606和切換電路1618連接至第二切換節(jié)點(diǎn)1620。導(dǎo)電走線1622將焊盤(pán)1604、1608連接至公共節(jié)點(diǎn)1624。應(yīng)該注意，布局1600中的導(dǎo)電走線1622短且寬，從而利于公共節(jié)點(diǎn)1624上的低阻抗。在某些實(shí)施方式中，布局1600形成降壓型變換器的一部分，其中公共節(jié)點(diǎn)1624為輸出節(jié)點(diǎn)，切換電路1612、1618分別將切換節(jié)點(diǎn)1614、1620在輸入電壓與地之間切換。圖17示出了耦合電感器1700的立體圖，圖18示出了沿圖17的線A-A截取的電感器1700的截面圖。耦合電感器1700類似于圖13的耦合電感器1300，但具有不同的繞組設(shè)置。耦合電感器1700包括磁芯1702，磁芯1702由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。芯1702在圖17中示出為透明的，芯1702包括第一側(cè)1704、第二側(cè)1706、第三側(cè)1708和第四側(cè)1710。耦合電感器1700還包括繞組1712、1714和端子1716、1718、1720、1722。端子1716設(shè)置得靠近于第一側(cè)1704，端子1718設(shè)置得靠近于第二側(cè)1706，端子1720設(shè)置得靠近于第三側(cè)1708，端子1722設(shè)置得靠近于第四側(cè)1710。繞組1712電耦合于第一端子1716和第四端子1722之間，繞組1714電耦合于第二端子1718和第三端子1720之間。圖19示出了從芯1702分離的繞組1712、1714的立體圖。從第四端子1722流經(jīng)繞組1712至第一端子1716的增大電流誘導(dǎo)從第三端子1720流經(jīng)繞組1714至第二端子1718的增大電流。因此，當(dāng)?shù)谝缓偷诙俗?716、1718或第三和第四端子1720、1722電耦合至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)，在DC-DC變換器應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了逆磁率禹合。圖20示出了 一種PCB布局2000，其可與DC-DC變換器應(yīng)用中的耦合電感器1700的某些實(shí)施方式一起使用。布局2000包括第一、第二、第三和第四焊接焊盤(pán)2002、2004、2006、2008，用于分別耦合至耦合電感器1700的端子1716、1718、1720、1722。焊盤(pán)2006和切換電路2010通過(guò)導(dǎo)電走線2014連接至第一切換節(jié)點(diǎn)2012，焊盤(pán)2008和第二切換電路2016通過(guò)導(dǎo)電走線2020連接至第二切換節(jié)點(diǎn)2018。焊盤(pán)2002、2004通過(guò)導(dǎo)電走線2024電耦合至公共輸出節(jié)點(diǎn)2022。在圖20中僅示出了耦合電感器1700以示出布局2000的焊盤(pán)。圖21示出了耦合電感器2100的立體圖，圖22示出了沿圖21的線A-A截取的電感器2100的截面圖。耦合電感器2100類似于耦合電感器100 (圖1)，但包括“訂書(shū)針”型(“staple”style)繞組。耦合電感器2100包括磁芯2102 (在圖21中示出為透明的)，訂書(shū)針型繞組2104、2106和電端子2108、2110、2112、2114，磁芯2102由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。端子2108、2112設(shè)置得靠近于芯2102的第一側(cè)2116，端子2110、2114設(shè)置得靠近于芯2102的相對(duì)的第二側(cè)2118。繞組2104電耦合于端子2108、2110之間，繞組2106電耦合于端子2112、2114之間。繞組2104、2106在芯2102中被設(shè)置使得從第一端子2108流經(jīng)繞組2104至第二端子2110的增大電流誘導(dǎo)繞組2106中從第四端子2114流至第三端子2112的增大電流。因此，當(dāng)位于芯2102的相對(duì)側(cè)2116、2118上的端子連接至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)，耦合電感器2100實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。因此，耦合電感器2100的某些實(shí)施方式可與PCB布局500 (圖5) —
起使用。與繞組2104、2106關(guān)聯(lián)的漏電感隨繞組2104、2106之間的間隔2120 (參見(jiàn)圖22)的增加而增加。因此，可在耦合電感器2100的設(shè)計(jì)過(guò)程中僅通過(guò)改變間隔2120來(lái)改變漏電感，這利于具有不同漏電感值的耦合電感器2100的制造便利性。相反地，一些傳統(tǒng)的耦合電感器需要芯幾何結(jié)構(gòu)的改變和/或間隙厚度的改變來(lái)改變漏電感，可能需要在加工上進(jìn)行大量改動(dòng)來(lái)改變漏電感。圖23示出了耦合電感器2300的立體圖，圖24示出了沿圖23的線A-A截取的電感器2300的截面圖。耦合電感器2300包括芯2302，芯2302在圖23中示出為透明的，并由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。耦合電感器2300還包括至少部分地嵌入芯2302的繞組2304,2306和電端子2308,2310,2312和2314。繞組2304電耦合于端子2308,2310之間，繞組2306電耦合于端子2312、2314之間。繞組2304在圖23和24中以虛線示出，以用于說(shuō)明性目的(即，有助于分辨附圖中的繞組2304和2306)。實(shí)際上，繞組2304通常由形成繞組2306的相同材料形成。端子2308、2312設(shè)置得靠近于芯2302的第一側(cè)2316，端子2310,2314設(shè)置得靠近于芯2302的第二側(cè)2318。繞組2304、2306的部分2320彼此對(duì)齊(例如，彼此至少部分地豎直重疊)，以使繞組2304、2306磁耦合(參見(jiàn)圖24)。繞組2304、2306彼此越對(duì)齊，耦合電感器2300的磁化電感就越大。因此，可在設(shè)計(jì)耦合電感器的過(guò)程中通過(guò)改變繞組2304、2306彼此對(duì)齊的程度來(lái)改變磁化電感。繞組2304、2306彼此沒(méi)有對(duì)齊的部分有助于與繞組2304、2306關(guān)聯(lián)的漏電感。因此，可在設(shè)計(jì)耦合電感器2300的過(guò)程中通過(guò)改變繞組2304、2306彼此沒(méi)有對(duì)齊的程度以及繞組之間的間隔來(lái)改變漏電感。與耦合電感器2100的繞組(圖21)不同，繞組2304、2306在磁芯2302中彼此交叉，以使得從第一端子2308流經(jīng)繞組2304至第二端子2310的增大電流誘導(dǎo)從第三端子2312流經(jīng)繞組2306至第四端子2314的增大電流。因此，當(dāng)端子2308、2312或2310、2314電耦合至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)，耦合電感器2300實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。因此，耦合電感器2300的某些實(shí)施方式可與圖9的布局900 —起使用。圖25示出了耦合電感器2500的立體圖，圖26示出了沿圖25的線A-A截取的電感器2500的截面圖。耦合電感器2500包括芯2502在圖25中示出為透明的并由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。耦合電感器2500還包括至少部分地嵌入芯2502的繞組2504,2506和電端子2508,2510,2512和2514。繞組2504電耦合于端子2508,2510之間，繞組2506電耦合于端子2512、2514之間。繞組2504在圖25和26中以虛線示出，以用于說(shuō)明性目的(即，有助于分辨附圖中的繞組2504和2506)。實(shí)際上，繞組2504通常由形成繞組2506的相同材料形成。端子2508、2510設(shè)置得靠近于芯2502的第一側(cè)2516，端子2512、2514設(shè)置得靠近于芯2502的第二側(cè)2518。繞組2504、2506的中間部分2520彼此對(duì)齊，以使繞組2504、2506磁耦合。繞組2504、2506彼此越對(duì)齊，耦合電感器2500的磁化電感越大。因此，可在設(shè)計(jì)耦合電感器2500的過(guò)程中通過(guò)改變繞組2504、2506彼此對(duì)齊的程度來(lái)改變磁化電感。繞組2504、2506彼此沒(méi)有對(duì)齊的部分有助于與繞組2504、2506關(guān)聯(lián)的漏電感。因此，可在設(shè)計(jì)耦合電感器2500的過(guò)程中通過(guò)改變繞組2504、2506彼此沒(méi)有對(duì)齊的程度來(lái)改變漏電感。還應(yīng)該注意，耦合電感器2500可在其設(shè)計(jì)過(guò)程中被設(shè)置為具有不均勻的漏電感值-即，使得與繞組2504、2506關(guān)聯(lián)的各自的漏電感值不同。耦合電感器2500包括芯部分2522、2524，芯部分2522、2524在圖26中被示出為具有相同的尺寸。部分2522表示芯2502由繞組2504包圍的、但在中間部分2520之外的部分。類似地，部分2524表示芯2502由繞組2506包圍的、但在中間部分2520之外的部分。由于部分2522、2524具有相同的尺寸，因此與繞組2504、2506關(guān)聯(lián)的各自的漏電感值近似相等。然而，如果耦合電感器2500被修改使得部分2522、2524具有不同的尺寸，則耦合電感器將具有不均勻的漏電感值。例如，如果部分2522被制造得大于部分2524，那么與繞組2504關(guān)聯(lián)的漏電感值將大于與繞組2506關(guān)聯(lián)的漏電感值。繞組2504、5506在芯2502中被設(shè)置使得從第一端子2508流經(jīng)繞組2504至第二端子2510的增大電流誘導(dǎo)從第三端子2512流經(jīng)繞組2506至第四端子2514的增大電流。因此，當(dāng)端子2508、2512或2510、2514電耦合至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)，在DC-DC變換器應(yīng)用中的耦合電感器2500實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。圖27示出了耦合電感器2700的立體圖，圖28示出了沿圖27的線A-A截取的電感器2700的截面圖。耦合電感器2700包括芯2702，芯2702在圖27中示出為透明的并由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。耦合電感器2700還包括至少部分地嵌入芯2702的繞組2704,2706和電端子2708、2710、2712和2714。繞組2704電耦合于端子2708,2710之間，繞組2706電耦合于端子2712、2714之間。繞組2704在圖27和24中以虛線示出，以用于說(shuō)明性目的(即，有助于分辨附圖中的繞組2704和2706)。實(shí)際上，繞組2704通常由形成繞組2706的相同材料形成。繞組2704、2706在磁芯2702中彼此交叉。端子2708、2712設(shè)置得靠近于芯2702的第一側(cè)2716，端子2710設(shè)置得靠近于芯2702的第二側(cè)2718，端子2714設(shè)置得靠近于芯2702的第三側(cè)2720。如圖27所示，第二側(cè)2718與第三側(cè)2720相對(duì)，第一側(cè)2716位于第二和第三側(cè)2718、2720之間。繞組2704、2706的中間部分2722彼此對(duì)齊，以使繞組2704、2706磁耦合。繞組2704、2706彼此越對(duì)齊，耦合電感器2700的磁化電感越大。因此，可在設(shè)計(jì)耦合電感器2700的過(guò)程中通過(guò)改變繞組2704、2706彼此對(duì)齊的程度來(lái)改變磁化電感。繞組2704、2706彼此沒(méi)有對(duì)齊的部分有助于與繞組2704、2706關(guān)聯(lián)的漏電感。因此，可在設(shè)計(jì)耦合電感器2700的過(guò)程中通過(guò)改變繞組2704、2706彼此沒(méi)有對(duì)齊的程度來(lái)改變漏電感。繞組2704、2706在芯2702中被設(shè)置使得從第一端子2708流經(jīng)繞組2704至第二端子2710的增大電流誘導(dǎo)從第三端子2712流經(jīng)繞組2706至第四端子2714的增大電流。因此，當(dāng)端子2708、2712或2710、2714電耦合至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)，在DC-DC變換器應(yīng)用中的耦合電感器2700實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。圖29示出了耦合電感器2900的立體圖，圖30示出了沿圖29的線A-A截取的電感器2900的截面圖。耦合電感器2900類似于耦合電感器2700 (圖27)，但包括形成一個(gè)或多個(gè)整匝的繞組2902、2904來(lái)替換繞組2704、2706。圖31示出了彼此分離并與耦合電感器2900分離的繞組2902、2904的立體圖。雖然耦合電感器2900被示出為具有形成約一個(gè)半整匝的繞組2902、2904，但是一個(gè)或多個(gè)繞組2902、2904可形成更多的匝(例如，約兩個(gè)半的匝)。 使用形成多匝的繞組增加了繞組之間的磁耦合，從而增加了磁化電感，這可有利于切換功率變換器應(yīng)用。例如，在使用耦合電感器的多相DC-DC變換器中，磁化電感的增加通常會(huì)減少電感器和開(kāi)關(guān)中的波紋電流。可替換地，增加匝數(shù)可在仍保持所需磁化電感值的情況下使芯材料導(dǎo)磁率減少，從而減少芯中的磁通量以及關(guān)聯(lián)的磁芯損耗。圖32示出了耦合電感器3200的立體圖，圖33示出了沿圖32的線A-A截取的電感器3200的截面圖。耦合電感器3200包括芯3202，芯3202在圖32中示出為透明的并由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。耦合電感器3200還包括至少部分地嵌入芯3202中的繞組3212,3214和電端子3206,3208和3210。繞組3212電耦合于端子3206,3210之間，而繞組3214電耦合于端子3208、3210之間。在某些實(shí)施方式中，繞組3212、3214由沿其長(zhǎng)度耦合至端子3210的線3204的公共段形成。在繞組3212、3214為公共線3204的一部分的某些實(shí)施方式中，線3204的一部分變平以形成端子3210。圖34示出了自身分離且與耦合電感器3200分離的繞組3212、3214的立體圖。端子3206、3208設(shè)置得靠近于芯3202的第一側(cè)3216，端子3210設(shè)置得靠近于芯3202的第二側(cè)3218。繞組3212、3214的中間部分3220彼此對(duì)齊，以使繞組3212、3214磁耦合。繞組3212、3214彼此沒(méi)有對(duì)齊的部分有助于與繞組3212、3214關(guān)聯(lián)的漏電感?？稍谠O(shè)計(jì)耦合電感器3200的過(guò)程中改變形成繞組3212、3214的匝數(shù)和/或繞組3212、3214的形狀，以控制漏電感和/或磁化電感。例如，繞組3212、3214可被修改為形成附加的匝或者根本不形成匝。增加繞組3212、3214對(duì)齊的部分來(lái)增加磁化電感，增加繞組3212、3214沒(méi)有對(duì)齊的部分來(lái)增加漏電感。如上所述，在某些實(shí)施方式中，繞組3212、3214由公共線形成。這種設(shè)置利于耦合電感器3200的低成本，因?yàn)橹圃靻卫@組電感器通常比制造多繞組電感器更便宜和/或更容易。此外，繞組3212、3214均連接至公共端子3210可利于繞組3212、3214精確地相對(duì)定位，從而利于緊密(tight)漏電感和磁化電感容差。繞組3212、3214在芯3202中被設(shè)置使得從第一端子3206流經(jīng)繞組3212至第三端子3210的增大電流誘導(dǎo)從第二端子3208流經(jīng)繞組3214至第三端子3210的增大電流。因此，當(dāng)端子3206、3208電耦合至各自的切換節(jié)點(diǎn)時(shí)，在DC-DC變換器應(yīng)用中的耦合電感器3200實(shí)現(xiàn)逆磁耦合。本文公開(kāi)的某些實(shí)施方式的粉狀磁芯耦合電感器可具有一個(gè)或多個(gè)所需的特性。例如，由于某些實(shí)施方式的耦合電感器的繞組至少部分地嵌入磁芯中，因此繞組不一定需要卷繞穿過(guò)磁芯的通路，從而利于低成本和可制造性，尤其在每個(gè)繞組具有多匝和/或復(fù)雜形狀的繞組的實(shí)施方式中。作為另一示例，本文公開(kāi)的耦合電感器的某些實(shí)施方式可具有特別的機(jī)械魯棒性，因?yàn)槠淅@組嵌入磁芯，并從而被磁芯保護(hù)。在又一示例性實(shí)施方式中，本文公開(kāi)的某些實(shí)施方式的耦合電感器的漏電感可在設(shè)計(jì)階段僅通過(guò)調(diào)整磁芯中繞組之間的間隔來(lái)調(diào)整。雖然以上示例中的一些示出了每個(gè)繞組一匝，但是應(yīng)該理解，本文討論的耦合電感器的某些替換實(shí)施方式將形成每繞組兩匝或更多匝。此外，雖然在本文所討論的大多數(shù)示例中繞組在磁芯內(nèi)彼此電隔離，但是在某些替換的實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多個(gè)繞組電耦合在一起，或者兩個(gè)或更多個(gè)繞組的端部連接至單個(gè)端子。這些替換的實(shí)施方式可在兩個(gè)或更多個(gè)繞組的各自的端部均連接至公共節(jié)點(diǎn)(例如，降壓型變換器輸出節(jié)點(diǎn)或升壓型變換器輸入節(jié)點(diǎn))的應(yīng)用中有用處。例如，在耦合電感器600 (圖6)的替換實(shí)施方式中，繞組604電稱合于第一和第二端子608、610之間,繞組606電稱合于第三和第二端子612、610之間，第四端子614可省去。另外，如上所述，可改變電端子的設(shè)置(例如，焊片可由通孔銷替換)。對(duì)于本文來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)粘合劑(binder)包括，但不限于使粉狀磁性材料結(jié)合的合成高分子(例如，熱塑性或熱固性材料)、合成或天然橡膠、膠質(zhì)物、樹(shù)膠、或樹(shù)脂。如上所述，可用于形成本文所公開(kāi)的耦合電感器的粉狀芯磁性材料的一個(gè)示例為粘合劑內(nèi)的鐵，例如高分子粘合劑內(nèi)的鐵。然而，應(yīng)該預(yù)期，在某些實(shí)施方式中，可使用其他磁性材料，諸如鎳、鈷和/或稀土金屬合金來(lái)替換或與鐵一起使用。在一些實(shí)施方式中，磁性材料與其他磁性和/或非磁性材料成合金。例如，在某些實(shí)施方式中，粉狀芯磁性材料包括粘合劑內(nèi)的鐵合金，諸如粘合劑內(nèi)與鈷、碳、鎳和/或鑰合金的鐵。在某些實(shí)施方式中，粉狀芯磁性材料是可模塑的，例如磁芯可在模子中固化以形成“模塑的”磁芯。應(yīng)該領(lǐng)會(huì)，與由數(shù)個(gè)分立的磁性元件形成的磁芯不同，本文所討論的粉狀磁性材料磁芯為整體式(即，單件式)的磁芯。此外，應(yīng)該領(lǐng)會(huì)，本文所討論的粉狀磁芯材料磁芯與鐵氧體磁芯不同，鐵氧體磁芯由燒結(jié)的陶瓷材料形成。圖35示出了用于形成粉狀磁芯耦合電感器的方法3500。方法3500可用于形成本文所討論的、具有嵌入磁芯中繞組的耦合電感器的某些實(shí)施方式。然而，方法3500不限于形成這些實(shí)施方式，并且本文討論的實(shí)施方式可由方法3500之外的方法形成。方法3500包括將多個(gè)繞組定位使得多個(gè)繞組中的每個(gè)至少部分地與多個(gè)繞組中的每一其他繞組物理地分離的步驟3502。步驟3502的一個(gè)示例為將圖1中的繞組104、106定位使得其彼此分離。步驟3502的另一示例是將繞組104、106定位于模子使得它們彼此至少部分地物理分離。繞組例如完全物理地分離和/或?qū)R以繞公共軸線形成至少一匝，例如圖1所示。在步驟3504中，至少部分地繞在步驟3502中定位的多個(gè)繞組形成粉狀磁性材料。步驟3504的一個(gè)示例是繞圖1的繞組104、106形成包括鐵粉或類似磁粉的粉狀磁性材料。步驟3504的另一示例是在定位有繞組104、106的繞組的模子中放置包括粘合劑的粉狀磁性材料。在步驟3506中，將在步驟3504中形成的粉狀磁性材料的粘合劑固化(例如，加熱、加壓和/或經(jīng)受一種或多種化學(xué)品)，從而形成其中嵌入繞組的整體式磁芯。步驟3506的一個(gè)示例是將繞圖1的繞組104、106形成的粉狀磁性材料燒結(jié)來(lái)形成磁芯102。步驟3506的另一示例為對(duì)放置在模子中且在繞組104、106周圍的、包括與環(huán)氧樹(shù)脂或熱固性粘合劑結(jié)合的粉狀磁性材料的合成材料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行固化(例如，催化固化)。如上所述，本文公開(kāi)的耦合電感器的一種可能的用途為開(kāi)關(guān)電源，例如切換DC-DC變換器。因此，用于形成磁芯的磁性材料通常為在開(kāi)關(guān)電源中常見(jiàn)的高切換頻率(例如，至少20KHz)處展示出相對(duì)低的磁芯損耗的材料。圖36示意性示出了一個(gè)電源3600，其為本文所討論的電感器的一種可能應(yīng)用。電源3600包括PCB3602，PCB3602用于支持并電連接電源3600的組件。PCB3602能夠可選地由多個(gè)分離的、但電互連的PCB替換。電源3600被示出為包括兩相3604，其中每相均包括各自的切換電路3606和兩相耦合電感器3610的繞組3608。然而，電源3600的替換實(shí)施方式可具有不同數(shù)量的相3604，例如四個(gè)相，其中第一對(duì)相使用第一兩相耦合電感器的繞組，第二對(duì)相使用第二兩相耦合電感器的繞組。兩相耦合電感器3610的示例包括耦合電感器100 (圖1)、耦合電感器600(圖6)、耦合電感器1000 (圖10)、耦合電感器1300 (圖13)、耦合電感器1700 (圖17)、耦合電感器2100 (圖21)、耦合電感器2300 (圖23)、耦合電感器2500 (圖25)、耦合電感器2700(圖27)、耦合電感器2900 (圖29)、耦合電感器3200 (圖32)、耦合電感器3700的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖37)、耦合電感器4000的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖40)、耦合電感器4200的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖42)、耦合電感器4300的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖43)、耦合電感器4700的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖47)、耦合電感器4800的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖48)、耦合電感器5000的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖50)、耦合電感器5200的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖52)、耦合電感器5300的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖53)和耦合電感器5400的兩個(gè)繞組實(shí)施方式(圖54)。此外，具有三相或更多相3604的替換實(shí)施方式可使用以下討論的可伸縮的(scalable)耦合電感器 3700、4000、4200、4300、4700、4800、5000、5200、5300 或 5400 之一作為三相或更多相耦合電感器。各繞組3608具有各自的第一端3612和各自的第二端3614。第一和第二端3612、3614例如形成適于表面安裝焊接至PCB3602的表面安裝的焊片。例如，在耦合電感器3610為率禹合電感器100 (圖1)的實(shí)施方式中，第一端3612 (I)表不端子110、第二端3614 (I)表示端子108、第一端3612 (2)表示端子112，第二端3614 (2)表示端子114。各第一端3612諸如通過(guò)PCB走線3618電連接至公共第一節(jié)點(diǎn)3616。各第二端3614例如通過(guò)各自的PCB走線3620電連接至各自的切換電路3606。切換電路3606被設(shè)置為將其各自的繞組3608的第二端3614在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換?？刂破?622控制切換電路3606、并且控制器3622可選地包括反饋連接3624，例如至第一節(jié)點(diǎn)3616。第一節(jié)點(diǎn)3616可選地包括濾波器3626。
電源3600通常具有至少約20kHz的切換頻率，切換電路3606在該頻率進(jìn)行切換使得切換所產(chǎn)生的聲音超出人能感知的頻率范圍。以高切換頻率(例如，至少20kHz)而不以較低切換頻率操作切換電源3600還可提供以下優(yōu)勢(shì)，諸如(I)使用更小的能量存儲(chǔ)組件(例如，耦合電感器3610和濾波電容器)的能力，(2)更小的波紋電流和波紋電壓振幅和/或(3)更快的變換器瞬時(shí)響應(yīng)。為了能夠在高切換頻率有效地操作，形成耦合電感器3610的磁芯3628的一種或多種磁性材料通常為在高頻率操作具有相對(duì)低的磁芯損耗的材料。在一些實(shí)施方式中，控制器3622控制切換電路3606使得各切換電路3606與另一切換電路3606異相地操作。換言之，在這些實(shí)施方式中，各切換電路3606提供至其各自第二端子3614的切換波形相對(duì)于另一切換電路3606提供至其各自第二端子3614的切換波形存在相移。例如，在電源3600的某些實(shí)施方式中，切換電路3606 (I)提供至第二端子3614 (I)的切換波形與切換電路3606 (2)提供至第二端子3614 (2)的切換波形約180度異相。在電源3600為DC-DC變換器的實(shí)施方式中，電源3600可使用以上討論的PCB布局之一，例如PCB布局500 (圖5)、900 (圖9)、1600 (圖16)或2000 (圖20)。例如，如果電源3600為使用電感器600及PCB布局900的DC-DC變換器，布局900的切換電路914、916對(duì)應(yīng)于電源3600的切換電路3606 (1),3606 (2)，布局900的切換節(jié)點(diǎn)走線918、920對(duì)應(yīng)于電源 2200 的走線 3620 (1),3620 (2)。電源3600可設(shè)置為具有多種構(gòu)造。例如，切換電路3606可將其各自的第二端3614在輸入電壓節(jié)點(diǎn)(未示出)與接地之間切換，以使電源3600被構(gòu)造為降壓型變換器，第一節(jié)點(diǎn)3616為輸出電壓節(jié)點(diǎn)，濾波器3626為輸出濾波器。在該示例中，各切換電路3606均包括至少一個(gè)高壓側(cè)切換裝置和至少一個(gè)環(huán)流二極管(catch diode)，或者至少一個(gè)高壓側(cè)切換裝置和至少一個(gè)低壓側(cè)切換裝置。在該文件的文本中，切換裝置包括但不限于雙極結(jié)型晶體管，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(例如，N溝道或P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管或金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、絕緣柵雙極結(jié)型晶體管、晶閘管或可控硅整流器。在其他示例性實(shí)施方式中，電源3600被設(shè)置為升壓型變換器使得第一節(jié)點(diǎn)3616為輸入功率節(jié)點(diǎn)，切換電路3606將其各自的第二端3614在輸出電壓節(jié)點(diǎn)(未示出)與接地之間切換?？蛇x地，電源3600例如可設(shè)置為降壓-升壓型變換器，使得第一節(jié)點(diǎn)3616為公共節(jié)點(diǎn)，切換電路3606件將其各自的第二端3614在輸出電壓節(jié)點(diǎn)(未示出)與輸入電壓節(jié)點(diǎn)(未示出)之間切換。另外，在又一個(gè)示例中，電源3600可形成獨(dú)立的拓?fù)?。例如，各切換電路3606可包括變壓器、與變壓器的主繞組電耦合的至少一個(gè)切換裝置以及整流電路，該整流電路耦合在變壓器的次級(jí)繞組和切換電路的各自第二端3614之間。該整流電路可選地包括至少一個(gè)切換裝置以通過(guò)避免二極管中常見(jiàn)的向前傳導(dǎo)壓降來(lái)提高效率。圖37-47示出了為可伸縮的耦合電感器中的粉狀磁性材料磁芯，可伸縮的耦合電感器意味著它們可適于包括N個(gè)磁性耦合繞組，其中N為大于I的整數(shù)。圖37-39分別示出了粉狀磁芯耦合電感器3700的立體圖、俯視圖和截面圖，其中圖39的截面圖是沿圖38的線A-A截取的。耦合電感器3700包括整體式磁芯3702，整體式磁芯3702由諸如可固化粘合劑(如高分子粘合劑)內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。磁芯3702包括端部磁元件3704、3706以及成排設(shè)置的N個(gè)腿部3708，其中N為大于I的整數(shù)。各腿部3708均連接端部磁元件3704、3706。因此，磁芯3702具有“梯狀”設(shè)置，其中端部磁元件3704、3706類比于梯欄，腿部3708類比于梯級(jí)。圖37和38中的虛線從端部磁元件3704、3706描繪腿部3708僅用于幫助觀看者分辨這些元件。這些虛線不表示磁芯3702的不連續(xù)性，因?yàn)樾?702為單件式粉狀磁性材料芯。耦合電感器3700還包括N個(gè)繞組3710，N個(gè)繞組3710的相應(yīng)繞組繞每個(gè)腿部3708卷繞。磁芯3702提供用于磁通量耦合繞組3710的路徑。繞組3710為端部形成端子3712的單匝或多匝繞組(參見(jiàn)圖39)。出于說(shuō)明性清楚的目的，在圖39中僅標(biāo)示了一些端子3712。繞組3710在其端子3712處可選地包括連接器，諸如焊片或通孔銷(未示出)。在某些實(shí)施方式中，繞組3710為箔繞組(即，具有矩形截面的繞組)以利于低繞組阻抗。各繞組3710繞其各自的腿部3708的外表面3714卷繞。然而，在替換的實(shí)施方式中，至少一個(gè)繞組3710至少部分地嵌入其各自的腿部3708中。如上所述，使繞組3710嵌入腿部3708可便于形成多匝繞組。此外，使繞組3710嵌入腿部3708可增加與繞組3710關(guān)聯(lián)的漏電感值，如以下所討論的那樣。圖40示出了耦合電感器4000的俯視圖，其類似于耦合電感器3700，但包括嵌入腿部4008中的繞組4010。腿部4008和端部磁元件4004、4006共同地形成整體式磁芯4002，整體式磁芯4002由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。繞組4010在圖40的俯視圖中不可見(jiàn)，因?yàn)槠淝度胪炔?008中。然而，圖41示出了沿圖40的線A-A截取的電感器4000的截面圖并示出了繞組4010。腿部4008在繞組4010內(nèi)具有非零值的截面區(qū)域4116，在繞組4010外具有非零值的截面區(qū)域4118。腿部4008的截面區(qū)域4116有助于繞組4010的磁耦合。然而，腿部4008的截面區(qū)域4118對(duì)繞組4010的磁耦合沒(méi)有幫助；而截面區(qū)域4118有助于與繞組4010關(guān)聯(lián)的漏電感值。因此，假設(shè)其它所有都相等，耦合電感器4000中與繞組4010關(guān)聯(lián)的漏電感值將大于耦合電感器3700中的。可在設(shè)計(jì)耦合電感器4000的過(guò)程中通過(guò)改變截面區(qū)域4116和/或4118的尺寸和/或設(shè)置來(lái)改變繞組4010的磁化電感和/或漏電感值。例如，增加截面區(qū)域4116的尺寸使磁化電感增加，增加截面區(qū)域4118的尺寸使漏電感增加。在替換的實(shí)施方式中，繞組4010在腿部4008的外表面附近嵌入，以使得腿部4008中沒(méi)有被繞組4010包圍的芯材料的截面區(qū)域4118可以忽略。在替換的實(shí)施方式中，截面區(qū)域4116和/或4118在腿部4008的示例中變化，以使耦合電感器4000具有不均勻的漏電感值。例如，在一些實(shí)施方式中，腿部4008 (I)的截面區(qū)域4118 (I)大于剩余腿部4008的截面區(qū)域4118，以使得與繞組4010 (I)關(guān)聯(lián)的漏電感大于與剩余繞組4010關(guān)聯(lián)的漏電感。可向耦合電感器3700添加額外特征以增加繞組3710的漏電感。例如，圖42示出了耦合電感器4200的立體圖，其類似于耦合電感器3700，但附加地包括外腿4220、4222。耦合電感器4200包括整體式磁芯4202，整體式磁芯4202由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。芯4202包括端部磁元件4204、4206，與端部磁元件4204、4206連接的N個(gè)腿部4208以及外腿4220、4222，其中N為大于I的整數(shù)。腿部4208和外腿4220、422成排設(shè)置，腿部4208設(shè)置于外腿4220、4222之間。耦合電感器4200還包括N個(gè)繞組4210，N個(gè)繞組4210中的相應(yīng)繞組至少部分地繞每個(gè)腿部4208卷繞。在替換的實(shí)施方式中，繞組4210至少部分地嵌入腿部4208和/或?yàn)槎嘣牙@組。出于說(shuō)明性的目的，圖42中的虛線描繪了磁芯元件，但不表示磁芯4202中的不連續(xù)性，因?yàn)樾?202為單件式芯。外腿4220、4222連接端部磁元件4204、4206，但與腿部4208不同，外腿4220、4222通常不包括繞組。而外腿4220、4222在端部磁元件4204、4206之間提供用于磁通量的路徑，從而提供用于漏磁通量的路徑，其有助于與N個(gè)繞組4210關(guān)聯(lián)的漏電感。外腿4220、4222通常不包括間隙，因?yàn)榭稍陔姼衅?200的設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)改變形成芯4202的粉狀磁性材料的成分來(lái)控制漏電感。外腿4220、4222中的每個(gè)都無(wú)需一定具有相同的設(shè)置。例如，在某些實(shí)施方式中，外腿4220具有比外腿4222更大的截面面積，或者外腿4220、4222之一被省略，以使耦合電感器4200具有不均勻的漏電感特性。圖43示出了耦合電感器4300的立體圖，其類似于耦合電感器3700，但額外地包括頂部磁元件4324。圖44示出了耦合電感器4300的一側(cè)4326的俯視圖，圖45示出了沿圖43的線A-A截取的截面圖。圖46示出了沿圖44的線A-A截取的電感器4300的截面圖。耦合電感器4300包括整體式磁芯4302，整體式磁芯4302由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。芯4302包括端部磁元件4304、4306，成排設(shè)置且連接端部磁元件4304、4306的N個(gè)腿部4308，以及頂部磁元件4324，其中N為大于I的整數(shù)。耦合電感器4300還包括N個(gè)繞組4310，N個(gè)繞組4310中的相應(yīng)繞組至少部分地繞每個(gè)腿部4308卷繞。在替換的實(shí)施方式中，繞組4310至少部分地嵌入腿部4308和/或?yàn)槎嘣牙@組。圖43-45中的虛線從端部磁元件4304、4306描繪了頂部磁元件4324僅用于幫助觀看者識(shí)別頂部磁元件4324。虛線不表示磁芯4302的不連續(xù)性，因?yàn)樾?302為單個(gè)單位芯。頂部磁元件4324靠近于腿部4308并越過(guò)腿部4308中的至少兩個(gè)延伸并連接端部磁元件4304、4306。因此，頂部磁元件4324在端部磁元件4304、4306之間提供用于磁通量的路徑，從而提供用于漏磁通量的路徑，其有助于與N個(gè)繞組4310關(guān)聯(lián)的漏電感。頂部磁元件4324通常不包括間隙，因?yàn)榭稍陔姼衅?300的設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)改變形成芯4302的粉狀磁性材料的成分來(lái)控制漏電感。在替換的實(shí)施方式中，單個(gè)頂部磁元件4324由兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的頂部磁性元件替換，兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的頂部磁性元件在端部磁元件4304、4306之間提供用于磁通量的路徑。頂部磁元件4324的設(shè)置可改變，例如僅沿耦合電感器4300的長(zhǎng)度4328的一部分延伸。例如，圖47示出了耦合電感器4700的立體圖，其類似于耦合電感器4300，但包括具有頂部磁元件4724的粉狀磁性材料芯4702，頂部磁元件4724靠近于腿部4308并僅在腿部4308中的兩個(gè)之上延伸。此外，可伸縮的耦合電感器可由缺乏視覺(jué)可辨別的磁芯分段的粉狀磁性材料磁芯形成，但無(wú)論怎樣均具有與圖37-47的電感器類似的磁通量路徑。例如，圖48示出了耦合電感器4800的立體圖，其包括矩形形狀的整體式磁芯4802，整體式磁芯4802由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。圖49示出了沿圖48的線A-A截取的耦合電感器4800的截面圖。耦合電感器4800還包括N個(gè)繞組4804，每個(gè)繞組至少部分地嵌入磁芯4802中，其中N為大于I的整數(shù)并且在圖48的實(shí)施方式中等于4。在圖48中僅示出芯4802的輪廓以使繞組4804可見(jiàn)。各繞組4804具有形成各自端子4806的兩個(gè)端部，僅標(biāo)示了其中的一些以利于說(shuō)明性清楚。繞組4804在其端子4806處可選地包括連接器，諸如焊片或通孔銷(未示出)。芯4802中的繞組4804通常彼此至少部分地物理分離，而在一些實(shí)施方式中，彼此完全物理地分離。
與耦合電感器4200 (圖42)不同，磁芯4802缺少視覺(jué)可辨別的磁性子元件，諸如端部磁性元件、腿部或外腿，因?yàn)榇判?802為矩形形狀的整體式磁芯。不過(guò)，耦合電感器4800具有與電感器4200類似的磁通路。磁芯4802可被認(rèn)為具有至少三個(gè)功能部分-中間部分4808和兩個(gè)外部部分4810、4812，在圖48中以虛線描繪。然而，應(yīng)該領(lǐng)會(huì)，圖48和49中的虛線僅幫助觀看者分辨磁芯4802的功能部分，并不表示芯4802的不連續(xù)性，因?yàn)樾?802為單件式芯。將外部部分4810、4812分離的、芯4802的中間部分4808與繞組4804磁耦合，并因而類似于耦合電感器4200的端部磁元件4204、4206和腿部4208。相反地，外部部分4810、4812提供用于漏磁通量的通路，該漏磁通量為沒(méi)有聯(lián)接其它繞組4804的給定的繞組4804產(chǎn)生的磁通量。因此，外部部分4810、4812分別類似于電感器4200的外腿4220、4222。漏磁通量有助于與N個(gè)繞組4804關(guān)聯(lián)的漏電感，并且如上所述，DC-DC變換器應(yīng)用中的漏電感必須足夠大以限制波紋電流振幅。此外，中間部分4808在繞組4804之間的子部分4920也提供用于漏磁通量的路徑，因?yàn)樽硬糠?920沒(méi)有與繞組4804磁耦合。在替換的實(shí)施方式中，外部部分4810、4812具有不同的設(shè)置，例如不同的尺寸，以使耦合電感器4800具有不均的漏電感特性。圖50示出了耦合電感器5000，其包括矩形形狀的整體式磁芯5002，整體式磁芯5002由諸如粘合劑內(nèi)鐵粉的粉狀磁性材料形成。圖51示出了沿圖50的線A-A截取的電感器5000的截面圖。耦合電感器5000還包括N個(gè)繞組5004，每個(gè)繞組至少部分地嵌入磁芯5002中，其中N為大于I的整數(shù)并且在圖50的實(shí)施方式中等于4。在圖50中僅示出芯5002的輪廓以使繞組5004可見(jiàn)。各繞組5004具有形成各自端子5006的兩個(gè)端部，僅標(biāo)示了其中的一些以利于說(shuō)明性清楚。繞組5004在其端子5006處可選地包括連接器，諸如焊片或通孔銷(未示出)。芯5002中的繞組5004通常彼此至少部分地物理分離，而在一些實(shí)施方式中，彼此完全物理地分離。磁芯5002不具有視覺(jué)可辨別的磁性子元件，因?yàn)樾?002為矩形形狀的整體式磁芯。不過(guò)，耦合電感器5000具有與耦合電感器5000(圖43)類似的磁通量路徑。磁芯5002可被認(rèn)為具有至少兩個(gè)功能部分-底部部分5008和頂部部分5010。底部部分5008與繞組5004磁耦合并因而類似于耦合電感器4300的端部磁元件4304、4306和腿部4308。另一方面，頂部部分5010提供漏磁通量的路徑，其有助于與N個(gè)繞組5004關(guān)聯(lián)的漏電感。因此，頂部部分5010類似于耦合電感器4300的頂部磁元件4324。底部部分5008中的、位于繞組5004之間的子部分5122也提供用于漏磁通量的路徑，因?yàn)檫@些子部分沒(méi)有與繞組5004磁耦合。應(yīng)該期望，耦合電感器4800和5000的磁芯通常不包括分離的間隙，因?yàn)樾纬尚镜姆蹱畲判圆牧贤ǔ＞哂蟹植际介g隙。不過(guò)，磁芯4802、5002中的一個(gè)或多個(gè)可以可選地形成分離間隙(例如，氣隙)以增加電感器能量存儲(chǔ)能力。另外，形成磁芯4802、5002的粉狀磁性材料可選地異質(zhì)，以使芯的不同部分具有不同的磁特性。例如，在某些實(shí)施方式中，芯4802的外部部分4810、4812具有與中間部分4808不同的導(dǎo)磁率，以在漏電感和磁化電感之間實(shí)現(xiàn)所需的平衡?？筛淖兝@組4804、5004的設(shè)置。例如，雖然圖48和50示出了存在用于通孔安裝的芯底部4814、5014的繞組4804、5004，但是繞組可設(shè)置為支持其他連接技術(shù)，例如表面安裝焊接。例如，圖52示出了耦合電感器5200，其類似于耦合電感器5000，但包括具有端子5206的繞組5204，端子5206沿底部芯表面5214延伸以支持表面安裝焊接。僅一些端子5206被標(biāo)示以利于說(shuō)明性清楚。在替換的實(shí)施方式中，繞組4804、5004為多匝繞組，例如圖53所示的那樣，圖53示出了具有兩匝繞組5304的耦合電感器5300。耦合電感器5300在其他方面類似于稱合電感器5000。耦合電感器4800、5000的繞組例如為具有圓形截面、方形截面或矩形截面的繞組。例如，圖54示出了耦合電感器5400，其類似于耦合電感器5000，但包括箔繞組5404，箔繞組5404形成焊片5416以用于表面安裝焊接至印刷電路板。為了說(shuō)明性清楚，僅標(biāo)示了一些焊片5416。圖48-54的電感器的芯可替換地具有矩形之外的形狀。例如，芯邊緣可以為圓的和/或外表面可以為非平面的。圖48-54的耦合電感器可以比傳統(tǒng)可伸縮的耦合電感器更簡(jiǎn)單和/或更經(jīng)濟(jì)地制造。例如，如上關(guān)于圖35所述，圖48-54的耦合電感器的某些實(shí)施方式可通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的過(guò)程來(lái)制造，該過(guò)程包括將繞組放置在模子中、在模子中放置粉狀磁性材料、以及將粉狀磁性材料的粘合劑固化。相反地，傳統(tǒng)可伸縮的耦合電感器通常通過(guò)更復(fù)雜的過(guò)程來(lái)制造，這些復(fù)雜過(guò)程包括制造形狀復(fù)雜的磁芯，然后在形狀復(fù)雜的磁芯上安裝繞組。傳統(tǒng)可伸縮的耦合電感器通常需要形狀復(fù)雜的磁芯以在多個(gè)繞組之間提供必要的磁耦合，而圖48-54的耦合電感器通過(guò)單件式磁芯在繞組之間實(shí)現(xiàn)必要的磁耦合。特征的組合以上描述的特征以及所附權(quán)利要求保護(hù)的那些特征可以任何方式組合而不偏離其范圍。以下示例示出了一些可能的組合:(al)電源可包括耦合電感器、第一切換電路和第二切換電路。耦合電感器可包括:由粉狀磁性材料形成的整體式磁芯；第一、第二、第三和第四端子；第一繞組，其至少部分地嵌入整體式磁芯中并且電耦合于第一和第二端子之間；以及第二繞組，其至少部分地嵌入整體式磁芯中并且電耦合于第三和第四端子之間，在整體式磁芯中該第二繞組與第一繞組至少部分地物理分離。第一切換電路可電耦合至第一端子并且用于將第一端子以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。第二切換電路可電耦合至第三端子并且用于將第三端子以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。(a2)在由(al)指示的電源中，在整體式磁芯內(nèi)第一繞組可與第二繞組電隔離。(a3)在由(al)或(a2)指示的電源中，粉狀磁性材料可包括高分子粘合劑內(nèi)的磁性材料。(a4 )在由(a3 )指示的電源中，磁性材料可包括鐵粉。(a5)在由(al)至(a4)指示的電源的任一個(gè)中，第一和第三端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第一側(cè)，第二和第四端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第二側(cè)，第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)。(a6)在由(al)至(a5)指示的電源的任一個(gè)中，第一和第二繞組可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至第四端子的增大電流。(a7)在由(al)至(a5)指示的電源的任一個(gè)中，第一和第二繞組可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第四端子流經(jīng)第二繞組至第三端子的增大電流。(a8)在由(al)至(a7)指示的電源的任一個(gè)中，第一和第二繞組可為訂書(shū)針型繞組。(a9)在由(al)至(a4)或(a8)指示的電源的任一個(gè)中，第一和第二端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第一側(cè)，第三和第四端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第二側(cè)，第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)，以及第一和第二繞組可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至第四端子的增大電流。(alO)在由(al)至(a4)或(a8)指示的電源的任一個(gè)中，第一和第三端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第一側(cè)，第二端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第二側(cè)，第四端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第三側(cè)，第三側(cè)與第二側(cè)相對(duì)，第一側(cè)設(shè)置于第二側(cè)和第三側(cè)之間，以及第一和第二繞組可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至第四端子的增大電流。(all)在由(al)至(a4)指示的電源的任一個(gè)中，第二和第四端子可為公共端子的一部分，第一和第三端子可設(shè)置得靠近整體式磁芯的第一側(cè)，公共端子可設(shè)置得靠近整體式磁芯的第二側(cè)，第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)，第一和第二繞組可設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至公共端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至公共端子的增大電流。(al2)在由(al)至(a4)指示的電源的任一個(gè)中:整體式磁芯可包括第一側(cè)、第二偵U、第三側(cè)和第四側(cè)，第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)，第三側(cè)與第四側(cè)相對(duì)；第一、第二、第三和第四端子可分別設(shè)置得靠近整體式磁芯的第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)；以及第一和第二繞組在芯中可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至第四端子的增大電流。(al3)在由(al)至(a4)指示的電源的任一個(gè)中，整體式磁芯可包括第一側(cè)、第二偵U、第三側(cè)和第四側(cè)，第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)，第三側(cè)與第四側(cè)相對(duì)；第一、第二、第三和第四端子可分別設(shè)置得靠近芯的第三側(cè)、第一側(cè)、第四側(cè)和第二側(cè)；以及第一和第二繞組在芯中可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至第四端子的增大電流。(al4)在由(al)至(al3)指示的電源的任一個(gè)中，第一和第二繞組中的每個(gè)可繞公共軸線形成至少一匝。(al5 )在由(al)至(a4)或(a8 )指示的電源的任一個(gè)中，整體式磁芯可包括:第一和第二端部磁元件，以及第一和第二腿部，第一和第二腿部連接第一和第二端部磁元件；其中第一繞組可至少部分地嵌入第一腿部中；以及第二繞組可至少部分地嵌入第二腿部中。(al6)在由(a51)指示的電源的任一個(gè)中，整體式磁芯還可包括第一和第二外腿，第一和第二外腿均連接至第一和第二端部磁元件，并且在第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑，第一和第二腿部成排設(shè)置在第一外腿與第二外腿之間。(al7)在由(al5)指示的電源的任一個(gè)中，整體式磁芯還可包括第三腿部和第三繞組，第三腿部連接端部磁元件并且與第一和第二腿部成排設(shè)置在第一外腿與第二外腿之間，第三繞組至少部分地嵌入第三腿部中；以及電源還可包括第三切換電路，第三切換電路用于將第三繞組的端部以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。(al8)在由(a5)指示的電源的任一個(gè)中，整體式磁芯還可包括頂部磁元件，頂部磁元件與第一和第二腿部相鄰并且在第一和第二腿部之上延伸以在第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑。(al9)在由(al5)至(al8)指示的電源的任一個(gè)中，整體式磁芯還可包括第三腿部和第三繞組，第三腿部連接端部磁元件并且與第一和第二腿部成排設(shè)置，第三繞組至少部分地嵌入第三腿部中；以及電源還可包括第三切換電路，第三切換電路用于將第三繞組的端部以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。(a20)在由(al)至(a5)、(a8)、(al4)或(al5)至(al9)指示的電源的任一個(gè)中，第二和第四端子可為公共端子的一部分。(a21)在由(al)至(a4)、(a8)或(al4)指示的電源的任一個(gè)中，耦合電感器還可包括第五和第六端子，和第三繞組，第三繞組至少部分地嵌入整體式磁芯中并且在整體式磁芯內(nèi)與第一和第二繞組至少部分地物理分離，第三繞組電耦合于第五端子與第六端子之間；以及電源還可包括第三切換電路，第三切換電路電耦合至第五端子并且用于將第五端子以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。(a22)在由(al)至(a4)或(a20)至(a21)指示的電源的任一個(gè)中，整體式磁芯的第一部分可將第一和第二繞組磁耦合，整體式磁芯的第二部分可提供用于漏磁通量的路徑，第一部分不同于第二部分。(a23)在由(a22)指示的電源的任一個(gè)中，第一部分可具有與第二部分不同的磁特性。(a24)在由(a23)指示的電源的任一個(gè)中，整體式磁芯的第三部分可提供用于漏磁通量的路徑，第一部分將第二部分與第三部分隔開(kāi)。(bl) 一種耦合電感器可包括:整體式磁芯，由粉狀磁性材料形成；第一、第二、第三和第四端子；第一繞組，第一繞組至少部分地嵌入整體式磁芯中并且電耦合于第一和第二端子之間；以及第二繞組，第二繞組至少部分地嵌入整體式磁芯中并且電耦合于第三和第四端子之間，在整體式磁芯內(nèi)第二繞組與第一繞組至少部分地物理分離。(b2)在由(bl)指示的耦合電感器中，在整體式磁芯內(nèi)第一繞組可與第二繞組電隔離。(b3)在由(bl)或(b2)指示的耦合電感器中，粉狀磁性材料可包括高分子粘合劑內(nèi)的磁性材料。(b4)在由(b3)指示的耦合電感器中，磁性材料可包括鐵粉。(b5)在由(bl)至(b4)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一和第三端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第一側(cè)，第二和第四端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第二側(cè)，第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)。(b6)在由(bl)至(b5)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一和第二繞組可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至第四端子的增大電流。(b7)在由(bl)至(b5)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一和第二繞組可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第四端子流經(jīng)第二繞組至第三端子的增大電流。(b8)在由(bl)至(b7)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一和第二繞組可為訂書(shū)針型繞組。(b9)在由(bl)至(b4)或(b8)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一和第二端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第一側(cè)；第三和第四端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第二偵牝第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)；以及第一和第二繞組可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至第四端子的增大電流。(blO)在由(bl)至(b4)或(b8)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一和第三端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第一側(cè)；第二端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第二側(cè)；第四端子可設(shè)置得靠近于整體式磁芯的第三側(cè)，第三側(cè)與第二側(cè)相對(duì)，第一側(cè)設(shè)置于第二側(cè)和第三側(cè)之間；以及第一和第二繞組可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至第四端子的增大電流。(bll)在由(bl)至(b4)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第二和第四端子可為公共端子的一部分；第一和第三端子可設(shè)置得靠近整體式磁芯的第一側(cè)，公共端子可設(shè)置得靠近整體式磁芯的第二側(cè)，第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)；第一和第二繞組可設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至公共端子的增大電流誘導(dǎo)從第三端子流經(jīng)第二繞組至公共端子的增大電流。(bl2)在由(bl)至(b4)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯可包括第一偵U、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)，第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)，第三側(cè)與第四側(cè)相對(duì)；第一、第二、第三和第四端子可分別設(shè)置得靠近整體式磁芯的第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)；以及第一和第二繞組在芯中可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流在第二繞組中誘導(dǎo)從第三端子流至第四端子的增大電流。(bl3)在由(bl)至(b4)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯可包括第一偵U、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)，第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)，第三側(cè)與第四側(cè)相對(duì)；第一、第二、第三和第四端子可分別設(shè)置得靠近芯的第三側(cè)、第一側(cè)、第四側(cè)和第二側(cè)；以及第一和第二繞組在芯中可被設(shè)置使得從第一端子流經(jīng)第一繞組至第二端子的增大電流在第二繞組中誘導(dǎo)從第三端子流至第四端子的增大電流。(bl4)在由(bl)至(bl3)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一和第二繞組中的每個(gè)可繞公共軸線形成至少一匝。(bl5)在由(bl)至(b4)或(b8)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯可包括:第一和第二端部磁元件，以及第一和第二腿部，第一和第二腿部連接第一和第二端部磁元件；第一繞組可至少部分地嵌入第一腿部中；以及第二繞組可至少部分地嵌入第二腿部中。(bl6)在由(bl5)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯還可包括第一和第二外腿，第一和第二外腿均連接至第一和第二端部磁元件，并且在第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑，第一和第二腿部成排設(shè)置在第一外腿與第二外腿之間。(bl7)在由(bl6)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，還可包括第三腿部和第三繞組，第三腿部連接端部磁元件并且與第一和第二腿部成排設(shè)置在第一外腿與第二外腿之間，第三繞組可至少部分地嵌入第三腿部中。(bl8)在由(bl5)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯還可包括頂部磁元件，頂部磁元件與第一和第二腿部相鄰并且在第一和第二腿部之上延伸以在第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑。(bl9)在由(bl8)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，還可包括第三腿部和第三繞組，第三腿部連接端部磁元件并且與第一和第二腿部成排設(shè)置，第三繞組可至少部分地嵌入第三腿部中。(b20)在由(bl9)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，頂部磁元件可與第一、第二和第三腿部的每個(gè)相鄰并且在第一、第二和第三腿部中的每個(gè)之上延伸。(b21)在由(bl)至(b20)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一和第二繞組中的每個(gè)可形成多匝。(b22)在由(bl)至(b5)、(b8)、(bl4)或(bl5)至(bl9)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第二和第四端子可為公共端子的一部分。(b23)在由(bl)至(b5)、(b8)或(bl4)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，還可包括第五和第六端子，以及第三繞組，第三繞組至少部分地嵌入整體式磁芯中并且在整體式磁芯內(nèi)與第一和第二繞組至少部分地物理分離，第三繞組電耦合于第五端子與第六端子之間。(b24)在由(bl)至(bl4)或(b21)至(b23)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯的第一部分可將第一和第二繞組磁耦合，整體式磁芯的第二部分可提供用于漏磁通量的路徑，第一部分不同于第二部分。(b25)在由(b24)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，第一部分可具有與第二部分不同的磁特性。(b26)在由(b24)或(b25)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯的第三部分可提供用于漏磁通量的路徑，第一部分將第二部分與第三部分隔開(kāi)。(Cl) 一種耦合電感器可包括:整體式磁芯,整體式磁芯由粉狀磁性材料形成并且包括:第一和第二端部磁元件和N個(gè)腿部，N個(gè)腿部將第一和第二端部磁元件連接，N為大于I的整數(shù)；以及N個(gè)繞組，每個(gè)繞組繞N個(gè)腿部中相應(yīng)的腿部卷繞。( c2)在由(Cl)指示的耦合電感器中，粉狀磁性材料可包括高分子粘合劑內(nèi)的磁性材料。(c3)在由(c2)指示的耦合電感器中，磁性材料可包括鐵粉。(c4)在由(Cl)至(c3)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯還可包括第一和第二外腿，第一和第二外腿均連接至第一和第二端部磁元件，并且在第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑，N個(gè)腿部成排設(shè)置在第一外腿與第二外腿之間。(c5)在由(Cl)至(c4)指示的耦合電感器的任一個(gè)中，整體式磁芯還可包括頂部磁元件，頂部磁元件與N個(gè)腿部的至少兩個(gè)腿部相鄰并且在所述至少兩個(gè)腿部之上延伸，以在第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑。(c6 )在由(c5 )指示的耦合電感器的任一個(gè)中，頂部磁元件可與N個(gè)腿部中的每個(gè)腿部相鄰并且在N個(gè)腿部中的每個(gè)腿部之上延伸。(dl)—種用于形成耦合電感器的方法可包括:將多個(gè)繞組定位使得多個(gè)繞組中的每個(gè)繞組與多個(gè)繞組的另一個(gè)繞組至少部分地物理分離；至少部分地繞多個(gè)繞組形成粉狀磁性材料；以及將粉狀磁性材料的粘合劑固化。(d2)在由(dl)指示的方法中，定位的步驟可包括將多個(gè)繞組定位于模子中，形成的步驟包括將粉狀磁性材料放置在模子中。(d3)在由(dl)或(d2)指示的方法的任一個(gè)中，在至少部分地繞多個(gè)繞組形成粉狀磁性材料的步驟前，還可包括將多個(gè)繞組對(duì)齊使得多個(gè)繞組中的每個(gè)繞組繞公共軸線形成至少一阻。(d4)在由(dl)至(d3)指示的方法的任一個(gè)中，粉狀磁性材料可包括高分子粘合劑內(nèi)的鐵粉?？梢詫?duì)以上方法和系統(tǒng)進(jìn)行修改而不脫離本發(fā)明范圍。例如，雖然以上的耦合電感器的示例具體示出了矩形形狀的磁芯，但是磁芯形狀可改變。作為另一示例，每個(gè)電感器的繞組數(shù)量和/或每個(gè)繞組的匝數(shù)可改變。因而應(yīng)該注意，以上描述中包含的以及附圖中示出的主題應(yīng)理解為示例性的，而不是限制的意思。所附的權(quán)利要求書(shū)旨在覆蓋本文所描述的一般的和具體的特征，以及本方法和系統(tǒng)的全部保護(hù)范圍，作為主題可認(rèn)為落入一般的和具體的特征之間。
權(quán)利要求
1.一種電源,包括: 耦合電感器，所述耦合電感器包括: 整體式磁芯，由粉狀磁性材料形成， 第一、第二、第三和第四端子， 第一繞組，所述第一繞組至少部分地嵌入所述整體式磁芯中并且電耦合于所述第一和第二端子之間，以及 第二繞組，所述第二繞組至少部分地嵌入所述整體式磁芯中并且電耦合于所述第三和第四端子之間，在所述整體式磁芯內(nèi)所述第二端子與所述第一繞組至少部分地物理分離；第一切換電路，所述第一切換電路電耦合至所述第一端子并且用于將所述第一端子以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換；以及 第二切換電路，所述第二切換電路電耦合至所述第三端子并且用于將所述第三端子以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。
2.如權(quán)利要求1所述的電源，在所述整體式磁芯內(nèi)所述第一繞組與所述第二繞組電隔 離。
3.如權(quán)利要求2所述的電源，其中，所述粉狀磁性材料包括高分子粘合劑內(nèi)的磁性材料。
4.如權(quán)利要求3所述的電源，其中，所述磁性材料包括鐵粉。
5.如權(quán)利要求1或4所述的電源，其中: 所述第一和第三端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第一側(cè)；以及所述第二和第四端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相對(duì)。
6.如權(quán)利要求5所述的電源，所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第四端子的增大電流。
7.如權(quán)利要求5所述的電源，所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第四端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第三端子的增大電流。
8.如權(quán)利要求5所述的電源，所述第一和第二繞組為訂書(shū)針型繞組。
9.如權(quán)利要求1或4所述的電源，其中: 所述第一和第二端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第一側(cè)； 所述第三和第四端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相對(duì)；以及 所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第四端子的增大電流。
10.如權(quán)利要求1或4所述的電源，其中: 所述第一和第三端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第一側(cè)； 所述第二端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第二側(cè)； 所述第四端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第三側(cè)，所述第三側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)，所述第一側(cè)設(shè)置于所述第二側(cè)和第三側(cè)之間；以及所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第四端子的增大電流。
11.如權(quán)利要求1或4所述的電源，其中: 所述第二和第四端子為公共端子的一部分； 所述第一和第三端子設(shè)置得靠近所述整體式磁芯的第一側(cè)，所述公共端子設(shè)置得靠近所述整體式磁芯的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相對(duì)； 所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述公共端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述公共端子的增大電流。
12.如權(quán)利要求1或4所述的電源，其中: 所述整體式磁芯包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)，所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)，所述第三側(cè)與所述第四側(cè)相對(duì)； 所述第一、第二、第三和第四端子分別設(shè)置得靠近所述整體式磁芯的所述第一側(cè)、第二偵U、第三側(cè)和第四側(cè)；以及 所述第一和第二繞組在所述 芯中被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第四端子的增大電流。
13.如權(quán)利要求1或4所述的電源，其中: 所述整體式磁芯包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)，所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)，所述第三側(cè)與所述第四側(cè)相對(duì)； 所述第一、第二、第三和第四端子分別設(shè)置得靠近所述芯的所述第三側(cè)、第一側(cè)、第四側(cè)和第二側(cè)；以及 所述第一和第二繞組在所述芯中被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第四端子的增大電流。
14.如權(quán)利要求1或4所述的電源，所述第一和第二繞組中的每個(gè)繞公共軸線形成至少一阻。
15.如權(quán)利要求1或4所述的電源，其中: 所述整體式磁芯包括: 第一和第二端部磁元件，以及 第一和第二腿部，所述第一和第二腿部連接所述第一和第二端部磁元件； 所述第一繞組至少部分地嵌入所述第一腿部中；以及 所述第二繞組至少部分地嵌入所述第二腿部中。
16.如權(quán)利要求15所述的電源，所述整體式磁芯還包括第一和第二外腿，所述第一和第二外腿均連接至所述第一和第二端部磁元件，并且在所述第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑，所述第一和第二腿部成排設(shè)置在所述第一外腿與第二外腿之間。
17.如權(quán)利要求16所述的電源，其中: 所述整體式磁芯還包括第三腿部和第三繞組，所述第三腿部連接所述端部磁元件并且與所述第一和第二腿部成排設(shè)置在所述第一外腿與第二外腿之間，所述第三繞組至少部分地嵌入所述第三腿部中；以及 所述電源還包括第三切換電路，所述第三切換電路用于將所述第三繞組的端部以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。
18.如權(quán)利要求15所述的電源，所述整體式磁芯還包括頂部磁元件，所述頂部磁元件與所述第一和第二腿部相鄰并且在所述第一和第二腿部之上延伸以在所述第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑。
19.如權(quán)利要求18所述的電源，其中: 所述整體式磁芯還包括第三腿部和第三繞組，所述第三腿部連接所述端部磁元件并且與所述第一和第二腿部成排設(shè)置，所述第三繞組至少部分地嵌入所述第三腿部中；以及 所述電源還包括第三切換電路，所述第三切換電路用于將所述第三繞組的端部以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。
20.如權(quán)利要 求1或4所述的電源，其中，所述第二和第四端子為公共端子的一部分。
21.如權(quán)利要求1或4所述的電源，其中: 所述耦合電感器還包括: 第五和第六端子，和 第三繞組，所述第三繞組至少部分地嵌入所述整體式磁芯中并且在所述整體式磁芯內(nèi)與所述第一和第二繞組至少部分地物理分離，所述第三繞組電耦合于所述第五端子與第六端子之間；以及 所述電源還包括第三切換電路，所述第三切換電路電耦合至所述第五端子并且用于將所述第五端子以至少20千赫的頻率在至少兩個(gè)不同的電壓水平之間切換。
22.如權(quán)利要求1或4所述的電源，所述整體式磁芯的第一部分將所述第一和第二繞組磁耦合，所述整體式磁芯的第二部分提供用于漏磁通量的路徑，所述第一部分不同于所述第二部分。
23.如權(quán)利要求22所述的電源，所述第一部分具有與所述第二部分不同的磁特性。
24.如權(quán)利要求22所述的電源，所述整體式磁芯的第三部分提供用于漏磁通量的路徑，所述第一部分將所述第二部分與第三部分隔開(kāi)。
25.—種稱合電感器,包括: 整體式磁芯，由粉狀磁性材料形成， 第一、第二、第三和第四端子， 第一繞組，所述第一繞組至少部分地嵌入所述整體式磁芯中并且電耦合于所述第一和第二端子之間，以及 第二繞組，所述第二繞組至少部分地嵌入所述整體式磁芯中并且電耦合于所述第三和第四端子之間，在所述整體式磁芯內(nèi)所述第二繞組與所述第一繞組至少部分地物理分離。
26.如權(quán)利要求25所述的耦合電感器，在所述整體式磁芯內(nèi)所述第一繞組與所述第二繞組電隔離。
27.如權(quán)利要求26所述的耦合電感器，其中，所述粉狀磁性材料包括高分子粘合劑內(nèi)的磁性材料。
28.如權(quán)利要求27所述的耦合電感器，其中，所述磁性材料包括鐵粉。
29.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，其中:所述第一和第三端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第一側(cè)；以及所述第二和第四端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相對(duì)。
30.如權(quán)利要求29所述的耦合電感器，所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第四端子的增大電流。
31.如權(quán)利要求29所述的耦合電感器，所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第四端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第三端子的增大電流。
32.如權(quán)利要求29所述的耦合電感器，所述第一和第二繞組為訂書(shū)針型繞組。
33.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，其中，所述第一和第二端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第一側(cè)； 所述第三和第四端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述第一偵W對(duì)；以及 所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第四端子的增大電流。
34.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，其中: 所述第一和第三端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第一側(cè)； 所述第二端子設(shè)置得靠近于所述整體式磁芯的第二側(cè)； 所述第四端子設(shè)置 得 靠近于所述整體式磁芯的第三側(cè)，所述第三側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)，所述第一側(cè)設(shè)置于所述第二側(cè)和第三側(cè)之間；以及 所述第一和第二繞組被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述第四端子的增大電流。
35.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，其中: 所述第二和第四端子為公共端子的一部分； 所述第一和第三端子設(shè)置得靠近所述整體式磁芯的第一側(cè)，所述公共端子設(shè)置得靠近所述整體式磁芯的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相對(duì)； 所述第一和第二繞組設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述公共端子的增大電流誘導(dǎo)從所述第三端子流經(jīng)所述第二繞組至所述公共端子的增大電流。
36.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，其中: 所述整體式磁芯包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)，所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)，所述第三側(cè)與所述第四側(cè)相對(duì)； 所述第一、第二、第三和第四端子分別設(shè)置得靠近所述整體式磁芯的所述第一側(cè)、第二偵U、第三側(cè)和第四側(cè)；以及 所述第一和第二繞組在所述芯中被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流在所述第二繞組中誘導(dǎo)從所述第三端子流至所述第四端子的增大電流。
37.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，其中: 所述整體式磁芯包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)，所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)，所述第三側(cè)與所述第四側(cè)相對(duì)； 所述第一、第二、第三和第四端子分別設(shè)置得靠近所述芯的所述第三側(cè)、第一側(cè)、第四側(cè)和第二側(cè)；以及 所述第一和第二繞組在所述芯中被設(shè)置使得從所述第一端子流經(jīng)所述第一繞組至所述第二端子的增大電流在所述第二繞組中誘導(dǎo)從所述第三端子流至所述第四端子的增大電流。
38.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，所述第一和第二繞組中的每個(gè)繞公共軸線形成至少一匝。
39.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，其中: 所述整體式磁芯包括: 第一和第二端部磁元 件，以及 第一和第二腿部，所述第一和第二腿部連接所述第一和第二端部磁元件； 所述第一繞組至少部分地嵌入所述第一腿部中；以及 所述第二繞組至少部分地嵌入所述第二腿部中。
40.如權(quán)利要求39所述的耦合電感器，所述整體式磁芯還包括第一和第二外腿，所述第一和第二外腿均連接至所述第一和第二端部磁元件，并且在所述第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑，所述第一和第二腿部成排設(shè)置在所述第一外腿與第二外腿之間。
41.如權(quán)利要求40所述的耦合電感器，還包括第三腿部和第三繞組，所述第三腿部連接所述端部磁元件并且與所述第一和第二腿部成排設(shè)置在所述第一外腿與第二外腿之間，所述第三繞組至少部分地嵌入所述第三腿部中。
42.如權(quán)利要求39所述的耦合電感器，所述整體式磁芯還包括頂部磁元件，所述頂部磁元件與所述第一和第二腿部相鄰并且在所述第一和第二腿部之上延伸以在所述第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑。
43.如權(quán)利要求42所述的耦合電感器，還包括第三腿部和第三繞組，所述第三腿部連接所述端部磁元件并且與所述第一和第二腿部成排設(shè)置，所述第三繞組至少部分地嵌入所述第三腿部中。
44.如權(quán)利要求43所述的耦合電感器，所述頂部磁元件與所述第一、第二和第三腿部的每個(gè)相鄰并且在所述第一、第二和第三腿部中的每個(gè)之上延伸。
45.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，所述第一和第二繞組中的每個(gè)形成多匝。
46.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，其中，所述第二和第四端子為公共端子的一部分。
47.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，還包括 第五和第六端子，以及 第三繞組，所述第三繞組至少部分地嵌入所述整體式磁芯中并且在所述整體式磁芯內(nèi)與所述第一和第二繞組至少部分地物理分離，所述第三繞組電耦合于所述第五端子與第六端子之間。
48.如權(quán)利要求25或28所述的耦合電感器，所述整體式磁芯的第一部分將所述第一和第二繞組磁耦合，所述整體式磁芯的第二部分提供用于漏磁通量的路徑，所述第一部分不同于所述第二部分。
49.如權(quán)利要求48所述的耦合電感器，所述第一部分具有與所述第二部分不同的磁特性。
50.如權(quán)利要求48所述的耦合電感器，所述整體式磁芯的第三部分提供用于漏磁通量的路徑，所述第一部分將所述第二部分與第三部分隔開(kāi)。
51.—種稱合電感器,包括: 整體式磁芯，所述整體式磁芯由粉狀磁性材料形成并且包括: 第一和第二端部磁元件，和 N個(gè)腿部，所述N個(gè)腿部將所述第一和第二端部磁元件連接，N為大于1的整數(shù)；以及 N個(gè)繞組，每個(gè)繞組繞所述N個(gè)腿部中各自的腿部卷繞。
52.如權(quán)利要求51所述的耦合電感器，其中，所述粉狀磁性材料包括高分子粘合劑內(nèi)的磁性材料。
53.如權(quán)利要求52所述的耦合電感器，其中，所述磁性材料包括鐵粉。
54.如權(quán)利要求51或53所述的耦合電感器，所述整體式磁芯還包括第一和第二外腿，所述第一和第二外腿均連接至所述第一和第二端部磁元件，并且在所述第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑，所述N個(gè)腿部成排設(shè)置在所述第一外腿與第二外腿之間。
55.如權(quán)利要求51或53所述的耦合電感器，所述整體式磁芯還包括頂部磁元件，所述頂部磁元件與所述N個(gè)腿部中的至少兩個(gè)腿部相鄰并且在所述N個(gè)腿部中的所述至少兩個(gè)腿部之上延伸，以在所述第一端部磁元件與第二端部磁元件之間提供用于磁通量的路徑。
56.如權(quán)利要求55所述的耦合電感器，所述頂部磁元件與所述N個(gè)腿部中的每個(gè)腿部相鄰并且在所述N個(gè)腿部中的每個(gè)腿部之上延伸。
57.—種用于形成稱合電感器的方法,包括: 將多個(gè)繞組定位為使得所述多個(gè)繞組中的每個(gè)繞組均與所述多個(gè)繞組的每個(gè)其他繞組至少部分地物理分離； 至少部分地繞所述多個(gè)繞組形成粉狀磁性材料；以及 將所述粉狀磁性材料的粘合劑固化。
58.如權(quán)利要求57所述的方法，所述定位的步驟包括將所述多個(gè)繞組定位于模子中，所述形成的步驟包括將所述粉狀磁性材料放置在所述模子中。
59.如權(quán)利要求57或58所述的方法，在至少部分地繞所述多個(gè)繞組形成粉狀磁性材料的步驟前，還包括將所述多個(gè)繞組對(duì)齊使得所述多個(gè)繞組中的每個(gè)繞組繞公共軸線形成至少一匝。
60.如權(quán)利要求57或58所述的方法，所述粉狀磁性材料包括高分子粘合劑內(nèi)的鐵粉。
全文摘要
一種多相耦合電感器，包括粉狀芯材料磁芯和第一、第二、第三和第四端子。該耦合電感器還包括至少部分地嵌入芯中的第一繞組和至少部分地嵌入芯中的第二繞組。第一繞組電耦合于第一和第二端子之間，第二繞組電耦合于第三和第四端子之間。在磁芯內(nèi)，第二繞組與第一繞組至少部分地物理地分離。多相耦合電感器例如用于電源。
文檔編號(hào)H02M7/00GK103141021SQ201180034407
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者亞歷山德·伊克拉納科夫 申請(qǐng)人:沃特拉半導(dǎo)體公司