強電流磁性部件及制造方法
【專利摘要】一種強電流磁性部件及制造方法。披露一種包括預成型線夾(230)的磁性部件，該磁性部件更順應以小型化水平進行生產。離散的芯部件(210、250)能利用更有效的制造技術與預成型線圈一起組裝，并且彼此物理地間隔開。
【專利說明】強電流磁性部件及制造方法
[0001]本申請為國際申請日2010年4月29日、申請號⑶201080044987.7 (國際申請號為9(:17/^32010/032992)、標題為“強電流磁性部件及制造方法”的發明申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明總地涉及電子部件以及制造這些部件的方法、更確切地涉及電感器、變壓器以及制造這些零件的方法。
【背景技術】
[0003]典型的電感器可包括環形芯部和成形芯部，而成形芯部又包括屏蔽芯部和鼓形芯部』形芯部和I形芯部、2形芯部和I形芯部以及其它匹配的形狀。用于這些電感器的典型芯部材料是鐵氧體或常規粉末芯部材料，包括鐵、招娃鐵(3611(11181:) (^6-81-^1)、鑰鎳鐵(即?)(附-10-?)、鎳鐵出1曲?丨狀)(附-?)。電感器通常具有卷繞在芯部周圍的導電繞組，該繞組可包括但不局限于會是平的或圓的磁性導線線圈、沖壓銅箔或線夾。該線圈可直接卷繞在鼓形芯部或其它線軸芯部上。繞組的每個端部可稱作引線并且用于將電感器聯接于電路。繞組可根據應用需求而預成型、半預成型或非預成型。離散芯部可通過粘合劑來粘結在一起。
[0004]隨著功率電感器的趨勢朝更高強度電流行進，存在提供如下電感器的需求:這些電感器具有更靈活的形狀因素、更堅固的構造、更高的功率和能量密度、更高的效率以及更高精度的電感和直流電阻(容差。直流對直流轉換器和調壓器模塊(“VI？！”)應用通常需要具有更高精度0(?容差的電感器，但由于產成品制造工藝，目前難于提供此種電感器。用于在典型的電感器中提供更高的飽和電流和更高精度容差的0(?的現有解決方案已變得非常困難和昂貴，并且從這些典型的電感器中無法提供最佳性能。因此，需要對當前的電感器進行這些改進。
[0005]為了改進某些電感器特征，最近已使用無定形粉末材料用于芯部材料來制造環形芯部。環形芯部需要直接卷繞在芯部上的線圈或繞組。在此種卷繞工藝中，芯部會非常易于破裂，由此致使該制造工藝在表面安裝技術中的使用方面較為困難并且更為昂貴。此外，由于在環形芯部中的不均勻線圈卷繞和線圈張力變化，0(?并不十分恒定，而在直流對直流轉換器和VI？！中通常需要此種恒定性。由于在壓制工藝過程中所涉及的高壓，無法使用無定形粉末材料來制造成形芯部。
[0006]由于電子封裝中的先進性，現在的趨勢是制造具有小型結構的功率電感器。因此，芯部結構須具有越來越低的輪廓，使得它們可由調制解調器電子裝置所容納，而其中一些調制解調器電子裝置可能是細長的或具有非常薄的輪廓。制造具有低輪廓的電感器已致使制造商遇到許多困難，由此致使制造工藝較為昂貴。
[0007]例如，在部件變得越來越小的情形下，由于部件手工卷繞的性質，難度會上升。這些手工卷繞的部件使得產品本身不一致。另一個所遇到的困難包括:在整個制造工藝中，成形芯部非常易碎并且易于破裂。其它困難在于:在組裝過程中，由于兩個離散芯部之間的間隙偏差，電感是不恒定的，且這兩個離散芯部包括但不局限于鼓形芯部和屏蔽芯部、￡8芯部和I形芯部以及I形芯部和I形芯部。又一困難在于:在卷繞工藝中，由于不均勻的卷繞和張力，0(?是不恒定的。這些困難代表在試圖制造具有小型結構的電感器中所遇到的許多困難中的僅僅一些困難。
[0008]類似于其它部件那樣，用于電感器的制造工藝已被仔細審查，以減小高度競爭的電子制造業的成本。當被制造的電子部件是低成本的并且是高產量的部件時，對于制造成本的降低是尤為理想的。在高產量的部件中，制造成本的任何減小當然是顯著的。制造中使用的一種材料會比另一種材料具有更高的成本。然而，通過使用較貴材料，可使整體制造成本較低，這是由于產品在制造工藝中的可靠性和恒定性大于利用較低成本材料制成的相同產品的可靠性和恒定性。因此，可售出更多數量的有效制成的產品，而非被銷毀。此外，在制造部件中使用的一種材料會比另一種材料具有更高的成本，但人工成本比對于材料成本增加的補償節省得更多。這些示例僅僅是用于降低制造成本的許多方式中的一些。
[0009]希望提供一種磁性部件，該磁性部件具有芯部和繞組構造并且能實現一些改進中的一個或多個:更靈活的形狀因素、更堅固的構造、更高的功率和能量密度、更高的效率、更寬的工作頻率范圍、更寬的工作溫度范圍、更高的飽和磁通密度、更高的有效滲透率以及更高精度的電感和0(?容差，但又不會顯著地增大部件的尺寸并占據多度的空間，且在用于電路板應用上時尤為如此。還希望提供如下一種具有芯部和繞組構造的磁性部件:該磁性部件可允許較低成本的制造并實現更恒定的電氣和機械性能。此外，希望提供一種磁性部件，該磁性部件在大批量生產上緊密地控制00？。
【發明內容】
[0010]描述一種磁性部件和制造此種部件的方法。該磁性部件可包括但不局限于電感器或變壓器。該方法包括如下步驟:提供從無定形粉末材料制成的至少一個成形芯部，將至少一個繞組的至少一部分聯接于至少一個成形芯部件，以及對至少一個成形芯部與至少一個繞組的至少一部分施壓。磁性部件包括至少一個由無定形粉末材料制成的成形芯部和至少一個繞組中聯接于至少一個成形芯部的至少一部分，其中至少一個成形芯部壓制至該至少一個繞組的至少一部分。繞組可預成型、半預成型或非預成型，并且可包括但不局限于線夾或線圈。無定形粉末材料可以是鐵基無定形粉末材料或納米無定形粉末材料。
[0011]根據一些方面，兩個成形芯部聯接在一起，且繞組定位在這兩個成形芯部之間。在這些方面中，對其中一個成形芯部進行壓制，且繞組聯接于壓制而成的成形芯部。另一個成形芯部聯接于繞組和壓制的成形芯部，并被再次施壓，以形成磁性部件。該成形芯部可由無定形粉末材料或納米無定形粉末材料制成。
[0012]根據另一示例方面，無定形粉末材料聯接在至少一個繞組周圍。在這些方面中，無定形粉末材料和至少一個繞組壓制在一起，以形成磁性部件，其中該磁性部件具有成形芯部。根據這些方面，磁性部件可具有單個成形芯部和單個繞組，或者該磁性部件可在單體結構內包括多個成形芯部，其中每個成形芯部具有相對應的繞組。或者，該成形芯部可由納米無定形粉末材料制成。
[0013]通過對所說明的示例實施例的以下詳細描述的考慮，本發明的這些和其它方面、目標、特征以及優點對于本領域普通技術人員來說會是顯而易見的，而這些示例實施例包括目前為止所獲知的實施本發明的最佳模式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]結合附圖閱讀參照本發明的某些示例實施例的以下描述會清楚地理解本發明的前述和其它特征和各方面，附圖中:
[0015]圖1示出根據一示例實施例處于制造工藝的多個階段的功率電感器的立體圖，該功率電感器具有￡8-1形芯部。
[0016]圖2示出根據一示例實施例的處于制造工藝的多個階段的功率電感器的立體圖，該功率電感器具有1-1形芯部。
[0017]圖3八示出根據一示例實施例的對稱V形芯部的立體圖。
[0018]圖38示出根據一示例實施例的非對稱V形芯部的立體圖。
[0019]圖4示出根據一示例實施例的具有磁珠芯部(穿芯磁珠)的功率電感器的立體圖。
[0020]圖5示出根據一示例實施例的形成為單體結構的具有多個I形芯部的功率電感器的立體圖。
[0021]圖6-9示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件，其中:
[0022]圖6示出第一芯部件和繞組子組件；
[0023]圖7示出呈組裝形式的圖6所示的芯部和繞組；
[0024]圖8示出與第二芯部件進行組裝的圖7所示組件。
[0025]圖9以底部視圖示出完成的部件組件。
[0026]圖10-13示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件，其中:
[0027]圖10示出第一芯部件和繞組子組件；
[0028]圖11示出呈組裝形式的圖10所示的芯部和繞組；
[0029]圖12示出與第二芯部件進行組裝的圖11所示組件。
[0030]圖13以頂部視圖示出完成的部件組件。
[0031]圖14-17示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件，其中:
[0032]圖14示出第一芯部件和繞組子組件；
[0033]圖15示出呈組裝形式的圖15所示的芯部和繞組；
[0034]圖16示出與第二芯部件進行組裝的圖16所示組件。
[0035]圖17以頂部視圖示出完成的部件組件。
[0036]圖18-21示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件，其中:
[0037]圖18示出第一芯部件和繞組子組件；
[0038]圖19示出呈組裝形式的圖18所示的芯部和繞組；
[0039]圖20示出與第二芯部件進行組裝的圖19所示組件。
[0040]圖21以頂部視圖示出完成的部件組件。
[0041]圖22八-22(:示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件，其中:圖22八示出部件子組件的第一剖視圖，圖228示出部件組件的第二剖視圖，以及圖22(:示出完成部件的剖視圖。
[0042]圖23示出另一磁性部件組件的分解視圖。
[0043]圖24示出圖23所示部件的組裝圖。
【具體實施方式】
[0044]參見圖1-5，示出磁性部件或裝置的各種說明性示例實施例的若干視圖。在一個示例實施例中，該裝置是電感器，但應理解的是，下文描述的本發明益處可適用于其它類型的裝置。雖然認為下文所描述的材料和技術尤其有利于制造低輪廓(低型面高度)的電感器，但應能認識到，電感器僅僅是可以受益于本發明的電子部件中的一種類型。因此，所闡述的描述僅僅是用于說明目的，應設想到本發明的益處適用于其它尺寸和類型的電感器，以及包括但不局限于變壓器的其它電子部件。因此，本文中發明概念的實踐并不僅僅局限于本文所描述的示例實施例和附圖中的說明。此外，應理解的是，這些附圖并非是等比例的，且為了清楚起見，各種部件的厚度和其它尺寸已被放大。
[0045]圖1示出根據一示例實施例的處于制造工藝的多個階段的功率電感器的立體圖，該功率電感器具有現-1形芯部。在該實施例中，功率電感器100包括現芯部110、預成型線圈130以及I形芯部150。
[0046]21？芯部110形狀為大體的方形或矩形，并且具有基部112、兩個側壁114、115、兩個端壁120、121、接納部124以及中心突部或柱樁126。兩個側壁114、115沿基部112的整個縱向長度延伸，并且具有外表面116和內表面117，其中內表面117靠近中心突部126。兩個側壁114、115的外表面116基本上是平面的，然而兩個側壁的內表面117是凹面的。兩個端壁120、121從基部112的每個側壁114、115的端部沿該基部112的一部分寬度延伸，從而在兩個端壁120、121中的每個端壁中分別形成間隙122、123。該間隙122、123可基本上形成在兩個端壁120、121中每個端壁的中心處，使得兩個側壁114、115彼此成鏡像。接納部124由兩個側壁114、115和兩個端壁120、121所限定。中心突部126可居中地定位在現芯部110的接納部124中，并且可從現芯部110的基部112向上延伸。中心突部126能延伸至基本上與兩個側壁114、115和兩個端壁120、121的高度相同的高度，或者延伸至比兩個側壁114、115和兩個端壁120、121的高度小的高度。這樣，中心突部126延伸到預成型線圈130的內周緣132中，以使該預成型線圈130相對于現芯部110保持在固定的、預定的和居中的位置。雖然在該實施例中￡8芯部具有對稱的芯部結構，但在不偏離示例實施例的范圍和精神的條件下，現芯部可具有不對稱的芯部結構。
[0047]預成型線圈130具有帶有一個或多個匝圈的線圈和兩個端子134、136或引線部，這兩個端子或引線部彼此成180。從預成型線圈130伸出。兩個端子134、136沿離開預成型線圈130的向外方向伸出，然后沿向上方向延伸，且然后沿朝向該預成型線圈130的向內方向返回；由此每個端子形成I形構造。預成型線圈130限定該預成型線圈130的內周緣132。預成型130的構造設計成:經由中心突部126將該預成型線圈130聯接于現芯部110，使得中心突部126延伸到預成型線圈130的內周緣132中。預成型線圈130由銅制成并且鍍有鎳和錫。雖然預成型線圈130由銅制成并且具有鎳和錫鍍層，但可使用其它合適的導電材料、包括但不局限于金鍍層和釬焊層來制造預成型線圈130和/或兩個端子134、136，而不偏離本發明的范圍和精神。此外，雖然預成型線圈130已示作可用在本實施例中的一種類型的繞組，但可使用其它類型的繞組，而不會偏離本發明的范圍和精神。此外，雖然該實施例使用預成型線圈130，但半預成型線圈和非預成型線圈也可使用，而不會偏離本發明的范圍和精神。此外，雖然已描述了端子134、136的具體構造，但對于這些端子可使用替代的構造，而不會偏離本發明的范圍和精神。此外，預成型線圈130的幾何形狀可以是圓形、方形、矩形或任何其它幾何形狀，而不會偏離本發明的范圍和精神。因此，可對兩個側壁114、115和兩個端壁120、121的內表面進行重新構造，以與預成型線圈130或繞組的幾何形狀相對應。在線圈130具有多個匝圈的情形下，在匝圈之間會需要絕緣件。該絕緣件可以是能放置在各匝圈之間的涂層或其它類型的絕緣體。
[0048]I形芯部150形狀大體是方形或矩形，并且基本上與現芯部110的覆蓋區域相對應。I形芯部150具有兩個相對端部152、154，其中每個端部152、154分別具有凹入部分153、155，以容納端子134、136的端部。當與端子134、136的端部的寬度相比，凹入部分153、155基本上具有相同的寬度或者略大的寬度。
[0049]在一個示例實施例中，現芯部110和I形芯部150都由無定形粉末芯部材料制成。根據一些實施例，無定形粉末芯部材料可以是鐵基無定形粉末芯部材料。鐵基無定形粉末芯部材料的一個示例包括大約80%鐵和20%其它元素。根據替代實施例，無定形粉末芯部材料可以是鈷基無定形粉末芯部材料。鈷基無定形粉末芯部材料的一個示例包括大約75%鈷和25%其它元素。此外，根據一些其它替代實施例，無定形粉末芯部材料可以是納米無定形粉末芯部材料。
[0050]該材料提供分布式間隙結構，其中，粘結材料在所制造的鐵基無定形粉末材料內用作間隙。示例材料由韓國首爾的阿莫森斯所制造，并且以產品號仙！1x1 (高級粉末芯部)售賣，其中XX代表材料的有效滲透率。例如，如果該材料的有效滲透率是60，則零件號是仙冊0。該材料能夠被用于強電流的功率電感器應用。此外，該材料可用于通常在約1冊12至約2冊12范圍內的較高工作頻率，而不會使電感器100產生異常發熱。雖然該材料可用于較高的頻率范圍，該材料也可用于更低和更高的頻率范圍，而不會偏離本發明的范圍和精神。無定形粉末芯部材料可提供更高的飽和磁通密度、更低的滯后磁芯損耗、更寬的工作頻率范圍、更寬的工作溫度范圍、更佳的散熱性以及更高的有效滲透率。此外，該材料可提供更低損耗的分布式間隙材料，由此可使功率和能量密度最大化。通常，出于壓制密度方面的考慮，成形芯部的有效滲透率并不極其高。然而，與先前可用的相比，將此種材料用于成形芯部可實現高得多的有效滲透率。或者，納米無定形粉末材料可實現高達比與鐵基無定形粉末材料的滲透率高三倍的滲透率。
[0051]如圖1所示，現芯部110和I形芯部150由無定形粉末材料施壓模制而成，以形成固體成形芯部。在壓制現芯部110時，預成型線圈130以先前描述的方式聯接于現芯部110。預成型線圈130的端子134、136延伸通過兩個端壁120、121中的間隙122、123。然后，I形芯部150聯接于現芯部110和預成型線圈130，使得端子134、136的端部分別聯接在I形芯部150的凹入部分153、155內。然后，詘芯部110、預成型線圈130以及I形芯部150施壓模制在一起，以形成￡8-1電感器100。雖然I形芯部150示作具有形成在兩個相對端部152、154中的凹入部分153、155，但I形芯部150的凹入部分可省略，而不會偏離本發明的范圍和精神。此外，雖然I形芯部150已示作是對稱的，但也可使用不對稱的I形芯部，包括下文描述的具有誤差校正的I形芯部，而不會偏離本發明的范圍和精神。
[0052]圖2示出根據一示例實施例的處于制造工藝的多個階段的功率電感器的立體圖，該功率電感器具有1-1成形芯部。在該實施例中，功率電感器200包括V形芯部210、預成型線夾230以及I形芯部250。如本文和整個說明書中所使用的，I形芯部210具有兩個側部212、214和兩個端部216、218，其中，兩個側部212、214相對于繞組或線夾230的定向平行，而兩個端部216、218相對于繞組或線夾230的定向垂直。此外，I形芯部250具有兩個側部252、254和兩個端部256、260，其中，兩個側部252、254相對于繞組或線夾230的定向平行，而兩個端部256、260相對于繞組或線夾230的定向垂直。根據該實施例，I形芯部250已改型成提供誤差校正的I形芯部250。誤差校正I形芯部250具有移除部分257、261和非移除部分258、262，移除部分257、261在誤差校正I形芯部250的底部251的一側部252分別從兩個平行端部256、260中移除，而非移除部分258、262在誤差校正I形芯部250的相對側部254分別保留于相同的兩個平行端部256、260。
[0053]預成型線夾230具有兩個端子234、236或引線部，可通過將預成型線夾230定位在移除部分257、261處，并且使該預成型線夾230朝非移除部分258、262滑動，直到預成型線夾230無法進一步運動為止，來將這兩個端子234、236或引線部聯接在誤差校正I形芯部250周圍。當與非預成型線夾相比，預成型線夾230可實現更佳的0(?控制，這是由于在制造工藝中鍍層彎曲和破裂的風險會大大地降低。誤差校正I形芯部250允許預成型線夾230能適當地定位，使得V形芯部210可快速地、容易地且正確地聯接于誤差校正I形芯部250。如圖2所示，僅僅誤差校正I形芯部250的底部251提供此種誤差校正。雖然在該實施例中，僅僅誤差校正I形芯部250的底部251提供誤差校正，然而替代側部可單獨地或者與另一側部組合地提供誤差校正，而不會偏離本發明的范圍和精神。例如，除了如圖2所示僅僅位于I形芯部250的底部251處以外，誤差校正部可僅僅位于I形芯部的相對端部256、260或者位于相對端部256、260和底部251處。此外，根據一些替代實施例，I形芯部250可成形為不具有任何誤差校正裝置。
[0054]預成型線夾230由銅制成并且鍍有鎳和錫。雖然預成型線夾230由銅制成并且具有鎳和錫鍍層，但可使用其它合適的導電材料、包括但不局限于金鍍層和釬焊層(801(161-1118)來制造預成型線夾230和/或兩個端子234、236，而不偏離本發明的范圍和精神。此外，雖然該實施例使用預成型線夾230，但該線夾可部分地預成型或者并不預成型，而不會偏離本發明的范圍和精神。此外，雖然該實施例示出預成型線夾230，但可使用任何形式的繞組，而不會偏離本發明的范圍和精神。
[0055]誤差校正I形芯部250的移除部分257、261可將尺寸設計成:可使用分別參見圖3八和38所描述的對稱I形芯部或非對稱I形芯部，而不偏離本發明的范圍和精神。I形芯部210將尺寸設計成:使該芯部的寬度基本上與誤差校正I形芯部250的寬度相同，而該芯部的長度基本上與誤差校正I形芯部250的長度相同。雖然V形芯部210的尺寸已如上所示，但這些尺寸可以改變，而不偏離本發明的范圍和精神。
[0056]圖3八示出根據一示例實施例的對稱V形芯部的立體圖。該對稱V形芯部300具有一個表面310和相對表面320，其中一個表面310基本上是平面的，而相對表面320具有第一腿部322、第二腿部324以及線夾通道326，且該線夾通道326限定在第一腿部322和第二腿部324之間。在該對稱V形芯部300中，第一腿部322的寬度基本上等于第二腿部324的寬度。該對稱V形芯部300聯接于I形芯部250，且預成型線夾230的一部分定位在線夾通道326內。根據某些示例實施例，預成型線夾230的端子234、236聯接于I形芯部250的底部表面251。然而，在替代示例實施例中，預成型線夾230的端子234、236可聯接于U形芯部300的一個表面310。
[0057]圖3B示出根據一示例實施例的非對稱U形芯部的立體圖。該非對稱U形芯部350具有一個表面360和相對表面370,其中一個表面360基本上是平面的,而相對表面370具有第一腿部372、第二腿部374以及線夾通道376，且該線夾通道376限定在第一腿部372和第二腿部374之間。在該非對稱U形芯部350中，第一腿部372的寬度基本上不等于第二腿部374的寬度。該非對稱U形芯部350聯接于I形芯部250，且預成型線夾230的一部分定位在線夾通道376內。根據某些示例實施例，預成型線夾230的端子234、236聯接于I形芯部250的底部表面251。然而，在替代示例實施例中，預成型線夾230的端子234、236可聯接于U形芯部350的一個表面360。使用非對稱U形芯部350的一個原因是:在整個磁通路徑上提供更均勻的磁通密度分布。
[0058]在一示例實施例中，U形芯部210和I形芯部250都由無定形粉末芯部材料制成，該材料與上文參照ER芯部110和I形芯部150描述的材料相同。根據一些實施例，無定形粉末芯部材料可以是鐵基無定形粉末芯部材料。此外，納米粉末材料也可用于這些芯部材料。如圖2所示，預成型線夾230聯接于I形芯部250，且U形芯部210聯接于I形芯部250和預成型線夾230，使得預成型線夾230定位在U形芯部210的線夾通道內。該U形芯部210可以是如U形芯部310所示那樣對稱的，或者如U形芯部350所述那樣不對稱的。然后，U形芯部210、預成型線圈230以及I形芯部250施壓模制在一起，以形成U-1電感器200。施壓模制通過使芯部210、250成形模制在預成型線夾230周圍來將通常位于預成型線夾230和芯部210、250之間的物理間隙去除。
[0059]圖4示出根據一示例實施例的具有磁珠芯部的功率電感器的立體圖。在該實施例中，功率電感器400包括磁珠芯部410和半預成型線夾430。如本文和整個說明書中所使用的，磁珠芯部410具有兩個側部412、414和兩個端部416、418，其中，兩個側部412、414相對于繞組或線夾430平行，而兩個端部416、418相對于繞組或線夾430垂直。
[0060]在一示例實施例中，磁珠芯部410由無定形粉末芯部材料制成，該材料與上文參照ER芯部110和I形芯部150描述的材料相同。根據一些實施例，無定形粉末芯部材料可以是鐵基無定形粉末芯部材料。此外，納米粉末材料也可用于這些芯部材料。
[0061]半預成型線夾430在相對兩個端部416、418處包括兩個端子或引線部434、436，并且可通過使半預成型線夾430的一部分居中地穿到磁珠芯部410內并且使兩個端子434、436卷繞在磁珠芯部410的兩個端部416、418周圍而聯接于該磁珠芯部410。當與非預成型線夾相比，半預成型線夾430可實現更佳的DCR控制，這是由于在制造工藝中鍍層彎曲和破裂的風險會大大地降低。
[0062]半預成型線夾430由銅制成并且鍍有鎳和錫。雖然半預成型線夾430由銅制成并且具有鎳和錫鍍層，但可使用其它合適的導電材料、包括但不局限于金鍍層和釬焊層(soldering)來制造半預成型線夾430,而不偏離本發明的范圍和精神。此外,雖然該實施例使用半預成型線夾430，但該線夾可并不預成型，而不會偏離本發明的范圍和精神。此外，雖然該實施例示出半預成型線夾430，但可使用任何形式的繞組，而不會偏離本發明的范圍和精神。
[0063]如圖4所示，通過使半預成型線夾430的一部分居中地穿到磁珠芯部410內并且使兩個端子434、436卷繞在磁珠芯部410的兩個端部416、418周圍，半預成型線夾430聯接于該磁珠芯部410。在一些實施例中，磁珠芯部410可改型成具有移除部分440和非移除部分442，該移除部分440在該磁珠芯部410的底部450的一側部412，而非移除部分442在該磁珠芯部410的相對側部414。半預成型線夾430的兩個端子434、436可定位在磁珠芯部410的底部450處，使得端子434、436位于移除部分442內。雖然磁珠芯部已示出具有移除部分和非移除部分，但該磁珠芯部可成形為省略移除部分，而不偏離本發明的范圍和精神。
[0064]根據一示例實施例，無定形粉末芯部材料可首先成形為板片，然后包裹或卷繞在半預成型線夾430周圍。在將無定形粉末芯部材料卷繞在半預成型線夾430周圍的情形下，然后能以高壓對無定形粉末芯部材料和半預成型線夾430進行施壓，由此形成功率電感器400。施壓模制通過使磁珠芯部410成形模制在半預成型線夾430周圍來將通常位于半預成型線夾430和磁珠芯部410之間的物理間隙去除。
[0065]根據另一示例實施例，無定形粉末芯部材料和半預成型線夾430可定位在模具(未示出)內，使得無定形粉末芯部材料圍繞該半預成型線夾430的至少一部分。然后能以高壓對無定形粉末芯部材料和半預成型線夾430進行施壓，由此形成功率電感器400。施壓模制通過使磁珠芯部410成形模制在半預成型線夾430周圍來將通常位于半預成型線夾430和磁珠芯部410之間的物理間隙去除。
[0066]此外，可使用其它方法來形成上述電感器。在第一替代方法中，以高壓對無定形粉末芯部材料進行施壓來形成磁珠芯部，接下來將繞組聯接于磁珠芯部，然后將附加的無定形粉末芯部材料添加于磁珠芯部，使得繞組設置在磁珠芯部和附加的無定形粉末芯部材料的至少一部分之間。然后，以高壓將磁珠芯部、繞組和附加無定形粉末芯部材料壓制在一起，以形成本實施例中描述的功率電感器。在第二替代方法中，以高壓對無定形粉末芯部材料進行施壓形成兩個離散的成形芯部，接下來將繞組定位在兩個離散成形芯部之間，然后添加附加的無定形粉末芯部材料。然后，以高壓將兩個離散成形芯部、繞組和附加無定形粉末芯部材料壓制在一起，以形成本實施例中描述的功率電感器。在第三替代方法中，可使用注射模制來將無定形粉末芯部材料和繞組模制在一起。雖然在該實施例中描述磁珠芯部，但可使用其它的成形芯部，而不會偏離示例實施例的范圍和精神。
[0067]圖5示出根據一示例實施例的具有形成為單體結構的多個I形芯部的功率電感器的立體圖。在該實施例中，功率電感器500包括形成為單體結構505的四個I形芯部510、515,520,525以及四個線夾530、532、534、536，其中每個線夾530、532、534、536聯接于I形芯部510、515、520、525中的相應一個芯部，并且每個線夾530、532、534、536并非是預成型的。如本文和整個說明書中所使用的，電感器500具有兩個側部502、504和兩個端部506、508，其中，兩個側部502、504相對于繞組或線夾530、532、534、536平行，而兩個端部506、508相對于繞組或線夾530、532、534、536垂直。雖然示出四個I形芯部510、515、520、525和四個線夾530、532、534、536形成單體結構505，但可使用更多或更少的V形芯部與相對應數量的線夾一起來形成單體結構，而不會偏離本發明的范圍和精神。
[0068]在一示例實施例中，芯部材料由鐵基無定形粉末芯部材料形成，該材料與上文參照21？芯部110和I形芯部150描述的材料相同。此外，納米粉末材料也可用于這些芯部材料。
[0069]每個線夾530、532、534、536在相對端部處具有兩個端子或引線部540(未示出)、542，并且可通過使線夾530、532、534、536的一部分居中地穿到U形芯部510、515、520、525中的每個芯部內并且使每個線夾530、532、534、536的兩個端子540 (未示出)、542卷繞在電感器500的兩個端部506、508周圍而將線夾530、532、534、536聯接于U形芯部510、515、520,525中的每個芯部。
[0070]線夾530、532、534、536由銅制成并且鍍有鎳和錫。雖然線夾530、532、534、536由銅制成并且具有鎳和錫鍍層，但可使用其它合適的導電材料、包括但不局限于金鍍層和釬焊層(soldering)來制造這些線夾，而不偏離本發明的范圍和精神。此外，雖然該實施例示出線夾530、532、534、536，但可使用任何形式的繞組，而不會偏離本發明的范圍和精神。
[0071]如圖5所示，通過使線夾530、532、534、536中每個線夾的一部分穿到U形芯部510、515、520、525中的每個芯部內并且使每個線夾530、532、534、536的兩個端子540(未示出)、542卷繞在電感器500的兩個端部506、508周圍而將每個線夾530、532、534、536聯接于 U 形芯部 510、515、520、525。
[0072]根據一示例實施例，無定形粉末芯部材料可首先成形為板片，然后包裹或卷繞在線夾530、532、534、536周圍。在將無定形粉末芯部材料包裹在線夾530、532、534、536周圍的情形下，然后能以高壓對無定形粉末芯部材料和線夾530、532、534、536施壓，由此形成具有形成為單體結構505的多個U形芯部510、515、520、525的U形成形電感器500。施施壓模制通過使芯部510、515、520、525成形模制在線夾530、532、534、536周圍來將通常位于線夾530、532、534、536和芯部510、515、520、525之間的物理間隙去除。
[0073]根據另一示例實施例，無定形粉末芯部材料和線夾530、532、534、536可定位在模具(未示出)內，使得無定形粉末芯部材料圍繞線夾530、532、534、536的至少一部分。能以高壓對無定形粉末芯部材料和線夾530、532、534、536施壓，由此形成具有形成為單體結構505的多個U形芯部510、515、520、525的U形成形電感器500。施壓模制通過使芯部510、515,520,525成形模制在線夾530、532、534、536周圍來將通常位于線夾530、532、534、536和芯部510、515、520、525之間的物理間隙去除。
[0074]此外，可使用其它方法來形成上述電感器。在第一替代方法中，以高壓對無定形粉末芯部材料施壓來形成多個U形芯部，接下來將多個繞組聯接于多個U形芯部中的每個芯部，然后將附加的無定形粉末芯部材料添加于多個U形芯部，使得多個繞組設置在多個U形芯部和附加無定形粉末芯部材料的至少一部分之間。然后，以高壓將多個U形成形芯部、多個繞組和附加無定形粉末芯部材料壓制在一起，以形成本實施例中描述的功率電感器。在第二替代方法中，兩個離散的成形芯部中的每個離散成形芯部具有多個聯接在一起的成形芯部，以高壓對無定形粉末芯部材料施壓而形成這兩個離散的成形芯部，接下來將多個繞組定位在兩個離散成形芯部之間，然后添加附加的無定形粉末芯部材料。然后，以高壓將兩個離散成形芯部、多個繞組和附加無定形粉末芯部材料壓制在一起，以形成本實施例中描述的電感器。在第三替代方法中，可使用注射模制來將無定形粉末芯部材料和多個繞組模制在一起。雖然在該實施例中描述多個U形成形芯部，但可使用其它的成形芯部，而不會偏離示例實施例的范圍和精神。
[0075]此外，多個線夾530、532、534、536可根據基板(未示出)上的電路連接并且根據應用需求而彼此并聯地或串聯地連接。此外，這些線夾530、532、534、536可設計成適應多相電流，例如三相和四相。
[0076]雖然上文已披露了若干實施例，但設想本發明包括根據剩余實施例的教示而對一個實施例所作的修改。
[0077]雖然在某些應用中，單件式芯部構造由分布式間隙磁性材料制成且一個或多個線圈設置在單件式芯部構造中是有利的，但在其它應用中，可使用與一個或多個線圈組裝的離散芯部件來實現又一些其它益處，且包含物理間隙可提供所希望的性能優點。下文將進一步描述實現離散芯部件的組裝和物理間隙的結構和方法。
[0078]圖6-9示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件600。如圖6所示，該組件包括形成第一子組件的第一磁性芯部件602和繞組604。
[0079]在所示的示例實施例中，磁性芯部件602是具有細長矩形塊形或磚形的I形芯部。磁性芯部件602可由上述磁性材料和相關聯技術中的任一種制造而成，或者替代地可由其它合適的材料和本領域已知的技術制造而成。
[0080]此外，在所示的示例實施例中，繞組604設置成預成型繞組線夾的形式，該預成型繞組線夾具有細長的大體平坦和平面的主繞組部段606和相對的腿部段608和610，且腿部段從主繞組部段606的任一端伸出。腿部608和610以基本上0形成形構造從主繞組部段604的平面大體垂直地伸出。該預成型繞組線夾604還包括端子引線部段612、614，且這兩個端子引線部段從相應腿部608和610中的每個腿部伸出。端子引導部段612、614大體垂直于腿部608和610的相應平面并且大體平行于主繞組部段606的平面延伸。端子引線部段612、614提供隔開的接觸墊，用以表面安裝于電路板(未示出)。線夾604及其各部段606、608、610、612和614共同地形成限定內部區域或空腔616的本體或框架。在所示的示例實施例中，空腔616基本上是矩形的并且在形狀上與第一磁性芯部件602互補。
[0081]在示例實施例中，線夾604可由銅制或其它導電金屬或合金制板片制成，并且可使用包括但不局限于沖壓和壓制技術的已知技術而形成為所示的形狀。在示例實施例中，線夾604單獨地制成，并且設置成用于組裝至芯部件602，且在此被稱作預成型線圈610。此種預成型線圈604具體與傳統的磁性部件組件形成對比，其中線圈繞芯部件形成，或者以其它方式在芯部件周圍彎曲或成形。
[0082]如圖7所示，線夾604和第一磁性芯部件602彼此組裝或者以其它方式彼此聯接，以形成第一子組件620。在一個實施例中，芯部件602可與線夾604獨立地制成，且芯部件602裝配到線夾604的空腔616中，從而例如利用滑動配合來完成子組件。在另一實施例中，芯部件602可例如使用壓制或模制工藝形成到空腔616中。無論以何種方式形成，在所示的示例實施例中，芯部件602將尺寸和形狀設計成基本上與線夾604的空腔616共同延伸。也就是說，芯部件602基本上充滿空腔616，但并不從線夾604的空腔616中突出。換言之，磁性芯部件602大體自容納在線夾的內部界限中，且圖7所示的芯部和線夾組件的外部尺寸與線夾604自身在與芯部件602組裝之前的外部尺寸相等。
[0083]如圖7所不，線夾604的每個部段606、608、610、612、614物理地抵靠于或配合于磁性芯部件602的不同側表面或面。芯部件602固定地接納和擱置在線夾604內，從而在磁性部件的進一步組裝步驟中，該子組件620可作為一個單元運動。
[0084]圖8示出與第二磁性芯部件630進行組裝的圖7所示子組件620。第二磁性芯部件630可由上述磁性材料和相關聯技術中的任一種制造而成，或者替代地可由其它合適的材料和本領域已知的技術制造而成。此外，各個實施例中的第二磁性芯部件630可由與用于制造第一芯部件602相同或不同的磁性材料制成。也就是說，如果希望的是，第一和第二磁性芯部件602、630可根據所選擇的具體材料而具有不同的磁性材料或者相同的磁性材料。
[0085]在所示的示例實施例中，第二磁性芯部件630是具有U形形狀的U形芯部，該U形芯部包括基本上平面的表面632和與該平面表面632相對的表面634，且該U形芯部包括第一腿部636、第二腿部638以及線夾通道640，該線夾通道640限定在第一和第二腿部636和638之間。在不同的實施例中，如上所述可使用對稱的和非對稱的U形芯部。如圖8所示，包括第一芯部件602和線夾604的子組件620與線夾通道640對準并且插在該線夾通道640中，使得該子組件620與芯部件630相互裝配。于是，子組件620通過第二芯部件630軸向地延伸如下距離:該距離基本上是第二芯部件630的相對端部642、644之間的整個軸向距離。也就是說，線夾的腿部段608、610(圖6)大體位于第二芯部件630的端部642、644附近并且基本上與端部642、644齊平或共面。當如此組裝好時，第一和第二芯部件602,630可利用粘合劑之類粘結在一起。
[0086]如圖9中的完整部件600所示，端子引線部段612、614露出并且基本上與第二芯部件630的底表面齊平或共面，且由此良好地定位，用以表面安裝于、電連接于電路板。此夕卜，并且如圖9所示，物理間隙650可形成在芯部件602和630之間，并且可為功率電感器并且潛在地為其它實施例中的其它類型磁性部件提供所希望的性能特征。在所示的實施例中，間隙650在第二芯部件630的線夾通道640 (圖8)內的子組件620的任一側上軸向地延伸。可通過對第二芯部件630中的線夾通道640 (圖8)的尺寸和/或對包括第一芯部件602的子組件620的尺寸進行調整來改變間隙650的尺寸。通過改變間隙的尺寸，可改變所得到的磁性部件的性能特征，以滿足具體目的并且提供各種功率電感器，例如與傳統的磁性部件相比，在均勻的封裝尺寸中具有不同的性能特征并且具有相對容易且有效的制造步驟。
[0087]雖然已參見圖6-9描述了單線圈的實施例，但應認識到在又一些和/或替代實施例中，多線圈實施例是可能的。
[0088]圖10-13示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件700。
[0089]如圖10所示，該組件包括形成第一子組件的第一磁性芯部件702和預成型繞組線夾604。在所示的實施例中，第一芯部件702是具有U形形狀的U形芯部，該U形芯部包括基本上平面的表面704和與該平面表面704相對的表面706，且該U形芯部包括第一腿部708、第二腿部710以及線夾通道712，該線夾通道712限定在第一和第二腿部708和710之間。第一磁性芯部件702可由上述磁性材料和相關聯技術中的任一種制造而成，或者替代地可由其它合適的材料和本領域已知的技術制造而成。在不同的實施例中，如上所述可使用對稱的和非對稱的U形芯部。
[0090]如圖11所示，當線夾604聯接于芯部件時，形成子組件720。線夾604的主繞組部段606可滑動地接納在線夾通道712中，而線夾604的剩余部段608、610、612、614卷繞在第一芯部件700的腿部710的外周緣周圍。也就是說，第一芯部件702的腿部710接納在線夾604的內部空腔616中。線夾604的每個部段606、608、610、612、614物理地抵靠于或配合于磁性芯部件602的腿部710的不同側表面或面。腿部710固定地接納和擱置在線夾604內，從而在磁性部件的進一步組裝步驟中，該子組件720可作為一個單元運動。
[0091]在所示的示例實施例中，線夾604僅僅部分地接納在線夾通道712中，使得線夾604在子組件720中從芯部件702的表面706突出。確切地說，線夾604的繞組部段606與線夾通道712配合，而線夾604的剩余部段608、610、612、614物理地抵靠于或配合于芯部件702的腿部710的不同側表面或面。端子引線部段612、614基本上平行于線夾通道712延伸，并且暴露在芯部腿部710的底表面上，用以表面安裝連接于電路板。
[0092]芯部件702的腿部710固定地接納和擱置在線夾604內，從而在磁性部件的進一步組裝步驟中，該子組件720可作為一個單元運動。
[0093]如圖12所示，子組件720與第二磁性芯部件730相互裝配。第二芯部件730是具有V形形狀的V形芯部，該V形芯部包括基本上平面的表面732和與該平面表面732相對的表面734，且該V形芯部包括第一腿部734、第二腿部736以及線夾通道738，該線夾通道738限定在第一和第二腿部734和736之間。第二磁性芯部件730可由上述磁性材料和相關聯技術中的任一種制造而成，或者替代地可由其它合適的材料和本領域已知的技術制造而成。第二芯部件730可類似地由與第一磁性芯部件702相同或不同的材料制成。在不同的實施例中，如上所述可使用對稱的和非對稱的V形芯部。
[0094]在所示的示例中，第二芯部件730基本上具有與芯部件702相同的尺寸和形狀，但以相對的鏡像定向相對于第一芯部件702設置。第二芯部件730的線夾通道738接納線夾604的露出部分，使得該線夾圍繞第二芯部件730的腿部736的外周緣。于是，線夾604的主繞組部段610部分地接納在第一芯部件702的線夾通道712中，并且部分地接納在第二芯部件730的線夾通道738中。線夾604的剩余部段608、610、612、614部分地封閉第一芯部件702的腿部710的一部分，并且部分地封閉第二芯部件730的腿部736的一部分。當如此組裝好時，第一和第二芯部件702、730可利用粘合劑之類粘結在一起。
[0095]如圖13所示，在完成部件700中，物理間隙752可形成在芯部件702和730之間，并且可為功率電感器并且潛在地為其它實施例中的其它類型磁性部件提供所希望的性能特征。在所示的實施例中，間隙752在垂直于線夾604的主繞組部段610(圖10)的平面中于相對的芯部件702和730之間延伸，并且基本上將線夾604的主繞組部段610(圖10) 二等分。可通過對第一和第二芯部件702和730中的線夾通道712(圖10) ^ 738(^ 12)的尺寸和/或對在相對的芯部件702、730之間延伸的線夾604的側向尺寸進行調整來改變間隙752的尺寸。通過改變間隙的尺寸，可改變所得到的磁性部件的性能特征，以滿足具體目的并且提供各種功率電感器，例如與傳統的磁性部件相比，在均勻的封裝尺寸中具有不同的性能特征并且具有相對容易且有效的制造步驟。
[0096]雖然已參見圖10-13描述了單線圈的實施例，但應認識到在又一些和/或替代實施例中，多線圈實施例是可能的。
[0097]圖14-17示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件800。
[0098]如圖14所示，該組件包括形成第一子組件的第一磁性芯部件802和預成型繞組線夾604。在所示的實施例中，第一芯部件802是I形芯部，包括第一細長腿部804和第二截頭腿部806，該第二截頭腿部806從第一腿部804以大約直角(90° )伸出。第二腿部806限定升起的止動面或止動表面808，用以如上所述與線夾604誤差校正配合。第一磁性芯部件802可由上述磁性材料和相關聯技術中的任一種制造而成，或者替代地可由其它合適的材料和本領域已知的技術制造而成。
[0099]如圖15所示，當線夾604聯接于芯部件802時，形成子組件820。第一芯部件802的第一腿部804接納在線夾604的內部空腔616中，且線夾滑動地與止動表面808相配合，以確保線圈604適當地定位。線夾604的每個部段606、608、610、612、614物理地抵靠于或配合于磁性芯部件602的腿部804的不同側表面或面。腿部804固定地接納和擱置在線夾604內，從而在磁性部件的進一步組裝步驟中，該子組件820可作為一個單元運動。
[0100]如圖16所示，子組件820與第二磁性芯部件830相互裝配，且該第二磁性芯部件830疊置于子組件820上。第二芯部件830是L形成形芯部，包括第一細長腿部832和第二截頭腿部834，該第二截頭腿部834從第一腿部832以大約直角(90° )伸出。第二磁性芯部件830可由上述磁性材料和相關聯技術中的任一種制造而成，或者替代地可由其它合適的材料和本領域已知的技術制造而成。第二芯部件830可類似地由與第一磁性芯部件802相同或不同的材料制成。
[0101 ] 在所示的示例中，第二芯部件830基本上具有與芯部件802相同的尺寸和形狀，但逆轉180°并且以相對的定向相對于第一芯部件802設置。線圈604有效地捕獲在相應芯部件802和830的相對截頭腿部806、834之間，且線圈604的主繞組部段610 (圖14)夾在相應芯部件802和830的細長腿部804、832之間。當如此組裝好時，第一和第二芯部件802,830可利用粘合劑之類粘結在一起。
[0102]如圖17所示，在完成部件800中，物理間隙852可形成在線夾604的主繞組部段606和第二芯部件830之間和/或相對芯部件800和830的其它部分之間。該間隙852可為功率電感器并且潛在地為其它實施例中的其它類型磁性部件提供所希望的性能特征。在所示的實施例中，間隙852在基本上平行于第二芯部件830的腿部834的主繞組部分610 (圖10)的平面中延伸。可通過對第二芯部件830的腿部834的尺寸和/或對線夾604的尺寸進行調整來改變間隙852的尺寸。通過改變間隙的尺寸，可改變所得到的磁性部件的性能特征，以滿足具體目的并且提供各種功率電感器，例如與傳統的磁性部件相比，在均勻的封裝尺寸中具有不同的性能特征并且具有相對容易且有效的制造步驟。
[0103]雖然已參見圖14-17描述了單線圈的實施例，但應認識到在又一些和/或替代實施例中，多線圈實施例是可能的。
[0104]圖18-21示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件900。
[0105]如圖18所示，該組件包括形成第一子組件的第一磁性芯部件802和預成型繞組線夾604。在所示的實施例中，第一芯部件802是L形芯部，包括第一細長腿部804和第二截頭腿部806，該第二截頭腿部806從第一腿部804以大約直角(90° )伸出。第二腿部806限定升起的止動面或止動表面808，用以如上所述與線夾604誤差校正配合。第一磁性芯部件802可由上述磁性材料和相關聯技術中的任一種制造而成，或者替代地可由其它合適的材料和本領域已知的技術制造而成。
[0106]如圖19所示，當線夾604聯接于芯部件802時，形成子組件920。第一芯部件802的第一腿部804完全接納在線夾604的內部空腔616中，且線夾與止動表面808滑動配合，以確保線圈604適當地定位。與圖15所示的組件820相比，腿部804中不存在沿相對于止動表面808的方向而從線夾伸出或突出的部分。線夾604的每個部段606、608、610、612、614物理地抵靠于或配合于磁性芯部件602的腿部804的不同側表面或面。腿部804固定地接納和擱置在線夾604內，從而在磁性部件的進一步組裝步驟中，該子組件820可作為一個單元運動。
[0107]如圖20所示，子組件920與第二磁性芯部件930相互裝配，且該第二磁性芯部件930疊置于子組件920上。第二芯部件930是I形成形芯部，包括第一細長腿部932和第二截頭腿部934，該第二截頭腿部934從第一腿部932以大約直角(90° )伸出。第二磁性芯部件930可由上述磁性材料和相關聯技術中的任一種制造而成，或者替代地可由其它合適的材料和本領域已知的技術制造而成。第二芯部件930可類似地由與第一磁性芯部件902相同或不同的材料制成。
[0108]在所示的示例中，第二芯部件930具有類似于芯部件802的形狀(例如，[形)，但具有不同的尺寸和比例。線圈604的側向側部有效地捕獲在相應芯部件802和930的相對截頭腿部806、934之間，且線圈604的主繞組部段610(圖18)夾在相應芯部件802和930的細長腿部804、932之間。當如此組裝好時，第一和第二芯部件802、930可利用粘合劑之類粘結在一起。
[0109]如圖21所示，在完成部件900中，物理間隙952可形成在線夾604的主繞組部段606和第二芯部件930之間和/或相對芯部件802和930的其它部分之間。該間隙952可為功率電感器并且潛在地為其它實施例中的其它類型磁性部件提供所希望的性能特征。在所示的實施例中，間隙952在基本上平行于第二芯部件830的腿部834的主繞組部分610的平面中延伸。可通過對芯部件802和930的腿部806和934的尺寸和丨或對線夾604的尺寸進行調整來改變間隙952的尺寸。通過改變間隙的尺寸，可改變所得到的磁性部件的性能特征，以滿足具體目的并且提供各種功率電感器，例如與傳統的磁性部件相比，在均勻的封裝尺寸中具有不同的性能特征并且具有相對容易且有效的制造步驟。
[0110]雖然已參見圖18-21描述了單線圈的實施例，但應認識到在又一些和/或替代實施例中，多線圈實施例是可能的。
[0111]圖22示出處于各個制造階段的另一磁性部件組件1000。如圖21八所示，形成第一磁性體1002，該第一磁性體根據所描述的任一實施例可以是單件式構造或多件式構造。在圖21所示的剖視圖中，預成型線夾的主繞組部段1004沿軸向方向穿過磁性體1002。
[0112]如圖218所示，形成第二磁性體1006，該第一磁性體根據所描述的任一實施例可以是單件式構造或多件式構造。然而，該第二磁性體1006由與第一磁性體1002不同的磁性材料制成，并且由此具有不同的磁性特性。在圖21所示的剖視圖中，預成型線夾的主繞組部段1004沿軸向方向穿過磁性體1002。
[0113]如圖21(:所示，第一和第二磁性體1002和1006彼此并排設置并且彼此聯接。所聯接的磁性體1002和1006的軸向長度是磁性體1002和1006各自的相應長度之和。主繞組部段1004貫穿磁性體1002和1006的軸向長度延伸，使得主繞組部段1004的一部分與第一磁性體1002的磁性材料接觸，而主繞組部段1004的另一部分與第二磁性體1002的磁性材料接觸。因此，在不同的磁性體1002和1006中可具有不同的磁通路徑和性能特征，且相同線圈部段1004的各部分接納所使用的不同磁性材料中每種磁性材料的益處。此外，一個或多個物理間隙可設在磁性體1002和1006的一些或所有磁性體中，以提供又一些性能變化和特性。可通過如下方式來使電感器實現變化電感值和較寬的變化性能特性:策略地選擇并連結II個磁性體，而不管這些磁性體是否物理地間隔開，并且使這些磁性體與一個或多個線圈組裝起來。
[0114]圖23和24分別以分解視圖和組裝視圖示出另一磁性部件組件1100。
[0115]如圖23所示，該部件組件1100包括如參見圖11的上文描述形成第一子組件720的第一磁性芯部件702和預成型繞組線夾604。該組件100還包括第二磁性芯部件730，該第二磁性芯部件730也裝配有預成型繞組線夾604，形成第二子組件1102。第三磁性芯部件1104位于第一和第二子組件之間并且將該第一和第二子組件隔開，且該第三磁性芯部件1104具有第一線夾通道1106和與該第一線夾通道1106相對的第二線夾通道1108。如圖23所示，第三磁性芯部件1104可成形為I形梁的形狀。或者說，第三磁性芯部件1104可包括相互相對的表面，這些相對表面各自具有U形，且線夾通道1106、1108在相應的腿部之間延伸。
[0116]第一線夾通道1106面向第一子組件720并且接受該第一子組件的線夾604的一部分。第二線夾通道1108面向第二子組件1102并且接受該第二子組件的線夾604的一部分。如圖24所示，當組裝好時，線夾604由第三磁性芯部件1104而彼此隔開，且物理間隙752在第一和第二芯部件702和1104之間并且在第三和第二芯部件1104和730之間延伸。在所示的示例實施例中，間隙752在垂直于每個線夾604的主繞組部段610 (圖10)的平面中在相對的芯部件702和1104之間以及芯部件1104和730之間延伸，并且基本上將每個線夾604的主繞組部段610 (圖10) 二等分。
[0117]在各個實施例中，用于制造第三芯部件1104的磁性材料可與用于制造第一和第二芯部件702和730的磁性材料相同或不同，由此第三芯部件可具有與芯部件702或730相同或不同的磁性特性。因此，在此種實施例中，線夾604的主繞組部段可貫通地延伸并且與不同的磁性材料接觸。因此，在不同的磁性體702、1104和730中可具有不同的磁通路徑和性能特征，且線夾604的各部分接納所使用不同磁性材料中每種磁性材料的益處。
[0118]可提供附加的磁性芯部件1104，并且可將該附加的磁性芯部件用于附加的線夾604，以在相對緊湊的構造中，使組件100的軸向長度延長并提供又一些益處。
[0119]應設想到，部件組件600 (圖9)、800(圖7)、900(圖21)可類似地設有第三磁性芯部件(或附加的芯部件)，該第三磁性芯部件與附加的線夾相互裝配，從而為磁性部件組件提供其它變化。這些實施例可尤其有益于多相功率電感器部件。
[0120]現在可以認為本發明的優點和益處通過所描述的示例實施例是顯而易見的。還應認識到，可由受益于本發明的本領域技術人員得到又一些和替代的實施例，同時這些實施例仍在本文所提交的示例權利要求的范圍和精神內。
[0121]已披露一種磁性部件組件的一個示例實施例，該磁性部件組件包括:第一磁性芯部件；第一預成型線夾，該第一預成型線夾聯接于所述第一磁性芯部件；以及第二磁性芯部件，該第二磁性芯部件裝配到與第一磁性芯部件和所聯接的線圈上。
[0122]可選的是，第一預成型線夾可包括基本上成形為C形的平坦導電體。該C形導電體包括第一腿部和第二腿部，且預成型線夾還包括端子引線部，這些端子引線部從第一和第二引線部中的每個引線部伸出。第一預成型線夾可限定基本上矩形的內部空腔，且該內部空腔在第一芯部件之上延伸。第一芯部件可將尺寸設計成基本上與第一預成型線夾的內部空腔共同延伸。
[0123]第二磁性芯部件能可選地限定槽，該槽將尺寸設計成接納和容納第一芯部件，且第一和第二磁性芯部件彼此物理地間隔開。該第二磁性芯部件呈基本上U形。
[0124]作為另一方案，第一磁性芯部件可包括第一腿部、第二腿部以及線夾通道，該線夾通道限定在第一腿部和第二腿部之間，且第一預成型線夾的一部分可接納在第一磁性芯部件的線夾通道中。第二磁性芯部件可類似地包括第一腿部、第二腿部以及線夾通道，該線夾通道限定在第一腿部和第二腿部之間，且第一預成型線夾的一部分可接納在第二磁性芯部件的線夾通道中。預成型線夾可包括基本上成形為形的平坦導電體。該形可包括第一腿部和第二腿部，且預成型線夾還包括端子引線部，這些端子引線部從第一和第二引線部中的每個引線部伸出，并且這些端子引線部基本上平行于第一和第二磁性芯部件中一個磁性芯部件的線夾通道延伸。預成型線夾還可限定基本上矩形的內部空腔，且該內部空腔可在第一磁性芯部件之上延伸并且卷繞在第一和第二腿部中一個腿部的周圍。
[0125]在另一方案中，第一磁性芯部件能可選地呈基本上I形。I形成形磁性芯部件可包括較長的腿部和較短的腿部，該較短的腿部基本上從較長的腿部垂直地伸出。第一預成型線夾可限定基本上矩形的內部空腔，且該內部空腔在較長腿部的一部分之上延伸并且卷繞在該部分周圍。第二磁性芯部件也可基本上呈I形，且該第二磁性芯部件相對于第一磁性芯部件逆轉并且疊置于該第一預成型線圈上。第一和第二I形成形磁性芯部可基本上具有相同的尺寸和形狀或者不同的尺寸和形狀。
[0126]作為另一方案，第一和第二磁性芯部件彼此并排設置并且彼此聯接，且第一預成型線圈貫穿多個磁性芯部件中的每個磁性芯部件延伸并且與每個磁性芯部件緊密接觸。多個磁性芯部件中的至少兩個磁性芯部件能可選地由具有不同磁性特性的不同磁性材料制成，包括但不局限于無定形粉末材料。
[0127]第三磁性芯部件能可選地置于第一和第二磁性芯部件之間，且可設有第二預成型線夾，并且使該第二預成型線夾與第二磁性芯部件和第三磁性芯部件進行裝配。
[0128]還披露一種形成磁性部件的示例方法。該部件包括第一和第二磁性芯部件以及預成型繞組線夾。該方法包括:將預成型繞組線夾聯接于第一磁性芯部件；以及將所聯接的線圈和第一磁性芯部件組裝至第二磁性芯部件，藉此，第一和第二磁性芯部件共同地圍繞和封圍形成形線夾的一部分。
[0129]可選的是，該預成型繞組線夾可限定內部空腔，且將預成型繞組線夾聯接于第一磁性芯部件可包括:將第一磁性芯部件的一部分插到內部空腔中。
[0130]將預成型繞組線夾聯接于第一磁性芯部件能可選地進一步包括:使預成型繞組線夾沿第一磁性芯部件滑動，直到該預成型繞組線夾抵靠于止動表面為止。
[0131]預成型繞組線夾能可選地基本上呈形，且第一和第二磁性芯部件中的一個芯部件能可選地呈I形。
[0132]作為另一方案，第一和第二磁性芯部件都可呈I形，且I形成形芯部件中的每個芯部件接納0形繞組線夾的一部分。
[0133]作為又一方案，預成型繞組線夾可基本上呈形，且第一和第二磁性芯部件中的一個芯部件可呈I形。此外，第一和第二磁性芯部件都能可選地呈I形，且I形成形芯部件可相對于彼此逆轉。
[0134]雖然已參照特定的實施例描述了的本發明，但這些描述并不意味有限制的意思。在參照了本發明描述的情形下，本發明所披露的實施例以及替代實施例的各種修改對于本領域普通技術人員是顯而易見的。應有本領域普通技術人員理解的是，所披露的概念和特定實施例可易于用作對執行與本發明相同目的的其它結構進行修改和設計的基礎。還應由本領域普通技術人員認識到的是，這些等同構造并不偏離所附權利要求中所闡述的本發明精神和范圍。因此，可設想的是，權利要求會涵蓋落入本發明范圍的任何此種修改或實施例。
【權利要求】
1.一種磁性部件組件，包括: 第一磁性芯部件； 第二磁性芯部件；以及 獨立于第一磁性芯部件制成的第一預成型繞組線夾，所述第一預成型繞組線夾包括基本上成形為C形的平坦導電體，所述導電體包括在第一平面中延伸的平面的主繞組部段、基本垂直于第一平面延伸的相對的第一和第二腿部和分別從第一和第二腿部中的每一個延伸出的第一和第二端子引線部段，第一和第二端子引線部段在與第一平面隔開但平行的第二平面中延伸，并且第一和第二端子引線部段從相應的第一和第二腿部朝向彼此向內延伸； 其中，第一預成型繞組線夾在不使預成型繞組線夾的任何部分圍繞第一或第二磁性芯部件成形的情況下聯接到所述第一磁性芯部件和所述第二磁性芯部件中的至少一個。
2.如權利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一預成型繞組線夾限定基本上矩形的內部空腔，且所述內部空腔在所述第一芯部件之上延伸而不改變所述預成型繞組線夾的形狀。
3.如權利要求2所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一芯部件將尺寸設計成基本上與所述第一預成型線夾的內部空腔共同延伸。
4.如權利要求3所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第二磁性芯部件限定槽，所述槽將尺寸設計成接納并容納所述第一磁性芯部件。
5.如權利要求4所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部件彼此物理地間隔開。
6.如權利要求4所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第二磁性芯部件基本上呈U形。
7.如權利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于， 所述第一磁性芯部件包括第一腿部、第二腿部以及線夾通道，且所述線夾通道限定在所述第一腿部和所述第二腿部之間；以及 所述第一預成型線夾的一部分接納在所述第一磁性芯部件的第一線夾通道中。
8.如權利要求7所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第二磁性芯部件包括第一腿部、第二腿部以及線夾通道，且所述線夾通道限定在所述第一腿部和所述第二腿部之間；以及 其中所述第一預成型線夾的一部分接納在所述第二磁性芯部件的第二線夾通道中。
9.如權利要求8所述的磁性部件組件，其特征在于，所述端子引線部段大致平行于所述第一和第二線夾通道延伸。
10.如權利要求8所述的磁性部件組件，其特征在于，所述預成型線夾限定基本上矩形的內部空腔，且所述內部空腔在所述第一磁性芯部件之上延伸并且卷繞在所述第一和第二腿部中的一個腿部周圍。
11.如權利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一磁性芯部件基本上呈L形。
12.如權利要求11所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一磁性芯部件包括較長的腿部和較短的腿部，所述較短的腿部基本上從所述較長的腿部垂直地伸出。
13.如權利要求12所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一預成型線夾限定基本上矩形的內部空腔，且所述內部空腔在所述較長腿部的一部分之上延伸并且卷繞在所述部分周圍。
14.如權利要求13所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第二磁性芯部件基本上呈L形，且所述第二磁性芯部件相對于所述第一磁性芯部件逆轉并且疊置于所述第一預成型線圈上。
15.如權利要求13所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部具有基本上相同的尺寸和形狀。
16.如權利要求13所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部具有基本上相同的尺寸和形狀。
17.如權利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部件彼此并排設置并且彼此聯接，且所述第一預成型線圈貫穿多個磁性芯部件中的每個磁性芯部件延伸并且與每個磁性芯部件緊密接觸。
18.如權利要求17所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部件由具有不同磁性特性的磁性材料制成。
19.如權利要求17所述的磁性部件組件，其特征在于，所述第一磁性芯部件由無定形粉末材料制成。
20.一種形成磁性部件的方法，所述部件包括第一和第二磁性芯部件和預成型繞組線夾，所述預成型繞組線夾具有C形構造，其帶有的端子引線部段朝向彼此向內延伸，所述方法包括: 將所述預成型繞組線夾聯接于所述第一磁性芯部件；以及 在不使所述預成型繞組線夾的任何部分圍繞第一和第二磁性芯部件成形的情況下將聯接的線夾和第一磁性芯部件組裝到第二磁性件，由此第一和第二磁性芯部件共同地圍繞并封圍所述預成型繞組線夾的一部分，同時所述端子引線部分露出。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述預成型繞組線夾限定內部空腔，且將所述預成型繞組線夾聯接于所述第一磁性芯部件包括:將所述第一磁性芯部件的一部分插到所述內部空腔中。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，將所述預成型繞組線夾聯接于所述第一磁性芯部件還包括:使所述預成型繞組線夾沿所述第一磁性芯部件滑動，直到所述預成型繞組線夾抵靠于止動表面為止。
23.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部件中的一個呈U形。
24.如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部件都呈U形，且所述第一和第二磁性芯部件中的每個接納所述預成型繞組線夾的一部分。
25.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部件中的一個呈L形。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一和第二磁性芯部件都呈L形，且所述L形成形芯部件相對于彼此逆轉。
27.如權利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，還包括介于第一和第二磁性芯部件之間的第三磁性芯部件，和與第二磁性芯部件和第三磁性芯部件配合的第二預成型線夾，其中所述第一預成型線夾與第一和第三磁性芯部件接觸，第二預成型線夾與第二和第三磁性芯部件接觸。
【文檔編號】H01F27/24GK104347229SQ201410263850
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2010年4月29日 優先權日:2009年8月5日
【發明者】顏毅鵬, 羅伯特·詹姆斯·博格特, 歐陽過, 程志剛 申請人:庫柏技術公司