專利名稱：M相耦合的磁元件以及相關(guān)的電感結(jié)構(gòu)的制作方法
M相耦合的磁元件以及相關(guān)的電感結(jié)構(gòu)相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2008年3月14日提交的第61/036，836號美國臨時專利申請以及 于2008年4月21日提交的第為61/046，736號美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，上述專利申請 的內(nèi)容均通過引用并入本文。
背景技術(shù)：
Schultz等人提出的第6，362，986號美國專利(Schultz，986)描述了具有多相耦 合電感器拓?fù)涞闹绷鱛直流變換器，其公開的內(nèi)容通過引用并入本文。這種變換器具有的 優(yōu)點包括電感器和切換器中具有減小的波紋電流，這可以減少每相的電感系數(shù)，或者減少 具有傳統(tǒng)多相直流-直流變換器拓?fù)涞淖儞Q器的切換頻率。因此，與傳統(tǒng)多相拓?fù)湎啾龋?有磁耦合輸出電感器的直流_直流變換器具有優(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，從而使解決方案的成本更低更小。如Schultz’ 986中所描述的，采用耦合電感器的直流-直流變換器的性能受到所 耦合的電感器的漏電感的影響。因此，期望根據(jù)電感器的應(yīng)用來定制或調(diào)節(jié)耦合電感器的 漏電感。已經(jīng)設(shè)計出了一些耦合電感器。例如，圖1至3示出了由VolterraSemiconductor Corporation開發(fā)的一個耦合電感器100。具體地，圖1示出了耦合電感器100的側(cè)視平面 圖，圖2示出了其截面圖，以及圖3示出了其端視平面圖。具有高度106的耦合電感器100 包括磁芯102和至少兩個繞組104。圖4示出了一個繞組104的側(cè)視立體圖。如另一示例，Dong 等人在標(biāo)題為"Twisted Core Coupled Inductorsfor Microprocessor Voltage Regulators” 的 ifei中 出了雙才目“會交(twisted core)”華禹 合電感器。然而，該耦合電感器具有容積利用率較低的復(fù)合芯。另外，漏電感是由垂直型芯 結(jié)構(gòu)之間的距離和這些結(jié)構(gòu)的高度限定的，因此很難控制漏電感。而且，該絞合芯耦合電感 器的泄露通道使電感器的設(shè)計變得復(fù)雜。此夕卜，Dong 等人在標(biāo)題為"The Short Winding Path CoupledInductor Voltage Regulators”的論文中提出了一種耦合電感器。圖5示出了一個耦合電感器500的俯視平 面圖，示出了 Dong的論文中的多相耦合電感器。圖5沒有示出繞組以更清晰地示出芯502。 但是圖6示出了包括繞組602的電感器500。芯502包括用于每相的相應(yīng)的腿504。每個腿504都具有寬度508，且具有寬度510 的窗口 506將相鄰的腿504分隔開。因此，繞組602具有節(jié)距604，如圖6和圖7所示。窗 口的寬度510相對校大并與腿的寬度508相似。需要大的窗口寬度510來提供磁通泄露通 道，從而使漏電感足夠大。通過改變芯502的幾何結(jié)構(gòu)和/或通過改變窗口的寬度510來 改變漏電感。窗口 506還容納有相應(yīng)的繞組連接端(windingtab)，如圖6所示。圖7示出了沿著圖5中A-A線的電感器500的橫截面圖。每個區(qū)域702相應(yīng)于對 應(yīng)的腿504，每個區(qū)域704相應(yīng)于對應(yīng)的窗口 506。如圖7所示，耦合電感器500的大部分 容積未被磁性材料占據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
一種M相耦合電感器，包括磁芯和M個繞組，其中M為大于1的整數(shù)。所述磁芯由 芯材形成，并包括第一外置腿，所述第一外置腿形成第一縫隙。所述第一縫隙包括第一縫隙 材料，所述第一縫隙材料具有的導(dǎo)磁率低于所述芯材的導(dǎo)磁率。每個繞組至少部分地纏繞 所述磁芯的至少一部分，每個繞組具有各自的漏電感。所述第一縫隙使得所述漏電感大于 所述第一外置腿未形成所述第一縫隙時的漏電感。一種M相電源，包括耦合電感器和M個切換電路，其中M為大于1的整數(shù)。所述耦 合電感器包括由芯材形成的磁芯，所述磁芯包括第一外置腿。所述第一外置腿形成第一 縫隙，所述第一縫隙包括第一縫隙材料，所述第一縫隙材料具有的導(dǎo)磁率低于所述芯材的 導(dǎo)磁率。耦合電感器進一步包括M個繞組，每個繞組至少部分地纏繞所述磁芯的至少一部 分。每個繞組具有各自的第一端、第二端，以及各自的漏電感。每個所述第一端與公共第一 節(jié)點電耦合，且每個切換電路與相應(yīng)的繞組的第二端電耦合。每個切換電路被構(gòu)造和設(shè)置 以使所述第二端在至少兩個不同電壓之間切換。所述第一縫隙使得所述漏電感大于所述第 一外置腿未形成所述第一縫隙時的漏電感。一種計算設(shè)備，包括計算機處理器，以及M相電源。M相電源與所述處理器電耦合 以至少部分地為所述處理器供電。M是大于1的整數(shù)。所述電源包括耦合電感器和M個切 換電路。耦合電感器包括由芯材形成的磁芯，所述磁芯包括第一外置腿。所述第一外置腿 形成第一縫隙，所述第一縫隙包括第一縫隙材料，所述第一縫隙材料具有的導(dǎo)磁率低于所 述芯材的導(dǎo)磁率。耦合電感器進一步包括M個繞組，每個繞組至少部分地纏繞所述磁芯的 至少一部分。每個繞組具有各自第一端、第二端，以及各自的漏電感。每個所述第一端與公 共第一節(jié)點電耦合，并且每個切換電路與相應(yīng)的繞組的第二端電耦合。且被構(gòu)造和設(shè)置以 使所述第二端在至少兩個不同電壓之間切換。所述第一縫隙使得所述漏電感大于所述第一 外置腿未形成所述第一縫隙時的漏電感。


圖1示出了一個多相耦合電感器的側(cè)視平面圖；圖2示出了圖1的耦合電感器的截面圖；圖3示出了圖1的耦合電感器的端視平面圖；圖4示出了圖1的耦合電感器的側(cè)視立體圖；圖5示出了沒有繞組的多相耦合電感器的俯視平面圖；圖6示出了圖5的耦合電感器具有繞組時的俯視平面圖；圖7示出了圖5和圖6的耦合電感器的截面圖；圖8示出了根據(jù)一個實施方式的一個耦合電感器的俯視立體圖；圖9示出了圖8的耦合電感器不具有繞組時的俯視平面圖；圖10示出了圖8的耦合電感器具有繞組時的俯視平面圖；圖11示出了圖8-10的耦合電感器的截面圖；圖12示出了根據(jù)一個實施方式的一個耦合電感器的俯視平面圖；圖13示出了根據(jù)一個實施方式的一個耦合電感器的俯視平面6
圖14和圖15示出了根據(jù)一個實施方式的一個繞組的側(cè)視立體圖；圖16示出了根據(jù)一個實施方式的一個繞組的側(cè)視立體圖；圖17示出了根據(jù)一個實施方式的一個繞組的側(cè)視立體圖；圖18示出了根據(jù)一個實施方式的一個繞組的側(cè)視立體圖；圖19示出了根據(jù)一個實施方式的一個耦合電感器的俯視立體圖；圖20示出了圖19的耦合電感器的俯視平面圖；圖21示出了根據(jù)一個實施方式的耦合電感器的俯視平面圖；圖22示出了繞組電阻與耦合電感器的高度的關(guān)系的圖表；圖23示出了繞組電阻與耦合電感器的高度的關(guān)系的圖表；圖24示出了根據(jù)一個實施方式的一個電源；圖25示出了根據(jù)一個實施方式的一個計算設(shè)備。
具體實施例方式應(yīng)當(dāng)注意，為使視圖清楚，附圖中某些元件沒有按照比例示出。通過使用帶有括號 的標(biāo)記來表示組件的具體示例(例如繞組861 (1))，不帶括號中的標(biāo)記則表示任意該組件 (例如，繞組816)。圖8示出了一個M相耦合電感器800的俯視立體圖，圖9示出了該M相耦合電感 器800的俯視平面圖。圖9中沒有示出繞組816以更清楚地示出磁芯802。但是，圖10示 出了包括繞組816的耦合電感器800的俯視平面圖。在圖10中用虛線示出了在俯視平面圖 中無法看到的繞組816的邊緣。圖11示出了耦合電感器800沿圖10的線B-B的截面圖。 如圖11所示，耦合電感器800具有高度1108。雖然圖8至11示出的耦合電感器800的示 例中M等于3，然而M可以為大于1的任意整數(shù)。如圖10至11所示，繞組816具有節(jié)距1002。圖8至11示出的節(jié)距1002與電感 器500的節(jié)距604(圖6)相等，便于將耦合電感器800與耦合電感器500進行比較。但是， 可根據(jù)設(shè)計選擇而改變節(jié)距1002。例如，節(jié)距1002可等于在其中設(shè)置有耦合電感器800的 直流_直流變換器的電源級的節(jié)距，從而使電路板跡線長度最小化以及使直流_直流變換 器的功率密度最大化。磁芯802由鐵氧體材料、鐵粉材料或其他磁性芯材形成。磁芯802包括一對外置 腿812。至少一個外置腿812形成具有厚度816的縫隙814。每個縫隙814的厚度816不必 相同?？p隙814包括(例如至少部分地填充有)導(dǎo)磁率低于形成芯802的一個或多個材料 的材料。例如，縫隙802科包括非磁材料，例如空氣、絕緣帶、塑料、膠和/或紙。如另一示 例，縫隙802可以選擇性地包括可飽和磁性材料，其在耦合電感器800的預(yù)期的正常運行期 間飽和，從而使繞組816具有非線性的漏電感值。每個縫隙814不必填充相同的縫隙材料。 縫隙814產(chǎn)生漏磁通道，并且縫隙814是每個繞組816各自的漏電感的最主要來源。因此， 通過改變一個或多個縫隙814的厚度816可以改變漏電感?？梢愿淖兺庵猛?12中的縫隙814的位置。例如，圖12和圖13分別示出了為耦 合電感器800具體實施方式
的耦合電感器1200和1300，其中外置腿1212、1312形成的縫隙 1214,1314的位置與圖8至10中的位置不同。芯802進一步包括設(shè)置在一對外置腿812之間的M個內(nèi)置腿804。每個內(nèi)置腿具有各自的寬度808。相應(yīng)的繞組816至少部分地纏繞每個內(nèi)置腿804，每個內(nèi)置腿816因此 設(shè)置在一對外置腿812之間。雖然所示出的內(nèi)置腿804和外置腿823是矩形的，但是其形 狀可以改變(例如為圓形)。例如，繞組816是具有基本為矩形的截面的箔式繞組。在一些實施方式中，繞組 816是具有基本矩形橫截面的單匝、單層繞組。圖14是側(cè)面立體圖，圖15是圖8、10、12和 13的繞組816的實施方式的部分透明的側(cè)視立體圖。但是，繞組816可以具有與圖8、10、 12和13不同的構(gòu)造。例如，圖16-18示出了繞組816的其他可能的構(gòu)造。如另一個示例，圖19示出了耦合電感器1900的俯視透視圖，圖20示出耦合電感 器1900的俯視平面圖，具有繞組1916的耦合電感器1900是耦合電感器800的一個實施方 式。例如，繞組1916由矩形導(dǎo)電板材(例如銅)形成。用虛線畫出了在俯視圖中無法看到 的繞組1916的邊緣。另外，在圖20的俯視平面圖中無法看到的內(nèi)置腿1904的邊緣也用虛 線畫出。如又一個實施方式，圖21示出一個包括繞組2116的耦合電感器2100的俯視平面 圖。耦合電感器2100與耦合電感器800的區(qū)別在于，繞組2116為繞組816的鏡像。鏡像 繞組的一個可能的原因是為了最佳地容納電源級的尺寸和/或幾何結(jié)構(gòu)。另外，可以改變 繞組816使得每對繞組的節(jié)距1002都是不同的，從而容納電源級的幾何結(jié)構(gòu)。而且，可以 將繞組816改為包括通孔銷或耦合于通孔銷。而且，雖然每個繞組816都示為具有從每側(cè)1004和1006延伸出的端部(參照圖 10)，但是繞組816可按照不同的方式從電感器800延伸，或者不延伸出。例如，一個或多個 繞組816的每個端部可從電感器800的公共側(cè)伸出，以符合電源級的布局要求。通過具有寬度810的窗口 806，每個內(nèi)置腿804都與相鄰的內(nèi)置腿804或外置腿 812分隔開。每個窗口 806的窗口寬度810不必相同。因為內(nèi)置腿804不必通過空氣隙分 隔來增加漏電感，因此窗口寬度806可以很小。相反地，如上所述，漏電感主要由縫隙814 產(chǎn)生。實際上，窗口 810可以盡可能的小，例如僅需要防止繞組816短路。例如，在一些實 施方式中，窗口寬度810小于內(nèi)置腿寬度808的50%、25%或10%。因此，在一些實施方式 中，相鄰內(nèi)置腿804分開的距離(即窗口寬度810)小于任意相鄰內(nèi)置腿的寬度808的50%、 25 %或10 %。構(gòu)造耦合電感器800使得窗口寬度810相對較小，這樣有利于增加耦合電感 器800中被磁性芯材占據(jù)的容積部分，如下文所述。相比其他耦合電感器，耦合電感器800具有大量優(yōu)點。例如，如上所述，僅通過改 變一個或多個縫隙814的厚度就可調(diào)節(jié)漏電感。因此，可容易地調(diào)節(jié)漏電感，例如對一個或 多個外置腿812進行磨壓。相反地，必須改變磁芯幾何結(jié)構(gòu)和/或窗口寬度來調(diào)節(jié)耦合電 感器100 (圖1-3)或耦合電感器500 (圖5-7)的漏電感。如另一個示例，雖然按照設(shè)計需求可改變內(nèi)置腿804、窗口 806和外置腿812的相 對比例，但是耦合電感器800的容積的大部分可以由磁性芯材占據(jù)。例如，在圖11的截面 圖中，區(qū)域1102表示內(nèi)置腿804 ；區(qū)域1104表示外置腿812 ；區(qū)域1106表示窗口 806。因 此，在圖11的示例中，耦合電感器800的容積的大部分被磁性材料占據(jù)。這增加了磁化電 感，從而增加了繞組之間的磁耦合，增加了漏電感的均勻性以及繞組之間的磁化電感，增加 了對由于繞組電流不匹配而引起飽和的抗性，和/或減少了磁芯損耗。另外，耦合電感器 800的一些實施方式提供的大量磁耦合可采用導(dǎo)磁率較低的芯材，從而減少磁芯損耗。
相反地，在一些其他耦合電感器中，例如耦合電感器100(圖1-3)或耦合電感器 500 (圖5-7)，電感器容積的大部分必須沒有磁性材料，以在腿之間維持期望的空間。通過 對比圖7和圖11可以理解這樣的事實，與相同節(jié)距的耦合電感器500相比，耦合電感器800 包括明顯更多的磁性磁性芯材。另外，耦合電感器800允許繞組816具有較短的長度和較寬的寬度，從而減小繞組 的電阻以及相應(yīng)的電能損耗。相反地，一些其他耦合電感器需要長得多的繞組，例如耦合電 感器100的繞組104的長度(參照圖4)。圖22示出了 DC繞組電阻與電感器高度的關(guān)系圖 表2200。曲線2202對應(yīng)于耦合電感器800的實施方式，曲線2204對應(yīng)于耦合電感器100 的實施方式。圖22的兩個電感器都具有相同的磁芯橫截面和相同的繞組厚度。但是，與耦 合電感器I00的實施方式相比，耦合電感器800的實施方式的優(yōu)點在于具有較小的最小DC 電阻，并在較低的電感器高度處達到了最小電阻。而且，通常期望通過增加磁芯橫截面來減少磁芯損耗。但是與其他耦合電感器相 反，耦合電感器800的一些實施方式允許磁芯面積顯著增加而不會顯著增加DC繞組電阻。 例如，圖23示出了 DC繞組電阻與電感器高度的關(guān)系圖表2300。曲線2302對應(yīng)于耦合電感 器800的實施方式，而曲線2304對應(yīng)于耦合電感器100的實施方式。圖23的電感器具有 兩倍于圖22的電感器的磁芯橫截面。通過比較圖22和圖23可以看出，兩倍磁芯橫截面顯 著增加了耦合電感器100的繞組電阻。但是，雖然耦合電感器800的繞組電阻在電感器高 度較小處稍微地增加，但是其繞組電阻在電感器高度較大處卻減少。因此，耦合電感器800 的一些實施方式有利地通過增加磁芯橫截面而使繞組傳導(dǎo)損耗和磁芯損耗均顯著減少。而且，耦合電感器800的一些實施方式不需要薄的磁芯片，從而利于機械強度、制 造、運輸、處理和/或組裝。相反地，一些其他的耦合電感器需要薄的磁芯片，這些薄的磁芯 片易碎且難于制造、運輸、處理和/或組裝。例如，耦合電感器100 (圖1)的磁芯102包括 薄的頂片和薄的底片。耦合電感器800可以應(yīng)用于電源中，例如圖24的電源2400。雖然所示的電源2400 具有三相，但是電源2400具有的相數(shù)可以是大于1的任意數(shù)量。電源2400包括耦合電感器2402，其為耦合電感器800的一個實施方式。耦合電感 器2402包括磁芯2404和繞組2406。每個繞組2406的第一端2410與公共第一節(jié)點2412 電耦合。每個第一端2410可選地從電感器2400的一個公共側(cè)伸出。每個繞組2406的第 二端2408與相應(yīng)切換電路2414電耦合。每個第二端2408可選地從電感器2400的另一公 共側(cè)伸出。切換電路2414被構(gòu)造和設(shè)置以使相應(yīng)繞組2406的第二端2408在至少兩個不 同電壓之間進行切換?？刂破?418控制切換電路2414，并且控制器2418可選地包括反饋 連接器2420，例如反饋連接器2420連接至第一節(jié)點2412。第一節(jié)點2412可選地包括濾波 器 2416。可使電源2400被構(gòu)造和設(shè)置為具有不同的構(gòu)造。例如，切換電路2414可使其相 應(yīng)的繞組2406的第二端2408在輸入電壓節(jié)點(圖中未示出)和接地之間切換，從而使電 源2400構(gòu)造為降壓型變換器，第一節(jié)點2412為輸出電壓節(jié)點，且濾波器2416是輸出濾波 器。在該示例中，每個切換電路2414包括至少一個高端切換裝置和至少一個鉗位二極管 (catchdiode)，或者包括至少一個高端切換裝置和至少一個低端切換裝置。在本文中，切換 裝置包括但不限于雙極型結(jié)型晶體管、場效應(yīng)晶體管(例如N溝道或P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、結(jié)型場效應(yīng)晶體管或金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、絕緣柵極雙極型結(jié)型 晶體管、晶體間流管或者可控硅整流器。如另一個示例，電源2400可被構(gòu)造為升壓變換器，以使節(jié)點2412為輸入電源節(jié) 點，且切換電路2414使其相應(yīng)的繞組2406的第二端2408在輸出電壓節(jié)點(圖中未示出) 和接地之間切換。另外，電源2400例如可被構(gòu)造為降壓-升壓變換器，使得節(jié)點2412為公 共節(jié)點，且切換電路2414使其相應(yīng)繞組2406的第二端2408在輸出電壓節(jié)點(圖中未示 出)和輸入電壓節(jié)點(圖中未示出)之間切換。而且，如又一個示例，電源2400可形成獨立的拓?fù)?。例如，每個切換電路2414可 包括變壓器、至少一個切換裝置以及整流電路，其中所述至少一個切換裝置與變壓器的主 繞組電耦合，以及整流電路耦合在變壓器的次級繞組和相應(yīng)繞組2406的第二端2408之間。 該整流電路可選地包括至少一個切換裝置以提高效率。電源2400可以是計算設(shè)備，例如圖25所示的計算設(shè)備2500。例如，計算設(shè)備2500 例如是個人計算機或服務(wù)器主板、服務(wù)器處理板、具有計算能力的移動電話，或者個人數(shù)字 助理。電源2502是電源2400的一個實施方式，其至少部分地為處理器2504供電?？梢詫ι鲜龇椒ê拖到y(tǒng)進行修改而不脫離本發(fā)明范圍。因此應(yīng)注意，上述描述和 附圖中的示例應(yīng)理解為示例性的，對本發(fā)明不進行限制。所附的權(quán)利要求書將覆蓋以上描 述的一般的和具體的特征，以及本方法和系統(tǒng)的全部保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種M相耦合電感器，其中M為大于1的整數(shù)，所述耦合電感器包括磁芯，由芯材形成，所述磁芯包括第一外置腿，所述第一外置腿形成第一縫隙，所述第 一縫隙包括第一縫隙材料，所述第一縫隙材料具有的導(dǎo)磁率低于所述芯材的導(dǎo)磁率；以及 M個繞組，每個繞組至少部分地纏繞所述磁芯的至少一部分，每個繞組具有各自的漏電感，其中，所述第一縫隙使得所述漏電感大于所述第一外置腿未形成所述第一縫隙時的漏 電感。
2.如權(quán)利要求1所述的耦合電感器，M是大于2的整數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的耦合電感器，所述磁芯包括第二外置腿，所述第二外置腿形成 第二縫隙，所述第二縫隙包括第二縫隙材料，所述第二縫隙材料的導(dǎo)磁率低于所述芯材的導(dǎo)磁率。
4.如權(quán)利要求3所述的耦合電感器，所述磁芯進一步包括M個內(nèi)置腿，所述M個內(nèi)置腿 設(shè)置在所述第一外置腿和第二外置腿之間，每個繞組分別至少部分地纏繞一個相應(yīng)的內(nèi)置 腿。
5.如權(quán)利要求4所述的耦合電感器，每個內(nèi)置腿具有各自的寬度，相鄰的內(nèi)置腿之間 的分隔距離小于相鄰內(nèi)置腿中的任意一個的寬度的25%。
6.如權(quán)利要求5所述的耦合電感器，每個繞組均為單層、單匝且具有基本矩形橫截面 的繞組。
7.如權(quán)利要求4所述的耦合電感器，每個內(nèi)置腿具有各自的寬度，相鄰的內(nèi)置腿之間 的分隔距離小于相鄰內(nèi)置腿中的任意一個的寬度的10%。
8.如權(quán)利要求4所述的耦合電感器，每個繞組均為單層、單匝且具有基本矩形橫截面 的繞組。
9.如權(quán)利要求4所述的耦合電感器，所述第二縫隙材料與所述第一縫隙材料不同。
10.如權(quán)利要求4所述的耦合電感器，所述第二縫隙材料與所述第一縫隙材料相同。
11.如權(quán)利要求4所述的耦合電感器，至少一個縫隙材料包括選自空氣、絕緣帶、塑料、 膠或紙的非導(dǎo)磁材料。
12.如權(quán)利要求1所述的耦合電感器，所述磁芯包括第二外置腿，所述第二外置腿形成 第二縫隙，所述第二縫隙包括第二縫隙材料，所述第二縫隙材料的導(dǎo)磁率低于所述芯材的 導(dǎo)磁率。
13.一種M相電源，其中M為大于1的整數(shù)，所述電源包括 耦合電感器，包括磁芯，由芯材形成，所述磁芯包括第一外置腿，所述第一外置腿形成第一縫隙，所述第 一縫隙包括第一縫隙材料，所述第一縫隙材料具有的導(dǎo)磁率低于所述芯材的導(dǎo)磁率；以及M個繞組，每個繞組至少部分地纏繞所述磁芯的至少一部分，每個繞組具有各自的第一 端、第二端、以及各自的漏電感，每個第一端與公共第一節(jié)點電耦合，其中，所述第一縫隙使得所述漏電感大于所述第一外置腿未形成所述第一縫隙時的漏 電感；以及M個切換電路，每個切換電路與相應(yīng)的繞組的第二端電耦合，且被構(gòu)造和設(shè)置為使所述 第二端在至少兩個不同電壓之間切換。
14.如權(quán)利要求13所述的電源，M是大于2的整數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的電源，所述磁芯包括第二外置腿，所述第二外置腿形成第二 縫隙，所述第二縫隙包括第二縫隙材料，所述第二縫隙材料的導(dǎo)磁率低于所述芯材的導(dǎo)磁 率，所述第一縫隙材料和第二縫隙材料中的至少之一包括選自空氣、絕緣帶、塑料、膠或紙 的非導(dǎo)磁材料。
16.如權(quán)利要求14所述的電源，所述磁芯進一步包括M個內(nèi)置腿，所述M個內(nèi)置腿設(shè)置 在所述第一外置腿和第二外置腿之間，每個繞組分別至少部分地纏繞一個相應(yīng)的內(nèi)置腿。
17.如權(quán)利要求16所述的電源，每個內(nèi)置腿具有各自的寬度，相鄰的內(nèi)置腿之間的分 隔距離小于相鄰的內(nèi)置腿中的任意一個的寬度的25%。
18.如權(quán)利要求17所述的電源，每個繞組為單層、單匝且具有基本矩形橫截面的繞組。
19.如權(quán)利要求16所述的電源，每個第一端從所述耦合電感器的第一側(cè)伸出，且每個 第二端從所述耦合電感器的第二側(cè)伸出。
20.如權(quán)利要求16所述的電源，至少兩個第一端從所述耦合電感器的不同側(cè)伸出。
21.如權(quán)利要求16所述的電源，至少兩個第二端從所述耦合電感器的不同側(cè)伸出。
22.如權(quán)利要求16所述的電源，每個繞組為單層、單匝且具有基本矩形橫截面的繞組。
23.如權(quán)利要求22所述的電源，每個切換電路包括至少一個切換裝置；變壓器，包括主繞組和次級繞組，所述主繞組與所述至少一個切換裝置電耦合；以及整流電路，電耦合在所述次級繞組和所述切換電路的相應(yīng)繞組的第二端之間。
24.如權(quán)利要求23所述的電源，所述整流電路包括至少一個切換裝置。
25.如權(quán)利要求22所述的電源，所述第一節(jié)點是輸入電壓節(jié)點。
26.如權(quán)利要求22所述的電源，所述第一節(jié)點是輸出電壓節(jié)點。
27.如權(quán)利要求22所述的電源，所述第一節(jié)點是接地節(jié)點。
28.一種計算設(shè)備，包括計算機處理器；以及M相電源，與所述處理器電耦合，以至少部分地為所述處理器供電，M是大于1的整數(shù)， 所述電源包括耦合電感器，包括磁芯，由芯材形成，所述磁芯包括第一外置腿，所述第一外置腿形成第一縫隙，所述第 一縫隙包括第一縫隙材料，所述第一縫隙材料具有的導(dǎo)磁率低于所述芯材的導(dǎo)磁率；以及M個繞組，每個繞組至少部分地纏繞所述磁芯的至少一部分，每個繞組具有各自的第一 端、第二端，以及各自的漏電感，每個第一端與公共第一節(jié)點電耦合，其中，所述第一縫隙使得所述漏電感大于所述第一外置腿未形成所述第一縫隙時的漏 電感；以及M個切換電路，每個切換電路與相應(yīng)繞組的第二端電耦合，且被構(gòu)造和設(shè)置為使所述第 二端在至少兩個不同電壓之間切換。
29.如權(quán)利要求28所述的計算設(shè)備，M是大于2的整數(shù)。
30.如權(quán)利要求29所述的計算設(shè)備，所述磁芯包括第二外置腿，所述第二外置腿形成 第二縫隙，所述第二縫隙包括第二縫隙材料，所述第二縫隙材料的導(dǎo)磁率低于所述芯材的導(dǎo)磁率，所述第一縫隙材料和第二縫隙材料中的至少之一包括選自空氣、絕緣帶、塑料、膠 或紙的非導(dǎo)磁材料。
31.如權(quán)利要求30所述的計算設(shè)備，所述磁芯進一步包括M個內(nèi)置腿，所述M個內(nèi)置腿 設(shè)置在所述第一外置腿和第二外置腿之間，每個繞組分別至少部分地纏繞一個相應(yīng)的內(nèi)置 腿。
32.如權(quán)利要求31所述的計算設(shè)備，每個繞組均為單層、單匝且具有基本矩形橫截面 的繞組。
33.如權(quán)利要求31所述的計算設(shè)備，每個內(nèi)置腿具有各自的寬度，相鄰的內(nèi)置腿之間 的分隔距離小于相鄰的內(nèi)置腿中的任意一個的寬度的25%。
34.如權(quán)利要求33所述的計算設(shè)備，每個繞組均為單層、單匝且具有基本矩形橫截面 的繞組。
全文摘要
一種M相耦合電感器，包括磁芯和M個繞組，其中M為大于1的整數(shù)。所述磁芯由芯材形成，并包括第一外置腿，所述第一外置腿形成第一縫隙。所述第一縫隙包括第一縫隙材料，所述第一縫隙材料具有的導(dǎo)磁率低于所述芯材的導(dǎo)磁率。每個繞組至少部分地纏繞所述磁芯的至少一部分，每個繞組具有各自的漏電感。所述第一縫隙使得所述漏電感大于所述第一外置腿未形成所述第一縫隙時的漏電感。所述耦合電感器可用于電源中，且所述電源可用于計算設(shè)備中。
文檔編號H01F37/00GK102007553SQ200980113783
公開日2011年4月6日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者亞歷山德·伊克拉納科夫, 安東尼·斯特拉塔科夫 申請人:沃特拉半導(dǎo)體公司