包括屏蔽夾的電感器組件的製作方法

2023-05-07 05:18:31

本公開總體上涉及用於在高電流輸出濾波器和DC-DC轉換器中使用的電感器，更特別地(但非排他性地)涉及包括屏蔽夾(shielding clip)的電感器組件(inductor assembly)。

背景技術：

本部分提供了不一定是現有技術的與本公開相關的背景信息。

電感器通常是無源兩端子電組件，抵抗經過它的電流的變化。通常，電感器包括諸如纏繞在線圈中的線的電導體。當電流流過它時，能量被暫時存儲在線圈中的磁場中。

電感器的特徵可在於，其電感的單位為亨利(H)並且是電壓與電流變化速率之比。電感器一般在線圈內部具有由鐵或諸如錳鋅(MnZn)鐵氧體的鐵氧體製成的磁芯。

電感器可用在不同類型的電子設備中。例如，電感器可在允許直流(DC)通過的同時用作阻擋交流(AC)的阻塞。

技術實現要素：

一種電感器組件，所述電感器組件包括：芯；第一電感器和第二電感器，其至少部分在所述芯內；以及屏蔽夾，其結合到所述芯。

一種DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器包括所述電感器組件。

一種高電流輸出濾波器，所述高電流輸出濾波器包括所述電感器組件。

一種電感器組件，所述電感器組件包括：羰基鐵芯；第一電感器，其包括所述羰基鐵芯內的線圈、暴露在所述芯的外部上的第一對端子、從所述線圈向所述第一對端子延伸從而將所述線圈與所述第一對端子電連接的部分；第二電感器，其包括所述羰基鐵芯內的線圈、暴露在所述芯的外部上的第二對端子、從所述線圈向所述第二對端 子延伸從而將所述線圈與所述第二對端子電連接的部分；以及屏蔽夾，其包括被構造成覆蓋所述羰基鐵芯的頂部的頂部部分和在所述屏蔽夾的所述頂部部分的相反側的至少一對指部，其中，所述指部被構造成沿著所述羰基鐵芯的相對地面對的壁並且在所述相對地面對的壁上方滑動，從而將所述指部的端部部分與所述羰基鐵芯的底部嚙合以將所述屏蔽夾保持到所述羰基鐵芯。

附圖說明

這裡描述的附圖只是出於例證所選擇實施方式而非所有可能實現方式的目的，旨在限制本公開的範圍。

圖1是示出根據示例性實施方式的包括羰基鐵芯和屏蔽夾的雙電感器組件的分解立體圖；

圖2是在屏蔽夾安裝到羰基鐵芯上之後圖1中示出的雙電感器組件的立體圖；

圖3是圖2中示出的雙電感器組件的下部立體圖；

圖4是代表圖1至圖3中示出的雙電感器組件的第一電感器和第二電感器的示圖；

圖5是代表製成圖1至圖3中示出的雙電感器組件的示例性過程的示圖；

圖6是示出根據另一個示例性實施方式的包括羰基鐵芯和屏蔽夾的雙電感器組件的立體圖；

圖7是圖6中示出的雙電感器組件的下部立體圖，其中，芯被示出為是透明的，以示出芯內的第一電感器和第二電感器；

圖8是示出根據另一個示例性實施方式的包括羰基鐵芯和屏蔽夾的雙電感器組件的立體圖；

圖9是圖8中示出的雙電感器組件的下部立體圖，其中，芯被示出為是透明的，以示出芯內的第一電感器和第二電感器。

在附圖的多個視圖中，對應的參考標號始終指示對應的部件。

具體實施方式

現在，將參照附圖更充分地描述示例實施方式。

本文中公開了包括屏蔽夾和由羰基鐵粉製成的芯的雙電感器組件的示例性實施 方式。雙電感器組件可用於例如高電流輸出濾波器和/或DC-DC轉換器。

本文中公開的雙電感器組件的示例性實施方式可提供以下優點中的一個或更多個(但不一定是任意或全部)。在示例性實施方式中，當屏蔽夾連接到地時，在1釐米處，雙電感器組件可提供高達20分貝(db)電場衰減。雙電感器組件可在交叉耦合減少的情況下進行操作。在一些示例性實施方式中使用羰基鐵粉替代錳鋅(MnZn)鐵氧體，這樣可降低對於電動機的噪聲抑制。對於羰基鐵粉材料，飽和通量密度(Bs)超過1000毫特斯拉(mT)。相比之下，鐵氧體材料具有僅僅大約600mT的飽和通量密度(Bs)。羰基鐵粉材料的功率損耗小於鐵氧體材料。通過使用羰基鐵粉材料，示例性實施方式因此可允許相同大小的芯比鐵氧體芯具有更好的飽和電流(Isat)並且操縱更大的飽和電流(Isat)，允許使用可滿足與較大鐵氧體芯相同的性能的較小大小的芯，提高諸如汽車電子設備的產品的競爭力。通過使用兩個組合或一體的電感器來替代使用兩個個體的單獨電感器，示例性實施方式還允許組裝效率提高。示例性實施方式還包括屏蔽夾，屏蔽夾降低噪聲，以改善電磁幹擾(EMI)/電磁兼容(EMC)。

現在，參照附圖，圖1至圖3示出實施本公開的一個或多個方面的包括羰基鐵芯104和屏蔽夾108的雙電感器組件100的示例性實施方式。如圖3中所示，雙電感器組件100包括四個端部部分或端子1、2、3和4。端子1、2、3和4可被構造成連接到印刷電路板(PCB)。例如，端子1、2、3和4可被構造成被焊接到PCB的導電跡線和/或焊料焊盤。

圖4是代表雙電感器組件100的第一電感器112和第二電感器116的示圖。如圖4所示，第一電感器112包括與第一對端子或端部部分1和2電連接的線圈114。第二電感器116包括與第二對端子或端部部分3和4電連接的線圈118。

如圖5中所示，第一電感器112包括部分120和122，部分120和122從線圈114向各個端子1和2延伸，從而將線圈114與第一對端子或端部部分1和2電連接。第二電感器116包括部分124和126，部分124和126從線圈118向各個端子3和4延伸，從而將線圈118與第二對端子或端部部分3和4電連接。因此，部分120、122、124、126將各個電感器線圈114和118與相應的第一對端子1和2和第二對端子3和4電連接，即使線圈114、118在芯內部並且與芯104外部的端子1、2、3、4分隔開。

參照圖1，屏蔽夾108包括頂部或覆蓋部分124、側壁部分128、腿部或指部132 和指部端部部分136。頂部或覆蓋部分124被構造成覆蓋芯138的頂部，如圖2中所示。

屏蔽夾的指部132被構造成(例如，成形、確定大小、彼此分隔開等)使得指部132可沿著芯104的壁140並且在壁140上面滑動，以沿著芯104的底部148將指部端部部分136嚙合在凹口或開口144內。在示例性實施方式中，指部132被構造成使得隨著指部端部部分136在芯的壁140上面滑動以嚙合開口144，指部132可向外彎曲。指部132可具有足夠的彈力或彈性，使得當指部端部部分136與凹口144對準時指部132向內移動或彎曲並且以足夠返回到它們原始位置的回覆力回應，從而將指部端部部分136牢固地定位在凹口144中。在一些示例性實施方式中，指部端部部分136與凹口144的彈性嚙合可使指部132彎曲、偏轉和/或變形，使得夾持力總體施加在指部132和芯104之間。這個夾持力可有助於將屏蔽夾108穩固地壓住芯104。

在這個示例實施方式中，屏蔽夾108隻在屏蔽夾108的相反兩側包括兩個指部132。替代實施方式可包括以不同方式構造的屏蔽夾108(例如，不止兩個指部132、不同地成形或非矩形的指部端部部分136等)和/或芯104的多個壁140中的一個或更多個壁可包括其它形狀的用於嚙合屏蔽夾的指部132的開口(諸如，非矩形形狀的開口、橢圓形的開口、狹槽、通孔等)。在一些實施方式中，芯的壁中的開口可以是變化的幾何形狀的閉合通孔結構，與形狀上符合通孔的幾何截面的指部端部部分嚙合，從而提供指部端部部分與壁通孔的鎖定嚙合。

在各種實施方式中，端部部分136可包括具有大體彎曲、彎折、U形或L形的橫斷面的向內延伸件。在一些實施方式中，指部132可向著彼此向內偏置，以在芯104的壁140上形成指部132的柔性拉伸夾具。雖然圖示實施方式示出具有彎曲的L形橫斷面的端部部分136，但其它截面形狀(例如，U形、V形等)也是可能的，取決於例如將使用組件100的特定應用。

第一電感器112和第二電感器116、端子1、2、3和4和屏蔽夾108可由大範圍的材料製成。在示例性實施方式中，端子1、2、3和4和屏蔽夾108可由適於焊接到印刷電路板的導電跡線焊盤的材料製成。用於屏蔽夾108和端子1、2、3和4的示例性材料包括冷軋鋼、鎳-銀合金、碳鋼、不鏽鋼、鍍錫冷軋板、鍍錫銅合金、黃銅、銅、鋁、銅鈹合金、磷青銅、鋼、其組合、其它合適的導電材料等。

在各種示例性實施方式中，屏蔽夾108可以一體或單片地形成為單個組件。例如， 通過在用於屏蔽夾108的一塊或一堆材料中壓印出平坦剖面圖案，可形成屏蔽夾108。屏蔽夾108的壓印剖面包括封蓋或覆蓋部分124、側壁部分128、指部132和端部部分136。在該塊材料中壓印出屏蔽夾108的平坦圖案剖面之後，接著可將側壁部分128、指部132和端部部分136相對於封蓋或覆蓋部分124大體相對垂直地摺疊或彎曲。即使在這個示例中可一體地形成屏蔽夾108，但這不是所有實施方式需要的。例如，替代的構造(例如，形狀、大小等)、材料和製造方法可用於製成屏蔽夾108。

第一電感器112和第二電感器116的特定構造可根據期望最終用途或將使用雙電感器組件100的應用而變化。例如，特定材料、大小(例如，線圈的直徑、總長度、厚度等)、線圈匝數或繞組數量、第一電感器和第二電感器相對於彼此和/或相對於屏蔽夾的取向、和/或端子相對於彼此的大小等可根據特定實施方式而變化。

圖6和圖7示出具有比端子1和3大的端子2和4的雙電感器組件200的示例性實施方式。雙電感器組件200還包括芯204、屏蔽夾208、第一電感器212和第二電感器216。芯204、屏蔽夾208、第一電感器212和第二電感器216可與雙電感器組件100的芯104、屏蔽夾108、第一電感器112和第二電感器116類似或相同。

圖8和圖9示出具有大約相同大小的端子1、2、3和4的雙電感器組件300的示例性實施方式。雙電感器組件300還包括芯304、屏蔽夾308、第一電感器312和第二電感器316。芯304、屏蔽夾308、第一電感器312和第二電感器316可與雙電感器組件100的芯104、屏蔽夾108、第一電感器112和第二電感器116類似或相同。在這個示例性實施方式中，電感器線圈314、318具有比圖5中示出的電感器線圈114、118更多的線圈匝或繞組。

在示例性實施方式中，電感器的取向也可有所不同。參見(例如)圖5中示出的電感器112、116的取向與圖7中示出的電感器212、216和圖9中示出的電感器312、316的取向的比較。

在示例性實施方式中，雙電感器組件的芯包括與環氧樹脂(例如，環氧樹脂6003、環氧樹脂300A等)混合的羰基鐵粉(例如，具有28磁導率的SQ-I羰基鐵粉、具有63磁導率的SP-R羰基鐵粉等)。例如，雙電感器組件100的芯104可包括與4.5重量％的環氧樹脂6003或環氧樹脂300A混合的95.5重量％的具有28磁導率的SQ-I羰基鐵粉。或者，例如，雙電感器組件100的芯104可包括與4.5重量％的環氧樹脂6003或環氧樹脂300A混合的95.5重量％的具有63磁導率的SP-R羰基鐵粉。在替代實施 方式中，雙電感器組件的芯可包括與環氧樹脂(例如，環氧樹脂6003、環氧樹脂300A等)混合的鎳鋅(NiZn)粉末。例如，雙電感器組件的一個這種替代實施方式包括含有與4.5重量％的環氧樹脂6003或環氧樹脂300A混合的95.5重量％的鎳鋅粉末的芯。僅僅以舉例的方式，芯104可具有大約1毫米(mm)的長度、大約10mm的寬度和大約10mm的厚度或高度。以上闡述的具體尺寸和具體材料只是示例，因為其它實施方式可按不同方式(例如，較大、較小、由不同材料製成和/或不同重量百分比等)構造。

僅僅以舉例的方式，下面是對根據示例性實施方式的可用於製成雙電感器組件(例如，100(圖5)、200(圖6)、300(圖8)等)的示例性過程的描述。羰基鐵粉130(圖5)與環氧樹脂混合。電感器線圈114、118(例如，通過引線框架構建等)放置在模製機器的模腔中。將混合後的羰基鐵粉和環氧樹脂添加到模腔中，使得電感器線圈114、118總體被封裝和/或設置在混合的羰基鐵粉和環氧樹脂中。藉助模製工具按壓混合後的羰基鐵粉和環氧樹脂，並且進行加熱(例如，在烤爐中烤等)，從而提供可被添加屏蔽夾108的成品部件。

提供示例實施方式，使得本公開將是透徹的，並且將把範圍充分傳達給本領域的技術人員。闡述眾多具體細節(諸如，具體組件、裝置和方法的示例)以提供對本公開的實施方式的透徹理解。本領域的技術人員應該清楚，不需要採用具體細節，示例實施方式可按許多不同形式實施，並且沒有實施方式應當被理解為限制本公開的範圍。在一些示例實施方式中，沒有詳細描述熟知的工藝、熟知的器件結構和熟知的技術。另外，提供可用本公開的一個或更多個示例性實施方式實現的優點和改進只是出於例證的目的，並不限制本公開的範圍，因為本文中公開的示例性實施方式可提供以上提到優點中的全部或沒有提供以上提到的優點且仍然落入本公開的範圍內。

本文中公開的具體尺寸、具體材料和/或具體形狀本質是示例，並沒有限制本公開的範圍。本文中公開的給定參數的特定值和特定值範圍沒有排除可用於本文中公開的一個或更多個示例中的其它值和值範圍。此外，設想到，本文中所述的具體參數的任何兩個特定值可限定可適於給定參數的值範圍的端點(即，給定參數的第一值和第二值的公開可被解釋為公開了第一值和第二值之間的任何值也可被用於給定參數)。例如，如果在本文中例示參數X具有值A並且還例示參數X具有值Z，則設想到，參數X可具有從大約A至大約Z的值的範圍。類似地，設想到，參數的值的兩個或 更多個範圍的公開(無論這些範圍嵌套、重疊或不同)包括可使用公開範圍的端點要求保護的值的範圍的所有可能組合。例如，如果本文中例示參數X具有範圍在1-10或2-9或3-8內的值，則還設想到，參數X可具有包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10和3-9的其它範圍的值。

本文中使用的術語只是出於描述特定示例實施方式的目的，而不旨在成為限制。如本文中使用的，單數形式「一」、「一個」和「這個」可旨在也包括複數形式，除非上下文另外清楚指示。術語「包括」、「包含」和「具有」是包括性的，因此指明存在所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組。本文中描述的方法步驟、過程和操作將不被理解為一定需要其按討論或例證的特定次序執行，除非明確識別為執行的次序。還要理解，可採用另外或替代的步驟。

當元件或層被稱為「在」另一個元件或層「上」，「嚙合到」、「連接到」或「結合到」另一個元件或層時，它可直接在另一個元件或層上，嚙合、連接或結合到另一個元件或層，或者可存在中間元件或層。相比之下，當元件被稱為「直接在」另一個元件或層「上」，「直接嚙合到」、「直接連接到」或「直接結合到」另一個元件或層時，可不存在中間元件或層。用於描述這些元件之間關係的其它詞語應該以類似形式進行解釋(例如，「在…之間」與「直接在…之間」、「與…相鄰」與「直接與…相鄰」等)。如本文中使用的，術語「和/或」包括一個或更多個相關所列項的任何和全部組合。

術語「大約」當應用於值時指示計算或測量允許值略有一定的不精確(一定地接近精確的值；大致或合理地接近該值；幾乎)。如果出於某個原因，因「大約」造成的不精確沒有另外在本領域中理解為其具有這個普通的含義，則本文中使用的「大約」指示可源自測量或使用這些參數的普通方法的至少變形形式。例如，術語「大體」、「大約」和「大致」可在本文中用於表示在製造公差內。或者，例如，本文中使用的術語「大約」當修飾本發明的成分或反應物的量或被採用時是指例如當在真實世界中製成濃縮物或溶液時使用的典型測量和操縱過程而出現的數值量的變化，該變化可能由於這些過程中的疏忽錯誤、由於製成組分或執行方法所採用的成分的製造、源或純度的差異等等。術語「大約」還涵蓋由於因特定初始混合物造成的組分的不同均衡條件而不同的量。無論是否由術語「大約」修飾，權利要求書都包括數量的等同物。

儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等可在本文中用於描述各種元件、組件、區 域、層和/或部分，但這些元件、組件、區域、層和/或部分不應該受這些術語限制。這些術語可只用於將一個元件、組件、區域、層或部分與另一個區域、層或部分區分開。諸如「第一」、「第二」和其它數值術語的術語當在本文中使用時不暗示順序或次序，除非上下文清楚指明。因此，在不脫離示例實施方式的教導的情況下，以下討論的第一元件、組件、區域、層或部分可被稱為第二元件、組件、區域、層或部分。

為了便於描述，諸如「內」、「外」、「下面」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」等空間相對術語可在本文中用於方便描述如圖中所示的一個元件或特徵與其它元件或特徵的關係。除了附圖中描繪的方位之外，空間相對術語可旨在還涵蓋裝置在使用或操作時的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉，則被描述為在其它元件或特徵「下部」或「下面」的元件隨後將被定向為在其它元件或特徵「上方」。因此，示例術語「下部」可涵蓋上方和下方這兩個方位。裝置可被另外定位(旋轉90度或按其它方位)並且相應解釋本文中使用的空間相對描述符。

提供以上對實施方式的描述是出於例證和描述的目的。這不旨在是排他性的或者限制本公開。個體元件、預期或所述使用、特定實施方式的特徵總體上不限於該特定實施方式，而是，在可應用的情況下是可互換的並且可用於所選擇的實施方式，即使沒有具體示出或描述。這還可按許多方式來變化。這些變化將不被視為脫離本公開，所有這些修改形式旨在被包括在本公開的範圍內。