专利名称：包含具有一电感元件的电路布置的设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种其包括有一电路布置与至少一个电感元件的设备。诸如线圈这样的电感元件可有多种形状和形式，例如提供在线圈架上的线圈。本发明尤其是涉及电源设备的领域，所述电源设备经常利用其对制造成本具有显著影响的电感元件。
发明内容
本发明的目的就是提供了这样一种具有一电路布置的设备，该电路布置具有尽可能是节约生产的一个或多个电感元件。
该目的是通过其具有下述电感功能的电传导板而实现的，所述电感功能与形成于板上的缝隙结构相对应。
例如，可使用诸如由金属片所制成的板这样的廉价电传导板。通过简单冲压(stamping)操作可产生缝隙结构，以便可通过单板元件而生产出一个或多个电感元件。然而，缝隙结构例如也可以是通过碾压(milling)、通过激光处理、或者还可以通过蚀刻而形成的。此外，根据本发明，电感元件使用单板还可使设备具有扁平且紧凑的(模块化)结构。此外，与使用独立线圈来制成线圈架这样一种情况相比，这种板易于操纵并且外部接点的数目降低了。然而，该板也可独立地固定在该设备的其他部分上，例如固定在壳体壁上。使用这种板，可形成其严格满足与容许误差有关的要求，也就是说，尤其是多个相等的电感。此外，这种板还可执行冷却功能。通过适当地选择绕组之间的距离可很容易的感应借助于缝隙结构所形成的绕组之间的磁耦合。
尤其是提供了一个或多个螺旋形缝隙形状的缝隙结构。由此可形成其与缝隙数目相对应的多个线圈绕阻。为了使线圈接触，提议提供其各个触点位于其中央区域的螺旋形缝隙。另外，提供了其与螺旋形缝隙相邻的一个或多个触点。此后通过电传导板来使位于螺旋形缝隙外部的触点短路；此后对多个外部触点的选择可在多个触点当中进行电流分配，以便降低损耗并且可避免各个触点超负荷。还可使触点作为位于中央区域的触点与缝隙外缘之间的另一分接点。还可使用根据本发明的电传导板以仅借助于位于缝隙中央区域的触点即可形成电感。在本发明的一个实施例中，将电传导板设置在印刷电路板上并且与印刷电路板上的电路电连接。为了避免印制电路与电传导板之间的任何不希望的短路，在根据本发明的设备的一个实施例中，在印刷电路板与电传导板之间提供了一绝缘层。在本发明的另一实施例中，在电传导板的至少一侧提供了磁性材料层，特别是铁氧体材料；这可使传导板所提供的电感元件的电感增加了，同时仍可保持紧凑结构。磁性材料层可用于对缝隙的整个结构以及可能的缝隙的多个相应结构进行感应。从制造的观点来看使用一层或多层磁性材料是有吸引力的并且还是节俭的。
根据本发明的设备的优选应用是其用在电源设备(转换器)中。本发明可有利的用于特别是多相DC/DC转换器这样的情况，所述多相DC/DC转换器包括多个电路分支，此后其具有缝隙结构的电传导板每次呈现出至少一个电感，一个电感、多个电感、或者所有电感。
参考附图，下面将对本发明的实施例详细描述。其中图1给出了根据本发明的一个设备；图2给出了根据本发明的具有缝隙结构的板；图3给出了根据本发明的设备的电源电路，图4给出了根据本发明的其具有磁性材料层的一设备；图5给出了用于图4所示设备的其具有缝隙结构的板的结构；图6给出了根据本发明的设备的另一实施例，以及图7和8给出了根据本发明的其具有缝隙结构的板的另一方案。
具体实施例方式
图1所示的设备10具有一电路布置，该电路布置包括设置于印刷电路板(PCB)11上的一电路以及单独焊接于其上并且位于印刷电路板11上表面的其他元件12。在印刷电路板11的下侧设置有电传导板13以及位于电传导板13与印刷电路板11之间的绝缘层14，在该实施例中所述绝缘层14承载电路布置的其他独立元件16。该实施例的电传导板13被构造成其具有缝隙结构的一金属板，这将在下文进行详细的描述。
在这种情况下，板13是由一铜板组成的，但是例如也可将其加工成多层印刷电路板中的一电传导层或任意衬底上的一电传导层。
图1中所仅示出的一个连接片15用来建立板13与印刷电路板11的电路之间的电连接。将该实施例中的连接片15构造为板13的弯曲部分，所述弯曲部分穿过绝缘层14和印刷电路板11上的图案，且所述连接片15焊接到位于印刷电路板上侧的印刷电路板11的电路上(也可焊接在印刷电路板(未显示)下侧)上)。这种情况下的板13也用作这样的冷却元件，该冷却元件用于将设备10的电子元件所产生的损耗热发散到外部环境中。
图2给出了板13的平面图。其具有这样的缝隙结构，该缝隙结构具有其定义了类似于螺旋形绕阻或轨道(tracks)的三个螺旋形缝隙20a、20b和20c，所述螺旋形绕阻或轨道具有相同绕阻方向并且提供了感应效应以作为线圈绕阻，其还可形成不同的绕阻方向；其仅包含单个螺旋形缝隙的应用也是可行的。在螺旋形缝隙20a、20b和20c的中央区域提供了各个触点21a、21b和21c。此外，在缝隙20a、20b和20c之外(上面)提供了触点22，将该触点22排列成一排且被板13所短路。通过触点21a、21b和21c以及触点22之一，板13通过图1中的连接片15而与印刷电路板11上的电路布置电连接。在这种情况下板13执行三个线圈的功能。由每个缝隙20a、20b和20c所形成的子结构与各个线圈相对应；这意味着可以获得触点21a与触点22之间的其与缝隙20a相对应的电感；这同样分别适用于其他两个触点21b和21c以及其他缝隙20b和20c。通过内部触点21a、21b、以及21c而流入板13的电流在螺旋形路径上流动，并且由此产生从各个内部触点向外到达所使用的触点22的电感效应。
图3给出了其是通过图1所示的设备以及图2所示的板所实现的一电路布置的优选实施例。图3给出了一多相DC/DC转换器30；这意味着图1的设备10构成了其具有这种转换器电路的电源设备。转换器30的输入端接收输入DC电压Vi，该电压是由转换器30而降低为输出DC电压Vo。转换器30以多相方式来对输入电压Vi进行处理，也就是说，n个DC降压转换器P1、P2...Pn并行的对输入电压Vi进行处理，其中n＝3，所述DC降压转换器的输出与一输出电容Co并连并且因此与转换器30的输出并连，并且其开关晶体管以相移方式而进行操作。DC降压转换器通常包括各个控制晶体管(晶体管T1c...Tnc)、一开关整流器(switched rectifier)(晶体管T1...Tn)、以及一个电感(L1...Ln)，所述电感由传统转换器中的线圈提供的。在根据本发明所提出的实施例中，通过其具有图2所示缝隙结构的板13可形成三个电感L1、L2和L3，所述螺旋形缝隙20a形成了电感L1、缝隙20b形成了电感L2、并且缝隙20c形成了电感L3。此后触点21a与晶体管T1c和T1相连，触点21b与晶体管T2c和T2相连，同时触点21c与晶体管T3c和T3相连。利用触点22之一来建立与输出电容Co的连接并且由此与转换器输出端的连接。
图3中所示的多相转换器特别适用于其被称为VRM(电压调节器模块)的电源设备，并且可使高时钟频率的个人计算机进行快速处理；除了具有紧凑的结构以外，其尤其可使负载快速变化。借助于图3所示的其具有缝隙结构的板可形成所需的相对较小的电感L1...Ln，并且通过配合板13的厚度可调节高DC的载流容量。
图4和5给出了设备10的一个方案10′。代替如图1和2所示的在绝缘层14的下侧直接设置其具有缝隙结构的板13，现在将其具有下述缝隙结构的板13′设置在两个磁性材料层40和41之间(可以以一定距离或者通过板13′和磁性材料层之间的绝缘层隔开以便降低(邻近)损耗)，所述缝隙结构是由如图2所示的三个螺旋形缝隙20a′、20b′和20c′组成的，所述这三个层位于绝缘层14的下侧。最好是使铁氧体作为磁性材料以使借助于板13′所产生的电感增加。磁性材料层也可用于进行电磁屏蔽并且可减少对外界环境的辐射干扰。为了对缝隙20a′、20b′和20c′所产生的电感封闭磁路，板13′具有其经此磁性材料片的图案50至56，以便在磁性材料层40与41之间传导磁通量且使相关磁路闭合。图案50、51、以及52均位于相应的缝隙20a′、20b′和20c′的中央区域。两个另外图案53和54分别位于缝隙20a′与20b′之间以及缝隙20b′与20c′之间。图案55与位于缝隙20a′另一侧上的图案53相对。图案56与位于缝隙20c′另一侧上的图案54相对。在这种情况下铁氧体层40和41以及板13′还用作冷却元件，以便将损耗热从装置10′的电子元件中发散到外界环境。
与相关应用一致，可以按照下述方式来对图4中的实施例进行修改，该方式即就是仅采用一个磁性材料层。类似地，由磁性材料所贯穿的印刷电路板13′上的图案50到56也是可选择的，并且不是所有可能的应用均所需的。
图6给出了另一实施例。设备60包括一印刷电路板61，具有位于上侧和下侧的电路元件；举例来说，示出了元件62位于下侧并且元件63位于上侧，的元件63(尤其是在图3所示的开关转换器中所使用的开关晶体管)产生相当大的损耗热以至于通过其本身将热散耗到环境大气中而冷却是不足够的，因此需要附加的冷却。其是由下述一个或多个适当的热传导材料层所组成的冷却装置64提供了这种附加的冷却，所述热传导材料层在这种情况下以预粘合的方式而粘合到印刷电路板61上。参考标记65表示所采用的预粘合层。参考标记66表示粘合剂，该粘合剂充满了冷却装置64与其具有预粘合层65和元件63的印刷电路板61之间的间隙。图6所示实施例中的冷却装置64是由两个铁氧体层67和68组成的，在其之间设置有一个适当的具有缝隙结构的电传导板69，所述电传导板69具有电感功能且与图5中的板13′一样来构造。
在图6(未示出)实施例的另一个方案中，不仅将其具有所要冷却元件的印刷电路板布置设置在冷却装置64的下侧，而且还将其设置成与冷却装置64的一侧(上侧)相对。
在根据本发明的电传导板70的另一个方案中，所述电传导板70如图7所示并且其尤其是被构造成一个金属板，存在两个其构成了两个相应螺旋形线圈绕阻的螺旋形缝隙71和72，所述螺旋形线圈绕阻在这种情况下具有相同绕阻方向，但是也可具有相反绕阻方向。由缝隙71所形成的线圈绕阻在其中央区域具有触点73并且在中央区域与缝隙71的外缘之间的部位具有另一触点74，所述另一触点是为附加抽头所提供的。由缝隙72所形成的线圈绕阻在其中央区域具有触点75并且在中央区域与缝隙72的外缘之间的部位具有另一触点76；这个触点也是为附加抽头所提供的。与先前实施例一样，提供了这样的另一触点77，该触点与由缝隙71和72所形成的线圈绕阻相邻接。通过更多的其用于抽头的触点可创建实现电感的进一步可能性。
图8给出了根据本发明的电传导板80的另一个方案，该电传导板80包括两个螺旋形缝隙81和82以形成这样的线圈绕阻，该线圈绕组在这种情况下具有相反的绕阻方向，但是也可具有相同的绕阻方向。仅在缝隙81和82的两个中央区域提供了触点，也就是说，缝隙81包括一个中央触点83，缝隙82包括一个中央触点84。触点数目因此减到最小。
权利要求
1.一种包括有一电路布置和其具有电感功能的一电传导板的设备，其中电感功能与形成于板上的缝隙结构相对应。
2.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于所述缝隙结构是由一个或多个螺旋形缝隙形成的。
3.一种如权利要求2所述的设备，其特征在于所述螺旋形缝隙在其中央区域具有一个相应的触点，和/或将至少一个其他触点设置为与螺旋形缝隙相邻和/或位于螺旋形缝隙的中央区域与外周之间。
4.一种如权利要求3所述的设备，其特征在于提供一个印刷电路板，该印刷电路板承载所述电路布置并且通过触点而与电传导板电耦合。
5.一种如权利要求4所述的设备，其特征在于所述印刷电路板承载所述电传导板。
6.一种如权利要求1到5中任一个所述的设备，其特征在于所述电传导板具有多个线圈的功能，所述线圈的数目与螺旋形缝隙的数目相对应。
7.一种如权利要求1到6中任一个所述的设备，其特征在于将电传导板加工成金属板。
8.一种如权利要求7所述的设备，其特征在于在所述印刷电路板与电传导板之间提供绝缘层。
9.一种如权利要求1到8中任一个所述的设备，其特征在于在所述电传导板的至少一侧提供磁性材料层，尤其是铁氧体材料层。
10.一种如权利要求9所述的设备，其特征在于提供了这样一种布置，该布置包括两个磁性材料层，在该磁性材料层之间设置有电传导板，在该布置的一外侧提供有其与电传导板电耦合的印刷电路板。
11.一种如权利要求4到10中任一个所述的设备，其特征在于提供了这样的一冷却层，该冷却层是由其尤其是金属这样的适当热传导层组成的，并且将所要冷却的设备元件设置在冷却层与印刷电路板之间。
12.一种如权利要求4到10中任一个所述的设备，其特征在于所述电传导板或磁性材料层用于冷却。
13.一种电源设备，该电源设备包括如权利要求1到12中任一个所述的设备。
14.一种如权利要求13所述的电源设备，其特征在于所述电传导板用于形成多相转换器的电感。
15.一种具有电感功能的电传导板，所述电感功能与形成于板上的缝隙结构相对应。
16.一种如权利要求15所述的电传导板，其特征在于螺旋形缝隙形成了所述缝隙结构。
全文摘要
本发明涉及一种其包含一电路布置和至少一个电感元件的装置。为了形成这样一种具有一电路布置的设备，该电路布置具有尽可能是节约生产的一个或多个电感元件，提出了使用起具有电感功能的电传导板(13)，所述电感功能与形成于该板上的缝隙结构(20a、20b、20c)相对应。
文档编号H01F27/22GK1672225SQ03817868
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月16日 优先权日2002年7月26日
发明者T·G·托勒, T·迪鲍姆, R·埃尔菲里希 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司