一种磁性元件和制造方法，及应用其的电源电路与流程

本发明涉及电感器，具体地，涉及磁性元件结构和制造方法，及应用其的电源电路。

背景技术：

1、耦合电感越来越多的运用于vrm(voltage regulator module，电压调节模组)电路，由于在交错操作(interleave operation)情况下，负耦合特性可以减小纹波，提高电感的动态特性。由于直流磁通抵消，还能相应的减少磁性元件的尺寸。

2、目前，双路耦合电感结构主要如图1所示，包括铁氧体201和铁氧体202，铁氧体22的上表面和侧表面有凹槽，用于绕组10的安装，通过调节三个气隙101，102和103的大小来调节电感的耦合程度，其中，该双路耦合电感的铁氧体的饱和磁通密度比较低，功率密度较低；且三个气隙的大小难以控制，不利于量产和自动化生产。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种磁性元件结构，从而提高磁性元件结构的功率密度，提升磁性元件结构的性能。

2、根据本发明的一方面，提供一种磁性元件结构，所述磁性元件包括至少一组内芯，每组内芯包括依次堆叠的下磁芯盖板，第一绕组，中间磁芯盖板，第二绕组和上磁芯盖板，其中，所述第一绕组和所述第二绕组分别嵌入与之相邻的至少一个磁芯盖板中，所述上磁芯盖板、所述中间磁芯盖板和所述下磁芯盖板的材质包括金属磁粉芯。

3、优选地，所述磁性元件还包括包封所有所述内芯的包封层，其中，所述包封层的表面包括多个开口，所述开口用于裸露各个所述第一绕组和各个所述第二绕组的首尾端子。

4、优选地，所述磁性元件还包括多个焊盘，多个所述焊盘分别位于所述开口处，并分别与各个所述第一绕组和所述第二绕组的首尾端子电连接。

5、优选地，所述包封层为树脂材料。

6、优选地，所述第一绕组和所述第二绕组分别位于第一绕组基板和第二绕组基板中，所述第一绕组基板和所述第二绕组基板分别嵌入与之相邻的其中一个磁芯盖板中。

7、优选地，被所述第一绕组基板或所述第二绕组基板嵌入的磁芯盖板为e型盖板，其中，所述e型盖板包括磁芯中柱，所述e型盖板的剖面呈现字母e型，所述e型盖板的其中一个侧面包括两个开口，所述两个开口用于裸露绕组的首尾两个端子。

8、优选地，所述第一绕组基板和所述第二绕组基板为平面基板，所述平面基板包括位于所述平面基板中间的一开孔及位于所述平面基板内部或所述平面基板表面的绕组走线，所述绕组走线环绕所述开孔。

9、优选地，所述上磁芯盖板和所述下磁芯盖板中的其中一个为平板型盖板，另一个为e型盖板，所述中间磁芯盖板为e型盖板。

10、优选地，所述上磁芯盖板和所述下磁芯盖板为e型盖板，所述中间磁芯盖板为平板型盖板。

11、优选地，所述中间磁芯盖板包括两个磁芯盖板：第一磁芯盖板和第二磁芯盖板；其中，所述第一绕组基板位于所述下磁芯盖板和所述第一磁芯盖板之间，所述第二绕组基板位于所述第二磁芯盖板和所述上磁芯盖板之间。

12、优选地，所述下磁芯盖板和所述第一磁芯盖板中的其中一个为平板型盖板，另一个为e型盖板；所述上磁芯盖板和所述第二磁芯盖板中的其中一个为平板型盖板，另一个为e型盖板；所述e型盖板包括磁芯中柱，所述e型盖板的剖面呈现字母e型。

13、优选地，所述e型盖板的所述磁芯中柱穿过所述第一绕组基板或所述第二绕组基板所在平面基板的所述开孔。

14、优选地，所述第一绕组和所述第二绕组为金属绕线线圈。

15、优选地，与所述第一绕组和所述第二绕组相邻的其中一个磁芯盖板包括磁芯中柱，所述第一绕组和所述第二绕组的绕线线圈均围绕所述磁芯中柱。

16、优选地，与所述第一绕组或所述第二绕组相邻的其中一个磁芯盖板上设置有用于引出所述第一绕组或所述第二绕组的首尾两个端子的开口。

17、优选地，所述中间磁芯盖板包括两个磁芯盖板：第一磁芯盖板和第二磁芯盖板；其中，所述第一绕组位于所述下磁芯盖板和所述第一磁芯盖板之间，所述第二绕组位于所述第二磁芯盖板和所述上磁芯盖板之间。

18、优选地，当所述磁性元件包括多组内芯时，各个内芯并列排放，其中，各个内芯的所述下磁芯盖板为一体成型的一个结构件，各个内芯的所述中间磁芯盖板为一体成型为第二个结构件，各个内芯的所述下磁芯盖板为一体成型的第三个结构件。

19、优选地，所述磁性元件为耦合电感或变压器。

20、根据本发明的另一方面，提供一种磁性元件的制造方法，包括以下步骤：分别制备上磁芯盖板，中间磁芯盖板及下磁芯盖板所在的结构件，并准备好第一绕组和第二绕组；按照下磁芯盖板，第一绕组，中间磁芯盖板，第二绕组，上磁芯盖板的顺序进行堆叠；将堆叠后的器件进行整体压制；将压制后的器件进行整体包封。

21、优选地，所述制造方法还包括：将所述第一绕组和所述第二绕组的绕组走线设置于第一绕组基板和第二绕组基板的内部或表面，并在所述第一绕组基板和第二绕组基板的中间均设置一开孔。

22、优选地，所述制造方法还包括：使用金属线圈进行绕制以形成所述第一绕组和所述第二绕组。

23、优选地，通过热压的方式对叠层后的器件进行整体压制。

24、优选地，将堆叠后的器件进行整体压制后，对所述第一绕组基板和所述第二绕组基板的端部进行研磨，使所述第一绕组基板和所述第二绕组基板中的第一绕组和所述第二绕组的首尾端子露出。

25、优选地，将堆叠后的器件进行整体压制时，将所述第一绕组和所述第二绕组的首尾端子通过与之相邻的其中一个磁芯盖板上的开口引出到所述器件的外部。

26、优选地，将压制后的器件用树脂材料进行整体包封，以形成包封层。

27、优选地，将压制后的器件进行整体包封后，将所述第一绕组和所述第二绕组的首尾端子对应部位的树脂去掉，并引出分别与各个所述第一绕组和各个所述第二绕组首尾端子进行电连接的多个焊盘。

28、优选地，采用激光脱皮技术所述第一绕组和所述第二绕组的首尾端子对应部位的树脂去掉。

29、优选地，采用电镀的方式引出所述焊盘。

30、优选地，通过调节所述上磁芯盖板、所述中间磁芯盖板或所述下磁芯盖板的材料，来调节所述第一绕组和所述第二绕组之间的耦合系数。

31、根据本发明的另一方面，提供一种电源电路，包括多路并联连接的功率级电路，各路所述功率级电路中的磁性元件被配置为上述的磁性元件。

32、优选地，各路所述功率级电路中的电感被配置为上述的磁性元件。

33、优选地，位于同一组内芯的两个电感错相180°。

34、优选地，所述功率级电路为升压型电路或降压型电路。

35、优选地，各路所述功率级电路中的变压器被配置为上述的磁性元件

36、本发明中绕组的形状可以自由设计，绕组基板的工艺可以使绕组更薄，有助于使电感的高度更薄，且磁芯盖板可以采用磁粉芯材质，其饱和磁通密度高，有助于实现电感更小的体积；该磁性元件的生产组装工艺比较简单，适合批量自动化生产；另一方面，该磁性元件的封装焊盘的存在，使得该磁性元件可以适用于贴片等更便捷的自动化批量组装工艺。