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      一種薄膜電感、電源轉(zhuǎn)換電路和芯片的制作方法

      文檔序號(hào):11232826閱讀:564來(lái)源:國(guó)知局
      一種薄膜電感、電源轉(zhuǎn)換電路和芯片的制造方法與工藝

      本申請(qǐng)涉及電路領(lǐng)域,并且更具體地,涉及一種薄膜電感、電源轉(zhuǎn)換電路和芯片。



      背景技術(shù):

      現(xiàn)有技術(shù)中,薄膜電感的薄膜磁芯是有多層磁性薄膜層層嵌套而成的。在該多層磁性薄膜中,通常,內(nèi)層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該內(nèi)層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度要比外層磁性薄膜達(dá)到該外層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度更快一些。在內(nèi)層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該內(nèi)層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的情況下,該內(nèi)層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率將接近于零,從而使得該薄膜電感的電感量急劇下降。在該薄膜電感位于電源轉(zhuǎn)換電路中時(shí),該電源轉(zhuǎn)換電路中的電流將會(huì)激增,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀負(fù)載。

      因此,如何降低上述薄膜電感中內(nèi)層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度易飽和的可能性,已成為亟需解決的問(wèn)題。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N薄膜磁芯、薄膜電感和電源轉(zhuǎn)換電路,能夠有效地降低內(nèi)層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度容易飽和的可能性。

      第一方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N薄膜電感,所述薄膜電感包括薄膜磁芯和至少一個(gè)導(dǎo)電體,所述薄膜磁芯呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu),所述薄膜磁芯包括多層磁性薄膜,每層磁性薄膜均呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu),所述多層磁性薄膜層層嵌套,每相鄰兩層磁性薄膜之間間隔有絕緣層,所述至少一個(gè)導(dǎo)電體位于所述多層磁性薄膜中最內(nèi)層薄膜磁性的內(nèi)腔中;

      每相鄰兩層磁性薄膜包括內(nèi)層磁性薄膜和外層磁性薄膜,所述內(nèi)層磁性薄膜嵌套在所述外層磁性薄膜內(nèi),所述內(nèi)層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小于或等于所述外層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率,

      所述多層磁性薄膜至少包括相鄰的第一磁性薄膜和第二磁性薄膜,所述第一磁性薄膜嵌套在所述第二磁性薄膜內(nèi),且所述第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小于所述第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率,且所述第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率和所述第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于第一閾值,其中,在所述第二磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到所述第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的情況下,所述第一磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于所述第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

      因此,在本申請(qǐng)?zhí)峁┑谋∧る姼兄?,雖然第一磁性薄膜被嵌套在第二磁性薄膜的內(nèi)部,但是通過(guò)限定第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小于第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率,以及限定第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率和第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于50,使得在第二磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí),第一磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。也即,在本申請(qǐng)?zhí)峁┑谋∧る姼兄?,由于位于?nèi)層的第一磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度要比位于外層的第二磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度更晚一些。由于在設(shè)置該第二磁性薄膜時(shí),會(huì)考慮到避免該第二磁性薄膜達(dá)到磁飽和的問(wèn)題。因此,在第一磁性薄膜不會(huì)先于第二磁性薄膜達(dá)到磁飽和的情況下,能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中由于第一磁性薄膜易于達(dá)到磁飽和而導(dǎo)致的薄膜電感的電感量急劇下降的問(wèn)題。

      結(jié)合第一方面,在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,每相鄰兩層磁性薄膜中,所述內(nèi)層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率和所述外層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值均大于或等于所述第一閾值,其中,在所述外層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到所述外層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的情況下,所述內(nèi)層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于所述內(nèi)層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

      通過(guò)限定位于薄膜電感內(nèi)的每相鄰兩層磁性薄膜之間的關(guān)系均滿(mǎn)足第一磁性薄膜和第二磁性薄膜之間的關(guān)系,使得該薄膜電感中除了最外層磁性薄膜之外的每一層磁性薄膜均不會(huì)領(lǐng)先于該最外層磁性薄膜達(dá)到磁飽和,從而避免了由于位于該薄膜電感內(nèi)層的磁性薄膜易于達(dá)到磁飽和而導(dǎo)致該薄膜電感的電感量急劇下降的問(wèn)題。

      結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述第一閾值的取值為50。

      結(jié)合第一方面、第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在所述第一磁性薄膜所采用的材料和所述第二磁性薄膜所采用的材料不相同的情況下,所述第一磁性薄膜的厚度值等于所述第二磁性薄膜的厚度值。

      為了實(shí)現(xiàn)第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率比第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小50以上的目的,可以通過(guò)材料的選取直接達(dá)到這個(gè)目的,也可以通過(guò)材料的選取和厚度的設(shè)置共同達(dá)到這個(gè)目的。換句話(huà)說(shuō),在第一磁性薄膜和第二磁性薄膜分別采用不用的材料制成的情況下,該第一磁性薄膜的厚度和該第二磁性薄膜的厚度可以是相同的,也可以是不同的。限定第一磁性薄膜的厚度和該第二磁性薄膜的厚度相同,是為了在工藝上更簡(jiǎn)單。

      結(jié)合第一方面、第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在所述第一磁性薄膜所采用的材料和所述第二磁性薄膜所采用的材料相同的情況下,所述第一磁性薄膜的厚度值大于所述第二磁性薄膜的厚度值,且所述第一磁性薄膜的厚度值與所述第二磁性薄膜的厚度值之間的差值大于或等于0且小于或等于第二閾值,所述第二閾值為所述第二磁性薄膜的厚度值的五倍。

      本實(shí)施例中,在第一磁性薄膜和第二磁性薄膜采用相同的材料制成時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率比第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小50以上的目的。好處在于不必關(guān)注每層磁性薄膜的形狀以及制成方式,僅通過(guò)調(diào)節(jié)厚度就能實(shí)現(xiàn)對(duì)相對(duì)磁導(dǎo)率的改變,從而使工藝實(shí)現(xiàn)上更加簡(jiǎn)單。

      結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,

      所述第一磁性薄膜為ni45fe55,所述第二磁性薄膜為ni80fe20;或,

      所述第一磁性薄膜為cozro,所述第二磁性薄膜為cozrta;或,

      所述第一磁性薄膜為cozro,所述第二磁性薄膜為ni80fe20;或,

      所述第一磁性薄膜為cozrta,所述第二磁性薄膜為ni80fe20。

      結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,

      所述至少一個(gè)導(dǎo)電體中每一導(dǎo)電體的長(zhǎng)度方向與所述最內(nèi)層磁性薄膜的長(zhǎng)度方向相同,所述最內(nèi)層磁性薄膜的長(zhǎng)度方向?yàn)檠厮鲎顑?nèi)層磁性薄膜的一端開(kāi)口延伸到所述最內(nèi)層磁性薄膜的另一端開(kāi)口的方向;所述至少一個(gè)導(dǎo)電體中每一導(dǎo)電體均與所述最內(nèi)層磁性薄膜的內(nèi)壁之間是絕緣的;

      在所述至少一個(gè)導(dǎo)電體為兩個(gè)以上導(dǎo)電體的情況下,所述兩個(gè)以上導(dǎo)電體是相互隔離的。

      結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述薄膜電感的每層磁性薄膜均包括第一部分和第二部分,所述第一部分具有第一端和第二端,所述第一端和第二端分別和所述第二部分的不同區(qū)域相接觸。

      在本實(shí)施例中,第一端和第二端均是直接和第二部分的不同區(qū)域接觸的,也即第一部分和第二部分是物理接觸的,從而使得磁阻較小,帶來(lái)的好處是能夠提升該薄膜電感的電感量。

      結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率的選擇需要考慮所述第二磁性薄膜在第一平面上的周長(zhǎng)和所述第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,其中,第一方向?yàn)閺乃龅诙判员∧さ囊欢碎_(kāi)口延伸至所述第二磁性薄膜的另一端開(kāi)口的方向,所述第一平面是所述第二磁性薄膜在沿垂直于所述第一方向的方向上的截面所在的平面。

      結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率的選擇需要考慮所述第一磁性薄膜在第一平面上的周長(zhǎng)和所述第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,其中,第一方向?yàn)閺乃龅谝淮判员∧さ囊欢碎_(kāi)口延伸至所述第一磁性薄膜的另一端開(kāi)口的方向,所述第一平面是所述第一磁性薄膜在沿垂直于所述第一方向的方向上的截面所在的平面。

      結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,

      所述薄膜磁芯的厚度d1滿(mǎn)足條件:0微米<d1≤50微米。

      結(jié)合第一方面的第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第十一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述多層磁性薄膜中每層磁性薄膜的厚度d2滿(mǎn)足條件:0微米<d2≤10微米。

      結(jié)合第一方面的第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第十一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第十二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,每層絕緣層的厚度d3滿(mǎn)足條件:0微米<d3≤2微米。

      第二方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電源轉(zhuǎn)換電路,包括第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、電容和如第一方面或第一方面任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式所述的薄膜電感;

      所述第一開(kāi)關(guān)管的一端與所述第二開(kāi)關(guān)管的一端相連,

      所述薄膜電感的一端連接在所述第一開(kāi)關(guān)管的一端和所述第二開(kāi)關(guān)管的一端之間,所述薄膜電感的另一端與所述電容的一端相連;所述電容的另一端與所述第二開(kāi)關(guān)管的另一端相連;

      在所述第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通且所述第二開(kāi)關(guān)管關(guān)斷的情況下,流經(jīng)所述薄膜電感的電流變大;

      在所述第一開(kāi)關(guān)管關(guān)斷且所述第二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的情況下,所述電容兩端的電壓反向的加載在所述薄膜電感上,流經(jīng)所述薄膜電感的電流變小。

      在本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娫崔D(zhuǎn)換電路中,由于所采用的薄膜電感的內(nèi)層磁性薄膜先于外層磁性薄膜達(dá)到磁飽和,所以該薄膜電感能夠正常工作。也即,該薄膜電感的電感量不會(huì)驟然下降到接近于零,從而使得采用了該薄膜電感的電源轉(zhuǎn)換電路中的器件不會(huì)由于電流過(guò)大而燒毀。

      第三方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N芯片,包括如第二方面所述的電源轉(zhuǎn)換電路和負(fù)載,所述電源轉(zhuǎn)換電路與所述負(fù)載連接且用于向所述負(fù)載供電。

      在本申請(qǐng)?zhí)峁┑男酒校捎谒捎玫谋∧る姼械膬?nèi)層磁性薄膜先于外層磁性薄膜達(dá)到磁飽和,所以該薄膜電感能夠正常工作。也即,該薄膜電感的電感量不會(huì)驟然下降到接近于零,從而使得采用了該薄膜電感的電源轉(zhuǎn)換電路中的器件不會(huì)由于電流過(guò)大而燒毀。進(jìn)一步地,也提高了該芯片的安全性能。

      附圖說(shuō)明

      圖1a是現(xiàn)有技術(shù)中薄膜電感的截面結(jié)構(gòu)圖;

      圖1b是使用ni80fe20材料的磁包銅薄膜電感的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布圖;

      圖2是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N薄膜電感的截面結(jié)構(gòu)圖;

      圖3是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N薄膜電感的側(cè)視圖;

      圖4是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電源轉(zhuǎn)換電路的示意圖;

      圖5是本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N電源轉(zhuǎn)換電路的示意圖;

      圖6是本申請(qǐng)?zhí)峁┑膽?yīng)用圖4所示電源轉(zhuǎn)換電路的芯片的內(nèi)部電路圖;

      圖7是本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N應(yīng)用圖4所示電源轉(zhuǎn)換電路的電路圖。

      具體實(shí)施方式

      下面將結(jié)合本申請(qǐng)中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚且完整地描述。

      應(yīng)理解,本申請(qǐng)的薄膜電感可以應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換電路中,也可以應(yīng)用于其他的電路中,本申請(qǐng)對(duì)此不作限定。

      首先對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的薄膜電感做簡(jiǎn)單的介紹。參見(jiàn)附圖1a,圖1a為現(xiàn)有技術(shù)中薄膜電感的截面圖。該薄膜電感100包括薄膜磁芯110和導(dǎo)電體120,導(dǎo)電體120位于該薄膜磁芯110的內(nèi)腔。該導(dǎo)電體120通電后,該薄膜磁芯110中每層磁性薄膜產(chǎn)生的磁通路徑為對(duì)應(yīng)的磁性薄膜在如圖1a所示的截面圖中的環(huán)形路徑。為了減少薄膜磁芯110上的渦流損耗,薄膜磁芯110都是由多層磁性薄膜構(gòu)成,多層磁性薄膜層層套嵌,每層磁性薄膜均呈筒狀結(jié)構(gòu),每層磁性薄膜在圖1a所示截面所在平面上的周長(zhǎng)都是不一樣的。以圖1a所示的磁性薄膜111和112為例,靠近該導(dǎo)電體120的磁性薄膜111為內(nèi)層磁性薄膜,相對(duì)的,遠(yuǎn)離該導(dǎo)電體120的磁性薄膜112為外層磁性薄膜。磁性薄膜111的周長(zhǎng)小于磁性薄膜112的周長(zhǎng),對(duì)應(yīng)地,磁性薄膜111的磁通路徑的等效長(zhǎng)度也短于磁性薄膜112的磁通路徑的等效長(zhǎng)度。這意味著磁性薄膜111的磁阻小于磁性薄膜112的磁阻,相應(yīng)的,磁性薄膜111相對(duì)于磁性薄膜112來(lái)說(shuō),具有更大的磁感應(yīng)強(qiáng)度(也可以理解為磁通密度)。那么,在相同條件下,相較于磁性薄膜112而言,磁性薄膜111的磁感應(yīng)強(qiáng)度很容易率先達(dá)到磁飽和狀態(tài),從而導(dǎo)致磁性薄膜111的相對(duì)磁導(dǎo)率接近為零,進(jìn)而使得薄膜電感100的電感量急劇下降。相應(yīng)的,采用薄膜電感100的電源轉(zhuǎn)換電路中的電流將會(huì)激增,嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀該電源轉(zhuǎn)換電路中的元器件。

      需要說(shuō)明的是,每層磁性薄膜均是有一定厚度的,也即每層磁性薄膜均存在內(nèi)表面和外表面。應(yīng)當(dāng)知道的是,內(nèi)表面的磁通路徑的長(zhǎng)度小于外表面的磁通路徑的長(zhǎng)度。其中,參見(jiàn)附圖1a,所謂磁通路徑的長(zhǎng)度是指磁通路徑在圖1a所示截面所在平面中的長(zhǎng)度。由于每層磁性薄膜均具有一定的厚度,因此磁性薄膜的磁通路徑的長(zhǎng)度是不容易準(zhǔn)確地確定的,所以上文中用“磁性薄膜的磁通路徑的等效長(zhǎng)度”來(lái)描述磁性薄膜的磁通路徑的長(zhǎng)度。容易理解的是,磁性薄膜的磁通路徑的等效長(zhǎng)度是位于該磁性薄膜的內(nèi)表面的磁性路徑的長(zhǎng)度和該磁性薄膜的外表面的磁性路徑的長(zhǎng)度之間的。

      其次,結(jié)合圖1a,通過(guò)下述公式描述各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系:

      r=l/μ0μra,其中,r為某層磁性薄膜的磁阻,l為通電后的導(dǎo)電體在該層磁性薄膜中產(chǎn)生的磁通回路的等效長(zhǎng)度,μ0為真空磁導(dǎo)率,μr為磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率,a該層磁性薄膜的厚度與該層磁性薄膜的長(zhǎng)度的乘積,所謂該層磁性薄膜的長(zhǎng)度是自該層磁性薄膜所呈現(xiàn)的筒狀結(jié)構(gòu)的一端開(kāi)口向另一端開(kāi)口延伸的長(zhǎng)度;

      φ=ni/r,其中,φ為通電后的導(dǎo)電體在該磁性薄膜中產(chǎn)生的磁通,n為導(dǎo)電體的線(xiàn)圈匝數(shù),i為流經(jīng)于導(dǎo)電體的電流;

      b=φ/a,其中,b為該層磁性薄膜所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度;

      由上述三個(gè)公式可以得到:b=niμ0μr/l,即,在參數(shù)n、i、μ0和μr均相同的情況下,磁感應(yīng)強(qiáng)度b與磁性薄膜的磁通路徑的等效長(zhǎng)度l成反比。

      這進(jìn)一步驗(yàn)證了,在內(nèi)層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和外層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,且內(nèi)外層磁性薄膜的參數(shù)n、i、μ0和μr也相同的情況下,由于內(nèi)層磁性薄膜的長(zhǎng)度l較小,所以?xún)?nèi)層磁性薄膜將會(huì)比外層磁性薄膜更快達(dá)到磁飽和狀態(tài)。

      圖1b所示為使用ni80fe20材料的磁包銅薄膜電感的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布圖。圖1b所示的水平方向的橫軸即為圖1a中所示的y軸方向,且橫軸對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)范圍為該薄膜電感在圖1a所示的y軸方向的40um的區(qū)域,圖1b所示的豎直方向的縱軸用于表示該薄膜電感中的磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度。ni80fe20的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度bs為1t,從圖1b中可以看出,在區(qū)域d1和d2范圍內(nèi)的磁性薄膜(即包括磁性薄膜112在內(nèi)的靠近導(dǎo)電體的磁性薄膜)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于或等于材料的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度,達(dá)到飽和狀態(tài),從而導(dǎo)致達(dá)到磁飽和的磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率接近為零,進(jìn)而使得該薄膜電感的電感量急劇下降。

      針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N薄膜電感。參見(jiàn)附圖2,圖2為本申請(qǐng)?zhí)峁┑谋∧る姼械慕孛娼Y(jié)構(gòu)圖。如圖2所示,該薄膜電感200包括薄膜磁芯210和至少一個(gè)導(dǎo)電體220,所述薄膜磁芯200呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu),所述薄膜磁芯200包括多層磁性薄膜(211,212,213,214),每層磁性薄膜均呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu),所述多層磁性薄膜層層嵌套,每相鄰兩層磁性薄膜之間間隔有絕緣層,所述至少一個(gè)導(dǎo)電體220位于所述多層磁性薄膜中最內(nèi)層薄膜磁性211的內(nèi)腔中。

      每相鄰兩層磁性薄膜包括內(nèi)層磁性薄膜和外層磁性薄膜,所述內(nèi)層磁性薄膜嵌套在所述外層磁性薄膜內(nèi),所述內(nèi)層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小于或等于所述外層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率。所述多層磁性薄膜至少包括相鄰的第一磁性薄膜和第二磁性薄膜,所述第一磁性薄膜嵌套在所述第二磁性薄膜內(nèi),且所述第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小于所述第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率,且所述第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率和所述第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于第一閾值,其中,在所述第二磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到所述第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的情況下,所述第一磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于所述第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

      作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述第一閾值為50.

      值得注意的是,對(duì)于“所述薄膜磁芯100呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu)”,可以參見(jiàn)附圖3所示的薄膜電感。圖3是本發(fā)明提供的薄膜電感300的外部結(jié)構(gòu)圖,容易看出,該薄膜電感300的兩端均呈開(kāi)口狀,且位于該兩端之間的是一筒狀結(jié)構(gòu)。還需要說(shuō)明的是,圖3中箭頭所指的方向即為從薄膜電感300的一端開(kāi)口向另一端開(kāi)口的延伸方向。

      需要說(shuō)明的是,所謂的多層磁性薄膜層層嵌套,可以理解為該多層磁性薄膜的形狀是相同的,不過(guò)尺寸不同而已。具體的,在層層嵌套的多層磁性薄膜中,位于外層的磁性薄膜的尺寸要大于位于內(nèi)層的磁性薄膜的尺寸。以附圖2所述的薄膜電感為例進(jìn)行說(shuō)明,參見(jiàn)附圖2,磁性薄膜212相對(duì)于磁性薄膜211來(lái)說(shuō),磁性薄膜212是外層磁性薄膜,磁性薄膜211是內(nèi)層磁性薄膜。在y軸用于表示磁性薄膜的高度所在的方向,且x軸用于表示磁性薄膜的寬度所在的方向的情況下,則磁性薄膜212的高度大于磁性薄膜211的高度,且磁性薄膜212的寬度大于磁性薄膜211的寬度。

      值得注意的是,磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率μr,是磁性薄膜的磁導(dǎo)率μ和真空磁導(dǎo)率μ0的比值:磁性薄膜的磁導(dǎo)率μ是磁性薄膜對(duì)一個(gè)外加磁場(chǎng)線(xiàn)性反應(yīng)的磁化程度。真空磁導(dǎo)率μ0,也被稱(chēng)為磁場(chǎng)常數(shù)、磁常數(shù)或自由空間磁導(dǎo)率,是一物理常數(shù)。在國(guó)際單位制中,真空磁導(dǎo)率的數(shù)值為:

      μ0=4π×10-7v.s/(a.m)≈1.2566370614...×10-6h.m或n.a-2或t.m/a或wb/(a.m).

      應(yīng)當(dāng)知道的是,磁性薄膜的磁導(dǎo)率不僅與該磁性薄膜所采用的材料有關(guān),也與該磁性薄膜的厚度或加工工藝等因素有關(guān)。其中,所謂加工工藝包括濺射電壓、功率或溫度等性能。相應(yīng)的,磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率也不僅與該磁性薄膜所采用的材料有關(guān),也與該磁性薄膜的厚度或加工工藝等因素有關(guān)。

      磁感應(yīng)強(qiáng)度也被稱(chēng)為磁通量密度或磁通密度,是一個(gè)表示貫穿一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面積的磁通量的物理量,其符號(hào)是b,國(guó)際單位制導(dǎo)出單位是t。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,也就是飽和磁通密度。當(dāng)給一個(gè)磁體施加一個(gè)磁場(chǎng)以后,隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大,磁通密度也隨之增大。但是磁通密度有一個(gè)極限值,到了這個(gè)極限值以后,磁場(chǎng)強(qiáng)度再增大,磁通密度也無(wú)法隨之增大了,此即為飽和磁通密度。

      磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度僅僅和磁性薄膜所采用的材料有關(guān)。在磁性薄膜所采用的材料確定的情況下,該磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度也是確定的。若兩個(gè)磁性薄膜分別采用不同的材料,則通常來(lái)說(shuō),這兩個(gè)磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度是不同的。

      需要說(shuō)明的是,前述絕緣層所采用的材料可以是二氧化硅、氮化硅或者其他絕緣的有機(jī)材料涂層。

      值得注意的是,所謂的多層磁性薄膜的層數(shù)是指兩層或兩層以上。不過(guò),實(shí)際應(yīng)用中,多層磁性薄膜的層數(shù)通常是十層以上。

      針對(duì)“所述多層磁性薄膜至少包括相鄰的第一磁性薄膜和第二磁性薄膜,所述第一磁性薄膜嵌套在所述第二磁性薄膜內(nèi)”的限定。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,該第一磁性薄膜可以為所述多層磁性薄膜中最內(nèi)層的磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜211)。作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,該第二磁性薄膜可以為所述多層磁性薄膜中最外層的磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜214)。作為本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例,則該第一磁性薄膜不是所述多層磁性薄膜中最內(nèi)層的磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜212),且該第二磁性薄膜不是所述多層磁性薄膜中最外層的磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜213)。

      若所述多層磁性薄膜的層數(shù)為兩層,則該第一磁性薄膜必然為最內(nèi)層的磁性薄膜,且該第二磁性薄膜必然為最外層的磁性薄膜。

      在所述多層磁性薄膜的層數(shù)為三層的時(shí)候,如果該第一磁性薄膜為所述多層磁性薄膜中最內(nèi)層的磁性薄膜,則最外層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率大于或等于該第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率。

      可選的,該最外層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率和該第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于所述第一閾值,且在該最外層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該最外層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí),該第二磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于該第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

      在所述多層磁性薄膜的層數(shù)為三層的時(shí)候,如果該第二磁性薄膜為所述多層磁性薄膜中最外層的磁性薄膜,則該第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率大于或等于該最內(nèi)層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率。

      可選的,該第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率和該最內(nèi)層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于所述第一閾值,且在該第一磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí),該最內(nèi)層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于該最內(nèi)層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

      在所述多層磁性薄膜的層數(shù)為四層或四層以上的時(shí)候(參見(jiàn)附圖2),如果該第一磁性薄膜為所述多層磁性薄膜中最內(nèi)層的磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜211),則位于該第二磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜212)外側(cè)且與該第二磁性薄膜相鄰的磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜213)的相對(duì)磁導(dǎo)率大于或等于該第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率,并且,在位于該第二磁性薄膜外側(cè)的每相鄰兩層磁性薄膜中,外層磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜214)的相對(duì)磁導(dǎo)率大于或等于內(nèi)層磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜213)的相對(duì)磁導(dǎo)率,其中在每相鄰兩層磁性薄膜中,內(nèi)層磁性薄膜是被嵌套在外層磁性薄膜內(nèi)的。

      可選的,位于該第二磁性薄膜外側(cè)且與該第二磁性薄膜相鄰的磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率與該第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于所述第一閾值,且在位于該第二磁性薄膜外側(cè)且與該第二磁性薄膜相鄰的磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到位于該第二磁性薄膜外側(cè)且與該第二磁性薄膜相鄰的磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí),該第二磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于該第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。并且在位于該第二磁性薄膜外側(cè)的每相鄰兩層磁性薄膜中,外層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率和內(nèi)層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于所述第一閾值,且在外層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該外層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí),內(nèi)層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于該內(nèi)層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

      在所述多層磁性薄膜的層數(shù)為四層或四層以上的時(shí)候(參見(jiàn)附圖2),如果該第二磁性薄膜為所述多層磁性薄膜中最外層的磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜214),則該第一磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜213)的相對(duì)磁導(dǎo)率大于或等于位于該第一磁性薄膜內(nèi)側(cè)且與該第一磁性薄膜相鄰的磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜212)的相對(duì)磁導(dǎo)率,并且,在位于該第一磁性薄膜內(nèi)側(cè)的每相鄰兩層磁性薄膜中,外層磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜212)的相對(duì)磁導(dǎo)率大于或等于內(nèi)層磁性薄膜(如圖2中的磁性薄膜211)的相對(duì)磁導(dǎo)率,其中在每相鄰兩層磁性薄膜中,內(nèi)層磁性薄膜是被嵌套在外層磁性薄膜內(nèi)的。

      可選的,該第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率與位于該第一磁性薄膜內(nèi)側(cè)且與該第一磁性薄膜相鄰的磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于所述第一閾值,且在該第一磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí),位于該第一磁性薄膜內(nèi)側(cè)且與該第一磁性薄膜相鄰的磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于位于該第一磁性薄膜內(nèi)側(cè)且與該第一磁性薄膜相鄰的磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。并且在位于該第一磁性薄膜內(nèi)側(cè)的每相鄰兩層磁性薄膜中,外層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率和內(nèi)層磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率之間的差值大于或等于所述第一閾值,且在外層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該外層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí),內(nèi)層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于或等于該內(nèi)層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

      由上可知,因?yàn)樵谠摱鄬哟判员∧さ拿肯噜弮蓪哟判员∧ぶ?,?nèi)層磁性薄膜均不會(huì)先于外層磁性薄膜達(dá)到磁飽和,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中,由于內(nèi)層磁性薄膜先于外層磁性薄膜達(dá)到磁飽和而導(dǎo)致的該薄膜電感的電感量急劇下降的問(wèn)題。

      作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在第一磁性薄膜所采用的材料和第二磁性薄膜所采用的材料相同的情況下,為了實(shí)現(xiàn)第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率比第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小所述第一閾值以上的目的。可選的,第一磁性薄膜的厚度值大于第二磁性薄膜的厚度值,且第一磁性薄膜的厚度值與第二磁性薄膜的厚度值之間的差值小于或等于第二閾值,其中該第二閾值為該第二磁性薄膜的厚度值的五倍。

      參見(jiàn)前述所述,應(yīng)當(dāng)知道的是,除了磁性薄膜所選用的材料和磁性薄膜的厚度以外,影響磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率的還有其他因素,比如該磁性薄膜的周長(zhǎng)和該磁性薄膜的加工工藝等。所以在具體限定第一磁性薄膜的厚度和第二磁性薄膜的厚度時(shí),作為本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道,還需要參考磁性薄膜的周長(zhǎng)和該磁性薄膜的加工工藝等其他影響因素。需要說(shuō)明的是,所謂的磁性薄膜的周長(zhǎng)是指該磁性薄膜在第一平面上的截面的周長(zhǎng),該第一平面垂直于自該磁性薄膜的一個(gè)開(kāi)口端向另一個(gè)開(kāi)口端延伸的方向。另外,在第一磁性薄膜和第二磁性薄膜采用相同的材料制成的情況下,第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度是相同的。

      應(yīng)當(dāng)知道的是,在第一磁性薄膜所采用的材料和第二磁性薄膜所采用的材料相同的情況下,為了實(shí)現(xiàn)第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率比第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小所述第一閾值以上的目的??蛇x的,該第一磁性薄膜和該第二磁性薄膜分別采用不同的加工工藝(如濺射電壓、功率和溫度等)制備而成。

      作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,在該第一磁性薄膜所采用的材料和該第二磁性薄膜所采用的材料不相同的情況下,可選的,該第一磁性薄膜的厚度值等于該第二磁性薄膜的厚度值。由于影響磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率的因素包括磁性薄膜所采用的材料、磁性薄膜的厚度、磁性薄膜的周長(zhǎng)以及磁性薄膜的制備工藝等。因?yàn)樵谠摰谝淮判员∧に捎玫牟牧虾驮摰诙判员∧に捎玫牟牧喜幌嗤那闆r下,為了實(shí)現(xiàn)該第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率比該第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小所述第一閾值以上的目的,可以在限定其他因素相同的情況下,使得該第一磁性薄膜的厚度值等于該第二磁性薄膜的厚度值。從而使得工藝上更加簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)。

      應(yīng)當(dāng)知道的是,在該第一磁性薄膜所采用的材料和該第二磁性薄膜所采用的材料不相同的情況下,可選的,該第一磁性薄膜的厚度值和該第二磁性薄膜的厚度值是不同的。這種情況下,就需要通過(guò)限定該第一磁性薄膜和該第二磁性薄膜所采用的材料,或者通過(guò)限定該第一磁性薄膜和該第二磁性薄膜的周長(zhǎng)或加工工藝等,實(shí)現(xiàn)該第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率比該第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率小所述第一閾值以上的目的。

      可選的,所述第二磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率的選擇需要考慮所述第二磁性薄膜在第一平面上的周長(zhǎng)和所述第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,其中,第一方向?yàn)閺乃龅诙判员∧さ囊欢碎_(kāi)口延伸至所述第二磁性薄膜的另一端開(kāi)口的方向,所述第一平面是所述第二磁性薄膜在沿垂直于所述第一方向的方向上的截面所在的平面。

      可選的,所述第一磁性薄膜的相對(duì)磁導(dǎo)率的選擇需要考慮所述第一磁性薄膜在第一平面上的周長(zhǎng)和所述第一磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,其中,第一方向?yàn)閺乃龅谝淮判员∧さ囊欢碎_(kāi)口延伸至所述第一磁性薄膜的另一端開(kāi)口的方向,所述第一平面是所述第一磁性薄膜在沿垂直于所述第一方向的方向上的截面所在的平面。

      正如前文所說(shuō)的,該第一磁性薄膜和該第二磁性薄膜可以采用不同的材料??蛇x的,該第一磁性薄膜所采用的材料為ni45fe55,則該第二磁性薄膜所采用的材料為ni80fe20。可選的,該第一磁性薄膜所采用的材料為cozro,則該第二磁性薄膜所采用的材料為cozrta或ni80fe20??蛇x的,該第一磁性薄膜所采用的材料為cozrta,則該第二磁性薄膜所采用的材料為ni80fe20。

      需要說(shuō)明的是,在本發(fā)明中,所謂的“所述至少一個(gè)導(dǎo)電體位于所述多層磁性薄膜中最內(nèi)層磁性薄膜的內(nèi)腔中”,具體的,所述至少一個(gè)導(dǎo)電體中每一導(dǎo)電體的長(zhǎng)度方向均與所述最內(nèi)層磁性薄膜的長(zhǎng)度方向相同。其中,所述最內(nèi)層磁性薄膜的長(zhǎng)度方向是指沿所述最內(nèi)層磁性薄膜的一端開(kāi)口延伸到所述最內(nèi)層磁性薄膜的另一端開(kāi)口的方向。

      應(yīng)當(dāng)知道的是,所述至少一個(gè)導(dǎo)電體中每一導(dǎo)電體均與所述最內(nèi)層磁性薄膜的內(nèi)壁絕緣。也即若導(dǎo)電體是設(shè)置在所述最內(nèi)層磁性薄膜的內(nèi)壁的,則該導(dǎo)電體和該最內(nèi)層磁性薄膜的內(nèi)壁之間間隔有絕緣層。在該所述至少一個(gè)導(dǎo)電體的數(shù)量為兩個(gè)以上時(shí),該兩個(gè)以上導(dǎo)電體之間是相互隔離的。

      可選的,在所述至少一個(gè)導(dǎo)電體的數(shù)量為兩個(gè)以上時(shí),該兩個(gè)以上導(dǎo)電體是相同的。

      通常,所述至少一個(gè)導(dǎo)電體的數(shù)量為一個(gè)或兩個(gè)。在該至少一個(gè)導(dǎo)電體的數(shù)量為兩個(gè)時(shí),該兩個(gè)導(dǎo)電體中每一導(dǎo)電體通電后產(chǎn)生的電感量是相同的。

      值得注意的是,對(duì)于所述多層磁性薄膜中的每層磁性薄膜來(lái)說(shuō),每層磁性薄膜均包括第一部分和第二部分,如圖2所示,所述第二部分通常為平面結(jié)構(gòu),所述第一部分可以是梯形的,也可以是弧形的(如圖1a所示的現(xiàn)有技術(shù)中的薄膜電感)等。其中,所述第一部分具有第一端面和第二端面,所述第一端面和所述第二部分的第一區(qū)域接觸,所述第二端面與所述第二部分的第二區(qū)域接觸,其中,所述第二部分的第一區(qū)域和所述第二部分的第二區(qū)域是相隔離的。

      應(yīng)當(dāng)知道的是,所述第一端面和所述第二部分的第一區(qū)域之間可以設(shè)有絕緣層。當(dāng)然,所述第一端面和所述第二部分的第一區(qū)域之間也可以不設(shè)絕緣層,也即,所述第一端面和所述第二部分的第一區(qū)域之間直接物理接觸,這樣設(shè)計(jì)的好處是降低磁阻,提高該薄膜電感的電感量。

      類(lèi)似的,所述第二端面和所述第二部分的第二區(qū)域之間可以設(shè)有絕緣層,也可以不設(shè)絕緣層。不設(shè)絕緣層的好處也是為了降低磁阻,提高該薄膜電感的電感量。

      在本發(fā)明中,可選的,所述薄膜磁芯的厚度d1滿(mǎn)足條件:0微米<d1≤50微米。所述薄膜磁性的厚度是指所述薄膜磁性的側(cè)壁的厚度,所述薄膜磁性的側(cè)壁的厚度包括所述多層磁性薄膜中每層磁性薄膜的厚度,以及位于每相鄰兩層磁性薄膜之間的絕緣層的厚度。相應(yīng)的,所述多層磁性薄膜中每層磁性薄膜的厚度d2滿(mǎn)足條件:0微米<d2≤10微米。進(jìn)一步地,位于每相鄰兩層磁性薄膜之間的絕緣層的厚度d3滿(mǎn)足條件:0微米<d3≤2微米。如此,使得該薄膜電感具有較小的體積,從而實(shí)現(xiàn)器件的小型化。

      值得注意的是,結(jié)合前述公式b=niμ0μr/l,容易知道,在位于該薄膜電感內(nèi)的某一層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度確定,且參數(shù)n、i、μ0和l也都確定的情況下,能夠確定出對(duì)應(yīng)該飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大磁導(dǎo)率。則通過(guò)控制該層磁性薄膜的實(shí)際磁導(dǎo)率小于其最大磁導(dǎo)率,既可以實(shí)現(xiàn)該層磁性薄膜的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的目的。

      前文多次提及第二磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,或者,外層磁性薄膜的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到該外層磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。作為本領(lǐng)域技術(shù)人員,應(yīng)當(dāng)知道的是,在實(shí)際設(shè)置的時(shí)候,會(huì)在第二磁性薄膜的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度和該第二磁性薄膜的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度之間設(shè)置一定的余量,也即不會(huì)讓該第二磁性薄膜那么容易就實(shí)現(xiàn)磁飽和的。因?yàn)?,第二磁性薄膜達(dá)到磁飽和也會(huì)造成該薄膜電感的感量急劇下降,甚至接近于零的。需要解釋的是,所謂的該第二磁性薄膜的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度是指在薄膜電感的正常工作狀態(tài)下,該第二磁性薄膜能夠達(dá)到的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度。外層磁性薄膜設(shè)置參照第二磁性薄膜的設(shè)置,不再重復(fù)描述。

      參見(jiàn)附圖4,圖4是本發(fā)明提供的電源轉(zhuǎn)換電路920的電路圖。該電源轉(zhuǎn)換電路920包括第一開(kāi)光管922、第二開(kāi)關(guān)管924、電容928和如前述任一實(shí)施例所述的薄膜電感926.第一開(kāi)光管922的一端與第二開(kāi)關(guān)管924的一端相連,薄膜電感926的一端連接在第一開(kāi)光管922的一端和第二開(kāi)關(guān)管924的一端之間,薄膜電感926的另一端與電容928的一端相連,電容928的另一端與第二開(kāi)關(guān)管924的另一端相連。

      在第一開(kāi)關(guān)管922導(dǎo)通且第二開(kāi)關(guān)管924關(guān)斷的情況下,來(lái)自外部電源且流經(jīng)薄膜電感926的電流將變大;在第一開(kāi)關(guān)管922關(guān)斷且第二開(kāi)關(guān)管924導(dǎo)通的情況下,電容928兩端的電壓反向的加載在薄膜電感926上,流經(jīng)薄膜電感926的電流將變小。

      具體的,在第一開(kāi)關(guān)管922導(dǎo)通且第二開(kāi)關(guān)管924關(guān)斷的情況下,來(lái)自外部電源且流經(jīng)薄膜電感926的電流上升,并經(jīng)電容928濾波后供應(yīng)給負(fù)載。在第一開(kāi)關(guān)管922關(guān)斷且第二開(kāi)關(guān)管924導(dǎo)通的情況下,電容928兩端的電壓反向的加載在薄膜電感926上,流經(jīng)薄膜電感926的電流開(kāi)始下降,完成buck轉(zhuǎn)換電路中的續(xù)流部分。

      在本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娫崔D(zhuǎn)換電路中,由于所采用的薄膜電感的內(nèi)層磁性薄膜先于外層磁性薄膜達(dá)到磁飽和,所以該薄膜電感能夠正常工作。也即,該薄膜電感的電感量不會(huì)驟然下降到接近于零,從而使得采用了該薄膜電感的電源轉(zhuǎn)換電路中的器件不會(huì)由于電流過(guò)大而燒毀。

      可選的,電容928的另一端與第二開(kāi)關(guān)管924的另一端均接地。

      容易知道,用在圖4所示電源轉(zhuǎn)換電路920中的薄膜電感926是單相薄膜電感,也即只包括一個(gè)導(dǎo)電體。如果電源轉(zhuǎn)換電路920中用到的薄膜電感926是兩相的,則該電源轉(zhuǎn)換電路還應(yīng)該包括另一對(duì)串聯(lián)開(kāi)關(guān)管,比如第三開(kāi)關(guān)管和第四開(kāi)關(guān)管,該另一對(duì)開(kāi)關(guān)管是用于控制流經(jīng)另一導(dǎo)電體的電流的大小的,具體請(qǐng)參見(jiàn)附圖5。圖5所示電源轉(zhuǎn)換電路1000中采用的薄膜電感1005為兩相薄膜電感,也即該薄膜電感1005包括兩個(gè)導(dǎo)電體。進(jìn)一步的,該薄膜電感1005也為本申請(qǐng)中任一關(guān)于薄膜電感的實(shí)施例描述的薄膜電感。其中,每一相電源轉(zhuǎn)換電路包括一個(gè)導(dǎo)電體和一對(duì)開(kāi)關(guān)管。

      如圖5所示,第一開(kāi)關(guān)管1001的一端和第二開(kāi)關(guān)管1002的一端連接,薄膜電感1005的一相的第一端連接在第一開(kāi)關(guān)管1001和第二開(kāi)關(guān)管1002之間,薄膜電感1005的一相的第二端與電容1006的一端連接;第三開(kāi)關(guān)管1003的一端和第四開(kāi)關(guān)管1004的一端連接,薄膜電感1005的另一相的第一端連接在第三開(kāi)關(guān)管1003和第四開(kāi)關(guān)管1004之間,薄膜電感1005的另一相的第二端與電容1006的一端連接,電容1006的第二端、第二開(kāi)關(guān)管1002的另一端以及第四開(kāi)關(guān)管1004的另一端均接地。

      具體的,第一相電源轉(zhuǎn)換電路包括第一開(kāi)關(guān)管1001、第二開(kāi)關(guān)管1002以及薄膜電感1005的一相。在第一開(kāi)關(guān)管10011開(kāi)始導(dǎo)通且第二開(kāi)關(guān)管1002關(guān)斷時(shí),直流電流通過(guò)薄膜電感1005中與第一開(kāi)關(guān)管1001連接的一相,薄膜電感1005的電流開(kāi)始上升,并經(jīng)電容1006濾波后給負(fù)載r供電。在第一開(kāi)關(guān)管1001關(guān)斷且第二開(kāi)關(guān)管1002開(kāi)始導(dǎo)通時(shí),電容1006上的電壓反向加在薄膜電感1005上,薄膜電感1005的電流開(kāi)始下降,完成buck轉(zhuǎn)換電路中的續(xù)流部分。

      同理,第二相電源轉(zhuǎn)換電路包括第三開(kāi)關(guān)管1003、第四開(kāi)關(guān)管1004以及薄膜電感1005的另一相。在第三開(kāi)關(guān)管1003開(kāi)始導(dǎo)通且第四開(kāi)關(guān)管1004關(guān)斷時(shí),直流電流通過(guò)薄膜電感1005中與第三開(kāi)關(guān)管1003連接的一相,薄膜電感1005的電流開(kāi)始上升,并經(jīng)電容1006濾波后給負(fù)載r供電。在第三開(kāi)關(guān)管1003關(guān)斷且第四開(kāi)關(guān)管1004開(kāi)始導(dǎo)通時(shí),電容1006上的電壓反向加在薄膜電感1005上,薄膜電感1005的電流開(kāi)始下降,完成buck轉(zhuǎn)換電路中的續(xù)流部分。

      在本實(shí)施例中,電源轉(zhuǎn)換電路包括開(kāi)關(guān)管q1q2、q3、q4和薄膜電感單元l1。具體的,根據(jù)負(fù)載對(duì)電流的要求,可以采用一個(gè)或多個(gè)如本實(shí)施例所述的電源轉(zhuǎn)換電路通過(guò)并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載供電。

      進(jìn)一步地,參見(jiàn)附圖6,圖6所示為一種芯片內(nèi)的電路圖。該芯片內(nèi)的電路包括如圖4所示電源轉(zhuǎn)換電路920和負(fù)載930。沿用前述對(duì)圖4所示電源轉(zhuǎn)換電路920的描述,在圖6所示的芯片的內(nèi)部電路中,負(fù)載930的一端與薄膜電感926的另一端連接,另一端與電容928的另一端連接。電源轉(zhuǎn)換電路920用于接收來(lái)自外部電源的電流并對(duì)該電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后提供給負(fù)載930。

      再進(jìn)一步地,參見(jiàn)附圖7,圖7所示的電路圖相對(duì)于圖6所示的電路圖來(lái)說(shuō)還包括直流電源910。沿用前述對(duì)圖4所示電源轉(zhuǎn)換電路的描述,在圖7所示的電路圖中,第一開(kāi)關(guān)管922的另一端與直流電源910的正極連接,所述第二開(kāi)關(guān)管924的另一端與直流電源910的負(fù)極連接。具體的,該電源轉(zhuǎn)換電路920用于接收來(lái)自直流電源910的電流并對(duì)該電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后,供應(yīng)給該負(fù)載930.

      以上,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本申請(qǐng)的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請(qǐng)揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

      當(dāng)前第1頁(yè)1 2 
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