(57)【要約】多相結合インダクタは、粉末心材磁心と、第１、第２、第３、および第４の端子とを含む。結合インダクタは、コアに少なくとも部分的に埋め込まれた第１の巻線と、コアに少なくとも部分的に埋め込まれた第２の巻線とをさらに備えている。第１の巻線は、第１および第２の端子の間で電気的に結合され、第２の巻線は、第３および第４の端子の間で電気的に結合されている。第２の巻線は、磁心内で第１の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されている。多相結合インダクタは、例えば、電力供給装置で使用される。
2013526787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合インダクタであって、
粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心と、
第１、第２、第３、および第４の端子と、  
前記モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれ、前記第１および第２の端子の間で電気的に結合されている第１の巻線と、
前記モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれ、前記第３および第４の端子の間で電気的に結合されている第２の巻線であって、前記モノリシック磁心内で前記第１の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されている、第２の巻線と
を含む、結合インダクタと、
前記第１の端子に電気的に結合され、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧レベル間で前記第１の端子を切り替えるための第１のスイッチング回路と、
前記第３の端子に電気的に結合され、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧レベル間で前記第３の端子を切り替えるための第２のスイッチング回路と
を備えている、電力供給装置。
【請求項２】
前記第１の巻線は、前記モノリシック磁心内で前記第２の巻線から電気的に隔離されている、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記粉末磁性材料は、ポリマー結合剤内の磁性材料を含む、請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記磁性材料は、粉末状の鉄を含む、請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記第１および第３の端子は、前記モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され、
前記第２および第４の端子は、前記モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され、前記第２の側面は、前記第１の側面の反対側にある、
請求項１または４に記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、請求項５に記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第４の端子から前記第３の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、請求項５に記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記第１および第２の巻線は、ステープル型巻線である、請求項５に記載の電力供給装置。
【請求項９】
前記第１および第２の端子は、前記モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され、
前記第３および第４の端子は、前記モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され、前記第２の側面は、前記第１の側面の反対側にあり、
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項１または４に記載の電力供給装置。
【請求項１０】
前記第１および第３の端子は、前記モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され、
前記第２の端子は、前記モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され、
前記第４の端子は、前記モノリシック磁心の第３の側面に近接して配置され、前記第３の側面は、前記第２の側面の反対側にあり、前記第１の側面は、前記第２および第３の側面の間に配置され、
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項１または４に記載の電力供給装置。
【請求項１１】
前記第２および第４の端子は、共通端子の一部であり、
前記第１および第３の端子は、前記モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され、
前記共通端子は、前記モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され、前記第２の側面は、前記第１の側面と反対側にあり、
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記共通端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記共通端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項１または４に記載の電力供給装置。
【請求項１２】
前記モノリシック磁心は、第１の側面、第２の側面、第３の側面、および第４の側面を備え、前記第１の側面は、前記第２の側面の反対側にあり、前記第３の側面は、前記第４の側面の反対側にあり、
前記第１、第２、第３、および第４の端子は、それぞれ、前記モノリシック磁心の前記第１、第２、第３、および第４の側面に近接して配置され、
前記第１および第２の巻線は、前記磁心において、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項１または４に記載の電力供給装置。
【請求項１３】
前記モノリシック磁心は、第１の側面、第２の側面、第３の側面、および第４の側面を備え、前記第１の側面は、前記第２の側面の反対側にあり、前記第３の側面は、前記第４の側面の反対側にあり、
前記第１、第２、第３、および第４の端子は、それぞれ、前記磁心の前記第３、第１、第４、および第２の側面に近接して配置され、
前記第１および第２の巻線は、前記磁心において、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線において前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項１から４に記載の電力供給装置。
【請求項１４】
前記第１および第２の巻線の各々は、共通軸の周囲に少なくとも１回の巻数を形成している、請求項１から４に記載の電力供給装置。
【請求項１５】
前記モノリシック磁心は、
第１および第２の端部磁気要素と、
前記第１および第２の磁気要素を接続する第１および第２の脚部とを備え、
前記第１の巻線は、前記第１の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ、
前記第２の巻線は、前記第２の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれている、
請求項１から４に記載の電力供給装置。
【請求項１６】
前記モノリシック磁心は、第１および第２の外側脚部をさらに含み、前記第１および第２の外側脚部の各々は、前記第１および第２の端部磁気要素に接続され、前記第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供し、前記第１および第２の脚部は、前記第１および第２の外側脚部の間で列に配置されている、請求項１５に記載の電力供給装置。
【請求項１７】
前記モノリシック磁心は、第３の脚部と、第３の巻線とをさらに備え、前記第３の脚部は、前記端部磁気要素を接続し、前記第１および第２の外側脚部の間で前記第１および第２の脚部とともに列に配置され、前記第３の巻線は、前記第３の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ、
前記電力供給装置は、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧レベル間で前記第３の巻線の端部を切り替えるための第３のスイッチング回路をさらに備えている、請求項１６に記載の電力供給装置。
【請求項１８】
前記モノリシック磁心は、前記第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供するために、前記第１および第２の脚部に隣接し、およびそれらを覆って延在する上部磁気要素をさらに含む、請求項１５に記載の電力供給装置。
【請求項１９】
前記モノリシック磁心は、第３の脚部と、第３の巻線とをさらに備え、前記第３の脚部は、前記端部磁気要素を接続し、前記第１および第２の脚部とともに列に配置され、前記第３の巻線は、前記第３の脚に少なくとも部分的に埋め込まれ、
前記電力供給装置は、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧間で前記第３の巻線の端部を切り替えるための第３のスイッチング回路をさらに備えている、
請求項１８に記載の電力供給装置。
【請求項２０】
前記第２および第４の端子は、共通端子の一部である、請求項１または４に記載の電力供給装置。
【請求項２１】
前記結合インダクタは、
第５および第６の端子と、
前記モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれ、前記モノリシック磁心内で前記第１および第２の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されている第３の巻線であって、前記第５および第６の端子の間で電気的に結合されている第３の巻線と
をさらに備え、
前記電力供給装置は、前記第５の端子に電気的に結合され、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧間で前記第５の端子を切り替えるための第３のスイッチング回路をさらに備えている、
請求項１または４に記載の電力供給装置。
【請求項２２】
前記モノリシック磁心の第１の部分は、前記第１および第２の巻線を磁気的に結合し、前記モノリシック磁心の第２の部分は、漏洩磁束の経路を提供し、前記第１の部分は、前記第２の部分とは異なる、請求項１または４に記載の電力供給装置。
【請求項２３】
前記第１の部分は、前記第２の部分とは異なる磁気特性を有する、請求項２２に記載の電力供給装置。
【請求項２４】
前記モノリシック磁心の第３の部分は、漏洩磁束の経路を提供し、前記第１の部分は、前記第２および第３の部分を分離している、請求項２２に記載の電力供給装置。
【請求項２５】
粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心と、
第１、第２、第３、および第４の端子と、
前記モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれた第１の巻線であって、前記第１および第２の端子の間で電気的に結合されている第１の巻線と、
前記モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれた第２の巻線であって、前記第２の巻線は、前記第３および第４の端子の間で電気的に結合され、前記モノリシック磁心内で前記第１の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されている、第２の巻線と
を備えている、結合インダクタ。
【請求項２６】
前記第１の巻線は、前記モノリシック磁心内で前記第２の巻線から電気的に隔離されている、請求項２５に記載の結合インダクタ。
【請求項２７】
前記粉末磁性材料は、ポリマー結合剤内の磁性材料を含む、請求項２６に記載の結合インダクタ。
【請求項２８】
前記磁性材料は、粉末状の鉄を含む、請求項２７に記載の結合インダクタ。
【請求項２９】
前記第１および第３の端子は、前記モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され、
前記第２および第４の端子は、前記モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され、
前記第２の側面は、前記第１の側面の反対側にある、
請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項３０】
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、請求項２９に記載の結合インダクタ。
【請求項３１】
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第４の端子から前記第３の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、請求項２９に記載の結合インダクタ。
【請求項３２】
前記第１および第２の巻線は、ステープル型巻線である、請求項２９に記載の結合インダクタ。
【請求項３３】
前記第１および第２の端子は、前記モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され、
前記第３および第４の端子は、前記モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され、
前記第２の側面は、前記第１の側面の反対側にあり、
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項３４】
前記第１および第３の端子は、前記モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され、
前記第２の端子は、前記モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され、
前記第４の端子は、前記モノリシック磁心の第３の側面に近接して配置され、前記第３の側面は、前記第２の側面の反対側にあり、前記第１の側面は、前記第２および第３の側面の間に配置され、
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項３５】
前記第２および第４の端子は、共通端子の一部であり、
前記第１および第３の端子は、前記モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され、前記共通端子は、前記モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され、前記第２の側面は、前記第１の側面と反対側にあり、
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記共通端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線を通って前記第３の端子から前記共通端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項３６】
前記モノリシック磁心は、第１の側面、第２の側面、第３の側面、および第４の側面を備え、前記第１の側面は、前記第２の側面の反対側にあり、前記第３の側面は、前記第４の側面の反対側にあり、
前記第１、第２、第３、および第４の端子は、それぞれ、前記モノリシック磁心の前記第１、第２、第３、および第４の側面に近接して配置され、
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線において前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項３７】
前記モノリシック磁心は、第１の側面、第２の側面、第３の側面、および第４の側面を備え、前記第１の側面は、前記第２の側面の反対側にあり、前記第３の側面は、前記第４の側面の反対側にあり、
前記第１、第２、第３、および第４の端子は、それぞれ、前記磁心の前記第３、第１、第４、および第２の側面に近接して配置され、
前記第１および第２の巻線は、前記第１の巻線を通って前記第１の端子から前記第２の端子まで流れる増加する電流が、前記第２の巻線において前記第３の端子から前記第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成されている、
請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項３８】
前記第１および第２の巻線の各々は、共通軸の周囲に少なくとも１回の巻数を形成している、請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項３９】
前記モノリシック磁心は、
第１および第２の端部磁気要素と、
前記第１および第２の磁気要素を接続する第１および第２の脚部とを備え、
前記第１の巻線は、前記第１の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ、
前記第２の巻線は、前記第２の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれている、
請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項４０】
前記モノリシック磁心は、第１および第２の外側脚部をさらに含み、前記第１および第２の外側脚部の各々は、前記第１および第２の端部磁気要素に接続され、前記第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供し、前記第１および第２の脚部は、前記第１および第２の外側脚部の間で列に配置されている、請求項３９に記載の結合インダクタ。
【請求項４１】
第３の脚部と、第３の巻線とをさらに備え、前記第３の脚部は、前記端部磁気要素を接続し、前記第１および第２の外側脚部の間で前記第１および第２の脚部とともに列に配置され、前記第３の巻線は、前記第３の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれている、請求項４０に記載の結合インダクタ。
【請求項４２】
前記モノリシック磁心は、前記第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供するために、前記第１および第２の脚部に隣接し、およびそれらを覆って延在する上部磁気要素をさらに含む、請求項３９に記載の結合インダクタ。
【請求項４３】
第３の脚部と、第３の巻線とをさらに備え、前記第３の脚部は、前記端部磁気要素を接続し、前記第１および第２の脚部とともに列に配置され、前記第３の巻線は、前記第３の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれている、請求項４２に記載の結合インダクタ。
【請求項４４】
前記上部磁気要素は、前記第１、第２、および第３の脚部の各々に隣接し、およびそれらを覆って延在する、請求項４３に記載の結合インダクタ。
【請求項４５】
前記第１および第２の巻線の各々は、複数の巻数を形成している、請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項４６】
前記第２および第４の端子は、共通端子の一部である、請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項４７】
第５および第６の端子と、
前記モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれ、前記モノリシック磁心内で前記第１および第２の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されている第３の巻線であって、前記第５および第６の端子の間で電気的に結合されている第３の巻線と
を備えている、請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項４８】
前記モノリシック磁心の第１の部分は、前記第１および第２の巻線を磁気的に結合し、前記モノリシック磁心の第２の部分は、漏洩磁束の経路を提供し、前記第１の部分は、前記第２の部分とは異なる、請求項２５または２８に記載の結合インダクタ。
【請求項４９】
前記第１の部分は、前記第２の部分とは異なる磁気特性を有する、請求項４８に記載の結合インダクタ。
【請求項５０】
前記モノリシック磁心の第３の部分は、漏洩磁束の経路を提供し、前記第１の部分は、前記第２および第３の部分を分離している、請求項４８に記載の結合インダクタ。
【請求項５１】
粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心であって、
第１および第２の端部磁気要素と、
前記第１および第２の端部磁気要素を接続するＮ個の脚部であって、Ｎは、１よりも大きい整数である、脚部と、
Ｎ本の巻線であって、各巻線は、前記Ｎ個の脚部のうちのそれぞれの１つの周囲に巻装されている、巻線と
を含むモノリシック磁心を備えている、
結合インダクタ。
【請求項５２】
前記粉末磁性材料は、ポリマー結合剤内の磁性材料を含む、請求項５１に記載の結合インダクタ。
【請求項５３】
前記磁性材料は、粉末状の鉄を含む、請求項５２に記載の結合インダクタ。
【請求項５４】
前記モノリシック磁心は、第１および第２の外側脚部をさらに含み、前記第１および第２の外側脚部の各々は、前記第１および第２の端部磁気要素に接続され、前記第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供し、前記Ｎ個の脚部は、前記第１および第２の外側脚部の間で列に配置されている、請求項５１または５３に記載の結合インダクタ。
【請求項５５】
結合モノリシック磁心は、前記第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供するために、前記Ｎ個の脚部のうちの少なくとも２つに隣接し、およびそれらを覆って延在する上部磁気要素をさらに含む、請求項５１または５３に記載の結合インダクタ。
【請求項５６】
前記上部磁気要素は、前記Ｎ個の脚部の各々に隣接し、およびそれらを覆って延在する、請求項５５に記載の結合インダクタ。
【請求項５７】
結合インダクタを形成する方法であって、
複数の巻線のうちの各巻線が、前記複数の巻線のうちの各他の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されるように前記複数の巻線を位置付けることと、
前記複数の巻線の少なくとも部分的に周囲で粉末磁性材料を形成することと、
前記粉末磁性材料の結合剤を硬化させることと
を含む、方法。
【請求項５８】
前記位置付けることは、金型の中に前記複数の巻線を位置付けることを含み、前記形成することは、前記金型の中に前記粉末磁性材料を配置することを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記複数の巻線の少なくとも部分的に周囲で粉末磁性材料を形成することの前に、前記複数の巻線のうちの各巻線が共通軸の周囲で少なくとも１回の巻数を形成するように前記複数の巻線を整列させることをさらに含む、請求項５７または５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記粉末磁性材料は、ポリマー結合剤内の粉末状の鉄を含む、請求項５７または５８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国特許出願第１３／１０７，６１６号（２０１１年５月１３日出願）の継続出願であり、該出願は、米国特許出願第１３／０２４，２８０号（２０１１年２月９日出願）の一部継続出願であり、該出願は、米国特許出願第１２／７８６，３０１号（２０１０年５月２４日出願）の一部継続出願である。上記出願の各々は、参照により本明細書に引用される。
【背景技術】
【０００２】
多相結合インダクタトポロジを有するスイッチングＤＣ−ＤＣコンバータは、その開示が参照することによって本明細書に組み込まれる、Ｓｃｈｕｌｔｚらの特許文献１で説明されている。これらのコンバータは、従来の多相ＤＣ−ＤＣコンバータトポロジを有するコンバータと比べて、インダクタおよびスイッチにおける低減したリップル電流を含む利点を有し、低減したリップル電流は、低減した相あたりのインダクタンスおよび／または低減したスイッチング周波数を可能にする。結果として、磁気結合インダクタを伴うＤＣ−ＤＣコンバータは、従来の多相トポロジと比較した時に効率の不利益なく、優れた過渡応答を達成する。これは、出力容量の大幅な低減を可能にし、結果として、より小型で、より低費用な解決策をもたらす。
【０００３】
種々の結合インダクタが、多相ＤＣ−ＤＣコンバータ用途で使用するために開発されてきた。以前の結合インダクタの実施例は、その開示が参照することによって本明細書に組み込まれる、Ｓｕｌｌｉｖａｎらの特許文献２で見出され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，３６２，９８６号明細書
【特許文献２】米国特許第７，４９８，９２０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態では、結合インダクタは、粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心と、第１、第２、第３、および第４の端子とを含む。結合インダクタはさらに、各々が磁心に少なくとも部分的に埋め込まれる第１および第２の巻線を含む。第１の巻線は、第１および第２の端子の間で電気的に結合され、第２の巻線は、第３および第４の端子の間で電気的に結合される。第２の巻線は、磁心内で第１の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離される。
【０００６】
実施形態では、電力供給装置は、プリント回路基板と、プリント回路基板に付加された結合インダクタと、プリント回路基板に付加された第１および第２のスイッチング回路とを含む。結合インダクタは、粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心と、第１、第２、第３、および第４の端子とを含む。結合インダクタはさらに、磁心に少なくとも部分的に埋め込まれた第１の巻線と、磁心に少なくとも部分的に埋め込まれた第２の巻線とを含む。第１の巻線は、第１および第２の端子の間で電気的に結合され、第２の巻線は、第３および第４の端子の間で電気的に結合される。第２の巻線は、磁心内で第１の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離される。第１のスイッチング回路は、第１の端子に電気的に結合され、少なくとも２つの異なる電圧間で第１の端子を切り替えるように構成される。第２のスイッチング回路は、第３の端子に電気的に結合され、少なくとも２つの異なる電圧間で第３の端子を切り替えるように構成される。第２および第４の端子は、電気的に一緒に接続される。
【０００７】
実施形態では、結合インダクタを形成する方法は、（１）複数の巻線のうちの各巻線が、複数の巻線のうちの各他の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されるように、複数の巻線を位置付けることと、（２）複数の巻線の少なくとも部分的に周囲で粉末磁性材料を形成することと、（３）粉末磁性材料の結合剤を硬化させることとを含む。
【０００８】
実施形態では、結合インダクタを形成する方法は、（１）複数の巻線のうちの各巻線が、複数の巻線のうちの各他の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されるように、複数の巻線を位置付けることと、（２）金型の中に粉末磁性材料を配置することと、（３）粉末磁性材料の結合剤を硬化することとを含む。
【０００９】
実施形態では、結合インダクタは、Ｎ本の巻線と、粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心とを含み、Ｎは、１よりも大きい整数である。モノリシック磁心は、第１および第２の端部磁気要素と、第１および第２の端部磁気要素を接続するＮ個の脚部とを含む。Ｎ本の巻線の各々は、Ｎ個の脚部のうちのそれぞれの１つの周囲に巻装される。
【００１０】
実施形態では、電力供給装置は、結合インダクタと、Ｎ個のスイッチング回路とを含み、Ｎは、１よりも大きい整数である。結合インダクタは、Ｎ本の巻線と、粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心とを含む。モノリシック磁心は、第１および第２の端部磁気要素と、第１および第２の端部磁気要素を接続するＮ個の脚部とを含む。Ｎ本の巻線の各々は、Ｎ個の脚部のうちのそれぞれの１つの周囲に巻装される。Ｎ個のスイッチング回路の各々は、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧間でＮ本の巻線のうちのそれぞれの１つの第２の端部を切り替えるためのものである。
【００１１】
実施形態では、結合インダクタは、粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心と、それぞれモノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれたＮ本の巻線とを含む。Ｎ本の巻線は、モノリシック磁心の中で互から少なくとも部分的に物理的に分離される。モノリシック磁心は、Ｎ本の巻線を磁気的に結合し、Ｎ本の巻線と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる漏洩磁束の経路を提供する。Ｎは、１よりも大きい整数である。
【００１２】
実施形態では、電力供給装置は、結合インダクタと、Ｎ個のスイッチング回路とを含み、Ｎは、１よりも大きい整数である。結合インダクタは、粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心と、各々がモノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれたＮ本の巻線とを含む。Ｎ本の巻線は、モノリシック磁心の中で互から少なくとも部分的に物理的に分離される。モノリシック磁心は、Ｎ本の巻線を磁気的に結合し、Ｎ本の巻線と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる漏洩磁束の経路を提供する。各巻線は、共通ノードに電気的に結合されている第１の端部を有する。各スイッチング回路は、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧間でＮ本の巻線のうちのそれぞれの１つの第２の端部を切り替えるためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態による、２相結合インダクタの斜視図を示し、図２は、水平断面図を示す。
【図２】図１は、実施形態による、２相結合インダクタの斜視図を示し、図２は、水平断面図を示す。
【図３】図３は、インダクタの磁心から分離された、図１および２の結合インダクタの巻線の斜視図を示す。
【図４】図４は、ＤＣ−ＤＣコンバータの概略図を示す。
【図５】図５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における図１および２の結合インダクタのある実施形態とともに使用され得る１つのプリント回路基板レイアウトを示す。
【図６】図６は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図７は、水平断面図を示す。
【図７】図６は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図７は、水平断面図を示す。
【図８】図８は、インダクタの磁心から分離された、図６および７の結合インダクタの巻線の斜視図を示す。
【図９】図９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における図６および７の結合インダクタのある実施形態とともに使用され得る１つのプリント回路基板レイアウトを示す。
【図１０】図１０は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図１１は、水平断面図を示す。
【図１１】図１０は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図１１は、水平断面図を示す。
【図１２】図１２は、インダクタの磁心から分離された、図１０および１１の結合インダクタの巻線の斜視図を示す。
【図１３】図１３は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図１４は、水平断面図を示す。
【図１４】図１３は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図１４は、水平断面図を示す。
【図１５】図１５は、インダクタの磁心から分離された、図１３および１４の結合インダクタの巻線の斜視図を示す。
【図１６】図１６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における図１３および１４の結合インダクタのある実施形態とともに使用され得る１つのプリント回路基板レイアウトを示す。
【図１７】図１７は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図１８は、水平断面図を示す。
【図１８】図１７は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図１８は、水平断面図を示す。
【図１９】図１９は、インダクタの磁心から分離された、図１７および１８の結合インダクタの巻線の斜視図を示す。
【図２０】図２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における図１７および１８の結合インダクタのある実施形態とともに使用され得る１つのプリント回路基板レイアウトを示す。
【図２１】図２１は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図２２は、水平断面図を示す。
【図２２】図２１は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図２２は、水平断面図を示す。
【図２３】図２３は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図２４は、水平断面図を示す。
【図２４】図２３は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図２４は、水平断面図を示す。
【図２５】図２５は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図２６は、水平断面図を示す。
【図２６】図２５は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図２６は、水平断面図を示す。
【図２７】図２７は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図２８は、水平断面図を示す。
【図２８】図２７は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図２８は、水平断面図を示す。
【図２９】図２９は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図３０は、水平断面図を示す。
【図３０】図２９は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図３０は、水平断面図を示す。
【図３１】図３１は、図２９および３０の結合インダクタの巻線の斜視図を示す。
【図３２】図３２は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図３３は、水平断面図を示す。
【図３３】図３２は、実施形態による、別の２相結合インダクタの斜視図を示し、図３３は、水平断面図を示す。
【図３４】図３４は、図３２および３３の結合インダクタの巻線の斜視図を示す。
【図３５】図３５は、実施形態による、多相結合インダクタを形成する方法を図示する。
【図３６】図３６は、実施形態による、１つの電力供給装置を示す。
【図３７】図３７〜３９は、それぞれ、実施形態による、拡張可能な粉末磁心結合インダクタの斜視図、上面図、および断面図を示す。
【図３８】図３７〜３９は、それぞれ、実施形態による、拡張可能な粉末磁心結合インダクタの斜視図、上面図、および断面図を示す。
【図３９】図３７〜３９は、それぞれ、実施形態による、拡張可能な粉末磁心結合インダクタの斜視図、上面図、および断面図を示す。
【図４０】図４０は、実施形態による、図３７〜３９のインダクタと同様であるが、磁心に埋め込まれた巻線を伴う拡張可能な粉末磁心結合インダクタの上面図を示し、図４１は、断面図を示す。
【図４１】図４０は、実施形態による、図３７〜３９のインダクタと同様であるが、磁心に埋め込まれた巻線を伴う拡張可能な粉末磁心結合インダクタの上面図を示し、図４１は、断面図を示す。
【図４２】図４２は、実施形態による、図３７〜３９のインダクタと同様であるが、分路脚部をさらに含む、拡張可能な粉末磁心結合インダクタの斜視図を示す。
【図４３】図４３〜４６は、それぞれ、実施形態による、図３７〜３９のインダクタと同様であるが、上部磁気要素をさらに含む、拡張可能な粉末磁心結合インダクタの斜視図、側面図、断面図、および上面図を示す。
【図４４】図４３〜４６は、それぞれ、実施形態による、図３７〜３９のインダクタと同様であるが、上部磁気要素をさらに含む、拡張可能な粉末磁心結合インダクタの斜視図、側面図、断面図、および上面図を示す。
【図４５】図４３〜４６は、それぞれ、実施形態による、図３７〜３９のインダクタと同様であるが、上部磁気要素をさらに含む、拡張可能な粉末磁心結合インダクタの斜視図、側面図、断面図、および上面図を示す。
【図４６】図４３〜４６は、それぞれ、実施形態による、図３７〜３９のインダクタと同様であるが、上部磁気要素をさらに含む、拡張可能な粉末磁心結合インダクタの斜視図、側面図、断面図、および上面図を示す。
【図４７】図４７は、図４３〜４６の結合インダクタの代替実施形態の斜視図を示す。
【図４８】図４８は、実施形態による、粉末磁性材料で形成された長方形のモノリシック磁心を含む拡張可能な結合インダクタの斜視図を示す。
【図４９】図４９は、図４８の結合インダクタの断面図を示す。
【図５０】図５０は、実施形態による、粉末磁性材料で形成された長方形のモノリシック磁心を含む別の拡張可能な結合インダクタの斜視図を示す。
【図５１】図５１は、図５０の結合インダクタの断面図を示す。
【図５２】図５２は、実施形態による、図５０のインダクタと同様であるが、異なる巻線構造を伴う結合インダクタの斜視図を示す。
【図５３】図５３は、実施形態による、図５２のインダクタと同様であるが、多重巻数の巻線を含む結合インダクタの斜視図を示す。
【図５４】図５４は、実施形態による、図５０のインダクタと同様であるが、フォイル巻線を含む結合インダクタの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書では、とりわけ、最先端の技術を大いに発展させる、結合インダクタが開示されている。従来技術の結合インダクタとは対照的に、本明細書で開示される結合インダクタのある実施形態は、結合剤内の粉末状の鉄などの粉末磁性材料で形成された磁心に少なくとも部分的に埋め込まれた２本以上の巻線を含む。そのような結合インダクタは、以下で論議されるような１つ以上の望ましい特徴を有し得る。以下の開示では、項目の特定の事例が、丸括弧内の数値の使用によって参照され得る（例えば、交換ノード４１６（１））一方で、丸括弧のない数字は、任意のそのような項目を指す（例えば、交換ノード４１６）。例証の明確さのために、図面中のある要素は、一定の縮尺で描写されない場合がある。
【００１５】
図１は、粉末磁性材料で形成された磁心に少なくとも部分的に埋め込まれた２本以上の巻線を含む結合インダクタの一実施例を示す。具体的には、図１は、結合インダクタ１００の斜視図を示し、図２は、図１の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ１００の断面図を示す。インダクタ１００は、磁心１０２と、巻線１０４、１０６と、電気端子１０８、１１０、１１２、１１４とを含む。図１では透明として示されている磁心１０２は、第１の側面１１６と、反対の第２の側面１１８とを含む。磁心１０２は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成され、巻線１０４、１０６を磁気的に結合するように磁束の経路を提供する。巻線１０４、１０６は、各々、少なくとも１回の巻数を形成し、磁心１０２に少なくとも部分的に埋め込まれる。典型的には、巻線１０４、１０６は、巻線１０４、１０６の間で強力な磁気結合を推進するように、および結合インダクタ１００の機械的頑健性を推進するように、大部分、または完全に磁心１０２に埋め込まれる。
【００１６】
巻線１０４は、端子１０８、１１０の間で電気的に結合され、巻線１０６は、端子１１２、１１４の間で電気的に結合される。したがって、端子１０８、１１０は、電気的インターフェースを巻線１０４に提供し、端子１１２、１１４は、電気的インターフェースを巻線１０６に提供する。端子１０８、１１２は、第１の側面１１６に近接して配置され、端子１１０、１１４は、第２の側面１１８に近接して配置される。端子１０８、１１０、１１２、１１４は、結合インダクタ１００がプリント回路基板（ＰＣＢ）への表面実装はんだ付けに好適であるように、図１−３に示されるようなはんだタブの形態であり得る。そのようなはんだタブは、例えば、巻線に接続（例えば、溶接またははんだ付け）される別々の構成要素である。しかしながら、はんだタブは、代替として、はんだタブを形成するように巻線端部を圧迫すること等によって、巻線自体から形成することができる。端子１０８、１１０、１１２、１１４は、めっきされたＰＣＢ貫通穴にはんだ付けするための貫通穴ピン等の、はんだタブ以外の形態も有し得る。
【００１７】
ある実施形態では、巻線１０４、１０６は、巻線１０４、１０６の間で強力な磁気結合を推進する、共通軸１２０に沿った少なくとも１回の巻数を形成するように整列させられる。共通軸１２０は、例えば、図１に示されるように、磁心１０２の水平面に配置される。巻線１０４、１０６は、例えば、ワイヤまたはフォイルで形成される。図３は、磁心１０２から分離している巻線１０４、１０６の斜視図を示す。
【００１８】
巻線１０４、１０６は、漏洩磁束の経路を提供するために、磁心１０２内で互から少なくとも部分的に分離され、それにより、結合インダクタ１００が回路に接続された時に漏洩インダクタンスを生成する。当技術分野で公知であるように、結合インダクタは、リップル電流の大きさを制限するように、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途において十分大きい漏洩インダクタンスを持たなければならない。図１および２の実施例では、巻線１０４、１０６は、互から水平に分離され、分離距離１２２によって互から完全に物理的に分離される（図２参照）。漏洩インダクタンスは、巻線１０４、１０６の間の分離１２２に比例し、したがって、漏洩インダクタンスは、分離距離１２２を変化させることによって結合インダクタ１００の設計中に変化させることができる。漏洩インダクタンスはまた、磁心１０２の粉末磁性材料の透磁率に反比例し、したがって、漏洩インダクタンスは、磁心１０２を形成する材料の組成を変化させることによって、結合インダクタ１００の設計中に調整することができる。ある実施形態では、巻線１０４、１０６の間の粉末磁心磁性材料の少なくともいくらかが、磁心１０２の他の部分を形成する粉末磁心磁性材料とは異なる磁気特性等の異なる組成を有する。そのような特徴は、例えば、磁心１０２の製造中に巻線１０４、１０６の分離を制御するために、および／または巻線１０４、１０６の間の領域中の磁心１０２の透磁率を制御するために使用され得る。
【００１９】
当技術分野で公知であるように、結合インダクタの上記で論議される利点を実現するように、結合インダクタ巻線は、多相ＤＣ−ＤＣコンバータの中の複数の別個のインダクタにわたり磁気的に逆に結合される必要がある。２相ＤＣ−ＤＣコンバータ４００における逆磁気結合は、図４を参照して理解することができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ４００は、２本の巻線４０４、４０６、および２本の巻線４０４、４０６を磁気的に結合する磁心４０８を有する、結合インダクタ４０２を含む。各巻線４０４、４０６の第１の端部４１０は、共通ノード４１２に電気的に結合し、各巻線４０４、４０６の第２の端部４１４は、それぞれの交換ノード４１６に電気的に結合する。それぞれのスイッチング回路４１８もまた、各交換ノード４１６に電気的に結合される。各スイッチング回路４１８は、少なくとも２つの異なる電圧レベルの間でそのそれぞれの第２の端部４１４を切り替える。ＤＣ−ＤＣコンバータ４００は、例えば、スイッチング回路４１８が入力電圧と接地との間でそのそれぞれの第２の端部４１４を切り替え、共通ノード４１２が出力ノードである、バックコンバータとして構成され得る。別の例示的実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ４００は、各スイッチング回路４１８が出力ノードと接地との間でそのそれぞれの第２の端部４１４を切り替え、共通ノード４１２が入力ノードである、ブーストコンバータとして構成される。
【００２０】
結合インダクタ４０２は、巻線４０４、４０６の間に逆磁気結合を有するように構成される。そのような逆磁気結合の結果として、巻線４０４を通って交換ノード４１６（１）から共通ノード４１２まで流れる増加する電流が、巻線４０６を通って交換ノード４１６（２）から共通ノード４１２まで流れる増加する電流を誘導する。同様に、逆結合により、巻線４０６を通って交換ノード４１６（２）から共通ノード４１２まで流れる増加する電流が、巻線４０４の中で交換ノード４１６（１）から共通ノード４１２まで流れる増加する電流を誘導する。
【００２１】
図１および２の結合インダクタ１００では、巻線１０４、１０６は、巻線１０４を通って第１の端子１０８から第２の端子１１０まで流れる増加する電流が、巻線１０６を通って第４の端子１１４から第３の端子１１２まで流れる増加する電流を誘導するように、磁心１０２の中で構成される。結果として、第１および第４の端子１０８、１１４、または第２および第３の端子１１０、１１２が、それぞれの交換ノードに接続された時に、逆結合がＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ１００で達成される。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における交換ノードに接続された結合インダクタ１００の２つの端子は、各々、逆磁気結合を実現するように、磁心１０２の対向側になければならない。
【００２２】
図５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ１００のある実施形態とともに使用するための１つのＰＣＢレイアウト５００を示す。レイアウト５００は、結合インダクタ１００の端子１０８、１１０、１１２、１１４にそれぞれ結合するためのパッド５０２、５０４、５０６、５０８を含む。パッド５０２、５０８は、それぞれ、伝導性配線５１４、５１６を介して交換ノード５１０および５１２に結合され、スイッチング回路５１８、５２０は、それぞれ、伝導性配線５１４、５１６を介して交換ノード５１０および５１２に結合される。パッド５０４、５０６は、伝導性配線５２４を介して共通ノード５２２に接続する。レイアウト５００の詳細を示すように、結合インダクタ１００の輪郭のみが、図５に示されている。ある実施形態では、レイアウト５００は、共通ノード５２２が、出力ノードであり、スイッチング回路５１８、５２０がそれぞれ、入力電圧と接地との間で交換ノード５１０、５１２を切り替える、バックコンバータの一部を形成する。
【００２３】
上記で論議されるように、交換ノードに接続される結合インダクタ１００の端子は、逆磁気結合を達成するように磁心１０２の対向側に配置される。したがって、交換ノードパッド５０２、５０８も、結合インダクタ１００の対向側に配置される。当技術分野で公知であるように、スイッチング回路は、好ましくは、効率的で信頼性のあるＤＣ−ＤＣコンバータ動作のために、それぞれのインダクタ端子の付近に位置するため、スイッチング回路５１８、５２０も、レイアウト５００の中の結合インダクタ１００の対向側に配置される。
【００２４】
図６は、別の結合インダクタ６００の斜視図を示し、図７は、図６のＡ−Ａに沿って得られた結合インダクタ６００の断面図を示す。結合インダクタ６００は、図１の結合インダクタ１００と同様であるが、結合インダクタ１００とは異なる巻線構成を有する。結合インダクタ６００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された磁心６０２（図６で透明として示されている）と、巻線６０４、６０６と、電気端子６０８、６１０、６１２、６１４とを含む。端子６０８、６１２は、磁心６０２の第１の側面６１６に近接して配置され、端子６１０、６１４は、磁心６０２の第２の側面６１８に近接して配置される。巻線６０４は、端子６０８、６１０の間で電気的に結合され、巻線６０６は、端子６１２、６１４の間で電気的に結合される。図８は、磁心６０２から分離された巻線６０４、６０６の斜視図を示す。
【００２５】
巻線６０４、６０６は、巻線６０４を通って第１の端子６０８から第２の端子６１０まで流れる増加する電流が、巻線６０６の中で第３の端子６１２から第４の端子６１４まで流れる増加する電流を誘導するように、磁心６０２の中で構成される。したがって、図１の結合インダクタ１００とは対照的に、磁心６０２の同じ側面上の端子が、それぞれの交換ノードに接続された時に、結合インダクタ６００を用いて逆結合が達成される。例えば、図９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ６００のある実施形態とともに使用され得る１つのＰＣＢレイアウト９００を示す。レイアウト９００の詳細を示すように、結合インダクタ６００の輪郭のみが、図９に示されている。レイアウト９００は、結合インダクタ６００の端子６０８、６１０、６１２、６１４にそれぞれ電気的に結合するためのパッド９０２、９０４、９０６、９０８を含む。パッド９０２、９０６の各々は、それぞれの伝導性配線９１８、９２０を介して、それぞれの交換ノード９１０、９１２およびそれぞれのスイッチング回路９１４、９１６に電気的に結合する。パッド９０４、９０８の各々は、伝導性配線９２４を介して共通ノード９２２に電気的に結合する。ある実施形態では、レイアウト９００は、共通ノード９２２が、出力ノードであり、スイッチング回路９１４、９１６がそれぞれ、入力電圧と接地との間で交換ノード９１０、９１２を切り替える、バックコンバータの一部を形成する。
【００２６】
磁心６０２の共通側面上の端子が、それぞれの交換ノードに電気的に結合された時に達成されている、逆磁気結合により、交換パッド９０２、９０６の各々は、レイアウト９００の中の結合インダクタ６００の共通側面９２６上に配置される。そのような特徴は、各スイッチング回路９１４、９１６が共通側面９２６上に配置されることも可能にし、それは、例えば、ＰＣＢレイアウトの容易性を推進し、各スイッチング回路９１４、９１６の１つ以上のスイッチングデバイス（例えば、トランジスタ）用の共通ヒートシンクの使用を可能にし得る。加えて、共通ノードパッド９０４、９０８の各々も、レイアウト９００の中の共通側面９２８上に配置され、それにより、共通ノード配線９２４が短くて幅広くなることを可能にし、それは、ＰＣＢレイアウトの低いインピーダンスおよび容易性を推進する。したがって、結合インダクタ６００の巻線構成は、ある用途では、結合インダクタ１００のものより好ましいことがある。
【００２７】
図１０は、結合インダクタ１００と同様であるが、異なる巻線構成を有する、別の結合インダクタ１０００の斜視図を示す。結合インダクタ１０００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された、図１０で透明として示される磁心１００２を含む。結合インダクタ１０００はさらに、磁心１００２に少なくとも部分的に埋め込まれた巻線１００４、１００６と、電気端子１００８、１０１０、１０１２、１０１４とを含む。巻線１００４は、端子１００８、１０１０の間で電気的に結合され、巻線１００６は、端子１０１２、１０１４の間で電気的に結合される。端子１００８、１０１２は、磁心１００２の第１の側面１０１６に近接して配置され、端子１０１０、１０１４は、磁心１００２の第２の側面１０１８に近接して配置される。図１１は、図１０の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ１０００の断面図を示し、図１２は、磁心１００２から分離された巻線１００４、１００６の斜視図を示す。
【００２８】
図１および６の結合インダクタ１００および６００とは対照的に、巻線１００４、１００６は、磁心１００２の中で互から垂直に変位させられ、つまり、巻線１００４、１００６は、垂直軸１０２０に沿って互から垂直に変位させられる。ある実施形態では、巻線１００４、１００６は、巻線１００４、１００６の間で強力な磁気結合を推進するように、共通軸１０２２の周囲で少なくとも１回の巻数を形成する。軸１０２２は、例えば、図１０に示されるように、磁心１００２の中で垂直面内に、または垂直軸１０２０と平行に配置される。結合インダクタ１００および６００と同様に、回路に設置された時の結合インダクタ１０００の漏洩インダクタンスは、線１００４、１００６の間の物理的分離に比例する。巻線１００４、１００６は、巻線１００４を通って第１の端子１００８から第２の端子１０１０まで流れる増加する電流が、巻線１００６を通って第３の端子１０１２から第４の端子１０１４まで流れる増加する電流を誘導するように、磁心１００２の中で構成される。したがって、端子１００８、１０１２または１０１０、１０１４が、それぞれの交換ノードに電気的に結合された時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ１０００を用いて逆磁気結合が達成される。したがって、結合インダクタ１０００のある実施形態は、図９のレイアウト９００とともに使用することができる。
【００２９】
図１３〜１４は、結合インダクタ１００のさらに別の変化例を示す。具体的には、図１３は、１つの結合インダクタ１３００の斜視図を示し、図１４は、図１４の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ１３００の断面図を示す。結合インダクタ１３００は、結合インダクタ１００と同様であるが、異なる巻線構成を含む。結合インダクタ１３００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成される、図１３で透明として示される磁心１３０２を含む。磁心１３０２は、第１の側面１３０４と、第２の側面１３０６と、第３の側面１３０８と、第４の側面１３１０とを含む。第１の側面１３０４は、第２の側面１３０６の反対側にあり、第３の側面１３０８は、第４の側面１３１０の反対側にある。
【００３０】
結合インダクタ１３００はさらに、巻線１３１２、１３１４と、電気端子１３１６、１３１８、１３２０、１３２２とを含む。端子１３１６は、磁心１３０２の第１の側面１３０４に近接して配置され、端子１３１８は、磁心１３０２の第２の側面１３０６に近接して配置され、端子１３２０は、磁心１３０２の第３の側面１３０８に近接して配置され、端子１３２２は、磁心１３０２の第４の側面１３１０に近接して配置される。巻線１３１２は、第１および第２の端子１３１６、１３１８の間で電気的に結合され、巻線１３１４は、第３および第４の端子１３２０、１３２２の間で電気的に結合される。巻線１３１２、１３１４は、磁心１３０２に少なくとも部分的に埋め込まれ、結合インダクタ１０００と同様に、巻線１３１２、１３１４は、垂直軸１３２４に沿って互から垂直に変位させられる。図１５は、磁心１３０２から分離された巻線１３１２、１３１４の斜視図である。
【００３１】
巻線１３１２を通って第１の端子１３１６から第２の端子１３１８まで流れる増加する電流は、巻線１３１４を通って第３の端子１３２０から第４の端子１３２２まで流れる増加する電流を誘導する。したがって、例えば、第１および第３の端子１３１６、１３２０、または第２および第４の端子１３１８、１３２２が、それぞれの交換ノードに電気的に結合された状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における巻線１３１２、１３１４の間の磁気結合を達成することができる。
【００３２】
例えば、図１６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ１３００のある実施形態とともに使用され得るＰＣＢレイアウトの一実施例である１つのＰＣＢレイアウト１６００を示す。レイアウト１６００は、結合インダクタ１３００の端子１３１６、１３１８、１３２０、１３２２にそれぞれ結合するためのパッド１６０２、１６０４、１６０６、１６０８を含む。レイアウト１６００のパッドを示すように、結合インダクタ１３００の輪郭のみが、図１６に示されている。伝導性配線１６１０は、パッド１６０２およびスイッチング回路１６１２を第１の交換ノード１６１４に接続し、伝導性配線１６１６は、パッド１６０６およびスイッチング回路１６１８を第２の交換ノード１６２０に接続する。伝導性配線１６２２は、パッド１６０４、１６０８を共通ノード１６２４に接続する。伝導性配線１６２２は、レイアウト１６００の中で短くて幅広く、それにより、共通ノード１６２４上で低いインピーダンスを推進することに留意されたい。ある実施形態では、レイアウト１６００は、共通ノード１６２４が、出力ノードであり、スイッチング回路１６１２、１６１８がそれぞれ、入力電圧と接地との間で交換ノード１６１４、１６２０を切り替える、バックコンバータの一部を形成する。
【００３３】
図１７は、別の結合インダクタ１７００の斜視図を示し、図１８は、図１７の線Ａ−Ａに沿って得られたインダクタ１７００の断面図を示す。結合インダクタ１７００は、図１３の結合インダクタ１３００と同様であるが、異なる巻線構成を伴う。結合インダクタ１７００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された磁心１７０２を含む。磁心１７０２は、図１７で透明として示され、磁心１７０２は、第１の側面１７０４と、第２の側面１７０６と、第３の側面１７０８と、第４の側面１７１０とを含む。
【００３４】
結合インダクタ１７００はさらに、巻線１７１２、１７１４と、端子１７１６、１７１８、１７２０、１７２２とを含む。端子１７１６は、第１の側面１７０４に近接して配置され、端子１７１８は、第２の側面１７０６に近接して配置され、端子１７２０は、第３の側面１７０８に近接して配置され、端子１７２２は、第４の側面１７１０に近接して配置される。巻線１７１２は、第１および第４の端子１７１６、１７２２の間で電気的に結合され、巻線１７１４は、第２および第３の端子１７１８、１７２０の間で電気的に結合される。図１９は、磁心１７０２から分離された巻線１７１２、１７１４の斜視図を示す。
【００３５】
巻線１７１２を通って第４の端子１７２２から第１の端子１７１６まで流れる増加する電流は、巻線１７１４を通って第３の端子１７２０から第２の端子１７１８まで流れる増加する電流を誘導する。したがって、第１および第２の端子１７１６、１７１８、または第３および第４の端子１７２０、１７２２が、それぞれの交換ノードに電気的に結合された時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途において逆磁気結合が達成される。
【００３６】
図２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ１７００のある実施形態とともに使用され得る１つのレイアウト２０００を示す。レイアウト２０００は、結合インダクタ１７００の端子１７１６、１７１８、１７２０、１７２２にそれぞれ結合するための第１、第２、第３、および第４のはんだパッド２００２、２００４、２００６、２００８を含む。パッド２００６およびスイッチング回路２０１０は、伝導性配線２０１４を介して第１の交換ノード２０１２に接続し、パッド２００８および第２のスイッチング回路２０１６は、伝導性配線２０２０を介して第２の交換ノード２０１８に接続する。パッド２００２、２００４は、伝導性配線２０２４を介して共通出力ノード２０２２に電気的に結合される。レイアウト２０００のパッドを示すように、結合インダクタ１７００の輪郭のみが、図２０に示されている。
【００３７】
図２１は、１つの結合インダクタ２１００の斜視図を示し、図２２は、図２１の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ２１００の断面図を示す。結合インダクタ２１００は、結合インダクタ１００（図１）と同様であるが、「ステープル」型巻線を含む。結合インダクタ２１００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された磁心２１０２（図２１で透明として示されている）と、ステープル型巻線２１０４、２１０６と、電気端子２１０８、２１１０、２１１２、２１１４とを含む。端子２１０８、２１１２は、磁心２１０２の第１の側面２１１６に近接して配置され、端子２１１０、２１１４は、磁心２１０２の反対側の第２の側面２１１８に近接して配置される。巻線２１０４は、端子２１０８、２１１０の間で電気的に結合され、巻線２１０６は、端子２１１２、２１１４の間で電気的に結合される。
【００３８】
巻線２１０４、２１０６は、巻線２１０４を通って第１の端子２１０８から第２の端子２１１０まで流れる増加する電流が、巻線２１０６を通って第４の端子２１１４から第３の端子２１１２まで流れる増加する電流を誘導するように、磁心２１０２の中で構成される。したがって、磁心２１０２の対向側面２１１６、２１１８上の端子が、それぞれの交換ノードに接続された時に、結合インダクタ２１００を用いて磁気結合が達成される。したがって、結合インダクタ２１００のある実施形態は、ＰＣＢレイアウト５００（図５）とともに使用され得る。
【００３９】
巻線２１０４、２１０６と関連付けられる漏洩インダクタンスは、巻線２１０４、２１０６の間の間隔２１２０が増加するにつれて増加する（図２２参照）。したがって、漏洩インダクタンスは、間隔２１２０を変化させることによって結合インダクタ２１００の設計中に変化させることができ、それは、異なる漏洩インダクタンス値を有する結合インダクタ２１００の実施形態の容易な製造を推進する。対照的に、いくつかの従来の結合インダクタは、漏洩インダクタンスを変化させるために、磁心幾何学形状の変化および／または間隙厚さの変化を必要とし、おそらく、漏洩インダクタンスを変化させるために、工具の幅広い変更を必要とする。
【００４０】
図２３は、１つの結合インダクタ２３００の斜視図を示し、図２４は、図２３の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ２３００の断面図を示す。結合インダクタ２３００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された、図２３で透明として示される磁心２３０２を含む。結合インダクタ２３００はさらに、磁心２３０２に少なくとも部分的に埋め込まれた巻線２３０４、２３０６と、電気端子２３０８、２３１０、２３１２、および２３１４とを含む。巻線２３０４は、端子２３０８、２３１０の間で電気的に結合され、巻線２３０６は、端子２３１２、２３１４の間で電気的に結合される。巻線２３０４は、例証目的で（すなわち、図中の巻線２３０４、２３０６を区別することを支援するように）図２３および２４で鎖線として示されている。実際は、巻線２３０４は、典型的には、巻線２３０６と同じ材料で形成される。端子２３０８、２３１２は、磁心２３０２の第１の側面２３１６に近接して配置され、端子２３１０、２３１４は、磁心２３０２の第２の側面２３１８に近接して配置される。
【００４１】
巻線２３０４、２３０６の部分２３２０は、巻線２３０４、２３０６が磁気的に結合されるように（図２４参照）、互に整列させられる（例えば、少なくとも部分的に互に重複する）。巻線２３０４、２３０６がより互に整列させられるほど、結合インダクタ２３００の磁化インダクタンスが大きくなる。したがって、巻線２３０４、２３０６が互に整列させられる程度を変化させることによって、結合インダクタの設計中に磁化インダクタンスを変化させることができる。
【００４２】
互に整列させられていない巻線２３０４、２３０６の部分は、巻線２３０４、２３０６と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる。したがって、巻線２３０４、２３０６が互に整列させられていない程度、ならびに巻線の間の間隔を変化させることによって、結合インダクタ２３００の設計中に漏洩インダクタンスを変化させることができる。
【００４３】
結合インダクタ２１００（図２１）の巻線とは対照的に、巻線２３０４、２３０６は、巻線２３０４を通って第１の端子２３０８から第２の端子２３１０まで流れる増加する電流が、巻線２３０６を通って第３の端子２３１２から第４の端子２３１４まで流れる増加する電流を誘導するように、磁心２３０２の中で互に交差する。したがって、端子２３０８、２３１２または２３１０、２３１４が、それぞれの交換ノードに接続された時に、結合インダクタ２３００を用いて逆磁気結合が達成される。したがって、結合インダクタ２３００のある実施形態を、図９のレイアウト９００とともに使用することができる。
【００４４】
図２５は、１つの結合インダクタ２５００の斜視図を示し、図２６は、図２５の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ２５００の断面図を示す。結合インダクタ２５００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された、図２５で透明として示される磁心２５０２を含む。結合インダクタ２５００はさらに、磁心２５０２に少なくとも部分的に埋め込まれた巻線２５０４、２５０６と、電気端子２５０８、２５１０、２５１２、および２５１４とを含む。巻線２５０４は、端子２５０８、２５１０の間で電気的に結合され、巻線２５０６は、端子２５１２、２５１４の間で電気的に結合される。巻線２５０４は、例証目的で（すなわち、図中の巻線２５０４、２５０６を区別することを支援するように）図２５および２６で鎖線として示されている。実際は、巻線２５０４は、典型的には、巻線２５０６と同じ材料で形成される。端子２５０８、２５１０は、磁心２５０２の第１の側面２５１６に近接して配置され、端子２５１２、２５１４は、磁心２５０２の第２の側面２５１８に近接して配置される。
【００４５】
巻線２５０４、２５０６の中心部分２５２０は、巻線２５０４、２５０６が磁気的に結合されるように、互に整列させられる。巻線２５０４、２５０６がより互に整列させられるほど、結合インダクタ２５００の磁化インダクタンスが大きくなる。したがって、巻線２５０４、２５０６が互に整列させられる程度を変化させることによって、結合インダクタ２５００の設計中に磁化インダクタンスを変化させることができる。
【００４６】
互に整列させられていない巻線２５０４、２５０６の部分は、巻線２５０４、２５０６と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる。したがって、巻線２５０４、２５０６が互に整列させられていない程度を変化させることによって、結合インダクタ２５００の設計中に漏洩インダクタンスを変化させることができる。
【００４７】
また、非対称の漏洩インダクタンス値を有するように、つまり、巻線２５０４、２５０６と関連付けられるそれぞれの漏洩インダクタンス値が異なるように、結合インダクタ２５００をその設計中に構成できることに留意されたい。結合インダクタ２５００は、図２６で同じサイズを有するものとして示される磁心部分２５２２、２５２４を含む。部分２５２２は、巻線２５０４によって境界されるが、中心部分２５２０の外側にある、磁心２５０２の一部分を表す。同様に、部分２５２４は、巻線２５０６によって境界されるが、中心部分２５２０の外側にある、磁心２５０２の一部分を表す。部分２５２２、２５２４が同じサイズを有するため、巻線２５０４、２５０６と関連付けられるそれぞれの漏洩インダクタンス値は、ほぼ等しい。しかしながら、部分２５２２、２５２４が異なるサイズを有するように、インダクタ２５００が修正される場合、結合インダクタは、非対称の漏洩インダクタンス値を有する。例えば、部分２５２２が部分２５２４よりも大きく作られた場合、巻線２５０４と関連付けられる漏洩インダクタンスは、巻線２５０６と関連付けられる漏洩インダクタンスよりも大きくなる。
【００４８】
巻線２５０４、２５０６は、巻線２５０４を通って第１の端子２５０８から第２の端子２５１０まで流れる増加する電流が、巻線２５０６を通って第３の端子２５１２から第４の端子２５１４まで流れる増加する電流を誘導するように、磁心２５０２の中で構成される。したがって、端子２５０８、２５１２、または２５１０、２５１４が、それぞれの交換ノードに電気的に結合された時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ２５００を用いて逆磁気結合が達成される。
【００４９】
図２７は、結合インダクタ２７００の斜視図を示し、図２８は、図２７の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ２７００の断面図を示す。結合インダクタ２７００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された、図２７で透明として示される磁心２７０２を含む。結合インダクタ２７００はさらに、磁心２７０２に少なくとも部分的に埋め込まれた巻線２７０４、２７０６と、電気端子２７０８、２７１０、２７１２、および２７１４とを含む。巻線２７０４は、端子２７０８、２７１０の間に電気的に結合され、巻線２７０６は、端子２７１２、２７１４の間に電気的に結合される。巻線２７０４は、例証目的で（すなわち、図中の巻線２７０４、２７０６を区別することを支援するように）図２７および２８で鎖線として示されている。実際は、巻線２７０４は、典型的には、巻線２７０６と同じ材料で形成される。巻線２７０４、２７０６は、磁心２７０２の中で互に交差する。端子２７０８、２７１２は、磁心２７０２の第１の側面２７１６に近接して配置され、端子２７１０は、磁心２７０２の第２の側面２７１８に近接して配置され、端子２７１４は、磁心２７０２の第３の側面２７２０に近接して配置される。図２７に示されるように、第２の側面２７１８は、第３の側面２７２０とは反対側にあり、第１の側面２７１６は、第２および第３の側面２７１８、２７２０の間に配置される。
【００５０】
巻線２７０４、２７０６の中心部分２７２２は、巻線２７０４、２７０６が磁気的に結合されるように、互に整列させられる。巻線２７０４、２７０６がより互に整列させられるほど、結合インダクタ２７００の磁化インダクタンスが大きくなる。したがって、巻線２７０４、２７０６が互に整列させられる程度を変化させることによって、結合インダクタ２７００の設計中に磁化インダクタンスを変化させることができる。
【００５１】
互に整列させられていない巻線２７０４、２７０６の部分は、巻線２７０４、２７０６と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる。したがって、巻線２７０４、２７０６が互に整列させられていない程度を変化させることによって、結合インダクタ２７００の設計中に漏洩インダクタンスを変化させることができる。
【００５２】
巻線２７０４、２７０６は、巻線２７０４を通って第１の端子２７０８から第２の端子２７１０まで流れる増加する電流が、巻線２７０６を通って第３の端子２７１２から第４の端子２７１４まで流れる増加する電流を誘導するように、磁心２７０２の中で構成される。したがって、端子２７０８、２７１２、または２７１０、２７１４が、それぞれの交換ノードに電気的に結合された時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ２７００を用いて逆磁気結合が達成される。
【００５３】
図２９は、１つの結合インダクタ２９００の斜視図を示し、図３０は、図２９の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ２７００の断面図を示す。結合インダクタ２９００は、結合インダクタ２７００（図２７）と同様であるが、巻線２７０４、２７０６の代わりに、１回以上の完全な巻数を形成する巻線２９０２、２９０４を含む。図３１は、それら自体から、および結合インダクタ２９００から分離された巻線２９０２、２９０４の斜視図を示す。結合インダクタ２９００は、約１回半の巻数を形成する巻線２９０２、２９０４とともに示されているが、１本以上の巻線２９０２、２９０４は、より多くの巻数（例えば、約２回半の巻数）を形成し得る。
【００５４】
複数の巻数を形成する巻線の使用は、巻線の間で磁気結合を増大させ、それにより、磁化インダクタンスを増加させ、それは、スイッチング電力コンバータ用途において有益であり得る。例えば、結合インダクタを使用する多層ＤＣ−ＤＣコンバータでは、磁化インダクタンスを増加させることは、典型的には、インダクタおよびスイッチにおけるリップル電流を減少させる。代替として、巻数の数を増加させることは、依然として所望の磁化インダクタンス値を維持しながら、心材透磁率が減少させられることを可能にし得、それにより、磁心における磁束および関連磁心損失を低減する。
【００５５】
図３２は、１つの結合インダクタ３２００の斜視図を示し、図３３は、図３２の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ３２００の断面図を示す。結合インダクタ３２００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された、図３２で透明として示される磁心３２０２を含む。結合インダクタ３２００はさらに、磁心３２０２に少なくとも部分的に埋め込まれた巻線３２１２、３２１４と、電気端子３２０６、３２０８、および３２１０とを含む。巻線３２１２が、端子３２０６、３２１０の間で電気的に結合される一方で、巻線３２１４は、端子３２０８、３２１０の間で電気的に結合される。ある実施形態では、巻線３２１２、３２１４は、その長さに沿って端子３２１０に結合される、共通の１本のワイヤ３２０４から形成される。巻線３２１２、３２１４が共通ワイヤ３２０４の一部である、ある実施形態では、ワイヤ３２０４の一部分は、端子３２１０を形成するように扁平である。図３４は、それら自体から、および結合インダクタ３２００から分離された巻線３２１２、３２１４の斜視図を示す。端子３２０６、３２０８は、磁心３２０２の第１の側面３２１６に近接して配置され、端子３２１０は、磁心３２０２の第２の側面３２１８に近接して配置される。
【００５６】
巻線３２１２、３２１４の中心部分３２２０は、巻線３２１２、３２１２が磁気的に結合されるように、互に整列させられる。互に整列させられていない巻線３２１２、３２１４の部分は、巻線３２１２、３２１４と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる。巻線３２１２、３２１４によって形成される巻数の数および／または巻線３２１２、３２１４の形状は、漏洩インダクタンスおよび／または磁化インダクタンスを制御するように、結合インダクタ３２００の設計中に変化させることができる。例えば、巻線３２１２、３２１４は、追加の巻数を形成するように、または巻数を全く形成しないように修正することができる。整列させられる巻線３２１２、３２１４の部分を増加させることは、磁化インダクタンスを増加させ、整列させられていない巻線３２１２、３２１４の部分を増加させることは、漏洩インダクタンスを増加させる。
【００５７】
上記で論議されるように、ある実施形態では、巻線３２１２、３２１４は、共通ワイヤから形成される。そのような構成は、典型的には、多重巻線インダクタよりも単一巻線インダクタを製造するほうが安価および／または容易であるため、結合インダクタ３２００の低費用を推進する。加えて、巻線３２１２、３２１４の両方が共通端子３２１０に接続されるという事実は、巻線３２１２、３２１４の正確な相対的位置付けを推進し、それにより、厳密な漏洩および磁化インダクタンス公差を推進し得る。
【００５８】
巻線３２１２、３２１４は、巻線３２１２を通って第１の端子３２０６から第２の端子３２１０まで流れる増加する電流が、巻線３２１４を通って第２の端子３２０８から第３の端子３２１０まで流れる増加する電流を誘導するように、磁心３２０２の中で構成される。したがって、端子３２０６、３２０８が、それぞれの交換ノードに電気的に結合された時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途における結合インダクタ３２００を用いて逆磁気結合が達成される。
【００５９】
本明細書で開示される粉末磁心結合インダクタのある実施形態は、１つ以上の所望の特性を有し得る。例えば、結合インダクタのある実施形態の巻線は、磁心に少なくとも部分的に埋め込まれるため、必ずしも磁心の通路を通って巻装される必要はなく、それにより、特に、１本の巻線につき複数の巻数および／または複雑な形状の巻線を伴う実施形態において、低費用および製造可能性を推進する。別の実施例では、本明細書で開示される結合インダクタのある実施形態は、それらの巻線が磁心に埋め込まれ、それにより、磁心によって保護されるため、特に機械的に頑丈であり得る。さらに別の例示的実施形態では、磁心の中の巻線の間の分離を調整することのみによって、設計段階中に、本明細書で開示される結合インダクタのある実施形態の漏洩インダクタンスを調整することができる。
【００６０】
上記の実施例のうちのいくつかは、１本の巻線につき１回の巻数を示すが、本明細書で論議される結合インダクタのある代替実施形態は、１本の巻線につき２回以上の巻数を形成すると予想される。加えて、巻線は、本明細書で論議される実施形態の大部分では、磁心内で互から電気的に隔離されるが、２本以上の巻線が電気的に一緒に結合され、または２本以上の巻線の端部が単一の端子に接続される。そのような代替実施形態は、２本以上の巻線のそれぞれの端部が共通ノード（例えば、バックコンバータ出力ノードまたはブーストコンバータ入力ノード）に接続される用途で有用であり得る。例えば、結合インダクタ６００（図６）の代替実施形態では、巻線６０４は、第１および第２の端子６０８、６１０の間で電気的に結合され、巻線６０６は、第３および第２の端子６１２、６１０の間で電気的に結合され、第４の端子６１４は、排除され得る。さらに、上記で論議されるように、電気端子の構成を変化させることができる（例えば、はんだタブが貫通穴ピンと置換され得る）。
【００６１】
本文書の目的で、結合剤という用語は、粉末磁性材料を結合する合成ポリマー（例えば、熱可塑性または熱硬化性材料）、合成または天然ゴム、コロイド、ゴム加工品、または樹脂を含むが、それらに限定されない。
【００６２】
上記で論議されるように、本明細書で開示される結合インダクタの磁心を形成するために使用され得る、粉末磁心磁性材料の一実施例は、ポリマー結合剤内の鉄等の結合剤内の鉄である。しかしながら、ある実施形態では、ニッケル、コバルト、および／または希土類金属の合金等の別の磁性材料が、鉄の代わりに、または鉄に加えて使用されることが予想される。いくつかの実施形態では、磁性材料は、他の磁気および／または非磁気要素で合金にされる。例えば、ある実施形態では、粉末磁心磁性材料は、結合剤内のコバルト、炭素、ニッケル、および／またはモリブデンで合金にされた鉄等の結合剤内の鉄の合金を含む。
【００６３】
ある実施形態では、粉末磁心磁性材料は、「成形」磁心を形成するように磁心が金型の中で硬化させられ得るように、成形可能である。
【００６４】
本明細書で開示される粉末磁性材料磁心は、いくつかの別々の磁気要素で形成された磁心とは対照的に、モノリシック（すなわち、単一ユニット）磁心であることを理解されたい。さらに、本明細書で開示される粉末磁性材料磁心は、焼成セラミック材料から形成されるフェライト磁心とは異なることを理解されたい。
【００６５】
図３５は、粉末磁心結合インダクタを形成する方法３５００を図示する。方法３５００は、磁心に埋め込まれた巻線を有する、本明細書で論議される磁心のある実施形態を形成するために使用され得る。しかしながら、方法３５００は、そのような実施形態を形成することに限定されず、本明細書で論議される実施形態は、方法３５００以外の方法によって形成され得る。
【００６６】
方法３５００は、複数の巻線のうちの各々が、複数の巻線のうちの互から少なくとも部分的に物理的に分離されるように、複数の巻線を位置付けるステップ３５０２を含む。ステップ３５０２の実施例は、互から分離されるように、図１の巻線１０４、１０６を位置付けることである。ステップ３５０２の別の実施例は、互から少なくとも部分的に物理的に分離されるように、金型の中に巻線１０４、１０６を位置付けることである。巻線は、例えば、図１に示されるように、共通軸の周囲で少なくとも１回の巻数を形成するように、完全に物理的に分離され、および／または整列させられる。ステップ３５０４では、粉末磁性材料が、ステップ３５０２で位置付けられた複数の巻線の少なくとも部分的に周囲で形成される。ステップ３５０４の実施例は、図１の巻線１０４、１０６の周囲で、結合剤内の粉末状の鉄または同様の磁性粉末を含む粉末磁性材料を形成することである。ステップ３５０４の別の実施例は、巻線１０４、１０６が位置付けられる金型の中に、結合剤を含む粉末磁性材料を配置することである。ステップ３５０６では、ステップ３５０４で形成された粉末磁性材料の結合剤が硬化させられ（例えば、加熱される、圧力を受ける、および／または１つ以上の化学物質を受ける）、それにより、その中に埋め込まれた巻線を伴うモノリシック磁心を形成する。ステップ３５０６の実施例は、磁心１０２を形成するために、巻線１０４、１０６の周囲に形成された粉末磁性材料を焼結することである。ステップ３５０６の別の実施例は、巻線１０４、１０６の周囲の金型の中に配置されたエポキシまたは熱硬化性結合剤と組み合わせられた、粉末状の磁性材料を含む複合材料を、化学反応（例えば、触媒硬化）を介して硬化させることである。
【００６７】
上記で論議されるように、本明細書で開示される結合インダクタの１つの考えられる使用は、スイッチングＤＣ−ＤＣコンバータ等のスイッチング電力供給装置におけるものである。したがって、磁心を形成するために使用される磁性材料は、典型的に、スイッチング電力供給装置において一般的である高スイッチング周波数（例えば、少なくとも２０ＫＨｚ）で比較的低い磁心損失を呈する材料である。
【００６８】
図３６は、本明細書で説明される結合インダクタの１つの考えられる用途である１つの電力供給装置３６００を概略的に示す。電力供給装置３６００は、電力供給装置３６００の構成要素を支持し、電気的に接続するためのＰＣＢ３６０２を含む。ＰＣＢ３６０２は、代替として、いくつかの別個であるが電気的に相互接続されたＰＣＢと置換することができる。
【００６９】
電力供給装置３６００は、各相が、それぞれのスイッチング回路３６０６と、２相結合インダクタ３６１０の巻線３６０８とを含む２つの相３６０４を含むものとして示されている。しかしながら、電力供給装置３６００の代替実施形態は、第１の１対の相が第１の２相結合インダクタの巻線を利用し、第２の１対の相が第２の２相結合インダクタの巻線を利用する、４つの相等の異なる数の相３６０４を有し得る。２相結合インダクタ３６１０の実施例は、結合インダクタ１００（図１）、結合インダクタ６００（図６）、結合インダクタ１０００（図１０）、結合インダクタ１３００（図１３）、結合インダクタ１７００（図１７）、結合インダクタ２１００（図２１）、結合インダクタ２３００（図２３）、結合インダクタ２５００（図２５）、結合インダクタ２７００（図２７）、結合インダクタ２９００（図２９）、結合インダクタ３２００（図３２）、結合インダクタ３７００（図３７）の２本の巻線の実施形態、結合インダクタ４０００（図４０）の２本の巻線の実施形態、結合インダクタ４２００（図４２）の２本の巻線の実施形態、結合インダクタ４３００（図４３）の２本の巻線の実施形態、結合インダクタ４７００（図４７）の２本の巻線の実施形態、結合インダクタ４８００（図４８）の２本の巻線の実施形態、結合インダクタ５０００（図５０）の２本の巻線の実施形態、結合インダクタ５２００（図５２）の２本の巻線の実施形態、結合インダクタ５３００（図５３）の２本の巻線の実施形態、および結合インダクタ５４００（図５４）の２本の巻線の実施形態を含む。加えて、３つ以上の相３６０４を有する代替実施形態は、３相以上の結合インダクタとして、以下で論議される拡張可能な結合インダクタ３７００、４０００、４２００、４３００、４７００、４８００、５０００、５２００、５３００、または５４００のうちの１つを使用し得る。
【００７０】
各巻線３６０８は、それぞれの第１の端部３６１２、およびそれぞれの第２の端部３６１４を有する。第１および第２の端部３６１２、３６１４は、例えば、ＰＣＢ３６０２への表面実装はんだ付けに好適な表面実装はんだタブを形成する。例えば、結合インダクタ３６１０が結合インダクタ１００（図１）の実施形態である、実施形態では、第１の端部３６１２（１）は、端子１１０を表し、第２の端３６１４（１）は、端子１０８を表し、第１の端部３６１２（２）は、端子１１２を表し、第２の端部３６１４（２）は、端子１１４を表す。各第１の端部３６１２は、ＰＣＢ配線３６１８等を介して共通第１のノード３６１６に電気的に接続される。
【００７１】
各第２の端部３６１４は、それぞれのＰＣＢ配線３６２０等によって、それぞれのスイッチング回路３６０６に電気的に接続される。スイッチング回路３６０６は、少なくとも２つの異なる電圧レベルの間で、それぞれの巻線３６０８の第２の端部３６１４を切り替えるように構成される。コントローラ３６２２は、スイッチング回路３６０６を制御し、コントローラ３６２２は、随意で、第１のノード３６１６等へのフィードバック接続３６２４を含む。第１のノード３６１６は、随意で、フィルタ３６２６を含む。
【００７２】
電力供給装置３６００は、典型的に、切替に起因する音が、人間によって知覚可能な周波数範囲を上回るように、スイッチング回路３６０６が切り替わる周波数である、少なくとも約２０ｋＨｚのスイッチング周波数を有する。スイッチング電力供給装置３６００を、低スイッチング周波数の代わりに高スイッチング周波数（例えば、少なくとも２０ｋＨｚ）で動作させることは、（１）より小さいエネルギー貯蔵構成要素（例えば、結合インダクタ３６１０およびフィルタコンデンサ）を使用する能力、（２）より小さいリップル電流およびリップル電圧振幅、および／または、（３）より高速のコンバータ過渡応答等の利点も提供し得る。高スイッチング周波数での効率的な動作を可能にするために、結合インダクタ３６１０の磁心３６２８を形成する１つ以上の磁性材料は、典型的には、高周波数動作で比較的低い磁心損失を有する材料である。
【００７３】
いくつかの実施形態では、コントローラ３６２２は、各スイッチング回路３６０６が各他のスイッチング回路３６０６から位相をずらして動作するように、スイッチング回路３６０６を制御する。異なる言い方をすれば、そのような実施形態では、各スイッチング回路３６０６によってそのそれぞれの第２の端部３６１４に提供される交換波形は、各他のスイッチング回路３６０６によってそのそれぞれの第２の端部３６１４に提供される交換波形に対して移相される。例えば、電力供給装置３６００のある実施形態では、スイッチング回路３６０６（１）は、スイッチング回路３６０６（２）によって第２の端部３６１４（２）に提供される交換波形と位相が約１８０°ずれている、交換波形を第２の端部３６１４（１）に提供する。
【００７４】
電力供給装置３６００がＤＣ−ＤＣコンバータである、実施形態では、例えば、ＰＣＢレイアウト５００（図５）、９００（図９）、１６００（図１６）、または２０００（図２０）等の上記で論議されるＰＣＢレイアウトのうちの１つを利用する。例えば、電力供給装置３６００が、ＰＣＢレイアウト９００を伴うインダクタ６００を使用するＤＣ−ＤＣコンバータである場合、レイアウト９００のスイッチング回路９１４、９１６は、電力供給装置３６００のスイッチング回路３６０６（１）、３６０６（２）に対応し、レイアウト９００のスイッチング配線９１８、９２０は、電力供給装置２２００の配線３６２０（１）、３６２０（２）に対応する。
【００７５】
電力供給装置３６００は、種々の構成を有するように構成することができる。例えば、電力供給装置３６００がバックコンバータとして構成され、第１のノード３６１６が出力電圧ノードであり、フィルタ３６２６が出力フィルタであるように、スイッチング回路３６０６は、入力電圧ノード（図示せず）と接地との間で、それぞれの第２の端部３６１４を切り替え得る。本実施例では、各スイッチング回路３６０６は、少なくとも１つのハイサイドスイッチングデバイスおよび少なくとも１つのキャッチダイオード、または少なくとも１つのハイサイドスイッチングデバイスおよび少なくとも１つのローサイドスイッチングデバイスを含む。本文書の文脈では、スイッチングデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ、電界効果トランジスタ（例えば、Ｎ−チャネルまたはＰ−チャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ、接合型電界効果トランジスタ、または金属半導体電界効果トランジスタ）、絶縁ゲート型バイポーラ接合トランジスタ、サイリスタ、またはシリコン制御整流器を含むが、それらに限定されない。
【００７６】
別の例示的実施形態では、電力供給装置３６００は、第１のノード３６１６が入力電力ノードであり、スイッチング回路３６０６が出力電圧ノード（図示せず）と接地との間でそれらの第２の端部３６１４を切り替えるように、ブーストコンバータとして構成される。加えて、電力供給装置３６００は、例えば、第１のノード３６１６が共通ノードであり、スイッチング回路３６０６が出力電圧ノード（図示せず）と入力電圧ノード（図示せず）との間でそれらの第２の端部３６１４を切り替えるように、バック・ブーストコンバータとして構成することができる。
【００７７】
さらに、さらに別の実施例では、電力供給装置３６００は、孤立したトポロジを形成し得る。例えば、各スイッチング回路３６０６は、変圧器と、変圧器の一次巻線に電気的に結合される少なくとも１つのスイッチングデバイスと、変圧器の二次巻線とスイッチング回路のそれぞれの第２の端部３６１４との間に結合される整流回路とを含み得る。整流回路は、随意で、ダイオードでよく見られる順方向伝導電圧降下を回避することによって効率を向上させるように、少なくとも１つのスイッチングデバイスを含む。
【００７８】
図３７〜３９は、拡張可能である結合インダクタの中の粉末磁性材料磁心を示す。拡張可能とは、Ｎ本の磁気的に結合された巻線を含むように適合することができることを意味する（Ｎは１よりも大きい整数）。図３７〜３９は、それぞれ、粉末磁心結合インダクタ３７００の斜視図、上面図、および断面図を示し、図３９の断面図は、図３８の線Ａ−Ａに沿って得られる。
【００７９】
結合インダクタ３７００は、ポリマー結合剤等の硬化性結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心３７０２を含む。磁心３７０２は、端部磁気要素３７０４、３７０６、ならびに一列に配置されたＮ個の脚部３７０８とを含み、Ｎは、１よりも大きい整数である。各脚部３７０８は、端部磁気要素３７０４、３７０６を接続する。したがって、磁心３７０２は、端部磁気要素３７０４、３７０６がはしごの横木と類似しており、脚部３７０８がはしごの段と類似している、「はしご」構成を有する。鎖線は、見る人がこれらの要素を区別するのに役立つためだけに、図３７および３８で端部磁気要素３７０４、３７０６から脚部３７０８を線引きする。これらの鎖線は、磁心３７０２が単一ユニット粉末磁性材料磁心であるため、磁心３７０２における不連続性を表さない。
【００８０】
結合インダクタ３７００はさらに、Ｎ本の巻線３７１０を含み、Ｎ本の巻線３７１０のうちのそれぞれの１つは、各脚部３７０８の周囲に巻装される。磁心３７０２は、巻線３７１０を結合する磁束のための経路を提供する。巻線３７１０は、端子３７１２を形成する端部を有する、単一または多重巻数の巻線である（図３９参照）。いくつかの端子３７１２のみが、例証の明確さのために図３９で標識されている。巻線３７１０は、随意で、それらの端子３７１２において、はんだタブまたは貫通穴ピン（図示せず）等のコネクタを含む。ある実施形態では、巻線３７１０は、低い巻線インピーダンスを推進するフォイル巻線（すなわち、長方形の断面を伴う巻線）である。
【００８１】
各巻線３７１０は、そのそれぞれの脚部３７０８の外面３７１４の周囲に巻装される。しかしながら、代替実施形態では、少なくとも１本の巻線３７１０は、そのそれぞれの脚部３７０８に少なくとも部分的に埋め込まれる。脚部３７０８に巻線３７１０を埋め込むことは、上記で論議されるように、多重巻数の巻線を形成することを促進し得る。加えて、脚部３７０８に巻線３７１０を埋め込むことは、以下で論議されるように、巻線３７１０と関連付けられる漏洩インダクタンス値を増加させ得る。
【００８２】
図４０は、結合インダクタ３７００と同様であるが、脚部４００８に埋め込まれた巻線４０１０を含む結合インダクタ４０００の上面図を示す。脚部４００８および端部磁気要素４００４、４００６は、集合的に、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心４００２を形成する。巻線４０１０は、脚部４００８に埋め込まれるため、図４０の上面図では見えない。しかしながら、図４１は、図４０の線Ａ−Ａに沿って得られ、巻線４０１０を示す、結合インダクタ４０００の断面図を示す。脚部４００８は、巻線４０１０内の断面積４１１６の非ゼロ値と、巻線４０１０の外側の断面積４１１８の非ゼロ値とを有する。脚部４００８の断面積４１１６は、巻線４０１０の磁気結合の一因となる。しかしながら、脚部４００８の断面積４１１８は、巻線４０１０の磁気結合の一因とならず、代わりに、断面積４１１８は、巻線４０１０と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる。したがって、他の全てが同等であると仮定して、巻線４０１０と関連付けられる漏洩インダクタンス値は、結合インダクタ３７００よりも結合インダクタ４０００で大きくなる。
【００８３】
断面積４１１６および／または４１１８のサイズおよび／または構成を変化させることによって、結合インダクタ４０００の設計中に、巻線４０１０の磁化および／または漏洩インダクタンス値を変化させることができる。例えば、断面積４１１６のサイズを増大させることは、磁化インダクタンスを増加させ、断面積４１１８のサイズを増大させることは、漏洩インダクタンスを増加させる。代替実施形態では、巻線４０１０によって包囲されていない脚部４００８における心材の断面積４１１８がごくわずかであるように、巻線４０１０は、脚部４００８の外面付近に埋め込まれる。
【００８４】
代替実施形態では、断面積４１１６および／または４１１８は、結合インダクタ４０００が非対称の漏洩インダクタンス値を有するように、脚部４００８の間で変化する。例えば、いくつかの実施形態では、巻線４０１０（１）と関連付けられる漏洩インダクタンスが、残りの巻線４０１０と関連付けられるものよりも大きいように、脚部４００８（１）の断面積４１１８（１）は、残りの脚部４００８の断面積４１１８よりも大きい。
【００８５】
巻線３７１０の漏洩インダクタンスを増加させるように、追加の特徴を結合インダクタ３７００に追加することができる。例えば、図４２は、結合インダクタ３７００と同様であるが、加えて、外側脚部４２２０、４２２２を含む結合インダクタ４２００の斜視図を示す。結合インダクタ４２００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心４２０２を含む。磁心４２０２は、端部磁気要素４２０４、４２０６と、Ｎが１よりも大きい整数である、端部磁気要素４２０４、４２０６を接続するＮ個の脚部４２０８と、外側脚部４２２０、４２２２とを含む。脚部４２０８および外側脚部４２２０、４２２は、一列に配置され、脚部４２０８は、外側脚部４２２０、４２２２の間に配置される。結合インダクタ４２００はさらに、Ｎ本の巻線４２１０を含み、Ｎ本の巻線４２１０のうちのそれぞれの１つは、各脚部４２０８の周囲で少なくとも部分的に巻装される。代替実施形態では、巻線４２１０は、脚部４２０８に少なくとも部分的に埋め込まれる、および／または多重巻数の巻線である。図４２の鎖線は、例証目的で磁心要素を線引きし、磁心４２０２が単一ユニット磁心であるため、磁心４２０２における不連続性を表さない。
【００８６】
外側脚部４２２０、４２２２は、端部磁気要素４２０４、４２０６を接続するが、脚部４２０８とは対照的に、外側脚部４２２０、４２２２は、典型的には、巻線を含まない。代わりに、外側脚部４２２０、４２２２は、端部磁気要素４２０４、４２０６の間に磁束の経路を提供し、それにより、Ｎ本の巻線４２１０と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる漏洩磁束の経路を提供する。磁心４２０２を形成する粉末磁性材料の組成を変化させることによって、インダクタ４２００の設計中に漏洩インダクタンスを制御することができるため、外側脚部４２２０、４２２２は、典型的には、間隙を含まない。外側脚部４２２０、４２２２の各々は、必ずしも同じ構成を有する必要はない。例えば、ある実施形態では、結合インダクタ４２００が非対称の漏洩インダクタンス特性を有するように、外側脚部４２２０は、外側脚部４２２２よりも大きい断面積を有し、または外側脚部４２２０、４２２２のうちの１つが省略される。
【００８７】
図４３は、結合インダクタ３７００と同様であるが、加えて、上部磁気要素４３２４を含む結合インダクタ４３００の斜視図を示す。図４４は、結合インダクタ４３００の側面４３２６の平面図を示し、図４５は、図４３の線Ａ−Ａに沿って得られた断面図を示す。図４６は、図４４の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ４３００の断面図を示す。
【００８８】
結合インダクタ４３００は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心４３０２を含む。磁心４３０２は、端部磁気要素４３０４、４３０６と、Ｎが１よりも大きい整数である、端部磁気要素４３０４、４３０６を接続するＮ個の脚部４３０８と、上部磁気要素４３２４とを含む。結合インダクタ４３００はさらに、Ｎ本の巻線４３１０を含み、Ｎ本の巻線４３１０のうちのそれぞれの１つは、各脚部４３０８の周囲で少なくとも部分的に巻装される。代替実施形態では、巻線４３１０は、脚部４３０８に少なくとも部分的に埋め込まれる、および／または多重巻数の巻線である。図４３〜４５の鎖線は、見る人が上部磁気要素４３２４を識別するのに役立つためだけに、端部磁気要素４３０４、４３０６から上部磁気要素４３２４を線引きする。鎖線は磁心４３０２が単一ユニット磁心であるため、磁心４３０２における不連続性を表さない。
【００８９】
上部磁気要素４３２４は、脚部４３０８のうちの少なくとも２つに隣接し、およびそれらを覆って延在し、端部磁気要素４３０４、４３０６を接続する。したがって、上部磁気要素４３２４は、端部磁気要素４３０４、４３０６の間に磁束の経路を提供し、それにより、Ｎ本の巻線４３１０と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる漏洩磁束の経路を提供する。磁心４３０２を形成する粉末磁性材料の組成を変化させることによって、インダクタ４３００の設計中に漏洩インダクタンスを制御することができるため、上部磁気要素４３２４は、典型的には、間隙を含まない。代替実施形態では、単一の上部磁気要素４３２４が、２つ以上の別個の上部磁気要素と置換され、端部磁気要素４３０４、４３０６の間に磁束の経路を提供する。上部磁気要素４３２４の構成は、結合インダクタ４３００の経路４３２８の一部のみに沿って延在する等のために、変化させることができる。例えば、図４７は、結合インダクタ４３００と同様であるが、脚部４３０８のうちの２つのみに隣接し、およびそれらを覆って延在する、上部磁気要素４７２４を有する粉末磁性材料磁心４７０２を含む結合インダクタ４７００の斜視図を示す。
【００９０】
さらに、拡張可能な結合インダクタは、視覚的に識別できる磁心小区分を欠くが、それにもかかわらず図３７〜４７のインダクタのものと同様の磁束経路を有する、粉末磁性材料磁心を伴って形成することができる。例えば、図４８は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された長方形のモノリシック磁心４８０２を含む結合インダクタ４８００の斜視図を示す。図４９は、図４８の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ４８００の斜視図を示す。結合インダクタ４８００はさらに、それぞれ磁心４８０２に少なくとも部分的に埋め込まれたＮ本の巻線４８０４を含み、Ｎは、１よりも大きい整数であり、図４８の実施形態では４に等しい。巻線４８０４が見えるように、磁心４８０２の輪郭のみが図４８で示されている。各巻線４８０４は、それぞれの端子４８０６を形成する２つの端部を有し、例証の明確さを推進するように、そのうちのいくつかのみが標識されている。巻線４８０４は、随意で、それらの端子４８０６において、はんだタブまたは貫通穴ピン（図示せず）等のコネクタを含む。巻線４８０４は、典型的には、磁心４８０２の中で互から少なくとも部分的に物理的に分離され、多くの実施形態では、互から完全に物理的に分離される。
【００９１】
結合インダクタ４２００（図４２）とは対照的に、磁心４８０２が長方形のモノリシック磁心であるため、磁心４８０２は、端部磁気要素、脚部、または外側脚部等の視覚的に識別できる磁気サブ要素が欠けている。それにもかかわらず、結合インダクタ４８００は、インダクタ４２００のものと同様の磁束経路を有する。磁心４８０２は、図４８の鎖線によって線引きされて示される、中心部分４８０８、および２つの外側部分４８１０、４８１２といった、少なくとも３つの機能的部分を有すると見なすことができる。しかしながら、図４８および４９の鎖線は、見る人が磁心４８０２の機能的部分を区別するのに役立つものとなり、磁心４８０２が単一ユニット磁心であるため、磁心４８０２における不連続性を表さないことを理解されたい。外側部分４８１０、４８１２を分離する、磁心４８０２の中心部分４８０８は、巻線４８０４を磁気的に結合し、したがって、結合インダクタ４２００の端部磁気要素４２０４、４２０６および脚部４２０８と類似している。外側部分４８１０、４８１２は、対照的に、他の巻線４８０４を連結しない所与の巻線４８０４によって生成される磁束である、漏洩磁束の経路を提供する。したがって、外側部分４８１０、４８１２は、それぞれ、インダクタ４２００の外側脚部４２２０、４２２２と類似している。漏洩磁束は、Ｎ本の巻線４８０４と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となるが、上記で論議されるように、漏洩インダクタンスは、リップル電流の大きさを制限するように、ＤＣ−ＤＣコンバータ用途において十分大きくなければならない。加えて、巻線４８０４間の中心部分４８０８のサブ部分４９２０もまた、サブ部分４９２０が巻線４８０４を磁気的に結合しないため、漏洩磁束の経路を提供する。代替実施形態では、結合インダクタ４８００が非対称の漏洩インダクタンス特性を有するように、外側部分４８１０、４８１２は、異なるサイズ等の異なる構成を有する。
【００９２】
図５０は、結合剤内の粉末状の鉄等の粉末磁性材料で形成された長方形のモノリシック磁心５００２を含む結合インダクタ５０００を示す。図５１は、図５０の線Ａ−Ａに沿って得られた結合インダクタ５０００の断面図を示す。結合インダクタ５０００はさらに、それぞれ磁心５００２に少なくとも部分的に埋め込まれたＮ本の巻線５００４を含み、Ｎは、１よりも大きい整数であり、図５０の実施形態では４に等しい。巻線５００４が見えるように、磁心５００２の輪郭のみが図５０で示されている。各巻線５００４は、それぞれの端子５００６を形成する２つの端部を有し、例証の明確さを推進するように、そのうちのいくつかのみが標識されている。巻線５００４は、随意で、それらの端子５００６において、はんだタブまたは貫通穴ピン（図示せず）等のコネクタを含む。巻線５００４は、典型的には、磁心５００２の中で互から少なくとも部分的に物理的に分離され、多くの実施形態では、互から完全に物理的に分離される。
【００９３】
磁心５００２が長方形のモノリシック磁心であるため、磁心５００２は、視覚的に識別できる磁気サブ要素を有さない。それにもかかわらず、結合インダクタ５０００は、結合インダクタ５０００（図４３）のものと同様の磁束経路を有する。磁心５００２は、底部分５００８および最上部分５０１０といった、少なくとも２つの機能的部分を有すると見なすことができる。底部分５００８は、巻線５００４を磁気的に結合し、したがって、結合インダクタ４３００の端部磁気要素４３０４、４３０６および脚部４３０８と類似している。最上部分５０１０は、他方で、Ｎ本の巻線５００４と関連付けられる漏洩インダクタンスの一因となる、漏洩磁束の経路を提供する。したがって、最上部分５０１０は、結合インダクタ４３００の上部磁気要素４３２４と類似している。底部分５００８の中の巻線５００４の間のサブ部分５１２２もまた、サブ部分が巻線５００４を磁気的に結合しないため、漏洩磁束の経路を提供する。
【００９４】
磁心を形成する電力磁性材料が、典型的には、分散間隙を有するため、結合インダクタ４８００および５０００の磁心は、典型的には、離散間隙を含まないことが予期される。それにもかかわらず、磁心４８０２、５００２のうちの１つ以上は、随意で、インダクタエネルギー貯蔵能力を増大させるように、離散間隙（例えば、空隙）を形成することができる。さらに、磁心４８０２、５００２を形成する粉末磁性材料は、随意で、磁心の異なる部分が異なる磁気特性を有するように、異質である。例えば、ある実施形態では、磁心４８０２の外側部分４８１０、４８１２は、漏洩インダクタンスと磁化インダクタンスとの間で所望の平衡を達成するように、中心部分４８０８とは異なる透磁率を有する。
【００９５】
巻線４８０４、５００４の構成は、変化させることができる。例えば、図４８および５０は、貫通穴載置のために磁心底部４８１４、５０１４から退出する巻線４８０４、５００４を示すが、巻線は、表面実装はんだ付け等の他の接続技法をサポートするように構成することができる。例えば、図５２は、結合インダクタ５０００と同様であるが、表面実装はんだ付けをサポートするように磁心底面５２１４に沿って延在する端子５２０６を有する巻線５２０４を含む結合インダクタ５２００を示す。例証の明確さを推進するように、端子５２０６のうちのいくつかのみが標識されている。代替実施形態では、巻線４８０４、５００４は、２回の巻数の巻線５３０４を有する結合インダクタ５３００を示す、図５３に示されるような多重巻数の巻線である。結合インダクタ５３００は、そうでなければ結合インダクタ５０００と同様である。
【００９６】
結合インダクタ４８００、５０００の巻線は、例えば、円形の断面、正方形の断面、または長方形の断面を有する巻線である。例えば、図５４は、結合インダクタ５０００と同様であるが、プリント回路基板への表面実装はんだ付けのためのはんだタブ５４１６を形成するフォイル巻線５４０４を含む結合インダクタ５４００を示す。例証の明確さを推進するように、はんだタブ５４１６のうちのいくつかのみが標識されている。
【００９７】
図４８〜５４のインダクタの磁心は、代替として、長方形以外の形状を有する。例えば、磁心縁は、丸みを帯び得、および／または外面は、非平面的であり得る。
【００９８】
図４８〜５４の結合インダクタは、従来の拡張可能な結合インダクタよりも製造するのが簡単および／または経済的であり得る。例えば、図３５に関して上記で論議されるように、図４８〜５４の結合インダクタのある実施形態は、金型の中に巻線を配置すること、金型の中に粉末磁性材料を配置すること、および粉末磁性材料の結合剤を硬化させることを含む比較的簡単な過程によって製造され得る。従来の拡張可能な結合インダクタは、対照的に、典型的には、複雑な形状の磁心を製造すること、次いで、複雑な形状の磁心の上に巻線を設置することを含むより複雑な過程によって製造される。従来の拡張可能な結合インダクタが、概して、複数の巻線の間に必要な磁気結合を提供するために、複雑な形状の磁心を必要とする一方で、図４８〜５４の結合インダクタは、単一ユニット磁心を用いて、巻線の間に必要な磁気結合を達成する。
【００９９】
（特徴の組み合わせ）
上記で説明される特徴ならびに以下で請求される特徴は、この範囲から逸脱することなく、種々の方法で組み合わせられ得る。以下の実施例は、いくつかの可能な組み合わせを図示する。
【０１００】
（ａ１）  電力供給装置は、結合インダクタと、第１のスイッチング回路と、第２のスイッチング回路とを含み得る。結合インダクタは、粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心と、第１、第２、第３、および第４の端子と、モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれ、第１および第２の端子の間で電気的に結合されている第１の巻線と、モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれ、第３および第４の端子の間で電気的に結合されている第２の巻線であって、モノリシック磁心内で第１の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離される、第２の巻線とを含み得る。第１のスイッチング回路は、第１の端子に電気的に結合され、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧レベル間で第１の端子を切り替え得る。第２のスイッチング回路は、第３の端子に電気的に結合され、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧レベル間で第３の端子を切り替え得る。
【０１０１】
（ａ２）  （ａ１）として表される電力供給装置では、第１の巻線は、モノリシック磁心内で第２の巻線から電気的に隔離され得る。
【０１０２】
（ａ３）  （ａ１）または（ａ２）として表される電力供給装置では、粉末磁性材料は、ポリマー結合剤内の磁性材料を含み得る。
【０１０３】
（ａ４）  （ａ３）として表される電力供給装置では、磁性材料は、粉末状の鉄を含み得る。
【０１０４】
（ａ５）  （ａ１）から（ａ４）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第１および第３の端子は、モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され得、第２および第４の端子は、モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され得、第２の側面は、第１の側面の反対側にある。
【０１０５】
（ａ６）  （ａ１）から（ａ５）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１０６】
（ａ７）  （ａ１）から（ａ５）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第４の端子から第３の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１０７】
（ａ８）  （ａ１）から（ａ７）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第１および第２の巻線は、ステープル型巻線であり得る。
【０１０８】
（ａ９）  （ａ１）から（ａ４）または（ａ８）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第１および第２の端子は、モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され得、第３および第４の端子は、モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され得、第２の側面は、第１の側面の反対側にあり、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１０９】
（ａ１０）  （ａ１）から（ａ４）または（ａ８）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第１および第３の端子は、モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され得、第２の端子は、モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され得、第４の端子は、モノリシック磁心の第３の側面に近接して配置され得、第３の側面は、第２の側面の反対側にあり、第１の側面は、第２および第３の側面の間に配置され、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１１０】
（ａ１１）  （ａ１）から（ａ４）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第２および第４の端子は、共通端子の一部であり得、第１および第３の端子は、モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され得、共通端子は、モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され得、第２の側面は、第１の側面と反対側にあり、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から共通端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から共通端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１１１】
（ａ１２）  （ａ１）から（ａ４）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心は、第１の側面、第２の側面、第３の側面、および第４の側面を含み得、第１の側面は、第２の側面の反対側にあり、第３の側面は、第４の側面の反対側にあり、第１、第２、第３、および第４の端子は、それぞれ、モノリシック磁心の第１、第２、第３、および第４の側面に近接して配置され得、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１１２】
（ａ１３）  （ａ１）から（ａ４）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心は、第１の側面、第２の側面、第３の側面、および第４の側面を含み得、第１の側面は、第２の側面の反対側にあり、第３の側面は、第４の側面の反対側にあり、第１、第２、第３、および第４の端子は、それぞれ、磁心の第３、第１、第４、および第２の側面に近接して配置され得、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線において第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１１３】
（ａ１４）  （ａ１）から（ａ１３）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第１および第２の巻線の各々は、共通軸の周囲に少なくとも１回の巻数を形成し得る。
【０１１４】
（ａ１５）  （ａ１）から（ａ４）または（ａ８）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心は、第１および第２の端部磁気要素と、第１および第２の磁気要素を接続する第１および第２の脚部とを含み得、第１の巻線は、第１の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ得、第２の巻線は、第２の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ得る。
【０１１５】
（ａ１６）  （ａ１５）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心はさらに、第１および第２の外側脚部を含み得、第１および第２の外側脚部の各々は、第１および第２の端部磁気要素に接続され、第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供し、第１および第２の脚部は、第１および第２の外側脚部の間で列に配置される。
【０１１６】
（ａ１７）  （ａ１６）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心はさらに、第３の脚部と、第３の巻線とを含み得、第３の脚部は、端部磁気要素を接続し、第１および第２の外側脚部の間の第１および第２の脚部とともに列に配置され、第３の巻線は、第３の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ、電力供給装置はさらに、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧レベル間で第３の巻線の端部を切り替えるための第３のスイッチング回路を含み得る。
【０１１７】
（ａ１８）  （ａ１５）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心はさらに、第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供するために、第１および第２の脚部に隣接し、およびそれらを覆って延在する、上部磁気要素を含み得る。
【０１１８】
（ａ１９）  （ａ１５）または（ａ１８）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心はさらに、第３の脚部と、第３の巻線とを含み得、第３の脚部は、端部磁気要素を接続し、第１および第２の脚部とともに列に配置され、第３の巻線は、第３の脚に少なくとも部分的に埋め込まれ、電力供給装置はさらに、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧間で第３の巻線の端部を切り替えるための第３のスイッチング回路を含み得る。
【０１１９】
（ａ２０）  （ａ１）から（ａ５）、（ａ８）、（ａ１４）、または（ａ１５）から（ａ１９）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第２および第４の端子は、共通端子の一部であり得る。
【０１２０】
（ａ２１）  （ａ１）から（ａ４）、（ａ８）、または（ａ１４）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、結合インダクタはさらに、第５および第６の端子と、モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれ、モノリシック磁心内で第１および第２の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離される、第３の巻線であって、第５および第６の端子の間で電気的に結合される第３の巻線とを含み得、電力供給装置はさらに、第５の端子に電気的に結合され、少なくとも２０キロヘルツの周波数において少なくとも２つの異なる電圧間で第５の端子を切り替えるための第３のスイッチング回路を含み得る。
【０１２１】
（ａ２２）  （ａ１）から（ａ１４）または（ａ２０）から（ａ２１）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心の第１の部分は、第１および第２の巻線を磁気的に結合し得、モノリシック磁心の第２の部分は、漏洩磁束の経路を提供し得、第１の部分は、第２の部分とは異なる。
【０１２２】
（ａ２３）  （ａ２２）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、第１の部分は、第２の部分とは異なる磁気特性を有し得る。
【０１２３】
（ａ２４）  （ａ２３）として表される電力供給装置のうちのいずれかでは、モノリシック磁心の第３の部分は、漏洩磁束の経路を提供し得、第１の部分は、第２および第３の部分を分離する。
【０１２４】
（ｂ１）  結合インダクタは、粉末磁性材料で形成されたモノリシック磁心と、第１、第２、第３、および第４の端子と、モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれた第１の巻線であって、第１および第２の端子の間で電気的に結合される第１の巻線と、モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれた第２の巻線であって、第２の巻線は、第３および第４の端子の間で電気的に結合され、モノリシック磁心内で第１の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離される、第２の巻線とを含み得る。
【０１２５】
（ｂ２）  （ｂ１）として表される結合インダクタでは、第１の巻線は、モノリシック磁心内で第２の巻線から電気的に隔離され得る。
【０１２６】
（ｂ３）  （ｂ１）または（ｂ２）として表される結合インダクタでは、粉末磁性材料は、ポリマー結合剤内の磁性材料を含み得る。
【０１２７】
（ｂ４）  （ｂ３）として表される結合インダクタでは、磁性材料は、粉末状の鉄を含み得る。
【０１２８】
（ｂ５）  （ｂ１）から（ｂ４）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１および第３の端子は、モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され得、第２および第４の端子は、モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され得、第２の側面は、第１の側面の反対側にある。
【０１２９】
（ｂ６）  （ｂ１）から（ｂ５）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１３０】
（ｂ７）  （ｂ１）から（ｂ５）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第４の端子から第３の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１３１】
（ｂ８）  （ｂ１）から（ｂ７）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１および第２の巻線は、ステープル型巻線であり得る。
【０１３２】
（ｂ９）  （ｂ１）から（ｂ４）または（ｂ８）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１および第２の端子は、モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され得、第３および第４の端子は、モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され得、第２の側面は、第１の側面の反対側にあり、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１３３】
（ｂ１０）  （ｂ１）から（ｂ４）または（ｂ８）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１および第３の端子は、モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され得、第２の端子は、モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され得、第４の端子は、モノリシック磁心の第３の側面に近接して配置され得、第３の側面は、第２の側面の反対側にあり、第１の側面は、第２および第３の側面の間に配置され、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１３４】
（ｂ１１）  （ｂ１）から（ｂ４）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第２および第４の端子は、共通端子の一部であり得、第１および第３の端子は、モノリシック磁心の第１の側面に近接して配置され得、共通端子は、モノリシック磁心の第２の側面に近接して配置され得、第２の側面は、第１の側面と反対側にあり、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から共通端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線を通って第３の端子から共通端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１３５】
（ｂ１２）  （ｂ１）から（ｂ４）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、モノリシック磁心は、第１の側面、第２の側面、第３の側面、および第４の側面を含み得、第１の側面は、第２の側面の反対側にあり、第３の側面は、第４の側面の反対側にあり、第１、第２、第３、および第４の端子は、それぞれ、モノリシック磁心の第１、第２、第３、および第４の側面に近接して配置され得、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線において第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１３６】
（ｂ１３）  （ｂ１）から（ｂ４）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、モノリシック磁心は、第１の側面、第２の側面、第３の側面、および第４の側面を含み得、第１の側面は、第２の側面の反対側にあり、第３の側面は、第４の側面の反対側にあり、第１、第２、第３、および第４の端子は、それぞれ、磁心の第３、第１、第４、および第２の側面に近接して配置され得、第１および第２の巻線は、第１の巻線を通って第１の端子から第２の端子まで流れる増加する電流が、第２の巻線において第３の端子から第４の端子まで流れる増加する電流を誘導するように構成され得る。
【０１３７】
（ｂ１４）  （ｂ１）から（ｂ１３）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１および第２の巻線の各々は、共通軸の周囲に少なくとも１回の巻数を形成し得る。
【０１３８】
（ｂ１５）  （ｂ１）から（ｂ４）または（ｂ８）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、モノリシック磁心は、第１および第２の端部磁気要素と、端部磁気要素を接続する第１および第２の脚部とを含み得、第１の巻線は、第１の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ得、第２の巻線は、第２の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ得る。
【０１３９】
（ｂ１６）  （ｂ１５）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、モノリシック磁心はさらに、第１および第２の外側脚部を含み得、第１および第２の外側脚部の各々は、第１および第２の端部磁気要素に接続され、第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供し、第１および第２の脚部は、第１および第２の外側脚部の間で列に配置される。
【０１４０】
（ｂ１７）  （ｂ１６）として表される結合インダクタのうちのいずれかはさらに、第３の脚部と、第３の巻線とを含み得、第３の脚部は、端部磁気要素を接続し、第１および第２の外側脚部の間の第１および第２の脚部とともに列に配置され、第３の巻線は、第３の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ得る。
【０１４１】
（ｂ１８）  （ｂ１５）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、モノリシック磁心はさらに、第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供するために、第１および第２の脚部に隣接し、およびそれらを覆って延在する、上部磁気要素を含み得る。
【０１４２】
（ｂ１９）  （ｂ１８）として表される結合インダクタのうちのいずれかはさらに、第３の脚部と、第３の巻線とを含み得、第３の脚部は、端部磁気要素を接続し、第１および第２の脚部とともに列に配置され、第３の巻線は、第３の脚部に少なくとも部分的に埋め込まれ得る。
【０１４３】
（ｂ２０）  （ｂ１９）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、上部磁気要素は、第１、第２、および第３の脚部の各々に隣接し、およびそれらを覆って延在し得る。
【０１４４】
（ｂ２１）  （ｂ１）から（ｂ２０）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１および第２の巻線の各々は、複数の巻数を形成し得る。
【０１４５】
（ｂ２２）  （ｂ１）から（ｂ５）、（ｂ８）、（ｂ１４）、または（ｂ１５）から（ｂ１９）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第２および第４の端子は、共通端子の一部であり得る。
【０１４６】
（ｂ２３）  （ｂ１）から（ｂ４）、（ｂ８）、または（ｂ１４）として表される結合インダクタのうちのいずれかはさらに、第５および第６の端子と、モノリシック磁心に少なくとも部分的に埋め込まれ、モノリシック磁心内で第１および第２の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離される第３の巻線であって、第５および第６の端子の間で電気的に結合される第３の巻線とを含み得る。
【０１４７】
（ｂ２４）  （ｂ１）から（ｂ１４）または（ｂ２１）から（ｂ２３）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、モノリシック磁心の第１の部分は、第１および第２の巻線を磁気的に結合し得、モノリシック磁心の第２の部分は、漏洩磁束の経路を提供し得、第１の部分は、第２の部分とは異なる。
【０１４８】
（ｂ２５）  （ｂ２４）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、第１の部分は、第２の部分とは異なる磁気特性を有し得る。
【０１４９】
（ｂ２６）  （ｂ２４）または（ｂ２５）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、モノリシック磁心の第３の部分は、漏洩磁束の経路を提供し得、第１の部分は、第２および第３の部分を分離する。
【０１５０】
（ｃ１）  結合インダクタは、粉末磁性材料で形成されているモノリシック磁心であって、第１および第２の端部磁気要素と、第１および第２の端部磁気要素を接続するＮ個の脚部であって、Ｎは、１よりも大きい整数である、脚部とを含むモノリシック磁心と、Ｎ本の巻線であって、各巻線は、Ｎ個の脚部のうちのそれぞれの１つの周囲に巻装される、巻線とを含み得る。
【０１５１】
（ｃ２）  （ｃ１）として表される結合インダクタでは、粉末磁性材料は、ポリマー結合剤内の磁性材料を含み得る。
【０１５２】
（ｃ３）  （ｃ２）として表される結合インダクタでは、磁性材料は、粉末状の鉄を含み得る。
【０１５３】
（ｃ４）  （ｃ１）から（ｃ３）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、モノリシック磁心はさらに、第１および第２の外側脚部を含み得、第１および第２の外側脚部の各々は、第１および第２の端部磁気要素に接続され、第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供し、Ｎ個の脚部は、第１および第２の外側脚部の間で列に配置される。
【０１５４】
（ｃ５）  （ｃ１）から（ｃ４）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、結合モノリシック磁心はさらに、第１および第２の端部磁気要素の間に磁束の経路を提供するために、Ｎ個の脚部のうちの少なくとも２つに隣接し、およびそれらを覆って延在する、上部磁気要素を含み得る。
【０１５５】
（ｃ６）  （ｃ５）として表される結合インダクタのうちのいずれかでは、上部磁気要素は、Ｎ個の脚部の各々に隣接し、およびそれらを覆って延在し得る。
【０１５６】
（ｄ１）  結合インダクタを形成する方法は、複数の巻線のうちの各巻線が、複数の巻線のうちの各他の巻線から少なくとも部分的に物理的に分離されるように、複数の巻線を位置付けることと、複数の巻線の少なくとも部分的に周囲で粉末磁性材料を形成することと、粉末磁性材料の結合剤を硬化させることとを含み得る。
【０１５７】
（ｄ２）  （ｄ１）として表される方法では、位置付けることは、金型の中に複数の巻線を位置付けることを含み得、形成することは、金型の中に粉末磁性材料を配置することを含み得る。
【０１５８】
（ｄ３）  （ｄ１）または（ｄ２）として表される方法のいずれか一方はさらに、複数の巻線の少なくとも部分的に周囲で粉末磁性材料を形成することの前に、複数の巻線のうちの各巻線が、共通軸の周囲で少なくとも１回の巻数を形成するように、複数の巻線を整列させることを含み得る。
【０１５９】
（ｄ４）  （ｄ１）から（ｄ３）として表される方法のうちのいずれかでは、粉末磁性材料は、ポリマー結合剤内の粉末状の鉄を含み得る。
【０１６０】
この範囲から逸脱することなく、変更が上記の方法およびシステムに行われ得る。例えば、結合インダクタの上記の実施例は、概して、長方形の磁心を示すが、磁心形状を変化させることができる。別の実施例として、インダクタあたりの巻数の数および／または巻数あたりの巻線の数を変化させることができる。したがって、上記の説明に含まれ、添付図面中に示される事柄は、制限的な意味ではなく、例証的として解釈されるべきであることに留意されたい。以下の特許請求の範囲は、本明細書で説明される一般的および具体的特徴、ならびに言語上その間の範囲に入り得る本方法およびシステムの範囲の全ての記述を対象とすることを目的としている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【国際調査報告】
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