CN111863399A

CN111863399A - 双八字形电感装置

Info

Publication number: CN111863399A
Application number: CN201910356159.XA
Authority: CN
Inventors: 颜孝璁; 陈家源
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2039-04-29
Also published as: CN111863399B

Abstract

本揭示文件提出一种双八字形电感装置，包含第一八字形线圈、第二八字形线圈以及连接结构。第一八字形线圈包含第一连接端点；第二八字形线圈包含第二连接端点，其中第一八字形线圈与第二八字形线圈并排设置于第一假想轴的两侧；连接结构配置以电性耦接第一连接端点以及第二连接端点，使第一八字形线圈与第二八字形线圈形成连通回路；其中第一八字形线圈与第二八字形线圈包含一个回圈。

Description

双八字形电感装置

技术领域

本揭示文件是有关于一种线圈装置，且特别是有关于一种电感线圈装置。

背景技术

一般八字形(8-shaped)电感装置常因结构不对称而影响其效能。详细而言，若仅单一八字形电感装置的2个线圈于整体的结构上没有完全上下左右对称，则会让各线圈产生磁场偏移，而影响电感装置感应各方向磁场让其互相抵消的效能。

有鉴于此，目前的电感装置仍存在诸多问题，对于效能的提升方面亦有待改进，对于所属技术领域人员而言是亟需解决的问题。

发明内容

根据本揭示文件的一实施例，揭示一种双八字形电感装置，包含第一八字形线圈、第二八字形线圈以及连接结构。第一八字形线圈包含第一连接端点；第二八字形线圈包含第二连接端点，其中第一八字形线圈与第二八字形线圈并排设置于第一假想轴的两侧；连接结构配置以电性耦接第一连接端点以及第二连接端点，使第一八字形线圈与第二八字形线圈形成连通回路；其中第一八字形线圈与第二八字形线圈包含一个回圈。

根据另一实施例，揭示一种双八字形电感装置，包含第一八字形线圈、第二八字形线圈以及连接结构。第一八字形线圈包含第一连接端点；第二八字形线圈包含第二连接端点，其中第一八字形线圈与第二八字形线圈并排设置于第一假想轴的两侧；连接结构配置以电性耦接第一连接端点以及第二连接端点；其中第一八字形线圈与第二八字形线圈包含复数个回圈，第一八字形线圈与第二八字形线圈基于该等回圈形成连通回路。

附图说明

图1绘示根据本揭示文件一些实施例中一种双八字形电感装置的示意图；

图2绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置的示意图；

图3绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置的示意图；

图4绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置的示意图；

图5绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置的示意图；

图6绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置的示意图；

图7绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置的示意图；

图8绘示由图5及图6的双八字形电感装置所运作的实验数据图。

【符号说明】

为让本揭示内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附符号的说明如下：

100～700双八字形电感装置

110、210、410、510、610、710第一八字形线圈

113、213、413、513、613、713第一螺旋状线圈

115、215、415、515、615、715第二螺旋状线圈

117、517第一连接结构

117a、127a、517a、527a第一连接件

117b、127b、517b、527b第二连接件

120、220、420、520、620、720第二八字形线圈

123、223、423、523、623、723第三螺旋状线圈

125、225、425、525、625、725第四螺旋状线圈

127、527第二连接结构

130连接结构

130a第一连接端点

130b第二连接端点

130c第一连接件

130d第二连接件

141、143第一电压输出入端点

145第二电压输出入端点

A、B假想轴

L1最内圈

L2最外圈

M1第一金属层

M2第二金属层

C1、C2、Q1、Q1曲线

具体实施方式

以下揭示内容提供许多不同实施例或实例，以便实施本发明的不同特征。本发明在各实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简明性及清晰的目的，且本身并不指示所论述的各实施例及/或配置的间的关系。

请参照图1，其绘示根据本揭示文件一些实施例中的一种双八字形电感装置100的示意图。如图1所示，双八字形电感装置100包含第一八字形线圈110、第二八字形线圈120以及连接结构130。第一八字形线圈110与第二八字形线圈120分别并排设置于假想轴A的两侧。在另一实施例中，第一八字形线圈110与第二八字形线圈120为相同尺寸的线圈，使得双八字形电感装置100呈现近似对称。

连接结构130包含第一连接件130c以及第二连接件130d。第一连接件130c位于第一金属层。第二连接件130d位于第二金属层，其中第二金属层不同于第一金属层。第一连接件130c连接第一八字形线圈110与第二八字形线圈120。在一实施例中，第一连接件130c、第一八字形线圈110与第二八字形线圈120亦可为一体成形的结构。

第一八字形线圈110包含第一连接端点130a。第二八字形线圈120包含第二连接端点130b。第二连接件130d跨越第一连接件130c。第二连接件130d耦接第一八字形线圈110的第一连接端点130a与第二八字形线圈120的第二连接端点130b，使得第一八字形线圈110与第二八字形线圈120形成连通回路。

双八字形电感装置100包含第一电压输出入端点141、143以及第二电压输出入端点145。第一电压输出入端点141、143与第二电压输出入端点145基于假想轴A的两侧分别配置于第一八字形线圈110与第二八字形线圈120，使得第一输出入端点141、143与第二电压输出入端点145被配置于双八字形电感装置100在四个方向上的其中一侧(例如第一输出入端点141、143与第二电压输出入端点145设置于图1中双八字形电感装置100的左侧)。在一实施例中，第一电压输出入端点141、143配置在第一八字形线圈110，第二电压输出入端点145配置在第二八字形线圈120。

在一实施例中，第一电压输出入端点141连接电压输入正端(P port)，第一电压输出入端点143连接电压输出负端(N port)，第二电压输出入端点145连接中央抽头式端点(Center-tapped port)。

如图1所示，第一八字形线圈110包含第一螺旋状线圈113以及第二螺旋状线圈115。第一螺旋状线圈113与第二螺旋状线圈115并排设置于假想轴B的两侧，其中假想轴B垂直于假想轴A。第一螺旋状线圈113与第二螺旋状线圈115经由第一连接结构117彼此电性耦接。在一实施例中，第一连接结构117包含位于第一金属层的第一连接件117a，以及位于第二金属层的第二连接件117b。第二连接件117b跨越至第一连接件117a。因此，第一螺旋状线圈113以及第二螺旋状线圈115形成八字形电路。

相似地，第二八字形线圈120包含第三螺旋状线圈123以及第四螺旋状线圈125。第三螺旋状线圈123以及第四螺旋状线圈125并排设置于假想轴B的两侧。第三螺旋状线圈123与第四螺旋状线圈125经由第二连接结构127彼此电性耦接。在一实施例中，第二连接结构127包含位于第一金属层的第一连接件127a，以及位于第二金属层的第二连接件127b。第二连接件127b跨越第一连接件127a。因此，第三螺旋状线圈123以及第四螺旋状线圈125形成八字形电路。

在一实施例中，此些螺旋状线圈中，相邻的螺旋状线圈的电流方向彼此相反。举例来说，当第一螺旋状线圈113的电流方向为逆时钟时，则第二螺旋状线圈115与第三螺旋状线圈123的电流方向为顺时针、第四螺旋状线圈125的电流方向为逆时针。反之亦然。

在一实施例中，双八字形电感装置100包含一个回圈。双八字形电感装置100基于假想轴A近似对称，第一八字形线圈110中的电流方向会与第二八字形线圈120中的电流方向基于假想轴A而彼此近似对称。

请参照图2，其绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置200的示意图。相较于图1，图2为具有两个回圈的双八字形电感装置200。以下段落中，相同元件以相同标号表示而不予重述。双八字形电感装置200包含第一八字形线圈210与第二八字形线圈220。第一八字形线圈210包含第一螺旋状线圈213与第二螺旋状线圈215。第二八字形线圈220包含第三螺旋状线圈223与第四螺旋状线圈225。

在螺旋状线圈具有复数个回圈的实施例中，至少一第一电压输出入端点141、143与至少一第二电压输出入端点145被设置于此些回圈中的最内圈或最外圈。举例来说，如图2所示，至少一第一电压输出入端点141、143与至少一第二电压输出入端点145在此些回圈中的最内圈L1，并跨越其他较外回圈以与其他电路连接。

另一方面，请参照图3，其绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置300的示意图。相较于图2，图3的第一电压输出入端点141、143与第二电压输出入端点145在此些回圈中的最外圈L2。

请参照图4，其绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置400的示意图。相较于图2为具有两个回圈的双八字形电感装置200，图4为具有三个回圈的双八字形电感装置400。双八字形电感装置400包含第一八字形线圈410与第二八字形线圈420。第一八字形线圈410包含第一螺旋状线圈413与第二螺旋状线圈415。第二八字形线圈420包含第三螺旋状线圈423与第四螺旋状线圈425。

请参照图5，其绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置500的示意图。双八字形电感装置500包含第一八字形线圈510与第二八字形线圈520。第一八字形线圈510包含第一螺旋状线圈513与第二螺旋状线圈515。第二八字形线圈520包含第三螺旋状线圈523与第四螺旋状线圈525。

相较于图2，图5的第一螺旋状线圈513与第二螺旋状线圈515经由第一连接结构517彼此电性耦接。在一实施例中，第一连接结构517包含位于第一金属层的至少一第一连接件517a，以及位于第二金属层的至少一第二连接件517b。至少一第二连接件517b跨越至少一第一连接件517a。

相似地，第三螺旋状线圈523与第四螺旋状线圈525经由第二连接结构527彼此电性耦接。在一实施例中，第二连接结构527包含位于第一金属层的至少一第一连接件527a，以及位于第二金属层的至少一第二连接件527b。至少一第二连接件527b跨越至少一第一连接件527a。

在一些实施例中，第一连接件517a、527a与第二连接件517b、527b的数目为1或2个。

请参照图6，其绘示根据本揭示文件另一些实施例中一种双八字形电感装置600的示意图。相较于图5，图6为具有三个回圈的双八字形电感装置600。双八字形电感装置600包含第一八字形线圈610与第二八字形线圈620。第一八字形线圈610包含第一螺旋状线圈613与第二螺旋状线圈615。第二八字形线圈620包含第三螺旋状线圈623与第四螺旋状线圈625。在图6中，第一输出入端点141、143与第二电压输出入端点145设置在双八字形电感装置600在四个方向上的其中一个相同侧的不同八字形线圈上(例如第一输出入端点141、143与第二电压输出入端点145设置于图6的双八字形电感装置600的左侧)。

请参照图7，其绘示根据本揭示文件另一些实施例中具有三个回圈的双八字形电感装置700的示意图。双八字形电感装置700包含第一八字形线圈710与第二八字形线圈720。第一八字形线圈710包含第一螺旋状线圈713与第二螺旋状线圈715。第二八字形线圈720包含第三螺旋状线圈723与第四螺旋状线圈725。

相较于图6，图7为第一输出入端点141、143与第二电压输出入端点145设置在同一个螺旋状线圈的示意图。举例来说，第一输出入端点141、143与第二电压输出入端点145设置在第一螺旋状线圈713。实际上可根据螺旋状线圈的环绕方式，而使第一输出入端点141、143与第二电压输出入端点145设置在第一螺旋状线圈713以外的同一个螺旋状线圈上，本揭示文件不限于将第一输出入端点141、143与第二电压输出入端点145三者设置于第一螺旋状线圈713上。

在图7中，第一电压输出入端点141、143在第一螺旋状线圈713的最外圈，且位于第一金属层M1。第二电压输出入端点145在第一螺旋状线圈713的最内圈，且位于第二金属层M2。第二电压输出入端点145跨越其他较外回圈而与电压端点连接。

因此，本揭示文件的双八字形电感装置100～700在配置第一电压输出入端点141、143与第二电压输出入端点145的作法上更具有弹性。

请参照图8，其绘示由图5及图6的双八字形电感装置500、600所运作的实验数据图。此实验数据图说明在不同的频率下，八字形电感性线圈装置500、600的品质因素(Q值)与电感值。曲线C1、C2分别为两个回圈与三个回圈的八字形电感性线圈装置的品质因素曲线。如图8所示，两个回圈与三个回圈的八字形电感性线圈装置分别运作在频率，例如5GHz、7GHz时，品质因素会分别接近于8、10。并且，两者的电感值(曲线Q1、Q2)非常接近。因此，本揭示文件提出的八字形电感性线圈装置的结构配置方式可以降低杂讯并提升电感效率。

此外，本揭示文件提出的八字形电感性线圈装置的对称式结构配置可以改善四个侧面的电感耦和(induction coupling)效应，除了提升电路运作效能，更能缩小设计电路的体积。

Claims

1.一种双八字形电感装置，包含：

一第一八字形线圈，包含一第一连接端点；

一第二八字形线圈，包含一第二连接端点，其中该第一八字形线圈与该第二八字形线圈并排设置于一第一假想轴的两侧；以及

一连接结构，配置以电性耦接该第一连接端点以及该第二连接端点，使该第一八字形线圈与该第二八字形线圈形成连通回路；

其中该第一八字形线圈与该第二八字形线圈包含一个回圈。

2.根据权利要求1所述的双八字形电感装置，还包含至少一第一电压输出入端点以及至少一第二电压输出入端点，其中该至少一第一电压输出入端点以及该至少一第二电压输出入端点以该第一假想轴为基准而分别配置于该第一八字形线圈及该第二八字形线圈，以及该第一八字形线圈中的电流方向与该第二八字形线圈中的电流方向以该第一假想轴为基准彼此近似对称。

3.根据权利要求1所述的双八字形电感装置，其中该连接结构包含位于一第一金属层的一第一连接件以及位于一第二金属层的一第二连接件，其中该第二连接件跨越该第一连接件，以及该第二连接件耦接该第一八字形线圈的该第一连接端点与该第二八字形线圈的该第二连接端点。

4.一种双八字形电感装置，包含：

一第一八字形线圈，包含一第一连接端点；

一连接结构，配置以电性耦接该第一连接端点以及该第二连接端点；

其中该第一八字形线圈与该第二八字形线圈包含复数个回圈，该第一八字形线圈与该第二八字形线圈基于该等回圈形成连通回路。

5.根据权利要求4所述的双八字形电感装置，其中该第一八字形线圈还包含经由一第一连接结构彼此电性耦接的一第一螺旋状线圈以及一第二螺旋状线圈，其中该第一连接端点配置于该第一螺旋状线圈，以及该第二八字形线圈还包含经由一第二连接结构彼此电性耦接的一第三螺旋状线圈以及一第四螺旋状线圈，其中该第二连接端点配置于该第三螺旋状线圈。

6.根据权利要求5所述的双八字形电感装置，其中该第一螺旋状线圈与该第二螺旋状线圈并排设置于一第二假想轴的两侧，其中该第一假想轴与该第二假想轴垂直，以及该第三螺旋状线圈与该第四螺旋状线圈并排设置于一第二假想轴的两侧，其中该第一假想轴与该第二假想轴垂直。

7.根据权利要求5所述的双八字形电感装置，其中该第一螺旋状线圈中的电流方向相反于该第二螺旋状线圈中的电流方向，以及该第三螺旋状线圈中的电流方向相反于该第四螺旋状线圈中的电流方向，以及该第一八字形线圈还包含经由一第一连接结构彼此电性耦接的一第一螺旋状线圈以及一第二螺旋状线圈，该第二八字形线圈还包含经由一第二连接结构彼此电性耦接的一第三螺旋状线圈以及一第四螺旋状线圈，其中该第一螺旋状线圈中的电流方向相反于该第三螺旋状线圈中的电流方向以及该第二螺旋状线圈中的电流方向相反于该第四螺旋状线圈中的电流方向。

8.根据权利要求4所述的双八字形电感装置，还包含至少一第一电压输出入端点以及至少一第二电压输出入端点，其中该至少一第一电压输出入端点以及该至少一第二电压输出入端点分别配置在该第一八字形线圈以及该第二八字形线圈，以及该至少一第一电压输出入端点与该至少一第二电压输出入端点耦接于该等回圈的最内圈，以及该至少一第一电压输出入端点与该至少一第二电压输出入端点耦接于该等回圈的最外圈。

9.根据权利要求4所述的双八字形电感装置，其中该连接结构包含位于一第一金属层的一第一连接件以及位于一第二金属层的一第二连接件，其中该第二连接件跨越该第一连接件，以及该第二连接件耦接该第一八字形线圈的该第一连接端点与该第二八字形线圈的该第二连接端点。

10.根据权利要求5所述的双八字形电感装置，其中该第一连接结构包含位于一第一金属层的至少一第一连接件以及位于一第二金属层的至少一第二连接件，其中该至少一第二连接件跨越该至少一第一连接件，以及该第二连接结构包含位于一第一金属层的至少一第一连接件以及位于一第二金属层的至少一第二连接件，其中该至少一第二连接件跨越该至少一第一连接件。