电源模块与应用该电源模块的能量转换装置制造方法及图纸

一种电源模块与应用该电源模块的能量转换装置，该电源模块包含磁性元件以及开关元件。磁性元件包含磁芯以及设置于磁芯的绕组，其中绕组的一端形成电源模块的引脚与外部电性连接。开关元件电性连接于磁性元件。由于电源模块的输入/输出引脚为绕组形成，因此可以有效降低电源模块与外部电性连接时的焊接/接触电阻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种电源模块及一种能量转换装置。
技术介绍
以高功率密度、高转换效率为特征的电源模块广泛应用于通信、数据中心等系统主板上。随着设计和生产水平的不断提高，集成电路上可容纳晶体管数量越来越多。集成电路中晶体管数量的增加带来了更加强大的计算能力，与之同时势必大大增加电路的能耗需求。与之对应，电源模块的功率也需要不断提升以应对负载的需求。然而系统主板分配给电源模块的空间资源有限，所以对电源模块的功率密度要求也是不断的提高。如图1A所示，传统的电源模块10包含将功率元件20/磁性元件22固定在电路板40上，接着通过电源模块10的引脚30焊接在目标主板50上为负载供电。由于功率元件20/磁性元件22，电路板40都是独立的元件，因此需要通过如焊料25焊接的方式进行连接。此种连接会带来额外的焊接/接触电阻，如图1B中的R1、R2、R3，在大电流输出的情况下，焊接/接触电阻所带来的损耗不能被忽略。
技术实现思路
针对以上所列举的问题，本专利技术提出一种将磁性元件以及引脚的一体化的设计，借以将焊接/接触电阻最小化，同时兼顾到满足高功率密度的需求，以满足日益增长的大功率、大电流，高功率密度和高效能的结果。本专利技术的一实施方式提出了一种电源模块，包含磁性元件以及开关元件。磁性元件包含磁芯以及设置于磁芯的绕组，其中绕组的一端形成电源模块的引脚与外部电性连接。开关元件则是电性连接于磁性元件。于一或多个实施例中，磁芯包含上盖板与下盖板，绕组放置在由上盖板与下盖板所定义的通道中。于一或多个实施例中，上盖板与下盖板定义至少两通道于其间，绕组的
数量为至少两个，绕组分别设置于通道中。于一或多个实施例中，电源模块包含功能电路板，开关元件设置于功能电路板上，绕组通过功能电路板与开关元件电性连接。于一或多个实施例中，电源模块可包含降压(buck)电路、升压(boost)电路、反激型变压电路、或一LLC型变压电路。于一或多个实施例中，绕组的该端具有引脚部，该引脚部为该引脚发生形变的部分。于一或多个实施例中，绕组的引脚部可供平贴式连接或直插式连接。于一或多个实施例中，绕组的引脚部外露于磁芯。于一或多个实施例中，该引脚部与该绕组为一体成型，或该引脚部由该绕组弯折而成。于一或多个实施例中，绕组为金属片或绕线。于一或多个实施例中，磁性元件的数量为至少两个，磁性元件为电感或变压器。本专利技术的另一实施方式为应用前述的电源模块的能量转换装置。于一或多个实施例中，能量转换装置包含系统电路板，其中电源模块设置于系统电路板上，绕组的该端连接于系统电路板。相较于传统需使用额外的独立引脚连接电源模块与外部电路，本专利技术的电源模块中的磁性元件的绕组的一端可以直接作为电源模块的输入/输出引脚，如电源模块的输入/输出引脚为绕组形成，如此一来可以有效降低焊接/接触电阻。为让本专利技术的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：附图说明图1A与图1B分别为传统的电源模块应用时的剖面示意图以及等效电路示意图。图2至图4为本专利技术的电源模块不同实施例的拆解图。图5与图6分别为本专利技术的一种能量转换装置不同实施例的剖面示意图。图7至图10分别为本专利技术的电源模块应用于不同实施例的系统的局部电
路图。图11与图12分别为本专利技术的电源模块中的磁性元件不同实施例的拆解图。其中，附图标记说明如下：10：电源模块20：功率元件22：磁性元件25：焊料30：引脚40：电路板50：目标主板100：电源模块110：磁性元件120：磁芯122：下盖板124：上盖板126：通道128：中柱130、170、172、174：绕组132、134：端140：开关元件150：功能电路板160：系统电路板200：能量转换装置R1、R2、R3：电阻具体实施方式以下将以图式及详细说明阐述本专利技术的精神，任何本领域技术人员在了解本专利技术的较佳实施例后，当可由本专利技术所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本专利技术的精神与范围。参照图2，其为本专利技术的电源模块一实施例的拆解图。电源模块100包含有磁性元件110、开关元件140、功能电路板150。磁性元件110包含有磁芯120以及设置于磁芯120的绕组130，其中绕组130的一端132形成电源模块100的引脚，以与电源模块100的外部电路电性连接，绕组130的另一端134亦可形成一引脚，本专利技术并不以此为限。开关元件140设置于功能电路板150上，且通过功能电路板150电性连接于磁性元件110，但本专利技术并不以此为限。本实施例中，磁性元件110直接使用绕组130作为引脚与电源模块100的外部电路电性连接，可以省略如图1A所示的额外的引脚以及连接引脚与磁性元件110的焊料，磁性元件110亦可以省略骨架等结构，但本专利技术并不以此为限。此种设计可以减少电源模块100使用时的焊接/接触电阻，进而降低电源模块100应用时的损耗。具体而言，磁性元件110包含有磁芯120以及绕组130。磁芯120可以包含有下盖板122以及上盖板124，并且在下盖板122以及上盖板124之间可定义出通道126，绕组130放置在通道126中，但本专利技术并不以此为限，亦可以采用其他结构的磁芯或其他的磁芯与绕组的配置结构等，如EE型磁芯等。绕组130可以具有相对的第一端132以及第二端134，其中第一端132可以直接作为电源模块100的引脚，而第二端134可以是连接于功能电路板150，开关元件140可以通过功能电路板150电性连接磁性元件110。本实施例中，磁性元件110的数量为一个，下盖板122以及上盖板124之间的通道126的数量为一个，对应的绕组130数量也为一个，但本专利技术并不以此为限。磁芯120与其中的通道126的形状可以大致上呈矩形，亦可以是其他形状。绕组130的延伸长度可以大于磁芯120的长度，使得绕组130的第一端132可外露于磁芯120，作为引脚与外部电性连接，第二端134可与功能电路板150连接，但本专利技术并不以此为限，如绕组130的长度可以等于磁芯120的长度，可用于贴片式连接等。功能电路板150可以为适合形式的载板，例如印刷电路板(PCB板)、直接敷铜(direct copper bonding)基板等。功能电路板150上还可设置有无源器件，如电阻、电容等。磁性元件110可以作为电感或变压器等元件。磁性元件110的磁芯120材料可以为永磁性的材料，绕组130则可以为扁平的金属
片，如铜皮等，绕组130亦可以是金属线等。在其他的实施例中，绕组130可采用不同种类的导体材料构成，比如说铜、银、铝、石墨等。绕组130可采用冲压、电镀、框架式引线等多种形式，本专利技术并不以此为限。电源模块100中的磁性元件110的数量、磁芯120的数量以及绕组130的数量可以根据不同的设计需求而加以变化。如图3所示，电源模块100中的磁性元件110的数量为两个，且两个磁性元件110为相互独立地设置在功能电路板150上，但本专利技术并不以此为限。每一个磁性元件110中具有一个通道126，绕组130配置在通道126中，而绕组130的第一端132与第二端134可分别外露于磁芯120，磁性元件110通过第二端134连接于功能电路板150，第一端132作为电源模块100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源模块，其特征在于，包含：一磁性元件，包含一磁芯以及设置于所述磁芯的一绕组，其中所述绕组的一端形成所述电源模块的一引脚与外部电性连接；以及一开关元件，电性连接于所述磁性元件。

【技术特征摘要】
1.一种电源模块，其特征在于，包含：一磁性元件，包含一磁芯以及设置于所述磁芯的一绕组，其中所述绕组的一端形成所述电源模块的一引脚与外部电性连接；以及一开关元件，电性连接于所述磁性元件。2.如权利要求1所述的电源模块，其中所述磁芯包含一上盖板与一下盖板，所述绕组设置在由所述上盖板与所述下盖板所定义的一通道中。3.如权利要求2所述的电源模块，其中所述上盖板与所述下盖板定义至少两通道于其间，所述绕组的数量为至少两个，所述绕组分别设置于所述通道中。4.如权利要求1所述的电源模块，其中还包含一功能电路板，所述开关元件设置于所述功能电路板上，所述绕组通过所述功能电路板与所述开关元件电性连接。5.如权利要求1所述的电源模块，其中所述电源模块包含一降压电路、一升压电路、一反激型变压电路、或一LLC型变压电路。6.如权利要求1所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钰，洪守玉，叶浩屹，曾剑鸿，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31