磁性组件及其电源模块制造技术

本发明专利技术提供一种磁性组件及其电源模块，磁性组件包含磁芯、四个原边绕组及四个副边绕组，磁芯包含四个边柱，每一副边绕组与对应的原边绕组相互耦合，每一边柱上绕制相互耦合的原边绕组和副边绕组，四个副边绕组绕制于对应的边柱的绕制方向相同，施加于每一原边绕组的交变电压信号于对应的边柱上形成交流磁通，流经四个边柱的交流磁通方向相互错相，每一边柱上流经的交流磁通方向与相邻的边柱上流经的交流磁通方向错相[150，210]度中的任一值，每一边柱上流经的交流磁通方向与相邻的另一边柱上流经的交流磁通方向错相[60，120]度中的任一值。

【技术实现步骤摘要】
磁性组件及其电源模块
本专利技术涉及一种磁性组件及其电源模块，尤其涉及一种成本较低、体积较小及功率密度较高的磁性组件及其电源模块。
技术介绍
在科学技术高速发展的今天，电源模块在电话通信、数据中心、超级计算器等领域得到广泛的使用，而各领域中通常利用电源模块转换所接收的电能，进而提供相关装置运作时所需的电能。通常电源模块中可设置一个变换器电路以转换电能，然为了满足更大输出功率的要求，电源模块实际上更设置相互并联连接的多个变换器电路，以提升电源模块的输出功率。电源模块的单相的变换器电路包含一原边电路，一副边电路和一磁芯，而为了满足更大输出功率的要求，使电源模块需包含两相或两相以上的变换器电路时，电源模块中便至少具有两个原边电路，两个副边电路及两个磁芯，然因电源模块此时需要设置至少两个磁芯，将使得电源模块的成本上升，此外，因两相或两相以上的变换器电路需利用多个磁芯来使原边绕组及副边绕组相互耦合，故导致电源模块的体积较大而不利于小型化的趋势，再者，多个磁芯将占用系统板上的较多空间，使得电源模块的功率密度下降。因此，如何发展一种可改善上述公知技术缺陷的电源模块，实为相关
者目前所迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的一目的为提供一种电源模块，以解决现有技术中电源模块的成本较高、体积较大及功率密度较低的缺陷。为达上述目的，本专利技术的一实施态样为提供一种磁性组件，包含磁芯、四个原边绕组及四个副边绕组。磁芯包含上磁盖、下磁盖以及四个边柱，其中四个边柱位于上磁盖和下磁盖之间。每一副边绕组与四个原边绕组中对应的原边绕组相互耦合，且四个边柱中的每一边柱上分别绕制相互耦合的原边绕组和副边绕组，以分别形成四个变压器。四个副边绕组绕制于对应的边柱的绕制方向皆相同，施加于每一原边绕组的交变电压信号于对应的边柱上形成交流磁通，且流经四个边柱的交流磁通方向相互错相，其中，每一边柱上流经的交流磁通方向与相邻的边柱上流经的交流磁通方向为错相[150，210]度中的任一值，每一边柱上流经的交流磁通方向与相邻的另一边柱上流经的交流磁通方向为错相[60，120]度中的任一值。为达上述目的，本专利技术的一实施方式为提供一种电源模块，包含两相变换器电路，两相变换器电路中的每相变换器电路包含原边开关、两个副边开关、两个原边绕组及两个副边绕组，原边开关与两个原边绕组电性连接，两个副边开关分别与对应的副边绕组电性连接，两个原边绕组分别与对应的副边绕组电性耦合。电源模块更包含第一印刷电路板、磁芯以及两个第一功率连接器。第一印刷电路板具有第一面及第二面，且包括第一穿孔，其中两相变换器电路中的每相变换器电路的两个副边开关设置于第一印刷电路板。磁芯包含上磁盖、下磁盖以及四个边柱，四个边柱位于上磁盖和下磁盖之间，四个边柱穿过第一穿孔且与上磁盖及下磁盖相扣合于第一印刷电路板，且磁芯更具有相对设置的第一侧边及第二侧边。两个第一功率连接器设置于第一印刷电路板的第二面，其中每一第一功率连接器包含第一连接器和第二连接器，第一连接器及第二连接器分别电连接变换器电路的正输出端和负输出端。两相变换器电路中的其中一相变换器电路的两个副边开关及两个第一功率连接器中的其中之一功率连接器相邻于磁芯的第一侧边设置，两相变换器电路中的另一相变换器电路的两个副边开关及两个第一功率连接器中的另一第一功率连接器相邻于磁芯的第二侧边设置。每一副边绕组与四个原边绕组中对应的原边绕组相互耦合，且四个边柱中的每一边柱上分别绕制相互耦合的原边绕组和副边绕组，以分别形成四个变压器。四个副边绕组绕制于对应的边柱的绕制方向皆相同，施加于每一原边绕组的交变电压信号于对应的该边柱上形成交流磁通，且流经四个边柱的交流磁通方向相互错相，其中，每一边柱上流经的交流磁通方向与相邻的边柱上流经的交流磁通方向为错相[150，210]度中的任一值，每一边柱上流经的交流磁通方向与相邻的另一边柱上流经的交流磁通方向为错相[60，120]度中的任一值。本专利技术的有益效果在于，本专利技术的电源模块的两相变换器电路共享单一磁芯，因此本专利技术的电源模块的成本较低，此外，本专利技术的电源模块仅利用单一磁芯即可将第一相变换器电路对应的原边绕组及副边绕组相互耦合，并可同时将第二相变换器电路对应的原边绕组及副边绕组相互耦合，且四个原边绕组及四个副边绕组分别以磁集成技术而形成两个磁集成变压器，故变压器的体积可相对减小，故于第一印刷电路板所占用的空间较小，使得第一印刷电路板可设置更多的元器件而提升电源模块的功率密度。附图说明图1为本案较佳实施例的电源模块的组合结构示意图。图2为图1所示的电源模块的另一视角的组合结构示意图。图3为图1所示的电源模块的爆炸结构示意图。图4为图1所示的电源模块的再一视角的爆炸结构示意图。图5为图1所示的电源模块的一实施例的等效电路图。图6为图1所示的电源模块的一实施例的细部等效电路图。图7为图1所示的电源模块的控制器的脉宽控制信号的控制时序图。图8A为图1所示的电源模块的原边绕组绕制于磁芯上的绕制示意图。图8B为图1所示的电源模块的副边绕组绕制于磁芯上的绕制示意图。图9为图1所示的电源模块的磁芯扣合时的结构示意图。图10A为图1所示的电源模块的磁芯、原边开关、副边开关及功率连接器位于第一印刷电路板上的第一实施例的结构布局示意图。图10B为图1所示的电源模块的磁芯、原边开关、副边开关及功率连接器位于第一印刷电路板上的第二实施例的结构布局示意图。图10C为图1所示的电源模块的磁芯、原边开关、副边开关及功率连接器位于第一印刷电路板上的第三实施例的结构布局示意图。图11为图1所示的电源模块的另一实施例的等效电路图。附图标记如下：1：电源模块21：第一相变换器电路22：第二相变换器电路210、220：原边电路211、221：副边电路TA1：第一原边绕组TB1：第二原边绕组M1：第一原边开关M2：第二原边开关TA2：第一副边绕组TB2：第二副边绕组D1：第一副边开关D2：第二副边开关C1、C2、C3、C4：输入电容Cm：隔直电容Cout1、Cout2：输出电容TC1：第三原边绕组TD1：第四原边绕组M3：第三原边开关M4：第四原边开关TC2：第三副边绕组TD2：第四副边绕组D3：第三副边开关D4：第四副边开关Vin+：正输入端Vin-：负输入端Vo+：正输出端Vo-：负输出端3：第一印刷电路板31：第一面32：第二面33：第一穿孔34：第二穿孔4：第二印刷电路板41：第一面42：第二面5：磁芯51：上磁盖52：下磁盖521：第一侧边522：第二侧边523：第三侧边5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性组件，包含：/n一磁芯，包含一上磁盖、一下磁盖以及四个边柱，其中该四个边柱位于该上磁盖和该下磁盖之间；/n四个原边绕组；/n四个副边绕组，其中每一该副边绕组与该四个原边绕组中对应的该原边绕组相互耦合，且该四个边柱中的每一该边柱上分别绕制相互耦合的该原边绕组和该副边绕组，以分别形成四个变压器；/n其中，该四个副边绕组绕制于对应的该边柱的绕制方向皆相同，施加于每一该原边绕组的交变电压信号于对应的该边柱上形成交流磁通，且流经该四个边柱的交流磁通方向相互错相，其中，每一该边柱上流经的交流磁通方向与相邻的该边柱上流经的交流磁通方向为错相[150，210]度中的任一值，每一该边柱上流经的交流磁通方向与相邻的另一该边柱上流经的交流磁通方向为错相[60，120]度中的任一值。/n

【技术特征摘要】
20200227 CN 20201012350481.一种磁性组件，包含：
一磁芯，包含一上磁盖、一下磁盖以及四个边柱，其中该四个边柱位于该上磁盖和该下磁盖之间；
四个原边绕组；
四个副边绕组，其中每一该副边绕组与该四个原边绕组中对应的该原边绕组相互耦合，且该四个边柱中的每一该边柱上分别绕制相互耦合的该原边绕组和该副边绕组，以分别形成四个变压器；
其中，该四个副边绕组绕制于对应的该边柱的绕制方向皆相同，施加于每一该原边绕组的交变电压信号于对应的该边柱上形成交流磁通，且流经该四个边柱的交流磁通方向相互错相，其中，每一该边柱上流经的交流磁通方向与相邻的该边柱上流经的交流磁通方向为错相[150，210]度中的任一值，每一该边柱上流经的交流磁通方向与相邻的另一该边柱上流经的交流磁通方向为错相[60，120]度中的任一值。


2.如权利要求1所述的磁性组件，其中该磁芯还包含一中柱，该中柱位于该上磁盖和该下磁盖之间，且该四个边柱环绕于该中柱，且该中柱供该四个边柱的磁通穿过。


3.如权利要求2所述的磁性组件，其中该中柱为包含分段气隙的铁氧体材料，或该中柱为包含分布式气隙的铁粉材料。


4.如权利要求1所述的磁性组件，其中该四个边柱构成四边形，且包含一第一边柱、一第二边柱、一第三边柱和一第四边柱，其中该第一边柱和该第四边柱位于该四边形的一对角位置，该第二边柱和该第三边柱位于该四边形的另一对角位置，且该第一边柱分别与该第二边柱和该第三边柱相邻设置，且该第四边柱分别与该第二边柱和该第三边柱相邻设置。


5.如权利要求4所述的磁性组件，其中该第一边柱上流经的交流磁通方向与该第二边柱上流经的交流磁通方向为错相180度，该第一边柱上流经的交流磁通方向与该第三边柱上流经的交流磁通方向为错相90度，该第一边柱上流经的交流磁通方向与该第四边柱上流经的交流磁通方向为错相270度。


6.如权利要求5所述的磁性组件，其中该四个副边绕组包含一第一副边绕组、一第二副边绕组、一第三副边绕组和一第四副边绕组，其中该第一副边绕组、该第二副边绕组、该第三副边绕组和该第四副边绕组分别绕制在该第一边柱、该第二边柱、该第三边柱和该第四边柱上；该第一副边绕组和该第二副边绕组电连接，且构成一第一中心抽头的结构，该第三副边绕组和该第四副边绕组电连接，且构成一第二中心抽头的结构。


7.一种电源模块，包含两相变换器电路，其中该两相变换器电路中的每相变换器电路包含原边开关、两个副边开关、两个原边绕组及两个副边绕组，该原边开关与该两个原边绕组电性连接，该两个副边开关分别与对应的该副边绕组电性连接，该两个原边绕组分别与对应的该副边绕组电性耦合，其中该电源模块还包含：
一第一印刷电路板，具有一第一面及一第二面，且包括一第一穿孔，其中该两相变换器电路中的每相变换器电路的该两个副边开关设置于该第一印刷电路板；
一磁芯，包含一上磁盖、一下磁盖以及四个边柱，其中该四个边柱位于该上磁盖和该下磁盖之间，该四个边柱穿过该第一穿孔且与该上磁盖及该下磁盖相扣合于该第一印刷电路板，且该磁芯还具有相对设置的一第一侧边及一第二侧边；以及
两个第一功率连接器，设置于该第一印刷电路板的该第二面，其中每一该第一功率连接器包含一第一连接器和一第二连接器，该第一连接器及该第二连接器分别电连接该变换器电路的一正输出端和一负输出端；
其中该两相变换器电路中的其中一相变换器电路的该两个副边开关及该两个第一功率连接器中的其中之一该功率连接器相邻于该磁芯的该第一侧边设置，该两相变换器电路中的另一相变换器电路的该两个副边开关及该两个第一功率连接器中的另一该第一功率连接器相邻于该磁芯的该第二侧边设置；
其中，该每相变换器电路的每一该副边绕组与该两个原边绕组中对应的该原边绕组相互耦合，且该四个边柱中的每一该边柱上分别绕制相互耦合的该原边绕组和该副边绕组，以分别形成四个变压器；
其中，该每相变换器电路的该两个副边绕组绕制于对应的该边柱的绕制方向皆相同，施加于每一该原边绕组的交变电压信号于对应的该边柱上形成交流磁通，且流经该四个边柱的交流磁通方向相互错相，其中，每一该边柱上流经的交流磁通方向与相邻的该边柱上流经的交流磁通方向为错相[150，210]度中的任一值，每一该边柱上流经的交流磁通方向与相邻的另一该边柱上流经的交流磁通方向为错相[60，120]度中的任一值。


8.如权利要求7所述的电源模块，其中该两相变换器电路中的每相变换器电路的该两个副边绕组的其中之一该副边绕组的一端电连接该两...

【专利技术属性】
技术研发人员：金达，冷阳，杨仲望，宿清华，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71