CN108400697B - 一种电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电源装置，所述电源转换单元组包括第一单元和至少一个第二单元，第二单元包括第二连接件和第二器件单元，第二器件单元通过第二连接件与第一单元上的基板电连接，并且在连接后，使得在第二器件单元与基板之间存在间距，在该间距所在的基板位置上还可以设置第一器件单元；通过设置第二单元实现了电源器件的架空设置，解决了在对电源器件进行平铺布局时会受到电路板的实际面积限制而难以实现高密度的布局设置的问题。同时，也提高了立式封装的功率密度，解决了产品焊接工艺问题，达到了小型化、高可靠性的目的。

Description

一种电源装置

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源装置。

背景技术

随着通讯领域中设备功率的不断增大，体积的不断减小，对电源的功率密度和转换效率等要求也越来越高，而电源点散热程度会直接影响了电源的转换效率。

现有的电源主要包括电源转换单元、元器件、电气连接单元等部件组成，此外，电源的封装也是实现电源散热的有效方式之一，封装主要有插件封装和贴片封装两种结构，由于立式贴片封装能减少元器件的占用面积，提高系统产品的布局密度。目前，在电源的应用领域中，已存在立式的应用，但是对于立式封装的散热并没有很好的解决方案；对于平铺的方式进行元器件的电气连接布局，其散热可以有较好的方案，但是由于各电源电路板的面积有限，无法实现较为密集的元器件布局，限制了元器件的设置，因此，也就限制了更高精度的电源装置的设计。

发明内容

本发明实施例提供的电源装置主要解决的技术问题是，解决现有技术中存在的元器件平铺在电气连接部分，由于受到面积的限制难以实现高密度的元器件布局的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电源装置，包括：

底座、电源转换单元组；所述电源转换单元组包括第一单元和至少一个第二单元；所述第一单元包括基板以及设置在所述基板上的至少一个第一器件单元；所述基板上具有与各个第一器件单元对应的第一电性连接区域，各个第一器件单元与对应的第一电性连接区域电性连接；所述基板纵向竖立设置在所述底座上；所述第二单元包括第二器件单元以及第二连接件，所述第二连接件将所述第二器件单元横向架设在所述基板上，且所述第二器件单元与所述基板在横向方向上具有可以容纳所述第一器件单元的间距，所述基板上具有与所述第二器件单元对应的第二电性连接区域，所述第二器件单元与对应的第二电性连接区域电性连接。

本发明的有益效果是：

根据本发明实施例提供的电源装置，该装置包括底座和电源转换单元组，其中，电源转换单元组包括第一单元和至少一个第二单元，第二单元包括第二连接件和第二器件单元，第二器件单元通过第二连接件与第一单元上的基板电连接，并且在连接后，使得在第二器件单元与基板之间存在间距，在该间距所在的基板位置上还可以设置第一器件单元；通过设置第二单元实现了电源器件的架空设置，解决了在对电源器件进行平铺布局时会受到电路板的实际面积限制而难以实现高密度的布局设置的问题。同时，在本发明实施例中，还可以在第二单元与基板之间的间距上设置第一器件单元，使得在设置电源装置时，不但不需要对原有的电源电路板上的器件布局进行修改，还可以通过第二单元的架空结构焊接方式在原有的电源电路板的基础上增加器件，提高了立式封装的功率密度，解决了产品焊接工艺问题，达到了小型化、高可靠性的目的。由于第二单元与第一单元的基板的连接方式是架空焊接，使得第二单元的第二器件单元完全暴露在空气中，实现了对第二器件单元的快速散热，从而提高了产品的散热能力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电源装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电源装置的装配图；

图3为本发明实施例提供的第一单元的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第二单元的装配图；

图5为本发明实施例提供的散热单元的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的带有散热单元的电源转换单元组的装配图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。

实施例一：

请参见图1，图1为本发明实施例提供的电源装置的整体结构示意图。如图1所示，本实施例提供的电源装置，包括：电源转换单元组10和底座20，其中：

所述电源转换单元组10设置与底座20之上，并且电源转换单元10与底座20为垂直连接的关系，所述电源转换单元组10包括第一单元101和至少一个第二单元102，所述第二单元102与第一单元101之间的连接方式为架空焊接，并且第二单元102设置于第一单元101的横向方向上，在第一单元101与第二单元102之间还存在一定宽度的间距，该间距的设置即可以实现将第一单元101上的元器件暴露在空气中，并通过空气的接触实现元器件的散热。

所述第一单元101包括基板以及设置在所述基板上的至少一个第一器件单元；所述基板上具有与各个第一器件单元对应的第一电性连接区域，各个第一器件单元与对应的第一电性连接区域电性连接；所述基板纵向竖立设置在所述底座20上。

所述第二单元102包括第二器件单元以及第二连接件，所述第二连接件将所述第二器件单元横向架设在所述基板上，且所述第二器件单元与所述基板在横向方向上具有可以容纳所述第一器件单元的间距，所述基板上具有与所述第二器件单元对应的第二电性连接区域，所述第二器件单元与对应的第二电性连接区域电性连接。

进一步的，为了防止第二单元102焊接在第一单元101上之后，在运输过程中会出现脱落的问题，本实施例设置了支撑单元103，通过将第二单元102安装在支撑单元103上，该支撑单元103包括第一端1031和第二端1032，通过支撑单元103固定第二单元102与底座20之间的位置，同时也起到了支撑的作用，避免了第二单元102在运输时会因为外界的作用出现上下晃动而导致脱落。

如图2所示，为本实施例提供的电源装置的装配图，所述第一单元101具体包括基板1011和至少一个第一器件单元1012，第一器件单元1012设置于基板1011上，且在基板1011上还设置有多个电性连接区域，该电性连接区域可以是贴片式的焊盘，也可以是直插式的圆孔焊盘。优选的，这里的第一器件单元1012包括电阻、电容，以及其他贴片式或者直插式的小芯片，这些较小的、功率消耗较小的器件可以直接设置在基板1011上，因为这些器件一般不需要进行单独的散热处理，而直接通过暴露在空气中或者利用系统中的散热设备(如，风扇)进行散热即可。

在本实施例中，所述基板1011上的电性连接区域包括第一电性连接区域，所述第一器件单元1012设置于所述第一电性连接区域，与基板1011实现电连接。通过在第一电性连接区域上设置第一器件单元1012得到电源装置的印刷电路板，通过该印刷电路板实现电源装置中电能的转换。进一步的，在该印刷电路板的基础上，增加第二单元102，对该印刷电路板作进一步的拓展。所述第一单元101的具体结构如图3所示。

在本实施例中，所述第一单元101还包括至少一个第一连接件1015，该第一连接件1015用于实现第一单元101与底座20的垂直的焊接安装，所述第一连接件1015具体的设置于所述基板1011的板边，并与所述底座20上的第一连接焊盘201连接。优选的，当所述电源转换单元组10所需要的电源信号是通过所述底座20提供时，则所述第一连接焊盘201与外界电源接口相互连接，并通过第一连接件1015件电源信号传输至所述电源转换单元组10中的各元器件，为其供电。

在本实施例中，所述第二单元102包括第二器件单元1021和第二连接件1022，所述第二连接件1022与第二器件单元1021之间为电性连接，第二器件单元1021通过第二连接件1022焊接在基板1011上，基板1011为所述第二器件单元1021供电。所述第二器件单元1021横向架设在所述基板1011上，且将所述第二器件单元1021与对应的第二电性连接区域1013电性连接。在组装时，工作人员将第二单元102上的第二连接件1022与对应与基板1011上的第二电性连接区域1013焊接，从而实现第二器件单元1021的架空组装。优选的，为了实现第二器件单元1021的架空安装，所述第二连接件1022采用的是硬性的电性连接件，如，铜柱等直插式的金属焊脚，金属的焊脚即可以实现电性导通，也可以实现对第二器件单元1021的支撑作用。

在本实施例中，所示第二单元102还包括支撑单元103，该支撑单元103用于实现对第二器件单元1021的支撑，将所述第二器件单元1021固定在底座20上。

优选的，本实施例提供的支撑单元103具体包括第一端1031和第二端1032，所述第一端1031以所述底座20为支点，支撑在所述底座20上，所述第二端1032安装至少一个所述第二器件单元1021。

在本实施例中，在所述电源转换单元组10中的第一电性连接区域上焊接第一器件单元1012(如，半导体器件、被动元件等器件)，具体可以通过回流焊接工艺方案，将贴片器件焊接在第一电性连接区域上，第二单元102通过焊接方式焊接在基板1011上，和第一单元101一起实现电信号的能量转换，第二单元102通过设置支撑单元103实现架空设置，支撑单元103的第一端1031与基板1011之间的空间用来布局第一器件单元1012(如电阻、电容等)。且支撑单元103的第二端1032焊接在系统产品底座20的大铜箔焊盘上，可以起到第二器件单元1021的散热和整个电源转换单元组10在系统产品上的支撑作用，有效解决立式封装的器件的三次回流焊接掉件的问题和立式器件在系统板上的焊接可靠性问题。

如图4所示，所述支撑单元103中第二端1032至少设置有一个用于安装第二器件单元1021的安装孔，在第二端1032的下方位置上设置有用于固定第二器件单元1021纵向位置的第一端1031，优选的，第一端1031具有预设高度，将所述第二端1032与所述底座20在纵向方向上形成对应间距。所述第一端1031具体为硬性的电性连接件，例如铜柱等金属焊脚，所述第一端1031的高度以第二器件单元1021在基板1011上的安装位置为准，总之，通过第一端1031的支撑可以使得第二器件单元1021的第二连接件刚好与基板1011上的第二电性连接区域1013相匹配。

优选的，如图4所示，结合具体器件进行说明，如双路的非隔离模块，包括两个电感，电感对应第二器件单元1021，双路的非隔离模块的两路电感1021，本实施案例将两路电感通过封装结构1031(即第一端1031)将两路电感1021组合成一个封装的器件第二单元102，这样可以减少器件的占板面积，封装结构1031中的电感1021引脚抬高，封装体和引脚平面之间有一定的间距，在基板101对应的第二单元102下部可以布局第一器件单元1012，同时封装结构1031中可以增加支撑部件1032(即是第二端1032)，支撑部件1032用于多个第二单元102在系统板应用时的支撑结构件，增加一种电源装置在系统产品上焊接的稳定性和焊接强度，同时保证电源装置在系统产品上进行焊接时三次回流的掉件问题的支撑。

在本实施例中，在设置底座20和电源转换单元10结构的基础上，所述电源装置还包括散热单元30，通过设置散热单元30实现第二单元102中第二器件单元1021的散热，所述散热单元30与所述第一单元101和/或第二单元102接触，并对于所述萨热单元30接触的单元或者元器件进行散热。

具体的，所述散热单元30包括第一散热部301和第二散热部302，所述基板1011上具有与第一散热部301对应的散热连接区域1014，第一散热部301与对应的散热连接区域1014连接，第二散热部302与各个第二器件单元102接触，从而实现对第二器件单元102的散热。

优选的，如图5所示，所述第二散热部302为纵向设置的，且与各个第二器件单元1021平行的平面。所述第一散热部301具体包括散热平面3012和至少一个连接脚3011，所述散热单元30通过所述连接脚3011与基板1011上对应的散热连接区域1014连接，所述连接脚3011与所述散热平面3012的一侧边连接，所述散热平面3012的另一对边与所述第二散热部302，且所述散热平面3012与第二散热部302之间为相互垂直连接。散热单元30的连接脚3012通过焊接方式和基板1011上的散热连接区域1014(如，大面积铜箔焊盘)焊接连接，第二散热部302通过导热胶贴在第二器件单元1021的顶部，实现第二器件单元1021的散热功能。

在本实施例中，如图6所示，为电源转换单元组10与散热单元30的组装结构示意图，所述散热单元30通过连接脚3011与所述基板1011上预先设置好的散热连接区域1014焊接，使得在基板1011与第二散热部302之间形成用于容纳第二单元102的间距，所述第二单元102通过第二连接件1022与基板1011上的第二电性连接区域1013焊接，同时，第二单元102中的第二器件单元1021没有设置第二连接件1022的一端与第二散热部302紧密接触，通过这样的设置方式，当第二器件单元1021或者基板1011工作时所产生的热量具可以传导到散热单元30上，从而增加了该电源装置的散热面积，提高了散热效率。

综上所述，本发明实施例提供的电源装置，包括电源转换单元组，所述电源转换单元组包括第一单元和至少一个第二单元，在第一单元上设置第一器件单元和第二电性连接区域，第二单元包括第二连接件和第二器件单元，第二单元通过第二连接件与第一单元上的第二电性连接区域焊接，并在基板与第二器件之间形成能容纳第一器件单元的间距，从而实现了电源电路板中元器件的架空设置，克服了现有技术中只能在印刷电路板上铺设元器件的痛点，同时也提高了电源电路板的元器件的集成度，进一步的解决了由于焊接工艺而导致难以实现产品小型化的问题。

进一步的，本发明实施例提供的电源装置还设置了散热单元，通过散热单元与第一单元和/或第二器件单元进行连接，第一单元与第二器件单元所产生的热量通过接触传导，传导至散热单元上，通过散热单元将热量散发出去，从而提高了产品的散热能力。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电源装置，包括：底座、电源转换单元组；所述电源转换单元组包括第一单元和至少一个第二单元；所述第一单元包括基板以及设置在所述基板上的至少一个第一器件单元；所述基板上具有与各个第一器件单元对应的第一电性连接区域，各个第一器件单元与对应的第一电性连接区域电性连接；所述基板纵向竖立设置在所述底座上；所述第二单元包括第二器件单元以及第二连接件，所述第二连接件将所述第二器件单元横向架设在所述基板上，且所述第二器件单元与所述基板在横向方向上具有可以容纳所述第一器件单元的间距，所述基板上具有与所述第二器件单元对应的第二电性连接区域，所述第二器件单元与对应的第二电性连接区域电性连接；所述电源转换单元组还包括支撑单元，所述支撑单元包括第一端和第二端，所述第一端以所述底座为支点，支撑在所述底座上，所述第二端安装至少一个所述第二器件单元。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述第一器件单元与对应的第一电性连接区域焊接。

3.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述第二连接件为硬性的电性连接件，用于将所述第二器件单元横向架设在所述基板上，且将所述第二器件单元与对应的第二电性连接区域电性连接。

4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述第二连接件与对应的第二电性连接区域焊接。

5.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述第一端具有预设高度，将所述第二端与所述底座在纵向方向上形成对应间距。

6.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述第一单元还包括设置在所述基板上的第一连接件，所述第一连接件为电性连接件，将所述基板与所述底座电性连接。

7.根据权利要求6所述的电源装置，其特征在于，所述第一连接件与所述底座焊接。

8.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述第二器件单元包括电感。

9.根据权利要求6至8任一项所述的电源装置，其特征在于，还包括散热单元，所述散热单元与所述第一单元和/或第二单元接触，对与其接触的单元进行散热。

10.根据权利要求9所述的电源装置，其特征在于，所述散热单元包括第一散热部和第二散热部，所述基板上具有与第一散热部对应的散热连接区域，第一散热部与对应的散热连接区域电性连接；所述第二散热部与各个第二器件单元接触。

11.根据权利要求10所述的电源装置，其特征在于，所述第二散热部为纵向设置的，且与各个第二器件单元平行的平面。

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