CN114446592A - 电压调节模块 - Google Patents

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崔俊国
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Abstract

本公开涉及一种电压调节模块，包含第一印刷电路板、开关电路及第二印刷电路板，第一印刷电路板包含第一面及第二面，第一印刷电路板的第二面上包含第一导接区，开关电路设置于第一印刷电路板的第一面上，开关电路经由第一印刷电路板内的导孔与第一导接区电连接，第二印刷电路板包含第一面及第二面，第二印刷电路板的第一面是与第一印刷电路板的第二面相接触，且包含第二导接区，第二导接区与第一导接区相固接，第二印刷电路板的第二面上包含导接部，导接部经由第二印刷电路板内的导孔与第二导接区电连接，且导接部与系统板电连接。

Description

电压调节模块
本申请是申请人为台达电子工业股份有限公司，申请日为2020年3月25日，申请号为202010217191.2，发明名称为“电压调节模块”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种电压调节模块，特别涉及一种可减少厚度的电压调节模块。
背景技术
参阅图1A及图1B，其中图1A为现有电子装置的结构示意图，图1B为图1A所示的电压调节模块的结构示意图。如图1A及图1B所示，现有电子装置1采用水平供电结构，且包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)11、电压调节模块12及系统板13，其中电压调节模块12包括输出电容14。电压调节模块12用以转换所接收的输入电压为调节电压，并提供给中央处理器11，且电压调节模块12与中央处理器11皆设置于系统板13的第一表面上。另外，为了满足负载动态切换的要求，电压调节模块12的输出端是靠近中央处理器11的供电输入端。输出电容14是设置于相对第一表面的系统板13的第二表面上，并与中央处理器11的供电输入端相邻。
此外，电压调节模块12更具有印刷电路板15及磁性组件16。磁性组件16是设置于印刷电路板15上，且在印刷电路板15和磁性组件16之间的空隙里可设置开关组件。印刷电路板15设置于系统板13的第一表面上，借此电压调节模块12产生的热能可通过印刷电路板15传送至系统板13，进而利用系统板13的散热系统(未图标)进行散热。
然由于目前对于系统板13的功率密度要求越来越高，且对于系统板13的厚度要求也越来越薄，因此留给电压调节模块12的厚度尺寸也越来越小，例如需小于5mm，甚至小于或等于3mm，如此一来，现有电子装置1内的电压调节模块12的开关电路和磁性组件16叠放于印刷电路板15上的技术便因为厚度的限制而不符合需求。此外，现有电压调节模块12大多采用多层印刷电路板内的多个平面绕组以符合多相降压电路的需求，然而多层印刷电路板将使得整体电子装置1的厚度上升。
因此，实有必要发展一种电压调节模块，以解决现有技术所面临的问题。
发明内容
本公开的目的为提供一种电压调节模块，其可达到减少厚度尺寸的技术效果。
为达上述目的，本公开的一实施方式为提供一种电压调节模块，是包含第一印刷电路板、至少一开关电路及第二印刷电路板。第一印刷电路板包含相对的第一面及第二面，第一印刷电路板的第二面上包含至少一第一导接区，至少一第一导接区构成电压调节模块的正输出端、负输出端或正输入端中的至少一种。开关电路设置于第一印刷电路板的第一面上，且开关电路经由第一印刷电路板内的导孔与第一导接区电连接。第二印刷电路板包含相对的第一面及第二面，第二印刷电路板的第一面是与第一印刷电路板的第二面相邻且相接触，第二印刷电路板的第一面上包含至少一第二导接区，第二导接区与对应的第一导接区相对应设置且相互固接并电连接，第二印刷电路板的第二面上包含至少一导接部，导接部经由第二印刷电路板内的导孔与对应的第二导接区电连接，且第二印刷电路板经由导接部与系统板电连接，其中至少一第二导接区构成电压调节模块的正输出端、负输出端或正输入端中的至少一种，至少一导接部构成电压调节模块的正输出端、负输出端或正输入端中的至少一种。
附图说明
图1A为现有电子装置的结构示意图。
图1B为图1A所示的电压调节模块的结构示意图。
图2为本公开第一优选实施例的电压调节模块的结构示意图。
图3为图2所示的电压调节模块的爆炸结构示意图。
图4为图2所示的电压调节模块的另一视角的结构示意图。
图5为图2所示的电压调节模块的等效电路图。
图6为本公开第二优选实施例的电压调节模块的结构示意图。
图7为图6所示的电压调节模块的爆炸结构示意图。
图8为本公开第三优选实施例的电压调节模块的结构示意图。
图9为图8所示的电压调节模块的另一视角的结构示意图。
图10为本公开第四优选实施例的电压调节模块的结构示意图。
图11为图10所示的电压调节模块的另一视角的结构示意图。
图12为本公开第五优选实施例的电压调节模块的结构示意图。
图13为图12所示的电压调节模块的爆炸结构示意图。
图14为本公开第六优选实施例的电压调节模块的爆炸结构示意图。
图15为图14所示的电压调节模块的另一视角的爆炸结构示意图。
图16为本公开第七优选实施例的电压调节模块的爆炸结构示意图。
图17为图16所示的电压调节模块的爆炸结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1：现有电子装置
11：中央处理器
12：电压调节模块
13：系统板
14：输出电容
15：印刷电路板
16：磁性组件
2、2a、2b、2c、2d、2e、2f：电压调节模块
Cin：输入电容
Cout：输出电容
21：开关电路
L：电感
SW：第一端
Vin+：正输入端
Vin-：负输入端
Vo+：正输出端
Vo-：负输出端
22：控制电路
PWM1、PWM2、PWM3、PWM4：脉宽控制信号
3：第一印刷电路板
31：第一面
311：第一穿孔
32：第二面
321：第二穿孔
33：容置空间
34：第一凹槽
35：第二凹槽
36：侧壁
4：金属绕组
41：第三穿孔
42：第一端
43：第二端
44：内侧壁
5：磁芯组件
51：上磁芯
52：下磁芯
53：边柱
54：中柱
70：输入电容
71：第一正输出导接区
72：第一负输出导接区
73：第一正输入导接区
74：第一信号导接区
75：正输出导接部
75a：正输出导接部电镀图形
76：负输出导接部
76a：负输出导接部电镀图形
77：正输入导接部
77a：正输入导接部电镀图形
78：信号导接部
78a：信号导接部电镀图形
81：第一塑封层
82：第二塑封层
9：第二印刷电路板
91：第一面
92：第二面
931：第二正输出导接区
932：第二负输出导接区
933：第二正输入导接区
934：第二信号导接区
941：正输出导接部
942：负输出导接部
943：正输入导接部
944：信号导接部
951：第一容置槽
952：第二容置槽
具体实施方式
体现本公开特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用于限制本公开。
请参阅图2至图5，其中图2为本公开第一优选实施例的电压调节模块的结构示意图，图3为图2所示的电压调节模块的爆炸结构示意图，图4为图2所示的电压调节模块的另一视角的结构示意图，图5为图2所示的电压调节模块的等效电路图。如图所示，本实施例的电压调节模块2可应用在电子装置内，并与电子装置内的系统板或载板(未图示)以焊接方式连接。其中图2所示电压调节模块2可构成图5所示的电路结构，而如图5所示的电路结构中，电压调节模块2包含至少两个单相降压电路(或升压电路，或降压-升压电路)、至少一输入电容Cin及输出电容Cout。其中本实施例的电压调节模块2包含四个单相降压电路，且每一个单相降压电路分别包含具有驱动器及开关组件的驱动器开关单元21(后面简称开关电路21)及电感L，换言之，即电压调节模块2包含四个开关电路21及四个电感L。
每一开关电路21的第二端串联连接于对应的电感L的第一端SW而构成单相降压电路，而四个单相降压电路的第一端(即每一开关电路21的第一端)并联电性连接后与电压调节模块2的输入电容Cin电性连接，以构成电压调节模块2的输入端(包含正输入端Vin+与负输入端Vin-)，输入电容Cin的第一端是与电压调节模块2的正输入端Vin+电性连接，输入电容Cin的第二端是与电压调节模块2的负输入端Vin-电性连接。而四个单相降压电路的第二端(即每一电感L的第二端)是并联电性连接后与输出电容Cout电性连接，以构成电压调节模块2的输出端(包含正输出端Vo+与负输出端Vo-，其中负输出端Vo-与负输入端Vin-为短路相接)，输出电容Cout的第一端是与电压调节模块2的正输出端Vo+电性连接，输出电容Cout的第二端是与电压调节模块2的负输出端Vo-电性连接。
于一些实施例中，构成图5的电压调节模块2的开关电路21包含晶体管开关及用来驱动晶体管开关的驱动器。电压调节模块2还包含控制电路22，控制电路22通过采样电压调节模块2的输出电压和所需的电流而产生四组脉宽控制信号PWM1、PWM2、PWM3及PWM4，其中相邻的两组脉宽控制信号皆错相90度，例如脉宽控制信号PWM1及PWM2错相90度、脉宽控制信号PWM2及PWM3错相90度、脉宽控制信号PWM3及PWM4错相90度、脉宽控制信号PWM4及PWM1错相90度，且每一脉宽控制信号PWM1、PWM2、PWM3及PWM4用来控制对应的单相降压电路，例如脉宽控制信号PWM1用来控制第一相降压电路，脉宽控制信号PWM2用来控制第二相降压电路，脉宽控制信号PWM3用来控制第三相降压电路，脉宽控制信号PWM4用来控制第四相降压电路。
于本实施例中，电压调节模块2的实体结构包含第一印刷电路板3、至少一金属绕组4及磁芯组件5。第一印刷电路板3包含第一面31、第二面32及至少一容置空间33。为了显示容置空间33的位置，于图2及图3中将第一印刷电路板3沿虚线处划分为第一面31及第二面32的两个部件，而实际上第一印刷电路板3的第一面31及第二面32是一体成型的结构，且第一印刷电路板3的第一面31及第二面32是相对设置。第一印刷电路板3的第一面31具有至少一第一穿孔311，例如图3所示的四个第一穿孔311。第一印刷电路板3的第二面32具有至少一第二穿孔321，例如图3所示的四个第二穿孔321，每一第二穿孔321的设置位置与对应的第一穿孔311的设置位置相互对应。本实施例的印刷电路板3具有四个容置空间33，每一容置空间33位于第一印刷电路板3内，并介于第一面31及第二面32之间，且每一容置空间33是与第一面31上对应的第一穿孔311及第二面32上对应的第二穿孔321相连通。
如图3所示，本实施例的电压调节模块2包含四个金属绕组4，该四个金属绕组4同向绕制，每一金属绕组4可由铜、铝、其合金或其他具有良好导电特性且寄生电阻低的金属材料所构成，且每一金属绕组4设置于对应的容置空间33内而内埋于第一印刷电路板3内，其中四个金属绕组4的设置位置可构成平面，该平面是平行于第一印刷电路板3的第一面31及第二面32。而每一金属绕组4还包含第三穿孔41，且每一金属绕组4的第三穿孔41的设置位置及形状与对应的第二穿孔321及对应的第一穿孔311皆相互对应，其中每一金属绕组4的第三穿孔41可为金属绕组4的内侧壁44所构成。
磁芯组件5包含上磁芯51、下磁芯52及至少一边柱53。上磁芯51由第一印刷电路板3的第一面31设置于第一印刷电路板3上，例如但不限于第一印刷电路板3的中心位置上，下磁芯52由第一印刷电路板3的第二面32设置于第一印刷电路板3上，且下磁芯52的设置位置是与上磁芯51的设置位置相对应地设置于第一印刷电路板3的相对两侧。此外，本实施例的磁芯组件5包含四个边柱53，位于上磁芯51及下磁芯52之间，其中，四个边柱53可如图3所示与下磁芯52相连接，或四个边柱53与上磁芯51相连接(未图示)，或四个边柱53独立于上磁芯51及下磁芯52之间(未图示)。当磁芯组件5的上磁芯51与下磁芯52相组接时，每一边柱53穿设第一印刷电路板3的第二面32上对应的第二穿孔321、金属绕组4上对应的第三穿孔41及第一印刷电路板3的第一面31上对应的第一穿孔311，而使上磁芯51与下磁芯52相组接以扣合第一印刷电路板3。于本实施例中，每一金属绕组4是与对应的边柱53相配合，而使磁芯组件5与四个金属绕组4分别相互配合以形成四个电感L，其中流经四个边柱53的直流磁通方向相同。
由上可知，本公开的电压调节模块2的金属绕组4内埋于第一印刷电路板3的容置空间33内，且磁芯组件5是采用上下扣合的方式设置于第一印刷电路板3上，因此本公开的电压调节模块2由金属绕组4及磁芯组件5所形成的电感L是部分(即金属绕组4)设置于第一印刷电路板3内，另外部分的电感L(即磁芯组件5)设置于第一印刷电路板3上，因此相较现有电子装置内的电压调节模块的磁性组件是叠放于印刷电路板上的设置方式，本实施例的电压调节模块2的高度大幅下降。此外，由于本公开的电压调节模块2是利用多个金属绕组4内埋于第一印刷电路板3的容置空间33内，以实现多相降压电路的需求，故相较于现有电压调节模块是利用多层印刷电路板内的多层平面绕组实现多相降压电路，本公开的电压调节模块2的厚度远小于现有电压调节模块的厚度，且由于金属绕组4相较于平面绕组具有寄生电阻较小及功率损耗较小的优势，因此本公开的电压调节模块2的整体的寄生电阻较小且整体的功率损耗较小。
于本实施例中，电压调节模块2还包含至少一开关电路21，例如图2及3所示的四个开关电路21，四个开关电路21设置于第一印刷电路板3的第一面31上，其中两个开关电路21相邻于上磁芯51的第一侧，另外两个开关电路21相邻于与上磁芯51的第一侧相对的上磁芯51的第二侧。此外，相邻于上磁芯51的第一侧的两个开关电路21是同向放置，相邻于上磁芯51的第二侧的两个开关电路21是同向放置，而使得相邻于上磁芯51的同一侧的两个开关电路21的相同引脚的放置位置朝向同一方向。
第一印刷电路板3内还包含至少一导孔(未图标)，其中导孔可为但不限为盲孔，例如激光盲孔或机械盲孔，而导孔是连通于第一印刷电路板3的第一面31及对应的金属绕组4之间，而每一开关电路21经由对应的导孔与对应的金属绕组4的第一端42电连接。而于另一些实施例中，开关电路21亦可内埋于第一印刷电路板3内(未图标)，而开关电路21投影于第一印刷电路板3的第一面31上的位置与对应的容置空间34投影于第一印刷电路板3的第一面31上的位置部分重叠，换言之，每一开关电路21投影于第一印刷电路板3上的位置与对应的金属绕组4投影于第一印刷电路板3的第一面31上的位置部分重叠，而重叠的面积以形成电连接开关电路21与对应的金属绕组4的导孔所需的面积为最小限定值，使得导孔可以最短路径连接开关电路21及对应的金属绕组4。
于本实施例中，磁芯组件5还包含中柱54，中柱54可穿设第一印刷电路板3，而为了使中柱54穿设第一印刷电路板3，则根据四个金属绕组4的摆放位置及形状而可构成四个金属绕组4的中心穿孔，该四个金属绕组4的中心穿孔的位置和形状与第一印刷电路板3的第一面31和第二面32上的中心穿孔的位置和形状一致。因此，中柱54穿设第一印刷电路板3的第二面32上的中心穿孔、四个金属绕组4所构成的中心穿孔及第一印刷电路板3的第一面31上的中心穿孔，并位于上磁芯51及下磁芯52之间，且四个边柱53是环绕于中柱54设置。于一些实施例中，中柱54的一端与上磁芯51连接，并位于上磁芯51的中心位置，且中柱54的另一端与下磁芯52之间具有气隙，于另一些实施例中，中柱54的一端与下磁芯52连接，并位于下磁芯52的中心位置，且中柱54的另一端与上磁芯51之间具有气隙。此外，于另一些实施例中，磁芯组件5可未包含任何中柱，因此第一印刷电路板3的第一面31及第二面32上皆可不需要设置中心穿孔，则第一印刷电路板3的第一面31及第二面32上的中心位置可规划为净空区域，以放置任何电子组件、平面绕组或第一印刷电路板3内作为电器连接的导电线路。
于本实施例中，第一印刷电路板3具有多个侧壁36，位于第一印刷电路板3的第一面31及第二面32之间，且环绕于第一印刷电路板3的第一面31及第二面32。而容置空间33可暴露于多个侧壁36中的至少一侧壁36，且由于金属绕组4容置于容置空间33内，故金属绕组4可经由暴露出的容置空间33而暴露于侧壁36，以此来内埋更大尺寸的金属绕组4于第一印刷电路板3内，而使得电压调节模块2可最大化地有效利用空间，并减小金属绕组4的直流等效电阻。
于另一些实施例中，因为中柱54上的直流磁通叠加，交流磁通相互抵消，磁芯损耗小，中柱54的制作材料可以与四个边柱53制作材料不同，譬如中柱54的制作材料为高饱和磁密的铁粉材料，以此进一步减小中柱54的截面积，从而进一步增加所述金属绕组4的面积，减小所述金属绕组4的等效直流阻抗，进一步减小电压调节模块2的损耗。
请继续参阅图4，本实施例的电压调节模块2还包含第一正输出导接区71、至少一第一负输出导接区72、至少一第一正输入导接区73及多个第一信号导接区74，其中第一正输出导接区71、第一负输出导接区72、第一正输入导接区73及多个第一信号导接区74设置于第一印刷电路板3的第二面32上，且分别构成电压调节模块2所对应的正输出端Vo+、负输出端Vo-、正输入端Vin+及信号端，此外，由于电压调节模块2的负输出端Vo-与负输入端Vin-为短路相接，因此第一负输出导接区72亦可构成电压调节模块2所对应的负输入端Vin-。于本实施例中，第一正输出导接区71、第一负输出导接区72、第一正输入导接区73及多个第一信号导接区74的形状可为圆形、矩形、方形、椭圆形或回字形，皆不进行限制。此外，第一印刷电路板3内还包含至少一导孔(未图标)，其中导孔可为但不限为盲孔，例如激光盲孔或机械盲孔，而导孔连通于第一印刷电路板3的第二面32及容置空间33，而第一正输出导接区73经由第一印刷电路板3内的导孔与金属绕组4的第二端43电连接，此外，金属绕组4所产生的热能还可经由导孔导接至第一印刷电路板3的第二面32上。此外，电压调节模块2还包含输入电容70，设置于第一印刷电路板3的第二面32上，且位于第一正输入导接区73及第一负输出导接区72之间，以分别经由第一印刷电路板3内的布线与第一正输入导接区73及第一负输出导接区72电连接。
当然，本公开的电压调节模块不仅限制于应用于四相降压电路，亦可为两相降压电路或其他相降压电路。请参阅图6及图7，其中图6为本公开第二优选实施例的电压调节模块的结构示意图，图7为图6所示的电压调节模块的爆炸结构示意图。如图所示，相较于图2至图4的电压调节模块2包含四个单向降压电路，本实施例的电压调节模块2a仅包含两个单向降压电路，换言之，于实体结构中，电压调节模块2a仅包含第一印刷电路板3、两个同向绕制的金属绕组4、磁芯组件5及两个开关电路21。本实施例的电压调节模块2a的两个开关电路21设置于第一印刷电路板3的第一面31上，且两个开关电路21皆相邻于上磁芯51的同一侧，且两个开关电路21是同向放置。此外，本实施例的电压调节模块2a的磁芯组件5包含上磁芯51、下磁芯52、两个边柱53及中柱54。两个边柱53位于上磁芯51及下磁芯52之间，其中，两个边柱53可如图7所示与下磁芯52相连接，且设置于下磁芯52的相对两端，或两个边柱53与上磁芯51相连接，且设置于上磁芯51的相对两端，或两个边柱53为独立于上磁芯51及下磁芯52之间，而中柱54位于上磁芯51及下磁芯52之间，且位于两个边柱53之间。且于本实施例中，每一金属绕组4是与对应的边柱53相配合，而使磁芯组件5与两个金属绕组4分别相互配合以形成两个电感L，其中流经两个边柱53的直流磁通方向相同。
而在系统应用中，为了将电压调节模块固定并电连接于系统板或载板上，则需要在第一印刷电路板的第二面上设置多个导接部以与系统板或载板固定连接，其中多个导接部应分别对应于多个导接区，以将多个导接区所接收的电能或信号传送至系统板或载板上。请参阅图8及图9，其中图8为本公开第三优选实施例的电压调节模块的结构示意图，图9为图8所示的电压调节模块的另一视角的结构示意图。如图所示，相较于图2至图4的电压调节模块2，本实施例的电压调节模块2b还包含由金属条或金属块所构成的正输出导接部75、至少一负输出导接部76、至少一正输入导接部77及多个信号导接部78，其中正输出导接部75、至少一负输出导接部76、至少一正输入导接部77及多个信号导接部78设置于第一印刷电路板3的第二面32上，且上述由金属条及/或金属块所构成的所述导接部可由铜、铜合金或任何导电性佳且热阻小的金属构成，且金属条或金属块的形状可为圆形、矩形、方形、椭圆形或回字形，皆不进行限制。电压调节模块2b利用第一印刷电路板3的第二面32上的多个导接部(正输出导接部75、负输出导接部76、正输入导接部77及信号导接部78)与系统板电连接。正输出导接部75设置于第一正输出导接区71上，以将正输出端Vo+所接收的电能传送至系统板上，负输出导接部76设置于第一负输出导接区72上，以将负输出端Vo-所接收的电能传送至系统板上，正输入导接部77设置于第一正输入导接区73上，以将正输入端Vin+所接收的电能传送至系统板上，每一信号导接部78设置于对应的第一信号导接区74上，以将信号端所接收的信号传送至系统板上。于一些实施例中，为了使得电压调节模块2b的第一印刷电路板3的第二面32可较为平整地与系统板连接，则可将多个导接部(正输出导接部75、负输出导接部76、正输入导接部77及多个信号导接部78)的高度调整为与输入电容70的高度或磁芯组件5的下磁芯52的高度相同。
此外，于一些实施例中，还可对电压调节模块进行塑封，以减少再次重熔所产生的移位或脱落的问题，例如图10及图11，其中图10为本公开第四优选实施例的电压调节模块的结构示意图，图11为图10所示的电压调节模块的另一视角的结构示意图。相较于图8至图9的电压调节模块2b，本实施例的电压调节模块2c还包含第一塑封层81及第二塑封层82，第一塑封层81是设置于第一印刷电路板3的第一面31上，用以将图8所示的第一印刷电路板3的第一面31上的开关电路21、磁芯组件5的上磁芯51及所有电子组件塑封成一体。第二塑封层82是设置于第一印刷电路板3的第二面32上，用以将图9所示的第一印刷电路板3的第二面32上的输入电容70、正输出导接部75、负输出导接部76、正输入导接部77、多个信号导接部78及所有电子组件塑封成一体。当然，于一些实施例中，电压调节模块可仅包含第一塑封层81或第二塑封层82，而不需同时设置第一塑封层81及第二塑封层82。更甚者，当第二塑封层82塑封了第一印刷电路板3的第二面32、输入电容70、正输出导接部75、负输出导接部76、正输入导接部77、多个信号导接部78及所有电子组件后，可以对第二塑封层82进行打磨，使第一印刷电路板3的第二面32上的正输出导接部75的一端、负输出导接部76的一端、正输入导接部77的一端及每一信号导接部78的一端露出于第二塑封层82的表面(未图标)。当然，第二塑封层82的表面上还可利用电镀方式形成多个电镀图形，每一电镀图形的形成位置对应于与自身导接且露出第二塑封层82的表面的导接部，例如正输出导接部75的一端是形成正输出导接部电镀图形75a，而可构成电压调节模块2c的正输出端Vo+，负输出导接部76的一端是形成负输出导接部电镀图形76a，而可构成电压调节模块2c的负输出端Vo-，正输入导接部77的一端是形成正输入导接部电镀图形77a，而可构成电压调节模块2c的正输入端Vin+，每一信号导接部78的一端是形成信号导接部电镀图形78a，而可构成电压调节模块2c的信号端。然电镀图形的个数与设置位置并不限制于如图11所示，可依实际需求而有不同的实施方式。另外，当电镀图形的电镀面积越大，电压调节模块2c可焊接的面积越大，故于系统板再次回流焊接时，该电压调节模块2c因为再次受热而发生脱落或位移的风险就越小，且焊点电流密度大幅下降，产品焊点的可靠性大幅上升。
另外，为了使电压调节模块的第一印刷电路板可较为平整地与系统板连接，除了如图8及图9所示的在每一导接区上设置对应的导接部，亦可在第一印刷电路板上挖设凹槽，以放置输入电容及磁芯组件，而每一导接区则可与输入电容及磁芯组件位于同一平面，而不须在每一导接区上另外设置对应的导接部。请参阅图12及图13，其中图12为本公开第五优选实施例的电压调节模块的结构示意图，图13为图12所示的电压调节模块的爆炸结构示意图。如图12及图13所示，相较于图2至图4所示的电压调节模块2，本实施例的电压调节模块2d的第一印刷电路板3更具有第一凹槽34及第二凹槽35。第一凹槽34是位于第一印刷电路板3的第二面32上，且由第一印刷电路板3的第二面32内凹所构成，且第一凹槽34是与第一印刷电路板3的第二面32的第二穿孔321相连通，并与容置空间33相互独立，且第一凹槽34位于第一印刷电路板3的高度不同于容置空间33位于第一印刷电路板3的高度，而第一凹槽34是用以容置磁芯组件5的下磁芯52，其中第一凹槽34的深度大于或等于磁芯组件5的下磁芯52的厚度，因此，下磁芯52的表面与第一印刷电路板3的第二面32共平面，或下磁芯52的表面低于第一印刷电路板3的第二面32，从而使得设置于第一印刷电路板3的第二面32的多个导接区(第一正输出导接区71、第一负输出导接区72、第一正输入导接区73及多个第一信号导接区74)可与系统板紧密贴合固定。第二凹槽35是相邻于第一凹槽34的相对两侧，且由第一印刷电路板3的第二面32内凹所构成，并与容置空间33相互独立，且第一凹槽34位于第一印刷电路板3的高度不同于容置空间33位于第一印刷电路板3的高度，而第二凹槽35是用以容置输入电容70，其中第二凹槽35的深度大于或等于输入电容70的厚度。因此，输入电容70的表面与第一印刷电路板3的第二面32共平面，或输入电容70的表面低于第一印刷电路板3的第二面32，从而使得设置于第一印刷电路板3的第二面32的多个导接区可与系统板紧密贴合固定。当然，于一些实施例中，电压调节模块可仅包含第一凹槽34或第二凹槽35，而不需同时设置第一凹槽34及第二凹槽35。
另外，为了使电压调节模块可较为平整地与系统板连接，除了如图8及图9所示的在每一导接区上设置对应的导接部，以及如图12及图13的在第一印刷电路板上挖设凹槽的方式外，电压调节模块亦可另外设置连接基板(例如另一印刷电路板)以与系统板相固定且电连接。请参阅图14及图15，图14为本公开第六优选实施例的电压调节模块的爆炸结构示意图，图15为图14所示的电压调节模块的另一视角的爆炸结构示意图。如图14及图15所示，本实施例的电压调节模块2e是包含第一印刷电路板3、金属绕组4及磁芯组件5，其中第一印刷电路板3、金属绕组4及磁芯组件5的结构与作动皆分别相似于图2-4所示的第一印刷电路板3、金属绕组4及磁芯组件5，故于此仅以相同的标号代表结构及功能相似而不再赘述。而于本实施例中，电压调节模块2e还包含第二印刷电路板9，第二印刷电路板9包含相对的第一面91及第二面92，第二印刷电路板9的第一面91是与第一印刷电路板3的第二面32相邻且相接触，第二印刷电路板9经由第二印刷电路板9的第二面92而与系统板相连接，其中第二印刷电路板9的面积是小于或等于第一印刷电路板3的面积，从而使第二印刷电路板9与第一印刷电路板3固定装设时，可以利用第二印刷电路板9的板边电镀区爬锡，增强第一印刷电路板3与第二印刷电路板9的固定强度，减小固定装设的难度。此外，第二印刷电路板9还包含第一容置槽951及两个第二容置槽952，第一容置槽951是贯穿于第二印刷电路板9，当第二印刷电路板9与第一印刷电路板3相接触时，第一容置槽951是用以容置磁芯组件5的下磁芯52，其中第一容置槽951的平面尺寸大于或等于下磁芯52的平面尺寸。两个第二容置槽952是贯穿于第二印刷电路板9，且两个第二容置槽952是相邻于第一容置槽951的相对两侧，当第二印刷电路板9与第一印刷电路板3相接触时，第二容置槽952是用以容置对应的输入电容70，其中第二容置槽952的平面尺寸大于或等于位于第二容置槽952内的多个输入电容70的整体尺寸。于一些实施例中，第一容置槽951及第二容置槽952不仅限制于用以容置磁芯组件5的下磁芯52及输入电容70，亦可用以容置位于第一印刷电路板3的第二面32上的电容、电阻、功率组件、芯片、磁性组件或机构组件等。
于本实施例中，电压调节模块2e还包含第二正输出导接区931、至少一第二负输出导接区932、至少一第二正输入导接区933及多个第二信号导接区934，其中第二正输出导接区931、第二负输出导接区932、第二正输入导接区933及多个第二信号导接区934是设置于第二印刷电路板9的第一面91上，第二正输出导接区931是与第一正输出导接区71相对应设置且相互固接，第二负输出导接区932是与第一负输出导接区72相对应设置且相互固接，第二正输入导接区933是与第一正输入导接区73相对应设置且相互固接，每一第二信号导接区934是与对应的第一信号导接区74相对应设置且相互固接，因此第二印刷电路板9可与第一印刷电路板3相互固接，其中上述导接区之间可利用焊接的方式或是导电胶相互黏合的方式相互固接，且上述导接区的形状可为圆形、矩形、方形、椭圆形或回字形，皆不进行限制。此外，本实施例的电压调节模块2e还包含正输出导接部941、至少一负输出导接部942、至少一正输入导接部943及多个信号导接部944，其中正输出导接部941、负输出导接部942、正输入导接部943及多个信号导接部944是设置于第二印刷电路板9的第二面92上，正输出导接部941是经由第二印刷电路板9内的导孔与第二正输出导接区931电连接，负输出导接部942是经由第二印刷电路板9内的导孔与第二负输出导接区932电连接，正输入导接部943是经由第二印刷电路板9内的导孔与第二正输入导接区933电连接，每一信号导接部944是经由第二印刷电路板9内的导孔与对应的第二信号导接区934电连接，且本实施例的电压调节模块2e更利用第二印刷电路板9的第二面92上的多个导接部(正输出导接部941、负输出导接部942、正输入导接部943及多个信号导接部944)而与系统板相互固定并电连接。此外，本实施例的电压调节模块2e的第二印刷电路板9上的多个导接部除了可以第二印刷电路板9内的导孔与对应的导接区电连接，亦可利用电镀的方式，将第二印刷电路板9的侧壁、第一容置槽951的内侧壁或第二容置槽952的内侧壁进行电镀，以形成板边电镀区，而该板边电镀区可分别与第二印刷电路板9的第一面91上的多个导接区及第二印刷电路板9的第二面92上的多个导接部电连接，以此方便第二印刷电路板9与第一印刷电路板3焊接固定时侧面爬锡，并增加稳固性，同理可知，当第二印刷电路板9通过第二印刷电路板9的第二面92与系统板焊接固定时，亦可利用该板边电路区侧面爬锡，以将第二印刷电路板9稳固的设置于系统板上。而以上述实施例将电压调节模块2e利用第二印刷电路板9以设置于系统板上的方式，可使电压调节模块2e具有优选的平整度，并可进一步简化电压调节模块2e的工艺。
请参阅图16及图17，其中图16为本公开第七优选实施例的电压调节模块的爆炸结构示意图，图17为图16所示的电压调节模块的爆炸结构示意图。相较于图14及图15的电压调节模块2e的输入电容70设置于第一印刷电路板3的第一面31上，本实施例的电压调节模块2f的输入电容是内埋于第二印刷电路板9内，且输入电容是通过第二印刷电路板9内的导孔而与第二印刷电路板9的第一面91及第二面92电连接，因此本实施例的电压调节模块2f的第二印刷电路板9则不需要设置第二容置槽以容置输入电容，而本实施例的电压调节模块2f通过将输入电容内埋于第二印刷电路板9的方式，可在第二印刷电路板9的第二面92上形成较大面积且平整的多个导接部(正输出导接部941、负输出导接部942、正输入导接部943及多个信号导接部944)以与系统板相固定并电连接，亦可简化电压调节模块2f的工艺。同理可知，本实施例的电压调节模块2f通过将输入电容内埋于第二印刷电路板9的方式，还可增加第二印刷电路板9的第一面91上部分导接区的面积，因此第一印刷电路板3与第二印刷电路板9之间的固定面积亦可增加。
当然，第二印刷电路板9不限制于应用于具有四相降压电路的电压调节模块，亦可应用于具有两相降压电路或其他相降压电路的电压调节模块，例如将第二印刷电路板应用于图6及图7所示的具有两相降压电路的电压调节模块，且应用于具有两相降压电路的电压调节模块的第二印刷电路板上的第一容置槽、第二容置槽、多个导接部(正输出导接部、负输出导接部、正输入导接部及多个信号导接部)及多个导接区(第二正输出导接区、第二负输出导接区、第二正输入导接区及多个第二信号导接区)可根据磁芯组件的位置而进行对应设置，或是根据实际情况进行设置，且设置方式相似于应用于四相降压电路的第二印刷电路板9上的第一容置槽951、第二容置槽952、多个导接部(正输出导接部941、负输出导接部942、正输入导接部943及多个信号导接部944)及多个导接区(第二正输出导接区931、第二负输出导接区932、第二正输入导接区933及多个第二信号导接区934)，故于此不再赘述。而具有两相降压电路的电压调节模块可利用第二印刷电路板而与系统板相固定并电连接，当然，具有其他相降压电路的电压调节模块亦可利用第二印刷电路板而与系统板相固定并电连接，故于此不再赘述。
综上所述，本公开的电压调节模块的金属绕组内埋于第一印刷电路板的容置空间内，且磁芯组件是采用上下扣合的方式设置于第一印刷电路板上，因此本公开的电压调节模块由金属绕组及磁芯组件所形成的电感是部分(即金属绕组)设置于第一印刷电路板内，另外部分的电感(即磁芯组件)设置于第一印刷电路板上，因此相较现有电子装置内的电压调节模块的磁性组件是叠放于印刷电路板上的设置方式，本实施例的电压调节模块的高度大幅下降。此外，由于本公开的电压调节模块2是利用多个金属绕组内埋于第一印刷电路板的容置空间内，以实现多相降压电路的需求，故相较于现有电压调节模块是利用多层印刷电路板内的多层平面绕组实现多相降压电路，本公开的电压调节模块的厚度远小于现有电压调节模块的厚度，且由于金属绕组相较于平面绕组具有寄生电阻较小及功率损耗较小的优势，因此本公开的电压调节模块的整体的寄生电阻较小且整体的功率损耗较小。此外，本公开的电压调节模块利用第二印刷电路板的第二面上的多个导接区与系统板相固定并电连接，以增加电压调节模块设置于系统板上的稳固性，并可简化电压调节模块的工艺。

Claims (10)

1.一种电感元件，包含：
一磁芯组件，包含一上磁芯、一下磁芯、四个边柱及一中柱，该上磁芯及该下磁芯相对设置，该四个边柱及该中柱位于该上磁芯及该下磁芯之间，且该四个边柱环绕于该中柱设置，其中构成该中柱的制作材料的饱和磁密高于构成该四个边柱的制作材料的饱和磁密；以及
四个绕组，每一该绕组绕制于对应的该边柱上。
2.如权利要求1所述的电感元件，其中该四个绕组分别于对应的该边柱上产生直流磁通，且该四个绕组所产生的直流磁通在该中柱上叠加。
3.如权利要求1所述的电感元件，其中每一该绕组包括一第一端和第二端，该四个绕组的四个该第一端共接，以构成一电子装置的一正输出端。
4.如权利要求3所述的电感元件，其中该四个绕组的四个该第二端分别与四个开关电路一一对应连接。
5.如权利要求4所述的电感元件，其中该四个开关电路并联连接，以构成该电子装置的一正输入端及一负输入端。
6.如权利要求4所述的电感元件，其中该四个开关电路中的两个该开关电路及另外两个该开关电路分别相邻于该磁芯组件的相对两侧。
7.如权利要求1所述的电感元件，其中该电感元件设置于一电路板上，该电路板包含相对设置的第一面和第二面，该磁芯组件的该上磁芯及该下磁芯分别扣合于该电路板的该第一面及该第二面，该四个绕组内埋于该电路板内。
8.如权利要求7所述的电感元件，其中该电路板还包括四个穿孔，该四个穿孔穿设于该电路板，且每一该绕组形成一环绕孔并与对应的该穿孔对应设置，其中每一该边柱穿设对应的该穿孔及对应的环绕孔。
9.如权利要求1所述的电感元件，其中该四个绕组分别由金属材料所构成。
10.如权利要求7所述的电感元件，该四个绕组的设置位置所构成的一平面平行于该电路板的该第一面及该第二面。
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