CN118282208A - N相交错并联dc/dc电源模块、其组装方法及电源装置 - Google Patents

N相交错并联dc/dc电源模块、其组装方法及电源装置 Download PDF

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CN118282208A
CN118282208A CN202410386242.2A CN202410386242A CN118282208A CN 118282208 A CN118282208 A CN 118282208A CN 202410386242 A CN202410386242 A CN 202410386242A CN 118282208 A CN118282208 A CN 118282208A
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CN202410386242.2A
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周迪斌
徐梦馨
蔡磊
邵宇杰
卢继东
赵锐
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Great Wall Power Technology Co ltd
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Great Wall Power Technology Co ltd
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Abstract

本申请提出了一种N相交错并联DC/DC电源模块、其组装方法及电源装置,涉及电源领域,通过形成立体化交错并联模块方案,将多块原边电路板和变压器磁芯交叠组合,形成三明治结构,与副边电路板组合后立插于主板,并且使用磁集成设计有效减小磁件交错并联后的体积,充分利用了通信电源和服务器电源的高度空间,有效提高了N相交错并联DC/DC电源模块以及电源装置在大功率场景下的功率密度。

Description

N相交错并联DC/DC电源模块、其组装方法及电源装置
技术领域
本申请涉及电源领域,尤其是N相交错并联DC/DC电源模块、其组装方法及电源装置。
背景技术
通信电源和服务器电源是数据中心等领域内必须的供电源。随着数据中心所支持的服务越来越多,需要其功率等级也越来越高。
业界常采用交错并联技术以满足大功率的需求,并且交错并联技术还可以有效减小电流纹波,提高电容器件的温度性能和寿命。
另外,伴随着电力电子技术的快速发展,业界对高效高功率密度开关电源模块的需求越来越普遍。为了追求高功率密度,开关电源有往高频化发展的趋势。开关电源高频化可以减小磁件体积,可以将PCB绕组和磁芯组合成为平面磁件。平面磁件不但具有功率密度高散热性能好等优点,还因其可复制性非常适用于自动化生产。
然而,平面磁件虽然具备功率密度高的优点,但其仍占用较大的空间,影响了电源模块的功率密度。目前业界的通信电源和服务器电源大都有行业标准来规范其尺寸,以提高其通用性,如目前的通信电源和服务器电源的高度一般为1U(44mm),如果不能充分利用其高度空间,也会影响其功率密度。
发明内容
本申请提供一种N相交错并联DC/DC电源模块,包括:
N块原边电路板,每块原边电路板的第一侧伸出第一组引脚,所述第一组引脚用于插设在一主板上;每块原边电路板在靠近其第二侧的区域内布置有原边开关单元,在靠近其第三侧的区域内布置有第一组穿孔,在原边电路板内围绕第一组穿孔排布有绕线;
第一组N+1块磁芯,包括N块L形磁芯和一块第一I形磁板,N块L形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同,N块L形磁芯的I形磁板与N块原边电路板一一对应地平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的穿孔内,第一I形磁板设置在N块L形磁芯中最外侧的L形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的L形磁芯共同形成闭合磁路;
副边电路板,其上设置有副边开关单元和多个插孔,N块原边电路板的第四侧均伸出第二组引脚,所述第二组引脚插设在所述副边电路板的插孔内,其中N块原边电路板的第一侧与第四侧相对,第二侧与第三侧相对,其中N为自然数。
更进一步的,所述第一组N+1块磁芯与所述N块原边电路板内的绕线形成N个平面变压器。
更进一步的,所述N+1块磁芯与所述N块原边电路板内的绕线还形成N个电感,电感绕组也排布在原边电路板内并围绕第一组穿孔设置。
更进一步的,还包括第二组N+1块磁芯,包括N块E形磁芯和一块第二I形磁板,N块E形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧和第四侧分别延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同,N块E形磁芯的I形磁板与N块原边电路板一一对应的平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的第二组穿孔内,第二I形磁板设置在N块E形磁芯中最外侧的E形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的E形磁芯共同形成闭合磁路,在原边电路板内围绕第二组穿孔排布有绕线,以形成N个平面电感,其中第二I形磁板的第一侧与第四侧相对。
更进一步的,所述第二组N+1块磁芯布局在所述第一组N+1块磁芯与原边开关单元之间。
更进一步的,所述N块L形磁芯的I形磁板的第四侧与设置在I形磁板上的中柱靠近第四侧的边缘平齐,其中N块L形磁芯的第四侧与第一侧相对。
更进一步的,所述N块L形磁芯的I形磁板的第四侧高于设置在I形磁板上的中柱靠近第四侧的边缘,其中N块L形磁芯的第四侧与第一侧相对。
更进一步的,所述N相交错并联DC/DC电源模块的高度稍小于1U。
本申请还提供一种电源装置,包括:主板;上述的N相交错并联DC/DC电源模块,所述N块原边电路板的第一组引脚插设在所述主板上的插孔内,使得所述N块原边电路板立插于所述主板上,并且所述副边电路板与所述主板平行,以形成高度稍小于1U的电源装置,其中高度指电源装置沿所述N块原边电路板的第一侧至第四侧的方向的长度;风扇,设置在主板的一侧,并且其产生的风道与所述N块原边电路板平行。
更进一步的,所述电源装置为服务器电源或通信电源。
更进一步的,还包括一连接板,所述连接板与所述N块原边电路板平行,并其第一侧插设在所述主板上,第四侧插设在所述副边电路板上,以将所述N相交错并联DC/DC电源模块与主板形成电连接,其中第一侧与第四侧相对。
本申请还提供一种上述的N相交错并联DC/DC电源模块的组装方法,包括:
S1:提供N块原边电路板,每块原边电路板的第一侧伸出第一组引脚;每块原边电路板在靠近其第二侧的区域内布置有原边开关单元,在靠近其第三侧的区域内布置有第一组穿孔,在原边电路板内围绕第一组穿孔排布有绕线;
S2:提供第一组N+1块磁芯,包括N块L形磁芯和一块第一I形磁板,N块L形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同;
S3:将N块L形磁芯以其I形磁板与N块原边电路板一一对应地平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的第一组穿孔内;
S4:将第一I形磁板设置在N块L形磁芯中最外侧的L形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的L形磁芯共同形成闭合磁路;
S5:提供副边电路板,其上设置有副边开关单元和多个插孔,将N块原边电路板的第四侧均伸出的第二组引脚插设在所述副边电路板的插孔内,其中N块原边电路板的第一侧与第四侧相对,第二侧与第三侧相对,N为自然数。
更进一步的,还包括:将所述原边电路板的第一侧伸出的所述第一组引脚插设在一主板的插孔内,使得所述N块原边电路板立插于所述主板上,并且所述副边电路板与所述主板平行。
更进一步的,步骤S2还包括:提供第二组N+1块磁芯,包括N块E形磁芯和一块第二I形磁板,N块E形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧和第四侧分别延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同;步骤S3还包括:将N块E形磁芯以其I形磁板与N块原边电路板一一对应的平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的第二组穿孔内,其中在原边电路板内围绕第二组穿孔排布有绕线;步骤S4还包括:将第二I形磁板设置在N块E形磁芯中最外侧的E形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的E形磁芯共同形成闭合磁路。
前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点,以便可以更好地理解以下公开的详细描述。下文将描述本公开的附加特征和优点,其构成本公开权利要求的主题。本领域技术人员应当理解,所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到,这样的等效结构不脱离所附权利要求中阐述的本公开内容的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本公开内容及其优点,现结合附图参考以下描述,其中:
图1示出了本申请一实施例的N相交错并联DC/DC电源模块爆炸示意图;
图2示出了图1中的N相交错并联DC/DC电源模块的电路示意图;
图3示出了N相交错并联DC/DC电源模块组装完成后的结构示意图;
图4示出了包括图3中的N相交错并联DC/DC电源模块的电源装置结构示意图;
图5示出了本申请另一实施例的N相交错并联DC/DC电源模块爆炸示意图;
图6示出了本申请另一实施例的N相交错并联DC/DC电源模块爆炸示意图。
除非另有说明,不同附图中的对应和符号通常指对应的部分。绘制这些附图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面,并不一定按比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请一实施例在于提供一种N相交错并联DC/DC电源模块,请参阅图1所示的本申请一实施例的N相交错并联DC/DC电源模块爆炸示意图,并请结合图2所示的图1中的N相交错并联DC/DC电源模块的电路示意图。如图2所示,N相交错并联DC/DC电源器包括N个原边开关单元,如原边开关单元61至原边开关单元6n,N个变压器,如变压器T1至变压器Tn和副边整流电路70。在一实施例中,副边整流电路70可由多个副边同步整流单元形成,如副边同步整流单元71至副边同步整流单元7n。其中的一个原边开关单元、一个变压器和副边同步整流电路形成一相DC/DC电源器,N相DC/DC电源器交错并联形成N相交错并联DC/DC电源模块。在实际应用中,每相DC/DC电源器还可包括谐振单元,如谐振电感Lr1和谐振电容Cr1形成的谐振单元直至谐振电感Lrn和谐振电容Crn形成的谐振单元。
但本申请并不限定副边整流电路70的具体结构,其也可为全波整流电路、全桥整流电路等,只要可实现整流功能的开关网络均适用于本申请。并且可以每相DC/DC电源器包括一个整流单元单元,共同构成副边整流电路70;也可为多相DC/DC电源器共用一个整流单元单元。同样的,本申请也不限N个原边开关单元的具体结构,其可为图2所示的全桥开关单元,也可为半桥开关单元,只要可实现逆变功能的开关网络均适用于本申请。
在实际应用中,磁性元件如变压器和电感通常是电源模块中体积最大的器件,如何尽力减小磁性元件的体积,以及如何合理布局N相交错并联DC/DC电源模块内的器件,以使其合理利用通信电源和服务器电源内的空间,提高其功率密度是业界一直追求的目标。
基于此,请参阅图2,本申请提供的N相交错并联DC/DC电源模块,包括:
N块原边电路板110,每块原边电路板的第一侧111伸出第一组引脚117,所述第一组引脚117用于插设在一主板上;每块原边电路板在靠近其第二侧112的区域内布置有原边开关单元115,在靠近其第三侧113的区域内布置有第一组穿孔116,在原边电路板内围绕第一组穿孔116排布有绕线;
第一组N+1块磁芯120,包括N块L形磁芯121和一块第一I形磁板122,N块L形磁芯121均包括I形磁板1211、从I形磁板第一侧延伸出的边柱1212和设置在I形磁板1211上的中柱1213,其中中柱1213与边柱1212的延伸方向相同,N块L形磁芯121的I形磁板1211与N块原边电路板110一一对应地平行设置,且其上的中柱1213穿设在原边电路板110上的穿孔116内,第一I形磁板122设置在N块L形磁芯121中最外侧的L形磁芯的边柱1212和中柱1213的一侧,以与该最外侧的L形磁芯共同形成闭合磁路。
副边电路板130,其上设置有副边开关单元131和多个插孔132,N块原边电路板110的第四侧114均伸出第二组引脚118,所述第二组引脚118插设在所述副边电路板130的插孔132内,其中N块原边电路板110的第一侧111与第四侧114相对,第二侧112与第三侧113相对,其中N为自然数。
其中,第一组N+1块磁芯120与N块原边电路板110内的绕线形成N个平面变压器。具体的,第一I形磁板122与N块L形磁芯121中最外侧的L形磁芯的边柱1212、I形磁板1211和中柱1213形成闭合磁路,剩余的N-1块L形磁芯121的边柱1212、I形磁板1211和中柱1213与相邻的L形磁芯121的I形磁板1211形成闭合磁路,以此形成N个平面变压器,由此可见可实现磁芯共用,也即实现了磁集成,减小了磁芯体积,进一步提高了N相交错并联DC/DC电源模块的功率密度。
另外,用印制电路板代替传统的利兹线绕组,生产工艺得到简化,更容易大批量生产,降低了生产成本,且磁件的参数一致性较高。
请参阅图3所示的N相交错并联DC/DC电源模块组装完成后的结构示意图,其形成类似长方体形状的电源模块。可再参阅图4所示的包括图3中的N相交错并联DC/DC电源模块的电源装置结构示意图。如图3和图4所示,长方体形的N相交错并联DC/DC电源模块通过其上的第一组引脚117插设在主板30上的插孔(图中被遮挡)内,使得N相交错并联DC/DC电源模块立插于主板30上,这有效利用了电源装置的高度空间,尤其是对于一般为1U(44mm)高度的通信电源和服务器电源,有效利用电源装置本身具备的高度空间,可减小占用其平面上的空间,而可有效提高其功率密度。
更进一步的,如图1、图3和图4所示,N块原边电路板110之间相互平行的设置,则对应的第一组N+1块磁芯120也与N块原边电路板110同方向的相互平行的设置,并且N块原边电路板110与设置在其上的第一组N+1块磁芯120之间还留有空间150(如图3所示),则风或者冷却液可以完全通过原边电路板和第一组N+1块磁芯120之间的空隙,带走其中的热量,磁芯和原边电路板立体受风或者冷却液包裹,散热效果极大提高。也即N相交错并联DC/DC电源模块在风冷和浸没式液冷的场景中都拥有极佳的散热性能,这可提高N相交错并联DC/DC电源模块的可靠性,或在需要时可进一步缩小N相交错并联DC/DC电源模块的体积。
在实际应用中,请参阅图4,对于风冷的电源装置其通常还包括风扇20,风扇20设置在主板30的一侧,并且其产生的风道与N块原边电路板110平行,也即风可通过原边电路板和磁芯之间的空隙,并且带走其中的热量,磁芯和原边电路板立体受风,在风冷场景中拥有极佳的散热性能。
并且如图1、图3和图4所示,原边开关单元115布局在原边电路板靠近第二侧112的区域,第一组N+1块磁芯120布局在原边电路板靠近第三侧113的区域。则可将原边电路板上的发热器件分开排布,而可提高原边开关管和平面变压器的可靠性。另外将副边开关单元131布局在单独的副边电路板130上,可避免副边开关单元131和原边开关单元布局在同一块电路板上时可能引起的布局困难、散热困难以及空间不足的问题。并且如图4所示,风扇20产生的风也吹过副边电路板130上的副边开关单元131,而利于为副边开关单元131散热。
请再参阅图1、图3和图4所示,本申请提出的N相交错并联DC/DC电源模块为立体化交错并联模块方案,将多块原边电路板和变压器磁芯交叠组合,形成三明治结构,与副边电路板组合后立插于主板,并且使用磁集成设计有效减小磁件交错并联后的体积,有效提高了N相交错并联DC/DC电源模块在大功率场景下的功率密度。具体的本申请提出的N相交错并联DC/DC电源模块的高度稍小于通信电源和服务器电源的高度,也即稍小于1U,如在0.9U至1U之间,或更进一步的,在0.7U至1U之间,以适用于通信电源和服务器电源。
在实际应用中,原边电路板110上还可包括原边驱动电路,副边电路板130上还可包括副边驱动电路。
在实际应用中,副边电路板130上的整流模块可将N相DC/DC电源器的副边绕组的引脚连接在一起,进行同步整流。
在实际应用中,对于图1形成的N相交错并联DC/DC电源模块,第一组N+1块磁芯120与N块原边电路板110内的绕线还形成N个电感,此时电感绕组也排布在原边电路板110内并围绕第一组穿孔116设置。也即此时的集成磁件同时集成了变压器和电感,该电感可为图1中的谐振电感,也可为变压器的漏感。如此可进一步减小N相交错并联DC/DC电源模块的体积。
请参阅图5所示的本申请另一实施例的N相交错并联DC/DC电源模块爆炸示意图,其在图1所示的N相交错并联DC/DC电源模块基础上还包括:第二组N+1块磁芯140,包括N块E形磁芯141和一块第二I形磁板142,N块E形磁芯141均包括I形磁板1411、从I形磁板1411第一侧和第四侧分别延伸出的边柱1412和设置在I形磁板1411上的中柱1413,其中中柱1413与边柱1412的延伸方向相同,N块E形磁芯141的I形磁板与N块原边电路板110一一对应的平行设置,且其上的中柱1413穿设在原边电路板110上的第二组穿孔119内,第二I形磁板142设置在N块E形磁芯中最外侧的E形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的E形磁芯共同形成闭合磁路,在原边电路板110内围绕第二组穿孔119排布有绕线,以形成N个平面电感,其中I形磁板第一侧与第四侧相对。
也可参阅图3所示的包括第二组N+1块磁芯140的N相交错并联DC/DC电源模块。第二组N+1块磁芯140的组装方式与第一组N+1块磁芯120的组装方式相同,其磁集成的原理也相同,在此不再赘述。
请再参阅图3,第二组N+1块磁芯140布局在第一组N+1块磁芯120与原边开关单元115之间。当第二组N+1块磁芯140形成的电感为原边电感(如图1中的原边谐振电感)时,第二组N+1块磁芯140靠近原边开关单元115,可缩短其与原边开关单元115形成电连接的布线的长度,而可减小功率损耗,提高效率。同理的,N块原边电路板110与设置在其上的第二组N+1块磁芯140之间也可留有空间,请在参阅图4则风或者冷却液可以完全通过原边电路板和第二组N+1块磁芯140之间的空隙,并且带走其中的热量。
在实际应用中,如图5所示,N块原边电路板110还包括第一凹陷部和孔1121,用于分别容置第二组N+1块磁芯140中N块E形磁芯141的边柱1412。N块原边电路板110还包括第二凹陷部1122,用于容置第一组N+1块磁芯120中的N块L形磁芯121的边柱1212。当然本申请并不限定边柱与原边电路板的相对位置关系,只要可形成闭合磁路且中柱穿设在原边电路板上的穿孔内即可。
请再参阅图4,本申请还提供一种电源装置,包括:主板30;上述的N相交错并联DC/DC电源模块10,所述N块原边电路板的第一组引脚插设在所述主板上的插孔内,使得所述N块原边电路板立插于所述主板上,并且所述副边电路板与所述主板平行,以形成高度稍小于1U的电源装置,其中高度指电源装置沿所述N块原边电路板的第一侧至第四侧的方向的长度;风扇20,设置在主板的一侧,并且其产生的风道与所述N块原边电路板平行。
其原理与上述相同,在此不再赘述。
在一实施例中,所述电源装置为服务器电源或通信电源,如此提高了服务器电源或通信电源的功率密度。
请再参阅图4,所述电源装置还包括一连接板11,连接板11与N块原边电路板110平行,并其第一侧插设在主板30上,第四侧插设在副边电路板130上,以将N相交错并联DC/DC电源模块10与主板30形成电连接,其中第一侧与第四侧相对。
本申请还提供一种上述的N相交错并联DC/DC电源模块的组装方法,可参阅图1和图5,包括:
S1:提供N块原边电路板,每块原边电路板的第一侧伸出第一组引脚;每块原边电路板在靠近其第二侧的区域内布置有原边开关单元,在靠近其第三侧的区域内布置有第一组穿孔,在原边电路板内围绕第一组穿孔排布有绕线;
S2:提供第一组N+1块磁芯,包括N块L形磁芯和一块I形磁板,N块L形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同;
S2:将N块L形磁芯以其I形磁板与N块原边电路板一一对应地平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的第一组穿孔内;
S4:将第一I形磁板设置在N块L形磁芯中最外侧的L形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的L形磁芯共同形成闭合磁路;
S4:提供副边电路板,其上设置有副边开关单元和多个插孔,将N块原边电路板的第四侧均伸出的第二组引脚插设在所述副边电路板的插孔内,其中N块原边电路板的第一侧与第四侧相对,第二侧与第三侧相对,N为自然数。
如此形成图3所示的N相交错并联DC/DC电源模块10。其原理和优点与上述相同,在此不再赘述。
更近一步的,还包括:将所述原边电路板的第一侧伸出的所述第一组引脚插设在一主板的插孔内,使得所述N块原边电路板立插于所述主板上,并且所述副边电路板与所述主板平行。以形成图4所示的电源装置。其原理和优点与上述相同,在此不再赘述。
更近一步的,步骤S2还包括:提供第二组N+1块磁芯,包括N块E形磁芯和一块I形磁板,N块E形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧和第四侧分别延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同;步骤S3还包括:将N块E形磁芯以其I形磁板与N块原边电路板一一对应的平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的第二组穿孔内,其中在原边电路板内围绕第二组穿孔排布有绕线;步骤S4还包括:将第二I形磁板设置在N块E形磁芯中最外侧的E形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的E形磁芯共同形成闭合磁路。
其原理和优点与上述相同,在此不再赘述。
如上以包括一块副边电路板为例,在实际应用中,也可包括多块副边电路板,其布局的位置与上述相同,在此不再赘述。
如上所述,原边电路板110、第一组N+1块磁芯120和第二组N+1块磁芯140的第一侧为同一侧,均指靠近主板30的一侧;其第四侧为同一侧,均指远离主板30的一侧。
如上所述,第一组N+1块磁芯120的N块L形磁芯121和第二组N+1块磁芯140的N块E形磁芯141均分别位于相应的N块原边电路板110的同一侧,第一I形磁板122和第二I形磁板142位于最外侧的原边电路板110的相对侧。以形成原边电路板与磁芯平行的结构,且同时实现磁集成。
更进一步的,对于用于形成平面变压器的第一组N+1块磁芯120,N块L形磁芯121的边柱1212、I形磁板1211、中柱1213和相邻的磁芯形成闭合磁路,由此可见中柱以上(靠近第四侧)的磁芯部分不通过磁通,可以根据实际情况调整该部分大小。在一实施例中,如图1所示,N块L形磁芯121的I形磁板1211的第四侧1214高于设置在I形磁板1211上的中柱1213靠近第四侧1214的边缘,如图1所示,高出距离h。可利用高出中柱1213边缘的磁芯实现磁屏蔽,避免磁件干扰其它器件,因此在实际应用中,可根据设计需要选择合适的距离h。
在一实施例中,如图6所示的本申请另一实施例的N相交错并联DC/DC电源模块爆炸示意图,还可设计使得N块L形磁芯121的I形磁板1211的第四侧1214与设置在I形磁板1211上的中柱1213靠近第四侧1214的边缘平齐。
尽管已经详细描述了本公开的实施例及其优点,但是应当理解,在不背离所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下,可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
此外,本申请的说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤仅为特定实施例。正如本领域普通技术人员从本公开的公开内容中容易理解的那样,执行基本相同的功能的过程、机器、制造、物质组合物、手段、方法或步骤,目前存在或以后将被开发或实现与根据本公开可利用本文描述的相应实施例基本相同的结果。因此,所附权利要求旨在将这些过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在它们的范围内。

Claims (14)

1.一种N相交错并联DC/DC电源模块,其特征在于,包括:
N块原边电路板,每块原边电路板的第一侧伸出第一组引脚,所述第一组引脚用于插设在一主板上;每块原边电路板在靠近其第二侧的区域内布置有原边开关单元,在靠近其第三侧的区域内布置有第一组穿孔,在原边电路板内围绕第一组穿孔排布有绕线;
第一组N+1块磁芯,包括N块L形磁芯和一块第一I形磁板,N块L形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同,N块L形磁芯的I形磁板与N块原边电路板一一对应地平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的穿孔内,第一I形磁板设置在N块L形磁芯中最外侧的L形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的L形磁芯共同形成闭合磁路;
副边电路板,其上设置有副边开关单元和多个插孔,N块原边电路板的第四侧均伸出第二组引脚,所述第二组引脚插设在所述副边电路板的插孔内,其中N块原边电路板的第一侧与第四侧相对,第二侧与第三侧相对,其中N为自然数。
2.根据权利要求1所述的N相交错并联DC/DC电源模块,其特征在于,所述第一组N+1块磁芯与所述N块原边电路板内的绕线形成N个平面变压器。
3.根据权利要求2所述的N相交错并联DC/DC电源模块,其特征在于,所述N+1块磁芯与所述N块原边电路板内的绕线还形成N个电感,电感绕组也排布在原边电路板内并围绕第一组穿孔设置。
4.根据权利要求2所述的N相交错并联DC/DC电源模块,其特征在于,还包括第二组N+1块磁芯,包括N块E形磁芯和一块第二I形磁板,N块E形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧和第四侧分别延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同,N块E形磁芯的I形磁板与N块原边电路板一一对应的平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的第二组穿孔内,第二I形磁板设置在N块E形磁芯中最外侧的E形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的E形磁芯共同形成闭合磁路,在原边电路板内围绕第二组穿孔排布有绕线,以形成N个平面电感,其中第二I形磁板的第一侧与第四侧相对。
5.根据权利要求4所述的N相交错并联DC/DC电源模块,其特征在于,所述第二组N+1块磁芯布局在所述第一组N+1块磁芯与原边开关单元之间。
6.根据权利要求1所述的N相交错并联DC/DC电源模块,其特征在于,所述N块L形磁芯的I形磁板的第四侧与设置在I形磁板上的中柱靠近第四侧的边缘平齐,其中N块L形磁芯的第四侧与第一侧相对。
7.根据权利要求1所述的N相交错并联DC/DC电源模块,其特征在于,所述N块L形磁芯的I形磁板的第四侧高于设置在I形磁板上的中柱靠近第四侧的边缘,其中N块L形磁芯的第四侧与第一侧相对。
8.根据权利要求1所述的N相交错并联DC/DC电源模块,其特征在于,所述N相交错并联DC/DC电源模块的高度稍小于1U。
9.一种电源装置,其特征在于,包括:
主板;
权利要求1所述的N相交错并联DC/DC电源模块,所述N块原边电路板的第一组引脚插设在所述主板上的插孔内,使得所述N块原边电路板立插于所述主板上,并且所述副边电路板与所述主板平行,以形成高度稍小于1U的电源装置,其中高度指电源装置沿所述N块原边电路板的第一侧至第四侧的方向的长度;
风扇,设置在主板的一侧,并且其产生的风道与所述N块原边电路板平行。
10.根据权利要求9所述的电源装置,其特征在于,所述电源装置为服务器电源或通信电源。
11.根据权利要求9所述的电源装置,其特征在于,还包括一连接板,所述连接板与所述N块原边电路板平行,并其第一侧插设在所述主板上,第四侧插设在所述副边电路板上,以将所述N相交错并联DC/DC电源模块与主板形成电连接,其中第一侧与第四侧相对。
12.一种权利要求1所述的N相交错并联DC/DC电源模块的组装方法,其特征在于,包括:
S1:提供N块原边电路板,每块原边电路板的第一侧伸出第一组引脚;每块原边电路板在靠近其第二侧的区域内布置有原边开关单元,在靠近其第三侧的区域内布置有第一组穿孔,在原边电路板内围绕第一组穿孔排布有绕线;
S2:提供第一组N+1块磁芯,包括N块L形磁芯和一块第一I形磁板,N块L形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同;
S3:将N块L形磁芯以其I形磁板与N块原边电路板一一对应地平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的第一组穿孔内;
S4:将第一I形磁板设置在N块L形磁芯中最外侧的L形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的L形磁芯共同形成闭合磁路;
S5:提供副边电路板,其上设置有副边开关单元和多个插孔,将N块原边电路板的第四侧均伸出的第二组引脚插设在所述副边电路板的插孔内,其中N块原边电路板的第一侧与第四侧相对,第二侧与第三侧相对,N为自然数。
13.根据权利要求12所述的N相交错并联DC/DC电源模块的组装方法,其特征在于,还包括:
将所述原边电路板的第一侧伸出的所述第一组引脚插设在一主板的插孔内,使得所述N块原边电路板立插于所述主板上,并且所述副边电路板与所述主板平行。
14.根据权利要求12所述的N相交错并联DC/DC电源模块的组装方法,其特征在于,步骤S2还包括:提供第二组N+1块磁芯,包括N块E形磁芯和一块第二I形磁板,N块E形磁芯均包括I形磁板、从I形磁板第一侧和第四侧分别延伸出的边柱和设置在I形磁板上的中柱,其中中柱与边柱的延伸方向相同;步骤S3还包括:将N块E形磁芯以其I形磁板与N块原边电路板一一对应的平行设置,且其上的中柱穿设在原边电路板上的第二组穿孔内,其中在原边电路板内围绕第二组穿孔排布有绕线;步骤S4还包括:将第二I形磁板设置在N块E形磁芯中最外侧的E形磁芯的边柱和中柱的一侧,以与该最外侧的E形磁芯共同形成闭合磁路。
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