CN218678859U - 一种电源 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电源，涉及电子元器件技术领域，用以改善现有技术中电源的散热和电磁屏蔽需分别设置相应的功能结构，导致电源小型化困难的问题。该电源包括：电路板，其上设置有驱动开关管；滤波整流器件，设于电路板上；功率因数校正器件，设于电路板上，且功率因数校正器件包括PFC电感；第一散热件，设于电路板上且驱动开关管固定于第一散热件上，第一散热件位于滤波整流器件和PFC电感之间。

Description

一种电源

技术领域

本申请涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种电源。

背景技术

电路板是电子元器件实现电气连接的载体，电路板上通常会设置多个电子元器件。当多个电子元器件通电工作时，会存在电磁信号干扰的问题。为了解决干扰问题，通常会在电路板上设置屏蔽结构，但屏蔽结构的设置，有可能会影响电子元器件的散热效果，需要再设置散热元器件进行散热，由此，导致电路板的空间被过多地占用，不利于电源结构的小型化。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种电源，用以改善现有技术中电源的散热和电磁屏蔽需要分别设置相应的功能结构，导致电源小型化困难的问题。

而本申请为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

本申请提供了一种电源，包括：

电路板，所述电路板上设置有驱动开关管；

滤波整流器件，所述滤波整流器件设于所述电路板上；

功率因数校正器件，所述功率因数校正器件设于所述电路板上，且所述功率因数校正器件包括PFC电感；

第一散热件，所述第一散热件设于所述电路板上且所述驱动开关管固定于所述第一散热件上，所述第一散热件位于所述滤波整流器件和所述PFC电感之间。

综上，由于采用了上述技术方案，本申请至少包括如下有益效果：

本申请提供了一种电源，该电源主要包括电路板、滤波整流器件、功率因数校正器件以及第一散热件，通过利用第一散热件，将电路板上的驱动开关管固定于第一散热件上，使驱动开关管所发出的热量通过第一散热件散热，达到散热的目的，并且，还能对驱动开关管的电磁干扰信号进行有效屏蔽；又通过将第一散热件设置在滤波整流器件和PFC电感之间，从空间上，实现对PFC电感与滤波整流器件之间的电磁干扰的屏蔽。通过对第一散热件的布局设置，使其既能够起到散热的作用，还能起到屏蔽电磁干扰的作用，无需单独设置屏蔽结构，有利于节省电源内的空间，以及节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制，其中：

图1为本申请实施例所提供的电源的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的电源中第一散热件与PFC电感之间排布关系的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的电源中另一种第一散热件与PFC电感之间排布关系的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的电源中另一种第一散热件与PFC电感之间排布关系的结构示意图；

图5为本申请实施例中采用第一散热件屏蔽之后的水平辐射波形图；

图6为本申请实施例中采用第一散热件屏蔽之后的垂直辐射波形图；

图7为本申请实施例中未采用散热件屏蔽的水平辐射波形图；

图8为本申请实施例中未采用散热件屏蔽的垂直辐射波形图。

附图标记说明：

1、电路板；11、第一电路区域；12、第二电路区域；13、第三电路区域；2、滤波整流器件；21、第一共模电感；22、第一安规电容；23、第二共模电感；24、第二安规电容；25、第二散热件；3、功率因数校正器件；31、PFC电感；32、第一电解电容；4、第一散热件；5、谐振模块；51、谐振电感；52、谐振电容；6、无源滤波器；61、环形电感；62、第二电解电容；63、第三电解电容。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，词语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其他实施例更优选或更具优势。为使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其他实例中，不会对已知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理的最广范围相一致。

本申请提供了一种电源，其在不增加电磁屏蔽结构的前提下，兼具良好的散热以及屏蔽电磁干扰的性能。请参见图1，该电源包括：

电路板1，电路板1上设置有驱动开关管；

滤波整流器件2，滤波整流器件2设于电路板1上；

功率因数校正器件3，功率因数校正器件3设于电路板1上，且功率因数校正器件3包括功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电感；

第一散热件4，第一散热件4设于电路板1上且驱动开关管固定于第一散热件4上，第一散热件4位于滤波整流器件2和PFC电感之间。

本实施例所提供的技术方案主要是通过对第一散热件4在电路板1上的布局，将第一散热件4设于滤波整流器件2和PFC电感31之间，并且驱动开关管固定于第一散热件4上，以实现既具有散热又具有屏蔽电磁干扰的效果，并且无需新增其他电磁干扰屏蔽结构，有利于节省电源内的空间以及降低生产制造的成本。详细地说，功率因数校正器件3所处电路中的驱动开关管立设于电路板1上，驱动开关管通过引脚与电路板1电连接，并固定于设置于电路板1上的第一散热件4上。根据电路实际需要，还可以在功率因数校正器件3所处电路中设置二极管，并立设于电路板1上，二极管也通过引脚与电路板1电连接，并固定于设置在电路板1上的第一散热件4上，以实现电路板1上各种电路的连接以及电路与各种元器件的连接。滤波整流器件2的设置，主要是用于将正、负交变的电网电压转变为单方向脉冲的直流电压，并且对单方向脉冲的直流电压进行滤波，使直流电压更加平滑。功率因数是指有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。功率因数校正器件3的设置，主要是为了提高用电设备的功率因数。功率因数校正器件3包括PFC电感。第一散热件4的设置主要是对发热量较大的驱动开关管进行散热，并且对驱动开关管的电磁干扰信号屏蔽；若在第一散热件4处还设有二极管，也可以对发热量较大的二极管进行散热，并对二极管的电磁干扰信号屏蔽。这里的驱动开关管为驱动MOS管，驱动MOS管和二极管均属于高发热电路元件。以及通过将第一散热件4设于PFC电感31和滤波整流器件2之间，在空间上实现PFC电感31与滤波整流器件2之间的电磁干扰屏蔽。除此以外，驱动开关管和/或二极管固定于第一散热件4上，有利于节省电路板1的空间，赋予电路板1走线更多的空间，便于布线。

需要说明的是，电路板1具有长度方向和宽度方向，长度方向和宽度方向彼此垂直。需要说明的是，本文中所说的垂直并非特指绝对垂直。对于第一散热件4位于滤波整流器件2和PFC电感之间，这里所述的之间所表示的位置关系至少包括如下几种情况：第一种，请参见图2，滤波整流器件2与PFC电感31沿宽度方向间隔设置，第一散热件4位于该间隔内；第二种，滤波整流器件2与PFC电感31沿宽度方向错位设置，在第一电路区域11和第二电路区域12处均形成有避让位，第一散热件4位于第二电路区域12内的避让位处；第三种，请参见图3，沿长度方向，滤波整流器件2与PFC电感31间隔设置，形成间隔位，第一散热件4则位于该间隔位处。进一步需要说明的是，无论采用前述的何种布局，第一散热件4始终位于PFC电感31所具有的朝向滤波整流器件2传播的虚拟的磁感线路径上，以屏蔽PFC电感31对滤波整流器件2形成的电磁干扰。

在一些实施例中，电路板1上划分有第一电路区域11、第二电路区域12以及第三电路区域13。电路板1具有长度方向，沿其长度方向，第一电路区域11、第二电路区域12以及第三电路区域13依次排列设置。每一区域上均设有不同的电路以及电器元件。在第一电路区域11上设有输入接口，滤波整流器件2设于第一电路区域11并通过输入接口与电路板1电连接，以此将滤波整流器件2中含有的器件与电路板1电连接，实现滤波整流器件2具有的整流滤波作用。功率因数校正器件3设于第二电路区域12并与电路板1电连接，以此使功率因数校正器件3中含有的器件与电路板1电连接，实现功率因数的校正，提高用电设备的功率因数，减少能量的浪费。第三电路区域13处设有输出接口，用于输出直流电压。

进一步地，电路板1具有宽度方向，该宽度方向与长度方向垂直。功率因数校正器件3包括第一电解电容32，用于滤波。第一散热件4设于第二电路区域12内，沿宽度方向，PFC电感31、第一散热件4以及第一电解电容32依次设置，即第一散热件4位于PFC电感31和第一电解电容32之间。其中，PFC电感31与第一电解电容32均与第一散热件4电绝缘，防止第一散热件对PFC电感31和/或第一电解电容32形成导电干扰；并且，基于第一散热件4的电绝缘特性，第一电解电容32与PFC电感31分别与第一散热件4相背的表面接触，以使在宽度方向上，尽可能使得PFC电感31、第一散热件4以及第一电解电容32三者之间更加紧凑，减小电源体积。

在一些实施例中，电路板1具有与长度方向垂直的宽度方向，沿该宽度方向，滤波整流器件包括依次设置的第一共模电感21、第一安规电容22、第二共模电感23以及第二安规电容24。安规电容主要对共模电感的干扰起到一定的滤波作用，这里第一共模电感21通过第一安规电容22起到抗干扰的作用；第二共模电感23通过第二安规电容24起到抗干扰的作用。并且，设置第一安规电容22和第二安规电容24，相较于设置普通电容更加安全，安规电容不会存在在外部电源断开后，电荷持续保留较长时间，导致用手触摸会触电的问题。

还需要说明的是，安规电容分为X电容和Y电容，对于X电容和Y电容的自身特性以及各自之间的区别，均为本领域技术人员所熟知的现有技术，在此不做过多描述。需要知道的是，在本实施例中，第一安规电容22和第二安规电容24均为X电容。

进一步地，滤波整流器件2还包括第二散热件25，第二散热件25设于第一共模电感21与PFC电感31之间。这里所述的第二散热件25设于第一共模电感21与PFC电感31之间的位置关系，至少包括如下几种情况：第一种，第一共模电感21与PFC电感31沿宽度方向间隔设置，第二散热件25位于该间隔内。第二种，第一共模电感21与PFC电感31沿宽度方向错位设置，在第一电路区域11和第二电路区域12处均形成有避让位，第二散热件25位于第一电路区域11内的避让位处。这里需要结合前述的第一散热件4位于避让位的情况说明，第一共模电感21和PFC电感31错位设置，会在第一电路区域11和第二电路区域12处均形成避让位，且两个避让位呈错位设置，第一散热件4和第二散热件25则分别位于对应区域内的避让位处。第三种，沿长度方向，第一共模电感21与PFC电感31间隔设置，形成间隔位，第二散热件25则位于该间隔位处。进一步需要说明的是，无论采用前述的何种布局，第二散热件25始终位于第一共模电感21所具有的朝向PFC电感31传播的虚拟的磁感线路径上，以屏蔽第一共模电感21对PFC电感31形成的电磁干扰。

更进一步地，沿宽度方向，第二散热件25、第一共模电感21、第一安规电容22、第二共模电感23以及第二安规电容24依次设置，且紧邻设置。这里的紧邻设置指相邻元器件之间的间隙小于或者等于1mm，以此使电源结构更加紧凑，利于实现电源的小型化。

在一些实施例中，第一共模电感21与PFC电感31错位设置，第一散热件4和第二散热件25呈错位设置，即采用上述第二种情况进行布局。通过第一共模电感21与PFC电感31错位设置，第一散热件4与第二散热件25错位设置，能够在达到双重屏蔽电磁干扰的同时，还能在电路板1布局结构上，节省电路板1有限的空间，给予其他元器件更多的排布空间与可能，也更加方便走线。

在一些实施例中，电路板1的第二电路区域12上还设有谐振模块5，主要用于筛选出所需要的信号，以及抑制或者滤除掉不需要的信号。该谐振模块5位于PFC电感31背离第一电路区域11的一侧，且沿电路板1的宽度方向，谐振模块5与第一共模电感21错位设置。第一散热件4位于谐振模块5与第一共模电感21之间，并且第一散热件4沿长度方向延伸，直至延伸至谐振模块5处，有利于进一步提高电磁屏蔽的效果。

进一步地，谐振模块5包括谐振电容52和谐振电感51，谐振电感51和谐振电容52沿电路板1的宽度方向依次设置。谐振电感51与谐振电容52串联或者并联不做限定，根据实际情况选择。

在一些实施例中，第一电路区域11与第二电路区域12拼接，拼接后的形状呈矩形。矩形可以为正方形，也可以为长方形，不做限定。请参见图4，第一散热件4位于该矩形的对角线上，PFC电感31与滤波整流器件2分别位于第一散热件4的两侧。在该实施例中，第一电路区域11和第二电路区域12可以呈三角形，两个三角形拼接出该矩形，也可以为两个矩形拼接出该矩形，不做限定，但需要说明的是，滤波整流器件2仅位于第一电路区域11内，PFC电感31仅位于第二电路区域12内。对于第一散热件4，其可以位于第一电路区域11内，也可以位于第二电路区域12内，或者一部分位于第一电路区域11内，一部分位于第二电路区域12内，不做限定。还需要说明的是，该第一散热件4的长度可沿对角线延伸，直至将两个印刷区域完全分隔，达到更好地电磁干扰屏蔽效果。并且，针对第一散热件4位于对角线上，并延伸至使PFC电感31和滤波整流器件2在空间上完全分隔，可实现仅使用一个散热件即能够实现较好的屏蔽效果，无需再设置第二散热件25，节约经济成本、安装走线的成本以及时间成本。

在一些实施例中，沿电路板1的宽度方向，第三电路区域13上依次设有环形电感61、第二电解电容62以及第三电解电容63。环形电感61与第二电解电容62、第三电解电容63分别电性连接，形成无源滤波器6。环形电感61与第二电解电容62紧邻设置。第二电解电容62与第三电解电容63沿长度方向呈错位设置，并在第二电解电容62与第三电解电容63因错位而形成的避让区域处设置其他元器件，使电路板1上各元器件之间的结构更加紧凑。并且，错位设置相较于沿宽度方向直接呈一条直线设置第二电解电容62和第三电解电容63而言，错位设置能够预留出各元器件走线的空间，不用绕过第二电解电容62和第三电解电容63走线，更有利于走线，且在一定程度上能够起到节省走线长度的效果。

请参见图5至图8，其中图5和图6分别是采用第一散热件进行屏蔽以及散热的水平辐射波形图以及垂直辐射波形图；图7和图8分别是未采用散热件进行屏蔽的水平辐射波形图和垂直辐射波形图。其中，A为极限值，B为余量值，C为当前辐射波形。

可见，采用第一散热件进行屏蔽以及散热的电源，其水平辐射波形和垂直辐射波形均位于极限值以下，甚至位于余量值以下，即说明屏蔽效果好，辐射低，造成的干扰影响小；而未采用散热件进行屏蔽的电源，其水平辐射波形和垂直辐射波形均有部分超出了极限值，大部分在余量值附近徘徊，辐射高，易造成较为明显的电磁干扰。

对于上述所有内容，还需要说明的是，第一，电路板1呈长方形状，其长度方向的尺寸大于宽度方向的尺寸。第二，对于第一散热件4和第二散热件25，均为散热片，为现有结构，对于其形状等不做过多描述。第三，对于第一散热件4的散热和第二散热件25的散热，主要都是针对驱动开关管以及二极管进行散热，并且无论是第一散热件4，还是第二散热件25，驱动开关管和二极管的散热均是通过固定于第一散热件4和第二散热件25上实现的，即在第一电路区域11和第二电路区域12中，通过将驱动开关管和二极管设于第一散热件4和第二散热件25上，有利于节省第一电路区域11和第二电路区域12内的布线空间并更加便于布线。

还需要说明的是，第一散热件4的整体形状呈板状，具有板体，在其板体上形成有至少一个散热片，散热片具体形状不做限定，如翅片状，只要具有散热功能，并能够将驱动开关管设于其结构上即可。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考，但与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

Claims (10)

1.一种电源，其特征在于，包括：

电路板，所述电路板上设置有驱动开关管；

滤波整流器件，所述滤波整流器件设于所述电路板上；

功率因数校正器件，所述功率因数校正器件设于所述电路板上，所述功率因数校正器件包括PFC电感；

第一散热件，所述第一散热件设于所述电路板上，所述驱动开关管固定于所述第一散热件上，所述第一散热件位于所述滤波整流器件和所述PFC电感之间。

2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述电路板具有长度方向，所述电路板包括沿所述长度方向依次设置的第一电路区域以及第二电路区域，所述第一电路区域上设有输入接口；所述滤波整流器件设于所述第一电路区域并通过所述输入接口与所述电路板电连接；所述功率因数校正器件设于所述第二电路区域并与所述电路板电连接。

3.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，所述电路板具有与所述长度方向垂直的宽度方向；所述功率因数校正器件包括第一电解电容，所述第一散热件位于所述第二电路区域内，所述PFC电感、所述第一散热件以及所述第一电解电容沿所述宽度方向依次设置。

4.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，所述电路板具有与所述长度方向垂直的宽度方向，所述滤波整流器件包括沿所述宽度方向依次设置的第一共模电感、第一安规电容、第二共模电感以及第二安规电容。

5.根据权利要求4所述的电源，其特征在于，所述滤波整流器件还包括第二散热件，所述第二散热件设于所述第一共模电感与所述PFC电感之间。

6.根据权利要求5所述的电源，其特征在于，沿所述宽度方向，所述第一共模电感与所述PFC电感错位设置，所述第一散热件和所述第二散热件错位设置。

7.根据权利要求4所述的电源，其特征在于，所述第二电路区域上还设有谐振模块，所述谐振模块设于所述PFC电感背离所述第一电路区域的一侧，且沿所述宽度方向，所述谐振模块与所述第一共模电感错位设置。

8.根据权利要求7所述的电源，其特征在于，所述谐振模块包括谐振电容和谐振电感，所述谐振电感与所述谐振电容沿所述宽度方向依次设置。

9.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，所述第一电路区域与所述第二电路区域拼接呈矩形，所述第一散热件位于所述矩形的对角线处，所述PFC电感和所述滤波整流器件分别位于所述第一散热件的两侧。

10.根据权利要求1、3、6或9任一项所述的电源，其特征在于，所述第一散热件包括至少一个散热片。

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