CN219394702U - 电源供应器、电源供应电路板及同步整流电路板 - Google Patents

Abstract

一种电源供应器、电源供应电路板及同步整流电路板，电源供应器包括电源供应电路板与同步整流电路板，电源供应电路板包括转换电路、控制器及第一连接埠，且同步整流电路板包括同步整流模块与第二连接埠。控制器用以控制转换电路的功率开关导通/关断，且同步整流模块用以基于功率开关的导通/关断而控制同步整流模块的同步整流开关同步地关断/导通，或同步地导通/关断。同步整流模块系通过第二连接埠插接于第一连接埠而电性连接转换电路，使得转换电路受控于控制器与同步整流模块而转换输入电压为输出电压。

Description

电源供应器、电源供应电路板及同步整流电路板

技术领域

本新型有关一种电源供应器、电源供应电路板及同步整流电路板，尤指一种使用插接式电路板的之电源供应器、电源供应电路板及插接式同步整流电路板。

背景技术

随着科技及技术的发展，越来越多的电子设备需要电源供应器来对其供电。因此电源供应器的设计与应用越来越获得重视，尤其是在电源供应器的功率密度与设计效率方面，更是电源供应器设计的重点。请参阅图1为习知的电源供应器电路方框图，习知的电源供应器100通常包括了转换电路，且转换电路用以转换输出电压Vo对负载200供电。为了使转换电路可以提升效率，且节省功率消耗，电源供应器100通常会包括同步整流模块30。

同步整流模块30通常需要精准的侦测开关二端的电压才能有稳定的控制与高效能的表现。然而，在电源供应器100上除了包括同步整流模块30外，还会包括其他的电子元件。除了会造成电源供应器100元件配置拥挤外，电子元件电力相互传输的影响，恐会致使噪声去干扰开关二端的电压，导致同步整流模块30的控制不够精准。另外一方面，若是电源供应器100无同步整流需求，则此同步整流模块30并无功用，造成电路板的空间浪费，无法提升电源供应器100的功率密度，且造成电源供应器100额外的电路成本。或者，必须要额外设计无同步整流模块30的电源供应器100，造设额外设计的困扰。

所以，如何设计出一种电源供应器、电源供应电路板及同步整流电路板，来节省电路板的空间，提升电源供应器的功率密度，乃为本案创作人所欲行研究的一大课题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种使用插接式电路板的电源供应器，以克服现有技术的问题。因此，本新型的电源供应器包括电源供应电路板与同步整流电路板，电源供应电路板包括转换电路、控制器及第一连接埠，且同步整流电路板包括同步整流模块及第二连接埠。转换电路包括功率开关，且转换电路的输入端用以接收输入电压。控制器电性连接功率开关，且用以控制功率开关导通/关断。第一连接埠电性连接转换电路，且同步整流电路板系插接于第一连接埠。同步整流模块包括同步整流开关，且用以基于功率开关的导通/关断而控制同步整流开关同步地关断/导通，或同步地导通/关断。第二连接埠配置于同步整流电路板的一端，且电性连接同步整流模块，第二连接埠用以插接于第一连接埠。其中，同步整流模块系通过第二连接埠插接于第一连接埠而电性连接转换电路，使得转换电路受控于控制器与同步整流模块而转换输入电压为输出电压。

为了解决上述问题，本新型系提供一种使用插接式电路板的电源供应电路板，以克服现有技术的问题。因此，本新型电源供应电路板包括输入端口、转换电路、控制器、输出端口及第一连接埠。输入端口用以接收输入电压，转换电路包括初级侧电路、次级侧电路及隔离变压器，且转换电路的输入端电性连接输入端口。初级侧电路包括功率开关，且隔离变压器电气隔离初级侧电路与次级侧电路。控制器电性连接功率开关，且用以控制功率开关导通/关断。输出端口电性连接转换电路的输出端，且用以提供输出电压。第一连接埠电性连接次级侧电路。其中，第一连接埠用以供模块化电路板插接，使得转换电路受控于控制器与模块化电路板而转换输入电压为输出电压。

为了解决上述问题，本新型提供一种插接式同步整流电路板，以克服现有技术的问题。因此，本新型同步整流电路板系插接于电源供应电路板的第一连接埠，且电源供应电路板用以转换输入电压为输出电压。同步整流电路板包括同步整流模块与第二连接埠。同步整流模块包括同步整流开关，且用以基于电源供应电路板的功率开关的导通/关断而控制同步整流开关同步地关断/导通，或同步地导通/关断。第二连接埠配置于同步整流电路板的一端，且电性连接同步整流模块，第二连接埠用以插接于第一连接埠。其中，同步整流模块系通过第二连接埠插接于第一连接埠而电性连接电源供应电路板的次级侧电路，使得转换电路受控于控制器与同步整流模块而转换输入电压为输出电压。

本新型的有益效果是：在电源供应器中，由于同步整流电路板被设计为独立的电路板，因此可以省去原先配置于电源供应电路板的空间，提高空间利用率，进而可达到缩小电源供应系统的面积，提高功率密度要求的功效。

附图说明

图1为现有的电源供应器电路方框图；

图2为路板3插接于电源供应电路板2，以使电源供应器100具有同步整流的功能。具体图2为本新型使用插接式电路板的电源供应器之电路方框图；

图3为本新型适用插接式电路板的电源供应电路板之电路方框图；

图4A为本新型同步整流电路板第一实施例之电路方框图；

图4B为本新型同步整流电路板第二实施例之电路方框图。

其中，100电源供应器、2电源供应电路板、20转换电路、Q功率开关、202初级侧电路、204次级侧电路、206隔离变压器、22控制器、24第一连接埠、242第一接脚、244第二接脚、246第三接脚、26输入端口、28输出端口、3同步整流电路板、30同步整流模块、302同步整流开关、304同步整流控制器、32第二连接埠、200负载、Vin输入电压、Vo输出电压、Vd电压、PWM脉宽调变信号、Sf信号、Sc控制信号、So外部信号。

具体实施方式

本新型之技术内容及详细说明，配合图式说明如下：

请参阅图2为本新型使用插接式电路板的电源供应器之电路方框图。电源供应器100包括电源供应电路板2与同步整流电路板3，电源供应电路板2包括转换电路20、控制器22及第一连接埠24，且同步整流电路板3包括同步整流模块30与第二连接埠32。转换电路20配置于电源供应电路板2，且包括输入端与输出端。输入端用以接收输入电压Vin，且输出端用以提供输出电压Vo。转换电路20可以为切换式转换电路（例如buck、flyback等转换电路），且包括功率开关Q。控制器22配置于电源供应电路板2且电性连接转换电路20。其中，控制器22主要系电性连接转换电路20的功率开关Q，且通过控制功率开关Q的导通/关断来控制转换电路20。第一连接埠24配置于电源供应电路板2，且电性连接转换电路20。电源供应器100系电性连接负载200，且提供输出电压Vo对负载200供电。

同步整流电路板3为插接式的电路板，主要是将同步整流功能的电路独立为一块独立的电路板，且同步整流电的，同步整流模块30配置于同步整流电路板3，且同步整流模块30包括同步整流开关302。同步整流模块30用以基于功率开关Q的导通/关断而控制同步整流开关302同步地关断/导通，或同步地导通/关断（取决于电路构架的不同），以提供同步整流的功能。第二连接埠32配置于同步整流电路板3的一端，且电性连接同步整流模块30。其中，第二连接埠32用以插接于第一连接埠24，以通过插接的方式将同步整流模块30电性连接转换电路20，使得转换电路20受控于控制器22与同步整流模块30而转换输入电压Vin为输出电压Vo。

具体地，功率开关Q受控于控制器22而持续地导通/关断，且同步整流开关302受控于同步整流模块30与功率开关Q的导通/关断而同步的关断/导通，或同步地导通/关断，使得转换电路20可受控于控制器22与同步整流模块30而转换输入电压Vin为输出电压Vo。较佳的，同步整流电路板3可以设计为垂直插设于电源供应电路板2，较不易阻挡各个元件的配置，设计上也较为方便。另外一方面，由于同步整流电路板3被设计为独立的电路板，因此可以省去原先配置于电源供应电路板2的空间，提高空间利用率，缩小电源供应器100的面积，达到高功率密度的要求。

除此之外，由于电源供应器100的规格众多。每种规格通常所适用的同步整流电路板3也不尽相同，主要需要因应电源供应器100的规格而选择耐压/耐流合乎规格的同步整流开关302。若使用插接式的同步整流电路板3，则可以因应电源供应器100的规格来替换耐压/耐流合乎规格的同步整流开关302，整体电源供应器100的设计也更为弹性及便利，使设计上不需重复设计与布线。在电路散热方面，由于同步整流电路板3被设计为独立的电路板，因此可以由同步整流电路板3的基板（即PCB铜箔）自行散热，而不是如同习知的电源供应器，整个电路仅使用单片主电路板进行散热，造成散热不良，还需额外装设散热片的状况。

请参阅图3，负配合参阅图2。电源供应电路板2除了包括转换电路20、控制器22及第一连接埠24外，更包括输入端口26与输出端口28。输入端口26通常可配置在电源供应电路板2的一侧，且电性连接转换电路20的输入端。输入端口26用以接收输入电压Vin，以提供输入电压Vin至转换电路20的输入端。输出端口28通常可配置在电源供应电路板2的另一侧，且电性连接转换电路20的输出端与负载200。转换电路20的输出端提供输出电压Vo至输出端口28，以通过输出端口28将输出电压Vo提供至负载200。

转换电路20较佳的可以为隔离式转换电路，且转换电路20包括初级侧电路202、次级侧电路204及隔离变压器206。初级侧电路202与次级侧电路204配置于该电源供应电路板2，且隔离变压器206电气隔离初级侧电路202与次级侧电路204。初级侧电路202通常可配置于隔离变压器206与输入端口26之间，且次级侧电路204通常可配置于隔离变压器206与输出端口28之间。控制器22可以配置于电源供应电路板2，且电性连接转换电路20的功率开关Q。控制器22可以基于转换电路20输出端所回授的信号Sf（输出端与控制器22之间可包括或不包括回授电路）来提供脉宽调变信号PWM至功率开关Q，以控制功率开关Q的导通/关断。第一连接埠24配置于电源供应电路板2，且电性连接次级侧电路204。第一连接埠24用供模块化电路板插接（即可以是插接同步整流电路板3，亦或是其他功能的电路板），使得次级侧电路204与模块化电路板电性连接。

具体的，第一连接埠24通常可配置于隔离变压器206与输出端口28之间，且第一连接埠24包括第一接脚242与第二接脚244。第一接脚242电性连接隔离变压器206，且第二接脚244电性连接输出端口28。以模块化电路板为同步整流电路板3为例，第一接脚242可以电性连接隔离变压器206的次级侧，以接收由初级侧耦合至次级侧的能量。第二接脚244可以电性连接输出端口28，以提供输出电压Vo。同步整流电路板3的同步整流开关302可电性连接第一接脚242与第二接脚244之间，以基于第一接脚242与第二接脚244之间的电压Vd，控制同步整流开关302关断/导通。另外一方面，以模块化电路板为非同步整流电路板电路板为例。

非同步整流电路板电路板可以通过内部的二极管（图未示）来提供非同步整流的功能，即可使此电源供应器100不具有同步整流的功能，二极体系基于二端的电压高低而自然的顺偏导通或逆偏截止。然而，由于例利用同步整流开关302取代二极管，可以达到减小功率损耗的目的，因此使用同步整流电路板3为较佳的实施方式。

值得一提，同步整流电路的同步整流操作通常较为简易的为侦测同步整流开关302二端的电压Vd，但其仅为较佳的实施方式。同步整流电路还可以利用各种习知的侦测方式（例如但不限于侦测功率开关Q电压、流过同步整流开关302的电流等方式）。如此，则第一连接埠24可以包括第三接脚246。第三接脚246用以电性连接转换电路20的侦测点位，用以侦测相应于功率开关Q导通/关断的信号而提供至同步整流电路板3。此外，由于次级侧电路204的电路结构会因应转换电路20的不同而有所不同，在此仅出示最基础且简易的次级侧电路204结构，其电路结构并不以图3为限。

请参阅图4A、图4B，负配合参阅图2~3。在图4A中，同步整流电路板3系插接于电源供应电路板2的第一连接埠24，以提供电源供应器100同步整流的功能。同步整流模块30除了包括步整流开关302外，更包括同步整流控制器304。同步整流控制器304用以侦测该同步整流开关302二端的电压Vd，且基于电压Vd提供控制信号Sc控制同步整流开关302的关断/导通。图4B与图4A差异在于，同步整流控制器304用以接收外部信号So，以基于外部信号So控制同步整流开关302的关断/导通。外部信号So可以由第一连接埠24的第三接脚246提供，且外部信号So主要是相应于功率开关Q导通/关断的信号。

进一步而言，由于同步整流的功能需要侦测精准的电压Vd才能有稳定的控制与高效能的表现，且同步整流控制器304与同步整流开关302之间的路径越短，则受到噪声干扰的影响越低。因此，使用独立的电路板构成同步整流模块30可以让同步整流的侦测及控制的路径尽可能的缩短，以达到控制及侦测得以最佳化，达到最高性能的表现。值得一提，于本新型之一实施例中，由于同步整流模块30的电路结构会因应转换电路20的不同而有所不同。例如但不限于，同步整流模块304基于转换电路20的不同，可能会包括二个以上的同步整流开关302，等不同的电路结构。因此，在此仅出示最基础且简易的同步整流模块30结构，其电路结构并不以图4A~4B为限。

Claims (14)

1.一种电源供应器，其特征在于：它包括电源供应电路板，电源供应电路板包括转换电路，转换电路包括功率开关，且该转换电路的输入端用以接收输入电压；控制器，电性连接该功率开关，且用以控制该功率开关导通/关断；及第一连接埠，电性连接该转换电路；及同步整流电路板，系插接于该第一连接埠，且包括：同步整流模块，包括同步整流开关，且用以基于该功率开关的导通/关断而控制该同步整流开关同步地关断/导通，或同步地导通/关断；及第二连接埠，配置于该同步整流电路板的一端，且电性连接该同步整流模块，该第二连接埠用以插接于该第一连接埠；其中，该同步整流模块系通过该第二连接埠插接于该第一连接埠而电性连接该转换电路，使得该转换电路受控于该控制器与该同步整流模块而转换该输入电压为输出电压。

2.根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于：它还包括：输入端口，电性连接该转换电路的输入端，且用以接收该输入电压；及输出端口，电性连接该转换电路的输出端，且用以提供该输出电压。

3.根据权利要求2所述的电源供应器，其特征在于：该转换电路为隔离式转换电路，且包括电气隔离该转换电路的初级侧电路与次级侧电路的隔离变压器。

4.根据权利要求3所述的一种电源供应器，其特征在于：该第一连接埠包括：第一接脚，电性连接该隔离变压器；及第二接脚，电性连接该输出端口。

5.根据权利要求4所述的电源供应器，其特征在于：初级侧电路配置于该隔离变压器与该输入端口之间，且次级侧电路与该第一连接埠配置于该隔离变压器与该输出端口之间。

6.根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于：该同步整流模块还包括：同步整流控制器，用以侦测该同步整流开关二端的一电压；其中，该同步整流控制器基于该电压控制该同步整流开关的关断或导通。

7.根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于：该同步整流电路板系垂直插设于该电源供应电路板。

8.一种电源供应电路板，其特征在于：它包括输入端口，用以接收输入电压；转换电路，包括初级侧电路、次级侧电路及隔离变压器，且该转换电路的输入端电性连接该输入端口；该初级侧电路包括功率开关，且该隔离变压器电气隔离该初级侧电路与该次级侧电路；控制器，电性连接该功率开关，且用以控制该功率开关导通或关断；输出端口，电性连接该转换电路的输出端，且用以提供输出电压；及第一连接埠，电性连接该次级侧电路；其中，该第一连接埠用以供模块化电路板插接，使得该转换电路受控于该控制器与该模块化电路板而转换该输入电压为输出电压。

9.根据权利要求8所述的电源供应电路板，其特征在于：该模块化电路板为同步整流电路板，该同步整流电路板的同步整流开关基于该功率开关的导通/关断而同步地关断/导通，或同步地导通/关断。

10.根据权利要求8所述的电源供应电路板，其特征在于：该模块化电路板为非同步整流电路板电路板，该非同步整流电路板的二极体基于二端的电压高低而顺偏导通或逆偏截止。

11.根据权利要求8所述的电源供应电路板，其特征在于：该第一连接埠包括第一接脚，电性连接该隔离变压器；及第二接脚，电性连接该输出端口。

12.根据权利要求8所述的电源供应电路板，其特征在于：该初级侧电路配置于该隔离变压器与该输入端口之间，且该次级侧电路与该第一连接埠配置于该隔离变压器与该输出端口之间。

13.一种同步整流电路板，插接于电源供应电路板的第一连接埠，且该电源供应电路板用以转换输入电压为输出电压，其特征在于：该同步整流电路板包括同步整流模块，同步整流模块包括同步整流开关，且用以基于该电源供应电路板的一功率开关的导通/关断而控制该同步整流开关同步地关断/导通，或同步地导通/关断；第二连接埠，配置于该同步整流电路板的一端，且电性连接该同步整流模块，该第二连接埠用以插接于该第一连接埠；其中，该同步整流模块系通过该第二连接埠插接于该第一连接埠而电性连接该电源供应电路板的次级侧电路，使得转换电路受控于控制器与该同步整流模块而转换该输入电压为输出电压。

14.根据权利要求13所述的同步整流电路板，其特征在于：该同步整流模块还包括：同步整流控制器，用以侦测该同步整流开关二端的电压；其中，该同步整流控制器基于该电压控制该同步整流开关的关断/导通。