CN219938212U - 一种电源供应器、电源供应电路板及电源模块电路板 - Google Patents

Abstract

一种电源供应器包括电源供应电路板与电源模块电路板，电源供应电路板包括转换电路、控制器及第一连接埠，且电源模块电路板包括电源模块与第二连接埠。控制器用以控制转换电路转换直流电压为第一输出电压，且电源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，使得电源模块将转换电路所提供的电力转换为第二输出电压。

Description

一种电源供应器、电源供应电路板及电源模块电路板

技术领域

本新型为一种电源供应器、电源供应电路板及电源模块电路板，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电源模块电路板。

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第一输出电压Vo1对负载200供电。由于现今负载200的需求越来越多变，且电源供应器100内部辅助电源的需求日益遽增，通常电源供应器100需要配置额外的电源模块30来转换另一组不同电压值的第二输出电压Vo2对负载200或电源供应器100内部供电。

然而，每个负载200的需求不尽相同，某些负载200不需要额外供应第二输出电压Vo2即可运作，某些除了需要供应第二输出电压Vo2外，还必须要供应足够瓦数的需求（例如但不系于30W、75W等不同的瓦数）。因此，必须要针对负载200需求的不同，开发各种不同规格的电源供应器100来因应。造成每当负载200需求不同，就必须要额外的设计不同的电源供应器100，或者是负载200不需供应额外的第二输出电压Vo2的状况，就会造成电源供应器100使用面积的浪费，以及额外电源模块30的成本。

所以，如何设计出一种电源供应器、电源供应电路板及电源模块电路板，因应负载需求的不同而适应性的提供合规的电源供应器，并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电源模块电路板，电源供应电路板包括转换电路、控制器及第一连接埠，且转换电路用以接收直流电压。控制器用以控制转换电路转换直流电压为第一输出电压，且第一连接埠电性连接转换电路。电源模块电路板系插接于第一连接埠，且包括电源模块与第二连接埠。电源模块配置于该电源模块电路板，第二连接埠配置于电源模块电路板的一端。第二连接埠电性连接该电源模块，且第二连接埠用以插接于第一连接埠。其中，电源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，使得电源模块将转换电路所提供的电力转换为第二输出电压。

为了解决上述问题，本新型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，本新型的电源供应电路板包括转换电路、控制器、第一输出端口及第一连接埠。转换电路包括初级侧电路、次级侧电路及隔离变压器，初级侧电路用以接收直流电压，且隔离变压器电气隔离初级侧电路与次级侧电路。控制器电性连接转换电路，且控制器用以控制转换电路转换直流电压为第一输出电压。第一输出端口电性连接转换电路的输出端，且用以提供第一输出电压。第一连接埠电性连接该转换电路。其中，第一连接埠用以供模块化电路板插接，以使模块化电路板接收由转换电路所提供的电力。

为了解决上述问题，本新型提供一种插接式的电源模块电路板，以克服现有技术的问题。因此，本新型电源模块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直流电压为第一输出电压。电源模块电路板包括电源模块与第二连接埠，且电源模块配置于电源模块电路板。第二连接埠配置于电源模块电路板的一端，且电性连接电源模块，第二连接埠用以插接于第一连接埠。其中，电源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，使得电源模块将电源供应电路板所提供的电力转换为第二输出电压。

本新型的有益效果是：在电源供应器中，由于电源模块电路板被设计为独立的电路板，因此可因应负载需求的不同而适应性的提供合规的电源供应器，且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为为现有的电源供应器电路方框图；

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3A为本创作适用插接式电路板的电源供应电路板第一实施例之电路方框图；

图3B为本创作适用插接式电路板的电源供应电路板第二实施例之电路方框图；

图4A为本创作电源模块电路板第一实施例之电路方框图；及图4B为本创作电源模块电路板第二实施例之电路方框图。

其中，100电源供应器、2、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、206-1辅助绕组、22控制器、24第一连接埠、242输入接脚、244输出接脚、26输入端口、28输出端口、29功率因数校正电路、3、3’电源模块电路板、30电源模块、32第二连接埠、34第二输出端口、200负载、Vin输入电压、Vdc直流电压、Vo1第一输出电压、Vo2第二输出电压、PWM脉宽调变信号、Sf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，电源供应器100包括电源供应电路板2与电源模块电路板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，且电源模块电路板3包括电源模块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。输入端用以接收直流电压Vdc，且输出端用以提供第一输出电压Vo1。转换电路20可以为切换式转换电路（例如boost、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转换直流电压Vdc为第一输出电压Vo1。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，且提供第一输出电压Vo1对负载200供电。

电源模块电路板3为插接式的电路板，主要是将辅助电源电路独立为一块独立的电路板，且电源模块电路板3系插接于电源供应电路板2，以使电源模块电路板3提供第二输出电压Vo2。具体的，电源模块30配置于电源模块电路板3，且用以基于直流电压Vdc而提供第二输出电压Vo2。第二连接埠32配置于电源模块电路板3的一端，且电性连接电源模块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电源模块30电性连接转换电路20，使得电源模块30将转换电路20所提供的电力转换为第二输出电压Vo2。

进一步地，电源供应器100例如但不限于可以为以太网络供应器，其特点在于，转换电路20通常会转换直流电压Vdc为54V的第一输出电压Vo1。然而因应各种机型的不同或负载200的不同，某些实际应用中会需要提供辅助的电源（例如但不限于12V）供应给转换电路20内部（例如但不限于，对控制器22供电等），负载200或是额外负载（图未示）所使用，除了需要54V的第一输出电压Vo1外，还额外需要12V的辅助的电源。在这种情况下，电源供应器100必须要具有电源模块30来基于直流电压Vdc而提供第二输出电压Vo2。较佳的，电源模块电路板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，由于电源模块电路板3为独立电路板，故可设计多款适用于不同瓦数需求的模块板。在不变更主电路板的前提下，可抽换不同的电源模块电路板3，来符合不同系统所需要不同的最大瓦数的需求。此外，电源模块电路板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。电源模块电路板3被设计为独立的电路板也具有较佳的电路稳定性，其线路应用成熟稳定，较不易有意料之外的状况发生（例如但不限于电路故障、失效等）。

除此之外，除了上述特殊需求外，也有部分的电源供应器100内部或负载200所需要的辅助电源不尽相同（例如但不限于9V、15V等），或是无需辅助的电源。在这种条件下，每种规格通常所适用的电源模块电路板3也不尽相同，甚至就不需要电源模块30来基于直流电压Vdc而提供第二输出电压Vo2。若使用插接式的电源模块电路板3，则可以因应电源供应器100内部或负载200的需求来替换合适的电源模块电路板3（甚至于无须装设），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，也不须因应不同项目需求重新开发，故可大幅缩短开发时程。在电路散热方面，由于电源模块电路板3被设计为独立的电路板，因此电源模块电路板3所产生的热可以由电源模块电路板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3A，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、第一输出端口28及功率因数校正电路29。输入端口26通常可配置在电源供应电路板2的一侧，且用以接收交流的输入电压Vin。功率因数校正电路29电性连接输入端口26与转换电路20，且用以转换输入电压Vin为直流电压Vdc，同时校正电源供应器100的功率因数（通常可提升至0.9以上），以提供高品质的直流电压Vdc供应转换电路20。第一输出端口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，以提供第一输出电压Vo1对负载200供电。转换电路20的输出端提供第一输出电压Vo1至第一输出端口28，以通过第一输出端口28将第一输出电压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。转换电路20的输入端电性连接功率因数校正电路29，使初级侧电路202电性连接功率因数校正电路29而接收直流电压Vdc。转换电路20的输出端电性连接第一输出端口28，使次级侧电路204电性连接第一输出端口28而提供第一输出电压Vo1。其中，功率因数校正电路29通常可配置于输入端口26与转换电路20之间，初级侧电路202通常可配置于隔离变压器206与功率因数校正电路29之间，且次级侧电路204通常可配置于隔离变压器206与第一输出端口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，以通过控制功率开关Q的导通/关断而控制转换电路20转换直流电压Vdc为第一输出电压Vo1。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。第一连接埠24用以供模块化电路板插接，以使模块化电路板接收由转换电路20所提供的电力。

具体的，第一连接埠24通常可配置于功率因数校正电路29与第一输出端口28之间，或输入端口26与第一输出端口28之间，且第一连接埠24包括输入接脚242。在本实施例中，假设模块化电路板为电源模块电路板电路板。输入接脚242电性连接转换电路20的输入端，且电源模块30通过输入接脚242接收由转换电路20的输入端所提供的直流电压Vdc，以将直流电压Vdc转换为第二输出电压Vo2。另外一方面，输入接脚242也可电性连接功率因数校正电路29（即电性连接功率因数校正电路29的任一电路节点或是输入端口26），以使电源模块30通过输入接脚242接收输入电压Vin或功率因数校正电路29所提供的电力，且据以将其转换为第二输出电压Vo2。

在本实施例中，第一连接埠24更包括输出接脚244。输出接脚244电性连接第一输出端口28，且第二连接埠32通过插接第一连接埠24而通过输出接脚244电性连接第一输出端口28。如此，电源模块30所提供的第二输出电压Vo2可以通过第二连接埠32提供至第一输出端口28，使第一输出端口28除了提供第一输出电压Vo1，还可以提供第二输出电压Vo2。另外一方面，假设模块化电路板为非电源模块电路板电路板。非电源模块电路板可以例如但不限于为断路板，且断路板用以断路转换电路20至第一输出端口28之间的路径，使此电源供应器100不具有提供第二输出电压Vo2的功能。值得一提，于本创作之一实施例中，当电源供应器100不具有提供第二输出电压Vo2的功能时，第一连接埠24不排除也可通空接的方式停用额外提供辅助电源的功能，不仅节省电路空间，也降低材料成本与制造费用。

请参阅图3B为本创作适用插接式电路板的电源供应电路板第二实施例之电路方框图，复配合参阅图2~3A。本实施例的电源供应电路板2’与图3A的电源供应电路板2差异在于，电源供应电路板2’没有图3A的功率因数校正电路29。输入端口26所接收的输入电压Vin即为直流电压Vdc，且转换电路20通过输入端口26接收直流电压Vdc，以转换直流电压Vdc为第一输出电压Vo1。另外一方面，第一连接埠24不同于图3A的实施例，系配置于隔离变压器206与第一输出端口28之间。第一连接埠24的输入接脚242系电性连接隔离变压器206，使电源模块30用以将隔离变压器206所提供的电力转换为第二输出电压Vo2。其中，电源供应器100可包括辅助绕组206-1。辅助绕组206-1用以感测隔离变压器206上的电力，以使电源模块30可将隔离变压器206所提供的电力转换为第二输出电压Vo2。辅助绕组206-1通常可以配置于离变压器206上，以构成一体成形的的变压器模块。

此外，第一连接埠24仍然可以包括或不包括输出接脚244，主要是看电源模块电路板3是否具有单独输出第二输出电压Vo2的功能。具体的，电源模块电路板3可包括第二输出端口。第二输出端口配置于电源模块电路板3的一端，且电性连接电源模块30的输出端，以提供第二输出电压Vo2。第二输出端口用以电性连接转换电路20内部，负载200或是额外负载（图未示），使转换电路20内部，负载200或是额外负载（图未示）可以通过第二输出端口接收第二输出电压Vo2。其中，第二输出端口配置的位置可以与第二连接埠32配置在同一端或不同一端，主要是看电压供应器100电路的配置的需求。

本实施例未提及之元件及连接关系系同于图3A，在此不再加以赘述。此外，图3A与图3B这特点可以交替应用。例如但不限于，图3A包括功率因数校正电路29的电源供应器100可以配制为图3B中，具有辅助绕组206-1的隔离变压器206，以使电源模块电路板3可以通过辅助绕组206-1接收隔离变压器206的电力来转换为第二输出电压Vo2，其余不再赘述。

请参阅图4A为本创作电源模块电路板第一实施例之电路方框图、图4B为本创作电源模块电路板第二实施例之电路方框图，复配合参阅图2~3B。在图4A中，电源模块电路板3系插接于电源供应电路板2的第一连接埠24，以具有提供额外的辅助电源的功能。电源模块电路板3包括电源模块30与第二连接埠32，电源模块30的输入端与输出端电性连接第二连接埠32，且分别通过第一连接埠24的输入接脚242与输出接脚244电性连接电源供应电路板2。电源模块30通过输入接脚242接收电力，且转换该电力为第二输出电压Vo2，以通过输出接脚244提供第二输出电压Vo2至电源供应电路板2。其中，电源模块30可以为隔离式转换电路，包括初级侧电路、变压器、次级侧电路及控制器（例如但不限于Flyback、Forward、LLC转换器等），以通过控制器控制初级侧电路及/或次级侧电路转换输入接脚242所接收电力为第二输出电压Vo2。

图4B的电源模块电路板3’与图4A的电源模块电路板3差异在于，电源模块电路板3’包括第二输出端口34，且第二输出端口34配置于电源模块电路板3’的一端，且电性连接电源模块30，以使电源模组30所输出的第二输出电压Vo2可通过第二输出端口34提供至后端所电性连接的电路。其中，第二输出端口34配置的位置可以与第二连接埠32配置在同一端或不同一端，主要是看电压供应器100电路的配置的需求。此外，电源模块30可以为非隔离式转换电路（例如但不限于Buck、Boost转换器等），包括非隔离式转换电路及控制器，以通过控制器控制非隔离式转换电路转换输入接脚242所接收电力为第二输出电压Vo2。

Claims (19)

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，用以接收直流电压；控制器，用以控制该转换电路转换该直流电压为第一输出电压；及第一连接埠，电性连接该转换电路；及电源模块电路板，插接于该第一连接埠，且包括：电源模块，配置于该电源模块电路板；及第二连接埠，配置于该电源模块电路板的一端，且电性连接该电源模块，该第二连接埠用以插接于该第一连接埠；其中，该电源模块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，使得该电源模块将该转换电路所提供的电力转换为一第二输出电压。

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，且用以接收一输入电压；功率因数校正电路，电性连接该输入端口与该转换电路，且用以转换该输入电压为该直流电压；及第一输出端口，电性连接该转换电路的输出端，且用以提供该第一输出电压。

3.根据权利要求2所述的电源供应器，其特征在于：该第二连接埠通过该第一连接埠的输出接脚电性连接该第一输出端口，使该第一输出端口更用以提供该第二输出电压。

4.根据权利要求2所述的一种电源供应器，其特征在于：该电源模块电路板还包括第二输出端口，配置于该电源模块电路板的一端，且电性连接该电源模块，该第二输出端口用以提供该第二输出电压。

5.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。

6.根据权利要求5所述的电源供应器，其特征在于：该第一连接埠包括输入接脚，电性连接该隔离变压器；其中，该电源模块用以将该隔离变压器所提供的电力转换为该第二输出电压。

7.根据权利要求5所述的电源供应器，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第一输出端口之间。

8.根据权利要求5所述的电源供应器，其特征在于：该第一连接埠包括输入接脚，电性连接该转换电路的输入端；其中，该电源模块用以将该转换电路的输入端所接收的该直流电压转换为该第二输出电压。

9.根据权利要求8所述的电源供应器，其特征在于：其中该初级侧电路配置于该隔离变压器与该输入端口之间，该次级侧电路配置于该隔离变压器与该第一输出端口之间，且该第一连接埠配置于该输入端口与该第一输出端口之间。

10.根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于：该电源模块电路板垂直插设于该电源供应电路板。

11.一种电源供应电路板，其特征在于：包括：转换电路，包括初级侧电路、次级侧电路及隔离变压器，该初级侧电路用以接收直流电压，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，电性连接该转换电路，且该控制器用以控制该转换电路转换该直流电压为第一输出电压；第一输出端口，电性连接该转换电路的输出端，且用以提供该第一输出电压；及第一连接埠，电性连接该转换电路；其中，该第一连接埠用以供模块化电路板插接，以使该模块化电路板接收由该转换电路所提供的电力。

12.根据权利要求11所述的电源供应电路板，其特征在于：还包括输入端口，用以接收输入电压；功率因数校正电路，电性连接该输入端口，且用以转换该输入电压为该直流电压；及第一输出端口，电性连接该转换电路的输出端，且用以提供该第一输出电压。

13.根据权利要求11所述的一种电源供应电路板，其特征在于：其中该模块化电路板为电源模块电路板，该电源模块电路板用于将该转换电路所提供的电力转换为第二输出电压。

14.根据权利要求13所述的电源供应电路板，其特征在于：其中该第一连接埠包括：输入接脚，电性连接该隔离变压器；其中，该电源模块用以将该隔离变压器所提供的电力转换为该第二输出电压；该初级侧电路配置于该隔离变压器与输入端口之间，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第一输出端口之间。

15.根据权利要求13所述的电源供应电路板，其特征在于：其中该第一连接埠包括输入接脚，电性连接该转换电路的输入端；其中，该电源模块用以将该转换电路的输入端所接收的该直流电压转换为该第二输出电压；该初级侧电路配置于该隔离变压器与输入端口之间，该次级侧电路配置于该隔离变压器与该第一输出端口之间，且该第一连接埠配置于该输入端口与该第一输出端口之间。

16.根据权利要求11所述的电源供应电路板，其特征在于：其中该模块化电路板为一断路板，该断路板用以断路该转换电路至该第一输出端口之间的路径。

17.一种电源模块电路板，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直流电压为第一输出电压，其特征在于：该电源模块电路板包括电源模块，配置于该电源模块电路板；及第二连接埠，配置于该电源模块电路板的一端，且电性连接该电源模块，该第二连接埠用以插接于该第一连接埠；其中，该电源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，使得该电源模块将该电源供应电路板所提供的电力转换为第二输出电压。

18.根据权利要求17所述的电源模块电路板，其特征在于：该第二连接埠通过该第一连接埠的输出接脚电性连接该电源供应电路板，使该电源供应电路板更用以提供该第二输出电压。

19.根据权利要求17所述的电源模块电路板，其特征在于：该电源模块电路板还包括第二输出端口，配置于该电源模块电路板的一端，且电性连接该电源模块，该第二输出端口用以提供该第二输出电压。