DE102014113518A1

DE102014113518A1 - Stromversorgung und Verfahren

Info

Publication number: DE102014113518A1
Application number: DE201410113518
Authority: DE
Inventors: Martin Standing
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2015-04-02
Also published as: US20170196118A1; US9642289B2; US20150078042A1; CN104467472B; CN104467472A

Abstract

Eine Stromversorgung beinhaltet mehrere elektronische Bauelemente, einschließlich eines oder mehrerer Gleichrichter und/oder Schalttransistoren, eines Eingangsports, der zur Aufnahme elektrischer Energie von einer Stromquelle konfiguriert ist, und einer Leiterplatte mit einer Aussparung. Mindestens ein Gleichrichter und/oder Schalttransistor ist in der Aussparung eingebettet. Die Aussparung ist in der Nähe des Eingangsports angeordnet, so dass mindestens ein Teil der Wärmeenergie, die durch einen oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren erzeugt wird, über den Eingangsport von der Stromversorgung abgeleitet wird.

Description

HINTERGRUND
Eine Stromversorgung kann in oder mit verschiedenen elektronischen Apparaten zur Bereitstellung elektrischer Energie eingesetzt werden. Eine Stromversorgung kann eine Wechselstromquelle (AC) in eine Gleichstromquelle (DC) verwandeln, die von einem oder mehreren elektronischen Geräten benötigt wird. Zum Beispiel kann mit einer Stromversorgung eine Wechselstromquelle (Netz) in eine Gleichstromquelle für ein Notebook oder Mobiltelefon umgewandelt werden. Solche Stromversorgungen, vor allem wenn sie außerhalb des elektronischen Geräts eingesetzt werden, können auch als Adapter, Ladegeräte oder Leistungswandler bezeichnet werden.
Die elektronischen Bauelemente in der Stromversorgung können während des Betriebs Wärmeenergie erzeugen. Damit die elektronischen Bauelemente nicht unerwünscht heiß werden, kann die Stromversorgung Elemente zur Wärmeableitung aufweisen. Eine Art von Element zur Wärmeableitung ist zum Beispiel eine Wärmesenke, die zwischen den wärmeerzeugenden elektronischen Bauelementen und dem Gehäuse der Stromversorgung platziert werden kann, um die Wärme auf das Gehäuse zu übertragen. Es ist aber auch wünschenswert, dass das Gehäuse eine bestimmte vorab festgelegte Temperatur nicht überschreitet.
Um zu verhindern, dass das Gehäuse unerwünscht heiß wird, können ein oder mehrere weitere Wärmeableitbleche zwischen Wärmesenke und Gehäuse platziert oder ein zusätzlicher Lüfter vorgesehen werden, der Luftströme erzeugt, die die Wärme von der Wärmesenke durch Lüftungsöffnungen im Gehäuse nach außen abführen.
Generell ist es jedoch wünschenswert, die Größe elektronischer Apparate einschließlich Stromversorgungen zu verkleinern. Doch je kleiner die Stromversorgung, desto weniger Platz steht für zusätzliche Wärmeableitbleche zur Verfügung. Daher wird eine Stromversorgung angestrebt, die bei guter Wärmeableitung reduzierte Maße haben kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Bereitgestellt wird eine Stromversorgung, die mehrere elektronische Bauelemente beinhaltet, einschließlich eines oder mehrerer Gleichrichter und/oder Schalttransistoren, eines Eingangsports, der zur Aufnahme elektrischer Energie von einer Stromquelle konfiguriert ist, und einer Leiterplatte mit einer Aussparung. Mindestens ein Gleichrichter und/oder Schalttransistor ist in der Aussparung eingebettet. Die Aussparung ist in der Nähe des Eingangsports angeordnet, so dass mindestens ein Teil der Wärmeenergie, die durch einen oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren erzeugt wird, über den Eingangsport von der Stromversorgung abgeleitet wird.
Bereitgestellt wird ein Verfahren, bei dem an einem Eingangsport einer Stromversorgung elektrische Energie von einer Stromquelle aufgenommen wird, ein oder mehrere Gleichrichter und/oder Schalttransistoren mit der aufgenommenen elektrischen Energie versorgt werden, wobei ein oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren in einer Aussparung eingebettet sind, und mindestens ein Teil der durch einen oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren erzeugten Wärmeenergie über den Eingangsport aus der Stromversorgung abgeleitet wird.
Bereitgestellt wird eine Stromversorgung, die Hilfsmittel zur Aufnahme elektrischer Energie von einer Stromquelle an einem Eingangsport einer Stromversorgung, Hilfsmittel zur Versorgung eines oder mehrerer Gleichrichter und/oder Schalttransistoren mit der aufgenommenen elektrischen Energie, wobei einer oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren in einer Aussparung eingebettet sind und die Aussparung nahe des Eingangsports angeordnet ist, und Hilfsmittel zur Ableitung mindestens eines Teils der durch einen oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren erzeugten Wärmeenergie aus der Stromversorgung über den Eingangsport aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Elemente in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche Teile sind entsprechend durch gleiche Referenznummern gekennzeichnet. Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, sofern sie einander nicht ausschließen. In den Zeichnungen werden Ausführungsformen dargestellt und nachfolgend genauer beschrieben.
1a zeigt ein exemplarisches Schaltbild einer Stromversorgung.
1b zeigt ein exemplarisches Schaltbild einer Stromversorgung.
2a zeigt einen Teil einer Stromversorgung im Querschnitt.
2b zeigt einen Teil einer Stromversorgung im Querschnitt.
3a zeigt einen Teil einer Stromversorgung im Querschnitt.
3b zeigt einen Teil einer Stromversorgung im Querschnitt.
4 zeigt eine Stromversorgung in dreidimensionaler perspektivischer Ansicht.
5 zeigt eine Stromversorgung als Draufsicht.
6 zeigt einen Teil einer Stromversorgung im Querschnitt.
7 zeigt einen Teil einer Stromversorgung im Querschnitt.
8 zeigt einen Teil einer Stromversorgung im Querschnitt.
9 zeigt einen Teil eines Sekundärkreises einer Stromversorgung im Querschnitt.
10 zeigt ein Gehäuse für eine Stromversorgung in perspektivischer Ansicht.
11 zeigt ein Gehäuse für eine Stromversorgung in perspektivischer Querschnittsansicht.
12 zeigt eine Seitenfläche eines Gehäuses für eine Stromversorgung in perspektivischer Ansicht.
13 zeigt ein Gehäuse und eine Stromversorgung.
14 zeigt ein Gehäuse für eine Stromversorgung in perspektivischer Ansicht.
15 zeigt ein Gehäuse für eine Stromversorgung in perspektivischer Ansicht.
16 zeigt ein Gehäuse für eine Stromversorgung in perspektivischer Querschnittsansicht.
17 zeigt ein Gehäuse für eine Stromversorgung in perspektivischer Querschnittsansicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen genommen, die Bestandteil dieser Erfindung sind und spezielle Ausführungsformen zeigen, in denen die Erfindung realisiert werden kann. Hierbei dienen Richtungsangaben wie „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „führend“ und „folgend“ usw. zur Kennzeichnung der Ausrichtung der beschriebenen Figur(en). Da die Komponenten der Ausführungsformen in verschiedenen Ausrichtungen angeordnet werden können, dienen die Richtungsangaben nur zur Veranschaulichung und sind in keiner Weise einschränkend. Es sei darauf hingewiesen, dass weitere Ausführungsformen möglich sind und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung dieser Erfindung ist nicht als Einschränkung zu betrachten, und der Umfang dieser Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche festgelegt.
Einige Ausführungsformen werden unten erläutert. In diesem Fall werden identische strukturelle Merkmale in den Figuren durch identische oder gleichartige Referenzsymbole gekennzeichnet. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung sind „seitlich“ und „seitliche Richtung“ als Richtung oder Ausmaß zu verstehen, das in der Regel parallel zu dem seitlichen Ausmaß eines Halbleitermaterials oder Halbleiterträgers verläuft. Die seitliche Richtung verläuft somit generell parallel zu diesen Flächen oder Seiten. Im Gegensatz hierzu ist der Begriff „vertikal“ oder „vertikale Richtung“ als Richtung zu verstehen, die normalerweise senkrecht zu diesen Flächen oder Seiten und damit zu der seitlichen Richtung verläuft. Die vertikale Richtung verläuft also in Richtung der Dicke des Halbleitermaterials oder Halbleiterträgers.
In dieser Spezifikation bedeuten die Begriffe „verbunden“ und/oder „elektrisch verbunden“ nicht, dass die Elemente direkt miteinander verbunden sein müssen, sondern zwischen den „verbundenen“ und/oder „elektrisch verbundenen“ Elementen können sich weitere Elemente befinden.
1a zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgung 100 zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. Die Stromversorgung 100 weist einen Primärkreis 101, eine Spule 102 und einen Sekundärkreis 103 auf. Der Primärkreis 101 nimmt über einen Eingangsport Wechselstrom auf, der zum Beispiel von einer Netzstromversorgung bereitgestellt wird. Die AC/DC-Gleichrichtung erfolgt in dieser Ausführungsform durch einen Brückengleichrichter 104, der vier Dioden 105, 106, 107 und 108 aufweist. Der Brückengleichrichter 104 verwandelt die positiven und negativen Halbperioden der AC-Eingangsspannung U_in in eine vollwellengleichgerichtete Wellenform mit konstanter Polarität. Zur Bereitstellung der gewünschten stabilen DC-Ausgangsspannung U_out an einer Last 109, die mit dem Ausgang der Stromversorgung 100 verbunden ist, wird die gleichgerichtete Wellenform durch einen Glättungskreis gefiltert, der mit dem Ausgang des Brückengleichrichters 104 verbunden ist.
Der Glättungskreis dient dazu, die DC-Ausgangsspannung in den unteren Bereichen der AC-Eingangsspannung U_in nahe der Scheitelspannung zu halten. Ein Teil der AC-Welligkeit wird am DC-Ausgang U_out je nach verwendetem Glättungskreis überlagert. Der Glättungskreis kann zum Beispiel ein Glättungskondensator sein, der mit dem Ausgang des Brückengleichrichters verbunden ist. Um die Welligkeit auf ein akzeptables Maß zu senken, kann auch eine zusätzliche Filterung verwendet werden.
Die von der Primärseite erzeugte DC-Ausgangsspannung U_out hat eine Scheitelspannung U_peak, die nahe der der AC-Eingangsspannung U_in liegt. Doch viele Anwendungen erfordern möglicherweise eine deutlich geringere Spannung. Zum Beispiel benötigen viele Geräte eine 12 V- oder noch geringere Gleichspannung, wobei die AC-Netzspannung U_in zur Stromversorgung von Wohngebäuden in manchen Ländern 230 V betragen kann.
Um die Gleichspannung auf das erforderliche Maß zu senken, kann im Sekundärkreis ein Abwärtswandler oder DC/DC-Wandler 110 verwendet werden. Ein DC/DC-Wandler 110 kann ein Schaltelement 111, wie z. B. einen Transistor, eine Diode, eine Spule, einen Siebkondensator oder einen Pulsbreitenmodulator (PWM-Steuerung) 112, aufweisen. Die PWM-Steuerung 112 steuert das Öffnen und Schließen des Schaltelements 111 in einer bestimmten Frequenz, die deutlich über der Netzfrequenz von 50 Hz liegt. Normalerweise steuert die PWM-Steuerung das Öffnen und Schließen des Schaltelements mit einer Frequenz von mehr als 1 kHz.
Wenn das Schaltelement 111 eingeschaltet wird, fließt Strom durch das Schaltelement 111, die Spule, in den Siebkondensator und die Last 109. Durch den ansteigenden Strom bewirkt das Magnetfeld in der Spule, dass eine Energie aufgebaut wird, die im Magnetfeld der Spule gespeichert wird. Wenn das Schaltelement ausgeschaltet wird, kehrt der Spannungsabfall an der Spule die Polarität schnell um, und die von der Spule gespeicherte Energie dient als Stromquelle für die Last. Die DC-Ausgangsspannung U_out richtet sich danach, wie lange das Schaltelement innerhalb einer Periode T eingeschaltet ist (T_on), wobei T gleich 1/f ist. Insbesondere ist U_out gleich DU_in(DC), wobei D = T_on/T das Tastverhältnis (Duty Cycle) und U_in(DC) die DC-Eingangsspannung der Stromquelle ist, die am Ausgang des Brückengleichrichters 104 bereitgestellt wird. Die PWM-Steuerung ist mit Rückkopplung konfiguriert, so dass sie die DC-Ausgangsspannung U_out durch Modulation des Tastverhältnisses D regeln kann.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Stromversorgung mehrere Ausgänge haben, die unterschiedliche DC-Spannungen bereitstellen, wobei unterschiedliche DC-Spannungen auch von einem einzigen Ausgang bereitgestellt werden können.
Wärme wird von verschiedenen Komponenten erzeugt, die im Primärkreis 101 verwendet werden, und in der Regel in geringerem Ausmaß von Komponenten im Sekundärkreis 103. Die Komponenten der Stromversorgung 100 sind normalerweise in einem Gehäuse oder einer Verkleidung eingeschlossen, die sich durch die Wärmeerzeugung dieser Komponenten im Gehäuse erhitzen können.
Das Schaltbild der Stromversorgung ist jedoch nicht auf die Darstellung in 1a beschränkt und kann andere Schaltungsanordnungen aufweisen.
1b zeigt ein Schaltbild einer weiteren Stromversorgung 110 zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. Die Stromversorgung 110 weist einen Primärkreis 111, einen Transformator 112 und einen Sekundärkreis 113 auf. Der Primärkreis 111 nimmt Wechselstrom auf, zum Beispiel aus einer AC-Netzstromversorgung. Der Primärkreis 111 weist einen Brückengleichrichter 114, einen Schaltkreis zur Blindleistungskompensation 115 und eine Vollbrücke 116 mit vier Transistoren 117 auf. Die Transistoren können zum Beispiel MOSFETs auf Siliziumbasis oder Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) auf Galliumnitridbasis sein. Der Sekundärkreis 111 weist drei weitere Transistoren 177 auf.
Die nachfolgend beschriebenen Stromversorgungen sind jedoch nicht auf eine der in 1a oder 1b dargestellten Schaltungen beschränkt. Die Schaltbilder dienen nur als Beispiele für Schaltungen, die mit einem oder mehreren Merkmalen einer oder mehrerer der unten beschriebenen Stromversorgungen bereitgestellt werden können.
2a zeigt einen Teil einer Stromversorgung 120 in schematischer Querschnittsansicht, und zwar einen Teil einer Primärseite eines AC/DC-Wandlers. Die Stromversorgung 120 kann eine einfache Schaltungsanordnung haben, wie in 1 dargestellt. Doch die Komponenten und Schaltungsanordnung zur AC/DC-Wandlung sind nicht auf die in 1 dargestellte Schaltungsanordnung beschränkt und können davon abweichen.
Die Stromversorgung 120 weist einen oder mehrere Halbleiterchips 121 mit einem oder mehreren Gleichrichtern und/oder Schalttransistoren auf. Der Gleichrichter kann eine Diode oder ein Schalttransistor, wie z. B. ein Feldeffekttransistor, sein. Der Gleichrichter kann auch eine mehrere Komponenten aufweisende Gleichrichterschaltung sein. In einer Ausführungsform ist der Gleichrichter eine Brückengleichrichterschaltung, die vier Dioden aufweist. Der Schalttransistor kann ein Halbleitertransistor auf Siliziumbasis, wie z. B. ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), sein. Der Schalttransistor kann auch einen Verbindungshalbleiter aufweisen und ein Gruppe-III-Nitrid-Transistor sein, wie z. B. ein Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) auf GaN-Basis.
Der in 2a dargestellte Halbleiterchip 121 ist eine Siliziumdiode 122, die Bestandteil eines Brückengleichrichters mit vier Dioden ist. Die Stromversorgung 120 weist ferner einen Eingangsport 123 (z. B. eine Buchse, einen Stecker oder ein Kabel) auf, der so konfiguriert ist, dass er elektrische Energie von einer Stromquelle (z. B. einer Wechselstromquelle) aufnimmt. Der Eingangsport kann zum Beispiel eine Buchse, ein Kabel oder einen Stecker aufweisen.
Die Stromversorgung 120 hat eine Leiterplatte 124 mit einer Aussparung 125. Die Diode 122 ist in der Aussparung 125 eingebettet. Die Aussparung 125 ist nahe dem Eingangsport 123 angeordnet, so dass mindestens ein Teil der von der Diode 122 erzeugten Wärmeenergie über den Eingangsport 123 von der Stromversorgung 120 abgeleitet wird, wie in 2a durch Pfeile veranschaulicht.
In der in 2a dargestellten Ausführungsform ist die Diode 122 eine der vier Dioden, die zu einem Brückengleichrichter konfiguriert sind, der zur Gleichrichtung einer vom Eingangsport 123 bereitgestellten Wechselspannung zu einer vollwellengleichgerichteten Wellenform mit konstanter Polarität dient. Der Eingangsport 123 ist mit zwei Dioden des Brückengleichrichters elektrisch verbunden.
Die Leiterplatte 124 in der in 2 dargestellten Ausführungsform ist eine mehrschichtige Leiterplatte, die eine erste nicht leitende Kernschicht 127 umfasst, die ein nicht leitendes Material aufweist, wie z. B. glasfaserverstärktes Epoxid mit der gängigen Bezeichnung FR4. Die Aussparung 125 ist in der ersten Kernschicht 127 so positioniert, dass sie durch die Dicke der ersten Kernschicht 127 verläuft. Die Höhe der Diode 122 entspricht etwa der Dicke der Kernschicht 127. Die Basis der Aussparung 125 wird durch eine zweite Kernschicht 128 gebildet, und von oben wird die Aussparung durch eine dritte Kernschicht 129 abgedeckt.
Die Leiterplatte 124 weist ferner eine elektrisch leitende Verteilerstruktur auf, die eine leitende Schicht 130 mit elektrischen Leiterbahnen 131 zwischen der ersten Kernschicht 127 und der zweiten Kernschicht 128 und eine leitende Durchkontaktierung 132 in der dritten Kernschicht 129 umfasst. Die leitende Durchkontaktierung 132 verläuft zwischen der Diode 122 und einer leitenden Kontaktfläche 133 an der Oberseite 134 der Leiterplatte 124. Auf der Kontaktfläche 133 kann ein leitender Teil des Eingangsports 123 montiert werden, um den Eingangsport 123 elektrisch mit der Leiterplatte 124 zu verbinden.
Die Diode 122 ist ein vertikales Bauelement, das auf der Oberseite mit einer ersten Elektrode 136 und auf der Unterseite mit einer zweiten Elektrode 137 versehen ist. Die erste Elektrode 136 ist mit der Kontaktfläche 133 verbunden, und die zweite Elektrode 137 ist auf der Leiterbahn 131 der Leiterplatte 124 montiert und mit ihr verbunden.
Die Diode 122 ist in der Nähe des Eingangsports 123 angeordnet, so dass von der Diode 122 erzeugte Wärme über die leitende Durchkontaktierung 132, die leitende Kontaktfläche 133 und den Eingangsport 123 thermisch abgeleitet werden kann. Der Eingangsport 123 kann ein leitendes Anschlussstück 135 haben, das die Leiterplatte 124 mit der Stromquelle verbindet. Die Wärmeenergie kann in dieses Anschlussstück und von dort aus in die mit dem Eingangsport 123 verbundene Stromquelle und/oder in die Umgebung abgeleitet werden.
Wie oben erläutert, weist die Stromversorgung vier Dioden 122 auf, die zu einer Brückengleichrichterschaltung zusammengeschaltet sind. Jede der vier Dioden 122 kann in der Leiterplatte 124 eingebettet sein. Jede der vier Dioden 122 kann in einer eigenen separaten Aussparung angeordnet sein, aber es können auch zwei oder mehr der vier Dioden 122 in einer einzigen gemeinsamen Aussparung innerhalb der Leiterplatte 124 platziert sein. Die vier Dioden 122 können sich in einer oder mehreren Aussparungen befinden, die in einer einzigen Schicht der Leiterplatte 124 vorgesehen sind, z. B. in der ersten Kernschicht 127. Die Dioden 122 können aber auch in zwei oder mehreren verschiedenen Kernschichten der Leiterplatte 124 angeordnet sein.
Wenn ein Schalttransistor zusätzlich zum Brückengleichrichter oder statt einer der Dioden verwendet wird, kann der Schalttransistor auch in einer Aussparung in einer der Kernschichten der Leiterplatte montiert sein.
Die Halbleiterchips 121, z. B. eine Diode 122, können als diskretes Bauelement innerhalb der Aussparung 125 in der Leiterplatte 124 platziert werden. Die Aussparung kann vollständig innerhalb der Leiterplatte oder in einer äußeren Kernschicht der Leiterplatte angeordnet sein. Der Raum um den oder die Halbleiterchips kann gefüllt sein, z. B. mit einem Epoxidharz oder Klebstoff oder Füllmaterial.
Andere Anordnungen der leitenden Durchkontaktierung 132 sind ebenfalls möglich. Zum Beispiel kann zusätzlich oder anstelle der leitenden Durchkontaktierung 132 eine leitende Durchkontaktierung vorgesehen werden, die von der Unterseite eines oder mehrerer der Halbleiterbauelemente 121 zur unteren Schicht der Leiterplatte verläuft.
2a zeigt einen Teil einer Stromversorgung 120' in schematischer Querschnittsansicht, und zwar einen Teil eines Primärkreises eines AC/DC-Wandlers. Wie bei der in 2a dargestellten Ausführungsform weist die Stromversorgung 120' einen oder mehrere Halbleiterchips 121' und insbesondere vier Dioden 122' auf, die eine Brückengleichrichterschaltung bilden. Eine der Dioden 122' ist in 2b im Querschnitt dargestellt. Die Stromversorgung 120' weist auch einen Eingangsport 123' auf, der über einen internen Anschluss 135' mit einer Leiterplatte 124' verbunden ist.
Die in 2b dargestellte Stromversorgung 120' unterscheidet sich von der Darstellung in 2a in der Form der Leiterplatte 124'. Die Leiterplatte 124' hat eine einzige Kernschicht 127'. Die Halbleiterchips 121' sind vollständig in die einzige Kernschicht 127' eingebettet. Zusätzlich zu der leitenden Durchkontaktierung 132', die von der ersten Elektrode 136' auf der Oberseite der Diode 122' zur Oberseite 134' der Kernschicht 127' verläuft, verläuft eine zweite leitende Durchkontaktierung 138' von der zweiten Elektrode 137' an der Unterseite der Diode 122' zur Unterseite 139' der einzigen Kernschicht 127'. Die Verteilerstruktur der Leiterplatte 124' umfasst zusätzlich zu den leitenden Durchkontaktierungen 132' und 138' auch Leiterbahnen 133' auf der Oberseite 134' der Kernschicht 127' und Leiterbahnen 131' auf der Unterseite 139' der Kernschicht 127'.
In Teilen der Leiterplatte 124', die in der Querschnittsansicht der 2b nicht dargestellt sind, weist die Leiterplatte 124' auch leitende Durchkontaktierungen auf, die durch die gesamte Dicke der einzigen Kernschicht 127' verlaufen.
Die Halbleiterdiode 122' kann als in eine Aussparung 125' eingebettet betrachtet werden, die von der Diode 122' vollständig ausgefüllt wird. In dieser Ausführungsform weist die Aussparung 125' keine leeren Bereiche oder Bereiche auf, die mit einer zusätzlichen Verbindung ausgefüllt sind, die die Diode 122' umhüllt.
In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere der Halbleiterchips 121 in Form eines Untermoduls oder Einsatzes bereitgestellt sein, in dem sich das Gehäuse eines oder mehrerer der Halbleiterchips befindet, und in manchen Ausführungsformen auch eine Verteilerstruktur.
3a zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils der Primärseite einer Stromversorgung 140 zur Umwandlung einer AC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung. Die Stromversorgung 140 weist eine Leiterplatte 141 auf, einen Eingangsport 142 zur Aufnahme einer Wechselspannung und ein Untermodul 143, das in einer Aussparung 144 in einer Kernschicht 145 der Leiterplatte 141 platziert ist. Das Untermodul 143 weist eine Brückengleichrichterschaltung mit vier Dioden auf, von denen zwei Dioden 146 und 147 in der Querschnittsansicht der 3a dargestellt sind.
Das Untermodul 143 weist eine nicht leitende Kernschicht 148 auf, die glasfaserverstärktes Epoxidharz aufweisen kann. In der Kernschicht 148 verlaufen zwei Aussparungen 149 und 150 nebeneinander durch die Dicke der Kernschicht 148. Die Kernschicht 148 weist außerdem zwei weitere Aussparungen auf, die in der Querschnittsansicht der 3a nicht dargestellt sind. In diesen Aussparungen befindet sich jeweils eine der weiteren zwei nicht dargestellten Dioden.
Die Diode 146 ist in der Aussparung 149 mithilfe einer Befestigung 151 aus Expoxidharz platziert, die mindestens die Lücke zwischen den Seitenflächen der Diode 146 und den Innenseiten der Aussparung 149 überbrückt. Die Befestigung 151 kann diese Lücken füllen und die Randbereiche der Diode 146 leicht überlappen, um der Diode 146 innerhalb der Aussparung 149 zusätzlichen mechanischen Halt zu geben. Die Diode 147 ist in der Aussparung 150 ebenfalls mithilfe einer Befestigung 151 platziert.
Die beiden Dioden 146 und 147 sind über eine zwischen den Oberseiten der Dioden 146 und 147 verlaufende Leiterbahn 152 elektrisch miteinander verbunden. Die Leiterbahn 152 dient als Knoten der Brückengleichrichterschaltung und ist über eine leitende Durchkontaktierung 153 elektrisch mit dem Eingangsport 142 und mit der Kontaktfläche 154 des Untermoduls 143 verbunden. In manchen Ausführungsformen ist möglicherweise keine Durchkontaktierung 153 vorhanden, so dass die Kontaktfläche 154 des Untermoduls 143 auf derselben Ebene liegt wie die Leiterbahn 152, die die beiden Dioden 146 und 147 elektrisch miteinander verbindet.
Auf der Rückseite des Untermoduls 143 befinden sich außerdem Leiterbahnen 155 und 156, über die die Dioden 146 und 147 jeweils mit einer weiteren Diode elektrischen verbunden sein können. Diese elektrischen Leiterbahnen 156 und 157 bilden Kontaktflächen an der Unterseite des Moduls 143. Die Kontaktflächen können mit weiteren Leiterbahnen 155 der Leiterplatte 141 elektrisch verbunden sein, indem sie direkt auf den Leiterbahnen der Leiterplatte 141 montiert sind. Die Kontaktflächen des Untermoduls 143 können von der Leiterplatte 141 elektrisch getrennt sein, indem das Untermodul 143 zum Beispiel auf einer nicht leitenden Kernschicht montiert ist.
Die Kontaktflächen und Leiterbahnen 152, 155 und 156 des Untermoduls 143 können Kupfer enthalten. Die Leiterbahnen der Leiterplatte 141 können Kupfer enthalten. Die nicht leitende Kernschicht 148 des Untermoduls 143 kann das gleiche nicht leitende Material wie die Kernschicht 127 der Leiterplatte 124 enthalten, z. B. glasfaserverstärktes Epoxidharz. In manchen Ausführungsformen kann das nicht leitende Material der Kernschicht 148 des Untermoduls 143 von dem nicht leitenden Material der Kernschicht oder Schichten der Leiterplatte 124 abweichen.
Das Untermodul 143 ist in der Nähe des Eingangsports 142 angeordnet, so dass mindestens ein Teil der vom Untermodul 143 erzeugten Wärmeenergie über den Eingangsport 142 von der Stromversorgung abgeleitet werden kann. Das Untermodul 143 kann zumindest teilweise direkt unter dem Eingangsport 142 und direkt unter dem Anschluss 159 platziert sein, der zwischen dem Untermodul 143 und dem Eingangsport 142 angeordnet ist. Der Anschluss 159 ist auf der Leiterbahn 154 des Untermoduls 143 montiert.
3b zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils der Primärseite einer Stromversorgung 140' zur Umwandlung einer AC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung. Wie die in 3a dargestellte Stromversorgung 140, weist die Stromversorgung 140' eine Leiterplatte 141', einen AC-Eingangsport 142' und ein Untermodul 143', das in einer Aussparung 144' in einer Kernschicht 145' der Leiterplatte 141 platziert ist, auf. Das Untermodul 143' weist eine Brückengleichrichterschaltung mit vier Dioden, von denen zwei Dioden 146' und 147' in der Querschnittsansicht der 3b dargestellt sind.
Die in 3b dargestellte Stromversorgung 140' unterscheidet sich von der Darstellung in 3a in der Anordnung des Untermoduls 143'. Das Untermodul 143' hat eine einzige Kernschicht 148'. Die Dioden 146', 147' und die beiden weiteren Dioden, die in der Querschnittsansicht der 3b nicht dargestellt sind, sind so in der Kernschicht 148' eingebettet, dass sie auf allen Seiten vom Material der Kernschicht 148' umschlossen sind.
Die Verteilerstruktur des Untermoduls 143' weist leitende Durchkontaktierungen 153 auf, die von der Oberseite der Dioden 146' und 147' zur Oberseite der Kernschicht 148' verlaufen, und leitende Durchkontaktierungen 153', die von der Unterseite der Dioden 146' und 147' zur Unterseite der Kernschicht 148' verlaufen.
Die Verteilerstruktur weist auch Leiterbahnen 154' auf, die auf der Oberseite der Kernschicht 148' platziert sind, und Leiterbahnen 155' und 156', die auf der Unterseite der Kernschicht 148' platziert sind. In dieser Ausführungsform sind die beiden Dioden 146' und 147' über eine auf der Oberseite des Untermoduls 143' befindliche Leiterbahn 154' elektrisch miteinander verbunden. Das Untermodul 143' weist auch eine leitende Durchkontaktierung auf, die in einem Teil des Moduls, der in der Querschnittsansicht der 3b nicht dargestellt ist, von der Oberseite zur Unterseite verläuft.
Das Untermodul 143' ist in einer Aussparung 144' der Leiterplatte 141' platziert und in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit 3a beschrieben auf Leiterbahnen 158' der Leiterplatte 141' montiert.
Die Diode 146' kann als in einer Aussparung 149' montiert betrachtet werden, die vollständig innerhalb der Kernschicht 148' angeordnet und vollständig mit der Diode 146' gefüllt ist. Entsprechend kann die Diode 147' als in einer Aussparung 150' montiert betrachtet werden, die vollständig innerhalb der Kernschicht 148' angeordnet und vollständig mit der Diode 147' gefüllt ist.
Die seitliche Anordnung der eingebetteten Halbleiterchips in der Stromversorgung kann zur Unterstützung der Wärmeableitung gewählt werden. Eine Anordnung ist in der dreidimensionalen perspektivischen Ansicht einer Stromversorgung 160 in 4 und in der Draufsicht in 5 veranschaulicht.
Die Stromversorgung 160 weist einen Primärkreis 161, einen Sekundärkreis 162 und einen Transformator 163 auf. Der Transformator 163 ist zwischen dem Primärkreis 161 und dem Sekundärkreis 162 angeordnet. Die Stromversorgung 160 weist ferner einen Eingangsport 164, der in der dargestellten Ausführungsform als Buchse zur Aufnahme eines Steckers (z. B. von einem Kabel) konfiguriert ist, und einen Ausgangsport 165 mit einer Buchse (z. B. USB-Buchse) auf.
Der Primärkreis 161 weist eine Brückengleichrichterschaltung 166 und mindestens einen Transistor 167 auf, der in der Nähe des Eingangsports 164 platziert und in einem ersten Einbettungsbereich 175 in der Leiterplatte 168 der Stromversorgung 160 eingebettet ist. Der erste Einbettungsbereich 175 ist unter dem Eingangsport 164 angeordnet. Die weiteren Komponenten des Primärkreises 161, wie z. B. planare Netzteilfilter 169 und Kondensatoren 170, sind ebenfalls zwischen dem Transformator 163 und dem Eingangsport 164 untergebracht. Die weiteren Komponenten können neben dem ersten Einbettungsbereich 175 angeordnet und in der Leiterplatte 168 eingebettet oder auf der Oberseite der Leiterplatte 168 montiert sein. Der Transformator 163 hat eine planare Konfiguration und ist ebenfalls in einer Aussparung der Leiterplatte 168 montiert, die zwischen dem Primärkreis 161 und dem Sekundärkreis 162 angeordnet ist.
Im Sekundärkreis 162 ist mindestens ein sekundärseitiger Transistor 173 in einem zweiten Einbettungsbereich 176 innerhalb der Leiterplatte 168 eingebettet und in der Nähe des Ausgangsports 165 platziert. Der zweite Einbettungsbereich 176 ist in dieser Ausführungsform unter dem Ausgangsport 165 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist der sekundärseitige Transistor 173 zumindest teilweise unter dem Ausgangsport 165 angeordnet. Neben dem Ausgangsport 165 und dem zweiten Einbettungsbereich 175 sind Ausgangskondensatoren 171 und eine planare Spule 172 angeordnet. Die Komponenten des Sekundärkreises 162 sind zwischen dem Transformator 163 und dem Ausgangsport 165 angeordnet.
Durch Einbettung des Brückengleichrichters 166, primärseitigen Transistors 167, sekundärseitigen Transistors 173 und Transformators 163 in der Leiterplatte 168 der Stromversorgung 160 lassen sich die Gesamtabmessungen und insbesondere die Höhe der Stromversorgung 160 über eine Anordnung reduzieren, bei der die einzelnen elektronischen Bauelemente in einem separaten Gehäuse bereitgestellt und/oder in einem oder mehreren Untermodulen kombiniert und diese auf der Oberseite der Leiterplatte 168 montiert werden.
Von wärmeerzeugenden Komponenten in der Stromversorgung 160, wie z. B. dem Brückengleichrichter 166, dem primärseitigen Transistor 167 und in geringerem Umfang auch dem sekundärseitigen Transistor 173 und planaren Transformator 163, kann Wärme abgeleitet werden. Durch die Anordnung dieser Komponenten innerhalb der Stromversorgung 160 kann die Wärmeableitung unterstützt werden. Zum Beispiel werden der Brückengleichrichter 166 und der primärseitige Transistor 167 in der Nähe des Eingangsports 164 angeordnet, so dass die Wärme über den Eingangsport 164 und insbesondere über elektrisch leitende Metallteile des Eingangsports 164 und in einen weiteren Anschluss abgeleitet werden kann, der am Eingangsport 164 befestigt sein kann.
Zum Beispiel ist der Eingangsport 164 in der dargestellten Ausführungsform eine Buchse mit zwei Metallstiften 174, die eine elektrische Verbindung zwischen dem externen Kabel und der Leiterplatte 168 herstellen. Über diese Stifte 174 kann Wärme vom Brückengleichrichter 166 und vom primärseitigen Transistor 167 aus der Stromversorgung 160 und in den weiteren Anschluss, z. B. ein in den Eingangsport 164 eingeführtes Kabel, abgeführt werden.
Entsprechend wird durch Anordnung des sekundärseitigen Transistors 173 in der Nähe des Ausgangsports 165 auf der anderen Seite der Leiterplatte 168 die Ableitung der von den Komponenten des Sekundärkreises 162 erzeugten Wärme über den Ausgangsport 165 und insbesondere über die Metallteile des Ausgangsports 165 unterstützt.
Der Sekundärkreis 162 kann einen DC/DC-Wandler zur Umwandlung der vom Brückengleichrichter 166 ausgegebenen Spannung in eine andere Gleichspannung aufweisen. In der Regel ist die vom Brückengleichrichter 166 ausgegebene Spannung höher als für das Gerät erforderlich, oder das Gerät ist mit dem Ausgangsport 165 verbunden. Die Ausgangsspannung des Brückengleichrichters 166 kann zum Beispiel 230 V betragen, was der AC-Netzspannung zur Stromversorgung von Wohngebäuden entspricht, die am Eingangsport 164 aufgenommen wird. Das an den Ausgangsport 165 anzuschließende Gerät kann jedoch eine geringere Spannung von 12 V oder weniger (z. B. 3 V) benötigen.
Die in 4 und 5 dargestellte Stromversorgung hat einen Eingangsport 164 und einen Ausgangsport 165, an die ein weiterer Steckverbinder lösbar angeschlossen werden kann. Die Stromversorgung 160 kann jedoch einen Eingangsport 164 haben, der fest mit einer Stromversorgung verdrahtet ist, und/oder der Ausgangsport 165 kann fest mit einem Element verdrahtet sein, das mit der umgewandelten Spannung versorgt wird. Wenn die Stromversorgung 160 in dem elektronischen Apparat montiert ist, kann der Ausgang zum Beispiel fest mit den Elementen verdrahtet sein, die mit der Gleichspannung versorgt werden sollen, während an den Eingangsport 164 ein weiterer Steckverbinder lösbar anschließbar sein kann, um eine Wechselspannung für die Stromversorgung 160 bereitzustellen.
6 zeigt eine Stromversorgung 180 gemäß einer Ausführungsform. Die Stromversorgung 180 weist eine mehrschichtige Leiterplatte 181 auf. In dieser Ausführungsform weist die mehrschichtige Leiterplatte 181 fünf nicht leitenden Kernschichten 182, 183, 184, 185, 186 sowie leitende Schichten 187, 188, 189 auf. Die Leiterplatte ist jedoch nicht auf diese bestimmte Anzahl nicht leitender und leitender Schichten beschränkt. Die Stromversorgung 180 weist ein Untermodul 143' mit vier Dioden auf, die zu einem Brückengleichrichter geschaltet sind, wie in der in 3b dargestellten Ausführungsform gezeigt.
Das Untermodul 143' ist in einer Aussparung 190 montiert, die in der Zweikernschicht 183 angeordnet ist. Das Untermodul 143 ist mit der dritten leitenden Schicht 189, die an der Unterseite der fünften Kernschicht 186 platziert ist, elektrisch verbunden. Diese elektrische Verbindung erfolgt über eine oder mehrere leitende Durchkontaktierungen 191, die von der zweiten leitenden Schicht 187, die über nicht leitende Kernschichten 184, 185, 186 elektrisch mit dem Untermodul 143 verbunden ist, zu der elektrisch leitenden Schicht 189 verlaufen. Die elektrisch leitende Schicht 189 kann zum Beispiel eine Massefläche bereitstellen.
Die mehrschichtige Leiterplatte 181 weist ferner ein zweites Untermodul 192 mit einem Transistor 193 auf, der im Primärkreis als Schaltelement dient. Das zweite Untermodul 192 weist eine nicht leitende Kernschicht 194 mit einer Aussparung 195, in der der Transistor 193 montiert ist, auf. Der Transistor 193 kann in der Aussparung 195 mithilfe einer Befestigung 204 montiert werden, bei der es sich um einen Klebstoff handeln kann, der zwischen den Seitenwänden der Aussparung 195 und den Seitenwänden des Transistors 193 platziert ist.
Zum dem Transistor 193 können durch einen oder mehrere elektrische Leiterbahnen 196, die auf einer ersten Hauptoberfläche 201 des Transistors 193 und einer ersten Hauptoberfläche 203 der Kernschicht 194 des Untermoduls 192 angeordnet sind, leitende Verbindungen hergestellt werden. Bei einem vertikalen Transistor, der auf seinen beiden einander gegenüber liegenden Hauptoberflächen mit Elektroden versehen ist, kann zu dem Transistor eine leitende Verbindung durch eine zweite Leiterbahn 197 hergestellt werden, die auf der zweiten Hauptoberfläche 202 des Transistors 193 und der zweiten Hauptoberfläche 205 der Kernschicht 194 des Untermoduls 192 platziert ist. Diese Anordnung der Leiterbahnen 196 und 197 kann zum Beispiel verwendet werden, wenn die Höhe des Transistors 193 der Höhe der Kernschicht 194 entspricht. Die Leiterbahnen 196 und 197 können an ihrem entfernten Ende Kontaktflächen haben und eine Verteilerstruktur für das Untermodul 192 bereitstellen.
Das zweite Modul 192 ist in einer zweiten Aussparung 207 montiert, die in der vierten Kernschicht 185 der mehrschichtigen Leiterplatte 181 angeordnet ist. Das Untermodul 192 ist mit dem Untermodul 143 elektrisch über mehrere leitende Durchkontaktierungen 206 verbunden, die von der oberen Leiterbahn 197 des Untermoduls 192 und der unteren Leiterbahn 156 des Moduls 143 ausgehen. Das Untermodul 192 ist mit der leitenden Schicht 189 auf der Unterseite der Leiterplatte 181 über mehrere leitende Durchkontaktierungen 208 elektrisch verbunden, die von der unteren Leiterbahn 196 des Untermoduls 192 durch die Kernschicht 186 zu der leitenden Schicht 189 verlaufen.
In der Stromversorgung 180 ist der Transistor 193 in einer anderen Ebene als die Dioden, die die Brückengleichrichterschaltung bilden, angeordnet. Außerdem ist der Transistor 193 in einem zweiten Untermodul 192 platziert, das von dem ersten Untermodul 143' getrennt ist. Das zweite Untermodul 192 ist in einer anderen Schicht der mehrschichtigen Leiterplatte 181 angeordnet als das erste Untermodul 143'. Das zweite Untermodul 192 und/oder der Transistor 193 kann direkt unter dem ersten Untermodul 143 platziert werden, so dass das erste Untermodul 143' das zweite Untermodul 192 teilweise oder vollständig überlappt. Durch eine teilweise oder vollständig überlappende Anordnung lässt sich seitlicher Platz für die Leiterplatte 181 einsparen.
In manchen Ausführungsformen können die zwei Untermodule bereitgestellt und in derselben Schicht der Leiterplatte angeordnet werden. Die Stromversorgung kann auch mehr als zwei Untermodule sowie weitere Komponenten, die in der Leiterplatte eingebettet sind, aufweisen.
Die Stromversorgung 180 hat ferner einen Eingangsport 198, bei dem es sich in dieser Ausführungsform um eine Buchse mit einem oder mehreren leitenden Stiften 199 handelt, die mit einem internen leitenden Anschluss 200 der Stromversorgung 180 elektrisch verbunden sind. Der interne leitende Anschluss 200 ist mit dem ersten Modul 143 über einen leitenden Kontakt 209 und mehrere leitende Durchkontaktierungen, die durch die nicht leitende Schicht 182 verlaufen, elektrisch verbunden. Der interne leitende Anschluss 200 ist über dem ersten Untermodul 143' platziert.
In Teilen der Leiterplatte 181, die in der Querschnittsansicht der 6 nicht dargestellt sind, ist mindestens eine leitende Durchkontaktierung vorgesehen, die durch die gesamte Dicke der Leiterplatte 181 von der Oberseite zur Unterseite verläuft.
Das erste Untermodul 143 und das zweite Untermodul 192 sind in der Nähe des Eingangsports 198 und insbesondere in der Nähe der Metallteile 199 und 200 des Eingangsports 198 angeordnet, so dass die Ableitung der von den Dioden und vom Transistor 193 im ersten Untermodul 143 und im zweiten Untermodul 192 jeweils erzeugten Wärmeenergie aus der Stromversorgung 180 über die Metallteile 199 und 200 des Eingangsports 198 unterstützt wird. Wenn ein weiterer Anschluss, wie z. B. ein Kabel, lösbar mit dem Eingangsport 198 verbunden ist, kann in diesen Anschluss Wärme abgeleitet werden.
7 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils einer Stromversorgung 210 gemäß einer Ausführungsform. Die Stromversorgung weist eine mehrschichtige Leiterplatte 211 mit fünf Kernschichten 212, 213, 214, 215 und 216 auf. 7 zeigt einen Teil der Primärseite eines AC/DC-Wandlers. Der Primärkreis weist eine Brückengleichrichterschaltung 217 und einen Schalttransistor 218 auf. Die Brückengleichrichterschaltung 217 basiert auf vier Dioden 219, die als Brückenschaltung angeordnet und von denen zwei in der Querschnittsansicht der 7 dargestellt sind. Die Stromversorgung 210 weist ein Untermodul 221 auf, das nicht nur die vier Dioden 219, die die Brückengleichrichterschaltung 217 bilden, sondern auch den Schalttransistor 218 aufweist.
Das Untermodul 221 hat fünf Aussparungen 222, eine für jede der Dioden 219 und eine für den Transistor 218. Alle Aussparungen 222 befinden sich in derselben Kernschicht 223 des Untermoduls, so dass die Dioden 219 und der Schalttransistor 218 planparallel angeordnet sind. Das Untermodul 221 weist auch eine Verteilerstruktur auf, die die Dioden 219 elektrisch verbindet, wodurch die Brückenschaltung 217 gebildet und der Transistor 218 elektrisch mit der Brückenschaltung 217 verbunden wird, so dass der Transistor 218 den Ausgang der Brückenschaltung 217 schalten kann.
Die Dioden 219 und der Transistor 218 sind vertikale Bauelemente mit jeweils mindestens einer Elektrode auf ihren zwei gegenüberliegenden Hauptoberflächen. Auf der Oberseite des Untermoduls 221 befinden sich elektrische Leiterbahnen 224, die zwei der Dioden 219 und 220 elektrisch zu einem Paar verbinden und einen Knoten der Brückenschaltung bilden. Die gegenüberliegende Seite der Dioden 219 und 220 ist über eine elektrische Leiterbahn 226 mit einer Diode des anderen Diodenpaars elektrisch verbunden. Der Transistor 218 ist als Source-Down-Anordnung konfiguriert und über die elektrische Leiterbahn 226 elektrisch mit der Diode 219 verbunden, so dass er den Ausgang der Brückenschaltung 217 schalten kann.
Das Modul 221 ist in einer Aussparung 233 in der Kernschicht 213 der Leiterplatte 211 montiert. Das Untermodul 221 ist über elektrische Anschlüsse zwischen den Leiterbahnen 224 und 226 des Untermoduls 221 und Leiterbahnen 234 der mehrschichten Leiterplatte 211 elektrisch mit der Verteilerstruktur der mehrschichtigen Leiterplatte 211 verbunden. Zum Beispiel kann die Leiterbahn 226 des Untermoduls 221 auf eine Leiterbahn 234 der mehrschichtigen Leiterplatte 211 gelötet werden.
Wie in der in 6 dargestellten Ausführungsform weist die Stromversorgung 210 ferner einen Eingangsport 227 in Form einer Buchse 228 mit mindestens einem leitenden Stift 229 und einem internen Leiter 230 auf, der elektrisch mit dem Untermodul 221 verbunden ist, wobei der interne Anschluss 230 in dieser speziellen Ausführungsform auf der Kontaktfläche 232 auf der Oberseite 231 des Untermoduls 221 montiert ist.
8 zeigt einen Teil des Primärkreises einer Stromversorgung 240 gemäß einer Ausführungsform als schematische Querschnittsansicht. Die Stromversorgung 240 entspricht der in 6 dargestellten Stromversorgung 180 und weist eine mehrschichtige Leiterplatte 181 mit der im Zusammenhang mit 6 beschriebenen Anordnung sowie einen Eingangsport 198 mit mindestens einem leitenden Stift 199 und internen Anschluss 200, der mit der Leiterplatte 181 elektrisch verbunden ist. Die Stromversorgung 240 unterscheidet sich von der in 6 dargestellten Stromversorgung 160 in der Anordnung der Untermodule 241 und 242.
Der Primärkreis weist ein erstes Untermodul 241 mit einer Gleichrichterschaltung, und zwar einer Brückengleichrichterschaltung, und ein zweites Untermodul 242 mit einem Schalttransistor 260 auf.
Das erste Untermodul 241 hat eine einzige Kernschicht 243 mit vier Aussparungen 244. In jeder Aussparung befindet sich eine Diode. In der Querschnittsansicht der 8 sind zwei der Dioden 245 und 246 dargestellt. Das erste Untermodul 243 weist eine Verteilerstruktur auf, die die Dioden elektrisch miteinander verbindet, so dass sie eine Brückengleichrichterschaltung bilden.
In dem in der Querschnittsansicht der 8 dargestellten Teil ist die obere Elektrode der Diode 245 mit der Elektrode der Diode 246 elektrisch über die elektrische Leiterbahn 247 verbunden, die von der Elektrode auf der Oberseite der Diode 245 entlang der Oberseite 248 der Kernschicht 243 zur oberen Diode der Diode 246 verläuft und einen Knoten der Brückenschaltung bildet. Die Elektrode auf der Unterseite der Diode 245 ist mit einer weiteren Diode der Brückengleichrichterschaltung elektrisch über eine Leiterbahn 249 verbunden, die auf der unteren Elektrode der Diode 245 platziert ist und entlang der Unterseite 250 der Kernschicht 243 verläuft. Die Elektrode auf der Unterseite der Diode 246 ist mit einer weiteren Diode der Brückengleichrichterschaltung elektrisch über eine elektrische Leiterbahn 251 verbunden, die auf der Elektrode auf der Unterseite der Diode 246 und der Unterseite 250 der Kernschicht 243 des Untermoduls 241 platziert ist.
Die Höhe des ersten Untermoduls 241 entspricht der Höhe der zweiten Kernschicht 183 der mehrschichtigen Leiterplatte 181. Das erste Untermodul 241 ist in einer Aussparung der zweiten Kernschicht 183 der mehrschichtigen Leiterplatte 181 platziert und befindet sich zwischen der ersten Kernschicht 182 und der zweiten Kernschicht 184. Das erste Untermodul 241 ist im Körper der mehrschichtigen Leiterplatte 181 eingeschlossen.
Das zweite Untermodul 242 mit dem Schalttransistor 243 hat eine einzige Kernschicht 253 und eine einzige Aussparung 254, in der der Schalttransistor 243 platziert ist. Der Schalttransistor 252 ist ebenfalls ein vertikales Bauelement mit mindestens einer Elektrode auf den zwei gegenüberliegenden Hauptoberflächen. Das zweite Untermodul 242 hat mindestens eine Leiterbahn 255, die auf der Oberseite 256 der Kernschicht 253 platziert ist und eine Elektrode (z. B. eine Drain-Elektrode) auf der Oberseite des Transistors 252 elektrisch mit einer äußeren Kontaktfläche des Untermoduls 242 verbindet.
Das Untermodul 242 hat ferner mindestens eine Leiterbahn 257, die auf einer Unterseite 258 der Kernschicht 253 platziert ist und eine Elektrode (z. B. eine Source-Elektrode) auf der Unterseite des Transistors 252 elektrisch mit einer Kontaktfläche auf der Unterseite des zweiten Untermoduls 242 verbindet. Das Untermodul hat eine weitere Leiterbahn, die auf der Unterseite 258 der Kernschicht 253 platziert ist und eine Steuerelektrode (z. B. eine Gate-Elektrode) auf der Unterseite des Transistors 243 elektrisch mit einer Kontaktfläche auf der Unterseite des zweiten Untermoduls 242 verbindet.
Die elektrischen Leiterbahnen 255 und 257 bilden eine Verteilerstruktur für das zweite Untermodul 242, insbesondere von den Elektroden des Transistors 260 zu Kontaktflächen des zweiten Untermoduls 242, das elektrisch mit einer weiteren Leiterbahn der leitenden Schicht 188 der mehrschichtigen Leiterplatte 181 und weiteren Komponenten der Stromversorgung 240 verbunden werden kann, z. B. mit der Brückengleichrichterschaltung des ersten Untermoduls 241.
Das zweite Untermodul 242 hat eine Höhe, die der Höhe der vierten Kernschicht 185 entspricht, und ist in einer Aussparung 259 innerhalb der vierten Kernschicht 185 angeordnet. Die vierte Kernschicht 185 befindet sich zwischen der dritten Kernschicht 184 und der fünften Kernschicht 156, so dass die dritte Kernschicht 184 die Oberseite des Untermoduls 242 bedeckt und die fünfte Kernschicht 186 die Unterseite des zweiten Untermoduls 242 bedeckt.
In der in 8 dargestellten Ausführungsform befinden sich das erste Untermodul 241 und das zweite Untermodul 242 der Stromversorgung 240 in verschiedenen Schichten der mehrschichtigen Leiterplatte 181. Das erste Untermodul 241 und das zweite Untermodul 242 können jedoch auch in derselben Kernschicht platziert sein.
Das erste Untermodul 241 und das zweite Untermodul 242 können übereinander angeordnet sein, so dass ein Untermodul zumindest teilweise über dem anderen liegt und sich die Untermodule teilweise überlappen. Das erste Untermodul 241 und das zweite Untermodul 242 können aber auch in einer mehrschichtigen Leiterplatte 181 so angeordnet sein, dass sie sich nicht überlappen, selbst wenn sie in verschiedenen Schichten der Leiterplatte 181 platziert sind.
9 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer Stromversorgung 270 gemäß einer Ausführungsform. Insbesondere zeigt 9 einen Teil eines Sekundärkreises einer Stromversorgung, die einen Ausgangsport 271 und eine mehrschichtige Leiterplatte 181 mit fünf nicht leitenden Kernschichten und drei leitenden Schichten aufweist und eine allgemeine Bauform wie in 6 dargestellt hat. Die Leiterplatte ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt und kann mehr oder weniger nicht leitende Kernschichten und leitende Schichten haben.
Der Ausgangsport 271 weist mindestens einen elektrisch leitenden Stift 272 und einen internen Anschluss 273 zur elektrischen Verbindung von Stift 272 mit der Leiterplatte 181 auf. Die Stromversorgung 270 weist ein Untermodul 274 mit einer oder mehr Komponenten des Sekundärkreises der Stromversorgung auf. In dieser Ausführungsform hat das Untermodul 274 eine einzige Kernschicht 277 und einen Transistor 275, der in einer Aussparung 276 in der Kernschicht 277 eingebettet ist. Das Untermodul 274 hat auch eine Verteilerstruktur, die den Transistor 275 mit Kontaktflächen des Untermoduls 274 und das Untermodul 274 mit der Verteilerstruktur der mehrschichtigen Leiterplatte 181 elektrisch verbindet.
Das Untermodul 274 hat mindestens eine Leiterbahn 279, die auf seiner Oberseite 280 platziert ist und eine Elektrode auf der Oberseite des Transistors 275 elektrisch mit einer Kontaktfläche 278 verbindet. Das Untermodul 274 hat ferner eine Leiterbahn 281, die auf seiner Unterseite 282 platziert ist und eine Elektrode auf der Unterseite des Transistors 275 elektrisch mit einer Kontaktfläche 283 auf der Unterseite 282 des zweiten Untermoduls 274 verbindet.
Die Höhe des Untermoduls 274 entspricht der Höhe der vierten Kernschicht 185 der Leiterplatte 181. Das Untermodul 274 ist in einer Aussparung 284 platziert, die in der vierten Kernschicht 185 angeordnet ist. Das Untermodul 274 ist vollständig im Körper der Leiterplatte 181 eingebettet und seitlich so platziert, dass es in der Nähe des Ausgangsports 271 angeordnet ist und dadurch zumindest ein Teil der vom Transistor 275 erzeugten Wärme über den Ausgangsport 271 und insbesondere über den leitenden Anschluss 273 und den elektrisch leitenden Stift 272 thermisch abgeleitet werden kann.
Die Wärme kann in einen weiteren Anschluss, der mit dem Ausgangsport 271 verbunden ist, thermisch abgeleitet werden. Der Ausgangsport kann eine Buchse, wie z. B. eine Firewire-Buchse oder Thunderbolt-Buchse, sein. Der Ausgangsport 271 kann auch in anderer Formen ausgeführt sein, wie z. B. als Kabel oder Stift.
Das erste Untermodul 274 kann zumindest teilweise direkt unter dem Ausgangsport 271 platziert sein, z. B. teilweise unter dem Anschluss 273.
Der zweite Sekundärkreis der Stromversorgung 270 kann einen DC/DC-Wandler aufweisen. Ein oder mehr der weiteren Komponenten der Sekundärseite können in der Leiterplatte 181 eingebettet sein.
Die für die Sekundärseite 183 und den Ausgangsport 271 dargestellte Anordnung kann in Verbindung mit der Anordnung verwendet werden, die in 2, 3 und 6 bis 8 für die Primärseite eines AC/DC-Wandlers dargestellt ist.
Doch die Anordnung des Primärkreises und des Sekundärkreises kann von diesen Darstellungen abweichen. Zum Beispiel kann der Gleichrichterkreis eine andere Konfiguration als ein Brückengleichrichter haben und muss nicht den Konfigurationen mit den vier Dioden entsprechen. Ebenso beschränkt sich der Sekundärkreis nicht auf die in 1, 4, 5 und 9 dargestellten Konfigurationen und kann andere Konfigurationen haben, die Komponenten wie eine Diode und/oder einen Transistor beinhalten, die in einer Kernschicht der Leiterplatte eingeschlossen oder auf der Leiterplattenoberfläche der Stromversorgung montiert sein können.
10 zeigt ein zur Verwendung mit einer Stromversorgung geeignetes Gehäuse 300. Die Stromversorgung kann ein oder mehr Merkmale der Ausführungsformen haben, die im Zusammenhang mit 1 bis 9 beschrieben sind. Die Konfiguration der Stromversorgung ist jedoch beliebig.
Das Gehäuse 300 hat eine Wand 301, die ein Volumen 302 mit geeigneten Maßen zur Aufnahme einer Stromversorgung definiert, die einen Eingangsport, einen Ausgangsport und eine Leiterplatte aufweist, auf der die Komponenten der Stromversorgung, z. B. Komponenten eines AC/DC-Wandlers, platziert sind.
In der in 10 dargestellten Ausführungsform definiert die Wand 301 ein Volumen 302 mit einem generell rechteckigen Querschnitt. Die Wand 301 kann jedoch auch andere Querschnittstypen definieren. Das Gehäuse 300 weist außerdem mindestens einen Kanal 303 auf, der durch die Dicke der Wand 301 verläuft und zur Ableitung der in Volumen 302 des Gehäuses 300 erzeugten Wärme über den Kanal 303 in die Umgebung des Gehäuses 300 dient, wie in 10 schematisch durch die Pfeile 304 dargestellt. Das Gehäuse kann insbesondere mehrere der Kanäle 303 aufweisen. Die Kanäle 303 können entweder nur in der Nähe wärmeerzeugender Komponenten der Stromversorgung angeordnet oder im gesamten Gehäuse 300 verteilt sein.
11 zeigt eine Ausführung eines Gehäuses 310 für eine Stromversorgung in perspektivischer Querschnittsansicht. In dem Gehäuse 310 ist die Wand 311, die das Volumen 312 zur Aufnahme der Stromversorgung definiert, als Doppelwand ausgeführt. Mindestens ein Kanal 313 verläuft innerhalb der Dicke der Doppelwand und weist eine Durchgangsbohrung 314 von Kanal 313 zu der Außenseite 315 des Gehäuses 310 sowie eine Durchgangsbohrung 316 vom Kanal 313 zur Innenseite 317 des Volumens 312 auf. Die im Volumen 312 erzeugte Wärme kann aus dem Gehäuse 310 über eine Lüftungs-Durchgangsbohrung 316 entlang Kanal 313 und aus der Durchgangsbohrung 314 in der Außenseite 315 des Gehäuses 310 abgeleitet werden.
Das Gehäuse 310 kann ferner ein oder mehr Leitbleche 318 aufweisen, die im Volumen 312 des Gehäuses platziert sind. Das bzw. die Leitbleche 318 können auf der Stromversorgung angeordnet sein oder aus der Innenseite der Wand 311 hervorstehen. Die Leitbleche 318 können um wärmeerzeugende Komponenten des Stromversorgungsmoduls herum angeordnet sein und eine thermische Wärmeableitung innerhalb des Volumens 312 des Gehäuses 310 verhindern. Die Wärmeableitung aus dem Gehäuse 310 über die von der Durchgangsbohrung 316, den Kanälen 313 in der Doppelwand 311 und den Durchgangsbohrungen 314 bereitgestellten Wege wird durch eine thermische Saugwirkung unterstützt.
Die thermische Saugwirkung ergibt sich durch ein Temperaturgefälle eines entlang eines Weges erzeugten Luftstroms. In der in 11 dargestellten Ausführungsform entsteht rings um die wärmeerzeugende Komponente, die nahe der Durchgangsbohrung 316 in der Innenseite 317 platziert ist, aufgrund der Position des Leitblechs 318 eine heiße Stelle. Die Temperatur an der Durchgangsbohrung 314 in der Außenseite 315 des Gehäuses 310 kann geringer sein, so dass ein Temperaturgefälle und damit ein Wärmeabsaugweg von der Durchgangsbohrung 316 zur Durchgangsbohrung 314 entsteht. Das Gehäuse 300 kann einen oder mehrere Wärmeabsaugwege haben.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses 320, das eine Einzelwandkonstruktion, wie im Zusammenhang mit 10 offengelegt, oder eine Doppelwandkonstruktion, wie im Zusammenhang mit 11 offengelegt, haben kann. Das Gehäuse hat Durchgangsbohrungen 323, durch die im Gehäuse erzeugte Wärme mit einem Luftstrom aus dem Gehäuseinneren in die Umgebung abgeführt werden kann. Das Gehäuse 320 hat eine Seitenfläche 321, die eine Öffnung 322 mit geeigneten Maßen zur Aufnahme des im Gehäuse 320 zu montierenden Ausgangsports der Stromversorgung hat. Der Ausgangsport kann zum Beispiel auf der Leiterplatte der Stromversorgung befestigt sein.
13 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Gehäuses 330, das konfiguriert sein kann wie im Zusammenhang mit einer der 10 bis 12 beschrieben, und ein teilweise eingeführtes Stromversorgungsmodul 340 mit einem Eingangsport 341, einer Leiterplatte 342 und mehreren Komponenten der Stromversorgung. Das Gehäuse 330 weist eine Doppelwand 331 mit mindestens einem Kanal 332 auf, der in der Doppelwand platziert und über die Durchgangsbohrungen 334 und 335 zum Inneren des Gehäuses 300 und zum Äußeren des Gehäuses 300 hin offen ist.
In der in 13 dargestellten Ausführungsform hat die Stromversorgung 340 einen AC/DC-Wandler mit einem planaren Transformator und Gleichrichter- und Schaltkomponenten, die in der Leiterplatte 342 eingebettet sind. Das Gehäuse 330 kann aber auch für Stromversorgungen verwendet werden, bei denen die Gleichrichter- und Schaltkomponenten und der Transformator nicht innerhalb, sondern nur auf der Leiterplatte montiert sind.
14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses 350, das durch eine Wand 351 definiert ist, durch die das Gehäuse 350 einen generell rechteckigen Querschnitt hat. Das Gehäuse 350 weist mehrere Kanäle 352 auf, die in Abständen in der Wand 351 angeordnet sind. Die Kanäle 352 verlaufen über die gesamte Länge des Gehäuses 350 und sind an einer ersten Stirnfläche 353 und einer gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche 354 des Gehäuses 350 zur Atmosphäre hin offen. Die erste Stirnfläche 353 hat eine rechteckige Öffnung 355, die durch die Wand 351 begrenzt ist, in die ein Stromversorgungsmodul, wie z. B. in 13 dargestellt, eingeführt werden kann. Die Kanäle 352 sind in den Teilen der Wand 351 platziert, die die längeren Seiten des rechteckigen Querschnitts definieren. Es können aber auch Kanäle in den kürzeren Seiten angeordnet werden, die den rechteckigen Querschnitt definieren.
Die Kanäle 352 haben einen generell rechteckigen Querschnitt und verlaufen jeweils von der ersten Stirnfläche 353 zu der zweiten Stirnfläche 354, so dass mehrere separate Längskanäle entstehen. Die Kanäle sind jedoch nicht auf diesen Querschnitt beschränkt, sondern können auch andere Querschnittsformen haben, z. B. quadratisch, kreisförmig oder oval.
15 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gehäuses 350, insbesondere der zweiten Stirnfläche 354. Die Kanäle 352 haben Öffnungen in der Stirnfläche 354. Außerdem hat die Stirnfläche 354 eine weitere Öffnung 356, die durch die Dicke der Stirnfläche 354 in den Innenraum verläuft, der durch die Wand 351 begrenzt wird. Die Öffnung 356 ist zur Aufnahme eines Ausgangsports konfiguriert, der auf einer im Gehäuse 350 platzierten Stromversorgung montiert ist.
16 zeigt eine perspektivische Querschnittsansicht des Gehäuses 350, in der die Kanäle 352 innerhalb der Dicke der Wand 350 angeordnet sind und nicht in fließendem Austausch mit der Innenfläche 357 oder mit der Außenfläche 358 der Wand 351 des Gehäuses 350. Die Kanäle 352 sind nur über die Seitenflächen 353 und 354 des Gehäuses 350 in fließendem Austausch mit der Atmosphäre.
Während der Querschnitt des Gehäuses 350 als rechteckig beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, dass die Ecken des Rechtecks sowohl an der Innenseite 357 als auch an der Außenseite 358 abgerundet sein können.
17 zeigt ein Gehäuse 360 in perspektivischer Querschnittsansicht. Das Gehäuse 360 ist durch eine Wand 361 definiert, durch die sich ein Volumen mit rechteckigem Querschnitt ergibt. Das Gehäuse 360 weist ferner mehrere Kanäle 362 auf, die in der Wand 361 angeordnet sind. Die Form der Kanäle 362 innerhalb der Wand 361 ist in 17 durch gestrichelte Linien dargestellt.
Vier Öffnungen 365 sind im oberen Bereich 366 der Wand 361 und weitere vier Öffnungen 365 sind im unteren Bereich 367 der Wand 361 in der Stirnfläche 363 und in der Querschnittsfläche 364 platziert. Zwei benachbarte Öffnungen 365 von zwei separaten Kanälen 362 werden jedoch zu einem einzigen Kanal 368 zusammengeführt, der zwei Öffnungen 365 an der Stirnfläche 363 hat.
Der obere Bereich 366 weist zwei dieser Anordnungen auf, die voneinander getrennt sind. Der Unterseite 367 weist ebenfalls zwei dieser Anordnungen auf, die voneinander getrennt sind. Die Stirnfläche 363 hat auch eine Öffnung 369 zum Innenraum 370, die durch das Gehäuse 360 definiert wird und zur Aufnahme eines Ausgangsports einer Stromversorgung dient, die in den Innenraum 370 eingeführt wird. Die Kanäle 362 sind zum Innenraum 370 des Gehäuses 360 hin nicht offen.
Die Kanäle mit offenem Ende 362, die von einer zur anderen Stirnfläche des Gehäuses 360 verlaufen, können auch ineinander übergehen, so dass sich andere Formen ergeben. Drei oder sogar mehr Kanäle können zusammengeführt werden und/oder von einem Einzelkanal abzweigen, so dass mehrere separate Kanalabschnitte entstehen.
Diese Anordnungen zusammen- und auseinanderlaufender Kanäle können die Wärmeableitung von wärmeerzeugenden Komponenten im Innenraum 370 des Gehäuses 360 durch thermische Saugwirkung unterstützen. Zum Beispiel können die Kanäle so angeordnet sein, dass sie je nach Lage der wärmeerzeugenden Komponenten im Innenraum 370 des Gehäuses 360 zusammen- oder auseinanderlaufen, um Wärme von einer heißen Stelle im Innenraum 370 durch einen Luftstrom aus dem Gehäuse 360 abzuleiten, der durch ein Wärmegefälle zwischen der wärmeerzeugenden Komponente und den Öffnungen 365 an den Stirnflächen des Gehäuses 360 unterstützt wird.
Das Gehäuse der in 10 bis 17 gezeigten Ausführungsformen ist als ein Stück dargestellt. Das Gehäuse kann aber auch zwei oder mehr Teile aufweisen, die zusammengebaut werden können. Zum Beispiel kann das Gehäuse einen oberen Teil und einen unteren Teil haben, die das Stromversorgungsmodul einschließen, wenn sie zusammengebaut sind. Diese Anordnung kann verwendet werden, wenn Leitbleche von der Innenseite des Gehäuses hervorstehen.
Begriffe mit räumlichem Bezug wie z. B. „unter“, „untere“, „über“, „obere“ und dergleichen dienen zur Veranschaulichung, um die Lage eines Elements zu einem zweiten Element zu beschreiben. Diese Begriffe sollen unterschiedliche Orientierungen des Elements zusätzlich zu den in den Figuren dargestellten Orientierungen umfassen.
Ferner werden Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und dergleichen auch verwendet, um verschiedene Elemente, Bereiche, Abschnitte usw. zu beschreiben, und sollen auch nicht als Einschränkung gelten. Gleiche Begriffe beziehen sich in der gesamten Beschreibung auf gleiche Elemente.
Hier verwendete Begriffe wie „haben“, „enthalten“, „umfassen“, „aufweisen“ und dergleichen sind nicht beschränkend, sie verweisen auf das Vorhandensein angegebener Elemente oder Merkmale und schließen weitere Elemente oder Merkmale dabei nicht aus. Artikel wie „ein“, „eine“, „der“, „die“, „das“ sollen sowohl den Plural als auch den Singular einschließen, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Merkmale der hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich anders festgelegt.
Obwohl hier spezielle Ausführungsformen dargestellt und beschrieben sind, werden Fachleute auf dem Gebiet anerkennen, dass eine Vielzahl alternativer und/oder gleichwertiger Implementierungen an die Stelle der hier dargestellten und beschriebenen speziellen Ausführungsformen treten kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Patentanmeldung soll alle Anpassungen und Varianten der hier erläuterten speziellen Ausführungsformen umfassen. Daher soll diese Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Entsprechungen begrenzt sein.

Claims

Stromversorgung, aufweisend: – mehrere elektronische Bauelemente, die einen oder mehrere Gleichrichter und/oder Schalttransistoren umfassen; – einen Eingangsport, der zur Aufnahme elektrischer Energie von einer Stromquelle konfiguriert ist; und – eine Leiterplatte mit einer Aussparung, bei der mindestens ein Gleichrichter und/oder Schalttransistor in der Aussparung eingebettet ist und die Aussparung in der Nähe des Eingangsports angeordnet ist, so dass mindestens ein Teil der durch mindestens einen, oder mehreren, der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren erzeugten Wärmeenergie über den Eingangsport aus der Stromversorgung abgeleitet wird.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, bei der mindestens ein Teil der über den Eingangsport aus der Stromversorgung abgeleiteten Wärmeenergie mithilfe von mindestens einem Anschluss, der den Eingangsport mit der Stromquelle verbindet, aus der Stromversorgung abgeführt wird.
Stromversorgung gemäß Anspruch 2, bei der der mindestens eine Anschluss ein Kabel umfasst.
Stromversorgung gemäß Anspruch 2, bei der mindestens ein Teil der über mindestens einen Anschluss aus der Stromversorgung abgeleiteten Wärmeenergie weiter in die Stromquelle abgeleitet wird.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, bei der der Eingangsport mit einem oder mehreren der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren elektrisch verbunden ist.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, bei der mindestens ein Teil der Aussparung unter dem Eingangsport angeordnet ist.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, bei der der Eingangsport durch mindestens eine Leiterbahn der Leiterplatte elektrisch mit dem Gleichrichter verbunden ist.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, bei der der mindestens eine Schalttransistor in der Leiterplatte eingebettet ist.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, bei der der Gleichrichter mehrere Schaltelemente aufweist, die zu einer Brückenschaltung konfiguriert und in der Leiterplatte eingebettet sind.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, bei der der Eingangsport eine Buchse, ein Kabel oder einen Stecker umfasst.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, die ferner einen Transformator aufweist.
Stromversorgung gemäß Anspruch 11, bei der der Transformator einen Kern hat und mindestens der Kern in der Leiterplatte eingebettet ist.
Stromversorgung gemäß Anspruch 12, bei der der Transformator in einem Teil der Leiterplatte eingebettet ist, die so angeordnet ist, dass einer oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren zwischen dem Eingangsport und Transformator platziert sind.
Stromversorgung gemäß Anspruch 1, die ferner einen Ausgangsport aufweist.
Stromversorgung gemäß Anspruch 14, die ferner mindestens einen weiteren Schalttransistor aufweist, der in der Nähe des Ausgangsport angeordnet ist, so dass mindestens ein Teil der durch mindestens einen weiteren Schalttransistor erzeugten Wärme über den Ausgangsport aus der Stromversorgung abgeleitet wird.
Stromversorgung gemäß Anspruch 15, bei der zumindest ein Teil des mindestens einen weiteren Schalttransistors in der Leiterplatte eingebettet ist.
Stromversorgung gemäß Anspruch 14, bei der der Ausgangsport eine Buchse, ein Kabel oder einen Stecker umfasst.
Ein Verfahren, aufweisend: – Aufnehmen elektrischer Energie von einer Stromquelle an einem Eingangsport einer Stromversorgung; – Versorgen eines oder mehrerer Gleichrichter und/oder Schalttransistoren mit der aufgenommenen elektrischen Energie, wobei einer oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren in der Aussparung eingebettet sind und die Aussparung in der Nähe des Eingangsports angeordnet ist; – Ableiten mindestens eines Teils der durch einen oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren erzeugten Wärmeenergie aus der Stromversorgung über den Eingangsport.
Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem mindestens ein Teil der über den Eingangsport aus der Stromversorgung abgeleiteten Wärmeenergie über mindestens einen Anschluss, der den Eingangsport mit der Stromquelle verbindet, aus der Stromversorgung abgeführt wird.
Stromversorgung, aufweisend: – Hilfsmittel zur Aufnahme elektrischer Energie von einer Stromquelle an einem Eingangsport einer Stromversorgung; – Hilfsmittel zur Versorgung eines oder mehrerer der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren mit der aufgenommenen elektrischen Energie, wobei einer oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren in der Aussparung eingebettet sind und die Aussparung in der Nähe des Eingangsports angeordnet ist; – Hilfsmittel zur Ableitung mindestens eines Teils der Wärmeenergie, die durch einen oder mehrere der Gleichrichter und/oder Schalttransistoren erzeugt wird, aus der Stromversorgung über den Eingangsport.