TWI584315B - 電源模組與應用其之能量轉換裝置 - Google Patents

電源模組與應用其之能量轉換裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI584315B
TWI584315B TW104124183A TW104124183A TWI584315B TW I584315 B TWI584315 B TW I584315B TW 104124183 A TW104124183 A TW 104124183A TW 104124183 A TW104124183 A TW 104124183A TW I584315 B TWI584315 B TW I584315B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
power module
winding
circuit board
magnetic
magnetic core
Prior art date
Application number
TW104124183A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201637038A (zh
Inventor
張鈺
洪守玉
葉浩屹
曾劍鴻
Original Assignee
台達電子企業管理（上海）有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 台達電子企業管理（上海）有限公司 filed Critical 台達電子企業管理（上海）有限公司
Publication of TW201637038A publication Critical patent/TW201637038A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI584315B publication Critical patent/TWI584315B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06—Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0263—High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06—Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • H01F2027/065—Mounting on printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33571—Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/08—Magnetic details
    • H05K2201/083—Magnetic materials
    • H05K2201/086—Magnetic materials for inductive purposes, e.g. printed inductor with ferrite core
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/1034—Edge terminals, i.e. separate pieces of metal attached to the edge of the printed circuit board [PCB]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

電源模組與應用其之能量轉換裝置
本發明是關於一種電源模組及一種能量轉換裝置。
以高功率密度、高轉換效率爲特徵的電源模組廣泛應用於通信、資料中心等系統主板上。隨著設計和生産水平的不斷提高，積體電路上可容納電晶體數量越來越多。積體電路中電晶體數量的增加帶來了更加強大的計算能力，與之同時勢必大大增加電路的能耗需求。與之對應，電源模組的功率也需要不斷提升以應對負載的需求。
然而系統主板分配給電源模組的空間資源有限，所以對電源模組的功率密度要求也是不斷的提高。如第1A圖所示，傳統的電源模組10包含將功率元件20/磁性元件22固定在電路板40上，接著通過電源模組10的引腳30焊接在目標主板50上爲負載供電。由於功率元件20/磁性元件22，電路板40都是獨立的元件，因此需要通過如焊料25焊接的方式進行連接。此種連接會帶來額外的焊接/接觸電阻，如第1B圖中的R1、R2、R3，在大電流輸出的情況下，焊接/接觸電阻所帶來的損耗不能被忽略。
針對以上所列舉的問題，本發明提出一種將磁性元件以及引腳的一體化的設計，藉以將焊接/接觸電阻最小化，同時兼顧到滿足高功率密度的需求，以滿足日益增長的大功率、大電流，高功率密度和高效能的結果。
本發明之一實施方式提出了一種電源模組，包含磁性元件以及開關元件。磁性元件包含磁芯以及設置於磁芯之繞組，其中繞組之一端形成電源模組的引腳與外部電性連接。開關元件則是電性連接於磁性元件。
於一或多個實施例中，磁芯包含上蓋板與下蓋板，繞組放置在由上蓋板與下蓋板所定義之通道中。
於一或多個實施例中，上蓋板與下蓋板定義至少兩通道於其間，繞組的數量為至少二個，繞組分別設置於通道中。
於一或多個實施例中，電源模組包含功能電路板，開關元件設置於功能電路板上，繞組藉由功能電路板與開關元件電性連接。
於一或多個實施例中，電源模組可包含降壓(buck)電路、升壓(boost)電路、反激型變壓電路、或一LLC型變壓電路。
於一或多個實施例中，繞組之該端具有引腳部，該引腳部為該引腳發生形變之部分。。
於一或多個實施例中，繞組之引腳部可供平貼式連接或直插式連接。
於一或多個實施例中，繞組之引腳部外露於磁芯。
於一或多個實施例中，該引腳部與該繞組為一體成型，或該引腳部由該繞組彎折而成。
於一或多個實施例中，繞組為金屬片或繞線。
於一或多個實施例中，磁性元件的數量為至少二個，磁性元件為電感或變壓器。
本發明之另一實施方式為應用前述之電源模組的能量轉換裝置。
於一或多個實施例中，能量轉換裝置包含系統電路板，其中電源模組設置於系統電路板上，繞組之該端連接於系統電路板。
相較於傳統需使用額外的獨立引腳連接電源模組與外部電路，本發明之電源模組中之磁性元件之繞組的一端可以直接作為電源模組的輸入/輸出引腳，如電源模組的輸入/輸出引腳為繞組形成，如此一來可以有效降低焊接/接觸電阻。
以下將以圖式及詳細說明闡述本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。
參照第2圖，其為本發明之電源模組一實施例的拆解圖。電源模組100包含有磁性元件110、開關元件140、功能電路板150。磁性元件110包含有磁芯120以及設置於磁芯120之繞組130，其中繞組130之一端132形成電源模組100之引腳，以與電源模組100的外部電路電性連接，繞組130之另一端134亦可形成一引腳，本發明並不以此為限。開關元件140設置於功能電路板150上，且透過功能電路板150電性連接於磁性元件110，但本發明並不以此為限。
本實施例中，磁性元件110直接使用繞組130作為引腳與電源模組100的外部電路電性連接，可以省略如第1A圖所示之額外的引腳以及連接引腳與磁性元件110之焊料，磁性元件110亦可以省略骨架等結構，但本發明並不以此為限。此種設計可以減少電源模組100使用時的焊接/接觸電阻，進而降低電源模組100應用時的損耗。
具體而言，磁性元件110包含有磁芯120以及繞組130。磁芯120可以包含有下蓋板122以及上蓋板124，並且在下蓋板122以及上蓋板124之間可定義出通道126，繞組130放置在通道126中，但本發明並不以此為限，亦可以採用其他結構的磁芯或其他的磁芯與繞組的配置結構等，如EE型磁芯等。繞組130可以具有相對的第一端132以及第二端134，其中第一端132可以直接作為電源模組100之引腳，而第二端134可以是連接於功能電路板150，開關元件140可以透過功能電路板150電性連接磁性元件110。
本實施例中，磁性元件110的數量為一個，下蓋板122以及上蓋板124之間的通道126的數量為一個，對應的繞組130數量亦為一個，但本發明並不以此為限。磁芯120與其中之通道126的形狀可以大致上呈矩形，亦可以是其他形狀。繞組130之延伸長度可以大於磁芯120的長度，使得繞組130之第一端132可外露於磁芯120，作為引腳與外部電性連接，第二端134可與功能電路板150連接，但本發明並不以此為限，如繞組130之長度可以等於磁芯120的長度，可用於貼片式連接等。
功能電路板150可以為適合形式的載板，例如印刷電路板（PCB板）、直接敷銅(direct copper bonding)基板等。功能電路板150上可更設置有無源器件，如電阻、電容等。磁性元件110可以作為電感或變壓器等元件。磁性元件110之磁芯120材料可以為永磁性的材料，繞組130則可以為扁平的金屬片，如銅皮等，繞組130亦可以是金屬線等。在其他的實施例中，繞組130可採用不同種類的導體材料構成，比如說銅、銀、鋁、石墨等。繞組130可採用沖壓、電鍍、框架式引線等多種形式，本發明並不以此為限。
電源模組100中之磁性元件110的數量、磁芯120之數量以及繞組130之數量可以根據不同的設計需求而加以變化。如第3圖所示，電源模組100中的磁性元件110的數量為兩個，且兩個磁性元件110為相互獨立地設置在功能電路板150上，但本發明並不以此為限。每一個磁性元件110中具有一個通道126，繞組130配置在通道126中，而繞組130之第一端132與第二端134可分別外露於磁芯120，磁性元件110藉由第二端134連接於功能電路板150，第一端132作為電源模組100的引腳。
如第4圖所示，電源模組100中的磁性元件110的數量為一個，但是磁性元件110中具有一個磁芯120以及兩個繞組130。換言之，磁芯120在下蓋板122以及上蓋板124之間定義出兩個通道126，兩繞組130分別設置在兩通道126中，但本發明並不以此為限，如通道的數量可以是一個或多個，例如三個。同樣地，繞組130的第一端132與第二端134可分別外露於磁芯120。
繞組130可以為圖中之扁平繞組，或是繞線繞組等。繞組130之第一端132形成電源模組100之引腳。繞組130之第一端132可具有引腳部，引腳部可以是第一端132的形變形成，如第4圖所示，其中，形變部分既可以是加工前設計所定，亦可以是加工時或加工後的處理所定，如引腳部與繞組130可為一體成形的彎折設計，此時，引腳部與繞組依設計而形態不同，亦可是其他實現方法，如引腳部可以透過彎折成型後的繞組130形成等，此時，引腳部與繞組因再加工而形態不同，本發明並不以此為限。繞組130之第一端132可以透過直插式方式連接於外部電路，此時，第一端132會從磁芯120處垂直向下彎折一次，如第2圖與第3圖所示，以作為直插式的引腳部；該引腳部的截面面積可以大於、等於或小於繞組130其他部位的截面面積；或者，繞組130之第一端132可以透過平貼式方式連接於外部電路，如第4圖所示，第一端132從磁芯120處向下彎折一次之後，再橫向彎折一次，以作為平貼式的引腳部，但本發明並不以此為限。
接著請參照第5圖，其為本發明之一種能量轉換裝置一實施例的剖面示意圖。能量轉換裝置200包含有前述之電源模組100以及系統電路板160，電源模組100設置於系統電路板160上。電源模組100包含有功能電路板150、設置於功能電路板150上之開關元件140、以及磁性元件110。磁性元件110包含有磁芯120以及繞組130，繞組130具有相對之第一端132與第二端134，其中第一端132形成電源模組100之引腳，第一端132可與系統電路板160連接，繞組130的第二端134可連接於功能電路板150，藉由功能電路板150電性連接磁性元件110與開關元件140。
本實施例中，繞組130的第二端134是以平貼式的方式連接於功能電路板150上，第二端134可以透過焊料固定在功能電路板150上並與功能電路板150電性連接，但本發明並不以此為限。繞組130的第一端132亦可以是以平貼式的方式連接於系統電路板160上，第一端132可以透過焊料固定在系統電路板160上並與系統電路板160電性連接。由於引腳部為彎折繞組130而成，其可以與繞組130一體成形，相較於傳統(如第1A圖所示)的實施方式，本實施例可以省略用以連接磁性元件與系統電路板之額外的獨立引腳，以及連接獨立引腳與磁性元件/系統電路板之焊料。
接著，請參照第6圖，其為本發明之能量轉換模組另一實施例的剖面示意圖。本實施例與前一實施例之差別在於本實施例中繞組130的第一端132與第二端134是以直插式的方式連接系統電路板160與功能電路板150，但本發明並不以此為限。更具體地說，功能電路板150以及系統電路板160上具有插孔，繞組130之第一端132與第二端134可形成引腳部而插入插孔中，之後可以再透過如焊料將繞組130之第一端132與第二端134分別固定在系統電路板160與功能電路板150上，但本發明並不以此為限，如第二端134亦可以連接於傳統的骨架引腳等。
電源模組100中之繞組130的第一端132與第二端134可以為直插式的引腳(如彎折一次的方式)與平貼式的引腳(如彎折兩次的方式)的組合；繞組130之第一端132與第二端134可以均為直插式引腳或是均為平貼式引腳，或者，繞組130之第一端132與第二端134可以分別為直插式引腳以及平貼式引腳，本發明並不以此為限。
前述之電源模組100中之磁性元件110可以為電感，如第7圖與第8圖所示，其分別為本發明之電源模組不同實施例的局部電路圖。如第7圖所示，電源模組包含有降壓(buck)電路，其可以爲三路降壓電路並聯的結構，其中的電感即可為前述之磁性元件，三顆電感的輸出端共同連接於輸出電容上，三顆電感的共同連接的輸出端可爲如第4圖所示的電源模組100的輸出端，即電感的輸出端兼作為電路的輸出端，但本發明並不以此為限。在第7圖中，三顆電感爲互相獨立的，當然也可以是互相耦合的，三路降壓電路可以是並聯後同相工作，也可以爲了減小輸出電容上的紋波而錯開一定的角度工作，例如錯相120度，因此可採用前文所述電源模組100中之磁性元件的各種變形實施例。
第8圖中之電源模組則包含有升壓(boost)電路。第8圖爲三路升壓電路並聯的結構，其中的電感即為磁性元件。每路的電感的輸入端共同連接至電源模組的輸入端，即磁性元件之繞組作為電源模組的輸入引腳，但本發明並不以此為限。同樣，三顆電感可以互相獨立或是相互耦合，三路電路可以同相並聯，也可以錯相並聯。電感的輸入端作爲電源模組的部分輸入端與系統電路板直接連接以減少電路中的導通損耗，且可採用前文所述電源模組100中之磁性元件的各種變形實施例。
前述之電源模組100中之磁性元件110亦可以為應用於變壓器，如第9圖與第10圖所示，其分別為本發明之電源模組不同實施例的局部電路圖。如第9圖所示，電源模組包含反激型變壓電路，或者，如第10圖所示，電源模組包含LLC型變壓電路。在此些變壓電路中，磁性元件可作為其中之變壓器或變壓器的組成部分；電源模組可以以副邊繞組的兩端作為輸出引腳；本發明並不以此為限，可採用前文所述電源模組100中之磁性元件的各種變形實施例。
當磁性元件作為變壓器或變壓器的組成部分時，原邊繞組或是副邊繞組或其組合可以採用如前所述的繞組，本發明並不以此為限。
第11圖與第12圖分別為本發明之電源模組中的磁性元件不同實施例的拆解圖。磁性元件110設置在功能電路板150上，磁性元件110包含有磁芯120以及繞組130，磁芯120包含下蓋板122以及上蓋板124，下蓋板122與上蓋板124之間定義出通道126，下蓋板122與上蓋板124上具有中柱128，中柱128設於通道126中，而繞組130則是套設在中柱128上。繞組的數量可以是多個，且多個繞組可以具有不同的形狀、線徑及圈數等，本發明並不以此為限，如第11圖所示，磁性元件110亦可配置有兩個繞組130、170於同一中柱128上，本實施例中的一個繞組130的第一端132與第二端134可從磁性元件110的同側延伸，並且第一端132與第二端134均可以直接作為電源模組的輸出/輸入引腳，另一個繞組170的兩端172、174則可以與功能電路板150連接。多個繞組之任一者的形式可以為沖壓成形的金屬片(如第11圖所示)，或者繞線(如第12圖所示)等。多個繞組中任一者的第一端與第二端可以為平貼式或是直插式地與外部電路連接，本發明並不以此為限。
綜上所述，相較於傳統需使用額外的獨立引腳連接電源模組與外部電路，本發明之電源模組中之磁性元件之繞組的一端可以直接作為電源模組的輸入/輸出引腳，如此一來可以有效降低焊接/接觸電阻。
雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧電源模組
20‧‧‧功率元件
22‧‧‧磁性元件
25‧‧‧焊料
30‧‧‧引腳
40‧‧‧電路板
50‧‧‧目標主板
100‧‧‧電源模組
110‧‧‧磁性元件
120‧‧‧磁芯
122‧‧‧下蓋板
124‧‧‧上蓋板
126‧‧‧通道
128‧‧‧中柱
130、170、172、174‧‧‧繞組
132、134‧‧‧端
140‧‧‧開關元件
150‧‧‧功能電路板
160‧‧‧系統電路板
200‧‧‧能量轉換裝置
R1、R2、R3‧‧‧電阻
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1A圖與第1B圖分別為傳統的電源模組應用時的剖面示意圖以及等效電路示意圖。 第2圖至第4圖為本發明之電源模組不同實施例的拆解圖。 第5圖與第6圖分別為本發明之一種能量轉換裝置不同實施例的剖面示意圖。 第7圖至第10圖分別為本發明之電源模組應用於不同實施例的系統的局部電路圖。 第11圖與第12圖分別為本發明之電源模組中的磁性元件不同實施例的拆解圖。
100‧‧‧電源模組
110‧‧‧磁性元件
120‧‧‧磁芯
130‧‧‧繞組
132、134‧‧‧端
140‧‧‧開關元件
150‧‧‧功能電路板
160‧‧‧系統電路板
200‧‧‧能量轉換裝置

Claims (12)

  1. 一種電源模組，包含：一磁性元件，包含一磁芯以及設置於該磁芯之一繞組，其中該繞組具有相對的一第一端以及一第二端，該第一端形成該電源模組的一引腳，且該第一端與該電源模組的一外部電路電性連接；以及一開關元件，電性連接於該磁性元件。
  2. 如請求項1所述之電源模組，其中該磁芯包含一上蓋板與一下蓋板，該繞組設置在由該上蓋板與該下蓋板所定義之一通道中。
  3. 如請求項2所述之電源模組，其中該上蓋板與該下蓋板定義至少兩通道於其間，該繞組的數量為至少二個，該些繞組分別設置於該些通道中。
  4. 如請求項1所述之電源模組，更包含一功能電路板，該開關元件設置於該功能電路板上，該繞組的該第二端連接於該功能電路板，並藉由該功能電路板與該開關元件電性連接。
  5. 如請求項1所述之電源模組，其中該電源模組包含一降壓(buck)電路、一升壓(boost)電路、一反激型變壓電路、或一LLC型變壓電路。
  6. 如請求項1所述之電源模組，其中該繞組之該端具有一引腳部，該引腳部為該引腳發生形變之部分，其中該引腳部與該繞組為一體成型，或該引腳部由該繞組彎折而成。
  7. 如請求項6所述之電源模組，其中該繞組之該引腳部可供平貼式連接或直插式連接。
  8. 如請求項6所述之電源模組，其中該繞組之該引腳部外露於該磁芯。
  9. 如請求項1所述之電源模組，其中該繞組為金屬片或繞線。
  10. 如請求項1所述之電源模組，其中該磁性元件的數量為至少二個，該些磁性元件為電感或變壓器。
  11. 一種能量轉換裝置，包含：如請求項1至10之任一項所述之電源模組；以及一系統電路板，其中該電源模組設置於該系統電路板上，且與該系統電路板電性連接。
  12. 如請求項11所述之能量轉換裝置，其中該繞組之該第一端連接於該系統電路板。
TW104124183A 2015-04-10 2015-07-24 電源模組與應用其之能量轉換裝置 TWI584315B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510171122.1A CN106160412B (zh) 2015-04-10 2015-04-10 电源模块与应用该电源模块的能量转换装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201637038A TW201637038A (zh) 2016-10-16
TWI584315B true TWI584315B (zh) 2017-05-21

Family

ID=57111915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104124183A TWI584315B (zh) 2015-04-10 2015-07-24 電源模組與應用其之能量轉換裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160300659A1 (zh)
CN (1) CN106160412B (zh)
TW (1) TWI584315B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10034379B2 (en) * 2016-01-29 2018-07-24 Cyntec Co., Ltd. Stacked electronic structure
US10643782B2 (en) 2016-10-28 2020-05-05 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Magnetic component and power module
CN108809079B (zh) 2017-05-05 2019-11-05 台达电子企业管理（上海）有限公司 功率变换器、电感元件以及电感切除控制方法
US10672553B2 (en) * 2017-05-10 2020-06-02 Raytheon Company High voltage high frequency transformer
CN117095906A (zh) * 2018-04-28 2023-11-21 台达电子企业管理（上海）有限公司 应用于电源模块的电感及电源模块
CN112448591B (zh) * 2019-08-28 2021-09-07 台达电子企业管理（上海）有限公司 功率模块
US11676756B2 (en) 2019-01-07 2023-06-13 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Coupled inductor and power supply module
CN112448561B (zh) 2019-08-30 2022-04-15 台达电子企业管理（上海）有限公司 电源模块及电源模块的制备方法
US11812545B2 (en) 2020-01-08 2023-11-07 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd Power supply system and electronic device
CN113098234B (zh) 2020-01-08 2022-11-01 台达电子企业管理（上海）有限公司 供电系统
CN113097190B (zh) * 2020-01-08 2024-08-13 台达电子企业管理（上海）有限公司 电源模块及电子装置
US11605602B2 (en) * 2020-01-13 2023-03-14 Juniper Networks, Inc. Apparatus, system, and method for increased current distribution on high-density circuit boards
TWI762126B (zh) * 2020-12-29 2022-04-21 群光電能科技股份有限公司 電能轉換模組
CN114050025A (zh) * 2021-11-30 2022-02-15 杭州云电科技能源有限公司 磁性组件、功率模块及开关电源

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200823940A (en) * 2006-11-27 2008-06-01 Delta Electronics Inc Coil element for high frequency transformer
TW201106145A (en) * 2009-08-06 2011-02-16 Delta Electronics Inc Power module and printed circuit board assembly thereof
US20140292471A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Bao Hui Science & Technology Co., Ltd. Transformer
CN204216786U (zh) * 2014-12-03 2015-03-18 航天长峰朝阳电源有限公司 多引脚低高度芯片式电源模块
CN204257361U (zh) * 2014-12-25 2015-04-08 广州金升阳科技有限公司 引线框架及基于引线框架制成的变压器骨架

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1212927B1 (en) * 1999-09-13 2007-04-11 Commergy Technologies Limited A printed circuit board assembly
JP3414386B2 (ja) * 2000-04-12 2003-06-09 株式会社村田製作所 表面実装型スイッチング電源装置
US7492246B2 (en) * 2007-05-01 2009-02-17 Zippy Technology Corp. Winding structure of transformer
US20100010982A1 (en) * 2008-07-09 2010-01-14 Broder Andrei Z Web content characterization based on semantic folksonomies associated with user generated content
JP2010113842A (ja) * 2008-11-04 2010-05-20 Fujitsu Component Ltd 電磁継電器
US8299882B2 (en) * 2009-07-22 2012-10-30 Volterra Semiconductor Corporation Low profile inductors for high density circuit boards
US9263177B1 (en) * 2012-03-19 2016-02-16 Volterra Semiconductor LLC Pin inductors and associated systems and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200823940A (en) * 2006-11-27 2008-06-01 Delta Electronics Inc Coil element for high frequency transformer
TW201106145A (en) * 2009-08-06 2011-02-16 Delta Electronics Inc Power module and printed circuit board assembly thereof
US20140292471A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Bao Hui Science & Technology Co., Ltd. Transformer
CN204216786U (zh) * 2014-12-03 2015-03-18 航天长峰朝阳电源有限公司 多引脚低高度芯片式电源模块
CN204257361U (zh) * 2014-12-25 2015-04-08 广州金升阳科技有限公司 引线框架及基于引线框架制成的变压器骨架

Also Published As

Publication number Publication date
CN106160412A (zh) 2016-11-23
TW201637038A (zh) 2016-10-16
CN106160412B (zh) 2019-09-17
US20160300659A1 (en) 2016-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI584315B (zh) 電源模組與應用其之能量轉換裝置
KR102047563B1 (ko) 코일 부품 및 그 실장 기판
US11942260B2 (en) Power module
US8344842B1 (en) Vertical PCB surface mount inductors and power converters
KR102069628B1 (ko) 코일 부품 및 그 실장 기판
US8013709B2 (en) Conductive module and assembly structure having such conductive module
KR102080659B1 (ko) 코일 부품 및 그 실장 기판
US10340617B2 (en) Power modules and pin thereof
US20200105461A1 (en) Transformer
CN111711358B (zh) 电压调节模块
US9078372B2 (en) Power system and power converting device thereof
KR102029491B1 (ko) 코일 부품 및 그 실장 기판
US10355608B2 (en) Power converter module
US20090261938A1 (en) Conductive module and transformer having such conductive module
CN105450041A (zh) 磁性元件整合模块
JP5992485B2 (ja) 車載用ｄｃｄｃコンバータ
US11439016B2 (en) Power converter module
CN112731996A (zh) 电压调节模块
CN215342247U (zh) 表面贴装电感及电路板
JP6028763B2 (ja) 回路構成体及び連結バスバー
CN115714062B (zh) 开关电源及计算设备
US11252820B1 (en) Power converter module
US20130015936A1 (en) Converter and method for manufacturing the same
JP5544180B2 (ja) トランスモジュール及び電子装置
TWM459440U (zh) 電源系統及其電源轉換裝置