TWI758228B - 電感及電源模組 - Google Patents

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TWI758228B
TWI758228B TW110133303A TW110133303A TWI758228B TW I758228 B TWI758228 B TW I758228B TW 110133303 A TW110133303 A TW 110133303A TW 110133303 A TW110133303 A TW 110133303A TW I758228 B TWI758228 B TW I758228B
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陳品榆
葉秀發
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楊雅雯
許玉婷
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Abstract

本發明揭露一種電感及電源模組。電感包含：絕緣本體及導體。絕緣本體具有頂面及底面。導體包含兩個接腳部及散熱部。各個接腳部的一部分露出於底面，外露於絕緣本體的兩個接腳部的一部分用以固定於電路板。散熱部與兩個接腳部相連接，散熱部露出於頂面；散熱部用以與外部散熱構件相連接。電感通過外露於底面的兩個接腳部固定於電路板時，兩個接腳部與底面共同形成容置空間，容置空間用以容置設置於電路板上的晶片。當散熱部與外部散熱構件相連接時，電感運作所產生的熱能能通過散熱部及外部散熱構件向外傳遞。

Description

電感及電源模組
本發明涉及一種電感及電源模組，特別是一種適用於小尺寸及高電流的電感及適用於高電流的電源模組。
現有常見的電源模組(power line)中的電感，大多是通過額外設置的散熱殼體，來使電感運作時所產生的熱能向外散出，所述散熱殼體是連接至電路板的接地端，此種設計應用於小尺寸的電源模組中時，散熱殼體的散熱效果不佳。
本發明公開一種電感及電源模組，主要用以改善習知的小尺寸及高電流的電感及小尺寸的電源模組，通過額外設置的散熱殼體進行散熱，其散熱效果不佳的問題。
本發明的其中一實施例公開一種電感，其包含：一絕緣本體及一導體。絕緣本體具有一頂面及一底面。導體包含：兩個接腳部及一散熱部。各個接腳部的一部分露出於底面；外露於絕緣本體的兩個接腳部的一部分用以固定於一電路板；散熱部與兩個接腳部相連接，散熱部露出於頂面；散熱部用以與一外部散熱構件相連接；其中，電感通過外露於底面的兩個接腳部固定於電路板時，兩個接腳部與底面共同形成一容置空間；其中，當散熱部與外部散熱構件相連接時，電感運作所產生的熱能能通過散熱部及外部散熱構件向外傳遞。
本發明的其中一實施例公開一種電源模組，其包含：一電路板、一晶片、一散熱構件及至少一電感。晶片固定設置於電路板；電感包含： 一絕緣本體及一導體。絕緣本體具有一頂面及一底面；導體包含：兩個接腳部及一散熱部。各個接腳部的一部分露出於底面；外露於絕緣本體的兩個接腳部的一部分固定於電路板；散熱部與兩個接腳部相連接，散熱部露出於頂面，散熱部與散熱構件相連接；其中，電感通過外露於底面的兩個接腳部固定於電路板，且兩個接腳部與底面共同形成一容置空間，而晶片位於容置空間；其中，當散熱部與散熱構件相連接時，電感運作所產生的熱能能通過散熱部及散熱構件向外傳遞。
綜上所述，本發明的電感及電源模組，通過導體的散熱部的設計，可以有效地使電感及電源模組運作時產生的熱能向外排出。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
1、1A、1B、1C:電感
11、11A、11B:絕緣本體
111、11A1:頂面
112:底面
113、113A、113B:組合部
1131:凹槽
114、114A:第一部
115、115A:第二部
12、12A、12B:導體
121、121A、121B:接腳部
122、122A、122B:連接部
1221:斜向區段
1221A:斜向區段
1222:縱向區段
1222A:縱向區段
123、123A、123B:散熱部
124:輔助連接部
13:輔助導熱板
2、2A:電源模組
21:電路板
22、C:晶片
23、23A:散熱構件
24、24A:電感
241:絕緣本體
2411:底面
2412:頂面
242:導體
2421:接腳部
2422:散熱部
243:輔助導熱板
A:電路板
SP:容置空間
H:高度
W:寬度
圖1為本發明的電感的第一實施例的立體示意圖。
圖2為本發明的電感的第一實施例的分解示意圖。
圖3為本發明的電感的安裝於電路板上的側面示意圖。
圖4為本發明的電感的第一實施例的導體的側面示意圖。
圖5為本發明的電感的第一實施例剖面示意圖。
圖6為本發明的電感的第一實施例的俯視圖。
圖7為本發明的電感的第二實施例的立體示意圖。
圖8為本發明的電感的第二實施例的剖面示意圖。
圖9為本發明的電感的第三實施例的示意圖。
圖10為本發明的電感的第三實施例的分解示意圖。
圖11及圖12為本發明的電感的第四實施例的兩個不同視角的立體示意圖。
圖13為本發明的電感的第三實施例的分解示意圖。
圖14為本發明的電源模組的示意圖。
圖15為本發明的電源模組的分解示意圖。
圖16為本發明的電源模組的側面示意圖。
圖17及圖18分別為本發明的電源模組的另一實施例的組合及分解示意圖。
於以下說明中，如有指出請參閱特定圖式或是如特定圖式所示，其僅是用以強調於後續說明中，所述及的相關內容大部份出現於該特定圖式中，但不限制該後續說明中僅可參考所述特定圖式。
請一併參閱圖1至圖3，本發明的電感1包含一絕緣本體11及一導體12。絕緣本體11具有一頂面111及一底面112，頂面111及底面112是位於絕緣本體11彼此相反的兩側。在實際應用中，絕緣本體11可以是由兩個組合部113構成，各個組合部113可以是具有對應於導體12外型的凹槽1131，該些凹槽1131用來容置導體12，兩個組合部113例如可以是通過黏合的方式相互固定。
導體12固定設置於絕緣本體11中。導體12包含兩個接腳部121、兩個連接部122及一散熱部123。各個接腳部121的一部分露出於底面112。外露於絕緣本體11的兩個接腳部121的一部分用以固定於一電路板A，具體來說，外露於絕緣本體11的兩個接腳部121是作為電感1的電極。各個連接部122的兩端分別連接其中一個接腳部121及散熱部123，兩個連接部122主要是用來使散熱部123與兩個接腳部121相連接，各個連接部122的外型不以圖中所示為限。
散熱部123的一部分露出於絕緣本體11的頂面111。散熱部123用以與一外部散熱構件(圖未示)相連接。所述外部散熱構件例如可以是各式 散熱鰭片。外部散熱構件與散熱部123可以是通過黏合的方式相互固定，且外部散熱構件與散熱部123之間還可以是設置有散熱膏。
當散熱部123與外部散熱構件相連接時，電感1運作時所產生的熱能將能通過散熱部123及外部散熱構件向外傳遞，如此，將可有效地降低電感1運作時的溫度，進而可以延長電感1的使用壽命。關於散熱部123的外型、尺寸不以圖中所示為限。需說明的是，即使在散熱部123未與外部散熱構件相連接的狀態下，電感1運作時所產生的熱能仍然可以通過散熱部123向外傳遞，而散熱部123的散熱效果，仍然優於習知於電感周圍設置散熱殼體的散熱效果。
如圖3所示，電感1通過外露於底面112的兩個接腳部121固定於電路板A時，兩個接腳部121與底面112共同形成一容置空間SP，所述容置空間SP能用來容置設置於電路板A上的晶片C。通過此種設計，可以最有效地使用電路板A。
如圖2至圖5所示，在電感固定於電路板A時，兩個接腳部121與底面112共同形成容置空間SP，且電感1的寬度W大於電感1的高度H的兩倍的實施例中，導體12的各個連接部122可以是包含一斜向區段1221及一縱向區段1222，斜向區段1221的兩端分別與其中一個接腳部121及其中一個縱向區段1222相連接，散熱部123的兩側分別與其中一個縱向區段1222相連接。於導體12的側視圖(如圖4所示)中，各個縱向區段1222與斜向區段1221之間的夾角θ 1大於90度且小於150度，各個斜向區段1221與其所連接的接腳部121的夾角θ 2大於90度且小於150度。通過使導體12的各個連接部122包含斜向區段1221及縱向區段1222，並使斜向區段1221、縱向區段1222及接腳部121符合上述角度的設計，相關人員將能夠通過簡單地修改導體12及絕緣本體11的外型，而使電感1的相關特性(例如耐電壓、感值等)能夠輕易地符合 一般使用需求(例如耐電壓介於20%~30%等)，且此設計還可以使導體12在製造過程中相對容易被彎折。
在導體12的厚度大於0.5公釐(mm)，且電感1的寬度大於電感1的兩倍高度的實施例中，若是使各個縱向區段1222與斜向區段1221之間的夾角等於90度，或是使各個斜向區段1221與其所連接的接腳部121的夾角等於90度，則導體12將難以被彎折，且電感1的相關特性也難以達到一般需求。
如圖1及圖5所示，在電感1的寬度W大於電感1的高度H的兩倍的實施例中，於電感1的一截面(如圖5所示)中，絕緣本體11被導體12區隔為兩個第一部114及一第二部115，若是使兩個第一部114的截面積和等於第二部115的截面積的設計，將可以讓相關人員能夠通過簡單地修改導體12及絕緣本體11的外型，而使電感1的相關特性(例如耐電壓、感值等)能夠輕易地符合一般使用需求(例如耐電壓介於20%~30%等)。
如圖6所示，於電感1的俯視圖中，散熱部123的面積不小於頂面111的面積的百分之三十，如此，相較於未設置有散熱部123的電感1，兩者在散熱效能上將有明顯的差異。
請一併參閱圖7及圖8，其分別顯示為本發明的電感的第二實施例的立體示意圖及剖面示意圖。本實施例的電感1A包含一絕緣本體11A及一導體12A。絕緣本體11A可以包含兩個組合部113A，關於絕緣本體11A的詳細說明，請參閱前述絕緣本體11的說明，於此不再贅述。導體12A包含兩個接腳部121A、兩個連接部122A及一散熱部123A。各個連接部122A包含一斜向區段1221A及一縱向區段1222A。關於接腳部121A、連接部122A、散熱部123A、斜向區段1221A及縱向區段1222A的詳細說明，請參閱前述接腳部121、連接部122、散熱部123、斜向區段1221及縱向區段1222的說明，於此不再贅述。本實施例的電感1A與前述實施例最大不同之處在於：連接部122A的斜向區段1221A及縱向區段1222A的長度比例不同。
如前述實施例的說明，本實施例的電感1A，同樣可以通過使各個縱向區段1222A與斜向區段1221A之間的夾角θ 1大於90度且小於150度，以及使各個斜向區段1221A與其所連接的接腳部121A的夾角θ 2大於90度且小於150度的設計，將可以使導體12A於製造過程中容易被彎折，且相關人員可以通過簡單地修改導體12A及絕緣本體11A的外型，即可使電感1A輕易地符合一般使用需求。
如圖8所示，其顯示為本實施例的電感1A的截面，絕緣本體11被導體12區隔為兩個第一部114A及一第二部115A，較佳地，兩個第一部114A的截面積和等於第二部115A的截面積，如此，相關人員可以通過簡單地修改導體12及絕緣本體11的外型，即可使電感1A的相關特性(例如感值、耐電壓等)輕易地符合一般使用需求。
請一併參閱圖9及圖10，其分別顯示為本發明的電感的第三實施例的示意圖及分解示意圖。本實施例的電感1C與前述實施例的電感1B的最大差異在於：電感1C還包含一輔助導熱板13，輔助導熱板13與散熱部123A相連接，且輔助導熱板13的面積大於散熱部123A的面積，而輔助導熱板13遮蔽絕緣本體11A的頂面11A1的至少一部分。
在實際應用中，輔助導熱板13可以是由任何具有高導熱係數的材質製成，例如各式金屬板，而輔助導熱板13與散熱部123A兩者之間例如可以是利用焊接、黏合、卡合等方式相互固定。另外，輔助導熱板13與頂面11A1之間也可以是依據需求利用黏膠等方式相互固定。
通過輔助導熱板13的設置，電感1C運作時所產生的熱能，能夠通過輔助導熱板13向外逸散。較佳地，輔助導熱板13是遮蔽頂面113A的面積的至少百分之八十以上，如此，將可有效地提升電感1C的散熱效果。
請一併參閱圖11至圖13，其分別顯示為本發明的電感的第四實施例的不同視角的示意圖、局部分解圖及分解圖。本實施例的電感1B包 含一絕緣本體11B及一導體12B。絕緣本體11B可以是包含兩個組合部113B，關於絕緣本體11B及組合部113B的詳細說明，與參閱前述絕緣本體11及組合部113的說明，於此不再贅述。導體12B包含兩個接腳部121B、散熱部123B、一連接部122B及一輔助連接部124。兩個接腳部121B用以固定於電路板。連接部122B的兩端連接兩個接腳部121B，連接部122B的一側邊向外向上延伸形成輔助連接部124，輔助連接部124相反於與連接部122B相連接的一端則是與散熱部123B相連接。
導體12B固定設置於絕緣本體11B中，絕緣本體11B的各個組合部113B可以是具有多個對應於導體12B不同部位的凹槽，輔助連接部124的一部分及散熱部123B是露出於絕緣本體11B，而輔助連接部124及散熱部123B可以一同用來協助使電感1B運作時產生的熱能向外傳遞。本實施例圖中所示的連接部122B、輔助連接部124的尺寸及外型，皆可依據需求變化，圖中所示僅為其中一示範態樣。
請一併參閱圖14至圖16，其顯示為本發明的電源模組的立體示意圖及分解示意圖。電源模組2包含一電路板21、一晶片22、一散熱構件23及一電感24。晶片22固定設置於電路板21。電感24包含一絕緣本體241及一導體242。導體242包含兩個接腳部2421及散熱部2422。本實施例所舉的電感24及其所包含的構件與前述本發明的電感1相同，於此不再贅述。
電感24通過兩個接腳部2421固定於電路板21上時，兩個接腳部2421與絕緣本體241的底面2411將共同形成容置空間SP，而晶片22則是對應位於容置空間SP中。散熱構件23與電感1的散熱部2422相連接。於本實施例的圖式中，是以散熱構件23包含多個鰭片為例，但散熱構件23的外型不以此為限。當電源模組2運作時，其產生的熱能將能通過散熱部2422及散熱構件23向外傳遞。
請一併參閱圖17及圖18，其分別顯示為本發明的電源模組的另一實施例的示意圖及分解示意圖。本實施例與前述實施例最大不同之處在於：電源模組2A的電感24A還包含一輔助導熱板243，輔助導熱板243與散熱部2422相連接，輔助導熱板243的面積大於散熱部2422的面積，且輔助導熱板243遮蔽絕緣本體241的頂面2412的至少一部分。
在實際應用中，輔助導熱板243可以是由任何具有高導熱係數的材質製成，例如各式金屬板，而輔助導熱板243與散熱部2422兩者之間例如可以是利用焊接、黏合、卡合等方式相互固定。另外，輔助導熱板243與頂面2412之間也可以是依據需求利用黏膠等方式相互固定。
本實施例與前述實施例另一不同之處在於：電源模組2A的散熱構件23A的外型是包含有多個柱狀結構。當然散熱構件23A的外型，可依據需求變化，圖中所示僅為其中一示範態樣。
通過輔助導熱板243的設置，電感24A運作時所產生的熱能，能夠通過輔助導熱板243向外逸散。較佳地，輔助導熱板243是遮蔽頂面2412的面積的至少百分之八十以上，如此，將可有效地提升電感24的散熱效果。
本發明的電源模組2，通過使電感1的導體242具有散熱部2422，並使散熱部2422與散熱構件23相連接的設計，可以使電源模組2運作時所產生的熱能能夠相對快速地向外傳遞，而使電源模組2的溫度不會持續地上升，從而可以提升電源模組2的使用壽命。
以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。
1:電感
11:絕緣本體
111:頂面
112:底面
113:組合部
1131:凹槽
12:導體
121:接腳部
123:散熱部

Claims (15)

  1. 一種電感，其包含：一絕緣本體，其具有一頂面及一底面；以及一導體，其包含：兩個接腳部，各個所述接腳部的一部分露出於所述底面；外露於所述絕緣本體的兩個所述接腳部的一部分用以固定於一電路板；及一散熱部，其與兩個所述接腳部相連接，所述散熱部露出於所述頂面；所述散熱部用以與一外部散熱構件相連接；其中，所述電感通過外露於所述底面的兩個所述接腳部固定於所述電路板時，兩個所述接腳部與所述底面共同形成一容置空間；其中，當所述散熱部與所述外部散熱構件相連接時，所述電感運作所產生的熱能能通過所述散熱部及所述外部散熱構件向外傳遞。
  2. 如請求項1所述的電感，其中，所述導體還包含兩個斜向區段及兩個縱向區段，各個所述斜向區段的兩端分別與其中一個所述接腳部及其中一個所述縱向區段相連接，所述散熱部的兩側分別與其中一個所述縱向區段向連接；於所述導體的側視圖中，各個所述縱向區段與所述斜向區段之間的夾角大於90度且小於150度。
  3. 如請求項2所述的電感，其中，於所述導體的側視圖中，各個所述斜向區段與其所連接的所述接腳部的夾角大於90度且小於150度。
  4. 如請求項2所述的電感，其中，所述電感的寬度至少大於 所述電感的兩倍高度。
  5. 如請求項1所述的電感，其中，於所述電感的俯視圖中，所述散熱部的面積不小於所述頂面的面積的百分之三十。
  6. 如請求項1所述的電感，其中，於所述電感的一截面中，所述導體將所述絕緣本體區隔為一第一部及兩個第二部，兩個所述第二部的截面積和等於所述第一部的截面積。
  7. 如請求項1所述的電感，其中，所述導體還包含一連接部及一輔助連接部，所述連接部的兩端與兩個所述接腳部相連接，所述輔助連接部的一端與所述連接部的一側相連接，所述輔助連接部的另一端與所述散熱部相連接。
  8. 如請求項1所述的電感，其中，所述電感還包含一輔助導熱板，所述輔助導熱板與所述散熱部相連接，且所述輔助導熱板的面積大於所述散熱部的面積，而所述輔助導熱板遮蔽所述頂面的至少一部分。
  9. 如請求項8所述的電感，其中，所述輔助導熱板遮蔽所述頂面的面積的至少百分之八十。
  10. 一種電源模組，其包含：一電路板；一晶片，其固定設置於所述電路板；一散熱構件；至少一電感，其包含：一絕緣本體，其具有一頂面及一底面；一導體，其包含：兩個接腳部，各個所述接腳部的一部分露出於所述底面；外露於所述絕緣本體的兩個所述接腳部的一部分固定於所述電路板； 一散熱部，其與兩個所述接腳部相連接，所述散熱部露出於所述頂面，所述散熱部與所述散熱構件相連接；其中，所述電感通過外露於所述底面的兩個所述接腳部固定於所述電路板，且兩個所述接腳部與所述底面共同形成一容置空間，而所述晶片位於所述容置空間；其中，當所述散熱部與所述散熱構件相連接時，所述電感運作所產生的熱能能通過所述散熱部及所述散熱構件向外傳遞。
  11. 如請求項10所述的電源模組，其中，所述導體還包含兩個斜向區段及兩個縱向區段，各個所述斜向區段的兩端分別與其中一個所述接腳部及其中一個所述縱向區段相連接，所述散熱部的兩側分別與其中一個所述縱向區段向連接；於所述導體的側視圖中，各個所述縱向區段與所述斜向區段之間的夾角大於90度且小於150度。
  12. 如請求項11所述的電源模組，其中，於所述導體的側視圖中，各個所述斜向區段與其所連接的所述接腳部的夾角大於90度且小於150度。
  13. 如請求項10所述的電源模組，其中，所述電感還包含一輔助導熱板，所述輔助導熱板與所述散熱部相連接，且所述輔助導熱板的面積大於所述散熱部的面積，而所述輔助導熱板遮蔽所述頂面的至少一部分。
  14. 如請求項13所述的電源模組，其中，所述散熱構件固定設置於所述輔助導熱板相反於與所述散熱部相連接的一側。
  15. 如請求項13所述的電源模組，其中，所述輔助導熱板遮蔽所述頂面的面積的至少百分之八十。
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