TWM462937U - 功率模組 - Google Patents

Description

功率模組

本創作係提供一種功率模組，尤指變壓模組利用基座裝設線圈、二鐵芯、二電路板，且將變壓模組置入金屬殼體內部容置空間中，讓變壓模組方便位移及定位來簡化組裝作業，進而達到縮短產線組裝時間及加快生產速度的目的。

按，隨著科技的進步，從生產、製造到生活中隨處可見到電子或機械產品的蹤影，其中有許多的電子或機械產品是使用電力作為動力，所以都會設有電源裝置，但因為不同產品的使用環境、特性、功效及設計改變，但電力來源大多為一般市電或工業用電，所以電源裝置內都會設有功率模組，藉此調整功率來供應不同元件運作。

此外，現今的電源裝置都朝向輕薄短小的方向研發，藉此減少佔用的空間，但功率模組因為運作中會產生高熱，所以會有散熱問題，而在體積縮小的狀況下，熱源更是集中，便會讓散熱的效果變差，由於高溫環境會讓功率模組產生性能降低、電壓降低、損耗增加及可靠度降低等問題，再者，因為電源裝置體積縮小，所以其內部許多模組或元件之間的距離拉近，則功率模組便會很容易產生電磁波(EMI)干擾的問題，所以如何在縮小體積的狀況下又具有足夠的散熱效果，且又不會產生EM I干擾，即為從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，創作人有鑑於上述之問題與缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種功率模組的創作專利誕生者。

本創作之第一目的乃在於該變壓模組利用單一基座來組裝各線圈、鐵芯及電路板並形成定位，且利用單一基座便可移動整個變壓模組，所以便可簡化組裝作業及步驟，且因基座將複數導電端子、線圈、二鐵芯及二電路板設置於金屬殼體之容置空間各處，進而達到縮短產線組裝時間、加快生產速度、節省空間及縮小產品體積的目的。

本創作之第二目的乃在於該金屬殼體之容置空間收容變壓模組後蓋上金屬蓋板形成盒狀物，所以搬運、存放或組裝都較為方便，且金屬殼體及金屬蓋板又可隔離電磁波，進而達到提升使用方便性及防止EMI干擾的目的。

本創作之第三目的乃在於該金屬殼體之容置空間中注入導熱絕緣膠且填滿變壓模組之外的區域，利用導熱絕緣膠體保護變壓模組以避免碰撞產生損壞或故障，且讓變壓模組絕緣，更可利用導熱絕緣膠體傳導變壓模組運作產生的熱能以進行散熱，進而達到提昇處理速度及增長使用壽命之目的。

本創作之第四目的乃在於該變壓模組之二電路板上為設有一組或一組以上之打線電路，因取代現今的電晶體及半導體封裝顆粒，因打線電路價格低且不需進行打件或插件作業，即可避免單一零件損壞就讓 電路板成為不良品，進而達到降低成本、節省製程及提昇產品良率的目的。

本創作之第五目的乃在於該變壓模組之基座於連接部底部 凹設有插槽，基座於二插槽鄰近貫穿槽一側朝上延伸有抵持壁，電路板另側壁對正各抵持壁處分別設有彈片，利用彈片彈性抵持於抵持壁，讓電路板插設於二插槽後形成定位而不會產生晃動或脫離，進而達到確實電性連接之目的。

1‧‧‧金屬殼體

10‧‧‧容置空間

11‧‧‧開口

12‧‧‧金屬蓋板

13‧‧‧穿透槽

2‧‧‧變壓模組

21‧‧‧基座

210‧‧‧貫穿槽

211‧‧‧鐵芯座

2111‧‧‧繞線槽

2112‧‧‧磁導通道

212‧‧‧連接部

2121‧‧‧插槽

2122‧‧‧導槽

2123‧‧‧抵持壁

22‧‧‧導電端子

221‧‧‧接觸端

222‧‧‧對接端

23‧‧‧線圈

231‧‧‧連接端

24‧‧‧鐵芯

241‧‧‧側壁

242‧‧‧中柱

25‧‧‧固定膠帶

26‧‧‧電路板

261‧‧‧接點

262‧‧‧彈片

263‧‧‧打線電路

264‧‧‧保護膠

3‧‧‧導熱絕緣膠體

第一圖 係為本創作之立體外觀圖。

第二圖 係為本創作之立體分解圖。

第三圖 係為本創作之另一立體分解圖。

第四圖 係為本創作之側視剖面圖。

為達成上述目的及功效，本創作所採用之技術手段及其構 造，茲繪圖就本創作之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四圖所示，係為本創作之立體外觀 圖、立體分解圖、另一立體分解圖、側視剖面圖，由圖中所示可清楚看出該功率模組係包括金屬殼體1、變壓模組2及導熱絕緣膠體3；其中：該金屬殼體1內部形成有容置空間10，且容置空間10一側形成有開口11，金屬殼體1之開口11罩覆有金屬蓋板12，並於 開口11二端分別凹設有一個或一個以上之穿透槽13。

該變壓模組2為設置於金屬殼體1之容置空間10內，且 變壓模組2具有基座21，其基座21中央穿設有連通上下之貫穿槽210，且基座21由貫穿槽210二側壁頂部朝相對內側延伸有鐵芯座211，鐵芯座211側壁面環設有繞線槽2111，鐵芯座211中央再設有貫穿上下之磁導通道2112，基座21延伸鐵芯座211之另二側分別設有連接部212，其連接部212於底部凹設有插槽2121，插槽2121二端分別朝上延伸有導槽2122，且二插槽2121鄰近貫穿槽210一側朝上延伸有抵持壁2123，各抵持壁2123與插槽2121之間形成一間隔距離，且抵持壁2123對正於二導槽2122之間，且基座21於二連接部212遠離貫穿槽210一側分別設有複數導電端子22，其導電端子22一端彎折有垂直延伸穿至基座21上方且相鄰於插槽2121之接觸端221，導電端子22另端則延伸有伸到基座21二側外部並穿過穿透槽13之對接端222，再於鐵芯座211之繞線槽2111繞設有線圈23，其線圈23具有分別延伸至二插槽2121上方之二連接端231，再於鐵芯座211上下方分別罩設有鐵芯24，其二鐵芯24分別於二側朝相對內側延伸有罩覆二連接端231之間的繞線槽2111之側壁241，且二鐵芯24中央朝相對內側延伸有穿入磁導通道2112之中柱242，且二鐵芯24相對於二連接端231之二側再環繞有固定膠帶25，二插槽2121內分別插設有與線圈23二連接端231分別電性連接之電路板26，二電路板26相對外側壁底部設有供複數導電端子22接觸端221電性連接之複數接點261，二電路 板26另側壁則於對正各抵持壁2123處分別設有抵持於抵持壁2123形成彈性變形之彈片262，各電路板26上設有一組或一組以上之打線電路263，再於各打線電路263外部覆蓋有保護膠264，且各電路板26上設有功率半導體、控制晶片(IC)、驅動器(Driver)、電感、電容或電阻等電子元件及被動元件。

該導熱絕緣膠體3為利用導熱絕緣膠由開口11注入形成 於金屬殼體1之容置空間10中，且導熱絕緣膠體3位於容置空間10內變壓模組2之外的區域。

上述各構件組裝時，於變壓模組2基座21之鐵芯座21 1繞線槽2111繞設線圈23，並將線圈23之二連接端231拉出至二側，再於鐵芯座211上下方分別罩設有鐵芯24，且於二鐵芯24外表面環繞固定膠帶25，再將二電路板26以二端導槽2122導引分別裝設於二插槽2121，讓其複數接點261與基座21之複數導電端子22之接觸端221電性連接，且將線圈23之二連接端231分別與二電路板26電性連接，再將變壓模組2裝入金屬殼體1之容置空間10中，並於金屬殼體1之開口11罩覆有金屬蓋板12，且變壓模組2複數導電端子22之對接端222穿過金屬殼體1之穿透槽13伸到基座21二側外部，便完成組裝作業，因為變壓模組2利用單一基座21來組裝其他構件，且將變壓模組2組裝完成後便可利用單一基座21將整個變壓模組2置入到金屬殼體1之容置空間10中，因為其構件並非分開組裝及定位，所以便可簡化組裝作業及步驟，進而達到縮短產線組裝時間及加快生產速度的目的。

上述變壓模組2之基座21可受到金屬殼體1及金屬蓋板 12罩覆於外部，僅讓複數導電端子22之對接端222穿過金屬殼體1之穿透槽13伸到外部，亦可讓基座21二側穿過穿透槽13伸到金屬殼體1外部，則由基座21二側伸出之複數導電端子22對接端222便也會位於金屬殼體1外部，其僅具將複數導電端子22之對接端222伸到金屬殼體1外部以供產品裝時形成電性連接即可，非因此即侷限本創作之專利範圍，如利用其他修飾及等效結構變化，均應同理包含於本創作之專利範圍內，合予陳明。

該變壓模組2因為利用基座21將複數導電端子22、線 圈23、二鐵芯24及二電路板26設置於金屬殼體1之容置空間10各處，因為其位置恰可妥善利用容置空間10，便可達到節省空間及縮小產品體積的目的。

該導熱絕緣膠體3為利用導熱絕緣膠注入容置空間10中 ，且導熱絕緣膠會包覆變壓模組2，並填滿容置空間10中除了變壓模組2之外的區域，藉由導熱絕緣膠體3來保護變壓模組2，以避免生產、組裝、搬運或過程中碰撞到變壓模組2產生損壞或故障的問題，更可達到絕緣的效果，且變壓模組2運作中所產生的熱能也會經由導熱絕緣膠體3傳導至金屬殼體1及金屬蓋板12，來對外進行傳導、對流或幅射方式之散熱，讓環境溫度降低來讓變壓模組2的處理速度提昇及壽命增長。

該變壓模組2裝設於金屬殼體1之容置空間10中，且容 置空間10一側開口11又覆蓋有金屬蓋板12形成盒狀物，不僅在搬運、存放或組裝上都可提昇便利性，藉此讓變壓模組2受到金屬殼體1及金 屬蓋板12之覆蓋以隔離電磁波(EMI)，進而達到防止EMI干擾的目的。

該變壓模組2之二電路板26上為設有一組或一組以上之 打線電路263，藉此取代現今的電晶體及半導體封裝顆粒，以達到降低成本的目的，此外，因為電路板26使用打線電路263，就不需要進行打件或插件作業，即可避免因電晶體或半導體封裝顆粒等零件中單一零件損壞，而讓電路板26成為不良品，進而達到提昇產品良率的目的。

請參閱第一、二、三、四圖所示，係為本創作之立體外觀 圖、立體分解圖、另一立體分解圖、側視剖面圖，由圖中所示可清楚看出該變壓模組2之基座21僅於連接部212底部凹設有插槽2121，且插槽2121二端分別朝上延伸有導槽2122，所以電路板26插設於二插槽2121後，可能會產生晃動，是以，電路板26另側壁相鄰導槽2122處分別設有彈片262，便可利用彈片262彈性抵持於抵持壁2123讓電路板26形成定位，其基座21不僅可於二導槽2122鄰近貫穿槽210一側朝相對內側延伸有抵持壁2123，亦可於插槽2121鄰近鄰近貫穿槽210一側且位於二導槽2122之間的位置設有一個或一個以上之抵持壁2123(圖中未示出)，並於電路板26上設有相對應於各抵持壁2123之一個或一個以上彈片262，其僅具供電路板26形成定位而不會產生晃動或脫離之情況，進而達到確實電性連接之目的即可，上述簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本創作之專利範圍內，合予陳明。

上述本創作之功率模組於實際使用時，為可具有下列各項 優點，如：

(一)該變壓模組2利用單一基座21來組裝各線圈23、鐵芯24及電路板26，且利用單一基座21便可將整個變壓模組2單次位移置入到金屬殼體1之容置空間10中，因為是組裝到基座21後就形成定位，所以便可簡化組裝作業及步驟。

(二)該基座21將複數導電端子22、線圈23、二鐵 芯24及二電路板26設置於金屬殼體1之容置空間10各處，便可妥善利用容置空間10。

(三)該金屬殼體1之容置空間10容置變壓模組2後蓋 上金屬蓋板12形成盒狀物，所以搬運、存放或組裝都較為方便，且金屬殼體1及金屬蓋板12又可隔離電磁波。

(四)該容置空間10中注入導熱絕緣膠且填滿變壓模組 2之外的區域，便可藉由導熱絕緣膠體3來保護變壓模組2，以避免碰撞產生損壞或故障，且讓變壓模組2絕緣，更可利用導熱絕緣膠體3傳導變壓模組2運作產生的熱能以進行散熱。

(五)該變壓模組2之二電路板26上為設有一組或一組 以上之打線電路263，除了可以取代現今的電晶體及半導體封裝顆粒來降低成本，且不需要進行打件或插件作業，即可避免單一零件損壞就讓電路板26成為不良品。

(六)該變壓模組2之基座21僅於連接部212底部凹 設有插槽2121，基座21於二插槽2121鄰近貫穿槽210一側朝上延伸有抵持壁2123，電路板26另側壁對正各抵持壁2123處分 別設有彈片262，讓電路板26插設於二插槽2121後彈片262彈性抵持於抵持壁2123，使電路板26形成定位而不會產生晃動或脫離。

故，本創作為主要針對功率模組，而可於金屬殼體內部容 置空間一側開口罩覆有金屬蓋板，容置空間內設置變壓模組之基座，且基座由中央貫穿槽二側壁頂部朝內延伸有鐵芯座，鐵芯座二側分別設有底部具插槽之連接部，二連接部遠離貫穿槽一側分別設有複數導電端子，鐵芯座繞設有具二連接端之線圈並於上下方分別罩設鐵芯，二插槽內插設有與二連接端及複數接觸端電性連接之電路板，容置空間中變壓模組之外的區域則注入形成有導熱絕緣膠體，藉由單一基座組裝各構件以方便位移及定位，便可簡化組裝作業及步驟，進而達到縮短產線組裝時間及加快生產速度的目的為主要保護重點，惟，以上所述僅為本創作之較佳實施例而已，非因此即侷限本創作之專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本創作之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本創作上述功率模組於使用時，為確實能達到 其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之創作，為符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障創作人之辛苦創作，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，創作人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧金屬殼體

11‧‧‧開口

12‧‧‧金屬蓋板

13‧‧‧穿透槽

2‧‧‧變壓模組

21‧‧‧基座

210‧‧‧貫穿槽

211‧‧‧鐵芯座

2111‧‧‧繞線槽

2112‧‧‧磁導通道

212‧‧‧連接部

2121‧‧‧插槽

2122‧‧‧導槽

2123‧‧‧抵持壁

22‧‧‧導電端子

221‧‧‧接觸端

222‧‧‧對接端

23‧‧‧線圈

231‧‧‧連接端

24‧‧‧鐵芯

241‧‧‧側壁

242‧‧‧中柱

25‧‧‧固定膠帶

26‧‧‧電路板

261‧‧‧接點

262‧‧‧彈片

263‧‧‧打線電路

264‧‧‧保護膠

Claims (6)

1. 一種功率模組，其包括金屬殼體、變壓模組及導熱絕緣膠體；其中：該金屬殼體內部形成有容置空間，且容置空間一側形成有開口，金屬殼體之開口罩覆有金屬蓋板，並於開口二端分別凹設有一個或一個以上之穿透槽；該變壓模組為設置於金屬殼體之容置空間內，且變壓模組具有基座，其基座中央穿設有連通上下之貫穿槽，且基座由貫穿槽二側壁頂部朝相對內側延伸有鐵芯座，基座延伸鐵芯座之另二側分別設有連接部，其連接部於底部凹設有插槽，且基座於二連接部遠離貫穿槽一側分別設有複數導電端子，其導電端子一端彎折有垂直延伸穿至基座上方且相鄰於插槽之接觸端，導電端子另端則延伸有伸到基座二側外部並穿過穿透槽之對接端，再於鐵芯座之繞線槽繞設有線圈，其線圈具有分別延伸至二插槽上方之二連接端，再於鐵芯座上下方分別罩設有鐵芯，二插槽內分別插設有與線圈二連接端分別電性連接之電路板，二電路板相對外側壁底部設有供複數導電端子接觸端電性連接之複數接點；該導熱絕緣膠體為利用導熱絕緣膠由開口注入形成於金屬殼體之容置空間中，且導熱絕緣膠體位於容置空間內變壓模組之外的區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之功率模組，其中該變壓模組之鐵芯座側壁面環設有繞線槽，鐵芯座中央再設有貫穿上下之磁導通道，其二鐵芯分別於二側朝相對內側延伸有罩覆二連接端之間的繞線槽之側壁，且二鐵芯中央朝相對內側延伸有穿入磁導通道之中柱。
3. 如申請專利範圍第2項所述之功率模組，其中該二鐵芯相對於二連接端之二側再環繞有固定膠帶。
4. 如申請專利範圍第1項所述之功率模組，其中該變壓模組所設基座之插槽二端分別朝上延伸有導引電路板插入之導槽，且二插槽鄰近貫穿槽一側朝上延伸有抵持壁，各抵持壁與插槽之間形成一間隔距離，且抵持壁對正於二導槽之間，二電路板另側壁則於對正各抵持壁處分別設有抵持於抵持壁形成彈性變形之彈片。
5. 如申請專利範圍第1項所述之功率模組，其中該變壓模組各電路板上設有一組或一組以上之打線電路，再於各打線電路外部覆蓋有保護膠。
6. 如申請專利範圍第1項所述之功率模組，其中該變壓模組各電路板上設有功率半導體、控制晶片(IC)、驅動器(Driver)、電感、電容或電阻。