TWM495677U - 電源供應裝置 - Google Patents

Description

電源供應裝置 【0001】

本新型是關於電源供應裝置，且特別是有關於一種小型化電源供應裝置。

【0002】

電源供應裝置是工業設備必備的組件，其主要用以將交流電源轉換為直流電源或提供昇壓或降壓的功能。

【0003】

隨著電子產品的需求功能增加，設置於電子產品內部的配備的數量也隨之提升，為了能夠順利的驅動設置於工業設備的配備，電源供應裝置的輸出功率自然也必須同步增加。然而，電子產品的尺寸發展卻愈漸輕薄短小。而這正代表了電子產品的電路中，電子元件更密集精良之需求。為了避免電子元件間的電磁干擾，以進一步防制產品之系統作用受到妨礙，此類電路均需加入濾波電感器，利用濾波電感器之電磁感應作用，以進行高頻雜訊之濾波。

【0004】

為提供足夠的電感值，所用線圈往往需佔用極大空間，因此電感器常有較大體積，無論在電路板的平面或高度方向，都對電路設計造成相當負擔，使得輕薄短小的設計受阻。

【0005】

本新型揭示內容之一技術態樣在於提供一種電源供應裝置，其利用鐵磁性元件與形成在電路板上的電路佈線配合形成濾波電感器，藉此可以有效地縮減電源供應裝置的體積。

【0006】

在本技術態樣其他實施方式中，電源供應裝置電連接於交流電力，並用以將交流電力轉換為直流電力。電源供應裝置包含第一電路板、第二電路板、鐵磁性元件、電源轉換器、次級整流單元及電源線。第二電路板直立插接於第一電路板並與第一電路板形成電性連接，第二電路板包含複數電路佈線；鐵磁性元件設置於該第二電路板上，並環繞至少一電路佈線；電源轉換器設置於第一電路板並電連接於第一電路板，電源轉換器電連接於交流電力；次級整流單元設置於第二電路板並電連接於第二電路板，以接收電源轉換器輸出的電力，次級整流單元輸出的電流通過鐵磁性元件所環繞之該電路佈線並在鐵磁性元件上建立磁場，以過濾電流中的雜訊。電源線可設置在第一電路板，並與第一電路板形成電性連接，電源線用以將濾除雜訊後之直流電力輸出至外部電子裝置。

【0007】

鐵磁性元件可呈環形或包含第一鐵芯及第二鐵芯，第一鐵芯及第二鐵芯配合環繞電路佈線，其中鐵磁性元件可呈E字形、ATQ型、EE型、ER型、ERI型、ECI型、RM型、EQ型、PQ型、PJ型或PM型。

【0008】

此外，第二電路板上形成有穿槽及導電端子，鐵磁性元件容設於穿槽中，並環繞電路佈線；導電端子形成在第二電路板的一側邊，並與電路佈線形成電性連接，連接端子插設於第一電路板，以與第一電路板形成電性連接。穿槽可以形成在第二電路板與第一電路板的交接處，故鐵磁性元件亦位於第二電路板與第一電路板的接合處。

【0009】

為了有效地電連接第一電路板及第二電路板，第一電路板可包含電路層及穿孔，穿孔的孔壁上設有導電層，連接端子對應設置在穿孔中，並接觸導電層。

【0010】

又，電源供應裝置還可以包含電磁干擾濾波單元、初級整流單元、功率因素校正單元、電源管理器及脈衝寬度調變單元，電磁干擾濾波單元設置於第一電路板，並電連接於交流電力及初級整流單元；初級整流單元設置於第一電路板並電連接於電磁干擾濾波單元；功率因素校正單元設置於第一電路板，並電連接於初級整流單元及電源轉換器；電源管理器電連接於直流電力；脈衝寬度調變單元電連接於電源管理器及功率因素校正單元。

【0011】

本創作的電源供應裝置透過將設有濾波電感器及第一整流電路的第二電路板上插接在設有電源轉換器的第一電路板上，可有效地提高第一電路板的利用空間，以縮減電源供應裝置的體積。此外，利用形成在二電路板上的電路佈線與鐵磁性元件配合形成濾波電感器，可更進一步地縮減電源供應裝置的體積，以提供小型化之電源供應裝置。

【0031】

10‧‧‧第一電路板

【0032】

100‧‧‧電路層

【0033】

101‧‧‧穿孔

【0034】

102‧‧‧導電層

【0035】

12‧‧‧第二電路板

【0036】

120、122‧‧‧板面

【0037】

124‧‧‧連接端子

【0038】

126‧‧‧電路佈線

【0039】

128‧‧‧穿槽

【0040】

14‧‧‧電源轉換器

【0041】

140‧‧‧初級側繞組

【0042】

142‧‧‧次級側繞組

【0043】

16‧‧‧次級整流單元

【0044】

18‧‧‧濾波電感器

【0045】

19‧‧‧鐵磁性元件

【0046】

180‧‧‧第一鐵芯

【0047】

182‧‧‧第二鐵芯

【0048】

2‧‧‧交流-直流電源調整模組

【0049】

20‧‧‧電磁干擾濾波單元

【0050】

22‧‧‧初級整流單元

【0051】

24‧‧‧功率因素校正單元

【0052】

3‧‧‧電源線

【0053】

4‧‧‧電源管理器

【0054】

5‧‧‧脈衝寬度變調單元

【0055】

Vac‧‧‧交流電力

【0056】

Vdc‧‧‧直流電力

【0012】

圖1為本創作之電源供應裝置之電路方塊圖。

【0013】

圖2為本創作之電源供應裝置之立體圖。

【0014】

圖3為本創作之電源供應裝置之剖視圖。

【0015】

請參考隨附圖示，本新型揭示內容之以上及額外目的、特徵及優點將透過本揭示內容之較佳實施例之以下闡釋性及非限制性詳細描敘予以更好地理解。

【0016】

配合參閱圖1及圖2，分別為本創作之電源供應裝置之電路方塊圖及立體圖。電源供應裝置電連接於交流電力Vac，用以將交流電力Vac轉換為直流電力Vdc。電源供應裝置包含第一電路板10、第二電路板12、電源轉換器14、次級整流單元16，以及濾波電感器18。

【0017】

第一電路板10可例如為印刷電路板，其可以為單層板或多層板，第一電路板10上形成有一電路層100及穿孔101，穿孔101的孔壁上設有導電層102，導電層102與電路層100形成電性連接。電路層100、導電層102可例如是使用金、銀或銅等金屬或合金製作而成。

【0018】

第二電路板12可例如為印刷電路板，其可以為單層板或多層板；第二電路板12包含二相反板面120、122，且其至少一板面120或122上形成有複數電路佈線126；在本實施方式中，電路佈線126是形成在板面120上，如圖3所示。第二電路板12的其中一側邊設有複數連接端子124，連接端子124與電路佈線126形成電性連接。電路佈線126可例如是使用金、銀或銅等金屬或合金製作而成。

【0019】

第二電路板12直立插接於第一電路板10，使大致垂直於第一電路板10，並與第一電路板10形成電性連接。第二電路板12的連接端子124容設於第一電路板10的穿孔101中，連接端子124與導電層102接觸而形成電性連接；其中，連接端子124及導電層102之間可以透過銲錫(圖未示)而形成電性連接。第二電路板12上更形成有複數開槽128。

【0020】

復參閱圖2，電源轉換器14設置於第一電路板10上，並與第一電路板10形成電性連接，用以負責隔離及能量轉移。電源轉換器14的初級側繞組140可直接地電連接於交流電力，並用以改變交流電力的電壓準位，例如為升高或降低交流電力的電壓準位。

【0021】

另外，交流電力及電源轉換器14的初級側繞組140之間也可以包含電源調整模組2。電源調整模組2可以濾除交流電力的高頻雜訊並校正電源供應裝置的功率因素。復參閱圖1及圖2，電源調整模組2包含電磁干擾濾波單元20、初級整流單元22及功率因素校正單元24。電磁干擾濾波單元20設置於第一電路板10，並電連接於該交流電力Vac；電磁干擾濾波單元20接收交流電力Vac，並濾除交流電力Vac中的高頻干擾信號。電磁干擾濾波單元20可例如是包含一或多個用來阻礙由電源供應裝置之切換所產生之高頻諧波電流出現於交流電力之電容器，以及包含一或多個用來限制湧波之電感器。

【0022】

初級整流單元22設置於第一電路板10，並電連接於電磁干擾濾波單元20，用以將電磁干濾波單元20所輸出的交流電力轉換為脈動直流電力輸出；初級整流單元22可例如是全橋整流器。

【0023】

功率因素校正單元24設置於第一電路板10，並電連接於初級整流單元22及電源轉換器14的初級側繞組140。功率因素校正單元24用以改善電源供應器汲取之電力的功率因素(亦即實際功率與虛功率之比)，例如透過控制輸入電流讓其與輸入電壓波形為同相位或接近同相位以提高功率因素。

【0024】

次級整流單元16設置於第二電路板12，並與第二電路板12上的電路佈線124形成電性連接；次級整流單元16可例如為橋式整流器。次級整流單元16用以將通過電源轉換器14之次級側繞組142的電力轉換成為直流電力；其中，電源轉換器14之次級側繞組142輸出的電力是通過連接端子124而由第一電路板10傳遞至第二電路板12的電路佈線，並通過電路佈線124傳遞至次級整流單元16。

【0025】

第二電路板12的電路佈線124及鐵磁性元件19配成形成濾波電感器18。鐵磁性元件19可由鐵、鎳、鈷、錳等或其合金構成，且可呈環形、E字形、ATQ型、EE型、ER型、ERI型、ECI型、RM型、EQ型、PQ型、PJ型或PM型等結構。

【0026】

在本實施方式中，鐵磁性元件19包含第一鐵芯180及第二鐵芯182，第一鐵芯180及第二鐵芯182配合環繞至少一電路佈線124。當次級整流單元16輸出的電流通過由第一鐵芯180及第二鐵芯182所環繞的電路佈線124時，會在第一鐵芯180及第二鐵芯182上建立磁場，藉由此電磁感應作用，可以過濾電流中的高頻雜訊，達到穩定電流之功效。在本實施方式中，鐵磁性元件19是位在第二電路板12與第一電路板10交接處，藉此，通過該鐵磁性元件19並經穩定電流後的直流電力可直接地通過連接端子124傳遞至第一電路板10。

【0027】

電源供應裝置更包含複數電源線3，設置於第一電路板10並電連接於第一電路板10，用以將通過鐵磁性元件18後並經穩定電流後的直流電力輸出至外部電子裝置。

【0028】

電源供應裝置還包含電源管理器4及脈衝寬度調變單元5，電源管理器4電連接於濾波電感器18的輸出端，用以偵測濾波電感器18輸出的直流電力Vdc。脈衝寬度調變單元5電連接於電源管理器4及功率因素校正單元24；脈衝寬度調變單元5接收電源管理器4輸出的信號，並控制功率因素校正單元24內部開關元件的切換頻率，進而調整直流電力的準位。

【0029】

綜上所述，本創作的電源供應裝置透過將第一鐵芯180及第二鐵芯182配合環繞至少一電路佈線124設置並組合在第二電路板12上以形成濾波電感器18，以有效地提高第一電路板10的利用空間。同時本創作的電源供應裝置透過將設有濾波電感器18及次級整流單元16的第二電路板12上插接在設有電源轉換器14的第一電路板10上，可更進一步地縮減電源供應裝置的體積，以提供小型化之電源供應裝置。

【0030】

然以上所述者，僅為本新型之較佳實施例，當不能限定本新型實施之範圍，即凡依本新型申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本新型之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。

3‧‧‧電源線

10‧‧‧第一電路板

12‧‧‧第二電路板

126‧‧‧電路佈線

128‧‧‧穿槽

14‧‧‧電源轉換器

16‧‧‧次級整流單元

18‧‧‧濾波電感器

20‧‧‧電磁干擾濾波單元

22‧‧‧初級整流單元

24‧‧‧功率因素校正單元

Claims (10)

1. 【第1項】

   一種電源供應裝置，電連接於一交流電力，並用以將該交流電力轉換為一直流電力，該電源供應裝置包含:
   一第一電路板；
   一第二電路板，直立插接於該第一電路板並與該第一電路板形成電性連接，該第二電路板包含複數電路佈線；
   一鐵磁性元件，設置於該第二電路板上，並環繞至少一電路佈線；
   一電源轉換器，設置於該第一電路板並電連接於該第一電路板，該電源轉換器電連接於該交流電力，該電源轉換器包含一一次側繞組及一二次側繞組；
   一次級整流單元，設置於該第二電路板，該次級整流單元並電連接於該第二電路板，該次級整流單元接收該電源轉換器之該二次側繞組輸出的電力並輸出該直流電力，該直流電力通過該鐵磁性元件所圍環繞之該電路佈線並於該鐵磁性元件上建立磁場，以過濾存在於電流中的雜訊；以及
   複數電源線，電連接於該第一電路板，用以輸出濾除雜訊後之該直流電力。
2. 【第2項】

   如請求項1所述之電源供應裝置，其中該鐵磁性元件包含一第一鐵芯及一第二鐵芯，該第一鐵芯及該第二鐵芯配合環繞該電路佈線。
3. 【第3項】

   如請求項1或2所述之電源供應裝置，其中該第二電路板上形成有複數穿槽，該鐵磁性元件的容設於該穿槽中，並環繞該電路佈線。
4. 【第4項】

   如請求項3所述之電源供應裝置，其中該第二電路板的一側邊設有複數連接端子，與該等電路佈線形成電性連接，該等連接端子插設於該第一電路板，以與該第一電路板形成電性連接。
5. 【第5項】

   如請求項4所述之電源供應裝置，其中該第一電路板包含一電路層及複數穿孔，該等穿孔的孔壁上設有一導電層，該等連接端子對應設置在於該穿孔中，並接觸該導電層。
6. 【第6項】

   如請求項5所述之電源供應裝置，更包含：
   一電源調整模組，電連接於該交流電力及該電源轉換器。
7. 【第7項】

   如請求項6所述之電源供應裝置，更包含：
   一電磁干擾濾波單元，設置於該第一電路板，並電連接於該交流電力及該初級整流單元；
   一初級整流單元，設置於該第一電路板，並電連接於電磁干擾濾波單元；
   一功率因素校正單元，設置於該第一電路板，並電連接於該初級整流單元及該電源轉換器；
   一電源管理器，電連接於直流電力；以及
   一脈衝寬度調變單元，電連接於該電源管理器及該功率因素校正單元。
8. 【第8項】

   如請求項7所述之電源供應裝置，其中該鐵磁性元件係呈環形、E字形、ATQ型、EE型、ER型、ERI型、ECI型、RM型、EQ型、PQ型、PJ型或PM型。
9. 【第9項】

   如請求項8所述之電源供應裝置，其中該電源線設置於該第一電路板。
10. 【第10項】

    如請求項9所述之電源供應裝置，其中該鐵磁性元件設置在該第二電路板與該第一電路板的接合處。