電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是有關(guān)于一種電源裝置，且特別是有關(guān)于一種電源裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1為現(xiàn)有的典型的電源裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主功率電路100如圖1中虛線所示，可以看出，大部分主功率器件(如功率半導(dǎo)體器件和磁組件等)分布地直插安裝于主板(Mainboard)，而且主功率器件需要專門散熱片來(lái)散熱。目前，針對(duì)大功率的應(yīng)用場(chǎng)合，電源裝置的傳統(tǒng)解決方案之一是通過(guò)多個(gè)主功率器件的串并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如并聯(lián)多個(gè)直插功率管，串并多個(gè)磁組件來(lái)擴(kuò)容。另外一個(gè)方案是并聯(lián)一定數(shù)量的電源裝置來(lái)擴(kuò)容，這個(gè)方案雖然比較靈活，但是需要多套控制線路。兩種方案都面臨著低功率密度，低效率，生產(chǎn)復(fù)雜等缺點(diǎn)。
[0003]隨著設(shè)備功率等級(jí)的不斷提升和設(shè)備體積的縮小，要求單體電源的輸出功率和功率密度不斷增加。傳統(tǒng)直插式主功率器件和封裝無(wú)法實(shí)現(xiàn)電源高功率密度的要求。因此，相關(guān)領(lǐng)域莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的方式被發(fā)展完成。因此，如何解決上述問(wèn)題，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域極需改進(jìn)的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一方面是在提供電源裝置，以解決先前技術(shù)的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明所提供的一種電源裝置包括主板、功率模塊單元與控制單元。功率模塊單元包括印刷電路板與功率器件，功率器件集中在印刷電路板上，印刷電路板垂直地插設(shè)在主板上?？刂茊卧c功率模塊單元分開(kāi)設(shè)置于主板上，控制單元用以控制功率模塊單元。
[0006]于一實(shí)施例中，功率模塊單元的數(shù)量為單一個(gè)。
[0007]于一實(shí)施例中，功率模塊單元的數(shù)量為多個(gè)。
[0008]于一實(shí)施例中，控制單元是對(duì)所述多個(gè)功率模塊單元中至少兩者進(jìn)行集中控制。
[0009]于一實(shí)施例中，控制單元的數(shù)量為多個(gè)，所述功率模塊單元的數(shù)量為多個(gè)，每個(gè)控制單元對(duì)多個(gè)功率模塊單元中至少兩者進(jìn)行集中控制。
[0010]于一實(shí)施例中，功率器件包括功率半導(dǎo)體器件與磁件。
[0011 ] 于一實(shí)施例中，磁件為變壓器和電感器。
[0012]于一實(shí)施例中，磁件集成設(shè)計(jì)于所述印刷電路板，且磁件為以所述印刷電路板的走線作為繞組的平面磁件。
[0013]于一實(shí)施例中，磁件單獨(dú)設(shè)計(jì)后再安裝于印刷電路板上。
[0014]于一實(shí)施例中，電源裝置還包括驅(qū)動(dòng)器、采樣芯片、緩沖組件或防逆電流電路等分布在印刷電路板。
[0015]于一實(shí)施例中，電源裝置還包括驅(qū)動(dòng)器、采樣芯片、緩沖組件或防逆電流電路等分布在主板。
[0016]于一實(shí)施例中，控制單元為一控制板，控制板垂直地插設(shè)在主板上。
[0017]于一實(shí)施例中，控制單元為一控制電路，控制電路形成在主板的一區(qū)域中。
[0018]于一實(shí)施例中，控制單元為控制板，控制板設(shè)置在多個(gè)功率模塊單元上，且控制板橫跨且垂直于多個(gè)功率模塊單元。
[0019]另一方面，本發(fā)明所提供的另一種電源裝置包括主板、多個(gè)功率模塊單元與多個(gè)控制單元。每一功率模塊單元包括印刷電路板與功率器件，功率器件集中在印刷電路板上，印刷電路板垂直地插設(shè)在主板上，多個(gè)控制單元與功率模塊單元分開(kāi)設(shè)置于所述主板上。每個(gè)控制單元對(duì)多個(gè)功率模塊單元中至少兩者進(jìn)行集中控制。
[0020]于一實(shí)施例中，功率器件包括功率半導(dǎo)體器件與磁件。
[0021]于一實(shí)施例中，功率半導(dǎo)體器件是貼片器件，平貼于所述印刷電路板上。
[0022]于一實(shí)施例中，磁件為變壓器或電感器。
[0023]于一實(shí)施例中，磁件集成設(shè)計(jì)于所述印刷電路板，磁件為以所述印刷電路板的走線作為繞組的平面磁件。
[0024]于一實(shí)施例中，磁件單獨(dú)設(shè)計(jì)后再安裝于所述印刷電路板上。
[0025]于一實(shí)施例中，電源裝置還包括驅(qū)動(dòng)器、采樣芯片、緩沖組件或防逆電流電路等分布在印刷電路板。
[0026]于一實(shí)施例中，電源裝置還包括驅(qū)動(dòng)器、采樣芯片、緩沖組件或防逆電流電路等分布在主板。
[0027]于一實(shí)施例中，控制單元為一控制板，控制板垂直地插設(shè)在主板上。
[0028]綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。通過(guò)上述技術(shù)方案，可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值。本發(fā)明提出了一種采用集中控制的主功率模塊化設(shè)計(jì)的概念，即采用貼片器件及扁平磁技術(shù)把電源裝置中的主功率電路模塊化，形成功率模塊單元，所述功率模塊單元是垂直地安插于電源裝置中的，且電源裝置中的控制單元對(duì)功率模塊單元進(jìn)行控制，以輸出所需的電壓。在大功率的場(chǎng)合，還可通過(guò)多個(gè)功率模塊單元的并聯(lián)來(lái)增加所輸出的功率，并通過(guò)改變并聯(lián)的功率模塊單元的個(gè)數(shù)以達(dá)到不同功率等級(jí)要求，多個(gè)功率模塊單元共享獨(dú)立的控制單元以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓或調(diào)流，因此極大的提高功率密度和設(shè)計(jì)的靈活性。使用這樣的模塊化也可以較大的縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。
[0029]以下將以實(shí)施方式對(duì)上述的說(shuō)明作詳細(xì)的描述，并對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案提供更進(jìn)一步的解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0030]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說(shuō)明如下:
[0031]圖1為現(xiàn)有的典型的電源裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0032]圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種電源裝置的俯視圖；
[0033]圖3是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種電源裝置的俯視圖；
[0034]圖4為主功率電路應(yīng)用于本發(fā)明一實(shí)施例的功率模塊單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖5是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種功率模塊單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖6是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種功率模塊單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖1主要是圖4中功率模塊單元的主功率電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的附圖及以下所述各種實(shí)施例，附圖中相同的號(hào)碼代表相同或相似的組件。另一方面，眾所周知的組件與步驟并未描述于實(shí)施例中，以避免對(duì)本發(fā)明造成不必要的限制。
[0039]圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例的電源裝置200的俯視圖。如圖2所示，電源裝置200包括主板210、功率模塊單元220與控制單元230。其中，功率模塊單元220包括電源裝置200所需的主功率器件，S卩，將如圖1所示的主功率電路100模塊化，以形成電源裝置200中的功率模塊單元220。功率模塊單元220垂直地插設(shè)于主板210上，控制單元230對(duì)功率模塊單元220進(jìn)行控制，以輸出所需的功率。采用上述結(jié)構(gòu)的電源裝置，用垂直安插于主板210的功率模塊單元220代替原有的分布的主功率電路100 (如圖1 )，不僅可以減少主功率電路占用的體積，提高功率密度，亦可以增加設(shè)計(jì)的靈活性和縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。
[0040]如圖2所示，功率模塊單元220包括功率器件222以及印刷電路板221。功率器件222包括磁件223 (如:變壓器Tl或電感器L)與功率半導(dǎo)體器件225，功率器件222作為主功率器件設(shè)置在印刷電路板221上。在結(jié)構(gòu)上，控制單元230與功率模塊單元220分開(kāi)設(shè)置于主板210上，功率模塊單元220垂直地插設(shè)在主板210上。于使用時(shí)，控制單元230用以控制功率模塊單元220，借此，電源裝置200可輸出所需的功率。
[0041]在大功率的應(yīng)用場(chǎng)合下，可通過(guò)多個(gè)功率模塊單元220的并聯(lián)來(lái)增加電源裝置200所輸出的功率，并通過(guò)改變并聯(lián)的功率模塊單元220的個(gè)數(shù)以達(dá)到不同功率等級(jí)要求，再由控制單元230進(jìn)行集中控制，可以極大地提高功率密度和設(shè)計(jì)的靈活性。如圖2所示，控制單元230可為控制板，控制板電性連接至功率模塊單元220，此控制板與功率模塊單元220均垂直地插設(shè)在主板210上，且控制板可以與功率模塊單元320相互平行排列，功率模塊單元220的數(shù)目為兩個(gè)，但實(shí)際應(yīng)用中并不限于此，兩個(gè)功率模塊單元220均垂直地插設(shè)在主板210上且兩個(gè)功率模塊單元220共享獨(dú)立的控制單元230進(jìn)行調(diào)壓或者調(diào)流，以輸出所需的功率。于其它實(shí)施例中，功率模塊單元220的數(shù)量也可為單一個(gè)，控制單元230對(duì)所述功率模塊單元220獨(dú)立控制，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)視當(dāng)時(shí)需要彈性選擇。
[0042]實(shí)際應(yīng)用中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)所需的功率等級(jí)，選擇更多功率模塊單元并聯(lián)使用，控制單元230的數(shù)量也可為多個(gè)(如圖3所示)。圖3中的電源裝置200’與圖2中的電源裝置200的主要區(qū)別在于，在結(jié)構(gòu)上，圖3中控制單元230的數(shù)量為多個(gè)，功率模塊單元220的數(shù)量也倍增且彼此并聯(lián)來(lái)擴(kuò)容。在使用時(shí)，每個(gè)控制單元230對(duì)多個(gè)功率模塊單元220中至少兩者進(jìn)行集中控制。
[0043]另外，控制單元230的位置并不限于圖3所示，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需要彈性放置控制單元230，例如控制單元230可分別放于該些功率模塊單元的兩側(cè)。
[0044]此外，圖2和圖3中控制單元230為控制板，控制板垂直地插設(shè)在主板上。但實(shí)際應(yīng)用中，控制單元230可為設(shè)置在主板210的一區(qū)域的控制電路，即控制電路的器件設(shè)置在主板210上，且電性連接至功率模塊單元22