[发明专利]电源模块及POL电源模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源模块，以及一种POL电源模块。

背景技术

随着半导体工艺、封装等技术的发展，模块电源功率密度越来越大，转换效率要求越来越高，各种元器件在PCB板上的合理、有效布局变得越来越重要。电源系统往往需要多个独立的DC-DC模块电源，要求各模块可以独立输出，也可以并联工作。POL（负载点电源）是DC-DC模块电源中的一种。由于模块式布局的优点甚多，因此模块电源广泛用于互换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等领域。电感元件通常在DC-DC模块电源中体积最大，重量最重，因此电感的结构和布置会直接影响其他组件的位置。

如何设计一种效率高、器件布局合理的DC-DC模块电源，成为目前需要解决的重要问题之一。

发明内容

要解决的技术问题

因电源系统对高功率密度及高性能的持续追求，本发明特提出了一种采用解耦集成式、浮空电感设计的电源模块，来实现电源模块的小型化、高功率密度及高效率。

解决技术问题的技术手段

本发明提供了一种电源模块，包括电感以及主板，所述电感设置于所述主板之上，所述电感包括上磁芯、PCB绕组板、引脚以及下磁芯，所述PCB绕组板设置在所述上磁芯和下磁芯之间，所述引脚的第一端连接至所述PCB绕组板，所述引脚的至少之一的与所述第一端相对的第二端延伸超出所述下磁芯的底表面，且连接于所述主板，由此使得在所述下磁芯的底表面与所述主板的上表面之间形成一容置空间。

所述PCB绕组板和所述主板平行。

所述PCB绕组板上设置有盲孔或通孔，所述引脚的第一端设置于所述PCB绕组板的所述盲孔或通孔中。或者所述引脚的第一端表贴于所述PCB绕组板的表面上。另外，所述主板上设置有盲孔或通孔，所述引脚的第二端设置于所述主板的所述盲孔或通孔中。或者所述引脚的第二端表贴于所述主板的表面上。

所述主板还包括多个电子器件，其中至少一电子器件设置在所述容置空间内。

所述主板还包括除所述电感外的多个电子器件，所述引脚中的至少一对的第二端电性连接至所述至少一电子器件。

所述下磁芯包括第一绕线柱、第二绕线柱以及位于所述第一绕线柱和所述第二绕线柱之间的公共磁柱，所述公共磁柱形成为三角形、梯形、长方形、圆形、梯形与长方形的组合、三角形与长方形的组合、及其他组合体形状。

所述第一绕线柱和所述上磁芯之间形成第一气隙，所述第二绕线柱和所述上磁芯之间形成第二气隙，所述第一气隙的高度等于第二气隙的高度。

所述第一绕线柱的面积等于所述第二绕线柱的面积。所述公共磁柱形成为其面积大于所述第一绕线柱或第二绕线柱的面积。

沿所述磁芯的纵向，所述公共磁柱位于沿所述纵向的一侧端，所述第一绕线柱和所述第二绕线柱位于沿所述纵向的相对的另一侧端，且所述磁芯关于纵向呈轴对称。

所述PCB绕组板包括一第一绕组和一第二绕组，所述第一绕组设置在所述第一绕线柱上以形成第一电感，所述第二绕组设置在所述第二绕线柱上以形成第二电感，其特征在于，所述第一电感的感量和所述第二电感的感量之间的偏差在10%以内。优选地，所述偏差在4%～7%之间。

本发明还提供了一种POL电源模块，包括：多个Buck电路，每一Buck电路包括一电感，所述多个电感集成为一集成电感模块，所述集成电感模块包括上磁芯、PCB绕组板、引脚以及下磁芯，所述PCB绕组板设置在所述上磁芯和下磁芯之间，所述引脚的第一端连接至所述PCB绕组板，所述下磁芯至少包括第一绕线柱、第二绕线柱以及位于所述第一绕线柱和所述第二绕线柱之间的公共磁柱，所述PCB绕组板包括至少一第一绕组及一第二绕组，所述第一绕组设置在所述第一绕线柱、所述第二绕组设置在所述第二绕线柱以分别形成一第一电感及一第二电感；以及一主板，所述集成电感模块设置于所述主板之上，所述引脚中的至少之一的与所述第一端相对的第二端延伸超出所述下磁芯的底表面，且连接于所述主板，由此使得在所述下磁芯的底表面与所述主板的上表面之间形成一容置空间。

其中，所述第一电感与所述第二电感的感量偏差在10%以内。优选地，所述电感的感量偏差在4%～7%之间。

所述PCB绕组板和所述主板平行。

所述公共磁柱形成为三角形、梯形、长方形、圆形、梯形与长方形的组合、三角形与长方形的组合、及其他组合体形状。