[发明专利]变压器模块及功率模块

说明书

本申请提供一种变压器模块和功率模块，该变压器模块包括一磁芯，包括至少一个磁柱，磁柱至少部分的被一多层载板包覆，多层载板包含多个水平铜箔和多个连接铜箔；水平铜箔位于水平布线层上，连接铜箔用于连接水平铜箔；围绕磁柱的第一绕组和第二绕组，第二绕组位于第一绕组的外侧；第一绕组和第二绕组均由水平铜箔和连接铜箔形成；第一绕组的第一端与第一表贴式引脚电性连接；第一绕组的第二端与第二表贴式引脚电性连接；第二绕组的第一端与第三表贴式引脚电性连接；第二绕组的第二端与第四表贴式引脚电性连接；上述各表贴式引脚设置在变压器模块的表面。本申请变压器模块和功率模块包括的绕组在使用时电流分布均匀。

技术领域

本申请涉及变压器技术领域，尤其涉及一种变压器模块及功率模块。

背景技术

随着人类对智能生活要求的提升，社会对数据处理的需求日益旺盛。全球在数据处理上的能耗，平均每年达到数千亿甚至数万亿度；而一个大型数据中心的占地面积可以达到数万平方米。因此，高效率和高功率密度，是这一产业健康发展的关键指标。

数据中心的关键单元是服务器，其主板通常由中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、芯片组(Chipsets)、内存等数据处理芯片和它们的供电电源及必要外围组件组成。随着单位体积服务器处理能力的提升，意味着这些处理芯片的数量、集成度也在提升，导致空间占用和功耗的提升。因此，为这些芯片供电的电源(因为与数据处理芯片同在一块主板上，又称主板电源)，就被期望有更高的效率，更高的功率密度和更小的体积，来支持整个服务器乃至整个数据中心的节能和占地面积缩小。为了满足高功率密度的需求，电源的开关频率也越来越高，业界低压大电流电源的开关频率基本都在1兆赫兹(Megahertz，MHz)。

针对低压大电流应用的变压器，大都采用多层印制电路板(Printed CircuitBoard，PCB)的方式实现，图1为现有技术提供的一种采用多层PCB方式的变压器侧视图，如下图1所示，这种PCB布线层金属绕组是水平绕制的工艺，即，绕组是螺旋地形成于PCB板上的平面(绕线层)，而PCB板通常是套设于磁柱上，使得磁柱与PCB板垂直或接近垂直，从而磁柱与形成于PCB板的各个绕组布线层均是垂直或接近垂直的。其中，受限于要在布线层中走线形成绕组，假设形成于布线层的金属绕组平行于磁柱长度方向的尺寸(布线厚度)为W，布线层金属绕组垂直于磁柱长度方向的尺寸(例如布线宽度)为H，一般而言，H和W满足如下关系：H5W，通常将这种布线层金属绕组绕制方式称为立绕结构布线层金属绕组。即使通过过孔连接各个布线层，但因为布线层垂直于磁柱，过孔垂直于布线层，过孔必然的和磁柱平行，使得过孔几乎不会交链磁通。同时，假设立绕结构布线层金属绕组在水平方向上是一个环，环的宽度是H，可以看到立绕结构下，金属绕组远离磁柱的环外侧部分和靠近磁柱的环内侧部分阻抗会因为内外侧环周长度不一致等原因而不同，这将导致布线层金属绕组内外圈阻抗不一致，从而在应用时可能存在流经的电流分配不均的问题。

图28为现有技术提供的另一种变压器模块的结构示意图。为方便说明，示意图中，对于绕组的形状、绕组和磁芯的位置关系进行了特别绘制，但本申请并不以此为限。结合图28，定义形成于布线层的绕组平行于磁柱长度方向的尺寸为W，绕组垂直于磁芯磁柱方向的尺寸为H。当H和W满足关系：W10H时，我们定义这种绕组绕制方式为箔绕结构绕组。在这种结构的变压器中，各个绕组与外界电路连接的引脚，如图中的21,22通常是从绕组的侧面引出的。这样，绕组上所有的电流都流经该引脚，这不仅使得绕组电流分布不均匀，还造成了该引脚上的巨大损耗。另外，在现有的该变压器结构中，该引脚通常比较长，这进一步的加剧了引脚上的损耗。

发明内容

本申请实施例提供一种变压器模块和功率模块，变压器模块包括的绕组各部分的等效直径相近，等效阻抗相近，从而在应用时流经的绕组电流分布更均匀。

第一方面，本申请实施提供一种变压器模块，包括：一磁芯，包括至少一个磁柱，所述磁柱至少部分的被一多层载板包覆，所述多层载板包含多个水平铜箔和多个连接铜箔；其中，所述水平铜箔位于水平布线层上，所述连接铜箔用于连接水平铜箔；