[發明專利]功率模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201810864376.5
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN109003779B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 曾劍鴻;洪守玉;周敏
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H01F17/04
• 分類號: H01F17/04;H01F3/14;H01F27/30;H01F27/29
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;宋洋

本公開涉及一種磁性組件及其適用的功率模塊。該磁性組件包括第一磁芯、第二磁芯及第一串接繞組。第一磁芯與第二磁芯彼此接合。第一磁芯具有第一上表面，第一下表面、第一側壁、第二側壁、第一側壁通孔以及第二側壁通孔，其中第一側壁通孔位于第一側壁，第二側壁通孔位于第二側壁。第一串接繞組具有第一上層繞組、第一下層繞組、第一側壁繞組以及第二側壁繞組，其中第一上層繞組設置于第一上表面，第一下層繞組設置于第一下表面，第一側壁繞組設置于第一側壁通孔，第二側壁繞組設置于第二側壁通孔。第一上層繞組與第一下層繞組通過第一側壁繞組連接，第二側壁繞組連接于第一下層繞組，以串接構成第一串接繞組。

本申請是申請日為2016年3月3日，申請號為201610120906.6，發明名稱為“磁性組件及其適用的功率模塊”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本公開涉及一種磁性組件及功率模塊，特別涉及一種優化的磁性組件及其適用的功率模塊。

背景技術

隨著人類智能化生活要求的提升以及對智能型產品制造要求的提高、物聯網等的興起，社會對信息傳輸以及數據處理的需求也日益旺盛。其中針對集中式的數據處理中心而言，服務器可謂其最主要的關鍵單元，而此類服務器的主板則通常由中央處理單元(CPU)、芯片組(Chipsets)、內存等等數據處理數字芯片和其供電電源及必要外圍組件所組成。然而隨著單位體積內服務器處理能力的提升，也意味著這類數字芯片的數量、集成度亦需隨之提升，進而導致空間占用率和功率耗損的提升。因此，系統為這些數字芯片所提供的電源(因為與數據處理芯片同在一塊主板上，又稱主板電源)，就被期望有更高的效率，更高的功率密度和更小的體積，來支持整個服務器乃至整個數據中心的節能和占用面積的縮減。

由于前述數字芯片的供電要求通常以低電壓及大電流實現，而為了減少輸出引線的損耗和阻抗影響，多于主板的位置上為其設置直接供電的電源，以盡量靠近數字芯片。因此，這類直接為芯片供電的電源，即被稱為點電源(Point of the Load，POL)，其電源的輸入則需由其他外加電源所提供。目前服務器主板上點電源典型的輸入電壓為12V左右。

另一方面，對于分布式的信息終端應用而言，由于構成組件及數字芯片等其必須被集成在很小的空間內并在長時間內持續工作，而且其供電通常是采較低的工作電壓實現，通常由3V至5V的電池等電能儲放裝置提供。因此為其供電的電源對高效率和高功率密度的要求更加迫切。

目前，針對低壓直流/直流(DC/DC)轉換場合，通常直接使用降壓式變換電路(Buckcircuit)來實現，輸出0V至5V之間的各種電壓給相應的數字芯片。如圖1所示，其公開一降壓式變換電路的電路圖。降壓式變換電路包括輸入濾波電容器Cin、主開關管Q1、續流管Q2、電感器L以及輸出電容器Co。輸入濾波電容器Cin是與一電源連接，以接收輸入電壓Vin。主開關管Q1是進行導通與截止的切換運作，以調整輸出電壓Vo及輸出電流Io。降壓式變換電路的輸出電壓Vo可提供能量給一負載RL，即如數字芯片或中央處理單元(CPU)等。

然而于前述電路中，電感器L無論是損耗還是體積都在轉換器中占了相當大的比重。因此，如何提供一個高效率同時又是高空間利用率的電感器，是實現系統高效率高功率密度的重要前提。目前業界典型的電感解決方案有鐵粉芯電感，低溫共燒陶瓷(LTCC)電感，鐵氧體電感等。其中鐵粉芯電感由于其損耗較大，不適合于高效率的場合。而LTCC電感由于受層疊壓合工藝的限制，金屬繞線層的厚度通常較薄，其通流能力有限，只能用在小電流的應用場合。鐵氧體電感則有兩種形式，一種是將繞組設置在磁芯窗口內，這樣會存在安裝公差，繞組成型所需的R角等空間浪費，其空間利用率通常較低。

因此，如何發展一種新的磁性組件及其適用的功率模塊來解決現有技術所面臨的問題，實為本領域所需面對的課題。

發明內容

本公開的目的在于提供一種磁性組件及其適用的功率模塊。可優化并整合磁性組件，使功率模塊可以實現高效率和高功率密度，有效降低功率模塊對系統主板資源的占用，進一步提高功率模塊產品的競爭力。