[發明專利]嵌入式襯底電壓調節器

在審

• 申請號: 202011111994.6
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112684726A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: D·克拉夫特
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H02M1/00;H02M3/155;H02M3/158;H02M5/293
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 黃倩

1.一種開關電壓轉換器模塊，被配置為在豎直方向上傳導電流，所述開關電壓轉換器模塊包括：

襯底，具有第一主表面和與所述第一主表面相對的第二主表面；

輸入端子，在所述第一主表面處，并且被配置為連接到功率源；

輸出端子，在所述第二主表面處，并且被配置為連接到負載；

一個或多個功率開關，嵌入所述第一主表面與所述第二主表面之間的所述襯底中；以及

電感器，嵌入所述襯底中，并且耦合到所述一個或多個功率開關。

2.根據權利要求1所述的開關電壓轉換器模塊，其中所述電感器包括耦合電感器，所述耦合電感器包括：

第一繞組，在公共芯上，并且具有第一電感器輸入和第一電感器輸出，所述第一電感器輸入耦合到第一開關節點；以及

第二繞組，在所述公共芯上，并且具有第二電感器輸入和第二電感器輸出，所述第二電感器輸入耦合到第二開關節點。

3.根據權利要求2所述的開關電壓轉換器模塊，包括：

第一相，包括所述第一繞組、耦合在所述輸入端子與所述第一開關節點之間的第一功率開關、以及耦合在所述第一開關節點與參考之間的第二功率開關；以及

第二相，包括所述第二繞組、耦合在所述輸入端子與所述第二開關節點之間的第三功率開關、以及耦合在所述第二開關節點與所述參考之間的第四功率開關，

其中所述一個或多個功率開關包括所述第一功率開關、所述第二功率開關、所述第三功率開關、以及所述第四功率開關。

4.根據權利要求3所述的開關電壓轉換器，其中所述第一相和所述第二相中的每個相是降壓轉換器，所述降壓轉換器被配置為將所述輸入端子處的輸入電壓轉換為所述輸出端子處的輸出電壓，并且其中所述第一電感器輸出和所述第二電感器輸出耦合到所述輸出端子。

5.根據權利要求1所述的開關電壓轉換器模塊，其中所述輸出端子的金屬化物與一個或多個參考端子的金屬化物的組合或所述輸出端子包括完全覆蓋所述電感器的芯的金屬屏蔽。

6.根據權利要求5所述的開關電壓轉換器模塊，其中一個或多個功率開關和耦合到所述一個或多個功率開關的開關節點被所述輸出端子的金屬化物覆蓋或被所述輸出端子的金屬化物與所述一個或多個參考端子的金屬化物的組合覆蓋。

7.根據權利要求6所述的開關電壓轉換器模塊，其中所述輸出端子包括所述第二主表面的內部部分，并且所述第二主表面的外部部分包括所述一個或多個參考端子。

8.根據權利要求7所述的開關電壓轉換器模塊，其中所述第二主表面的所述一個或多個參考端子包括圍繞所述輸出端子的金屬化物的連續金屬化物。

9.根據權利要求1所述的開關電壓轉換器模塊，其中所述電感器放置在所述開關電壓轉換器模塊的腔內。

10.根據權利要求1所述的開關電壓轉換器模塊，其中所述一個或多個功率開關是豎直功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)。

11.根據權利要求1所述的開關電壓轉換器模塊，其中所述一個或多個功率開關中的至少兩個功率開關單片地被集成在同一半導體裸片中。

12.根據權利要求1所述的開關電壓轉換器模塊，其中所述一個或多個功率開關中的至少第一功率開關和被配置為驅動所述第一功率開關的第一開關驅動器單片地被集成在同一半導體裸片中。

13.根據權利要求1所述的開關電壓轉換器模塊，還包括：

輸入電容器，耦合在所述輸入端子與參考之間，并且嵌入所述第一主表面與所述第二主表面之間的所述襯底中；以及

輸出電容器，耦合在所述輸出端子與所述參考之間，并且嵌入所述第一主表面與所述第二主表面之間的所述襯底中。