一种夹层结构的电源模块.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115938725A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202210198543.3(22)申请日2022.03.02(30)优先权数据17/197,3942021.03.10US17/588,6302022.01.31US(71)申请人成都芯源系统有限公司地址611731四川省成都市成都高新综合保税区科新路8号成都芯源系统有限公司(72)发明人黄道成原钊苏祎世黄文洋律欣彤(51)Int.Cl.H01F27/06(2006.01)H02M1/00(2007.01)权利要求书1页说明书8页附图10页(54)发明名称一种夹层结构的电源模块(57)摘要本发明的夹层结构的电源模块，包括叠放的电感组、PCB板以及功率器件芯片。其中所述电感组包括磁芯和绕组。所述绕组的两端弯折在PCB板的平面上延展并与PCB板焊接。同时，所述磁芯表面覆盖金属片，用于通过PCB板连接至功率器件芯片的大功率引脚。相比于现有技术中，本发明电源模块能够减少PCB板上的面积，从而改善负载电流/功率密度。并且，本发明电源模块通过电感的引脚(绕组)来传输输出电流，能够减少输出电流回路在PCB板上的走线，避免PCB板走线的高阻抗，从而提高电路效率。此外，本发明功率器件芯片在上，电感组在下的结构可以极大地受益于GPU、CPU和ASIC系统中通常采用的顶部冷却系统。CN115938725ACN115938725A权利要求书1/1页1.一种可用于电源模块的电感组，包括：磁芯，顶视具有对称结构，并且具有两条通道由上至下贯穿磁芯，并分布在磁芯顶视面的中轴线两侧，以及两个绕组，分别穿过磁芯的两通道，其中，所述每个绕组具有第一端和第二端，并且至少第一端和第二端之一弯折后在垂直于绕组长度的平面上延展。2.如权利要求1所述的电感组，其中，所述磁芯包括第一磁芯部分、第二磁芯部分和第三磁芯部分，所述第一磁芯部分具有分布在相背侧面的两条沟道，所述第二磁芯部分和第三磁芯部分分别嵌入所述两条沟道，并留出部分沟道空间形成两条通道，其中所述两个绕组分别穿过所述两条通道。3.如权利要求1所述的电感组，其中，所述磁芯包括：第一磁芯部分，顶视呈“H”型，具有两条沟道分别分布在两个相背的侧面；第二磁芯部分；以及第三磁芯部分；其中所述第二磁芯部分和第三磁芯部分分别嵌入所述两条沟道，并留出部分沟道空间形成两条通道，其中所述两个绕组分别穿过所述两条通道。4.如权利要求2或3任一项所述的电感组，其中，所述第二磁芯部分和第三磁芯部分的材料相同，所述第一磁芯部分的材料与第二磁芯部分及第三磁芯部分的材料不同。5.如权利要求1所述的电感组，其中所述磁芯为整体的单个模块。6.如权利要求5所述的电感组，其中所述磁芯包括两道气隙，分别沿着两条通道分布，穿过通道旁边的磁芯的外臂。7.如权利要求1所述的电感组，还包括多个金属片包裹电感组的磁芯的部分表面，其中至少一个金属片电连接至功率器件芯片的电源引脚，其余金属片电连接至功率器件芯片的接地引脚。8.如权利要求7所述的电感组，其中，所述金属片从侧面看呈“C”型，具有第一端弯折后在磁芯的上表面延展，具有第二端弯折后在磁芯的下表面延展。9.如权利要求7所述的电感组，其中，所述金属片从侧面看呈“L”型，具有一端弯折后在磁芯的上表面延展。10.一种电源模块，包括如权利要求1‑3、5‑9任一项所述的电感组，还包括：PCB顶板，位于电感组之上；以及两个功率器件芯片，位于PCB顶板之上，其中所述两个功率器件芯片均具有至少一个引脚通过PCB顶板电连接至相应的绕组。11.如权利要求10所述的电源模块，还包括：PCB底板，位于电感组之下；以及连接器，连接PCB顶板和PCB底板，其中，所述连接器具有多个金属柱，分别焊接至PCB顶板和PCB底板的相应焊盘。2CN115938725A说明书1/8页一种夹层结构的电源模块技术领域[0001]本发明涉及电子元器件，更具体地说，本发明涉及电源模块结构。背景技术[0002]通常，功率转换器用于将输入功率转换成具有合适电压和电流的输出功率提供给负载。多相功率转换器包括多个并联且错相工作的功率级，因此其具有输出电压纹波小，瞬态反应快以及对输入电容的额定纹波电流要求低的优点。由于上述优点，多相功率转换器被广泛应用于输出大电流，低电压的应用中，例如服务器，微处理器等。[0003]现代GPU(图形处理器)、CPU(中央处理器)的快速发展，对多相功率转换器的电流能力提出了越来越高的要求。与此同时，这些处理器的体积则越做越小，也就是说，多相功率转换器的体积相应地需要减小。越来越大的电流，越来越小的体积，又使得多相功率转换器的散热遇到了更高的挑战。也就是说，需要有一种高电流密度、高效率并且具有出色的散热能力的功