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Patent Searching and Data


Title:
POWER DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING PRINTED CIRCUIT BOARD WINDING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/092778
Kind Code:
A1
Abstract:
A power device and a method for manufacturing a printed circuit board winding are disclosed. The power device includes: at least one printed circuit board (100), at least one magnetic core (201,202), and at least one group of semiconductor transforming units (301). The printed circuit board (100) is provided with magnetic core slots for installing magnetic cores (201, 202). The side wall of at least one magnetic core slot is provided with conductive side wall windings (102, 105, 107). The conductive side wall windings carry out an electromagnetic transformation in coordination with the magnetic cores (201, 202) installed in the magnetic core slots. The conductive side wall windings adhere to part or all of the surface on the side wall of the slots. The semiconductor transforming unit (301) carries out an electrical energy transformation in coordination with the magnetic cores (201, 202) and the conductive side wall windings (102, 105, 107). The breakover impedance of the conductive windings on the printed circuit board (100) can be reduced.

Inventors:
HOU ZHAOZHENG (CN)
MAO HENGCHUN (CN)
FU DIANBO (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/078840
Publication Date:
July 12, 2012
Filing Date:
August 24, 2011
Export Citation:
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Assignee:
HUAWEI TECH CO LTD (CN)
HOU ZHAOZHENG (CN)
MAO HENGCHUN (CN)
FU DIANBO (CN)
International Classes:
H05K1/16; H01F5/00; H01F27/28; H02M1/00
Foreign References:
CN102158051A2011-08-17
US7321283B22008-01-22
US6992871B22006-01-31
US6867678B22005-03-15
Attorney, Agent or Firm:
SHENPAT INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY (CN)
深圳市深佳知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种电源装置, 其特征在于, 包括:

至少一块印刷电路板、

至少一个磁芯、

以及至少一组半导体变换单元;

其中, 所述印刷电路板上开设有用于安装所述磁芯的磁芯槽; 所述印刷电 路板的至少一个磁芯槽的槽侧壁上设置有用于与安装在该磁芯槽的磁芯配合 进行电磁变换的侧壁导电绕组, 其中, 所述侧壁导电绕组附着于所述磁芯槽的 槽侧壁的部分或全部表面;

所述半导体变换单元用于与所述磁芯及侧壁导电绕组配合进行电能变换。

2、 根据权利要求 1所述的电源装置, 其特征在于,

设置侧壁导电绕组的槽侧壁为所述印刷电路板上所开任意一个磁芯槽或 其组合的槽侧壁。

3、 根据权利要求 1或 2所述的电源模块装置, 其特征在于,

所述印刷电路板平面导电层还设置有用于与安装在所述磁芯槽的磁芯配 合进行电磁变换的平面导电绕组;所述磁芯槽的槽侧壁上设置的侧壁导电绕组 在该槽侧壁表面垂直平面导电层的方向上呈全覆盖或部分覆盖,所述侧壁导电 绕组为未与平面导电绕组相连接的独立导电绕组。

4、 根据权利要求 1或 2所述的电源装置, 其特征在于,

所述磁芯槽的槽侧壁上设置的侧壁导电绕组在该槽侧壁表面垂直平面导 电层的方向呈全覆盖或部分覆盖;

所述印刷电路板的一个平面导电层的平面导电绕组的起始端或该平面导 电绕组的其中一段的起始端,与所述槽侧壁上所述侧壁导电绕组的起始端或该 侧壁导电绕组的其中一段的起始端相连,所述平面导电绕组的终止端或该平面 导电绕组的其中一段的终止端,与该槽侧壁上所述侧壁导电绕组的终止端或该 侧壁导电绕组的其中一段的终止端相连,以使得所述侧壁导电绕组与所述平面 导电层的平面导电绕组并联,形成与安装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变换 的立体导电绕组。

5、 根据权利要求 1或 2所述的电源装置, 其特征在于, 所述磁芯槽的槽侧壁上设置的侧壁导电绕组在该槽侧壁表面垂直平面导 电层的方向呈全覆盖或部分覆盖;

所述印刷电路板的多个平面导电层的平面导电绕组的起始端或该多个平 面导电绕组的其中一段的起始端,与该槽侧壁上所述侧壁导电绕组的起始端或 该侧壁导电绕组的其中一段的起始端相连,所述多个平面导电层的平面导电绕 组的终止端或该多个平面导电绕组的其中一段的终止端,与该槽侧壁上所述侧 壁导电绕组的终止端或该侧壁导电绕组的其中一段的终止端相连,以使得所述 侧壁导电绕组与所述多个平面导电层的导电绕组并联,形成与安装在该磁芯槽 的磁芯配合进行电磁变换的立体导电绕组。

6、 根据权利要求 1或 2所述的电源装置, 其特征在于:

所述磁芯槽的槽侧壁上设置的侧壁导电绕组在该槽侧壁表面垂直平面导 电层的方向呈全覆盖或部分覆盖;

所述印刷电路板的一个或多个平面导电层的平面导电绕组上的起始端或 终止端或该平面导电绕组的其中一段的起始端或终止端,与该槽侧壁上与所述 侧壁导电绕组起始端或终止端或其中一段的起始端或终止端相连,以使得所述 侧壁导电绕组与所述一个或多个平面导电层的平面导电绕组串联,形成与安装 在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变换的立体导电绕组。

7、 根据权利要求 1或 2所述的电源装置, 其特征在于:

所述磁芯槽的槽侧壁上设置的侧壁导电绕组在该槽侧壁表面垂直平面导 电层的方向呈全覆盖或部分覆盖;

所述侧壁导电绕组与所述印刷电路板的多个平面导电层的平面导电绕组 串联及并联连接,形成与安装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变换的立体导电 绕组。

8、 一种印刷电路板绕组制作方法, 其特征在于, 包括:

在印刷电路板上需设置侧壁导电绕组的磁芯槽的位置进行铣槽,形成需要 电镀的槽孔;

对所述槽孔的侧壁进行电镀, 形成侧壁导电绕组; 其中, 所述侧壁导电绕 组的侧表面凹陷或者齐平于该磁性槽的槽口边缘;所述侧壁导电绕组用于与安 装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变换; 若所述磁芯槽的边沿与所述侧壁导电绕组完全重合, 则电镀后形成磁芯 槽; 若磁芯槽的边沿与所述侧壁导电绕组不完全重合, 则对印刷电路板上所述 磁芯槽边沿的非槽孔位置进行铣槽, 形成磁芯槽。

9、 根据权利要求 8所述的方法, 其特征在于,

将所述侧壁导电绕组与所述印刷电路板的一个或多个平面导电层的导电 绕组串联或并联,形成一匝或多匝能够与安装在所述磁芯槽的磁芯配合进行电 磁变换立体导电绕组;

或者,

将所述侧壁导电绕组,与所述印刷电路板的一个平面导电层的导电绕组串 联或并联, 并且, 所述侧壁导电绕组的其中一段还连接到所述印刷电路板的其 它平面导电层的能够与安装在所述磁芯槽的磁芯配合进行电磁变换导电绕组 的相同电位部分, 以实现不同平面导电层的导电绕组的电气串联连接。

10、 根据权利要求 8或 9所述的方法, 其特征在于, 所述对所述槽孔的侧壁 进行电镀, 形成侧壁导电绕组, 包括:

在同一个磁芯槽的侧壁电镀形成一段或多段侧壁导电绕组。

Description:
电源装置及印刷电路板绕组制作方法

本申请要求于 2011 年 01 月 05 日提交中国专利局、 申请号为 201110001121.4、 发明名称为 "电源装置及印刷电路板绕阻制作方法" 的中国 专利申请的优先权, 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及电子技术领域,具体涉及一种电源 装置及印刷电路板绕阻制作 方法。

背景技术

当前, 高功率密度已成为未来开关变换器的发展方向 之一。 为提高功率密 度, 开关变换器通常采用模块形式。

电源可以看成是开关变换器的一种产品形式, 开关变换器包括: 交流到直 流(AC-DC, Alternating Current-Direct Current ), 直流到直流(DC-DC )开关 变换器和交流到交流(AC-AC )开关变换器等。 开关变换器中的变压器、 电感 绕组等由印刷电路板 ( PCB, Printed Circuit Board ) 的导电层构成。

由于高功率密度的需求, 为减少磁性器件的占板面积; 如 DC-DC开关变 换器也向着高开关频率发展, 由此导电绕组受集肤效应的影响更加严重, 开关 频率提高使得穿透深度变小, 高开关频率下电流趋于导体的表面, 开关频率提 高使得穿透深度变小, 同一导电层可利用导通电流的导体截面积减小 。 因此, 单纯的通过增加 PCB 内部导电层的厚度已无法解决导通阻抗问题。 并且, 在 高功率密度模块的需求下,各模块所占的体积 逐步减小,导电层所占平面面积 也逐步减小, 在这种情况下, 降低电源 PCB上的导电绕组的导通阻抗成为技 术难题。

发明内容

本发明实施例提供一种电源装置及印刷电路板 绕阻制作方法,以实现相对 降氏电源 PCB上的导电绕组的导通阻抗。

为解决上述技术问题, 本发明实施例提供以下技术方案:

至少一块印刷电路板、

至少一个磁芯、

以及至少一组半导体变换单元; 其中, 所述印刷电路板上开设有用于安装所述磁芯的 磁芯槽; 所述印刷电 路板的至少一个磁芯槽的槽侧壁上设置有用于 与安装在该磁芯槽的磁芯配合 进行电磁变换的侧壁导电绕组, 其中, 所述侧壁导电绕组附着于所述磁芯槽的 槽侧壁的部分或全部表面;

所述半导体变换单元用于与所述磁芯及侧壁导 电绕组配合进行电能变换。 一种印刷电路板绕组制作方法, 包括:

在印刷电路板上需设置侧壁导电绕组的磁芯槽 的位置进行铣槽,形成需要 电镀的槽孔;

对所述槽孔的侧壁进行电镀, 形成侧壁导电绕组; 其中, 所述侧壁导电绕 组的侧表面凹陷或者齐平于该磁性槽的槽口边 缘;所述侧壁导电绕组用于与安 装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变换;

若所述磁芯槽的边沿与所述侧壁导电绕组完全 重合, 则电镀后形成磁芯 槽; 若磁芯槽的边沿与所述侧壁导电绕组不完全重 合, 则对印刷电路板上所述 磁芯槽边沿的非槽孔位置进行铣槽, 形成磁芯槽。

由上可见,本发明实施例中考虑到电源装置的 PCB4艮难通过增大平面导电 层的面积来降低导通阻抗, 因此在 PCB的磁芯槽的侧壁上, 设置用于与磁芯配 合实现电磁变换的侧壁导电绕组, 以充分利用 PCB的侧面, 扩展导电绕组设置 空间, 可相对减少在 PCB平面导电层设置的导电绕组数量, 由于相对增加了 PCB的导通截面积, 且绕组均位于表面, 减小了集肤效应的影响; 进而有利于 相对降低电源 PCB上的导电绕组的导通阻抗, 并且, 相对增大了散热面积大, 有利于提高电源装置 PCB的散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ,下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作筒单地介绍,显而易见地, 下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲 ,在不付出创造性劳动性的前提 下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1-a是本发明实施例提供的一种侧壁导电绕组和 一个平面导电绕组的并 联示意图;

图 1-b是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和一个平面导电绕组的 并联示意图;

图 1-c是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和一个平面导电绕组的 并联示意图;

图 1-d是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和一个平面导电绕组的 并联示意图;

图 1-e是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和一个平面导电绕组的 并联示意图;

图 1-f是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和一个平面导电绕组的 并联示意图;

图 2-a是本发明实施例提供的一种侧壁导电绕组和 多个平面导电绕组的并 联示意图;

图 2-b是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 并联示意图;

图 2-c是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 并联示意图;

图 2-d是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 并联示意图;

图 2-e是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 并联示意图;

图 2-f是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 并联示意图;

图 2-g是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 并联示意图;

图 2-h是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 并联示意图;

图 3-a是本发明实施例提供的一种侧壁导电绕组和 多个平面导电绕组的串 连示意图;

图 3-b是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 串连示意图; 图 3-c是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 串连示意图;

图 3-d是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 串连示意图;

图 3-e是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 串连示意图;

图 4-a是本发明实施例提供的一种侧壁导电绕组和 多个平面导电绕组的连 接示意图;

图 4-b是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 连接示意图;

图 4-c是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 连接示意图;

图 4-d是本发明实施例提供的另一种侧壁导电绕组 和多个平面导电绕组的 连接示意图;

图 5是本发明实施例提供的一种电源装置的结构 意图;

图 6是本发明实施例提供的一种 PCB L2内层结构示意图;

图 7是本发明实施例提供的一种 PCB L3内层结构示意图;

图 8是本发明实施例提供的另一种 PCB L2内层结构示意图;

图 9是本发明实施例提供的另一种 PCB L2内层结构示意图;

图 10是本发明实施例提供的另一种 PCB L3内层结构示意图;

图 11是本发明实施例提供的另一种 PCB L3内层结构示意图;

图 12是本发明实施例提供的一种 PCB加工立体示意图;

图 13是本发明实施例提供的一种 PCB加工平面示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种电源装置及印刷电路板 绕阻制作方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方 案,下面将结合本发明实施 例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述, 显然, 所 描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例, 而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例, 都应当属于本发明保护的范围。

以下分别进行详细说明。 本发明电源装置的一个实施例, 可以包括: 至少一块印刷电路板、 至少一 个磁芯、 以及至少一组半导体变换单元; 其中, 印刷电路板上开设有用于安装 磁芯的磁芯槽;该印刷电路板的至少一个磁芯 槽的槽侧壁上设置有用于与安装 在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变换的侧壁导 电绕组, 其中, 该侧壁导电绕组 附着于该磁芯槽的槽侧壁的部分或全部表面; 半导体变换单元用于与该磁芯及 侧壁导电绕组配合进行电能变换。

其中, 电源装置的印刷电路板可以为单层板、 双层板或多层板。 该印刷电 路板可以包括多个平面隔离层和平面导电层等 , 并且, 该印刷电路板上还可以 开设有多个导通孔、 非导通孔等。

在一种应用场景下,侧壁导电绕组的侧表面( 即与该磁芯槽的槽侧壁相互 贴的表面或其对面) 凹陷或者齐平于该磁性槽的槽口边缘

在实际应用中,侧壁导电绕组的部分或全部设 置在磁芯槽的槽侧壁上(例 如某侧壁导电绕组 85%的部分设置在磁芯槽的槽侧壁上, 剩余 15%的部分延伸 到例如平面导电层等其它位置)。 可以通过电镀或现有其它方式, 在磁芯槽的 槽侧壁上形成侧壁导电绕组。 当然, 印刷电路板的平面导电层上还可设置有一 导电绕组。

电源装置的半导体变换单元可包含通过印刷电 路板电气连接的多个半导 体元器件,半导体变换单元与磁芯及包括侧壁 导电绕组在内的若干个导电绕组 配合实现电能变换。

在实际应用中,侧壁导电绕组所在的磁芯槽的 槽侧壁为 PCB上述所开的任 意磁芯槽及其组合的槽侧壁, 可包括: 中柱槽侧壁和 /或边柱槽侧壁, 即侧壁 导电绕组可设置在中柱磁芯槽的槽侧壁和 /或边柱磁芯槽的槽侧壁。

在一种应用场景下,若印刷电路板平面导电层 还设置有用于与安装在磁芯 槽的磁芯配合进行电磁变换的平面导电绕组; 该磁芯槽的槽侧壁上设置的侧壁 导电绕组在该槽侧壁的厚度方向(厚度方向垂 直于平面层方向)的表面上可呈 全覆盖或部分覆盖,该侧壁导电绕组可以是未 与平面导电绕组相连接的独立导 电绕组。 也就是说, 侧壁导电绕组可未与平面导电绕组串联或者并 联。

在另一种应用场景下,磁芯槽的槽侧壁上设置 的侧壁导电绕组可在该槽侧 壁的厚度方向的表面呈全覆盖或部分覆盖;印 刷电路板的一个平面导电层的平 面导电绕组(若存在)的起始端或该平面导电 绕组的其中一段的起始端, 可与 该槽侧壁上的侧壁导电绕组的起始端(或其中 一段的起始端)相连(例如平面 导电绕组所在的平面导电层与槽侧壁上的侧壁 导电绕组所在金属镀层通过电 镀时直接相连或通过导体相连); 该平面导电绕组的终止端或该平面导电绕组 的其中一段的终止端, 可与该槽侧壁上该侧壁导电绕组的终止端(或 者其中一 段的终止端)相连, 以使得该侧壁导电绕组与该平面导电层的平面 导电绕组并 联, 形成与安装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变 换的立体导电绕组。举例来 说, 该侧壁导电绕组与该平面导电层的平面导电绕 组的并联方式, 例如可如图 l-a、 图 l-b、 图 l-c、 图 l-d、 图 1-e或图 1-f所示, 但不局限于此例。 可以理解的 并联。

在另一种应用场景下,磁芯槽的槽侧壁上设置 的侧壁导电绕组可在该槽侧 壁的厚度方向的表面呈全覆盖或部分覆盖;印 刷电路板的多个平面导电层的平 面导电绕组(若存在) 的起始端或该多个平面导电绕组的其中一段的 起始端, 与该槽侧壁上的侧壁导电绕组的起始端(或其 中一段的起始端)相连, 该多个 平面导电层的平面导电绕组的终止端或该多个 平面导电绕组的其中一段的终 止端, 与该槽侧壁上该侧壁导电绕组的终止端 (或其中一段的终止端)相连, 以使得该侧壁导电绕组与该多个平面导电层的 导电绕组并联,形成与安装在该 磁芯槽的磁芯配合进行电磁变换的立体导电绕 组。举例来说, 该侧壁导电绕组 与该多个平面导电层的平面导电绕组的并联方 式可如图 2-a、 图 2-b、 图 2-c、 图 2-d、 图 2-e、 图 2-f、 图 2-g或图 2-h所示, 但不局限于此例。 可以理解的是, 该 在另一种应用场景下,磁芯槽的槽侧壁上设置 的侧壁导电绕组可在该槽侧 壁的厚度方向的表面呈全覆盖或半覆盖;印刷 电路板的一个或多个平面导电层 终止端), 与该槽侧壁上与该侧壁导电绕组起始端或终止 端或其中一段的起始 端或终止端相连,以使得该侧壁导电绕组与该 一个或多个平面导电层的平面导 电绕组串联, 形成与安装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变 换的立体导电绕 组。举例来说, 该侧壁导电绕组与该多个平面导电层的平面导 电绕组的串联方 式, 可如图 3-a、 图 3-b、 图 3-c、 图 3-d或图 3-e所示, 但不局限于此例。 可以理 解的是,该侧壁导电绕组该一个或多个平面导 电层的导电绕组也可通过其它方 式实现串联。

在另一种应用场景下,磁芯槽的槽侧壁上设置 的侧壁导电绕组可在该槽侧 壁的厚度方向的表面呈全覆盖或半覆盖;侧壁 导电绕组与该印刷电路板的多个 平面导电层的平面导电绕组串联及并联连接( 其串联或并联方式可如上述举 例), 形成与安装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变 换的立体导电绕组。 举例 来说, 印刷电路板的一个平面导电层的平面导电绕组 (若存在) 的起始端和 / 或终止端(或其中一段的起始端和 /或终止端), 与该槽侧壁上的该侧壁导电绕 组的起始端或终止端 (或者其中一段的起始端和 /或终止端)相连, 并且, 该 侧壁导电绕组的其中一段(如部分导线)还连 接到该印刷电路板的其它平面导 电层的与安装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁 变换的平面导电绕组的相同电 位部分, 形成与安装在该磁芯槽的磁芯配合进行电磁变 换的立体导电绕组。举 例来说, 该侧壁导电绕组与平面导电层的平面导电绕组 的连接方式, 可如图 4-a、 图 4-b、 图 4-c或图 4-d所示, 但不局限于此例。

当然,在实际应用中,各个侧壁导电绕组和各 平面导电层的导电绕组的连 接方式可能是上述举例方式的组合, 或者,侧壁导电绕组和各平面导电层的导 电绕组还可通过其它一种或多种连接方式组合 , 此处不再——赘述。

由上可见,本实施例中考虑到电源装置的 PCB4艮难通过增大平面导电层的 面积来降低导通阻抗, 因此在 PCB的磁芯槽的侧壁上, 设置用于与磁芯配合实 现电磁变换的侧壁导电绕组,以充分利用 PCB的侧面,扩展导电绕组设置空间, 可相对减少在 PCB平面导电层设置的导电绕组数量, 由于相对增加了 PCB的导 通截面积, 且绕组均位于表面, 相对减小了集肤效应的影响; 进而有利于相对 降低电源 PCB上的导电绕组的导通阻抗, 并且相对增大了散热面积大, 有利于 提高电源装置 PCB的散热效率。 并且,基于侧壁导电绕组和平面导电绕组的多 种连接方式, 可满足多种部 署场景的灵活需要; 可以实现 PCB立体式电气绕组, 同等 PCB层数实现更多匝 数及更多电气性能, 可提高开关变换器功率密度。 为便于更好的理解本发明实施例的技术方案, 下面主要以包括一个 4层板 的 PCB的电源装置的结构为例, 进行举例描述。 可以理解, 电源装置包括双层 板或其它层数板的 PCB的场景可以类推。

参见图 5, 本发明电源装置的另一个实施例, 可包括:

印刷电路板 100、 两对磁芯 201和 202、 半导体变换单元 301等。

其中,印刷电路板 100上开设有用于安装磁芯的磁芯槽,两对磁芯 201和 202 分别对扣在印刷电路板 100的磁芯槽上; 半导体变换单元 301焊接在(或者通过 其它电气连接方式) 印刷电路板 100上。

如图 5所示,磁芯 201和磁芯 202所安装的磁芯槽分别包括 3个磁芯槽(既有 中柱槽, 又有边柱槽), 侧壁导电绕组 102、 侧壁导电绕组 105和侧壁导电绕组 107分别设置于用于安装磁芯 202的磁芯槽的槽侧壁上。 其中, 侧壁导电绕组 102、 105和 107附着于该磁芯槽的槽侧壁的部分或全部表面 , 且该侧壁导电绕 组的侧表面(即平行于厚度方向的表面)凹陷 或者齐平于该磁性槽的槽口边缘。 本实施例中, 以在一对磁芯对应的磁芯槽的各槽侧壁上设置 侧壁导电绕组为 例, 可以理解的是, 在 ^艮多实际场景下也可在多个磁芯 (例如磁芯 201和 202 ) 对应的磁芯槽的槽侧壁上设置侧壁导电绕组。

印刷电路板 100包括四层平面导电层, 其中, L1和 L4为外层平面导电层与 平面隔离层的集合, L2和 L3为内层平面导电层与平面隔离层的集合。

参见图 6和图 7, 图 6为 L2平面导电层与平面隔离层的集合对应的平面 意 图, 图 7为 L3平面导电层与平面隔离层的集合对应的平面 意图。

其中, 印刷电路板的平面方向指平面导电层的延伸方 向, 印刷电路板的厚 度方向指各平面导电层叠加压合的方向。 设置磁芯槽的槽侧壁上的侧壁导电绕组 102并联作为一个立体导电绕组(为便 于描述, 可称之为第一立体导电绕组); 平面导电绕组 104和设置磁芯槽的槽侧 壁上的侧壁导电绕组 105等连接并联作为另一个立体导电绕组(可称 之为第二 立体导电绕组)。 又或者, 侧壁导电绕组 102和 105可与亦可分别独立为一匝导 电绕组, 而不与其它平面导电绕组串联或并联。

如图 7所示, 导电层 L3上的平面导电绕组 106可与侧壁导电绕组 107并联连 接作为一个立体导电绕组(为便于描述, 可称之为第三立体导电绕组)。 导电绕组 107与平面导电绕组 106串联连接; 或, 侧壁导电绕组 107亦可独立为 一个导电绕组。

平面导电绕组 103、 104和 106, 以及侧壁导电绕组 102、 105和 107, 共同组 成配合磁芯 202实现电磁变换的导电绕组。 可将第一立体导电绕组与第三立体导电绕组串 联等。

印刷电路板 100、磁芯 201和 202, 导电绕组、 以及半导体变换单元 301配合 实现能量从输入至输出的转换。

参见图 8 ~ 11 , 图 8 ~ 9为另一种连接关系下 L2中平面导电层对应的平面示 意图, 图 10 ~ 11为另一种连接关系下 L3中平面导电层对应的平面示意图。

其中, 相比于图 6 ~ 7, 图 8 ~ 10中还包括侧壁导电绕组 108, 侧壁导电绕组 108和导电过孔 401—起用于不同导电层的导电绕组的电气连接 ,如将第一立体 导电绕组与第三立体导电绕组串联; 侧壁导电连接 108亦可作为侧壁导电绕组 107的其中一段, 同时实现绕组功能与电气连接功能(图 8和图 10所示)。

如图 8 ~ 9所示,导电层 L2的导电绕组 103和 104,可分别与不同磁芯槽的侧 壁导电绕组 102、 105相连(串联或并联), 如图 10 ~ 11所示, 导电层 L3上的导 电绕组 106可与侧壁导电绕组 107连接(串联或并联)。导电过孔 401和侧壁导电 连接 108用于不同导电层的导电绕组的电气连接;侧 壁导电连接 108可作为侧壁 导电绕组的一部分。

导电绕组 103、 104和 106, 以及侧壁导电绕组 102、 105和 107等, 共同组成 配合磁芯 202实现电磁变换的导电绕组;

印刷电路板 100、磁芯 201和 202, 导电绕组、 以及半导体变换单元 301配合 实现能量从输入至输出的转换。 由上可见,本实施例中考虑到电源装置的 PCB4艮难通过增大平面导电层的 面积来降低导通阻抗, 因此在 PCB的磁芯槽的侧壁上, 设置用于与磁芯配合实 现电磁变换的侧壁导电绕组,以充分利用 PCB的侧面,扩展导电绕组设置空间, 可相对减少在 PCB平面导电层设置的导电绕组数量, 由于相对增加了 PCB的导 通截面积, 且绕组均位于表面, 相对减小了集肤效应的影响; 进而有利于相对 降低电源 PCB上的导电绕组的导通阻抗, 并且相对增大了散热面积大, 有利于 提高电源装置 PCB的散热效率。

并且,基于侧壁导电绕组和平面导电层的导电 绕组的多种连接方式, 可满 足多种部署场景的灵活需要; 可以实现 PCB立体式电气绕组, 同等 PCB层数实 现更多匝数及更多电气性能, 可提高开关变换器功率密度。 本发明实施例还提供一种 PCB绕组制作方法, 可包括: 在印刷电路板上需 设置侧壁导电绕组的磁芯槽的位置进行铣槽, 形成需要电镀的槽孔; 对该槽孔 的侧壁进行电镀, 形成侧壁导电绕组; 其中, 该侧壁导电绕组的侧表面 陷或 者齐平于该磁性槽的槽口边缘;该侧壁导电绕 组用于与安装在该磁芯槽的磁芯 配合进行电磁变换。

若该磁芯槽的边沿与该侧壁导电绕组完全重合 (即在磁芯槽的平面方向为 全覆盖), 则电镀后形成磁芯槽; 若磁芯槽的边沿与该侧壁导电绕组不完全重 合(即在磁芯槽的平面方向为不完全覆盖), 则对印刷电路板上的磁芯槽边沿 的非槽孔位置进行铣槽, 形成磁芯槽。

在一种应用场景下,侧壁导电绕组可以为独立 的导电绕组, 即该侧壁导电 组等) 串联或者并联。 或者, 可将侧壁导电绕组与印刷电路板的一个或多个 平 面导电层的导电绕组串联或并联(具体串联或 并联方式, 可与上述实施例中的 举例类似;), 形成一匝或多匝能够与安装在该磁芯槽的磁芯 配合进行电磁变换 立体导电绕组;

在另一种应用场景下, 可将侧壁导电绕组, 与该印刷电路板的一个平面导 电层的导电绕组串联或并联, 并且, 该侧壁导电绕组的其中一段还连接到该印 刷电路板的其它平面导电层的能够与安装在该 磁芯槽的磁芯配合进行电磁变 换导电绕组(可能包括平面导电绕组和侧壁导 电绕组)的相同电位部分, 实现 不同平面导电层的导电绕组的电气串联连接。

在进行电镀时,例如可在同一个磁芯槽的侧壁 电镀形成一段或多段侧壁导 电绕组。

当然, 实际应用中,各个侧壁导电绕组和各平面导电 层的导电绕组的连接 方式可能是上述举例方式的组合, 或者,侧壁导电绕组和各平面导电层的导电 绕组还可通过其它一种或多种连接方式组合, 此处不再——赘述。

为便于理解和实施, 下面举例说明一种包括四层 PCB的加工流程; 参见图 12 ~ 13, 图 12是本发明实施例提供的一种 PCB加工立体示意图; 图 13是本发明实施例提供的一种 PCB加工平面示意图, 主要如下:

L2-3内层加工主要包括: 开料→内层图形转移→内层蚀刻→氧化处理; L1-4外层加工主要包括: 压合(Ll~4层压合, PCB主体形成) →钻孔→铣 槽 1→化学铜→整板电镀→外层图形转移→图形 镀→ (铣槽 2 )→外层蚀刻→ 阻焊→表面处理→成型 (可包括铣槽 2 )。

其中, PCB加工过程中, 例如可通过电镀的方式在 PCB的磁性槽侧壁上形 成金属镀层, 再在该金属镀层上蚀刻形成侧壁导电绕组。

PCB加工过程增加两次铣槽工序;

铣槽 1主要包括: 在形成侧壁导电绕组对应的 PCB区域做开槽处理, 形成 侧壁导电绕组对应的需要电镀的槽孔, 露出需要电镀的位置, 同时露出内层导 电层的侧面, 使其电镀后可与侧壁导电绕组实现电气连接; 其中, 若该磁芯槽 的边沿(磁芯槽边沿可能为非闭合曲线或非闭 合曲线)与该侧壁导电绕组完全 重合(即在磁芯槽的平面方向为全覆盖), 则电镀后直接形成磁芯槽。

铣槽 2主要包括: 若磁芯槽的边沿 (磁芯槽边沿可能为非闭合曲线或非闭 合曲线) 与该侧壁导电绕组不完全重合(即在磁芯槽的 平面方向为不完全覆 盖), 则对印刷电路板上的磁芯槽边沿的非槽孔位置 进行铣槽 2,铣掉与非侧壁 导电绕组的其它部分, 形成磁芯槽。

在实际应用中, PCB加工过程中的图形电镀完成后, 侧壁导电绕组的侧表 面可以凹陷或者齐平于该 PCB的磁芯槽边缘, 避免铣槽 2时铣刀损伤该侧壁导 电绕组。 由上可见,本实施例中在印刷电路板上需设置 侧壁导电绕组的磁芯槽的对 应位置进行铣槽, 形成需要电镀的槽孔; 对该槽孔的侧壁进行电镀, 形成侧壁 导电绕组; 通过在磁性槽侧壁上电镀成形侧壁导电绕组, 可充分利用 PCB的侧 面, 这样可以相对减少在 PCB平面导电层设置的导电绕组数量, 并且由于扩展 了导电绕组设置空间, 相对增加了 PCB的导通面积, 可相对降低电源 PCB的导 通阻抗, 且相对增大了散热面积大, 也有利于提高电源装置 PCB的散热效率。

并且,基于侧壁导电绕组和平面导电层的导电 绕组的多种连接方式, 可满 足多种部署场景的灵活需要; 可以实现 PCB立体式电气绕组, 同等 PCB层数实 现更多匝数及更多电气性能, 可提高开关变换器功率密度。

需要说明的是, 对于前述的各方法实施例, 为了筒单描述, 故将其都表述 为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应 该知悉, 本发明并不受所描述的 动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤 可以采用其他顺序或者同时进行。 其次, 本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述 的实施例均属于优选实施 例, 所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须 的。

在上述实施例中, 对各个实施例的描述都各有侧重, 某个实施例中没 有详述的部分, 可以参见其他实施例的相关描述。

综上,本发明实施例中考虑到电源装置的 PCB4艮难通过增大平面导电层的 面积来降低导通阻抗, 因此在 PCB的磁芯槽的侧壁上, 设置用于与磁芯配合实 现电磁变换的侧壁导电绕组,以充分利用 PCB的侧面,扩展导电绕组设置空间, 可相对减少在 PCB平面导电层设置的导电绕组数量, 由于相对增加了 PCB的导 通截面积, 且绕组均位于表面, 相对减小了集肤效应的影响; 进而有利于相对 降低电源 PCB上的导电绕组的导通阻抗, 并且相对增大了散热面积大, 有利于 提高电源装置 PCB的散热效率。

并且,基于侧壁导电绕组和平面导电绕组的多 种连接方式, 可满足多种部 署场景的灵活需要; 可以实现 PCB立体式电气绕组, 同等 PCB层数实现更多 匝数及更多电气性能, 可提高开关变换器功率密度。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各 种方法中的全部或部分步 骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成, 该程序可以存储于一计算机可读 存储介质中, 存储介质可以包括: 只读存储器、 随机存储器、 磁盘或光盘等。 以上对本发明实施例所提供的电源装置及印刷 电路板绕阻制作方法进行 上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方 法及其核心思想; 同时,对于本 领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在 具体实施方式及应用范围上均会 有改变之处, 综上, 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。