一種集成共模電感的模塊電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型公開了一種集成共模電感的模塊電源，特別是一種DC-DC高功率密度模塊電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件及超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，對(duì)大電流、低電壓，開關(guān)電源的需求也隨之大幅增加，因此提高開關(guān)頻率、減小電源小體積、提高電源模塊功率密度，成為DC-DC模塊電源工程師的首要問(wèn)題。而在提高了模塊電源開關(guān)頻率和減小模塊電源體積的同時(shí)，開關(guān)切割電感電流產(chǎn)生的噪音也相應(yīng)增加。
[0003]通常噪音分成兩類，電源正負(fù)兩端產(chǎn)生的噪音為差模噪音，在正負(fù)線和大地之間的噪音為共模噪音，差模噪音可以通過(guò)差模濾波器進(jìn)行衰減，而共模噪音則需要共模濾波器進(jìn)行衰減。
[0004]圖1示出了一個(gè)DC-DC模塊電源EMC前端濾波器的電路原理圖，I為共模濾波電路、2為差模濾波電路。所述的共模濾波電路中的LI為共模電感。
[0005]在傳統(tǒng)的共模電感的技術(shù)方法是如圖2-1、圖2-2所示的共模電感，采用一個(gè)環(huán)型高μ值磁芯上，用兩根絕緣漆包線同相位纏繞在磁環(huán)上。但是在高功率或高功率密度的模塊電源應(yīng)用中，因?yàn)槟K電源輸入或輸出上的電流非常大，達(dá)到幾安甚至幾十安的級(jí)別，這就造成了設(shè)計(jì)上出現(xiàn)以下困擾。
[0006]1、絕緣漆包線為滿足大電流，需要選擇很粗線徑，而這種粗線徑將導(dǎo)致在共模電感加工時(shí)，必須人工繞制，而且繞制非常困難，甚至無(wú)法繞制。
[0007]2、即使可以繞制的情況下，共模電感的體積也將變得非常龐大，最終會(huì)造成整個(gè)供電應(yīng)用系統(tǒng)的體積龐大。
[0008]3、這種采用繞制做成的共模電感是一種插件的器件，無(wú)法應(yīng)用在自動(dòng)化程度較高的SMT工藝中。
[0009]模塊電源工藝的發(fā)展
[0010]隨著通信、工控技術(shù)的發(fā)展，分布式供電系統(tǒng)被推廣應(yīng)用，產(chǎn)生了很多的DC-DC模塊電源的需求，而模塊電源的封裝技術(shù)也從以前的插件封裝到SMT、從陶瓷基板到鋁基板工藝、再到現(xiàn)在的多層PCB基板工藝。而現(xiàn)在多層PCB基板工藝是高功率密度模塊電源的主流。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種集成共模電感的模塊電源，本實(shí)用新型能克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。
[0012]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0013]一種集成共模電感的模塊電源，包括一組分立磁芯、一塊PCB，PCB上有一組共模繞組及開槽孔，開槽孔的形狀與分立磁芯相同，分立磁芯的中柱和邊柱分別從PCB的頂面和底面插入到所述的開槽孔內(nèi)。
[0014]所述一組分立磁芯包括兩個(gè)大小、形狀完全一樣的磁芯。
[0015]所述的分立磁芯的規(guī)格形狀可以是EE型磁芯、PQ型磁芯、RM型磁芯或ER型磁芯。
[0016]所述的一組磁芯為高磁導(dǎo)率磁芯。
[0017]所述的一組磁芯中柱不需要開氣隙。
[0018]所述的共模繞組為一組銅箔走線線圈。
[0019]所述的一組銅箔走線線圈為兩個(gè)走線方向相同和圈數(shù)相同線圈。
[0020]所述一組磁芯的邊柱和中柱通過(guò)磁芯膠進(jìn)行連接。
[0021]本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的應(yīng)用共模濾波技術(shù)的基礎(chǔ)上，將共模電感從高功率密度DC-DC模塊電源的外部集成到模塊電源內(nèi)部，充分利用高功率密度模塊電源采用的多層板技術(shù)，將多層PCB板的銅箔設(shè)計(jì)成共模電感的繞線線圈，將傳統(tǒng)的共模電感的磁環(huán)結(jié)構(gòu)的磁芯改成一般EE、ER、PQ、RM為代表的兩個(gè)分立磁芯。
[0022]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)勢(shì):
[0023]1、體積小。
[0024]2、組裝方便。
[0025]傳統(tǒng)的共模電感需要繞制粗大線徑的漆包線，由于粗大線徑的漆包線由于硬度高，不易彎曲，繞制過(guò)程中需要很大的力，而通常的所采用的鐵氧體磁芯的為易碎的材料，繞制過(guò)程的難度非常大。繞組成的電感還要經(jīng)過(guò)插件、波峰焊接等工序才能安裝在濾波板的PCB上。
[0026]而本實(shí)用新型里所述的共模繞組直接集成在模塊電源的PCB里，加工過(guò)程中只要將磁芯直接插入到PCB里，用磁芯膠粘合后就可以了。
[0027]1、集成在模塊電源內(nèi)部，可以提高功率密度模塊電源的EMI控制能力。為終端應(yīng)用EMC設(shè)計(jì)提高了便攜性。
[0028]2、集成了差模電感的功能
[0029]傳統(tǒng)的共模電感由于磁芯是圓環(huán)型規(guī)格，磁路是閉合的，漏感小。而本實(shí)用新型的共模電感是采用兩個(gè)分立的磁芯組合而成的，磁路間有非常小的氣隙，漏感相對(duì)會(huì)大。而共模電感的漏感由于是不相互耦合的，所以就等效形成了差模電感。所以本實(shí)用新型的共模電感技術(shù)其實(shí)是一個(gè)共模電感和差模電感組合的電感，其同時(shí)對(duì)共模噪音和差模噪音都有衰減能力。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電路圖；
[0031]圖2-1為現(xiàn)有技術(shù)共模電感的外形圖；
[0032]圖2-2為現(xiàn)有技術(shù)共模電感的外形圖；
[0033]圖3為本實(shí)用新型的外形圖；
[0034]圖4為本實(shí)用新型的組裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0036]實(shí)施例一
[0037]圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例一的一種集成共模電感的模塊電源外形圖。
[0038]所述的一種集成共模電感的模塊電源包括一組分立磁芯1、一塊多層PCB 4、及多層PCB上的一組共模繞組2及多層PCB上的三個(gè)開槽孔3。
[0039]所述一組分立磁芯I包括兩個(gè)大小、形狀完全一樣的磁芯，其規(guī)格形狀是EE形狀。
[0040]所述的一組磁芯I為高μ i值磁芯。
[0041]所述的一組磁芯I中柱不需要開氣隙。
[0042]所述的一塊多層PCB 4是模塊電源的基板，裝配著模塊電源上其它所有的器件。
[0043]所述的一塊多層PCB 4包涵一共模電感區(qū)域5。
[0044]所述的共模電感區(qū)域5內(nèi)包含一組銅箔走線線圈2。
[0045]所述的一組銅箔走線線圈5為兩個(gè)走線方向相同和圈數(shù)相同線圈。
[0046]所述的共模電感區(qū)域5內(nèi)的PCB上還包涵了三個(gè)開槽孔3。
[0047]所述的三個(gè)開槽孔3其尺寸大小對(duì)應(yīng)于所述的磁芯I的中柱和邊柱，比磁芯I的邊柱和中柱的尺寸稍大。
[0048]所述的一組磁芯I的中柱和邊柱分別從所述多層PCB4的頂面和底面插入到所述的三個(gè)開槽孔3內(nèi)。所述一組磁芯I的邊柱和中柱通過(guò)磁芯膠進(jìn)行連接。
[0049]有益效果在
【發(fā)明內(nèi)容】
里有敘述，在此不再贅述。
[0050]實(shí)施例二
[0051]與實(shí)施例一不同的是，一組分立磁芯為ER型磁芯，其他功能與安裝方法都與實(shí)施例一相同。
[0052]本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實(shí)用新型的故障回饋及處理電路還有其它的實(shí)施方式；比如將磁芯形狀改為PQ型磁芯、RM型磁芯等，本實(shí)用新型還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成共模電感的模塊電源，其特征在于:包括一組分立磁芯、一塊PCB，所述的PCB上有一組共模繞組及開槽孔；所述的開槽孔的形狀與分別與所述的分立磁芯中柱和邊柱形狀相同，所述的分立磁芯的中柱和邊柱分別從所述的PCB的頂面和底面插入到所述的開槽孔內(nèi)，并且通過(guò)磁芯膠進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成共模電感的模塊電源，其特征在于:所述的一組分立磁芯包括兩個(gè)大小、形狀完全一樣的磁芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種集成共模電感的模塊電源，其特征在于:所述的分立磁芯的形狀可以是EE型磁芯、PQ型磁芯、RM型磁芯或ER型磁芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集成共模電感的模塊電源，其特征在于:所述的一組分立磁芯為高磁導(dǎo)率磁芯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種集成共模電感的模塊電源，其特征在于:所述的一組磁芯中柱不需要開氣隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成共模電感的模塊電源，其特征在于:所述的共模繞組為一組銅箔走線線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種集成共模電感的模塊電源，其特征在于:所述的一組銅箔走線線圈為兩個(gè)走線方向相同和圈數(shù)相同線圈。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種集成共模電感的模塊電源，包括一組形狀和大小完全一樣的分立磁芯、一塊有開槽孔的PCB，所述的PCB上有一組共模繞組。所述的開槽孔的形狀與分立磁芯相同，所述的一組分立磁芯的中柱和邊柱分別從PCB的頂面和底面插入到所述的開槽孔內(nèi)。所述一組分立磁芯的邊柱和中柱通過(guò)磁芯膠進(jìn)行連接。本實(shí)用新型集成了共模電感在模塊電源內(nèi)部，可以提高功率密度模塊電源的EMI控制能力。為終端應(yīng)用EMC設(shè)計(jì)提高了便攜性。具有體積小、組裝方面的有點(diǎn)。
【IPC分類】H02M3-00, H01F27-24, H02M1-44, H01F27-28
【公開號(hào)】CN204578360
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520288994
【發(fā)明人】李紹兵
【申請(qǐng)人】廣州金升陽(yáng)科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日