[发明专利]变压器模块及功率模块

说明书

本申请提供一种变压器模块及功率模块，变压器模块包含第一金属绕组，箔绕于所述磁芯，包含形成于所述第一布线层的第一段绕组和形成于所述第二布线层的第二段绕组，所述第一段绕组的第一端通过第一连接件电性连接至第一引脚，所述第一段绕组的第二端通过第二连接件电性连接至第二引脚，所述第一连接件和第二连接件均穿过所述第一绝缘层，所述第二段绕组的第一端形成第三引脚，所述第一引脚和所述第三引脚均位于所述变压器模块的第一面，所述第二段绕组的第二端形成第四引脚，所述第二引脚和所述第四引脚均位于所述变压器模块的第二面，进而降低了引脚的损耗，并且变压器模块采用箔绕结构的绕组，从而达到绕组电流分布均匀的效果。

本案是申请号为2019110359206、申请日为2019年10月29日、以及 发明名称为“变压器模块及功率模块”的发明专利申请的分案。

其中，申请号为2019110359206、申请日为2019年10月29日、以及 发明名称为“变压器模块及功率模块”的发明专利申请，享有申请号为 2018113011746、申请日为2018年11月02日、以及发明名称为“变压器 模块及功率模块”的发明专利的优先权。

技术领域

本申请涉及变压器技术领域，尤其涉及一种变压器模块及功率模块。

背景技术

随着人类对智能生活要求的提升，社会对数据处理的需求日益旺盛。 全球在数据处理上的能耗，平均每年达到数千亿甚至数万亿度；而一个大 型数据中心的占地面积可以达到数万平方米。因此，高效率和高功率密度， 是这一产业健康发展的关键指标。

数据中心的关键单元是服务器，其主板通常由中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、芯片组(Chipsets)、内存等数据处理芯片和它 们的供电电源及必要外围组件组成。随着单位体积服务器处理能力的提升， 意味着这些处理芯片的数量、集成度也在提升，导致空间占用和功耗的提 升。因此，为这些芯片供电的电源(因为与数据处理芯片同在一块主板上， 又称主板电源)，就被期望有更高的效率，更高的功率密度和更小的体积， 来支持整个服务器乃至整个数据中心的节能和占地面积缩小的要求。为了 满足高功率密度的需求，电源的开关频率也越来越高，业界低压大电流电 源的开关频率基本都在1兆赫兹(Megahertz，MHz)。

针对低压大电流应用的变压器，大都采用多层印制电路板(Printed CircuitBoard，PCB)的方式实现，图1为现有技术提供的一种采用多层PCB方式的变压器侧视截面图，如图1所示，这种PCB金属绕组是水平 绕制的工艺，即，绕组是形成于PCB板上的平面(绕线层)，而PCB板 通常是套设于磁柱上，使得磁柱与PCB板垂直或接近垂直，从而磁柱与 形成于PCB板的各个绕组布线层均是垂直或接近垂直的。其中，受限于 要在布线层中形成绕组，假设形成于布线层的金属绕组平行于磁柱长度方 向的尺寸(布线厚度)为W，金属绕组垂直于磁柱长度方向的尺寸(例如 布线宽度)为H，一般而言，H和W满足如下关系：H10W，通常将这 种金属绕组绕制方式称为立绕结构金属绕组。即使通过过孔连接各个相互 平行的布线层，但因为主要布线的布线层均垂直于磁柱，且过孔垂直于布 线层，因此立绕时，过孔必然的和磁柱平行，使得单一的过孔几乎不会交 链磁通。内层布线层一般通过过孔连接到PCB的表层从而连接引脚，立 绕时过孔长度长，数量少，过孔带来的损耗大。同时，假设立绕结构金属 绕组在水平方向上是一个环，环的宽度是H，可以看到立绕结构下，对于 金属绕组形成的环，其中远离磁柱的外侧部分和靠近磁柱的内侧部分阻抗 会因为内外侧环周长度不一致等原因而不同，从而存在电流分配不均的问 题。