>[0150]当然，高横向导热载板更有利于横向热扩散。各单元特别是损耗较大，发热比较明显的单元，例如功率单元，其覆盖/包覆材料如果可以是高导热绝缘胶，则会有利于上下垂直的热扩散。如使用导热系数在lW/m.k以上的覆盖/包覆材料。可以在包覆材料中添加陶瓷颗粒来实现。如添加陶瓷颗粒的塑封料。
[0151]如图38，可以通过将各引脚140在侧面和上表面，扩大占用的面积，来实现更好的热交换能力。其覆盖面积，至少有一面占其所在单元所在面的30%以上，尤以50%以上为佳。此外，为了具备更好的扩散能力，引脚的平均厚度，应当在0.2mm以上，尤以0.3mm以上为佳。
[0152]图39和40则显示散热单元的安装方式。如图39，电绝缘的散热单元3910设置在功率单元120上，功率单元120设置在控制单元130上，控制单元130设置在主板110上；或者，如图40，电绝缘的散热单元4010设置在功率单元120与控制单元130的侧边。可以安装在组装后模块的上表面也可以安装在侧面。为避免影响电性能，该散热单元可以为电绝缘材料，如陶瓷。或者为导电材料，如铝、铜、石墨时，需要与引脚间有导热电绝缘材料，如陶瓷片等。散热单元均安装于焊盘或者引脚组合上方。为保证散热效果，散热单元与焊盘或者引脚组合之间的热阻应当小于5摄氏度/瓦。散热单元与焊盘或者引脚组合之间有绝缘材料。
[0153]其他优化实施例
[0154]在上述各实施例中，曾提到，可以通过多个功率单元堆叠来实现更大功率。这些功率单元通常会各自使用工作状态类似的磁性元件，如变压器或者电感。如图41，功率单元120的数量为多个且堆叠于控制单元130上，每一功率单元120中均设有磁芯(Core)4110及其绕组(Winding) 4120，换言之，各磁性元件拥有类似的绕组和类似的磁芯。而实际上，其堆叠接触部位的两个横向柱中的磁通是有机会量相当而方向相反的。因此，可以用图42的方法，即功率单元120各包括一平面变压器，两个平面变压器共用一个磁芯4210，这样就可以去掉堆叠接触部位的横向柱，既明显降低了高度，又减少了磁芯损耗，实现了效率和功率密度的双丰收。
[0155]更近一步的优化如图43所示。由于磁性元件通常有气隙4320，而气隙4320漏出的磁通通常会对附近的导体进行感应加热而产生损耗。可以通过在堆叠时共用磁芯4310，磁芯4310的气隙4320设置于功率单元120之间的堆叠间隙4330，就可以将气隙尽量避开导体，减少损耗。
[0156]以上所举实施例，功率单元与控制单元上下堆叠形成电源模块。事实上，该电源模块翻转90度后，即变成功率单元与控制单元左右堆叠，通过引脚进行彼此间以及彼此与主板间的电气连接，这种结构也能够得到很好的应用。因此，本发明功率单元与控制单元间不仅可以上下堆叠还可以在水平方向上进行左右堆叠。
[0157]综上，通过本发明所揭露的Quas1-Cascade器件、驱动优化、应用优化及封装优化，可用以提升电源变换器功率密度或者效率，可以获得与现有技术相比，更佳的电性能，高频性能与更高的可靠性。其可充分挖取器件的特性，采用封装方案后使用方便，非常有利于提高变换器功率密度或者效率。而本发明给出的具体驱动、应用、封装的实施方法，也非常可行有效。本发明非常适合用以提升电源变换器的整体性能和性价比。
[0158]虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种电源装置，其特征在于，包括: 控制单元与功率单元，堆叠设置且毗邻负载的位置，所述功率单元至少含一功率半导体器件，所述控制单元至少含一具备控制或者驱动能力的芯片；以及 引脚，电性连接所述控制单元和所述功率单元；所述控制单元用于控制所述功率单元，使所述功率单元供电给毗邻的所述负载。2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述控制单元与所述功率单元，堆叠设置设于主板上，所述主板还设有所述负载。3.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，还包括:焊盘，分布于所述功率单元的侧面和所述控制单元的侧面，与所述引脚电性连接。4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述引脚包括表面贴装引脚，分布于所述功率单元和所述控制单元的外表面并与所述焊盘电性连接。5.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述表面贴装引脚覆盖所述功率单元30%以上外表面积。6.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述引脚还包括直插引脚，所述直插引脚配合所述表面贴装引脚实现所述功率单元/所述控制单元与所述主板的电性连接。7.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述焊盘还分布于所述功率单元与焊盘所在侧面垂直的面。8.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元包括主功率单元部分和次功率单元部分，所述主功率单元部分的侧面分布所述焊盘，所述次功率单元部分堆叠于所述主功率单元部分。9.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元与所述负载位于主板的同一面，所述控制单元位于主板与所述功率单元相对的另一面。10.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述电源装置还包括一功率单元，所述两功率单元和所述控制单元相互之间堆叠设于主板，所述控制单元通过所述引脚控制所述两功率单元。11.根据权利要求10所述的电源装置，其特征在于，所述两功率单元分别为一第一级直流对直流变换器的功率单元和一第二级直流对直流变换器的功率单元；所述控制单元包括所述第一级直流对直流变换器的控制单元和所述第二级直流对直流变换器的控制单元。12.根据权利要求11所述的电源装置，其特征在于，所述第一级直流对直流变换器为隔离型直流对直流变换器；所述第二级直流对直流变换器为非隔离调整型直流对直流变换器。13.根据权利要求12所述的电源装置，其特征在于，所述非隔离调整型直流对直流变换器比所述隔离型直流对直流变换器靠近所述主板。14.根据权利要求11所述的电源装置，其特征在于，所述第一级直流对直流变换器为非隔离调整型直流对直流变换器；所述第二级直流对直流变换器为隔离非调整型直流对直流变换器。15.根据权利要求14，其特征在于，所述第一级直流对直流变换器为升降压电路。16.根据权利要求10所述的电源装置，其特征在于，所述两功率单元中一所述功率单元包括一第一级直流对直流变换器的功率单元和一第二级直流对直流变换器的功率单元。17.根据权利要求16所述的电源装置，其特征在于，所述第一级直流对直流变换器为隔离型直流对直流变换器，第二级直流对直流变换器为非隔离调整型直流变换器。18.根据权利要求17所述的电源装置，其特征在于，所述隔离型直流对直流变换器包括:隔离型变压器、若干原边开关管和副边开关管；所述非隔离调整型直流变换器为负载点降压直流变换器。19.根据权利要求18所述的电源装置，其特征在于，所述隔离变压器、副边开关管、用于隔离直流对直流变换器的输出电容器和负载点直流变换器设置于同一个所述功率单元。20.根据权利要求18所述的电源装置，其特征在于，所述原边开关管设置于所述控制单元，所述控制单元还包括原边开关管驱动电路、负载点直流变换器的控制驱动电路和控制芯片。21.根据权利要求20所述的电源装置，其特征在于，所述原边开关管位于靠近所述控制单元侧面的位置。22.根据权利要求10所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元之间、所述功率单元与所述控制单元之间填充有导热绝缘胶。23.根据权利要求10所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元与所述控制单元电性连接的引脚之间以及所述功率单元与所述功率单元电性连接的引脚之间填充有导电焊接材料。24.根据权利要求10所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元各包括一平面变压器，所述两个平面变压器共用一磁芯。25.根据权利要求24所述的电源装置，其特征在于，所述磁芯的气隙设置于所述功率单元之间的堆叠间隙。26.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元包括若干开关器件以及承载所述开关器件的载板和包覆所述开关器件的绝缘封料；所述开关器件分布于靠近所述焊盘的位置。27.根据权利要求26所述的电源装置，其特征在于，所述绝缘封料上设有配合所述引脚安装的凹部。28.根据权利要求26所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元还包括电感和电容，所述电感、所述电容及所述开关器件位于所述载板上靠近所述功率单元侧面的位置。29.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述焊盘包括一次侧群焊盘与二次侧群焊盘，所述一次侧群焊盘与所述二次侧群焊盘之间至少间隔一安规距离。30.根据权利要求29所述的电源装置，其特征在于，所述一次侧群焊盘包括第一信号焊盘与第一功率焊盘，所述第一功率焊盘的截面积大于所述第一信号焊盘的截面积。31.根据权利要求30所述的电源装置，其特征在于，所述二次侧群焊盘包括第二信号焊盘与第二功率焊盘，所述第二功率焊盘的截面积大于所述第二信号焊盘的截面积。32.根据权利要求31所述的电源装置，其特征在于，所述第二功率焊盘的数量多于所述第一功率焊盘的数量。33.一种电源装置，其特征在于，包括: 控制单元与功率单元，堆叠设置且毗邻设有数据处理芯片的负载的位置，所述功率单元至少含一功率半导体器件，所述控制单元至少含一具备控制或者驱动能力的芯片；以及 引脚，电性连接所述控制单元和所述功率单元；所述控制单元用于控制所述功率单元，使所述功率单元供电给毗邻的所述负载。34.根据权利要求33所述的电源装置，其特征在于，所述控制单元与所述功率单元，堆叠设置设于主板上，所述主板还设有所述数据处理芯片的所述负载。35.根据权利要求33所述的电源装置，其特征在于，还包括:焊盘，分布于所述功率单元的侧面和所述控制单元的侧面，与所述引脚电性连接。36.根据权利要求33所述的电源装置，其特征在于，所述电源输入操作最高电压高于20V, 所述功率单元包含: 至少一变压器，所述变压器含至少一原边和至少一副边； 至少一同步整流组合和一输出电容组合； 高频能量从所述原边传递至所述副边，并通过所述同步整流组合整流为直流后传递至所述输出电容整合。37.根据权利要求36所述的电源装置，其特征在于，所述控制单元由嵌入式工艺实现，厚度低于2毫米。38.根据权利要求37所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元为谐振型电路，操作频率高于IMHZ。39.根据权利要求37所述的电源装置，其特征在于，所述控制单元上方更堆叠一输入滤波器。40.根据权利要求33所述的电源装置，其特征在于，所述功率单元为一第一级直流对直流变换器；所述控制单元为和一第二级直流对直流变换器的功率单元。41.根据权利要求40所述的电源装置，其特征在于，所述第一级直流对直流变换器为非隔离调整型变换器；所述第二级直流对直流变换器为非调整隔离型变换器。42.根据权利要求40所述的电源装置，其特征在于，所述第一级直流对直流变换器为隔离型变换器；所述第二级直流对直流变换器为非隔离调整型变换器。43.根据权利要求33所述的电源装置，其特征在于，还包含至少一散热单元，该散热单元置于焊盘或者引脚组合上方，且与焊盘或者引脚间的热阻小于5摄氏度/瓦。44.根据权利要求43所述的电源装置，其特征在于，所述散热单元与焊盘或者引脚组合之间有绝缘材料。
【专利摘要】本发明提供一种电源装置，其包括主板、功率单元、控制单元、焊盘与引脚。控制单元与功率单元堆叠设置于主板上毗邻负载的位置；焊盘分布于功率单元的侧面和控制单元的侧面；引脚与焊盘电性连接且电性连接主板、控制单元和功率单元；控制单元用于控制功率单元，使功率单元供电给毗邻的负载。
【IPC分类】H05K7/20, H02M1/00
【公开号】CN105449987
【申请号】CN201410442972
【发明人】曾剑鸿, 言超, 忽培青
【申请人】台达电子工业股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年9月2日
【公告号】US20160062428