本发明涉及一种电源模块，尤指一种电源模块及其组装结构与其组装方法。
背景技术：
车载电源，又名电源变换器(powerconverter)，是一种用于汽车上的电源转换装置(powerconvertingdevice)。这类电源转换装置内包含数个功率器件，用以实现将外部电源转换汽车上所用到的各个电压等级的交/直流电源。在车载电源中，当这些功率器件处于工作状态时都会产生大量的热量，因此必须采取有效的热设计来将功率器件产生的热量消散掉，以避免因热量的累积而影响整体的操作性能，对于功率器件而言，常以直插式器件成排焊接在一印刷电路板上，然后再压紧到散热壳体上，才能确保车载电源安全可靠地运作。另外功率器件在车载电源中占用的面积比较大，使得车载电源的整体体积比较大，进而使得车载电源的功率密度较低。
传统车载电源中的功率器件透过螺丝直接穿设于功率器件上的螺孔而将其压紧贴附于散热壳体上。然而由于车载电源上大量使用功率器件，并且采取密集设置，若以螺丝穿设于功率器件上的螺丝孔的方式将功率器件安装到散热壳体上，必须耗费大量人工，且容易造成功率器件损坏，导致车载电源出现严重故障。此外，直接以弹性钢片将功率器件夹固于散热壳体上的方式，则必须考虑弹性钢片的锁固螺丝会带来功率密度无法有效提升的问题。
尽管电源模块对效率及功率密度的需求水平日渐提升，现有的电源模块的组装结构仍无法满足其需求。因此，如何发展一种电源模块及其组装结构与组装方法来解决现有技术所面临的问题，实为本领域极需面对的课题。
因此如何发展一种既可以解决功率器件散热，同时减少功率器件在车载电源中占用的面积且固定功率器件的问题，是目前本领域亟待解决的课题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种电源模块及其组装结构与组装方法。通过优化功率器件的组装结构，使功率器件的装配固定简单可靠，同时增强对功率器件的散热能力，并减小电源模块的整体体积以及提升电源模块的整体功率密度。
本发明的另一目的在于提供一种电源模块及其组装结构与组装方法。藉由将功率器件的固定结构预先设置于壳体，简化其装配固定的流程，进而达到节省人工、降低生产成本以及提升组装结构可靠性的目的。
本发明的再一目的在于提供一种电源模块及其组装结构与组装方法。预先设置固定结构在壳体上，待功率器件置于该固定结构与壳体之间后将固定结构锁紧于壳体上并使得固定结构靠压功率器件，有效减少整体电源模块的体积以及提高功率器件散热能力，进而达到提升电源模块整体功率密度的目的。
为达到前述目的，本发明提供一种电源模块的组装结构。其组装结构包括壳体、至少一弹片组件、电路基板、至少一功率器件以及至少一锁紧组件。壳体具有至少一第一散热面以及一安装面。弹片组件预先设置于壳体的安装面上，且邻设于第一散热面，并且与第一散热面组配形成一容置空间。电路基板装配于壳体。功率器件插设于电路基板，且位于容置空间中。锁紧组件包括一锁紧部和一固定部。固定部设置于壳体的安装面内。当将锁紧部锁入固定部且锁紧于固定部时会压抵弹片组件，以使弹片组件靠压功率器件，使功率器件贴合于第一散热面且夹固于该弹片组件和该第一散热面之间。
于一实施例中，其中弹片组件包括一基部与一施压手指，基部包括至少一穿孔，施压手指与基部连接，其中于锁紧部透过穿孔锁入固定部时，将弹片组件的基部预锁于壳体的安装面上，基部与壳体的安装面成一第一预设角度；其中于锁紧部锁紧于固定部时，将基部锁固且压抵于壳体的安装面上，基部带动施压手指靠压功率器件的一第一面，使功率器件的一第二面与第一散热面贴合，且使功率器件夹固于第一散热面和弹片组件的施压手指之间。
于一实施例中，壳体更包括一定位槽，定位槽设置在壳体的安装面上且邻设于第一散热面，其中弹片组件更具有一定位支撑部，自基部向外延伸，且远离施压手指，其中于锁紧部透过穿孔锁入固定部时，将弹片组件的基部预锁于壳体的安装面上，并且定位支撑部的部分容置于定位槽内，定位支撑部支撑基部，使基部与壳体的安装面成第一预设角度，以及于锁紧部锁紧于固定部时，将基部锁固且压抵于壳体的安装面上，定位槽与定位支撑部相配合以导引基部贴近壳体的安装面。
于一实施例中，基部更具有一卷缘，相对于施压手指而设置，其中于锁紧部透过穿孔锁入固定部时，将弹片组件的基部预锁于壳体的安装面上，基部透过卷缘与壳体的安装面接触，且于锁紧部锁紧于固定部时，将基部锁固且压抵于壳体的安装面上时，基部的卷缘沿壳体的安装面滑动，使基部贴近壳体的安装面。
于一实施例中，弹片组件的施压手指与基部彼此连接并构成一l字形。
于一实施例中，电路基板更包括至少一开口，开口位于锁紧部的上方，且通过开口将锁紧部锁紧于固定部。
于一实施例中，弹片组件包括一基部、一施压手指以及一插置部，基部连接于施压手指与插置部之间，其中壳体更包括至少一容置槽，容置槽设置于壳体的安装面内且邻设于第一散热面，弹片组件的插置部自基部与施压手指相连侧的另一侧向下延伸且当插置部插入容置槽内时，基部与壳体的安装面成一第二预设角度；其中于锁紧部锁紧于固定部时，将基部锁固且压抵于壳体的安装面上，基部带动施压手指靠压功率器件的一第一面，使功率器件的一第二面与壳体的第一散热面贴合，且使功率器件夹固于第一散热面和弹片组件的施压手指之间。
于一实施例中，弹片组件的施压手指、基部与插置部彼此连接并构成一z字形。
于一实施例中，锁紧部为一螺栓，固定部为一螺母，其中螺母嵌在壳体的安装面内。
于一实施例中，壳体更包括一第二散热面，于功率器件夹固于弹片组件和第一散热面之间时，第二散热面与电路基板的一第一表面彼此贴合。
于一实施例中，电路基板更包括至少一第二功率器件，第二功率器件焊接于与第一表面相对的一第二表面。
于一实施例中，壳体更包括一散热单元，与第一散热面热交换。
于一实施例中，壳体更包括一散热单元，与第一散热面和第二散热面热交换。
于一实施例中，功率器件为一直插式功率器件。
于一实施例中，功率器件为一功率晶体管。
于一实施例中，功率器件还包括一帽套，帽套套设于功率器件本体之外。
为达到前述目的，本发明提供一种电源模块的组装方法。其包括步骤：(a)提供一壳体及至少一弹片组件，其中壳体具有至少一第一散热面以及一安装面，弹片组件预先设置于壳体的安装面上且邻设于第一散热面，并且与散热面组配形成一容置空间；(b)提供一电路基板及至少一功率器件，其中功率器件插设于电路基板；(c)将电路基板组配至壳体，且将功率器件置入容置空间；以及(d)提供一具有锁紧部和固定部的锁紧组件，固定部设置于壳体的安装面内，当将该锁紧部锁入且锁紧于该固定部时会压抵弹片组件，以使弹片组件靠压功率器件，使功率器件贴合于第一散热面且夹固于该弹片组件和该第一散热面之间。
于一实施例中，弹片组件包括一基部及一施压手指，基部具有至少一穿孔，施压手指与基部彼此相互连接且施压手指邻近第一散热面，其中步骤(a)更包括步骤(a1)透过穿孔将锁紧部锁入固定部，使弹片组件的基部预锁于壳体的安装面上，且使基部与壳体的安装面成一第一预设角度。
于一实施例中，步骤(d)更包括步骤(d1)锁紧锁紧部于固定部，使基部锁固且压抵于壳体的安装面上，使基部带动施压手指靠压功率器件的一第一面，功率器件的一第二面与壳体的第一散热面贴合，且使功率器件夹固于第一散热面和弹片组件的施压手指之间。
于一实施例中，电路基板更包括至少一开口，开口位于锁紧部的上方，其中步骤(d1)透过开口锁紧锁部于固定部。
于一实施例中，壳体更包括一定位槽，定位槽设置在壳体的安装面上且邻设于第一散热面，其中弹片组件更具有一定位支撑部，自基部向外延伸，且远离施压手指，其中步骤(a1)更包括步骤(a0)将定位支撑部的部分容置于定位槽内，使定位支撑部支撑基部。
于一实施例中，基部更具有一卷缘，相对于施压手指而设置，其中該步驟(d)中更包括步骤(d1)將锁紧部透过穿孔锁入固定部，使弹片组件的基部预锁于壳体的安装面上，且基部透过卷缘与壳体的安装面接触，以及步骤(d2)锁紧锁紧部于固定部，使基部锁固且压抵于壳体的安装面，基部的卷缘沿壳体的安装面滑动，且基部贴近壳体的安装面。
于一实施例中，弹片组件包括一基部、一施压手指以及一插置部，基部连接于施压手指与插置部之间，其中壳体更包括一容置槽，容置槽设置于壳体的安装面内且邻设于第一散热面，弹片组件的插置部自基部与施压手指相连侧的另一侧向下延伸，其中步骤(a)更包括步骤(a2)将插置部插入壳体的容置槽内，基部与壳体的安装面成一第二预设角度。
于一实施例中，步骤(d)更包括步骤(d2)锁紧锁紧部于固定部，将基部锁固且压抵于壳体的安装面上，基部带动施压手指靠压功率器件的一第一面，使功率器件的一第二面与壳体的第一散热面贴合，且使功率器件夹固于第一散热面和弹片组件的施压手指之间。
为达到前述目的，本发明提供一种电源模块。电源模块包括壳体、至少一弹片组件、电路基板、至少一磁性组件、至少一功率器件以及至少一锁紧组件。壳体具有一基座和一立体结构，基座具有至少一安装面，立体结构设置在基座上，立体结构具有一第一凹槽和四个侧壁，其中至少一侧壁的外表面为一第一散热面，且第一散热面所对应的侧壁的底面与安装面连接。至少一弹片组件预先设置于安装面上，且邻设于第一散热面，并且与第一散热面组配形成一容置空间。电路基板装配于壳体。至少一磁性组件容置于第一凹槽内，且电连接至电路基板。至少一功率器件插设于电路基板，且位于容置空间中。至少一锁紧组件包括一锁紧部和一固定部，固定部设置于安装面内，当将锁紧部锁入固定部且锁紧于固定部时会压抵弹片组件，以使弹片组件靠压功率器件，使功率器件贴合于第一散热面且夹固于弹片组件和第一散热面之间。
于一实施例中，立体结构更包括一第二散热面，于功率器件夹固于弹片组件和第一散热面之间时，第二散热面与电路基板的一第一表面彼此贴合。
于一实施例中，电路基板更包括至少一第二功率器件，第二功率器件焊接于与第一表面相对的一第二表面。
于一实施例中，第二散热面为至少一侧壁的上表面。
于一实施例中，电源模块更包括一电磁滤波单元，壳体还包括第二凹槽，电磁滤波单元容置在第二凹槽内，且电连接至电路基板。
于一实施例中，磁性组件包括一变压器，容置于第一凹槽内，且电连接至电路基板。
于一实施例中，功率器件以及第二功率器件分别为一副边功率器件以及一原边功率器件。
于一实施例中，壳体更包括一散热单元，散热单元包括一液冷腔体与一流体管道，且散热单元与立体结构热耦合。
于一实施例中，功率器件与第二功率器件为一功率晶体管。
于一实施例中，弹片组件包括一基部与一施压手指，基部包括至少一穿孔，施压手指与基部连接，其中于锁紧部透过穿孔锁入固定部时，将弹片组件的基部预锁于安装面上，基部与安装面成一第一预设角度；其中于锁紧部锁紧于固定部时，将基部锁固且压抵于安装面上，基部带动施压手指靠压功率器件的一第一面，使功率器件的一第二面与第一散热面贴合，且使功率器件夹固于第一散热面和弹片组件的施压手指之间。
于一实施例中，壳体更包括一定位槽，定位槽设置在安装面上且邻设于第一散热面，其中弹片组件更具有一定位支撑部，自基部向外延伸，且远离施压手指，其中于锁紧部透过穿孔锁入固定部时，将弹片组件的基部预锁于安装面上，并且定位支撑部的部分容置于定位槽内，定位支撑部支撑基部，使基部与安装面成第一预设角度，以及于锁紧部锁紧于固定部时，将基部锁固且压抵于安装面上，定位槽与定位支撑部相配合以导引基部贴近安装面。
于一实施例中，基部更具有一卷缘，相对于施压手指而设置，其中于锁紧部透过穿孔锁入固定部时，将弹片组件的基部预锁于安装面上，基部透过卷缘与安装面接触，且于锁紧部锁紧于固定部时，将基部锁固且压抵于安装面上时，基部的卷缘沿安装面滑动，使基部贴近安装面。
于一实施例中，弹片组件的施压手指与基部彼此连接并构成一l字形。
于一实施例中，电路基板更包括至少一开口，开口位于锁紧部的上方，且通过开口将锁紧部锁紧于固定部。
于一实施例中，弹片组件包括一基部、一施压手指以及一插置部，基部连接于施压手指与插置部之间，其中基座更包括至少一容置槽，容置槽设置于安装面内且邻设于第一散热面，弹片组件的插置部自基部与施压手指相连侧的另一侧向下延伸，且当插置部插入容置槽内时，基部与安装面成一第二预设角度；其中于锁紧部锁紧于固定部时，将基部锁固且压抵于安装面上，基部带动施压手指靠压功率器件的一第一面，使功率器件的一第二面与第一散热面贴合，且使功率器件夹固于第一散热面和弹片组件的施压手指之间。
于一实施例中，弹片组件的施压手指、基部与插置部彼此连接并构成一z字形。
附图说明
图1为揭示本发明第一较佳实施例的电源模块的组装结构的结构分解图。
图2为揭示图1的侧视图。
图3为揭示本发明第一较佳实施例中弹片组件预先设置于壳体的示意图。
图4为揭示图3的侧视图。
图5为揭示本发明第一较佳实施例中功率器件位于容置空间的示意图。
图6为揭示图5的侧视图。
图7为揭示本发明第一较佳实施例中弹片组件夹固功率器件的示意图。
图8为揭示图7的侧视图。
图9为揭示本发明较佳实施例的电源模块的组装方法的步骤流程图。
图10为揭示本发明第一较佳实施例的弹片组件的结构。
图11为揭示本发明另一较佳实施态样的弹片组件的结构。
图12为揭示本发明第二较佳实施例的电源模块的组装结构的部分结构分解图。
图13为揭示本发明第二较佳实施例的弹片组件的结构。
图14为揭示本发明第二较佳实例中弹片组件预先设置于壳体的示意图。
图15为揭示本发明第二较佳实施例中功率器件位于容置空间的示意图。
图16为揭示图15的侧视图。
图17为揭示本发明第二较佳实施例中弹片组件夹固功率器件的示意图。
图18为揭示图17的侧视图。
图19为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块分解图。
图20为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的另一视角分解图。
图21为揭示图19的电源模块的侧视图。
图22为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的第一组装阶段的结构示意图。
图23为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的第二组装阶段的结构示意图。
图24为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的第三组装阶段的结构示意图。
图25为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的第四组装阶段的结构示意图。
图26为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的第四组装阶段的另一视角结构示意图。
图27为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的第五组装阶段的结构示意图。
图28为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的第六组装阶段的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、1a：电源模块的组装结构
1b：电源模块
2：壳体
2a：基座
2b：立体结构
20：插件
21a：侧壁
21：第一散热面
22：安装面
23：定位槽
24：第二散热面
25：散热单元
251：液冷腔体
252：上盖
253：流体管道
26：安装孔
27：容置槽
28：第一凹槽
29：第二凹槽
3、3a：弹片组件
31：基部
32：施压手指
33：穿孔
34：定位支撑部
35：卷缘
36：插置部
4：电路基板
41：第一表面
42：第二表面
43：第二功率器件
44：紧固件
45：开口
46：电子组件
47：变压器
5：功率器件
51：第一面
52：第二面
53：帽套
6：锁紧组件
61：锁紧部
62:固定部
7：容置空间
8：电磁滤波单元
9：壳盖
s1～s4：步骤
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上为当作说明之用，而非用于限制本发明。
图1为揭示本发明第一较佳实施例的电源模块的组装结构的结构分解图。图2为揭示图1的侧视图。首先，如图1及图2所示，本发明的电源模块的组装结构1(于后简称电源模块或组装结构)包括壳体2、至少一弹片组件3、电路基板4、至少一功率器件5以及至少一锁紧组件6。壳体2具有至少一第一散热面21以及安裝面22。电路基板4装配于壳体2。功率器件5插设于电路基板4，更可通过例如但不限于焊接的方式将功率器件5焊接到电路基板4的第一表面41上，其中功率器件5可例如是但不限于一功率晶体管。锁紧组件6包括锁紧部61和固定部62，固定部62设置在壳体2的安装面22内。于本实施例中，弹片组件3包括一基部31与一施压手指32，基部31包括至少一穿孔33，施压手指32与基部31连接且呈一特定角度。于本实施例中，弹片组件3的施压手指32与基部31彼此连接并构成一l字形，即基部31与施压手指32约略呈直角，惟此非限制本发明技术的必要特征，任何基部31与施压手指32呈特定角度且维持弹性力的弹片组件3均可适用于本发明的组装结构1，本发明并不受限于此。
图3为揭示本发明第一较佳实施例中弹片组件预先设置于壳体的示意图。图4为揭示图3的侧视图。如图3及图4所示，弹片组件3预先设置于壳体2的安装面22上，且邻设于第一散热面21，并且与第一散热面21组配形成一容置空间7。于本实施例中，锁紧组件6的锁紧部61透过穿孔33锁入固定部62，将弹片组件3的基部31预锁于壳体2的安装面22上，且使基部31与壳体2的安装面22成第一预设角度，并保持弹片组件3的弹性。图5为揭示本发明第一较佳实施例中功率器件位于容置空间的示意图。图6为揭示图5的侧视图。如图5及图6所示，功率器件5可容置于容置空间7中。图7为揭示本发明第一较佳实施例中弹片组件夹固功率器件的示意图。图8为揭示图7的侧视图。如图7及图8所示，透过穿孔33将弹片组件3预锁于壳体2的安装面22上的锁紧组件6可进一步被调整，即锁紧部61锁紧于固定部62，使锁紧部61压抵弹片组件3的基部31，而将基部31锁固且压抵于壳体2的安装面22上，使弹片组件3的基部31带动施压手指32靠压功率器件5的一第一面51，功率器件5的一第二面52与第一散热面21贴合，且使功率器件5夹固于壳体2的第一散热面21和弹片组件3的施压手指32之间。功率器件5的安装固定可以降低其在电源模块的组装结构中所占的空间，因而减小整个电源模块的组装结构的体积，提高功率密度；另外功率器件5直接被固定到第一散热面21上，既起到很好地固定效果，又起到很好地散热效果。
根据前述电源模块的组装结构1，本发明更同时提供一种电源模块的组装方法。图9为揭示本发明较佳实施例的电源模块的组装方法的步骤流程图。如图1至图9可知，本发明组装方法首先提供一壳体2及至少一弹片组件3，如图9步骤s1所示。其中壳体2具有至少一第一散热面21以及一安装面22，弹片组件3预先设置于壳体2的安装面22上且邻设于第一散热面21，并且与第一散热面21组配形成一容置空间7(请参考图3及图4)。于本实施例中，弹片组件3利用锁紧组件透过穿孔33而预锁于壳体2的安装面22上，且使弹片组件3的基部31与壳体2的安装面22成第一预设角度。另一方面，组装结构1中亦提供一电路基板4及至少一功率器件5，如图9步骤s2所示。其中功率器件5插设于电路基板4(请参考图1及图2)。接着，如图9步骤s3所示，将电路基板4组配至壳体2，且将功率器件5置入容置空间7(请参考图5及图6)。最后，如图9步骤s4所示，提供具有锁紧部61和固定部62的锁紧组件6，固定部62设置于壳体2的安装面22内，当锁紧部61锁入且锁紧于固定部62时会压抵弹片组件3，以使弹片组件3靠压功率器件5，使功率器件5贴合于第一散热面21且夹固于弹片组件3和第一散热面21之间。于本实施例中，预设于壳体2的锁紧组件调整时，即，当锁紧部61锁紧于固定部62时，可使锁紧部61透过穿孔33将基部31锁固且压抵于壳体2的安装面22，使基部31带动施压手指32靠压功率器件5的一第一面51，功率器件5的一第二面52与壳体2的第一散热面21贴合，且使功率器件5夹固于壳体2的第一散热面21和弹片组件3的施压手指32之间。
具体而言，于本实施例中，锁紧部61可例如是但不限于一螺栓，固定部62可例如是但不限于螺母，例如，螺母嵌入在安装面22内。壳体2的安装面22内设置有固定部62，使锁紧部61可预先锁入于壳体2的固定部62内，同时该锁紧部61透过穿孔33将弹片组件3预锁于壳体2的安装面22上，且使弹片组件3的基部31与壳体2的安装面22成第一预设角度。此外，图10更揭示本发明第一较佳实施例的弹片组件的结构。如图1至图8及图10所示，于本实施例中，壳体2更包括一定位槽23，定位槽23设置在壳体2的安装面22上且邻设于第一散热面21，其中弹片组件3更具有一定位支撑部34，自基部31向外延伸，且远离施压手指32。其中定位支撑部34的前端部分容置于壳体2的定位槽23内，且由定位支撑部34支撑基部31，起到定位的作用。于锁紧部61透过穿孔33锁入固定部62时，将弹片组件3的基部31预锁于壳体2的安装面22上时，定位支撑部34的部分容置于定位槽23内，定位支撑部34支撑基部31，使基部31与壳体2的安装面22成第一预设角度(请参考图3及图4)，此时将功率器件5置入容置空间7，功率器件5不会受到弹片组件3的施压手指32的挤压。另一方面，于锁紧部61透过穿孔33将基部31锁固且压抵于壳体2的安装面22上时，定位槽23与定位支撑部34相配合以导引基部31贴近壳体2的安装面22，使基部31平顺地锁固且压抵于壳体2的安装面22，此时，定位支撑部34被压溃(需要说明的是，定位支撑部34还是与基部31连接且定位支撑部34的部分还是容置在定位槽23内)，弹片组件3的施压手指32靠压功率器件5的第一面51，使得功率器件5的第二面52与第一散热面21贴合，且使功率器件5夹固在第一散热面21和施压手指32之间。于另一实施例中，基部31更具有一卷缘35，相对于施压手指32而设置。其中于锁紧部61透过穿孔33锁入固定部62时，将弹片组件3的基部31预锁于壳体2的安装面22上时，基部31透过卷缘35与壳体2的安装面22接触，且于锁紧部61锁紧于固定部62时，将基部31锁固且压抵于壳体2的安装面22上时，基部31的卷缘35沿壳体2的安装面22滑动，使基部31贴近壳体2的安装面22。于锁紧部61锁紧于固定部62时，基部31的卷缘35会远离第一散热面21的方向滑动，使得基部31在滑动过程中不会被卡住，及避免基部31在滑动过程中刮坏壳体2的安装面22。
此外，再请参阅图1及图2，于本实施例中，壳体2更包括一第二散热面24，于功率器件5夹固于壳体2上时，第二散热面24与电路基板4的一第一表面41彼此贴合。其中该电路基板4更包括至少一第二功率器件43，且第二功率器件43焊接于与第一表面41相对的一第二表面42且相对于壳体2的第二散热面24，其中第二功率器件43可以为功率晶体管。于本实施例中，第二功率器件43可例如是但不限于贴片式功率器件。具体而言，壳体2更包括一散热单元25，与第一散热面21热交换，当然也与第二散热面24进行热交换；于功率器件5贴合于第一散热面21，以及贴片式率器件43透过电路基板4相对焊接于第二散热面24时，散热单元25提供散热功能，以有效逸散功率器件5及贴片式功率器件43所产生的热量。于本实施例中，功率器件5可例如是但不限于to247型的直插式功率晶体管。应强调的是，壳体2的第一散热面21与第二散热面24均可视功率器件5及贴片式功率器件43设置于电路基板4的位置及数量而调变。于本实施例中，功率器件5还包括帽套53，套设在功率器件5本体之外，当弹片组件3的施压手指32靠压功率器件5时，该帽套53会被靠压变形且对功率器件5起保护作用。于其他实施例中，电路基板4更可透过紧固件44锁固于壳体2的安装孔26，亦即，将电路基板4固定安装到壳体2上。值得注意的是，于本实施例中，电路基板4更包括至少一开口45，开口45位于锁紧部61的上方。电路基板4固定安装在壳体2上，此时功率器件5被置于容置空间7内，再通过开口45去调整锁紧部61以便于将锁紧部61锁紧于固定部62内，功率器件5被夹固于弹片组件3和第一散热面21之间。即便电路基板4设置有其他电子组件46，且于电路基板4装配于壳体2时可能会遮蔽弹片组件3，锁紧部61均可透过开口45而调整，使弹片组件3靠压功率器件5，且使功率器件5夹固于壳体2的第一散热面21和弹片组件3之间。在其他实施例中，通过开口45也可以去调整锁紧部61以便于将锁紧部61从固定部62内取下，便于将电路基板4从机壳2上取下，使得电源模块的组装结构的安装和拆卸更加灵活和便捷。另一方面，本实施例中，每一弹片组件3具有多个施压手指32以对应靠压多个功率器件5，如图1至图8及图10均利用单一弹片组件3来靠压夹固4个并排设置的功率器件5。当然，于其他实施例中，弹片组件3对应功率器件5的数量可视实际需求而调变。图11为揭示本发明另一较佳实施态样的弹片组件的结构。其中单一弹片组件3可靠压夹固2个并排设置的功率器件5，则功率器件5插设于电路基板4的布局更具调变性。当然，弹片组件3对应功率器件5的数量非限制本发明技术特征的必要条件，于此便不再赘述。
图12至图18为揭示本发明第二较佳实施例的电源模块的组装结构。于本实施例中，组装结构1a与图1至图8所示的组装结构1相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1至图8所示的组装结构1，本实施例的壳体2更包括至少一容置槽27，容置槽27设置在壳体2的安装面22内且邻设于第一散热面21。另一方面，图13为揭示本发明第二较佳实施例的弹片组件的结构。不同于图1至图8所示的弹片组件3，本实施例的弹片组件3a包括一基部31、一施压手指32以及一插置部36，基部31连接于施压手指32与插置部36之间。具体而言，弹片组件3a的施压手指32、基部31与插置部36彼此连接并构成一z字形，且基部31与施压手指32约略呈锐角，以使弹片组件3a提供所需的弹性力，惟此非限制本发明技术的必要特征，任何基部31与施压手指32呈特定角度而提供弹性力的弹片组件3a均可适用于本发明的组装结构1a，本发明并不受限于此。
图12为揭示本发明第二较佳实施例的电源模块的组装结构的部分结构分解图。图13为揭示本发明第二较佳实施例的弹片组件的结构。图14为揭示本发明第二较佳实例中弹片组件预先设置于壳体的示意图。图15为揭示本发明第二较佳实施例中功率器件位于容置空间的示意图。图16为揭示图15的侧视图。如图12至图16所示，于本实施例中，弹片组件3a的插置部36自基部31与施压手指32相连侧的另一侧向下延伸且容置于壳体2的容置槽27。基部31与壳体2的安装面22成第二预设角度。功率器件5可容置于容置空间7中。图17为揭示本发明第二较佳实施例中弹片组件夹固功率器件的示意图。图18为揭示图17的侧视图。如图17及图18所示，壳体2的安装面22内设置有固定部62，当锁紧部61锁紧于固定部62时，基部31被锁固且压低壳体2的安装面22上，再由基部31带动施压手指32靠压功率器件5的一第一面51，使功率器件5的一第二面52与壳体2的第一散热面21贴合，且使功率器件5夹固于壳体2的第一散热面21和施压手指32之间。
同样地，根据前述电源模块的组装结构1a，本发明亦同时提供一种电源模块的组装方法。如图9及图12至图18可知，本发明组装方法首先提供一壳体2及至少一弹片组件3a，如图9步骤s1所示。其中壳体2具有至少一第一散热面21，弹片组件3a预先设置于壳体2的安装面22上且邻设于第一散热面21，并且与第一散热面21组配形成一容置空间7(请参考图14)。于本实施例中，弹片组件3a的插置部36自基部31与施压手指32相连侧的另一侧向下延伸且容置于壳体2的容置槽27内，该基部31与壳体2的安装面22成第二预设角度，功率器件5不会被弹片组件3a的施压手指32挤压。另一方面，组装结构1a中亦提供一电路基板4及至少一功率器件5，如图9步骤s2所示。其中功率器件5插设于电路基板4(请参考图1及图2)，且更通过例如但不限于焊接的方式将功率器件5焊接到电路基板4的第一表面41上。接着，如图9步骤s3所示，将电路基板4组配至壳体2，且将功率器件5置入容置空间7(请参考图15及图16)。最后，如图9步骤s4所示，提供一锁紧部61，且锁紧部61锁紧于固定部62，将基部31锁固且压低于壳体2的安装面22上，基部31带动施压手指32靠压功率器件5的一第一面51，使功率器件5的一第二面52与壳体2的第一散热面21贴合，且使功率器件5夹固于壳体2的第一散热面21和施压手指32之间。
值得注意的是，前述实施例中的弹片组件3与锁紧组件预先设置于壳体2的安装面22上，或者弹片组件3a预先设置于壳体2的安装面22的容置槽27内，弹片组件3、3a的施压手指32与壳体2的第一散热面21组配形成容置空间7。当插设于电路基板4上的功率器件5置入容置空间7时，将锁紧部61锁紧于固定部62，即可以锁紧部61压抵弹片组件3的基部31而带动施压手指32靠压功率器件5的一第一面51，使功率器件5的一第二面52与壳体2的第一散热面21贴合，且使功率器件5夹固于壳体2的第一散热面21和施压手指32之间，进而藉以将功率器件5固定于壳体2上，达到简化装配固定流程、节省人工、降低生产成本以及提升组装结构可靠性的目的。由于本发明弹片组件3、3a的基部31与施压手指32彼此连接且呈一特定角度，因此利用锁紧部61压抵基部31的方向与施压手指32靠压功率器件5的方向不同，因此可避免结构设计于单一平面过度占用空间，进而减小功率器件5在组装结构1和1a上占用的体积，使得整体组装结构1和1a的体积减小，提供整体的功率密度。另一方面，除功率器件5的第二面52贴合于壳体2的第一散热面21外，电路基板4上其他如贴片式功率器件43等发热组件亦可焊接于电路基板上，再直接或透过电路基板4而相对贴合于第二散热面24，则与壳体2的散热单元25进行热交换，第一散热面21及及第二散热面24便可有效逸散功率器件5及贴片式功率器件43所产生的热量，同时藉由不同平面的第一散热面21及第二散热面24达成减少散热器件尺寸及提升组装结构功率密度的目的。当然，本发明的壳体2的第一散热面21与第二散热面24均可视功率器件5及贴片式功率器件43设置于电路基板4的位置及数量而调变。应强调的是，前述实施例中的组装结构1及1a，其功率器件5、弹片组件3及3a、第一散热面21、锁紧组件、贴片式功率器件43以及第二热散面24的数量及位置均可视实际应用需求而调变，本发明并不受限于此，且不再赘述。
图19至图21为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块。图19为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的分解图。图20为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块的另一视角分解图。图21为揭示图19的电源模块的侧视图。于本实施例中，电源模块1b与图1至图8所示的组装结构1以及图11至图18所示的组装结构1a相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1至图8所示的组装结构1以及图11至图18所示的组装结构1a，本实施例中电源模块1b的壳体2具有一基座2a和一立体结构2b。基座2a具有至少一安装面22，立体结构2b设置在基座2a上，且立体结构2b具有一第一凹槽29和四个侧壁21a，其中第一凹槽29由四个侧壁21a所围成。其中至少一侧壁21a的外表面为第一散热面21，至少一侧壁21a的上表面为第二散热面24，且第一散热面21所对应的侧壁21a的底面与安装面22连接。此外，本实施例的电源模块1b更包括至少一磁性組件，例如是一变压器47设置于该电路基板4的第一表面41与壳体2之间，且与功率器件5以及第二功率器件43电性耦接，其中功率器件5及第二功率器件43分别为副边功率器件以及原边功率器件。此外，电源模块1b更包括一电磁滤波单元(emifilter)8，设置于该电路基板4的第一表面41与壳体2之间且电连接至电路基板4。另一方面，壳体2的立体结构2b除了包括相对于功率器件5的第一散热面21以及相对于第二功率器件43的第二散热面24外，更包括第一凹槽29，用于容置电路基板4上的变压器47；壳体2还包括第二凹槽28，电磁滤波单元8容置在第二凹槽28内且电连接至电路基板4，其中第二凹槽28由基座2a表面向内凹陷，凹陷方向与第一凹槽29的凹陷方向相同，并且第二凹槽28的一个侧壁与立体结构2b的一个侧壁21a共用。于电路基板4的第一表面41贴向壳体2时，使电磁滤波单元8与电路基板4上的变压器47可分别容置于壳体2的第二凹槽28以及第一凹槽29。藉此，壳体2的散热单元25便可有效的将功率器件5、第二功率器件43、变压器47以及电磁滤波单元8所产生的热量透过立体结构2b而散热，亦即，热量透过立体结构2b的侧壁21a以及第一凹槽29的底面而散热，进而提升电源模块1b的散热效率。于一实施例中，变压器47以及电磁滤波单元8更可透过例如但不受限于一导热灌封胶(未图示)，而分别先封固于壳体的第一凹槽29以及第二凹槽28内，进一步提升散热单元25对变压器47和电磁滤波单元8的散热效率。于本实施例中，散热单元25更可由一上盖252、一液冷腔体251以及一流体管路253所构成。流体管路253连通液冷腔体251，上盖252通过例如但不限于螺丝的方式锁固于壳体2，而组配形成液冷腔体251，且进一步热耦合至立体结构2b，以增益整体电源模块1b的散热效率。另一方面，伴随散热效率的提升，电源模块1b更可达成高功率密度的配装。于本实施例中，功率器件5及第二功率器件43分别为副边功率器件以及原边功率器件而电耦接至变压器47。由于功率器件5以及第二功率器件43分别贴合第一散热面21以及第二散热面24，变压器47容置于第一凹槽29，其中，第一散热面21以及第二散热面24分別位於至少一侧壁21a的外表面及上表面，以达成更佳的功率密度。于本实施例中，第二散热面24所对应的侧壁21a与第一散热面21对应的侧壁21a不同。与其他实施例中，第二散热面24可以为两个侧壁21a的上表面，且这两个侧壁21a的位置相对而设。于本实施例中，第二散热面24为第一凹槽29和第二凹槽28共用的侧壁21a的上表面，藉以获致更佳的功率密度。当然，前述实施例中功率器件5、第二功率器件43、变压器47以及电磁滤波单元8相对于壳体2上的第一散热面21、第二散热面24、第一凹槽29以及第二凹槽28的布设均可视实际需求而调整变化，本发明并不受限于此，且不再加以赘述。
于本实施例中，弹片组件3同样例如预先设置于安装面22上，且邻设于第一散热面21，并且与第一散热面21组配形成一容置空间7。锁紧组件6的锁紧部61透过穿孔33锁入固定部62，将弹片组件3的基部31预锁于安装面22上，且使基部31与安装面22成第一预设角度，并保持弹片组件3的弹性。值得注意的是，透过穿孔33将弹片组件3预锁于安装面22上的锁紧组件6可进一步被调整，即锁紧部61锁紧于固定部62，使锁紧部61压抵弹片组件3的基部31，而将基部31锁固且压抵于安装面22上，使弹片组件3的基部31带动施压手指32靠压功率器件5，故功率器件5可于电磁滤波单元8、变压器47以及电路基板4等构件相对组装于壳体2之后，再透过开口45将锁紧部61锁紧于固定部62，使锁紧部61压抵弹片组件3的基部31，基部31锁固且压抵于安装面22，进而使弹片组件3的基部31带动施压手指32靠压功率器件5的一第一面51，功率器件5的一第二面52与第一散热面21贴合，且使功率器件5夹固于第一散热面21和弹片组件3的施压手指32之间。具体而言，弹片组件3以及锁紧组件6将功率器件5夹固于第一散热面21和弹片组件3的施压手指32的作业，并不影响电磁滤波单元8、变压器47以及电路基板4等构件的组装作业。
图22至图28为揭示本发明第三较佳实施例的电源模块于不同组装阶段的结构示意图。首先，提供一壳体2，壳体2具有一基座2a和立体结构2b。基座2a具有至少一安装面22，立体结构2b设置在基座2a上，且立体结构2b具有至少一第一凹槽29和四个侧壁21a。至少一个侧壁21a的外表面为第一散热面21，至少一侧壁21a的上表面为第二散热面24，且第一散热面21的底面与安装面22连接。如图22所示，于本实施例中，壳体2可例如但不限于一包含有液冷式散热单元25。散热单元25则更包含一上盖252、一液冷腔体251以及一流体管路253。流体管路253连通液冷腔体251，上盖252通过例如但不限于螺丝的方式锁固于壳体2，而组配形成液冷腔体251。当然，热耦合至立体结构2b的散热单元25不限于此实施例例示的液冷式，于此便不再赘述。于一些实施例中，电源模块1b更包括至少一插件20，直接安装于于壳体2之上，如图23所示。其中插件20可作为电源传输端或信号传输端，插件20的设置并不影响壳体2中散热单元25的作用，于此便不再赘述。弹片组件3以及锁紧组件6同样可预先设置于安装面22上，如图24所示。值得注意的是，于本实施例中，除了相对于功率器件5的第一散热面21以及相对于第二功率器件43的第二散热面24外，第二凹槽28与第一凹槽29更可用以容置其他有散热需求的电子零件。于本实施例中，第二凹槽28与第一凹槽29分别用以容置电磁滤波单元8以及电路基板4上的变压器47。应强调的是，第一散热面21、第二散热面24、第二凹槽28以及第一凹槽29的位置均可视实际应用需求而调变，本发明并不受限于此，且不再赘述。于本实施例中，电磁滤波单元8与变压器47同样可预先通过例如是但不受限于导热灌封胶的方式封固于第二凹槽28与第一凹槽29之内，进一步提升散热单元25对电磁滤波单元8与变压器47的散热效率，如图25所示。于本实施例中，电路基板4同样可透过紧固件44锁固于壳体2的安装孔26，亦即，将电路基板4固定安装到壳体2上，图25及图26中进一步揭示电路基板与壳体的相对组合关系。值得注意的是，于本实施例中，电路基板4上除了前述实施例中功率器件5以及第二功率器件43外，更包括一变压器47。其中功率器件5及第二功率器件43分别为副边功率器件以及原边功率器件，且分别与变压器47的原边线圈和副边线圈电性耦接，并且与其他元器件(图中未示出)一起构成一高压直流变压器单元。于电路基板4锁固于壳体2时，功率器件5便可相对容置于弹片组件3的施压手指32与第一散热面21组配形成的容置空间7。此外，第二功率器件43透过电路基板4而相对贴合于第二散热面24，以利于与散热单元25进行热交换；而电磁滤波单元8以及电路基板4上的变压器47则可分别容置于第二凹槽28以及第一凹槽29，以利于通过散热单元25进行散热。然后，透过开口45将锁紧部61锁紧于固定部62，使锁紧部61压抵弹片组件3的基部31，基部31锁固且压抵于安装面22，进而使弹片组件3的基部31带动施压手指32靠压功率器件5的一第一面51，功率器件5的一第二面52与第一散热面21贴合，且使功率器件5夹固于第一散热面21和弹片组件3的施压手指32之间。如成前述组装后，即可获致一具良好散率效率的电源模块1b，如图26所示。于本实施例中，电源模块1b更包括一壳盖9，可通过例如但不受限于螺丝的方式，固定于壳体2，且同时覆盖组装完成的电路基板4。值得注意的是，于本实施例中，功率器件5及第二功率器件43分别为电源模块1b的副边功率器件以及原边功率器件，以与电路基板4上的变压器47构成为例如但不受限于一高压直流电源模块。此外，电源模块1b更包括一电磁滤波单元8，设置于电路基板4以及壳体2之间，且电连接至电路基板4，作为高压直流电源模块的部分电路，起到滤波作用。因此，于本实施例的电源模块1b中，功率器件5、第二功率器件43、变压器47以及电磁滤波单元8均属会产生大量热量的电子组件。然而透过前述电源模块1b，散热单元25便可有效的将功率器件5、第二功率器件43、变压器47以及电磁滤波单元8所产生的热量透过立体结构2b而散热。应强调的是，前述实施例中功率器件5、第二功率器件43、变压器47以及电磁滤波单元8相对于壳体2上的第一散热面21、第二散热面24、第一凹槽29以及第二凹槽28的布设均可视实际需求而调整变化，本发明并不受限于此，且不再加以赘述。
综上所述，本发明提供一种电源模块及其组装结构与组装方法。藉由优化功率器件的组装结构，使其装配固定简单可靠，增强其散热能力，同时减小电源模块的整体体积以及提升电源模块的功率密度。此外，藉由将功率器件的固定结构预先设置于散热器件的壳体，简化其装配固定的流程，进而达到节省人工、降低生产成本以及提升组装结构可靠性的目的。透过预先设置于壳体的固定结构，于不同角度调整固定结构以靠压功率器件，有效减少电源模块中散热器件的尺寸，增强其散热能力，同时也减小了功率器件在电源模块中所占用的体积，进而减小了电源模块整体的体积以及达到提升电源模块的功率密度的目的。
本发明得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。