一种非隔离制造技术

本申请公开了一种非隔离

【技术实现步骤摘要】
一种非隔离DCDC变换器、供电电源及通信设备


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种非隔离
DCDC
变换器
、
供电电源及通信设备
。

技术介绍

[0002]目前，通信设备的电源模块对于功率密度的要求越来越高，提升功率密度可以通过提升开关电源中开关管的开关频率来实现
。
但是，开关频率越高，则变换器的损耗越大，使得电源模块的效率较低
。
[0003]一般开关电源包括隔离型开关电源和非隔离型开关电源，为了降低体积，目前通信设备的板级供电最后一级采用非隔离
DCDC
变换器，其中，电感作为非隔离直流直流
(DCDC
，
Direct Current)
变换器的主要磁元件，电感的呈现主要为平面型导体形式，例如印制电路板
(PCB
，
Printed Circuit Board)
铜箔或流延导体等
。
[0004]但是，电感在工作过程中存在损耗，电感的长度越长则损耗越大，因此，为了降低损耗可以减少电感的匝数，但是最少也只能做到一匝，不能再减少
。

技术实现思路

[0005]为了解决以上技术问题，本申请提供一种非隔离
DCDC
变换器
、
供电电源及通信设备，能够降低电感的损耗，提高非隔离
DCDC
变换器的效率
。
[0006]本申请提供了一种非隔离
>DCDC
变换器，包括：磁性材料
、
开关管和电容；开关管和电容形成非隔离
DCDC
变换器的充放电回路；磁性材料位于非隔离
DCDC
变换器的印刷电路板
PCB
内部；磁性材料位于非隔离
DCDC
变换器的充放电回路中；磁芯材料为非隔离
DCDC
变换器的充放电回路中提供磁路
。
不具体限定非隔离
DCDC
变换器的具体类型，例如为升压变换器
(Boost)、
降压
(Buck)
变换器或升降压变换器
(BuckBoost)。
[0007]为了降低电感带来的损耗，不再设置电感，而是仅在
PCB
内部设置磁性材料，使磁性材料和其他器件的环路形成磁路，提供磁通，形成分布式电感，实现电感的功能
。
该非隔离
DCDC
变换器，没有独立的绕线绕组，而是通过器件和器件连线以及垂直连接的导体形成绕组，在
PCB
内部设置磁性材料，节省电感的设置，由于没有分立电感，因此，降低电感引起的功耗，提高整个非隔离
DCDC
变换器的效率
。
另外，当电感功耗较大时，会引起整个电路板发热，不设置独立电感，功耗得到降低的同时，散热问题也迎刃而解
。
[0008]本申请不限定磁性材料在
PCB
中的设置形式，下面介绍几种可能的实现方式，磁性材料作为一个整体埋入
PCB
中
、
磁性材料以多层磁性
PP
压合而成
、
或磁性材料以磁性薄膜压合而成
。
其中，磁性材料作为一个整体埋入
PCB
中的制造工艺最简单
。
[0009]本申请不具体限定非隔离
DCDC
变换器的各个器件在
PCB
的设置方式，一种可能的实现方式，开关管和电容分别位于
PCB
的上下两侧；开关管和电容之间通过垂直导体连接形成通路，且至少部分磁性材料被通路围绕形成环路，至少部分磁性材料为环路流过电流时提供磁路
。
其中，垂直导体为电镀过孔；或，垂直导体为嵌入的铜柱
。
[0010]另外，开关管设置在
PCB
的表面或者嵌入内部均可，一种可能的实现方式，开关管表贴在
PCB
的表面；或，开关管埋入
PCB
内部
。
[0011]一种可能的实现方式，电容表贴在
PCB
的表面；或，电容贴在
PCB
的侧壁连接
PCB
的上表面和下表面；或，电容埋入
PCB
内部
。
[0012]其中，开关管和电容嵌入
PCB
基板中，相比于开关管和电容位于
PCB
表面的情况，可以使整个电路板做得更薄，而且器件的散热路径更短，因此，更利于散热
。
[0013]一种可能的实现方式，开关管和电容位于
PCB
的同一表面，或开关管和电容分别位于
PCB
的上表面和下表面；
[0014]开关管和电容分别形成系统级封装
SIP
模组，
PCB
和磁性材料形成整体板材，
SIP
模组与整体板材组合在一起，这种集成度更高
。
[0015]本申请具体不限定，磁性材料形成的磁通与
PCB
所在平面的形成方向
。
磁性材料提供的磁路中的磁通在平行于
PCB
所在的水平平面闭环流通
。
或，磁性材料提供的磁路中的磁通在垂直于
PCB
所在的水平平面闭环流通
。
[0016]下面以非隔离
DCDC
变换器为
Buck
变换器为例介绍；开关管包括：第一开关管和第二开关管；电容包括输入电容和输出电容；输入电容
、
第一开关管和第二开关管设置在
PCB
的第一表面；输出电容设置在
PCB
的第一表面以外的其他表面
。
[0017]一种可能的实现方式，
Buck
变换器的充放电回路的连接包括输入电容
、
第一开关管
、
第二开关管和输出电容的水平连接以及垂直导体的垂直连接
。
[0018]本申请提供的非隔离
DCDC
变换器不限定其中包括的
DCDC
电路的数量，可以为一个，也可以为多个，为了应用的需要，非隔离
DCDC
变换器中可以包括多个
DCDC
电路
。
具体地，非隔离
DCDC
变换器为多相耦合的
Buck
变换器
。
[0019]继续以
Buck
电路为例，一个非隔离
DCDC
变换器中可以包括多个
Buck
电路，并且多个
Buck
电路的磁性材料耦合在一起
。
当
Buck
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，包括：磁性材料
、
开关管和电容；所述开关管和所述电容形成所述非隔离
DCDC
变换器的充放电回路；所述磁性材料位于所述非隔离
DCDC
变换器的印刷电路板
PCB
内部；所述磁性材料位于所述非隔离
DCDC
变换器的充放电回路中；所述磁芯材料为所述非隔离
DCDC
变换器的充放电回路中提供磁路
。2.
根据权利要求1所述的非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，所述磁性材料作为一个整体埋入所述
PCB
中
。3.
根据权利要求1所述的非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，所述磁性材料以多层磁性
PP
压合而成
。4.
根据权利要求1所述的非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，所述磁性材料以磁性薄膜压合而成
。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，所述开关管和所述电容分别位于所述
PCB
的上下两侧；所述开关管和所述电容之间通过垂直导体连接形成通路，且至少部分所述磁性材料被所述通路围绕形成环路，所述至少部分磁性材料为所述环路流过电流时提供磁路
。6.
根据权利要求5所述的非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，所述垂直导体为电镀过孔；或，所述垂直导体为嵌入的铜柱
。7.
根据权利要求5所述的非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，所述开关管表贴在所述
PCB
的表面；或，所述开关管埋入所述
PCB
内部
。8.
根据权利要求5所述的非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，所述电容表贴在所述
PCB
的表面；或，所述电容贴在所述
PCB
的侧壁连接所述
PCB
的上表面和下表面；或，所述电容埋入所述
PCB
内部
。9.
根据权利要求1‑4任一项所述的非隔离
DCDC
变换器，其特征在于，所述开关管和所述电容位于所述
PCB
的同一表面，或所述开关管和所述电容分别位于所述
PCB
的上表面和下表面；所述开关管和所述电容分别形成系统级封装
SIP
模组，所述

【专利技术属性】
技术研发人员：谭威，杨和钱，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：