專利名稱：緊湊的絕緣開關(guān)功率變換器及包括該功率變換器的計算機服務(wù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及緊湊的絕緣開關(guān)功率變換器。
背景技術(shù)：
本章節(jié)提供的與本公開相關(guān)但不一定是現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。圖I示出了一種傳統(tǒng)的絕緣功率變換器100，其大體包括安裝于或集成至電路板102中的變壓器104、開關(guān)裝置106和其它電力部件108 (例如，電容器、感應(yīng)器、電阻器等)。圖I還由箭頭Iio示出了適當冷卻功率變換器100所需的氣流的方向(B卩，與電路板102的外圍邊緣一致)?！0004]圖2示出了傳統(tǒng)的非絕緣功率變換器200。散熱器204沿電路板202的外圍邊緣安置并且熱聯(lián)接于功率變換器200的一個或更多個部件用于消散熱量。圖2還由箭頭210示出了適當冷卻功率變換器200所需的氣流的方向(S卩，與電路板202的外圍邊緣一致)。
發(fā)明內(nèi)容本章節(jié)提供了本公開的總概要，并不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。根據(jù)本公開的一個方面，絕緣開關(guān)功率變換器包括具有初級線圈、次級線圈和多個側(cè)部的功率絕緣變壓器，機械地聯(lián)接于變壓器的第一側(cè)部的第一配電板，和機械地聯(lián)接于變壓器的第二側(cè)部的第二配電板。第一配電板包括電聯(lián)接于初級線圈的初級側(cè)部電路，并且第二配電板包括電聯(lián)接于次級線圈的次級側(cè)部電路。從此處所提供的說明中，另外的方面和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當理解本公開的各個方面可單獨地或結(jié)合一個或更多個其它的方面實施。還應(yīng)當理解此處的說明和特定示例僅僅旨在舉例說明的目的并且不旨在限制本公開的范圍。

此處所描述的附圖的的目僅僅是舉例說明所選實施方式而不是所有可能的實施，并且不旨在限制本公開的范圍。圖I示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的絕緣功率變換器。圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有散熱器的非絕緣功率變換器。圖3是根據(jù)本公開的一個示例性實施方式的絕緣開關(guān)功率變換器的主視圖。圖4A是根據(jù)本公開的另一示例性實施方式的絕緣開關(guān)功率變換器的立體圖。圖4B是圖4A的絕緣開關(guān)功率變換器的主視圖。圖4C是圖4A的圈起部分的放大視圖。圖5A是根據(jù)本公開的又一示例性實施方式的絕緣開關(guān)功率變換器的立體圖。圖5B是圖5A的絕緣開關(guān)功率變換器的主視圖。圖6A是具有非導(dǎo)電罩的圖4A和4B的絕緣開關(guān)功率變換器的立體圖。[0018]圖6B是圖6A的組件的俯視圖。圖6C是圖6A的組件的主視圖。圖6D是沿圖6A中線6D-6D獲取的剖視圖。圖7A是具有非導(dǎo)電罩的圖5A和5B的絕緣開關(guān)功率變換器的立體圖。圖7B是圖7A的組件的主視圖。圖8A是根據(jù)另一示例性實施方式的絕緣開關(guān)功率變換器的立體圖。圖8B是圖8A的絕緣開關(guān)功率變換器的俯視圖。圖8C是圖8A的絕緣開關(guān)功率變換器的主視圖。圖9A是根據(jù)另外的示例性實施方式的絕緣開關(guān)功率變換器的立體圖。圖9B是圖9A的絕緣開關(guān)功率變換器的主視圖。圖10是具有根據(jù)本公開的絕緣開關(guān)功率變換器的計算機服務(wù)器的框圖。在所有附圖的視圖中，相應(yīng)的附圖標記指示相應(yīng)的部件。
具體實施方式
現(xiàn)在將參考附圖更加充分地描述示例性實施方式。提供了示例性實施方式，從而使得本公開將是全面的，并且充分地將范圍傳達給本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員。為了提供對于本公開的實施方式的全面理解，闡述了大量的特定細節(jié)，例如特定部件、裝置和方法的示例。對于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員來說，如下將是顯而易見的無需采用具體的細節(jié)，示例性實施方式可以以許多不同的形式實施并且也不應(yīng)該解釋為用以限制性本公開的范圍。在一些示例性實施方式中，未對周知的過程、周知的裝置結(jié)構(gòu)以及周知的技術(shù)進行詳細地描述。本文所使用的術(shù)語僅為了描述特定示例性實施方式的目的并且不旨在是限制性的。當在本文中使用時，單數(shù)形式“一”、“一個”和“這個”也可以旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非文中清楚地另有指出。術(shù)語“包括”、“包含”、“由…構(gòu)成”和“具有”都是包含性的并且因此具體說明所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除存在或添加一個或更多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。此處所描述的方法步驟、過程和操作不應(yīng)被解釋為必須要求按著所討論或圖示的特定順序執(zhí)行它們，除非作為執(zhí)行的順序特別地指出。還應(yīng)當理解可以采用附加的或可替代的步驟。當元件或?qū)颖惶峒盀椤霸诹硪辉驅(qū)由稀?，“接合于”、“連接于”、或“聯(lián)接于”另一元件或?qū)訒r，其可以直接在另一元件或?qū)由?，接合、連接或聯(lián)接于另一元件或?qū)?，或者可存在居間的元件或?qū)?。相反地，當元件被提及為“直接位于另一元件或?qū)由稀?，“直接接合于”、“直接連接于”或“直接聯(lián)接于”另一元件或?qū)樱赡懿淮嬖诰娱g元件或?qū)印?yīng)當按著相似的方式理解用于描述元件之間的關(guān)系的其它詞語(例如，“在…之間”與“直接在…之間”、“相鄰”與“直接相鄰”等)。當在本文中使用時，術(shù)語“和/或”包括一個或更多個相關(guān)的列舉的術(shù)語的任何或所有組合。盡管術(shù)語第一、第二、第三等可用在本文中用以描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段，這些元件、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段不應(yīng)該被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語可僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段與另一區(qū)域、層或區(qū)段進行區(qū)分。例如“第一”、“第二”、以及另外的數(shù)字形式的術(shù)語當在本文中使用時不意味著次序或順序，除非文中清楚地指出。因此，下文所討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段可以稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段，而不會偏離示例性實施方式的教導(dǎo)。為了易于描述，本文中可以使用例如“內(nèi)部”、“外部”、“下方”、“下面”、“下部”、“上面”、“上部”等的空間相對術(shù)語，用以描述圖中所示的一個元件或特征與另外的(一個或多個)元件或特征的關(guān)系?？臻g相對術(shù)語可旨在涵蓋除了圖中所繪制的方位之外的裝置在使用或操作中的不同的方位。例如，如果圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，描述為在其他元件或特征的“下面”或“下方”的元件因此將定向成在其他元件或特征的“上面”。因此，示例性術(shù)語“下面”能夠涵蓋上面和下面兩種方位?？梢砸云渌绞?旋轉(zhuǎn)90度或其它另外的方位)確定裝置的方位并且相應(yīng)地解釋本文所使用的空間相對描述。根據(jù)本公開的一種示例性實施方式的絕緣開關(guān)功率變換器示出于圖3中并且總體由附圖標記300指示。如圖3所示，絕緣開關(guān)功率變換器300包括功率絕緣變壓器302，該功率絕緣變壓器302具有初級線圈、次級線圈和多個側(cè)部。絕緣開關(guān)功率變換器300另外包括機械地聯(lián)接于變壓器302的第一側(cè)部的第一配電板304和機械地聯(lián)接于變壓器302的第二側(cè)部的第二配電板306。第一配電板304包括電聯(lián)接于變壓器302的初級線圈的初·級側(cè)部電路并且第二配電板306包括電聯(lián)接于變壓器302的次級線圈的次級側(cè)部電路。如對本領(lǐng)域的技術(shù)人員很顯然的，變壓器302可包括一個或更多個初級線圈以及一個或更多個次級線圈。此外，盡管在圖3中在第一配電板304和第二配電板306之間示出只有一個變壓器302，可替代地，可以使用多個變壓器。如圖3所示，第一配電板304和第二配電板306可包括電端子308，該電端子308用于將第一配電板304和第二配電板306 (以及，更概括地，功率變換器300)電聯(lián)接于一個或更多個其它的電路板310 (例如系統(tǒng)板、服務(wù)器板、內(nèi)部功率供給母板等)。電端子308可以是銷(例如，如圖3所示)、表面安裝端子和/或其它適合的電端子。第一配電板304和第二配電板306示出在變壓器302的相對側(cè)部上并且彼此平行地定向。然而，可以利用其它適合的安裝構(gòu)造而不偏離本公開的教導(dǎo)。第一配電板304和第二配電板306包括功率電子件并且可以是例如印刷電路板或其它適合的電路板。通過將第一配電板304和第二配電板306聯(lián)接于變壓器302能夠獲得小尺寸封裝(footprint)。即將絕緣開關(guān)功率變換器300電聯(lián)接于一個或更多個其它電路板所需的表面面積可以很小。圖4A和4B示出了絕緣開關(guān)功率變換器400的另一示例性實施方式。如圖4A和4B所示，絕緣開關(guān)功率變換器400包括具有至少一個初級線圈和至少一個次級線圈的變壓器402。絕緣開關(guān)變換器400另外包括機械地聯(lián)接于變壓器402的第一側(cè)部的第一配電板404和機械地聯(lián)接于變壓器402的第二側(cè)部的第二配電板406。如4A和4B所示的絕緣開關(guān)功率變換器400 (以及本文所公開的其它功率變換器)優(yōu)選地是立方形的(即立方體形狀的)。與其它形狀和構(gòu)造相比，立方形形狀可允許較高的功率密度并且能夠提供(例如在電路板410、418上)小尺寸封裝同時保持高的效率。立方形形狀和小尺寸封裝還能夠允許較大的布置靈活性。立方形形狀還是有利的，因為其使絕緣開關(guān)功率變換器能夠以任何希望的方位布置在(一個或多個)電路板上，而不管冷卻氣流的方向如何。換言之，具有立方形形狀的功率變換器可以被來自任何方向-例如來自功率變換器的任何側(cè)部或頂部表面一的氣流適當?shù)乩鋮s。在那種情況下，功率變換器在(一個或多個)電路板上的方位不被冷卻氣流的方向所限制。然而，可替代地，可以采用其它適合的(即非立方形的)形狀和構(gòu)造而不脫離本公開的教導(dǎo)。第一配電板404 (以及本文所公開的其它配電板)可包括電連接于初級(或次級)側(cè)部電路的一個或更多個繞接端子426。以這種方式，例如可通過圍繞繞接端子426纏繞線圈線(或引線)，將變壓器402的初級線圈電連接于第一配電板404上的初級側(cè)部電路，如圖4A和4C所示。如圖4A所示，四個繞接端子426在第一配電板404的頂部外圍邊緣上方延伸。在其它實施方式中，可以采用在任何希望的方向上延伸的更多或更少(或零)個繞接端子。絕緣開關(guān)功率變換器400可另外包括電連接于變壓器402的次級線圈的一個或更多個母線414。變壓器402的次級線圈可以是板極線圈或任何其它適合的線圈。在圖4A-4C的示例性實施方式中，母線414與變壓器402的次級板極線圈整體地形成。S卩，母線414和次級板極線圈形成為單個零件或部件。另外，并且如圖4A-4C所示，母線414和第二配電板 406可構(gòu)造成彼此機械地互鎖。例如，母線414可包括槽，所述槽用于容納聯(lián)接于第二配電板406的一個或更多個導(dǎo)體416且與所述導(dǎo)體416互鎖。母線414、導(dǎo)體416、420、至少一個初級線圈和至少一個次級線圈可包括銅(包含銅合金)和/或其它適合的導(dǎo)電材料。母線414可另外用作絕緣開關(guān)功率變換器400的散熱器。因此，絕緣開關(guān)功率變換器400可以不需要散熱器。在這種情況下，可以進一步減小絕緣開關(guān)功率變換器400的整體大小和/或尺寸封裝?？梢允褂萌魏芜m合的方法將第一配電板404和第二配電板406機械地聯(lián)接于變壓器402。例如，可以通過銷、鉚釘、扣件、粘合劑等將配電板404、406機械地聯(lián)接于變壓器402。此外，如上所述，母線414可與第二配電板406上的次級側(cè)部電路的一個或更多個導(dǎo)體416互鎖。該機械構(gòu)造還可以用于(或輔助)將第二配電板406機械地聯(lián)接于變壓器402。在一種優(yōu)選的實施方式中，第一配電板404和第二配電板406經(jīng)由導(dǎo)電環(huán)氧樹脂機械地?zé)崧?lián)接于變壓器402的第一側(cè)部和第二側(cè)部。導(dǎo)電環(huán)氧樹脂可以是任何適合的導(dǎo)電環(huán)氧樹脂，其包括例如Gap Filler、Bondply、Liquibond、導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂、其它適合的熱混合物等。如圖4B中所示，第一配電板404包括電聯(lián)接于一個或更多個初級線圈的初級側(cè)部電路424，并且第二配電板406包括電聯(lián)接于一個或更多個次級線圈的次級側(cè)部電路422。初級側(cè)部電路424和次級側(cè)部電路422每個包括一個或更多個開關(guān)。初級側(cè)部電路424的一個或更多個開關(guān)可安置在第一配電板404與變壓器402的第一側(cè)部之間。類似地，次級側(cè)部電路422的一個或更多個開關(guān)可安置在第二配電板406與變壓器402的第二側(cè)部之間。此外，或可替代地，初級側(cè)部電路424和/或次級側(cè)部電路422的一個或更多個開關(guān)可安置在第一配電板106和第二配電板108的外側(cè)部。盡管在不脫離本公開的范圍的情況下可以采用各種各樣的開關(guān)裝置，但是初級側(cè)部電路424和次級側(cè)部電路422的開關(guān)優(yōu)選地是場效應(yīng)晶體管(“FET”)，并且，更優(yōu)選地是厚度小于O. 04英寸(Imm)的薄的FET。以這種方式，能夠進一步減小絕緣開關(guān)功率變換器400 (以及其它實施方式的變換器)的整體大小和尺寸封裝。此外或可替代地，可以使用厚度大于等于O. 04英寸的FET。[0052]而且，次級側(cè)部電路422的一個或更多個開關(guān)可以是自驅(qū)動的同步整流器(優(yōu)選地包括薄的FET)，從而使得第二配電板406上的次級側(cè)部電路不需要來自第一配電板404上的初級側(cè)部電路的柵極驅(qū)動信號。優(yōu)選地，不存在從絕緣開關(guān)功率變換器400的第一配電板404延伸至第二配電板406的電線，從而使得第一配電板404與第二配電板406之間的僅有的電連接是通過變壓器402的。該構(gòu)造還有助于形成上述立方形形狀。此處以引入的方式納入本文的序列號為12/886,703的(2010年9月21日提交的)美國專利申請公開了如上所述的驅(qū)動電路構(gòu)造。此外，初級側(cè)部電路424和次級側(cè)部電路422的一個或更多個開關(guān)可以是具有低內(nèi)部電容和在開關(guān)過程中具有短時電壓瞬變的低電荷FET。這導(dǎo)致FET內(nèi)的開關(guān)損耗減小，并且因此改善了絕緣開關(guān)功率變換器的效率。絕緣開關(guān)功率變換器400可另外包括電絕緣體408。如圖4A和4B所示，電絕緣體408安置在變壓器402的第一側(cè)部上并位于第一配電板404與變壓器402之間以提供兩者之間的電絕緣。電絕緣體優(yōu)選地具有大于等于O. 016英寸(O. 4mm)的厚度。此外 ，電絕緣體408可圍繞并且超出變壓器的第一側(cè)部(即，朝向第二配電板406)延伸，并且優(yōu)選地在變壓器402和初級配電板404之間產(chǎn)生大于等于O. 25英寸(6. 4mm)的爬電距離。電絕緣體408可包括用于將第一配電板404與變壓器402的第一側(cè)部對齊的結(jié)構(gòu)，例如，銷、槽、或其它適合的輔助對齊的特征。此外，電絕緣體408可包括用于端接變壓器402的初級線圈的電端子(例如，銷)。第一配電板404和第二配電板406可包括用于將第一配電板404和第二配電板406電聯(lián)接于一個或多個其它電路板的電端子412。如圖4A-4C所示，經(jīng)由電端子412，第一配電板404可電聯(lián)接于電路板410，并且第二配電板406可電聯(lián)接于電路板418。在圖4A-4C的示例性實施方式中，電端子是銷。然而，也可以使用其它適合的端子(例如，表面安裝端子)。當被采用時，電端子412可將絕緣開關(guān)功率變換器400電聯(lián)接于電子系統(tǒng)中(例如，計算機裝置或系統(tǒng)，比如計算機服務(wù)器)的一個或更多個其它電路板(例如，電路板410、418)。盡管能夠使用任何適合的變壓器，但是絕緣開關(guān)功率變換器400的變壓器402優(yōu)選地是中心抽頭變壓器。在2009年9月30日提交的美國專利申請No. 12/570, 105中公開了適合的中心抽頭變壓器，該申請的整個公開以引入的方式納入本文。此外，變壓器402優(yōu)選地構(gòu)建成不包括繞線管的子組件?？商娲?，如果需要，變壓器402可包括繞線管。公開了一種用于絕緣開關(guān)功率變換器的中心抽頭變壓器。盡管圖4A和4B圖示了單個變壓器形式的變壓器402，可以在任何實施方式中采用多于一個的變壓器而不脫離本公開的教導(dǎo)。絕緣開關(guān)功率變換器400的第一配電板404可另外包括用于控制初級側(cè)部電路424的一個或更多個開關(guān)的控制器、以及諧振電容器和其它開關(guān)功率變換器部件。第二配電板406可包括同步整流器、輸出電容器和其它次級側(cè)部部件。第一配電板404和第二配電板406優(yōu)選地構(gòu)造成允許終端使用者根據(jù)需要添加附加的輸入和/或輸入濾波器。而且，變壓器402的漏電感可用于共振操作，從而使得絕緣開關(guān)功率變換器400可以不需要附加的輸入或輸出感應(yīng)器。圖5A和5B圖不了絕緣開關(guān)功率變換器500的另一不例性實施方式。類似于圖3-4A、4B和4C，圖5A-5B的絕緣開關(guān)功率變換器500包括變壓器502、第一配電板504和第二配電板506。第一配單板504機械地聯(lián)接于變壓器502的第一側(cè)部，并且第二配電板506機械地聯(lián)接于變壓器502的第二側(cè)部。第一配電板504包括電聯(lián)接于變壓器502的一個或更多個初級線圈的初級側(cè)部電路524。第二配電板506包括電聯(lián)接于變壓器502的一個或更多個次級線圈的次級側(cè)部電路522。類似于圖4A-4C，圖5A-5B的初級側(cè)部電路524和次級側(cè)部電路522每個包括一個或多個開關(guān)(例如，薄的FET和自驅(qū)動的同步整流器)。變壓器502可包括電連接于其(一個或多個)次級線圈的一個或更多個母線514。圖5A-5B的母線514可采用與上文所討論的且在圖4A-4C中所示的母線414相同的特征。絕緣開關(guān)功率變換器500可另外包括非導(dǎo)電載體508。如圖5A和5B中所不,非導(dǎo)電載體508圍繞變壓器502的多個側(cè)部部分延伸，用于提供變壓器502與初級配電板504之間的電絕緣。在一種優(yōu)選的實施方式中，非導(dǎo)電載體508在變壓器502與初級配電板504之間產(chǎn)生至少O. 25英寸(6. 4mm)的爬電距離?！0064]此外，非導(dǎo)電載體508可包括用于將第一配電板504和第二配電板506與變壓器502的第一側(cè)部和第二側(cè)部分別對齊的結(jié)構(gòu)。例如，非導(dǎo)電載體508可包括從其延伸的突出部526，如圖5A和5B所示，所述突出部526構(gòu)造成使第一配電板504和第二配電板506與變壓器的第一側(cè)部和第二側(cè)部對齊。非導(dǎo)電載體508可另外包括電連接到第一配電板504和第二配電板506的電端子512,所述電端子512用于將第一配電板504和第二配電板506電聯(lián)接于一個或更多個另外的電路板。例如，并且如圖5A-5B所不,第一配電板504和第二配電板506可經(jīng)由非導(dǎo)電載體508和其電端子512電聯(lián)接于電路板510。電端子512可以是銷(例如，如圖5A-5B所示)、表面安裝端子或其它適合的端子。相應(yīng)地，當被采用時，電端子512可以將絕緣開關(guān)功率變換器500 (經(jīng)由例如電路板510)電聯(lián)接于電子系統(tǒng)(例如，計算機服務(wù)器)中的另一電路。盡管絕緣開關(guān)功率變換器500可以構(gòu)造成不同于圖3和4A-4C中所圖示的絕緣功率變換器300、400，其可以采用上文所提及的和/或在圖3和4A-4C中圖示出的任何特征和構(gòu)造。例如，圖5A-5B的絕緣開關(guān)功率變換器500可采用有助于形成緊湊的尺寸和/或小尺寸封裝同時保持高效率的、與圖3和4A-4C的絕緣功率變換器300、400的相同的特征。圖6A-6C圖示了具有非導(dǎo)電罩626的圖4A-4C的絕緣開關(guān)功率變換器400。如圖6A-6D所不,非導(dǎo)電罩626覆蓋頂部且圍繞變壓器402的多個側(cè)部部分延伸。優(yōu)選地，非導(dǎo)電罩626覆蓋并且圍繞變壓器402的第一側(cè)部、第二配電板406 (在圖6A-6D中部分可見)、變壓器402的第二側(cè)部和第一配電板404 (在圖6A-6D中不可見)的一些部分延伸。以這種方式，非導(dǎo)電罩626構(gòu)造成防止使終端使用者暴露于危險電壓。此外，非導(dǎo)電罩626可提供變壓器402與其它鄰近部件(例如圖4A-4C和5A-5B中的電路板410、418、510上的部件)之間的絕緣。在一種優(yōu)選的實施方式中，非導(dǎo)電罩626構(gòu)造成在變壓器402與任何相鄰的部件之間產(chǎn)生至少O. 25英寸(6. 4mm)的爬電距離。非導(dǎo)電罩626可包括沿非導(dǎo)電罩626的底側(cè)邊緣延伸的向外延伸凸緣628。如圖6A-6C所示，向外延伸凸緣628可僅圍繞變壓器402的初級側(cè)部延伸。附加地，或可替代地，向外延伸凸緣628可沿變壓器的其它部分或圍繞整個變壓器延伸。向外延伸凸緣628可以通過增加絕緣開關(guān)功率變換器400與相鄰部件之間的爬電距離來幫助防止終端使用者暴露于危險電壓。非導(dǎo)電罩626也可以構(gòu)造成用于拾取和放置制造操作。例如，罩626的頂部側(cè)部可包括平坦表面和/或其它特征(例如，模制于罩626中)，以便由真空拾取管嘴、拾取和放置機器人或其它拾取和放置機構(gòu)所使用，用以安置和/或重新安置絕緣開關(guān)功率變換器400。非導(dǎo)電罩626可另外包括用于將第一配電板404和/或第二配電板406與變壓器402對齊的結(jié)構(gòu)(例如，銷、槽、指狀物等)。例如，且如圖6A所示，罩626可模制成在與罩的四個轉(zhuǎn)角相鄰的其內(nèi)側(cè)部上限定有槽630，用以容納第一配電板404和第二配電板406。這些槽還可以用于將第一配電板404和第二配電板406保持在位，同時用適當?shù)恼澈蟿?例如,Gap Filler、Bondply、Liquibond、導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂、其它適合的熱復(fù)合物等)將第一板和第二板安裝于變壓器406。非導(dǎo)電罩626可另外包括圍繞非導(dǎo)電罩626的內(nèi)部延伸的內(nèi)母板層。內(nèi)母板層可
用于在非導(dǎo)電罩626內(nèi)對高電壓路徑進行布線。此外，且如圖6A-6C所示，非導(dǎo)電罩626可以在臨近變壓器402的次級側(cè)部處開口(即罩可以包括一個或多個通風(fēng)口)，以便于絕緣開關(guān)功率變換器400的冷卻。圖6A-6D的絕緣開關(guān)功率變換器400可另外(或可替代地)采用上文所敘述和/或圖3-5A、5B所圖示的任何其它構(gòu)造和特征。圖7A和7B圖示了具有非導(dǎo)電罩728的圖5A-5B的絕緣開關(guān)功率變換器500。類似于圖6A-6D的非導(dǎo)電罩626，圖7A-7B的非導(dǎo)電罩728覆蓋且圍繞變壓器502的多個側(cè)部部分延伸。例如，且如圖7A-7B所示，非導(dǎo)電罩728覆蓋且圍繞第一配電板504(在圖7A-7B中不可見)和變壓器502的第一(初級)側(cè)部延伸。盡管所圖示的不同，圖7A-7B的非導(dǎo)電罩728可以采用與圖6A-6D的非導(dǎo)電罩626相同的構(gòu)造和特性。類似地，圖7A-7B的絕緣開關(guān)功率變換器500可另外(或可替代地)采用上文所敘述和/或圖3-6A-6D所圖示的任何適合的構(gòu)造和特性。圖8A-8C圖示了絕緣開關(guān)功率變換器800的另一示例性實施方式。類似于圖6A-6D，圖8A-8C的絕緣開關(guān)功率變換器800包括非導(dǎo)電罩826。與圖4A-4C和6A-6D —樣，圖8A-8C的絕緣開關(guān)功率變換器800包括機械地聯(lián)接于變壓器802的第一配電板和第二配電板。第一配電板和第二配電板可包括用于將第一配電板和第二配電板電聯(lián)接于一個或更多個其它電路板的電端子812。如圖8A-8C所示，電端子812可以是例如表面安裝端子。相應(yīng)地，當被采用時，電端子812可以將絕緣開關(guān)功率變換器800聯(lián)接于電子系統(tǒng)(例如，計算機服務(wù)器)中的一個或更多個其它電路板(圖4A-4C中的電路板410、418或圖5A-5B中的電路板510)。圖8A-8C的絕緣開關(guān)功率變換器800可附加采用上文所敘述和/或圖3_7A、7B所圖示的任何適合的構(gòu)造和特性。圖9A和9B圖示了根據(jù)本公開的絕緣開關(guān)功率變換器900的另一示例性實施方式。類似于圖7A-7B，圖9A-9B的絕緣開關(guān)功率變換器900包括非導(dǎo)電罩928。此外，類似于圖5A-5B和7A-7B，圖9A-9B的絕緣開關(guān)功率變換器900包括圍繞變壓器902的側(cè)部部分延伸的非導(dǎo)電載體908。非導(dǎo)電載體908包括電端子912，該電端子912電連接于第一配電板和第二配電板906，用以將第一配電板和第二配電板906電聯(lián)接于一個或更多個其它電路板。如圖9A-9B所示，電端子912是表面安裝端子。相應(yīng)地，當被采用時，電端子912可以將絕緣開關(guān)功率變換器900聯(lián)接于電子系統(tǒng)(例如，計算機服務(wù)器)中的一個或更多個其它電路板(圖4A-4C中的電路板410、418和圖5A-5B中的電路板510)。圖9A-9B的獨立的功率變換器900可附加(或可替代地)采用上文所敘述和/或圖3-8A-8C所圖示的任何適合的構(gòu)造和特性。圖10圖示了根據(jù)本公開的另一示例性實施方式的系統(tǒng)1000。該系統(tǒng)1000包括具有絕緣開關(guān)功率變換器1004的計算機服務(wù)器1002。本文所描述的任何絕緣開關(guān)功率變換器可用作絕緣開關(guān)功率變換器1004，其可具有本文所描述的特征和構(gòu)造的任何希望的組
八
口 ο當被采用時，上文所敘述和/或圖3-9A-9B所圖示的絕緣開關(guān)功率變換器產(chǎn)生小 尺寸封裝同時保持高的效率。僅為了示例的目的，測試表明根據(jù)本公開且具有365Vdc的輸入電壓的絕緣開關(guān)功率變換器能夠提供具有高達600W的輸出功率的12Vdc的輸出電壓同時保持97. 7%的效率。此外，這些絕緣開關(guān)功率變換器可具有高達307W/in3的功率密度和高至173W/in2的功率封裝。為了圖示和說明的目的提供了實施方式的上述說明。其不旨在是窮舉性的或限制本公開。特定實施方式的單獨的元件或特征一般不限制于特定實施方式，而是，如果適用，其是可互換的且能夠被用于選定的實施方式，即使未特定地示出或說明。也可以以許多方式對其進行變型。這些變型不應(yīng)被認為是脫離本公開，并且所有這種改進都旨在包括在本公開的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種絕緣開關(guān)功率變換器，包括 具有初級線圈、次級線圈和多個側(cè)部的功率絕緣變壓器； 第一配電板，所述第一配電板機械地聯(lián)接于變壓器的第一側(cè)部且包括電聯(lián)接于所述初級線圈的初級側(cè)部電路；以及 第二配電板，所述第二配電板機械地聯(lián)接于變壓器的第二側(cè)部且包括電聯(lián)接于所述次級線圈的次級側(cè)部電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，其中，所述第一配電板和所述第二配電板包括電端子，所述電端子用于將所述第一配電板和所述第二配電板電聯(lián)接于一個或更多個電路板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率變換器，其中，所述電端子是銷或表面安裝端子。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的功率變換器，其中，所述初級側(cè)部電路包括至少一個開關(guān)，并且所述次級側(cè)部電路包括至少一個開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率變換器，其中，所述初級側(cè)部電路的所述開關(guān)安置在所述變壓器的所述第一側(cè)部與所述第一配電板之間，并且所述次級側(cè)部電路的所述開關(guān)安置在所述變壓器的所述第二側(cè)部與所述第二配電板之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率變換器，其中，所述初級側(cè)部電路的所述開關(guān)和所述次級側(cè)部電路的所述開關(guān)是薄場效應(yīng)晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率變換器，其中，所述次級側(cè)部電路的所述開關(guān)是自驅(qū)動同步整流器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，其中，所述第一配電板和所述第二配電板之間除了通過所述變壓器電連接之外不存在其他電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，其中，所述第一配電板和所述第二配電板經(jīng)由導(dǎo)電環(huán)氧樹脂分別機械地?zé)崧?lián)接于所述變壓器的所述第一側(cè)部和所述第二側(cè)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，還包括電連接于所述次級線圈和所述第二配電板的母線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的功率變換器，其中，所述母線和所述第二配電板構(gòu)造成彼此機械地互鎖。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，其中，所述變壓器的所述次級線圈是板級線圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率變換器，其中，所述母線與次級板極線圈整體地形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，還包括電絕緣體，所述電絕緣體安置在所述變壓器的所述第一側(cè)部上位于所述第一配電板與所述變壓器之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的功率變換器，其中，所述電絕緣體包括用于將所述變壓器的所述第一側(cè)部與所述第一配電板對齊的結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，還包括圍繞所述變壓器的多個側(cè)部部分延伸的非導(dǎo)電載體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的功率變換器，其中，所述非導(dǎo)電載體包括用于將所述第一配電板和第二配電板分別與所述變壓器的所述第一側(cè)部和所述第二側(cè)部對齊的結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的功率變換器，其中，所述非導(dǎo)電載體包括電端子，所述電端子電連接于所述第一配電板和所述第二配電板，用于將所述第一配電板和所述第二配電板電聯(lián)接于一個或更多個電路板。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的功率變換器，其中，所述電端子是銷或表面安裝端子。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，還包括非導(dǎo)電罩，所述非導(dǎo)電罩覆蓋且圍繞所述第一配電板和所述變壓器的多個側(cè)部部分延伸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功率變換器，其中，所述非導(dǎo)電罩包括拾取和放置表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功率變換器，其中，所述非導(dǎo)電罩包括在所述罩的內(nèi)側(cè)部上用于將所述第一配電板和/或所述第二配電板與所述變壓器對齊的結(jié)構(gòu)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功率變換器，其中，所述非導(dǎo)電罩包括沿所述非導(dǎo)電罩的底側(cè)邊緣的向外延伸凸緣。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功率變換器，其中，所述非導(dǎo)電罩在所述次級線圈附近有開口。
25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，其中，所述第一配電板包括用于端接所述變壓器的一個或更多個導(dǎo)體的一個或更多個繞接端子。
26.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，其中，所述功率變換器是立方形的。
27.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率變換器，還包括所述一個或更多個電路板。
28.一種計算機服務(wù)器，其特征在于，包括如權(quán)利要求I所述的功率變換器。
專利摘要一種絕緣開關(guān)功率變換器包括具有至少一個初級線圈、至少一個次級線圈和多個側(cè)部的功率絕緣變壓器，機械地聯(lián)接于變壓器的第一側(cè)部的第一配電板，以及機械地聯(lián)接于變壓器的第二側(cè)部的第二配電板。第一配電板包括電聯(lián)接于至少一個初級線圈的初級側(cè)部電路，并且第二配電板包括電聯(lián)接于至少一個次級線圈的次級側(cè)部電路。
文檔編號H02M1/00GK202713117SQ201120574358
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者羅貝特·H·基普利, 布雷德利·J·舒馬赫, 加里·P·馬格努森, 錢廣基 申請人:雅達電子國際有限公司