[发明专利]应用于智能终端的电源模块及电源模块组装结构

说明书

本发明提供一种应用于智能终端的电源模块及电源模块组装结构，电源模块包括基板，其具有相对的第一表面和第二表面；所述基板上设有第一导电部、主动元件、功率型被动元件；所述功率型被动元件独立且完整的设置于所述基板的第一表面；其中，设置于基板第一表面上的功率型被动元件的最大高度大于设置于所述基板的第二表面的元件的最大高度与所述基板的厚度的二分之一之和。本发明可提升PCB利用率和功率密度，更大程度提升电源模块的功率，以满足手机等智能终端的功能多样化的需求。

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，特别涉及一种用于智能终端的电源模块及电源模块组装结构。

背景技术

考虑到当今云计算、网络技术和各种智能终端市场的快速发展，尤其是智能终端市场，如手机、IPAD等各种智能终端市场规模巨大，并且在高速增长中。

为了解决上述应用中电源系统变换效率低的问题，现有技术中往往会采用开关电源的方案。开关电源能大幅提高变换效率，但是因为其电路复杂，所以集成度往往不高，这就限制了开关电源变换方案在这类设备里的广泛应用。

为解决上述问题，手机等其他智能终端采用的解决方案一般为电源模块形式。现有电源模块一般通过表面贴装工艺(SMT,surface mounted technology)或双列直插式封装技术(DIP,Dual In-line Package)的方式焊接到系统PCB上，而且一般是直接安装在系统PCB的一侧。

由于系统PCB上方空间有限制，很难大幅增大电源模块的高度，使得大幅提升电源模块的功率非常困难。尤其对于手机等智能终端的应用，其对空间和高度的要求格外苛刻，几乎不存在增大电源模块高度的空间。例如图1A，其所示为一个典型的手机剖面图，手机外壳内设有电池100和电池一侧的系统PCB板200，系统PCB板200设有离散元件或电源模块300。手机的系统PCB板200上的上下方空间都很紧凑，大约仅仅有1.2mm的空间可以放置器件。因而，在这些应用中，简单通过将电源模块制作的很薄的方式往往以大幅牺牲电源模块效率或增加电源模块的占地面积等作为代价。因此难以在手机的系统PCB板单侧空间内将电源模块的功率更大程度的提升，以满足手机等智能终端的功能多样化的需求。并且在器件众多且拥挤的情况下，对电磁屏蔽和散热的挑战也变得越来越大，传统的采用离散器件(discrete器件)的方式往往很难满足这些需求。

另外，现有的电源模块在其PCB的一侧贴装电子器件，另一侧引出端子与系统PCB相连接。由于贴装电子器件一侧的器件分散，没有较大的平面来用于表面贴装工艺时的吸取，不利于生产组装。

通常来说，电源模块中可包含模块PCB载板、开关器件以及功率型被动元件，例如，电感或者电容等。如图1B所示，电感的磁芯600包含上下两部分，且上下两部分磁芯600通过穿过模块PCB载板500上的开槽而组装在一起，并以模块PCB载板500上的导线作为绕组，整体构成电源模块中的电感。此电源模块在系统PCB载板400上的安装方式为：使位于模块PCB载板一侧的磁芯沉入系统PCB载板400的开槽内，如此可以降低整体高度。但是这种做法使得模块PCB载板另一侧的高度依然较高，在系统PCB载板400两侧高度相近的应用环境中，此种布局造成系统PCB载板400一侧的空间紧张，而另一侧的空间却多余浪费，使得空间利用率不高。

此外，由于模块PCB载板500开设容置磁芯600的开槽，导致模块PCB载板500的利用率不高。另外，磁芯600上下布置，并缠绕(winding)于模块PCB载板500的设计，使得磁干扰源更加分散，不利于提升EMI即电磁屏蔽的处理。

因此，随着云计算、网络技术和各种智能终端的快速发展，尤其是后者对电源模块提出更高要求，尤其在高度空间非常紧凑，且上下空间相近的情况下，需要考虑如何获得更高的功率，需要考虑EMC及电磁屏蔽、散热以及SMT抓取等问题。然而，现有的电源模块无法满足上述要求、解决上述问题。

综上，在智能终端的系统板上下空间都很狭小的空间内，如何将电源模块的功率设计的尽可能大，成为本领域的技术瓶颈以及亟待解决的技术问题。