CN213305278U

CN213305278U - 电源装置

Info

Publication number: CN213305278U
Application number: CN202022539731.7U
Authority: CN
Inventors: 廖柱帮; 梁兆威; 方鸽
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-11-05
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2030-11-05

Abstract

提供一种电源装置(100)，具备：壳体(101)；主板(102)，其设置在壳体(101)内，并且配置有初级侧元件(106、107)；以及上层板(103)，其设置在壳体(101)内，并且配置有输出连接器(110)、次级侧元件(108、109)，主板(102)与上层板(103)电连接。据此，能够减小上层板与主板之间传输的电流，能够减少上层板与主板之间的电连接所引起的功率损耗。

Description

电源装置

技术领域

本实用新型涉及一种电源装置，具体而言，涉及一种在壳体内具备主板和上板的电源装置。

背景技术

在当前信息化社会，各种服务器的稳定性越来越重要，为了保障服务器运行的稳定性，电源的供电可靠性得到重视。目前各种服务器采用的电源装置中，由英特尔(Intel)公司提供规范的输出电压为12V的通用冗余电源(Common Redundant Power Supplies，CRPS)是其中之一，也是被广泛采用为服务器电源产品设计的标准。

对于通用冗余电源CRPS，为了符合英特尔(Intel)公司的CRPS的技术规范，要求从印刷电路板(printed circuit board，PCB)的输出连接器到金属外壳底部的距离为8.5mm。为了满足这一要求，公开了一种CRPS电源，其在设置有各种元件的印刷电路板即主板(mainPCB)的上方具备上层板(upper PCB)，在上层板上设置输出连接器，使得输出连接器与金属外壳底部之间的距离为8.5mm。

但是，随着CRPS电源的功率密度不断提高，输出电流越来越大，从而上层板与主板之间传输的电流也越来越大，导致上层板与主板之间的电连接所引起的功率损耗越来越大。

实用新型内容

本实用新型鉴于现有技术中存在的上述问题而研发，目的在于提供一种电源装置，能够减小上层板与主板之间传输的电流，能够减少上层板与主板之间的电连接所引起的功率损耗。

为了解决上述问题，本实用新型的一个方面所涉及的电源装置具备：壳体；主板，其设置在所述壳体内，并且配置有初级侧元件；以及上层板，其设置在所述壳体内，并且配置有输出连接器，所述电源装置的特征在于，所述主板与所述上层板电连接，在所述上层板上设置有次级侧元件。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述主板与所述上层板通过导电柱电连接。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述导电柱是铜柱或铝柱。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述导电柱包括用于传输功率信号的导电柱和用于传输控制信号的导电柱。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述上层板通过支座直接固定于所述壳体的底部。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述初级侧元件是与所述次级侧元件相比为高电压低电流的元件，所述次级侧元件是与所述初级侧元件相比为低电压高电流的元件。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述电源装置还具备主隔离变压器，所述初级侧元件是在电路中位于交流输入与所述主隔离变压器之间的元件，所述次级侧元件是在电路中位于所述主隔离变压器与所述输出连接器之间的元件。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述次级侧元件包括以下元件中的一个或多个：主隔离变压器的次级主输出绕组，其用于处理主输出电流；同步整流器，其用于对来自所述次级主输出绕组的交流电流进行整流；主输出滤波电容器，其用于对来自所述同步整流器的整流后的直流电流进行滤波；以及Or-ing场效应管，其被设置为防止反向电流流动并且为输出电流提供低电阻。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选全部所述次级侧元件都设置在所述上层板。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述壳体是金属壳体。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述电源装置是通用冗余电源CRPS。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述输出连接器与所述壳体的底部之间的距离为8mm以上。

此外，根据本实用新型的电源装置，优选所述输出连接器与所述壳体的底部之间的距离为8.5mm。

实用新型的效果

根据本实用新型，能够减小上层板与主板之间传输的电流，能够减少上层板与主板之间的电连接所引起的功率损耗。

此外，根据本实用新型，能够减少用于主板与上层板电连接的导电柱的数量、尺寸，能够节约成本。

此外，根据本实用新型，能够增加用于设置元件的基板总面积，能够提高元件的配置灵活性。

附图说明

通过参考以下附图对所采用的优选实施方式的详细描述，本实用新型的上述目的、优点和特征将变得更显而易见，其中：

图1是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的电源装置的结构的示意图。

图2是表示本实用新型的第二实施方式所涉及的电源装置的结构的示意图。

图3是表示现有的电源装置的结构的示意图。

附图标记说明

100、200、300 电源装置

101、301 壳体

102、202、302 主板

103、303 上层板

104、105、204、205、304 支座

106、107 初级侧元件

108、109 次级侧元件

110、310 输出连接器

306、307、308、309 元件。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式以及实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。另外，存在对相同要素标注相同符号并省略重复说明的情况。此外，存在对功能、结构相同或相对应的要素省略重复说明的情况。

在对本实用新型进行说明之前，先对现有技术进行简单说明。

图3是表示现有的电源装置的结构的示意图。如图3所示，电源装置300具备壳体301、主板302以及上层板303。主板302通过支座304固定于壳体301的底部，上层板303通过支座305固定于主板302。在现有的电源装置300中，为了充分利用壳体301的高度，所有元件306、307、308、309都设置在主板302上。在上层板303上设置有输出连接器310，使得输出连接器310与壳体301的底部之间的距离h为8.5mm，以符合英特尔(Intel)公司的CRPS的技术规范。

如图3中的空心双箭头所示，上层板303与主板302进行高电流连接，该高电流连接通常利用铜柱来实现。由于电源装置300中的次级电路与输出连接器310之间的额外连接的电阻，而存在功率损耗。例如，在12V输出下，具有2700W输出功率的CRPS电源需要输送225A的输出电流。由于到上层板303的输出连接器310的额外连接而导致的功率损耗将是50.63W/mΩ。

而且，随着CRPS电源的功率密度不断提高，输出电流越来越大，从而上层板与主板之间传输的电流也越来越大，导致上层板与主板之间的电连接所引起的功率损耗越来越大。

本申请的发明人为了减少上层板与主板之间的电连接所引起的功率损耗，经过锐意研究，完成了本申请。

下面，参照附图对本实用新型进行具体说明。

(第一实施方式)

如图1所示，电源装置100具备壳体101、主板102以及上层板103。主板102设置在壳体101内，例如通过支座104固定于壳体101的底部，上层板103设置在壳体101内，例如通过支座105固定于主板102。在本实施方式中，通过支座104和支座105固定主板102以及上层板103，能够防止主板102以及上层板103发生位移。对于支座104和支座105的设置位置，没有特别限定，例如可以设置在俯视观察电源装置100时重叠的位置，也可以设置在不重叠的位置。对于支座104和支座105的材料，也没有特别限定，优选为绝缘材料。对于支座104和支座105的数量，也没有特别限定，可以是一个或多个。

在本实施方式中，在主板102上配置有初级侧元件106、107，在上层板103上配置有输出连接器110，并且上层板103延伸，从而在上层板103上配置有次级侧元件108、109。如图1所示，将输出连接器110与壳体101的底部之间的距离设为h，在一个优选实施例中，h为8mm以上，进一步优选h为8.5mm。

其中，本领域技术人员应该能够理解，初级侧元件106、107，以及次级侧元件108、109仅仅是示意性例示，对于元件的数量以及配置位置等并没有特别限定。

在本实施方式中，初级侧元件是指电源装置100中相对于次级侧元件为高电压低电流的元件，次级侧元件是指电源装置100中相对于初级侧元件为低电压高电流的元件。

此外，在一个优选实施例中，电源装置100还具备主隔离变压器(未图示)，主隔离变压器将所输入的高电压的交流电流转换为预设的低电压值，例如12V，初级侧元件是在电路中位于交流输入与主隔离变压器之间的元件，次级侧元件是在电路中位于主隔离变压器与输出连接器110之间的元件。

在本实施方式中，如图1中的空心双箭头所示，主板102与上层板103电连接。这里，因为在上层板103上设置有低电压高电流的次级侧元件，次级电路可以直接供给PCB的输出连接器110，不需要额外的高电流连接，所以能够减少由额外的高电流连接所导致的功率损耗。

在本实施方式中，主板102与上层板103之间的电连接，优选利用导电柱来实现，也就是说，优选主板102与上层板103通过导电柱电连接。此外，优选导电柱是铜柱或铝柱。

在本实施方式中，在一个优选实施例中，导电柱包括用于传输功率信号的导电柱和用于传输控制信号的导电柱。

在本实施方式中，设为全部次级侧元件都设置在上层板103上，从而仅需要从主板102到上层板103的高电压低电流连接，据此能够尽可能地减小主板102与上层板103之间传输的电流，能够尽可能地降低连接电阻引起的功率损耗。例如可以将主板102与上层板103之间传输的电流减小为高输出电流的约1/20，从而能够将由于连接电阻引起的功率损耗显著降低为约1/400。也就是说，根据本实施方式，通过减少次级电路与输出连接器之间的额外连接，进而仅需要从主板到上层板的高电压低电流连接，从而能够显著地降低功率损耗。

此外，在本实施方式中，能够保持电源装置100的原始尺寸，能够不增大电源装置100的产品尺寸。

此外，在本实施方式中，通过使上层板延伸，增加了能够设置元件的基板总面积，能够提高SMT(surface mounted technology，表面贴装技术)元件的配置灵活性。

此外，在本实施方式中，通过在上层板103上配置次级侧元件，能够减小在主板102与上层板103之间传输的电流，所以能够减少用于主板102与上层板103电连接的导电柱的数量、尺寸，能够节约成本。

(第二实施方式)

以下，对本实用新型的第二实施方式的电源装置进行说明。本实用新型的第二实施方式的电源装置中上层板通过支座直接固定于壳体的底部，这一点与本实用新型的第一实施方式的电源装置不同。下面，以与本实用新型的第一实施方式的电源装置不同的结构为中心进行说明，针对与本实用新型的第一实施方式的电源装置相同的结构，标注相同的附图标记，省略详细说明。

图2是表示本实用新型的第二实施方式所涉及的电源装置的结构的示意图。如图2所示，在本实施方式的电源装置200中，上层板103通过支座205直接固定于壳体101的底部，相应地，主板202的尺寸变小，通过支座204固定于壳体101的底部。

在本实施方式中，与第一实施方式同样地，对于支座204以及支座205的设置位置、数量以及材料都没有特别限定，可以根据实际情况适当选择。

在本实施方式中，通过将上层板直接固定于壳体的底部，与将上层板固定于主板的情况相比，能够减小主板的尺寸，节约成本，并且能够改善对于上层板上的元件的散热。

(变形例)

在第一实施方式以及第二实施方式中，设为了全部次级侧元件都设置在上层板上。作为第一实施方式以及第二实施方式的变形例，也可以仅将一个或多个次级侧元件配置在上层板103上。

在一个优选实施例中，设置在上层板103上的次级侧元件包括以下元件中的一个或多个：

主隔离变压器的次级主输出绕组，其用于处理主输出电流；

同步整流器，其用于对来自次级主输出绕组的交流电流进行整流；

主输出滤波电容器，其用于对来自同步整流器的整流后的直流电流进行滤波；以及

Or-ing场效应管，其被设置为防止反向电流流动并且为输出电流提供低电阻。

当然，本领域的技术人员根据本实用新型的发明构思可以理解，也能够将除了上述列举的元件以外的一个或多个次级侧元件设置在上层板上，这里没有特别限制。

通过将一个或多个次级侧元件设置在上层板上，能够在一定程度上减少与输出连接器之间的额外的高电流连接，所以也能够减少由额外的高电流连接所导致的功率损耗。并且，通过将一个或多个次级侧元件设置在上层板上，能够在一定程度上减小在主板与上层板之间传输的电流，能够相应地减少功率损耗，节约成本。

此外，在本实用新型中，对壳体的材料没有特别限定，优选壳体是金属壳体。

此外，在本实用新型中，对电源装置的种类没有特别限定，优选电源装置是通用冗余电源CRPS。

此外，在本实用新型中，各个实施方式和实施例以及变形例中说明的结构能够在不矛盾的情况下相互组合、替换。

以上，尽管已经结合本实用新型的优选实施方式示出了本实用新型，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对本实用新型进行各种修改、替换和改变。因此，本实用新型不应由上述实施方式来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims

1.一种电源装置，具备：

壳体；

主板，其设置在所述壳体内，并且配置有初级侧元件；以及

上层板，其设置在所述壳体内，并且配置有输出连接器，

所述电源装置的特征在于，

所述主板与所述上层板电连接，

在所述上层板上设置有次级侧元件。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述主板与所述上层板通过导电柱电连接。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，

所述导电柱是铜柱或铝柱。

4.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，

所述导电柱包括用于传输功率信号的导电柱和用于传输控制信号的导电柱。

5.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述上层板通过支座直接固定于所述壳体的底部。

6.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述初级侧元件是与所述次级侧元件相比为高电压低电流的元件，

所述次级侧元件是与所述初级侧元件相比为低电压高电流的元件。

7.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述电源装置还具备主隔离变压器，

所述初级侧元件是在电路中位于交流输入与所述主隔离变压器之间的元件，

所述次级侧元件是在电路中位于所述主隔离变压器与所述输出连接器之间的元件。

8.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述次级侧元件包括以下元件中的一个或多个：

主隔离变压器的次级主输出绕组，其用于处理主输出电流；

同步整流器，其用于对来自所述次级主输出绕组的交流电流进行整流；

主输出滤波电容器，其用于对来自所述同步整流器的整流后的直流电流进行滤波；以及

9.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

全部所述次级侧元件都设置在所述上层板。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，

所述壳体是金属壳体。

11.根据权利要求1至9中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，

所述电源装置是通用冗余电源CRPS。

12.根据权利要求1至9中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，

所述输出连接器与所述壳体的底部之间的距离为8mm以上。

13.根据权利要求1至9中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，

所述输出连接器与所述壳体的底部之间的距离为8.5mm。