专利名称：一种叠层电源及叠层电源互联方法
技术领域：
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种叠层电源及叠层电源互联方法。
背景技术：
随着电信、服务器等领域设备功率的不断增加、体积的不断减小，电源模块的应用 空间越来越紧凑，另外由于路由器等设备对输出功率要求较大，单个电源模块很难满足功 率需求，因此叠层电源应运而生。然而现有叠层电源采用的是原有通孔插针方式，处于叠层 电源下方的电源模块插针要承担整个叠层电源的电流，这就需要增加下层电源模块输出插 针的直径以满足通流及阻抗需求；这一方面使得上下两层电源模块过孔设计不一致或都增 加插针通孔的面积，与归一化、模块化、体积减小的需求相矛盾；另一方面由于下层电源模 块产生的热量需要通过引脚向其连接的系统电路板传热，而通孔插针要求连接上下层电源 模块的引脚较细，因此向下传递的热阻较大，从而进一步加剧了上下层电源模块功率限制 的不均衡。
发明内容
本发明实施例提供了一种叠层电源及叠层电源互联方法，能够适应电源模块的归 一化、模块化、体积减小的需求，有效解决叠层电源的散热。本发明实施例采用如下技术方 案一种叠层电源，包括至少两个电源模块，每个所述电源模块包括至少一块印刷电路板及一组实现电能 转换的能量变换组件；所述印刷电路板包含至少两层导电层、一层隔离层和一段板边金属 化侧壁，并且至少有一层导电层延伸至板边与所述板边金属化侧壁相连；至少两对输入输出引脚，每对所述输入输出引脚分别与每个所述电源模块的印刷 电路板的板边金属化侧壁相连。一种叠层电源互联方法，包括在叠层电源包括的每个电源模块的印刷电路板上设置板边金属化侧壁，所述印刷 电路板中至少有一层导电层延伸至板边与所述板边金属化侧壁相连；采用输入输出引脚连接叠层电源包括的每个电源模块，每对所述输入输出引脚分 别与所述每个电源模块的印刷电路板的所述板边金属化侧壁相连。由本发明实施例的技术方案可知，通过在每个电源模块的印刷电路板上设置板边 金属化侧壁，印刷电路板中至少有一层导电层延伸至板边与该板边金属化侧壁相连，并且 采用输入输出引脚连接每个电源模块，每对输入输出引脚分别与每个电源模块的所述板边 金属化侧壁相连；一方面由于板边金属化侧壁基本不占印刷电路板面积，从而减少了通孔 插针所占印刷电路板面积及通孔插针引起的印刷电路板布局布线的困扰，适应电源模块的 归一化、模块化、体积减小的需求；另一方面由于叠层电源的输入输出引脚与印刷电路板的 板边金属化侧壁连接，可以均衡上下两个模块的温度差异，且本身就是良好的散热器，可以
3将电源模块的热量通过印刷电路板的板边金属化侧壁传递至输入输出引脚，从而有利于电 源模块的热量散出，有效解决叠层电源的散热。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作一简单地介绍。图1为本发明实施例一叠层电源的剖面示意图；图2为本发明实施例一叠层电源的三维示意图；图3为本发明实施例二叠层电源的剖面示意图；图4为本发明实施例二叠层电源的三维示意图；图5为本发明实施例三叠层电源互联方法示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下将通过具体实施例和相关附 图，对本发明作进一步详细说明。实施例一本发明实施例一提供了一种结构的叠层电源，为方便描述，以叠层电源包括两个 电源模块和两对输入输出引脚为例进行说明。其中每个电源模块包括的印刷电路板(PCB) 可以简化为两层导电层及一层隔离层；显然本方案可以扩展到两个以上的电源模块叠层， 印刷电路板可以为包括多层导电层及多层隔离层的多层印刷电路板。参见图1和图2，本发明实施例一的叠层电源100包括两个电源模块1000、2000 ；每个电源模块包括至少一块印刷电路板及一组实现电 能转换的能量变换组件1100、2100 ；其中，每块印刷电路板(以电源模块1000为例)分别 包含两层导电层1201、1202，一层隔离层1203，至少一段板边金属化侧壁1300 ；并且两层导 电层1201、1202中至少有一层导电层延伸至板边与板边金属化侧壁1300相连；两对输入输出引脚3000、3100 ；每对输入输出引脚分别与两个电源模块1000、 2000的印刷电路板的板边金属化侧壁相连。其中，板边金属化侧壁可以采用侧壁沉铜的加工方式得到；所述两对输入输出引脚3000、3100可以采用带凸台形式的金属块，所述凸台可用 于固定电源模块1000、2000的垂直方向位置。本发明实施例一通过在每个电源模块的印刷电路板上设置板边金属化侧壁，印刷 电路板中至少有一层导电层延伸至板边与该板边金属化侧壁相连，并且采用输入输出引脚 连接每个电源模块，每对输入输出引脚分别与每个电源模块的板边金属化侧壁相连；一方 面由于板边金属化侧壁基本不占印刷电路板面积，从而减少了通孔插针所占印刷电路板面 积及通孔插针引起的印刷电路板布局布线的困扰，适应电源模块的归一化、模块化、体积减 小的需求；另一方面由于叠层电源的输入输出引脚与印刷电路板的板边金属化侧壁连接， 可以均衡上下两个模块的温度差异，且本身就是良好的散热器，可以将电源模块的热量通 过印刷电路板的板边金属化侧壁传递至输入输出引脚，从而有利于电源模块的热量散出， 有效解决叠层电源的散热。
实施例二本发明实施例二提供了另一种结构的叠层电源，为方便描述，以叠层电源包括两 个电源模块、两对输入输出引脚和一个散热器为例进行说明。其中每个电源模块包括的印 刷电路板(PCB)可以简化为两层导电层及一层隔离层，至少一对输入输出引脚分别与散热 器相连；显然本方案可以扩展到两个以上的电源模块叠层，印刷电路板可以为包括多层导 电层及多层隔离层的多层刷电路板，可以有多对输入输出引脚与散热器相连。参见图3和图4，本发明实施例二的叠层电源110包括两个电源模块1010、2010 ；每个电源模块包括至少一块印刷电路板及一组实现电 能转换的能量变换组件1110、2110 ；其中，每块印刷电路板(以电源模块1110为例)分别 包含两层导电层1211、1212，一层隔离层1213、至少一段板边金属化侧壁1310 ；并且两层导 电层1211、1212中至少有一层导电层延伸至板边与板边金属化侧壁1310相连；两对输入输出引脚3010、3110 ；每对输入输出引脚分别与两个电源模块1010、 2010的印刷电路板的板边金属化侧壁相连；同时每对输入输出引脚中的一个经过绝缘处 理后与散热器4010翅片相连，以增加从PCB内部至散热器的快速传热通道，加强电源模块 的散热。进一步地，还可以在叠层电源的上层电源模块1010的印刷电路板的上层能量变 换组件1110与散热器4010之间，增加绝缘导热垫片5010，以加强上层电源模块能量变换组 件的散热。同样，板边金属化侧壁可以采用侧壁沉铜的加工方式得到；所述两对引脚3010、3110可以采用带凸台形式的金属块，所述凸台可用于固定电 源模块1010、2010垂直方向位置。本发明实施例二除了具备上述本发明实施例一的有益效果外，还通过输入输出引 脚与散热器相连，作为电源模块热源至散热器的快速传热通道，可以将电源模块的热量通 过印刷电路板的板边金属化侧壁传递至输入输出引脚，然后传递至散热器，从而进一步有 效降低电源模块温度，增强电源模块的散热能力。实施例三参见图5本发明实施例三提供了一种叠层电源互联方法，包括S51，在叠层电源包括的每个电源模块的印刷电路板上设置板边金属化侧壁，所述 印刷电路板中至少有一层导电层延伸至板边与所述板边金属化侧壁相连；S52，采用输入输出引脚连接叠层电源包括的每个电源模块，每对所述输入输出引 脚分别与所述每个电源模块的印刷电路板的所述板边金属化侧壁相连。同样，所述板边金属化侧壁可以采用侧壁沉铜的加工方式得到；所述输入输出引 脚可以采用带凸台形式的金属块，该凸台可用于固定每个叠层的电源模块垂直方向位置。进一步地，还可以将每对所述输入输出引脚中的一个经过绝缘处理后与散热器相 连，加强电源模块的散热。更进一步地，还可以在叠层电源的上层电源模块的印刷电路板的上层能量变换组 件与所述散热器之间设置绝缘导热垫片，以加强上层电源模块能量变换组件的散热。本发明实施例三的叠层电源互联方法，通过在每个电源模块的印刷电路板上设置 板边金属化侧壁，印刷电路板中至少有一层导电层延伸至板边与该板边金属化侧壁相连，并且采用输入输出引脚连接每个电源模块，每对输入输出引脚分别与每个电源模块的所述 板边金属化侧壁相连；一方面由于板边金属化侧壁基本不占印刷电路板面积，从而减少了 通孔插针所占印刷电路板面积及通孔插针引起的印刷电路板布局布线的困扰，适应电源模 块的归一化、模块化、体积减小的需求；另一方面由于叠层电源的输入输出引脚与印刷电路 板的板边金属化侧壁连接，可以均衡上下两个模块的温度差异，且本身就是良好的散热器， 可以将电源模块的热量通过印刷电路板的板边金属化侧壁传递至输入输出引脚，从而有利 于电源模块的热量散出，有效解决叠层电源的散热。另外，通过将每对所述输入输出引脚中的一个经过绝缘处理后与散热器相连，作 为电源模块热源至散热器的快速传热通道，可以将电源模块的热量通过印刷电路板的板边 金属化侧壁传递至输入输出引脚，然后传递至散热器，从而进一步有效降低电源模块温度， 增强电源模块的散热能力。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种叠层电源，其特征在于，包括至少两个电源模块，每个所述电源模块包括至少一块印刷电路板及一组实现电能转换 的能量变换组件；每块所述印刷电路板包含至少两层导电层、一层隔离层和一段板边金属 化侧壁，并且至少有一层导电层延伸至板边与所述板边金属化侧壁相连；至少两对输入输出引脚，每对所述输入输出引脚分别与每个所述电源模块的印刷电路 板的板边金属化侧壁相连。
2.根据权利要求1所述的叠层电源，其特征在于，印刷电路板的所述板边金属化侧壁 采用侧壁沉铜加工方式得到。
3.根据权利要求1所述的叠层电源，其特征在于，所述输入输出引脚为带凸台形式的 金属块。
4.根据权利要求1-3任一项所述的叠层电源，其特征在于，所述叠层电源还包括至少 一个散热器；每对所述输入输出引脚中的一个经过绝缘处理后与所述散热器相连。
5.根据权利要求4所述的叠层电源，其特征在于，所述叠层电源还包括绝缘导热垫片， 所述绝缘导热垫片设置在所述叠层电源的上层电源模块的印刷电路板的上层能量变换组 件与所述散热器之间。
6.一种叠层电源互联方法，其特征在于，包括在叠层电源包括的每个电源模块的印刷电路板上设置板边金属化侧壁，所述印刷电路 板中至少有一层导电层延伸至板边与所述板边金属化侧壁相连；采用输入输出引脚连接叠层电源包括的每个电源模块，每对所述输入输出引脚分别与 所述每个电源模块的印刷电路板的所述板边金属化侧壁相连。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用侧壁沉铜加工方式得到印刷电路板 的所述板边金属化侧壁。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述输入输出引脚为带凸台形式的金属块。
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将每对所述输入输出引脚的一个经过绝缘处理后与散热器相连。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述叠层电源的上层电源模块的印刷电路板的上层能量变换组件与所述散热器之 间设置绝缘导热垫片。
全文摘要
本发明提供了一种叠层电源及叠层电源互联方法。一种实施例的叠层电源包括至少两个电源模块，每个所述电源模块包括至少一块印刷电路板，每块所述印刷电路板包含至少两层导电层和一段板边金属化侧壁，并且至少有一层导电层延伸至板边与所述板边金属化侧壁相连；至少两对输入输出引脚，每对所述输入输出引脚分别与每个所述电源模块的板边金属化侧壁相连。由于板边金属化侧壁基本不占印刷电路板面积，从而减少了通孔插针所占印刷电路板面积及通孔插针引起的印刷电路板布局布线的困扰；另外叠层电源的输入输出引脚与印刷电路板的板边金属化侧壁连接，可以均衡上下两个模块的温度差异，且本身就是良好的散热器，可以有效解决叠层电源的散热。
文档编号H05K7/20GK102122879SQ20111000279
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者侯召政 申请人:华为技术有限公司