一种电源及其电源封装体的制作方法

1.本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种电源及其电源封装体。


背景技术：

2.随着产品小型化需求，电子系统中模块电源考虑的因素包括减小尺寸、减少电磁干扰emi、更高的功率，更好的散热性能。目前模块电源大多只有单路输出电压，且存在封装尺寸大和散热性能差的问题。


技术实现要素：

3.本发明主要解决的技术问题是提供一种电源及其电源封装体，解决现有技术中模块电源输出单一的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案是：提供一种电源，其特征在于，包括：多个电源模块，其中，每个电源模块分别包括电压输入引脚和电压输出引脚，以通过电压输入引脚接收输入电压，并通过电压输出引脚提供电能输出；多个电源模块并联设置，且被配置为分别单独提供具有第一电流的电能输出，或具有至少两个电源模块的组合以提供具有第二电流的电能输出，第二电流大于第一电流。
5.其中，每个电源模块进一步包括：处理单元，连接电压输入引脚和电压输出引脚，以通过电压输入引脚接收输入电压并进行处理，在电压输出引脚提供电能输出；控制单元，连接处理单元并接收时钟信号，以根据时钟信号而产生相应的控制信号至处理单元，控制处理单元工作以提供电能输出。
6.其中，处理单元包括：第一电容，一端连接电压输入引脚，而另一端接地；第一开关，其第一通路端连接第一电容与电压输入引脚之间的第一节点，其控制端连接控制单元以接收第一控制信号；电感，一端连接第一开关的第二通路端，而另一端连接电压输出引脚；第二开关，其第一通路端连接电感与第一开关的第二通路端之间的第二节点，其第二通路端接地，而其控制端连接控制单元以接收第二控制信号；第二电容，一端连接电感与电压输出引脚之间的第三节点，而另一端接地；其中，第一电容、第一开关和电感构成充电回路，以在第一控制信号的控制下执行充电操作；第二开关、电感和第二电容构成放电回路，以在第二控制信号的控制下执行放电操作。
7.其中，第一开关和第二开关分别为nmos开关。
8.其中，每个电源模块的控制单元分别接收时钟信号，并锁定一个对应的时钟相位以根据锁定的时钟相位而产生控制信号，从而控制多个电源模块多相位并联运行。
9.其中，相邻两个电源模块锁定的时钟相位之间相差90
°
。
10.其中，多个电源模块包括并联的第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块和第四电源模块，其中，第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块和第四电源模块接收时钟信号并锁定的时钟相位分别为0
°
、90
°
、180
°
、270
°
。
11.其中，第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块和第四电源模块的电压输出引
脚被配置为彼此独立，以提供4路具有第一电流的电能输出；或第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块和第四电源模块中两个相邻的电源模块的电压输出引脚被配置在一起，以提供2路具有第一电流的电能输出和1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为第一电流的两倍；或第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块和第四电源模块中三个相邻的电源模块的电压输出引脚被配置在一起，以提供1路具有第一电流的电能输出和1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为第一电流的三倍；或第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块和第四电源模块的电压输出引脚被配置在一起，以提供1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为单个电源模块输出的第一电流的四倍。
12.为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案是：提供一种电源封装体，该电源封装体包括：基板；多个电源模块，设置在基板上；封装层，覆盖基板和多个电源模块以将多个电源模块分别封装在封装层内；其中，多个电源模块构成如上述的电源。
13.其中，电源封装体进一步包括第一印刷电路板和第二印刷电路板，其中，每个电源模块中的元件分别设置在第一印刷电路板和基板上，第一印刷电路板位于基板之上，且基板和第一印刷电路板之间通过第二印刷实现电连接。
14.本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，提供的一种电源及其电源封装体，其中电源包括多个电源模块，其中，每个电源模块分别包括电压输入引脚和电压输出引脚，以通过电压输入引脚接收输入电压，并通过电压输出引脚提供电能输出；多个电源模块并联设置，且被配置为分别单独提供具有第一电流的电能输出，或具有至少两个电源模块的组合以提供具有第二电流的电能输出，第二电流大于第一电流。本技术通过将多个电源模块并联，以使电源可以被配置为多个单独提供具有第一电流的电能输出，也可以被配置为至少两个电源模块的组合以提供具有第二电流的电能输出，使得一个电源既可以满足多路输出电压的需求，也可以满足大电流负载的需求，同时还节约了安装空间。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
16.图1是本发明提供的电源一实施例的电路图；
17.图2是本发明提供的电源另一实施例的框架示意图；
18.图3是本发明提供的电源封装体一实施例的结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术。
metal-oxide-semiconductor，n型场效应晶体管)开关。控制单元14通过发出第一控制信号控制第一开关132的导通和关断。电感133的一端连接第一开关132的第二通路端，电感133的另一端连接电压输出引脚12。电感133用于存储即将传送至负载的电能。第二开关134的第一通路端连接电感133与第一开关132的第二通路端之间的第二节点，第二开关134的第二通路端接地，第二开关134的控制端连接控制单元14以接收第二控制信号。控制单元14通过发出第二控制信号控制第二开关134的导通和关断。第二电容135的一端连接电感133与电压输出引脚12之间的第三节点，第二电容135的另一端接地。其中，第二开关134为nmos开关。第一电容131用于控制输入电压的平稳。第二电容135用于控制输出电压的平稳。
27.第一电容131、第一开关132和电感133构成充电回路，以在第一控制信号的控制下执行充电操作。具体地，第一开关132接收控制单元14发出的第一控制信号，以控制第一开关132导通，电压输入引脚11接收输入电压，输入电压通过第一开关132存储于电感133，以在电感133内存储电能，实现充电操作。
28.第二开关134、电感133和第二电容135构成放电回路，以在第二控制信号的控制下执行放电操作。具体地，第二开关134接收控制单元14发出的第二控制信号，以控制第二开关134导通且第一开关132关断，电感133通过电压输出引脚12为负载提供电能输出，以执行放电操作。
29.可选的，每个电源模块1的控制单元14分别接收时钟信号，并锁定一个对应的时钟相位以根据锁定的时钟相位而产生控制信号，从而控制多个电源模块1多相位并联运行。在一具体实施例中，相邻两个电源模块1锁定的时钟相位之间相差90
°
。时钟相位不同，多相输出可以显著降低输出电压的波纹值。换句话说，多个相位时，不同的时间点内都可能是峰值，多个输出电压的波动性减小，进而降低了输出电压的波纹值。
30.请参阅图2，图2是本发明提供的电源另一实施例的框架示意图。多个电源模块1包括并联的第一电源模块2、第二电源模块3、第三电源模块4和第四电源模块5。其中，第一电源模块2、第二电源模块3、第三电源模块4和第四电源模块5接收时钟信号并锁定的时钟相位分别为0
°
、90
°
、180
°
、270
°
。在一具体实施例中，第一电源模块2、第二电源模块3、第三电源模块4和第四电源模块5分别单独输出电流为4a。在一具体实施例中，每个电源模块1的控制单元14分别接收时钟信号，并锁定与时钟信号相对应的时钟相位，第一电源模块2、第二电源模块3、第三电源模块4和第四电源模块5的电压输出引脚12被配置为彼此独立，以提供4路具有第一电流的电能输出。具体地，第一电流为4a。此时，该电源100可以输出4路第一电流，可以为4个负载提供电能。通过一个电源100可以为4个负载提供电能，节约了安装空间，更有利于产品的小型化。在另一可选实施例中，每个电源模块1的控制单元14分别接收时钟信号，并锁定与时钟信号相对应的时钟相位，第一电源模块2、第二电源模块3、第三电源模块4和第四电源模块5中两个相邻的电源模块1的电压输出引脚12被配置在一起，以提供2路具有第一电流的电能输出和1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为第一电流的两倍。例如，第一电流为4a，第二电流为8a。此时，该电源100可以输出2路第一电流，1路第二电流，可以为3个负载提供电能。在另一可选实施例中，第一电源模块2、第二电源模块3、第三电源模块4和第四电源模块5中三个相邻的电源模块1的电压输出引脚12被配置在一起，以提供1路具有第一电流的电能输出和1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为第一电流的三倍。例如，第一电流为4a，第二电流为12a。此时，该电源100可以输出1路第一电流，
1路第二电流，可以为2个负载提供电能。在另一可选实施例中，第一电源模块2、第二电源模块3、第三电源模块4和第四电源模块5的电压输出引脚12被配置在一起，以提供1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为单个电源模块1输出的第一电流的四倍。例如，第二电流为16a。此时电源100可以满足大电流负载的需求。
31.可选的，多个电源模块1包括并联的第一电源模块2、第二电源模块3和第三电源模块4。其中，第一电源模块2、第二电源模块3和第三电源模块4接收时钟信号并锁定的时钟相位分别为0
°
、180
°
、270
°
。其中，第一电源模块2、第二电源模块3和第三电源模块4的电压输出引脚12被配置为彼此独立，以提供3路具有第一电流的电能输出；或第一电源模块2、第二电源模块3和第三电源模块4中两个相邻的电源模块1的电压输出引脚12被配置在一起，以提供1路具有第一电流的电能输出和1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为第一电流的两倍；可选的，第一电源模块2、第二电源模块3和第三电源模块4的电压输出引脚12被配置在一起，以提供1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为单个电源模块1输出的第一电流的三倍。
32.可选的，多个电源模块1包括并联的第一电源模块2和第二电源模块3。其中，第一电源模块2和第二电源模块3接收时钟信号并锁定的时钟相位分别为0
°
、180
°
。其中，第一电源模块2和第二电源模块3的电压输出引脚12被配置为彼此独立，以提供2路具有第一电流的电能输出；或第一电源模块2、第二电源模块3的电压输出引脚12被配置在一起，以提供1路具有第二电流的电能输出，其中，第二电流为单个电源模块1输出的第一电流的两倍。
33.本实施例提供的电源包括多个电源模块，其中，每个电源模块分别包括电压输入引脚和电压输出引脚，以通过电压输入引脚接收输入电压，并通过电压输出引脚提供电能输出；多个电源模块并联设置，且被配置为分别单独提供具有第一电流的电能输出，或具有至少两个电源模块的组合以提供具有第二电流的电能输出，第二电流大于第一电流。本技术通过将多个电源模块并联，以使电源可以被配置为多个单独提供具有第一电流的电能输出，也可以被配置为至少两个电源模块的组合一提供具有第二电流的电能输出，使得一个电源既可以满足多路输出电压的需求，也可以满足大电流负载的需求，同时还节约了安装空间。
34.请参阅图3，图3是本发明提供的电源封装体一实施例的结构示意图。本实施例提供的电源封装体9包括基板91、多个电源模块921和封装层93。其中，多个电源模块921设置在基板91上。封装层93覆盖基板91和多个电源模块921以将多个电源模块921分别封装在封装层93内。其中，多个电源模块921构成如上述的电源92。具体电源模块921的结构如上述实施例的电源模块1相同，在此不再赘述。可选的，基板91可以为刚性基板，刚性基板的材料为聚四氟乙烯。基板91也可以为柔性基板，柔性基板的材料可以为聚酰亚胺。
35.可选的，电源封装体9进一步包括第一印刷电路板94和第二印刷电路板95。其中，每个电源模块921中的元件分别设置在第一印刷电路板94和/或基板91上，第一印刷电路板94位于基板91之上，且基板91和第一印刷电路板94之间通过第二印刷电路板95实现电连接。通过将基板91与第一印刷电路板94层叠设置，使得电源封装体9的尺寸最小化。其中，基板91具有优异的热传导性能。在一具体实施例中，电源模块921包括第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块和第四电源模块，其中，第一电源模块和第二电源模块设置于第一印刷电路板94上，第三电源模块和第四电源模块设置于基板91上。第二印刷电路板95与第三
电源模块、第四电源模块间隔设置。具体地，第二印刷电路板95的两面设置锡球96以实现基板91和第一印刷电路板94的电连接，基板91远离第二印刷电路板95的一侧设置有锡球96，以便于基板91的后续操作。
36.本实施例中提供的电源封装体中，该电源封装体包括基板；多个电源模块设置在基板上；封装层覆盖基板和多个电源模块以将多个电源模块分别封装在封装层内；其中，多个电源模块构成如上述的电源。本实施例提供的电源封装体可以通过基板将多个电源模块产生的热量传输至电源封装体外部，也可以通过封装层将多个电源模块产生的热量传输至电源封装体的外部，进而大幅提高电源封装体的散热性能。
37.以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。