磁芯结构及功率模块的制作方法

本发明涉及电子器件技术领域，特别涉及一种磁芯结构及功率模块。

背景技术：

随着科技的发展，电子产品的运行速度越来越快，而电子产品中的功率模块向着高功率，小体积的趋势发展，功率器件在工作过程中会散发大量热量，因此对功率模块的散热要求愈发严苛。由于磁性器件自身散热能力有限，温度在局部形成集中，会导致磁性器件的热量无法在第一时间散出，元器件温度过高不仅影响模块在工作中的转换效率，同时也严重影响模组的使用寿命。

目前业内较多的是采用散热片的方式进行散热，但是该方式散热不稳定并且散热效果不佳，常常会由于散热片与发热元件的接触传热不良造成散热不可靠，而且成本较高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有功率模块散热能力不足，现有散热方式效果不佳，且成本较高的问题，提供一种增强散热性能的磁芯结构及功率模块。

一种磁芯结构，用于缠绕或套入线圈，并适用于安装在电路板上，包括：

第一磁体，为一体式结构，用于安装在电路板的第一表面；

第二磁体，用于安装在电路板的第二表面；所述第一磁体和第二磁体穿过电路板相互连接；每个第二磁体与第一磁体连接，用于缠绕或套入线圈。

在其中一个实施例中，所述第一磁体由与第二磁体结构相同的磁体集成得到，所述磁体数量为至少两个。

在其中一个实施例中，所述第二磁体的数量为至少两个，且每个所述第二磁体相互分隔。

在其中一个实施例中，所述第一磁体和第二磁体通过连接柱连接。

在其中一个实施例中，所述第一磁体上设有第一中柱，第二磁体上设有第二中柱，所述第一中柱与第二中柱连接，形成所述连接柱。

在其中一个实施例中，所述连接柱为柱体结构，线圈缠绕或套入在所述连接柱上。

在其中一个实施例中，每个所述第二磁体分别和第一磁体组成相对独立的闭合磁路。

在其中一个实施例中，每个所述闭合磁路中可缠绕或套入不同线圈。

一种功率模块，包括印制电路板以及设于印制电路板上的变压器和/或电感器及其线圈，所述变压器和/或电感器采用上述的磁芯结构，并缠绕或套入所述线圈实现变压器和/或电感器功能。

在其中一个实施例中，所述变压器和/或电感器的线圈分别缠绕或套入在所述磁芯结构的每个连接柱上。

上述磁芯结构，通过将一体式结构的第一磁体安装在电路板的第一表面，增大磁芯的散热面积，通过第二磁体安装在电路板的第二表面且穿过电路板与所述第一磁体相互连接，可缠绕或套入不同线圈并形成相对独立的闭合磁路；上述功率模块，通过采用上述磁芯结构来增强散热性能，可以有效地将磁芯各部分产生的热量通过上述磁芯整个结构散热，保证了磁芯在工作状态下的稳定性；且上述功率模块简化了磁芯结构的安装工序，降低了成本。

附图说明

图1为本发明实施例所述磁芯结构的结构示意图；

图2为本发明实施例所述功率模块的结构示意图；

图3为本发明实施例所述磁芯结构的安装示意图；

图4为本发明实施例所述功率模块的侧视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下提供一种磁芯结构及功率模块，该磁芯结构用于缠绕或套入线圈，并适用于安装在电路板上，该功率模块通过采用所述磁芯结构来增强散热性能。

参阅图1所示，为本发明实施例所述磁芯结构的结构示意图，该磁芯结构包括第一磁体100和第二磁体200，所述第一磁体100为一体式结构，用于安装在电路板的第一表面，所述第二磁体200用于安装在电路板的第二表面，所述第一表面与第二表面为电路板中对立的两个面；所述第一磁体100和第二磁体200穿过电路板相互连接，其中，所述第一磁体100和第二磁体200通过粘合剂连接，可选地，所述粘合剂可以是胶水；所述第二磁体200与第一磁体100连接后用于缠绕或套入线圈。

在一个实施例中，所述第二磁体200的数量为至少两个且相互分隔，每个所述第二磁体200与所述第一磁体100连接，形成多个闭合磁路；其中，每个所述第二磁体200的结构相同，且第一磁体100由与所述第二磁体200结构相同的磁体集成得到，集成的磁体数量为至少两个，每个第二磁体200分别穿过电路板与第一磁体100对应的部分连接，安装结构如图3所示，形成结构匹配的一组磁体；基于本实施例的另一种实施方式，所述每个第二磁体200还可以是不同结构，则所述第一磁体100由不同的第二磁体200集成得到。

在另一个实施例中，所述第二磁体200的数量还可以为一个，即所述第二磁体200也是一体式结构，此时第二磁体200与第一磁体100都是通过将多个单一磁体集成的相同结构，且分别安装在电路板的两个表面，形成多个闭合磁路。

在一个实施例中，所述第一磁体100上设有第一中柱110，所述第二磁体200上设有第二中柱210，所述第一磁体100上的第一中柱110数量为至少两个，每个所述第二磁体200上的第二中柱210数量为一个；每个所述第一中柱110与第二中柱210连接，形成多对连接柱，所述第一磁体100和第二磁体200通过所述连接柱连接；其中，所述连接柱为柱体结构，线圈缠绕或套入在所述连接柱上。在其他实施例中，中柱还可以仅设置在第一磁体100上或仅设置在第二磁体200上。基于本实施例的另一种实施方式，所述连接柱还可以是其他可缠绕或套入线圈的形状，例如方状体、圆锥体等。

在一个实施例中，每个所述第二磁体200使用的材质不同，且所述第一磁体100与第二磁体200使用的材质不同，每个所述第二磁体200与第一磁体100连接后，形成相对独立的闭合磁路，且每个所述闭合磁路之间互不干扰，由于每个第二磁体200与第一磁体100使用的材质不同，在其中任意一组闭合磁路的工作过程中，缠绕或套入在连接柱上的线圈在通电后，通过电流激励磁通，进而产生磁力线，所述磁力线分布于独立的闭合磁路中，而不会影响到相邻的磁路。在另一个实施例中，所述第一磁体100与第二磁体200可以采用相同材质的磁体，由于每组闭合磁路中的激励电流不相同，因此各闭合磁路中的磁力线几乎互不影响，所述每组闭合磁路可独立工作。

在每个第二磁体200和第一磁体100组成的闭合磁路工作时，每对由所述第一中柱110和第二中柱210组成的连接柱上缠绕或套入有不同线圈，且每组线圈产生的激励电流不相同，因此每组闭合磁路中的磁体发出的热量各不相同，由于所述第一磁体100为一体式结构，在第一磁体100上有各闭合磁路的磁体组成部分，且所述各磁体组成部分的发热量不同，而热量在磁体上能够迅速从温度上升高的部分传递到温度上升低的部分，使磁体上的热量散发更快，避免了局部温度过高的情况。

上述磁芯结构，通过将一体式结构的第一磁体安装在电路板的第一表面，增大磁芯的散热面积，通过第二磁体安装在电路板的第二表面且穿过电路板与所述第一磁体相互连接，可缠绕或套入不同线圈并形成相对独立的闭合磁路。

参阅图2所示，为本发明实施例所述功率模块的结构示意图，该功率模块包括印制电路板400以及设置于所述印制电路板400上的功率器件300及其线圈(图中未标)，所述功率器件300包括电压器和/或电感器，所述变压器和/或电感器采用如图1所述的磁芯结构，并缠绕或套入所述线圈实现变压器和/或电感器的功能。

所述印制电路板400预设有安装所述第一磁体100和第二磁体200的孔位(图中未标，图中有孔)，所述第一中柱110和第二中柱210形成的连接柱插入所述孔位中，所述变压器和/或电感器的线圈分别缠绕或套入在所述磁芯结构的每个连接柱上。

在一个实施例中，如图4所示，为本发明实施例所述功率模块的侧视图，所述磁芯结构安装于功率模块中的步骤为：先将所述第一磁体100安装于印制电路板400的孔位上，再将每个所述第二磁体200依次安装在印刷电路板中与第一磁体100匹配的位置上，并通过粘合剂连接；由于所述第一磁体100为一体式集成结构，在安装过程中减少了单个磁体的安装步骤，使磁芯结构的安装过程更加快速准确。

上述功率模块，通过采用上述磁芯结构来增强散热性能，可以有效地将磁芯各部分产生的热量通过上述磁芯整个结构散热，保证了磁芯在工作状态下的稳定性；且上述功率模块简化了磁芯结构的安装工序，降低了成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。