TW202548805A - 磁性元件及應用其之電路板總成 - Google Patents

Abstract

磁性元件包括底板、蓋板、第一繞線柱、第二繞線柱、初級繞組及次級繞組。蓋板與底板相對配置。第一繞線柱配置於底板與蓋板之間。第二繞線柱配置於底板與蓋板之間。初級繞組繞設於第一繞線柱。次級繞組繞設於第二繞線柱。

Description

磁性元件及應用其之電路板總成

本發明是有關於一種磁性元件及應用其之電路板總成。

用於充電頭、伺服器電源、車載電源和充電樁等產品中的隔離型直流-直流變壓器，大多採用LLC串聯諧振轉換器。相較於其他隔離型直流-直流變壓器，LLC串聯諧振轉換器具有全負載範圍柔性切換等特性，在高頻切換的條件下，可以有效降低開關的切換損耗。

典型的LLC串聯諧振轉換器包含一個繞設有一次側線圈及二次側線圈的磁性元件。其中，磁性元件占據了LLC串聯諧振轉換器的主要空間。因此，如何提供一種能夠縮小整體尺寸且維持良好的能量轉換效率的磁性元件及具有磁性元件的LLC串聯諧振轉換器，已是本技術領域業者努力方向之一。

本發明是有關於一種磁性元件及應用其之電路板總成，可改善前述習知問題。

本揭露一實施例提出一種磁性元件。磁性元件包括一底板、一蓋板、一第一繞線柱、一第二繞線柱、一第三繞線柱、一初級繞組、一第一次級繞組及一第二次級繞組。蓋板與底板相對配置。第一繞線柱配置於底板與蓋板之間。第二繞線柱配置於底板與蓋板之間。第三繞線柱配置於底板與蓋板之間。初級繞組繞設於第一繞線柱。第一次級繞組繞設於第二繞線柱。第二次級繞組繞設於第三繞線柱。第一繞線柱沿一第一方向延伸並具有一第一長度，第二繞線柱與第三繞線柱沿第一方向設置並具有一第一間距，且第一長度大於第一間距。

本揭露另一實施例提出一種電路板總成。電路板總成包括一電路板、一磁性元件、一第一開關組及一第二開關組。磁性元件包括一底板、一蓋板、一第一繞線柱、一第二繞線柱、一第三繞線柱、一初級繞組、一第一次級繞組及一第二次級繞組。蓋板與底板相對配置。第一繞線柱配置於底板與蓋板之間。第二繞線柱配置於底板與蓋板之間。第三繞線柱配置於底板與蓋板之間。初級繞組繞設於第一繞線柱。第一次級繞組繞設於第二繞線柱。第二次級繞組繞設於第三繞線柱。第一繞線柱沿一第一方向延伸並具有一第一長度，第二繞線柱與第三繞線柱沿第一方向設置並具有一第一間距，且第一長度大於第一間距。第一開關組設置於電路板並與初級繞組耦接。第二開關組設置於電路板並與第一次級繞組及第二次級繞組耦接。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

以下所示的實施例提供了一種磁性元件及應用其之電路板總成，可在不影響總體效能的前提下，可縮減磁性元件及應用其之電路板總成的尺寸、體積和重量，並降低電路板總成的製作成本。以下將以特定實施例參考說明書所述的結構和佈置更具體地描述本案所請發明內容。

請參照第1、2A~2C、3及4圖，第1圖繪示依據本發明一實施例之諧振轉換器10的等效電路圖，第2A圖繪示依據第1圖之磁性元件100的結構示意圖，第2B圖繪示第1圖之初級繞組150配置在第2A圖之第一繞線柱130而第一次級繞組160A及第二次級繞組160B分別配置在第2A圖之第二繞線柱140A及第三繞線柱140B的示意圖，第2C圖繪示第2B圖之磁性元件100(省略蓋板120)的俯視圖，第3圖繪示第2B圖之磁性元件100的漏磁通路徑的示意圖，而第4圖繪示依照本發明一實施例之電路板總成10的示意圖。

如第1及4圖所示，在本實施例中，電路板總成10例如包含LLC串聯諧振轉換器，然本發明實施例不受此限。電路板總成10至少包括電路板170(繪示於第4圖)、至少一磁性元件100、第一開關組11及第二開關組12。

如第2A、2B及4圖所示，磁性元件100至少包括底板110、蓋板120、第一繞線柱130、第二繞線柱140A、第三繞線柱140B、初級繞組150、第一次級繞組160A、第二次級繞組160B、電路板170(電路板170繪示於第4圖)及半導體晶片180 (半導體晶片180繪示於第4圖)。蓋板120與底板110相對配置。第一繞線柱130、第二繞線柱140A及第三繞線柱140B可配置於底板110與蓋板120之間。初級繞組150繞設於第一繞線柱130。第一次級繞組160A及第二次級繞組160B分別繞設於第二繞線柱140A及第三繞線柱140B。由於初級繞組150繞設於第一繞線柱130，可增加漏感量，故而不需要配置一額外電感(此額外電感導致占地空間變大以及銅損（copper loss）變大))，進而增加空間利用率、降低整體能量損耗(例如，銅損與鐵損（iron loss/core loss）之總和)。本文的”銅損”及”鐵損”的單位例如是瓦特(Watt, W)。

如第2C圖所示，在一實施例中，第一繞線柱130沿第一方向X延伸並具有第一長度L ₁₃₀，而第二繞線柱140A與第三繞線柱140B沿第一方向X設置並具有一第一間距H1(例如，最短間距)，其中第一長度L ₁₃₀大於第一間距H1。

如第1及4圖所示，第一開關組11設置於電路板170並與初級繞組150耦接。第一開關組11包括數個開關，例如，第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4。第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4電性連接輸入端V _in與磁性元件100之初級繞組150。第二開關組12設置於電路板170並與第一次級繞組160A及第二次級繞組160B耦接且至少包括整流開關SR ₁、SR ₂、SR ₃及SR ₄。整流開關SR ₁、SR ₂、SR ₃及SR ₄連接磁性元件100之次級繞組(160A及160B)與輸出端V _out。此外，第一開關組11設置於磁性元件100的第一側，而第二開關組12設置於磁性元件100的第二側，其中第一側與第二側為磁性元件100的相鄰二側。

在實施例中，底板110、蓋板120、第一繞線柱130、第二繞線柱140A及第三繞線柱140B例如是鐵芯。

在一比較例中，相較於搭配額外電感之磁性元件，本發明實施例之磁性元件(不需搭配額外電感)之占地面積(以鐵芯來說)例如可減少約30 %，銅損例如減少約16.3 %(因為不需額外電感)，而鐵損增加約5.6%。值得注意的是，雖然鐵損增加，但總損耗仍減少了9.1%。

如第3圖所示，磁阻 表示蓋板120的磁阻，磁通 表示通過蓋板120之截面之磁通。磁阻 表示第二繞線柱140A或第三繞線柱140B的磁阻，磁通 表示通過第二繞線柱140A或第三繞線柱140B之截面之磁通。磁阻 表示第一繞線柱130的磁阻，磁通 表示通過第一繞線柱130之截面之磁通。磁阻 為次級繞組之側的空氣磁阻，而磁阻 為初級繞組之側的空氣磁阻。第一漏磁通 不與次級繞組160A、160B(未繪示於第3圖)耦合但其磁通路徑經過第一繞線柱130，此造成額外的鐵損。第二漏磁通 之磁通路徑所圍繞於第一次級繞組160A或第二次級繞組160B(未繪示於第3圖)的靜電流為0安培，不與次級繞組(160A或160B)耦合，但流經第一繞線柱130、底板110與蓋板120，因此造成額外的鐵損。另外，經由磁阻分析，第一漏磁通 及第二漏磁通 顯著增加，使漏感量顯著增加。

在一比較例中，初級繞組150繞設於第二繞線柱140A及第三繞線柱140B (即，不繞設於第一繞線柱130)，其產生約8.79奈亨(nH)的漏感量。相較於該比較例，本發明實施例之初級繞組150繞設於第一繞線柱130，其產生約454奈亨的漏感量。相較於比較例，本發明實施例之磁性元件100之漏感量增加了至少51倍。此外，在比較例中，初級繞組150繞設於第二繞線柱 (不繞設於第一繞線柱130)，其產生約15.16 W的銅損以及8.21 W的鐵損。相較於該比較例，本發明實施例之初級繞組150繞設於第一繞線柱130，其產生約17.23 W的銅損以及10.75 W的鐵損。

如第2A圖所示，第一繞線柱130沿第二方向Y的投影與第二繞線柱140A及第三繞線柱140B至少部分重疊。詳言之，第二繞線柱140A及/或第三繞線柱140B沿第二方向Y投影至第一繞線柱130的投影區域，與第一繞線柱130至少部分重疊。前述第二方向Y與第一方向X相異，例如，第二方向Y與第一方向X實質上垂直。

如第2A圖所示，第一繞線柱130與第二繞線柱140A及/或第三繞線柱140B的延伸方向相異。例如，第一繞線柱130之延伸軸(或長軸)AX1沿第一方向X延伸，而第二繞線柱140A之延伸軸(或中心軸)AX2及/或第三繞線柱140B之延伸軸(或中心軸)AX3沿一第三方向Z延伸，其中第三方向Z與第一方向X相異，例如，第一方向X與第三方向Z彼此垂直。具體而言，第一繞線柱130例如是多面體柱(例如，三角柱、四角柱等)，而第二繞線柱140A及/或第三繞線柱140B例如是圓柱或橢圓柱，然本發明實施例並不限定繞線柱的剖面形狀。

如第2B圖所示，在本實施例中，第二繞線柱140A與第三繞線柱140B可沿第一方向X分開配置。第一次級繞組160A及第二次級繞組160B分別繞設於第二繞線柱140A及第三繞線柱140B。在另一實施例中，磁性元件100可省略第三繞線柱140B。

如第2B圖所繪示之初級繞組150及次級繞組(160A及160B)僅為示意。第2B圖之I _P表示初級繞組150的電流方向，而I _S表示次級繞組160的電流方向。圖示以電流方向I _P表示初級繞組150的繞線方向或方式，而以電流方向I _S表示次級繞組的繞線方向或方式，本發明實施例不限定初級繞組150及次級繞組(160A及160B)之具體繞線方式。

如第2A及2C圖所示，第一繞線柱130與蓋板120的連接面(例如，接觸面)具有第一面積，第二繞線柱140A與蓋板120的連接面(例如，接觸面)具有第二面積，而第三繞線柱140A與蓋板120的連接面(例如，接觸面)具有第三面積，其中第一面積與第二面積及第三面積之和的比例可介於80%~150%之間。舉例來說，第一繞線柱130與蓋板120的連接面130e具有第一面積A _130e。第二繞線柱140A與蓋板120的連接面140Ae具有第二面積A _140Ae，而第三繞線柱140B與蓋板120的連接面140Be具有第三面積A _140Be。第二面積A _140Ae與第三面積A _140Be之和為一面積和A’ _140e，其中第一面積A _130e與面積和A’ _140e之比例(即，A _130e/A’ _140e)例如介於80%~150%之間，例如，80%、90%、100%、110%、120%、130%、140%或150%等，然亦可更高或更低。

如第2C圖所示，第二面積與第三面積的比例可介於80%~120%之間。舉例來說，連接面140Ae之第二面積A _140Ae與連接面140Be之第三面積A _140Be可相同或相異。在一實施例中，第二面積A _140Ae與第三面積A _140Be之一者與第二面積A _140Ae與第三面積A _140Be之另一者的的比例可介於80%~120%之間，例如，80%、90%、100%、110%或120%等，然亦可更高或更低。

如第2C圖所示，在一實施例中，底板110沿第一方向X具有底板長度L ₁₁₀，第一長度L ₁₃₀與底板長度L ₁₁₀的比例例如是介於50%~100%之間，例如，50%、60%、70%、80%、90%或100%等，然亦可更高或更低。在其它實施例中，第一繞線柱130與第二繞線柱140A第二繞線柱140A之間沿第二方向Y具有第二間距H2(例如，最短間距)，第一繞線柱130與第三繞線柱140B之間沿第二方向Y具有第三間距H3(例如，最短間距)，而第二間距H2與第三間距H3之和與第一間距H1的比例例如是介於80%~120%之間，例如，80%、90%、100%、110%或120%等，然亦可更高或更低。

如第4圖所示，電路板170具有至少一散熱區171，散熱區171為金屬材質，例如是金屬墊。散熱區171的面積可小於蓋板120的面積。舉例來說，散熱區171從電路板170之第一表面170s1露出，散熱區171的面積可小於蓋板120投影於第一表面170s1的投影面積。在一實施例中，各散熱區171的面積小於蓋板120的面積。在另一實施例中，多個散熱區171的總面積可小於或大於蓋板120的面積。散熱區171的配置位置、數量及/或面積可視電子元件(例如，磁性元件100、開關組、晶片、電阻等)的配置及所要求的散熱效率而定，本發明實施例不加以限定。

以下介紹第2B圖之繞組設計與第1圖之電路設計的關係。

如第2B及1圖所示，初級繞組150包括至少一初級子繞組，例如是第一初級子繞組151及第二初級子繞組152。次級繞組包括至少一次級子繞組。例如，第一次級繞組160A包括第一次級子繞組161及第二次級子繞組162，而第二次級繞組160B包括第三次級子繞組163及第四次級子繞組164。在實施例中，第一次級子繞組161例如是第一二次側正半周子繞組，第二次級子繞組162例如是第一二次側負半周子繞組，第三次級子繞組163例如是第二二次側正半周子繞組，而第四次級子繞組164例如是第二二次側負半周子繞組。第一初級子繞組151與第二初級子繞組152串連，並且電性連接至開關電路11。第一次級子繞組161與第三次級子繞組163彼此並聯，並電性連接至整流電路12。第一次級子繞組161與第二次級子繞組162電性連接並構成一第一中心抽頭的結構。第三次級子繞組163與第四次級子繞組164電性連接並構成一第二中心抽頭的結構。

如第2B及1圖所示，整流開關SR ₂連接第一次級子繞組161與輸出端V _out。整流開關SR ₁連接第二次級子繞組162與輸出端V _out，並與整流開關SR ₂反向並聯。整流開關SR ₄連接第三次級子繞組163與輸出端V _out，且整流開關SR ₃連接第四次級子繞組164與輸出端V _out，並與整流開關SR ₄反向並聯。如此，磁性元件100形成二個中心抽頭整流電路。

如第1圖所示，當第一開關S1及第四開關S4導通時，第二開關S2及第三開關S3關閉，使輸入電流流經第一初級子繞組151及第二初級子繞組152；整流開關SR ₂以及整流開關SR ₄同時導通，使感應電流同時流經第一次級子繞組161與第三次級子繞組163。此時，流經第一次級子繞組161與第三次級子繞組163的感應電流，具有與流經第一初級子繞組151及第二初級子繞組152的輸入電流相反的電流導通方向。

當第二開關S2及第三開關S3導通時，第一開關S1及第四開關S4關閉，使輸入電流流經第一初級子繞組151及第二初級子繞組152；整流開關SR ₁以及整流開關SR ₃同時導通，使感應電流同時流經第二次級子繞組162與第四次級子繞組164。此時，流經第二次級子繞組162與第四次級子繞組164的感應電流，具有與流經第一初級子繞組151及第二初級子繞組152的輸入電流相反的電流導通方向。

如第4圖所示，包含電路板170之磁性元件100也可稱為平板式磁性元件。在另一實施例中，電路板170與磁性元件100可以是電路板總成10中同一階的子元件。電路板170可配置在蓋板120與底板110之間。雖然未繪示，然電路板170可具有第一貫孔170a1、第二貫孔170a2及第三貫孔170a3，其中第一貫孔170a1允許初級繞組150穿過，第二貫孔170a2允許第一次級繞組160A穿過，而第三貫孔170a3允許第二次級繞組160B穿過。電路板170例如是印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)。

雖然未繪示，然第2B圖之初級繞組150及次級繞組(160A及160B)可配置在電路板170中。例如，電路板170可以是一多層電路板，其沿厚度方向可包含多層線路層，相鄰二階之線路層可以導電孔(未繪示)電性連接，其中初級繞組150可位於電路板170之至少一層，而次級繞組(160A及160B)可位於電路板170之至少一層，初級繞組150與次級繞組(160A及160B)可位於電路板170中不同二線路層。

雖然未繪示，位於電路板170中的初級繞組150及/或次級繞組160可透過至少一導電孔及/或至少一佈線(例如，配置在電路板170之線路層)電性連接於整流開關SR ₁、SR ₂、SR ₃及SR ₄以及第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4。

請參照第5圖，其繪示依照本發明另一實施例之電路板總成10’的示意圖。電路板總成10’至少包括電路板170、至少一磁性元件100、第一開關組11及第二開關組12。電路板總成10’包括與前述電路板總成10相同或相似的技術特徵，至少一相異處在於，第一開關組11與第二開關組12分別配置在磁性元件100的相對二側。

請參照第6圖，其繪示依照本發明另一實施例之電路板總成10’’的示意圖。電路板總成10’’至少包括電路板170、至少一磁性元件100、第一開關組11及第二開關組12。電路板總成10’’包括與前述電路板總成10相同或相似的技術特徵，至少一相異處在於，第一開關組11設置於電路板170的第一表面170s1，第二開關組12設置於電路板170的第二表面170s2，第一表面170s1與第二表面170s2是電路板170的相對二面。在一實施例中，第一開關組11沿垂直於第二表面170s2之方向投影至第二表面170s2的區域與第二開關組12可完全不重疊，然亦可至少部分重疊。

請參照第7及8圖，第7圖繪示依據本發明另一實施例之磁性元件200的示意圖，而第8圖繪示依據本發明另一實施例之電路板總成20的等效電路圖。

如第7圖所示，磁性元件200至少包括底板110、蓋板120、第一繞線柱230、第二繞線柱140A、第三繞線柱140B、第四繞線柱240C、初級繞組250 (未繪示)、至少一次級繞組(例如第一次級繞組160A、第二次級繞組160B及第三次級繞組260C)、電路板(未繪示)及半導體晶片 (未繪示)。蓋板120與底板110相對配置。第一繞線柱230配置於底板110與蓋板120之間。第二繞線柱140A、第三繞線柱140B及第四繞線柱240C可配置於底板110與蓋板120之間。初級繞組250繞設於第一繞線柱230。第一次級繞組160A、第二次級繞組160B及第三次級繞組260C分別繞設於第二繞線柱140A、第三繞線柱140B及第四繞線柱240C。由於初級繞組250繞設於第一繞線柱230，可增加漏感量，故而不需要配置一額外電感(此額外電感導致占地空間變大以及銅損變大))，進而增加空間利用率、降低整體能量損耗(例如，銅損與鐵損之總和)。

如第8圖所示，電路板總成20例如是包含LLC串聯電路板，然本發明實施例不受此限。電路板總成20至少包括電路板170 (繪示於第4圖)、至少一磁性元件200、第一開關組11及第二開關組22。

如第8圖所示，第一開關組11設置於電路板170(電路板170繪示於第4圖)並與初級繞組150耦接。第一開關組11包括數個開關，例如，第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4。第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4電性連接輸入端V _in與磁性元件100之初級繞組150。第二開關組22設置於電路板170(電路板170繪示於第4圖)並與第一次級繞組160A、第二次級繞組160B及第三次級繞組260C耦接且至少包括整流開關SR ₁、SR ₂、SR ₃、SR ₄、SR ₅及SR ₆。整流開關SR ₁、SR ₂、SR ₃、SR ₄、SR ₅及SR ₆連接磁性元件200之次級繞組(160A、160B及260C)與輸出端V _out。此外，第一開關組11設置於磁性元件200的第一側，第二開關組22設置於磁性元件200的第二側，且第一側與第二側為磁性元件200之相鄰二側或相對二側。

如第8圖所示，初級繞組250包括第一初級子繞組151、第二初級子繞組152及第三初級子繞組253。次級繞組包括至少一次級子繞組。例如，第一次級繞組160A包括第一次級子繞組161及第二次級子繞組162，第二次級繞組160B包括第三次級子繞組163及第四次級子繞組164，而第三次級繞組260C包括第五次級子繞組265及第六次級子繞組266。在實施例中，第一次級子繞組161例如是第一二次側正半周子繞組，第二次級子繞組162例如是第一二次側負半周子繞組，第三次級子繞組163例如是第二二次側正半周子繞組，第四次級子繞組164例如是第二二次側負半周子繞組，第五次級子繞組265例如是第三二次側正半周子繞，而第六次級子繞組266例如是第三二次側負半周子繞組。第一初級子繞組151、第二初級子繞組152與第三初級子繞組253串連，並且電性連接至開關電路11。第一次級子繞組161與第三次級子繞組163彼此並聯，並電性連接至整流電路22。第三次級子繞組163與第五次級子繞組265彼此並聯，並電性連接至整流電路22。第一次級子繞組161與第二次級子繞組162電性連接並構成一第一中心抽頭的結構，第三次級子繞組163與第四次級子繞組164電性連接並構成一第二中心抽頭的結構，而第五次級子繞組265與第六次級子繞組266電性連接並構成一第三中心抽頭的結構。

如第8圖所示，整流開關SR ₂連接第一次級子繞組161與輸出端V _out。整流開關SR ₁連接第二次級子繞組162與輸出端V _out，並與整流開關SR ₂反向並聯。整流開關SR ₄連接第三次級子繞組163與輸出端V _out，且整流開關SR ₃連接第四次級子繞組164與輸出端V _out，並與整流開關SR ₄反向並聯。整流開關SR ₅連接第六次級子繞組266與輸出端V _out，並與整流開關SR ₆反向並聯。

綜上，本發明實施例提出一種磁性元件及應用其之電路板總成。磁性元件例如是變壓器。磁性元件可包括多個繞線柱、初級繞組及次級繞組。由於初級繞組及次級繞組分別繞設不同之多個繞線柱，可增加漏感量，故而不需要配置一額外電感，進而增加空間利用率、降低整體能量損耗。在一實施例中，第一繞線柱與蓋板之連接面具有第一面積，第二繞線柱與蓋板之連接面具有第二面積，第三繞線柱與蓋板之連接面具有第三面積，其中第一面積與第二面積及第三面積之和的比例可介於80%~150%之間，然亦可更高或更低。在另一實施例中，第二面積與第三面積之比例可介於80%~120%之間，然亦可更高或更低。在另一實施例中，第一繞線柱沿一方向具有第一長度，底板沿該方向具有底板長度，第一長度與底板長度的比例可介於50%~100%之間，然亦可更高或更低。在另一實施例中，第二繞線柱與第三繞線柱之間相距一第一間距，第二繞線柱及第三繞線柱與第一繞線柱之間分別相距一第二間距及一第三間距，其中第二間距與第三間距之和與第一間距的比例可介於80%~120%之間。

需要注意的是，本說明書較佳實施例的提出，目的僅係用以說明和描述本案的發明內容，並非用以精確詳盡無遺的形式揭露或限定本案的發明內容。此外，需要指出的是，本公開的實施例仍可以使用下述說明書未具體說明的其他特徵、元素、步驟和參數來實現。因此，本說明書的描述和附圖僅為說明例示而非用以限制本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以在不脫離本說明書公開的精神範圍內提供各種修改和類似的配置。 另外，圖式並未定按比例繪製，且不同實施例中相同的元件用可以採用相同的元件標號來表示。

10,10’,10’’,20:電路板總成 11:第一開關組 12,22:第二開關組 100,200:磁性元件 110:底板 120:蓋板 130:第一繞線柱 130e,140Ae,140Be:連接面 140A:第二繞線柱 140B:第三繞線柱 150,250:初級繞組 151:第一初級子繞組 152:第二初級子繞組 160A:第一次級繞組 160B:第二次級繞組 161:第一次級子繞組 162:第二次級子繞組 163:第三次級子繞組 164:第四次級子繞組 170:電路板 170s1:第一表面 170s2:第二表面 171:散熱區 170a1:第一貫孔 170a2:第二貫孔 170a3:第三貫孔 240C:第四繞線柱 260C:第三次級繞組 253:第三初級子繞組 265:第五次級子繞組 266:第六次級子繞組 A _130e:第一面積 A _140Ae:第二面積 A _140Be:第三面積 A’ _140e:面積和 AX1,AX2,AX3:延伸軸 H1:第一間距 H2:第二間距 H3:第三間距 L ₁₃₀:第一長度 L ₁₁₀:底板長度 L _m1,L _m2:激磁電感 ,,,,:磁阻 S1:第一開關 S2:第二開關 S3:第三開關 S4:第四開關 SR ₁,SR ₂,SR ₃,SR ₄,SR ₅,SR ₆:整流開關 V _in:輸入電壓 V _out:輸出端 X:第一方向 Y:第二方向 Z:第三方向 ,,:磁通 :第一漏磁通 :第二漏磁通

第1圖繪示依據本發明一實施例之電路板總成的等效電路圖。 第2A圖繪示依據第1圖之磁性元件的結構示意圖。 第2B圖繪示第1圖之初級繞組配置在第2A圖之第一繞線柱而二次級繞組分別配置在第2A圖之二第二繞線柱的示意圖。 第2C圖繪示第2B圖之磁性元件的俯視圖。 第3圖繪示第2B圖之磁性元件的漏磁通路徑的示意圖。 第4圖繪示依照本發明一實施例之電路板總成的示意圖。 第5圖繪示依據本發明另一實施例之電路板總成的示意圖。 第6圖繪示依據本發明另一實施例之電路板總成的示意圖。 第7圖繪示依據本發明另一實施例之磁性元件的示意圖。 第8圖繪示依據本發明另一實施例之電路板總成的等效電路圖。

100:磁性元件

110:底板

120:蓋板

130:第一繞線柱

140A:第二繞線柱

140B:第三繞線柱

AX1,AX2,AX3:延伸軸

Claims (17)

1. 一種磁性元件，包括： 一底板； 一蓋板，與該底板相對配置； 一第一繞線柱，配置於該底板與該蓋板之間； 一第二繞線柱，配置於該底板與該蓋板之間； 一第三繞線柱，配置於該底板與該蓋板之間； 一初級繞組，繞設於該第一繞線柱； 一第一次級繞組，繞設於該第二繞線柱；以及 一第二次級繞組，繞設於該第三繞線柱， 其中該第一繞線柱沿一第一方向延伸並具有一第一長度，該第二繞線柱與該第三繞線柱沿該第一方向設置並具有一第一間距，且該第一長度大於該第一間距。
2. 如請求項1所述之磁性元件，其中該第一繞線柱沿一第二方向的投影與該第二繞線柱及該第三繞線柱至少部分重疊。
3. 如請求項1所述之磁性元件，其中該第一繞線柱與該蓋板的連接面具有一第一面積，該第二繞線柱與該蓋板的連接面具有一第二面積，該第三繞線柱與該蓋板的連接面具有一第三面積，且該第一面積與該第二面積及該第三面積之和的比例介於80%~150%之間。
4. 如請求項1所述之磁性元件，其中該第二繞線柱與該蓋板的連接面具有一第二面積，該第三繞線柱與該蓋板的連接面具有一第三面積，且該第二面積與該第三面積的比例介於80%~120%之間。
5. 如請求項1所述之磁性元件，其中該底板沿該第一方向具有一底板長度，該第一長度與該底板長度的比例介於50%~100%之間。
6. 如請求項1所述之磁性元件，其中該第一繞線柱與該第二繞線柱之間沿一第二方向具有一第二間距，該第一繞線柱與該第三繞線柱沿該第二方向具有一第三間距，且該第二間距與該第三間距之和與該第一間距的比例介於80%~120%之間。
7. 如請求項1所述之磁性元件，更包括： 一電路板，配置在該蓋板與該底板之間； 其中，該初級繞組、該第一次級繞組及該第二次級繞組配置在該電路板中。
8. 如請求項1所述之磁性元件，更包括： 一第一漏磁通，其磁通路徑經過該第一繞線柱； 以及 一第二漏磁通，其磁通路徑流經該第一繞線柱、該底板及該蓋板， 其中，該第一漏磁通與該第二漏磁通皆不與該第一次級繞組及該第二次級繞組耦合。
9. 如請求項8所述之磁性元件，其中該第二漏磁通的磁通路徑圍繞於該第一次級繞組或該第二次級繞組的靜電流為0安培。
10. 一種電路板總成，包括： 一電路板； 一磁性元件，設置於該電路板並具有一底板、一蓋板、一第一繞線柱、一第二繞線柱、一第三繞線柱、一初級繞組、一第一次級繞組及一第二次級繞組，其中該蓋板與該底板相對配置，該第一繞線柱、該第二繞線柱及該第三繞線柱設置於該底板與該蓋板之間，該初級繞組繞設於該第一繞線柱，該第一次級繞組繞設於該第二繞線柱，該第二次級繞組繞設於該第三繞線柱，該第一繞線柱沿一第一方向延伸並具有一第一長度，該第二繞線柱與該第三繞線柱沿該第一方向設置並具有一第一間距，且該第一長度大於該第一間距； 一第一開關組，設置於該電路板並與該初級繞組耦接；以及 一第二開關組，設置於該電路板並與該第一次級繞組及該第二次級繞組耦接。
11. 如請求項10所述之電路板總成，其中該第一繞線柱沿一第二方向的投影與該第二繞線柱及該第三繞線柱至少部分重疊，該第二方向與該第一方向為垂直。
12. 如請求項10所述之電路板總成，其中該第一開關組與該第二開關組分別設置於該磁性元件的相鄰兩側。
13. 如請求項10所述之電路板總成，其中該第一開關組設置於該電路板的一第一表面，該第二開關組設置於該電路板的一第二表面，該第一表面與該第二表面分別是該電路板之相對二表面。
14. 如請求項13所述之電路板總成，其中該第一開關組沿垂直該第二表面的投影不與該第二開關組重疊。
15. 如請求項10所述之電路板總成，其中該電路板具有一散熱區，該散熱區為金屬材質，且該散熱區的面積小於該蓋板的面積。
16. 如請求項10所述之電路板總成，其中該電路板具有多個散熱區，所述散熱區為金屬材質，且所述散熱區的總面積大於該蓋板的面積。
17. 如請求項10所述之電路板總成，其中該第一開關組與該第二開關組分別設置於該磁性元件的相對兩側。