TWI905041B - 諧振轉換器 - Google Patents

Abstract

一種諧振轉換器包括第一電路板、第二電路板及平板型變壓器，且平板型變壓器包括鐵芯、複數條走線及第一導電柱。鐵芯的第一鐵芯柱分別貫穿第一電路板的第一電路板穿孔與第二電路板的第二電路板穿孔。走線分別形成於第一電路板穿孔與第二電路板穿孔周圍，且第一導電柱電性連接走線，以形成平板型變壓器的繞組。第一灌孔用以電性連接嵌入至第一電路板或第二電路板的任意子層板的電力元件與繞組，且鐵芯用以套設繞組而形成平板型變壓器。

Description

諧振轉換器

本發明係有關一種諧振轉換器，尤指一種使用平板型變壓器的諧振轉換器。

隨著資訊產業的快速發展，電源供應器已扮演著不可或缺的角色。資訊和家用電器的輸入電壓分為交流電壓和直流電壓，且電源供應器一般可分為兩個級別。一般前級通常為AC/DC轉換器、功率因數校正器或DC/DC轉換器，且後級通常為諧振轉換器。諧振轉換器是一種直流對直流的電源轉換器，其可設置為初級側開關零電壓切換(Zero Voltage Switching)，次級側整流開關零電流切換(Zero Current Switching)等運作方式，故相比其它轉換器具有輸出功率高、轉換效率高等優點。進一步於次級側搭配採用同步整流開關，更易於實現高效率、高功率密度的性能。

進一步而言，如下圖1為現有習知的電源供應器的內部電路設置示意圖。電源供應器(Power supply unit，簡稱PSU)包括輸入電路CT_I、功率因數校正器PFC、輔助電源電路AUX、直流母線電容Cap_B、諧振轉換器100、控制電路MCU及輸出電路CT_O，且電源供應器PSU還可選擇性的包括風扇Fan，以進行運作時的散熱。輸入電路CT_I接收交流電源，且通過功率因數校正器PFC進行功率因數校正，並將其轉換為直流電源，以將直流電源儲存於直流母線電容Cap_B。輔助電源電路AUX將直流電源轉換為輔助電源，以對電源供應器PSU各個需要小型直流電力的元件(例如但不限於各轉換器的控制器、驅動器、風扇Fan、LED等)進行供電。諧振轉換器100將直流電源轉換為輸出電源，且將輸出電源通過輸出電路CT_O提供至後端所耦接負載(例如：為伺服器)，以對負載供電。控制電路MCU用以通過輸出電路CT_O與負載相互通訊，且基於通訊結果對電源供應器PSU進行控制。

於現有技術中，諧振轉換器通常包括多個電力元件(例如：功率開關、輸出電容、驅動器等)、諧振電感與變壓器等元件，這些元件通常是設置於電路板之上，再通過佈線軟體進行走線佈置而連接這些元件。由於在諧振轉換器的變壓器使用平面化(planar)技術時，變壓器形成於單片電路板而使電流流過時，單片電路板需要承受較大的電流，恐導致電路板積熱過快或散熱效率不彰的狀況。

由於電力元件、諧振電感與變壓器等元件的阻擋，走線佈置必須要繞開這些元件及其焊接點(Pad)，被迫增加走線的長度及佈線的困難度，導致無法降低諧振轉換器的交流阻抗及線路損失，致使諧振轉換器的效率無法進一步地提升。

為此，如何設計出一種諧振轉換器，以解決現有技術所存在的問題與技術瓶頸，乃為本案發明人所研究的重要課題。

為了解決上述問題，本揭露的諧振轉換器包括第一電路板、第二電路板、初級側電路、二次級側電路及平板型變壓器，且平板型變壓器包括第一電路板穿孔、第二電路板穿孔、鐵芯、複數條走線、第一導電柱及第一灌孔。第一電路板與第二電路板分別包括複數層子層板，且初級側電路設置於第一電路板。二次級側電路分別設置於第一電路板與第二電路板，且初級側電路或次級側電路包括電力元件。電力元件嵌入至任意子層板，且平板型變壓器設置於第一電路板與第二電路板。平板型變壓器電性連接初級側電路與次級側電路，且第一電路板穿孔與第二電路板穿孔分別貫穿第一電路板與第二電路板。鐵芯包括第一鐵芯柱貫穿第一電路板穿孔與第二電路板穿孔，且走線分別形成於第一電路板穿孔與第二電路板穿孔周圍。第一導電柱設置於第一電路板與第二電路板之間，且電性連接設置於第一電路板穿孔周圍的走線與設置於第二電路板穿孔周圍的走線，以形成平板型變壓器的繞組。第一灌孔形成於第一電路板或第二電路板，且用以電性連接設置於任意子層板的電力元件與繞組。其中，鐵芯用以套設第一電路板與第二電路板的繞組而形成平板型變壓器。

為了解決上述問題，本揭露的諧振轉換器包括第一電路板、第二電路板、初級側電路、二次級側電路及平板型變壓器，且平板型變壓器包括第一電路板穿孔、第二電路板穿孔、鐵芯、初級側走線、二次級側走線、第一導電柱。第一電路板與第二電路板分別包括複數個子層板，且初級側電路設置於第一電路板。二次級側電路分別設置於第一電路板與第二電路板，且次級側電路分別包括第一開關、第二開關及輸出電容。輸出電容電性連接第一開關與第二開關，且平板型變壓器設置於第一電路板與第二電路板。平板型變壓器電性連接第一電路板與第二電路板的第一開關、第二開關及輸出電容，且第一電路板穿孔與第二電路板穿孔分別貫穿第一電路板與第二電路板。鐵芯包括第一鐵芯柱貫穿第一電路板穿孔與第二電路板穿孔，且初級側走線設置於第一電路板與第二電路板。二次級側走線分別設置於第一電路板與第二電路板，且分別形成於第一電路板穿孔與第二電路板穿孔周圍。次級側走線的一端分別電性連接第一電路板與第二電路板的第一開關，且次級側走線的另一端分別電性連接第一電路板與第二電路板的第二開關。第一導電柱設置於第一電路板與第二電路板之間，且電性連接第一電路板與第二電路板的初級側走線。其中，鐵芯用以套設第一電路板與第二電路板的初級側走線與次級側走線而形成平板型變壓器。其中，第一電路板的第一開關設置於第一電路板穿孔的同一側，且第一電路板的輸出電容配置於第一電路板的第一開關與第二開關之間，第二電路板的第一開關設置於第二電路板穿孔的同一側，且第二電路板的輸出電容配置於第二電路板的第一開關與第二開關之間。

本揭露的一目的及功效在於，本揭露的諧振轉換器使用二片電路板式的實體結構，搭配單鐵芯套設由導電柱電性連接二電路板走線所形成的繞組而使其具有四個面，並且諧振轉換器的電力路徑上的電力元件及可使用嵌入技術嵌入電路板之中的任意一層子層板，因此可以達到盡可能的降低諧振轉換器的交流阻抗而提升電路效率，且平均將熱分散而有效提升散熱面積，進而提高電路效率之功效。

揭露的另一目的及功效在於，本揭露的諧振轉換器使用二片電路板式的實體結構，搭配單鐵芯套設由導電柱電性連接二電路板走線所形成的繞組而使其具有四個面，並且諧振轉換器的次級側電路的元件設置結構可以使第一開關或第二開關導通時形成環形的電流路徑，因此可以達到提供最短的電流路徑而降低路徑損耗，且平均將熱分散而有效提升散熱面積，進而提高電路效率之功效。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：

請參閱圖2為本揭露電源供應器搭配本揭露的整合式電源轉換模組的內部電路設置示意圖。電源供應器PSU包括輸入電路CT_I、功率因數校正器PFC、直流母線電容Cap_B、整合式電源轉換模組CM_I及輸出電路CT_O，且電源供應器PSU還可選擇性的包括風扇Fan，以進行運作時的散熱。輸入電路CT_I包括電源輸入端IN_AC與電磁干擾濾波器EMI，且整合式電源轉換模組CM_I包括諧振轉換器100、系統控制電路MCU與輔助電源電路AUX。電源供應器PSU由輸入電路CT_I的電源輸入端IN_AC接收交流電源Pac，且經電磁干擾濾波器EMI濾波及功率因數校正器PFC進行功因校正轉換為直流電源Pdc後，將所轉換的直流電源Pdc儲存至直流母線電容Cap_B。直流電源Pdc可經諧振轉換器100轉換為輸出電源Po，且可通過輸出電路CT_O提供至後端系統的關鍵負載(圖未示)。直流電源Pdc還可經輔助電源電路AUX轉換為輔助電源Paux，且除了可通過輸出電路CT_O提供至後端系統的非關鍵負載(圖未示)外，還可對內提供至例如：風扇Fan等周邊設備。

於一實施例中，系統控制電路MCU包括多個控制器(圖未示)，且每個控制器可分別控制電源供應器PSU的功率因數校正器PFC、諧振轉換器100及輔助電源電路AUX等內部電路，還可控制電源供應器PSU與外部(例如：後端系統)相互通訊。於另一實施例中，本揭露係將輔助電源電路AUX、諧振轉換器100及系統控制電路MCU進行整合為整合式電源轉換模組CM_I，因此可以省去眾多的佈線空間而至少省去電源供應器PSU的空間SE(以虛線表示)。

請參閱圖3A~3C為本揭露的諧振轉換器第一至第三實施方式的電路圖，復配合參閱圖1~2。諧振轉換器100接收直流電源Pdc，且電性連接負載300(即關鍵負載)。諧振轉換器100例如為LLC轉換器，且諧振轉換器100包括初級側電路1A、變壓器2A、次級側電路3A及系統控制電路MCU中用以控制諧振轉換器100的控制器4A。初級側電路1A的一端接收直流電源Pdc，且另一端電性連接變壓器2A的初級側繞組22A。變壓器2A的次級側繞組22B電性連接次級側電路3A的一端，且次級側電路3A的另一端電性連接負載300。控制器4A電性連接初級側電路1A與次級側電路3A，且通過控制初級側電路1A與次級側電路3A而控制諧振轉換器100將直流電源Pdc轉換為輸出電源Po。

諧振轉換器100包括多種實施架構，例如初級側電路1A可以為半橋式(參閱圖3A~3C)、全橋式等結構。次級側電路3A可以為半橋式、中心抽頭式(參閱圖3A~3B)、全橋式(參閱圖3C)等結構，且次級側電路3A可以為單組或為多組並聯。次級側繞組22B的數量依次級側電路3A的數量而定，例如圖3A、3C為各二組次級側繞組22B與次級側電路3A。初級側繞組22A的數量為次級側繞組22B的整數倍，例如圖3A為二對二，圖3C為一對二。諧振轉換器100還可以由多組諧振轉換電路100A組成，例如圖3B的架構由二組圖3A的架構組成；其初級側電路1A通過初級側繞組22A串聯，且次級側電路3A的輸出端並聯在一起。

配合參閱圖3A~3B，初級側電路1A包括初級側開關橋臂SP_1與諧振槽(例如：串接的諧振電感Lr與諧振電容Cr)，且初級側開關橋臂SP_1包括二個串接的功率開關Q1、Q2，以形成初級側拓樸。次級側電路3A包括整流電路32與輸出電容Co，且整流電路32包括第一開關SR1與第二開關SR2。次級側繞組22B包括第一繞組22B-1與第二繞組22B-2，且第一繞組22B-1與第二繞組22B-2為中心抽頭式的繞組。第一繞組22B-1與第二繞組22B-2的一端分別電性連接第一開關SR1與第二開關SR2的一端，且第一繞組22B-1與第二繞組22B-2的另一端電性連接輸出電容的一端。第一開關SR1與第二開關SR2的另一端電性連接輸出電容的另一端，且各組次級側電路3A的輸出電容Co並聯，以形成次級側拓樸。

控制器4A通過控制初級側開關橋臂SP_1與整流電路32的第一開關SR1、第二開關SR2來使諧振槽、變壓器2A儲能/釋能，以通過諧振槽、變壓器2A的儲能/釋能而將諧振轉換器100所接收的直流電源Pdc轉換為輸出電源Po並對負載300供電。圖3C與圖3A、3B差異在於，整流電路32包括次級側開關橋臂SS_1、SS_2。次級側開關橋臂SS_1、SS_2並聯，且次級側開關橋臂SS_1、SS_2包括串接的第一開關SR1與第三開關SR3。次級側開關橋臂SS_2包括串接的第四開關SR4與第二開關SR2，且次級側繞組22B的二端分別電性連接第一開關SR1、第三開關SR3之間的串接節點與第四開關SR4、第二開關SR2之間的串接節點。在其他的實施例中，諧振轉換器100的初級側電路1A、變壓器2A、次級側電路3A可依不同的設計考量而變化。例如，初級側電路1A使用全橋式結構，變壓器2A僅包括單組初級側繞組22A與次級側繞組22B，且次級側電路3A使用半橋式結構，依此類推。

請參閱圖4A為本揭露諧振轉換器第二實施例的立體電路結構組合的第一視角圖、圖4B為本揭露諧振轉換器第二實施例的立體電路結構組合的第二視角圖，配合參閱圖4A。圖4A、4B主要是諧振轉換器100的電路(例如：圖3A~3C的電路圖)轉換為二片電路板CB1、CB2式的實體結構，使得由電路板CB1、CB2組成的諧振轉換器100具有將直流電源Pdc轉換為輸出電源Po的功能。在實體結構中，諧振轉換器100包括第一電路板CB1與第二電路板CB2、初級側電路1A、次級側電路3A及作為變壓器2A的平板型變壓器PE。第一電路板CB1包括複數個子層板，且於第一電路板CB1邊緣形成輸入端IN與輸出端OUT。第一電路板CB1的輸入端IN接收直流電源Pdc，且輸出端OUT提供輸出電源Po。第二電路板CB2包括複數個子層板，且於第二電路板CB2邊緣形成輸出端OUT，並且輸出端OUT提供輸出電源Po。輸入端IN與輸出端OUT形成於電路板CB1、CB2邊緣主要是可讓電路板CB1、CB2插接於任意需要進行電源轉換的裝置，例如：電源供應器、不斷電系統等，並且通過垂直插接可以節省裝置空間。

初級側電路1A設置於第一電路板CB1與第二電路板CB2，且初級側電路1A可於第一電路板CB1上明顯看出位置的電路元件包括初級側開關橋臂SP_1的功率開關Q1、Q2與用以形成諧振電感Lr的電感鐵芯CL。配合參閱圖4B，第二電路板CB2包括諧振轉換器100的部分電路，主要是第一電路板CB1可包括部分的諧振電感Lr的電感繞組Lc與部分的變壓器2A的繞組22，且第二電路板CB2包括另一部分的電感繞組Lc與另一部分的變壓器2A的繞組22。鐵芯C1將第一電路板CB1與第二電路板CB2共同套設在一起，以形成諧振轉換器100的變壓器2A。

配合參閱圖3A~3C、4A~4B，二片電路板CB1、CB2式的諧振轉換器100包括二組(或以上)的次級側電路3A，因此第一電路板CB1與第二電路板CB2可分別設置一組次級側電路3A。次級側電路3A可於電路板CB1、CB2上明顯看出位置的電路元件包括整流電路32的第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co。平板型變壓器PE設置於第一電路板CB1與第二電路板CB2，且電性連接初級側電路1A與次級側電路3A。平板型變壓器PE包括用以形成平板型變壓器PE的鐵芯C1，其中諧振電感Lr與平板型變壓器PE使用走線設置於電路板CB1、CB2的結構而能夠平面化(planar)，使得原本使用體積較大的繞組繞製式變壓器/電感被取代而降低諧振轉換器100所佔用的體積。系統控制電路MCU(包括用以控制諧振轉換器100的控制器4A)可以設置於第一電路板CB1或第二電路板CB2，且系統控制電路MCU可通過設置於第一電路板CB1或第二電路板CB2的訊號傳輸端SG與外部裝置相互通訊。

請參閱圖4C為本揭露諧振轉換器第二實施例的立體電路結構組合的第三視角圖，復參閱圖3A~3C、4A~4B。平板型變壓器PE更包括導電柱PC_1，且導電柱PC_1設置於第一電路板CB1與第二電路板CB2之間。由於第一電路板CB1包括由走線所形成的部分變壓器2A繞組22，且第二電路板CB2包括由走線所形成的另一部分變壓器2A繞組22，因此這各一部分的繞組22可通過導電柱PC_1電性連接在一起而形成完整的繞組22。配合參閱圖4D為本揭露諧振轉換器第二實施例的立體電路結構分解圖，其主要是分解諧振電感Lr的電感鐵芯CL與變壓器2A的鐵芯C1，且平板型變壓器PE還包括第一電路板穿孔CB1_H、第二電路板穿孔CB2_H、初級側繞組22A及次級側繞組22B。

第一電路板穿孔CB1_H包括第一穿孔H1與第二穿孔H2，且第一穿孔H1與第二穿孔H2分別貫穿第一電路板CB1。第二電路板穿孔CB2_H包括第三穿孔H3與第四穿孔H4，且第三穿孔H3與第四穿孔H4分別貫穿第二電路板CB2。初級側繞組22A與次級側繞組22B分別環繞於第一電路板穿孔CB1_H的第一穿孔H1與第二穿孔H2與第二電路板穿孔CB2_H的第三穿孔H3與第四穿孔H4；意即初級側繞組22A與次級側繞組22B以走線的結構分別形成於第一電路板CB1與第二電路板CB2的子層板，並環繞於第一電路板穿孔CB1_H與第二電路板CB2周圍，且初級側繞組22A與次級側繞組22B通過鐵芯C1的套設而形成平板型變壓器PE。

在本實施例中，鐵芯C1可以為EI、EE、ER等類型的鐵芯。鐵芯C1包括二蓋體C1_1、C1_2，且二蓋體C1_1、C1_2的至少一者形成第一鐵芯柱C12與第二鐵芯柱C14。二蓋體C1_1、C1_2還分別包括本體與複數個側部C1_3，且二蓋體C1_1、C1_2的側部C1_3相對應的凸起於本體的周緣。二蓋體C1_1、C1_2的側部C1_3與第一鐵芯柱C12、第二鐵芯柱C14之間形成容置槽C1_4，且容置槽C1_4用以容置第一電路板CB1的部分繞組22與第二電路板CB2的另一部分繞組22。在本實施例中，繞組22可以為初級側繞組22A與次級側繞組22B，且在其他的實施例中，例如：繞組22可以為圖3A~3C的初級側繞組22A與次級側繞組22B的至少一者。

若以圖3A~3C的電路實施圖4A~4D的電路結構，由於諧振轉換器100的初級側繞組22A串聯在一起，因此第一電路板CB1的一部分的初級側繞組22A與第二電路板CB2的另一部分的初級側繞組22A可通過導電柱PC_1電性連接在一起，以形成完整的初級側繞組22A。由於諧振轉換器100的次級側包括二組次級側電路3A，且各次級側電路3A為並聯輸出，因此第一電路板CB1與第二電路板CB2可分別設置一組次級側繞組22B。由於變壓器2A的次級側為並聯結構，因此第一電路板CB1與第二電路板CB2的次級側繞組22B則可以不需要導電柱來電性連接，只要通過各自的輸出端OUT的並聯即可電性連接彼此。

平板型變壓器PE通過二蓋體C1_1、C1_2的蓋合，使得第一鐵芯柱C12貫穿第一電路板穿孔CB1_H的第一穿孔H1與第二電路板穿孔CB2_H的第三穿孔H3，且第二鐵芯柱C14貫穿第二電路板穿孔CB2_H的第二穿孔H2與第二電路板穿孔CB2_H的第四穿孔H4。因而可通過二蓋體C1_1、C1_2的蓋合將第一電路板CB1與第二電路板CB2共同套設在一起，以形成諧振轉換器100的變壓器2A。配合參閱圖4A~4C，位於第一電路板CB1與第二電路板CB2外側邊的側部C1_3可行成氣隙GP，並且氣隙GP形成於第一電路板CB1與第二電路板CB2的外側，因此可以易於調整氣隙GP的大小而調整平板型變壓器PE的磁阻，避免在電路在運作時發生磁飽和的現象。由於氣隙GP的位置在第一電路板CB1與第二電路板CB2之間，因此氣隙GP周圍所產生的磁力線不易切割到初級側繞組22A次級側繞組22B，主動的產生氣隙避讓的效果，降低繞組的熱損耗而提升效率。

在本實施例中，鐵芯C1包括二鐵芯柱C12、C14，且分別貫穿第一電路板CB1的與第二電路板CB2的第一電路板穿孔CB1_H(即第一穿孔H1、第二穿孔H2)與第二電路板穿孔CB2_H(即第三穿孔H3、第四穿孔H4)。在其他的實施例中，例如：第一電路板CB1與第二電路板CB2可僅包括單一穿孔(即第一電路板穿孔CB1_H僅包括第一穿孔H1，且第二電路板CB2僅包括第三穿孔H3)，且繞組22環繞於此單一穿孔，並且鐵芯C1的單一鐵芯柱C12貫穿第一穿孔H1、第三穿孔H3而形成平板型變壓器PE。導電柱PC_1同樣電性連接設置於第一電路板穿孔CB1_H周圍的初級側走線與設置於第二電路板穿孔CB2_H周圍的初級側走線而形成初級側繞組22A，次級側走線則無需使用導電柱電性連接即可形成次級側繞組22B，因而總和為平板型變壓器PE的繞組22。

配合參閱圖4A~4D，諧振轉換器100還包括電感穿孔HL1、HL2與電感繞組Lc。電感穿孔HL1、HL2包括形成於第一電路板CB1的第一電感穿孔HL1與形成於第二電路板CB2的第二電感穿孔HL2，且第一電感穿孔HL1與第二電感穿孔HL2分別貫穿第一電路板CB1與第二電路板CB2。電感繞組Lc電性連接繞組22，且電感繞組Lc環繞於電感穿孔HL1、HL2。相似於變壓器2A的繞組22，電感繞組Lc以走線的結構分別形成於第一電路板CB1與第二電路板CB2的子層板，第一電路板CB1可包括部分的電感繞組Lc，且第二電路板CB2包括另一部分的電感繞組Lc。平板型變壓器PE更包括導電柱PC_2，且導電柱PC_2同樣設置於第一電路板CB1與第二電路板CB2之間。由於第一電路板CB1包括部分的電感繞組Lc，且第二電路板CB2包括另一部分的電感繞組Lc，因此這各一部分的電感繞組Lc可通過導電柱PC_2電性連接在一起而形成完整的電感繞組Lc。電感鐵芯CL將第一電路板CB1與第二電路板CB2的電感繞組Lc共同套設在一起，以形成諧振轉換器100的諧振電感Lr。

在本實施例中，電感鐵芯CL可以為UI、UU等類型的鐵芯。電感鐵芯CL包括二蓋體CL_1、CL_2，二蓋體CL_1、CL_2分別包括本體，且二蓋體CL_1、CL_2的至少一者包括二側部CL_3。二側部CL_3凸起於本體的周緣，且二側部CL_3的一者貫穿電感穿孔HL1、HL2。二蓋體CL_1、CL_2的側部CL_3之間形成容置槽CL_4，且容置槽CL_4用以容置第一電路板CB1的部分電感繞組Lc與第二電路板CB2的另一部分電感繞組Lc。二蓋CL_1、CL_2的部分側部C1_3位於電路板CB的外側，且在本實施例中，位於第一電路板CB1與第二電路板CB2外側邊的側部C1_3可行成氣隙GP，其功能如同鐵芯C1的氣隙GP。

於一實施例中，導電柱PC_1、PC_2例如為銅柱、鋁柱等具有導電功能的柱體。於另一實施例中，本揭露的諧振轉換器100除了包括導電柱PC_1、PC_2外，還可以包括複數個支柱PC(如圖4D所示)。該些支柱PC可以依照其功能選擇合適的材料。例如：部分支柱PC可如同導電柱PC_1、PC_2具有導電的特性來引導電流流過，並作為支撐第一電路板CB1與第二電路板CB2的支撐物，另一部分支柱PC可以非為導電材料而僅作為支撐物。

如圖4A~4D所示，第一電路板CB1還設置輔助電源電路AUX，且輔助電源電路AUX電性連接輸入端IN，以接收直流電源Pdc。輔助電源電路AUX可為隔離式轉換電路(例如：返馳式轉換電路)，且包括變壓器2B。變壓器2B相似於變壓器2A，可以將走線設置於第一電路板CB1，並通過鐵芯C2套設而形成變壓器2B。鐵芯C2同樣可以相應於鐵芯C1，於側部行成氣隙GP，其功能也如同鐵芯C1的氣隙GP。於一實施例中，輔助電源電路AUX的控制器(圖未示)也可選擇性的整合於系統控制電路MCU之中，在此並不加以限制。因此圖4A、4B所出示的單一片電路板CB可以包括輔助電源電路AUX、系統控制電路MCU及諧振轉換器100，並省去眾多的佈線空間而至少省去圖2的空間SE。

配合參閱圖5A為第二實施例的第一電路板的其中之一表層的布線結構圖，且圖5B為第二實施例的第一電路板的另一表層的布線結構圖。直流電源Pdc由輸入端IN進入，且經過初級側開關橋臂SP_1、諧振電感Lr至平板型變壓器PE。直流電源Pdc也一併提供至輔助電源電路AUX，使輔助電源電路AUX轉換直流電源Pdc為輔助電源Paux。平板型變壓器PE通過初級側繞組22A與次級側繞組22B的耦合，提供能量至整流電路32、輸出電容Co，最後由輸出端OUT提供輸出電源Po至負載300。根據上述路徑，第一電路板CB1走大電流的路徑(簡稱電力路徑)如上所述由輸入端IN至輸出端OUT呈n型路徑，且系統控制電路MCU及其周邊控制、補償線路位於n型路徑的中心而與電力路徑區隔。訊號傳輸端SG直接的電性連接系統控制電路MCU。系統控制電路MCU距離功率開關Q1、Q2、第一開關SR1及第二開關SR2的路徑短，且較不易穿越電力路徑而與電力路徑區隔，因此電力路徑的雜訊較不容易干擾系統控制電路MCU的訊號傳輸而可降低傳輸路徑上的路徑損失。

在圖5B中，控制電路MCU的位置的相對另一面包括直流轉換電路DC/DC，其主要是由數個小型降壓式轉換器(例如：Buck)所組成。配置數個降壓式轉換器的主要於因在於，輔助電源電路AUX所轉換出的輔助電源Paux為單一電壓(例如但不限於12V)。然而，第一電路板CB1的某些控制器、驅動器等所需要的電源不盡相同(例如但不限於5V、3.3V、1.8V等)，因此通過直流轉換電路DC/DC的數個小型降壓式轉換器進行電源轉換，即可轉換出適格的電壓來供應這些元件正常運作。初級側開關橋臂SP_1的功率開關Q1、Q2例如：使用GaN材料的電晶體，且功率開關Q1、Q2會以最短路徑設置。次級側繞組22B和第一開關SR1與第二開關SR2也會以以最短路徑設置，以利輸出端OUT的佈局。另外一方面，次級側繞組22B、第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co的走線距離長短與其交流阻抗息息相關，因此第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co越靠近次級側繞組22B，則交流阻抗越小，效率越好。

配合參閱圖6A為第二實施例的第二電路板的其中之一表層的布線結構圖，且圖6B為第二實施例的第二電路板的另一表層的布線結構圖。第二電路板CB2可選擇性的包括訊號傳輸端SG，使第二電路板CB2可直接通過訊號傳輸端SG與外部裝置相互通訊，無須將訊號回傳至第一電路板CB1。第二電路板CB2可通過導電柱PC_1、PC_2電性連接第一電路板CB1來接收直流電源Pdc。於一實施例中，第二電路板CB2未設置輔助電源電路AUX，因此第二電路板CB2可省去設置輔助電源電路AUX的空間，使得第二電路板CB2的板長較短於第一電路板CB1(可配合參閱圖4A~4D)。

配合參閱圖6B，第二電路板CB2的二面也可包括系統控制電路MCU或直流轉換電路DC/DC，且直流轉換電路DC/DC可由至少一個小型降壓式轉換器所組成，其功能相似於第一電路板CB1的系統控制電路MCU與直流轉換電路DC/DC，主要是可通過訊號傳輸端SG與外部裝置相互通訊或轉換出適格的電壓來對第二電路板CB2的某些控制器、驅動器等元件供電。由於諧振轉換器100使用二片電路板CB1、CB2式的實體結構具有四個面，因此可以平均將熱分散而有效提升散熱面積。諧振轉換器100還可利用諧振轉換器100的繞組22分散的設置於二片電路板CB1、CB2，進而可降低諧振轉換器100所產生的熱量提，並提高電路效率。由於諧振轉換器100使用初級側串聯，次級側並聯的結構，次級側電路3A的第一開關SR1及第二開關SR2可分散地配置於電路板CB1、CB2，因此可以提供更佳的散熱效果。

請參閱圖7A~7H分別為本揭露的平板型變壓器的繞組於第二實施例的第一電路板於各子層板的走線示意圖。在本實施例中，第一電路板CB1以8層的子層板LA1-1~LA1-8為例，且子層板LA1-1~LA1-8依序為頂層板至底層板。在其他的實施例中，第一電路板CB1的層數可依實際電路需求進行增減。配合參閱圖3A~3C，在子層板LA1-1~LA1-8的走線中，電感走線Tl-1作為諧振電感Lr中，設置於第一電路板CB1的電感繞組Lc(即部分電感繞組Lc)。初級側走線Tp-1作為變壓器2A中，設置於第一電路板CB1的初級側繞組22A(即部分初級側繞組22A)。次級側走線Ts-1作為變壓器2A中，設置於第一電路板CB1的次級側繞組22B，且次級側走線Ts-1包括第一次級側走線Ts1-1與第二次級側走線Ts2-1。第一次級側走線Ts1-1作為設置於第一電路板CB1的第一繞組22B-1，且第二次級側走線Ts2-1作為設置於第一電路板CB1的第二繞組22B-2。

在本實施例中，初級側走線Tp-1的銅箔與電感走線Tl-1的銅箔一體成形而形成共走線結構，且初級側走線Tp-1與次級側走線Ts-1位於不同的子層板LA1~LA8，以使電流流過該子層板LA1-1~LA1-8時，能使電流平均分布。在其他的實施例中，電感走線Tl-1、初級側走線Tp-1及次級側走線Ts-1可依實際電路需求而位於相同的子層板LA1-1~LA1-8。初級側走線Tp-1與次級側走線Ts-1分別形成且環繞於第一電路板穿孔CB1_H的第一穿孔H1與第二穿孔H2周圍，且電感走線Tl-1形成且環繞於第一電感穿孔HL1周圍。

請參閱圖8A~8H分別為本揭露的平板型變壓器的繞組於第二實施例的第二電路板於各子層板的走線示意圖。在本實施例中，第二電路板CB2以8層的子層板LA2-1~LA2-8為例(依序為頂層板至底層板)，且第二電路板CB2的子層板LA2-1~LA2-8層數相同於第一電路板CB1可以使電流平均，其為較佳的實施方式。在其他的實施例中，第二電路板CB2的層數也可依實際電路需求進行增減。配合參閱圖3A~3C、8A~8H，在子層板LA2-1~LA2-8的走線中，電感走線Tl-2、初級側走線Tp-2及次級側走線Ts-2的第一次級側走線Ts1-2與第二次級側走線Ts2-2的結構及功用皆相似於第一電路板CB1的對應走線，差異在於第一次級側走線Ts1-2與第二次級側走線Ts2-2的位置對調。第一次級側走線Ts1-2與第二次級側走線Ts2-2的位置對調主要是可以讓次級側電路3A在運作時，電流平均分散而不會聚集於鄰近的二子層板，即若以圖7H和圖8A皆為第一次級側走線Ts1-1、Ts1-2，且第一開關SR1導通時，這二層因較為鄰近而較不易平均分散電流。

配合參閱圖7A~8H，第一電路板CB1的初級側走線Tp-1通過導電柱PC_1電性連接第二電路板CB2的初級側走線Tp-2，以形成初級側串聯的結構，並通過鐵芯C1套設於初級側走線Tp-1、初級側走線Tp-2、次級側走線Ts-1及次級側走線Ts-2後，可形成閉合磁路而構成變壓器2A。第一電路板CB1的電感走線Tl-1通過導電柱PC_2電性連接第二電路板CB2的電感走線Tl-2，以使電感鐵芯CL套設於電感走線Tl-1與電感走線Tl-2後，可形成閉合磁路而構成諧振電感Lr。於一實施例中，初級側電路1A設置於第一電路板CB1與第二電路板CB2主因為電路板CB1、CB2各具有電感走線Tl-1、Tl-2，然而電感走線Tl-1、Tl-2也可皆設置於第一電路板CB1再通過電性連接第一電路板CB1的初級側繞組22A或通過導電柱PC_1、PC_2、支柱PC來電性連接初級側繞組22A，因而初級側電路1A可以僅設置於第一電路板CB1。

在圖7C~7F及對應的8C~8F中，初級側走線Tp-1、Tp-2分別以不同方向環繞於第一電路板穿孔CB1_H與第一電路板穿孔CB2_H一圈以上(視變壓器2A的匝數比而定)，以形成∞字走線。第一電路板穿孔CB1_H的第一穿孔H1與第二穿孔H2以及第二電路板穿孔CB2_H的第三穿孔H3與第四穿孔H4的一側分別形成複數個灌孔Via_A。灌孔Via_A位於初級側走線Tp-1、Tp-2的尾端，且灌孔Via_A內部填充導電材料(例如但不限於錫糕等用於導電的材料)，以使各子層板LA1-3~LA1-6、LA2-3~LA2-6的初級側走線Tp-1、Tp-2可通過灌孔Via_A來電性連接，並通過導電柱PC_1電性連接二初級側走線Tp-1、Tp-2，以形成初級側繞組22A。

在圖7A~7B、7G~7H中，次級側走線Ts-1與第一電路板CB1的第一穿孔H1、第二穿孔H2形成m字走線。由於安培右手定則，電流方向決定磁場方向，因此形成且環繞於第一穿孔H1周圍的初級側走線Tp-1與次級側走線Ts-1的電流方向相同(例如：順時針)，形成且環繞於第二穿孔H2周圍的初級側走線Tp-1與次級側走線Ts-1的電流方向洽與第一穿孔H1的相反(例如：逆時針)。在次級側走線Ts-1鄰近輸出端OUT的位置可包括複數個灌孔Via_B，且灌孔Via_B內部填充導電材料，以使各子層板LA1-1~LA1-2、LA1-7~LA1-8的次級側走線Ts-1可通過灌孔Via_B來電性連接而形成次級側繞組22B。圖8A~8B、8G~10H的次級側走線Ts-2相對於次級側走線Ts-1，可通過灌孔Via_B來電性連接而形成另一次級側繞組22B。

在圖7F、8F中，電感走線Tl-1形成且環繞於第一電感穿孔HL1周圍，且電感走線Tl-2形成且環繞於第二電感穿孔HL2周圍。在本實施例中，電感走線Tl-1與初級側走線Tp-1的銅箔為一體成形的結構，且電感走線Tl-2與初級側走線Tp-2的銅箔為一體成形的結構，因此該一體成形的銅箔的一部份屬於電感走線Tl-1，另一部分屬於初級側走線Tp-1(電感走線Tl-2亦是如此)。在其他的實施例中，電感走線Tl-1與初級側走線Tp-1可以分離設置(電感走線Tl-2與初級側走線Tp-2亦是如此)，例如：這二者之間可以包括諧振電容Cr等其他的電路元件。在本實施例中，不限制電感走線Tl-1、初級側走線Tp-1及次級側走線Ts-1需按圖6A~6H的順序堆疊(電感走線Tl-2、初級側走線Tp-2及次級側走線Ts-2亦是如此)，於後文所述的第一、第二子層板等，也並非為堆疊的順序，僅表示其為第一電路板CB1中的某一子層板LA1-1、另一子層板LA1-8。

配合參閱圖9A為本揭露圖7A~7H的平板型變壓器於第二實施例的第一電路板的各子層板的走線堆疊結構，搭配第一電路板於第一次級側走線運作時的磁通勢曲線圖。圖9A左方由上至下依序為圖7A~7H的走線堆疊結構圖，且圖9A右方為相應於圖9A左方走線堆疊結構所形成的磁通勢曲線。在本實施例中，子層板LA1-1~LA1-2、LA1-7~LA1-8以穿孔H1、H2為中心來形成一圈的第一次級側走線Ts1-1或第二次級側走線Ts2-1，子層板LA3~LA6以穿孔H1、H2為中心來形成一圈的初級側走線Tp-1。在每一走線之間的間隔，可視為各子層板LA1-1~LA1-8之間的厚度。於一實施例中，由於第一電路板CB1的層板空間足夠，因此能夠將初/次級間層板的絕緣層(即子層板LA1-2與子層板LA1-3之間、子層板LA1-6與子層板LA1-7之間)加厚，以降低寄生電容，進而優化死區時間而改善效率及電磁干擾。磁通勢曲線圖的橫軸為磁通勢(magnetomotive force；MMF)，且縱軸為位置。縱軸的原點為磁通原點M0，且磁通原點M0的左方與右方分別包括第一預定偏移量Ml與第二預定偏移量Mr。

在本實施例中，第一預定偏移量Ml與第二預定偏移量Mr為變壓器2A的參數經由計算後所獲得的理想預定偏移量，且在變壓器2A實際運作時，實際的偏移量雖不會完全等同於第一預定偏移量Ml與第二預定偏移量Mr，但其仍可位於第一預定偏移量Ml與第二預定偏移量Mr的誤差範圍內。初級側走線Tp-1的形成使得初級側電路1A運作時，初級側走線Tp-1會產生第一方向磁通F_D1。第一次級側走線Ts1-1的形成使得第一電路板CB1的次級側電路3A的第一開關SR1運作時，第一次級側走線Ts1-1分別產生相反於第一方向磁通F_D1的第二方向磁通F_D2。

當初級側走線Tp-1產生第一方向磁通F_D1，導致磁通偏移時，通過第一次級側走線Ts1-1所產生的第二方向磁通F_D2將磁通勢MMF反方向偏移，以維持第一方向磁通F_D1與第二方向磁通F_D2介於磁通原點M0與第一預定偏移量Ml、第二預定偏移量Mr所形成的特定範圍內Rm，使平板型的變壓器2A運作時，第一電路板CB1的磁通勢曲線CF1維持於特定範圍內Rm而致使磁通勢MMF維持平衡。

由於在第一繞組22B-1的中心抽頭結構中，同半周只有第一開關SR1或第二開關SR2工作，因此第一開關SR1導通且第二開關SR2不導通時，第二繞組22B-2與整流開關SR2未形成電流路徑，使得第二次級側走線Ts2-1的磁通勢MMF不朝第一預定偏移量Ml或第二預定偏移量Mr偏移。配合上述的邏輯，可推知在第一開關SR1不導通且第二開關SR2導通時的磁通勢曲線，在此不再加以贅述。配合參閱圖9B為本揭露圖8A~8H的平板型變壓器於第二實施例的第二電路板的各子層板的走線堆疊結構，搭配第二電路板於第一次級側走線運作時的磁通勢曲線圖。由於第二電路板CB2的各層的走線堆疊結構與第一電路板CB1恰巧相同，因此第二電路板CB2的走線堆疊結構也可維持第一方向磁通F_D1與第二方向磁通F_D2介於磁通原點M0與第一預定偏移量Ml、第二預定偏移量Mr所形成的特定範圍內Rm，使平板型的變壓器2A運作時，第二電路板CB2的磁通勢曲線CF2維持於特定範圍內Rm而致使磁通勢MMF也可維持平衡。

請參閱圖10A為本揭露諧振轉換器的電力元件使用嵌入技術的電路板剖視圖。在本實施例中，諧振轉換器100的電力路徑(可配合參閱圖3A)上的電力元件400(例如：功率開關Q1、Q2、第一開關SR1、第二開關SR2、輸出電容Co(非電解電容)，以及用以驅動開關Q1、Q2、SR1、SR2導通的驅動器)可使用嵌入技術(Embedded)嵌入電路板CB之中的任意一層子層板LA1-1~LA1-8、LA2-1~LA2-8 (以子層板LA1-1示意)。使用嵌入技術的主要的目的及功效是為了盡可能的降低諧振轉換器100的交流阻抗AC_R而提升電路效率。嵌入技術主要是將電路板CB1、CB2中的樹酯載板挖空後，將功率開關、驅動器等電力元件400埋入該挖空區域AR_H。然後通過將銅熔入其預設好而形成於電路板CB1、CB2的灌孔Via_D而使其在表層產生接點Pad，使電力元件400可通過灌孔Via_D與接點Pad來電性連接例如：電子元件Ce(例如：電容、電阻等元件)、繞組22的任意走線、用以電性連接電子元件Ce的電氣走線Tc等構件。配合參閱圖10B為本揭露諧振轉換器的電力元件使用嵌入技術的電路板俯視圖，電子元件Ce(例如：電容、電阻、開關)或電氣走線Tc可通過焊接至接點Pad而電性連接電力元件400。使用此技術的原因在於，電力元件400一但埋入挖空區域AR_H後，電子元件Ce或電氣走線Tc可以盡可能的以最短距離連接電力元件400，以盡可能的降低此連接路徑的交流阻抗AC_R。

配合參閱圖10C、10D為本揭露諧振轉換器的次級側的電力元件應用嵌入式技術的電路設置圖。在圖10C、10D的實施例主要是將諧振轉換器100的次級側的電力元件400(例如：第一開關SR1、第二開關SR2、控制第一開關SR1與第二開關SR2的控制器IC_SR、輸出電容Co等，且輸出電容Co電性連接第一開關SR1與第二開關SR2而形成次級側電路3A)可應用如圖10A~10B所示的嵌入技術來嵌入於電路板CB1、CB2的任意子層板(例如：嵌入至電路板CB1的表層板LA1-1、LA1-8)，再通過將銅熔入其預設好的灌孔Via_D而使其在子層板LA1-1、LA1-8的表層產生接點Pad，使得電路板CB1於該些電力元件400的位置上僅有接點Pad，且電力元件400(第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co)可分別通過相應的複數個灌孔Via_D電性連接次級側繞組22B。於一實施例中，次級側的電力元件400設置於第一電路板穿孔CB1_H(配合參閱圖4A~4D，第一電路板穿孔CB1_H可以為第一穿孔H1或第二穿孔H2)的一側，且第一開關SR1與第二開關SR2分別設置於輸出電容Co的二側，並且子層板LA1-1、LA1-8設置第一次級側走線Ts1-1，且子層板LA1-2、LA1-7設置第二次級側走線Ts2-1。

以第一電路板CB1為例，由於該些電力元件400應用嵌入技術，使其不會受到電路板CB1表層的第一次級側走線Ts1-1或其他電子元件Ce、控制器IC_SR的影響而被迫調整至非為最短距離的連接路徑，且當電流I1流過第一開關SR1、第一次級側走線Ts1-1至輸出電容Co時可形成較短電流路徑(電流I2亦然，且由於電力元件400皆設置於子層板LA1-1、LA1-8，因此子層板LA1-2、LA1-7第二次級側走線Ts2可通過接點Pad電性連接電力元件400)。第二電路板穿孔CB2_H的結構及特點相似於此，在此不再加以贅述。

配合參閱圖10C、10D，嵌入技術也可以應用於諧振轉換器100的初級側。配合參閱圖3A~4D，初級側電路1A包括初級側開關橋臂SP_1，且初級側開關橋臂SP_1包括第一功率開關Q1與第二功率開關Q2。第一功率開關Q1與第二功率開關Q2可如同圖10C、10D所述的嵌入技術來嵌入於第一電路板CB1的任意子層板，且第一功率開關Q1與第二功率開關Q2分別通過相應的複數個灌孔Via_D電性連接初級側繞組22A。

請參閱圖10E為本揭露的平板型變壓器的走線使用嵌入技術的第一實施例的電路板的俯視圖與剖視圖。除了電力元件400外，諧振電感Lr的電感繞組Lc與平板型變壓器PE的繞組22也可使用嵌入技術嵌入電路板CB1、CB2之中的任意一層子層板LA1-1~LA1-8、LA2-1~LA2-8(以子層板LA1-1示意)。諧振電感Lr與平板型變壓器PE的嵌入技術主要是將電感繞組Lc與繞組22使用模組化繞組WM的結構(即模組化繞組WM包括用以形成電感繞組Lc的電感走線Tl-1、Tl-2，或模組化繞組WM包括用以形成繞組22的初級側走線Tp-1、Tp-2或次級側走線Ts-1、Ts-2)，且同樣將電路板CB1、CB2中的樹酯載板挖空後，將模組化的電感繞組Lc與繞組22(即模組化繞組WM)埋入該挖空區域AR_H。然後同樣通過將銅熔入其預設好而形成於電路板CB1、CB2的灌孔Via_D而使其在表層產生接點Pad，以供初級側電路1A或次級側電路3A通過灌孔Via_D電性連接模組化繞組WM。於一實施例中，模組化繞組WM可以通過例如：使用樹脂等非導電性材來形成整片的電感繞組Lc或繞組22的走線層結構，使走線層結構可通過嵌入技術來嵌入於電路板CB的挖空區域AR_H中。

配合參閱圖10E，且以圖6C、6D的初級側走線Tp-1分別作為走線T_1(n)、T_1(m)來形成模組化繞組WM為例，並假設走線T_1(n)、T_1(m) 嵌入第一子層板LA1-1。圖10E 的(a)小圖出示了走線T_1(n)、T_1(m)的俯視圖，且(b)小圖出示了走線T_1(n)、T_1(m)的剖視圖。模組化繞組WM的第一層(上層)的走線T_1(n)~ T_3(n)以同一延伸方向DW_1設置，並通過導電材MC(例如：銅材、鋁材等材料，且較佳為柱狀形結構)電性連接第二層(下層)的走線T_1(n)~ T_3(n)，且下層的走線T_1(m)~ T_3(m)也以同一延伸方向DW_2設置，使得走線T_1~ T_3通過導電材MC交錯的延伸於第一層與第二層。於一實施例中，不同層的走線T_1~ T_3以導電材為中心形成銳角，且銳角的角度介於25度至30度之間時，模組化繞組WM的交流阻抗較低，為較佳的實施方式。配合參閱圖10E，當嵌入技術應用於諧振轉換器100的電感繞組Lc及繞組22時，模組化的電感繞組Lc及繞組22(即模組化繞組WM)同樣可形成於電路板CB1、CB2的灌孔Via_D而使其在表層產生接點Pad。模組化的電感繞組Lc與模組化的繞組22可通過灌孔Via_D電性連接初級側電路1A或次級側電路3A。

其中，所述第一層、第二層相似於圖6C、6D子層板LA1-1、LA1-2疊層的關係(即第一層與第二層堆疊在一起)，但所述第一層、第二層並非指第一子層板LA1-1、第二子層板LA1-2，例如：第一子層板LA1-1可包括模組化繞組WM的第一層與第二層設置於第一子層板LA1-1，但也可以為模組化繞組WM的第一層設置於第一子層板LA1-1，且第二層設置於第二子層板LA1-2，在此並不設限。於上層走線T_1(n)~ T_3(n)的初始端與下層走線T_1(m)~ T_3(m)的末端各形成接點Pad_1、Pad_2，且接點Pad_1、Pad_2可分別電性連接第一子層板LA1-1的頂面與底面(即可以為第二子層板LA1-2的頂面)的電氣走線Tc_1、Tc_2，以通過電氣走線Tc_1、Tc_2電性連接電力元件400。

配合參閱圖10F本揭露的平板型變壓器的走線使用嵌入技術的第二實施例的電路板的俯視圖與剖視圖，且同樣以走線T_1(n)、T_1(m) 形成模組化繞組WM為例。配合參閱圖10F的(a)小圖的俯視圖與(b)小圖的剖視圖，於上層走線T_1(n)~ T_3(n)的初始端與上層走線T_1(n)~ T_3(n)的末端各形成接點Pad_1、Pad_2，且接點Pad_1、Pad_2可分別電性連接第一子層板LA1-1的頂面的電氣走線Tc_1、Tc_2，以通過電氣走線Tc_1、Tc_2電性連接電力元件400。因此電氣走線Tc_1、Tc_2位於同一面，且在這二者之間包括隔離層或為簍空區域(即區域AR)，以避免二者短路。

請參閱圖10G為本揭露的電力元件與平板型變壓器的走線使用嵌入技術的電路板側視圖。在本實施例中整合了圖10A~10G的技術，且將電力元件400與模組化繞組WM(包括：走線T_1(n)、T_1(m))嵌入電路板CB1、CB2之中的任意一層子層板LA1-1~LA1-8、LA2-1~LA2-8(例如：皆嵌入第一電路板CB1的第一子層板LA1-1)。電力元件400可通過電氣走線Tc_1與二接點Pad_1的接合而使電力元件400通過二灌孔Via_D電性連接模組化繞組WM的走線T_1(n)、T_1(m)、T_2(n)、T_2(m)，且模組化繞組WM還可通過接點Pad_2的電性連接第一子層板LA1-1底面(即可以為第二子層板LA1-2的頂面)的電氣走線Tc_2。因此使用嵌入技術可縮短電力元件400與走線T_1(n)、T_1(m)、T_2(n)、T_2(m)之間的距離，以盡可能的降低交流阻抗AC_R而提升電路效率。

於本實施例中，電力元件400與模組化繞組WM的走線T_1(n)、T_1(m)、T_2(n)、T_2(m)嵌入至相同一層的子層板LA可以有效縮短電力元件400與走線T_1(n)、T_1(m)、T_2(n)、T_2(m)之間的距離。例如：電力元件400為第一開關SR1，且嵌入至與第一次級側走線Ts1-1同一層的子層板，且通過電氣走線Tc_1與焊點Pad_1電性連接第一開關SR1，以有效縮短二者之間的距離，依此類推。於其他實施例中，電力元件400與模組化繞組WM的走線T_1(n)、T_1(m)、T_2(n)、T_2(m)也可嵌入至不同一層的子層板LA，其相較於傳統的電力元件400必須設置於電路板CB1、CB2的表層而言，本揭露的電力元件400可以不需要設置於電路板CB1、CB2的表層，因此可以避開電路板CB1、CB2表層的其他元件及走線，使其可簡化電路設計的複雜度。

請參閱圖11A為本揭露諧振轉換器的次級側電路的元件設置圖，復配合參閱圖12A~12B。二次級側電路3A分別設置於電路板CB1、CB2，且各次級側電路3A包括第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co。配合參閱圖3A~3C，第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co設置於電路板CB1、CB2，且輸出電容Co電性連接第一開關SR1與第二開關SR2。次級側走線Ts-1、Ts-2可分別設置於電路板CB1、CB2中任意一層或多層的子層板LA1-1~LA1-8、LA2-1~LA2-8，且分別形成於第一電路板穿孔CB1_H、第二電路板穿孔CB2_H周圍。以第一電路板CB1為例，次級側走線Ts-1的一端電性連接第一開關SR1，且次級側走線Ts-1的另一端電性連接第二開關SR2。例如：當次級側走線Ts-1設置於電路板CB1的表層(例如：第一子層板LA1-1)時，次級側走線Ts-1可通過接點Pad焊接的方式直接連接第一開關SR1與第二開關SR2，或者當次級側走線Ts-1設置於電路板CB1的裡層(例如：第二子層板LA1-2)時，次級側走線Ts-1可通過灌孔(圖未示)電性連接第一開關SR1與第二開關SR2。

以第一電路板CB1為例，在圖11A中，第一開關SR1與第二開關SR2設置於第一電路板穿孔CB1_H的同一側，且輸出電容Co配置於第一開關SR1與第二開關SR2之間。於一實施例中，當輸出電容Co為多個時，可如同圖11A所示，呈同一方向併列設置，也可呈兩兩相對的併列設置。由於第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co特定的設置結構，因此當第一開關SR1與第二開關SR2導通時，可形成環形的電流路徑Li，即電流由次級側走線Ts-1的一側流經第一開關SR1、輸出電容Co、第二開關SR2至次級側走線Ts-1的另一側。由於電流路徑Li呈圓弧狀，並無其餘分支或呈不規則的路徑(例如對比圖10C)，因此以圖11A的元件設置方式，可以提供最短的電流路徑Li而降低路徑損耗。第二電路板CB2的結構亦是如此，且同樣可形成呈圓弧狀的電流路徑。

請參閱圖11B為本揭露諧振轉換器的依不同的次級側電路結構的元件設置圖，復配合參閱圖11A。圖11B主要是由電路板CB1、CB2的輸出端OUT朝鐵芯C1方向側視的結構圖，且以第一電路板CB1為例，第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co依圖3A~3C的不同的次級側電路3A可具有不同的配置方式，但同樣可以形成如圖11A所述的電流路徑Li。在圖11B的(a)小圖中，第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co設置於電路板CB的同一表面，且第一次級側走線Ts1-1與第二次級側走線Ts2-1分別設置於電路板CB1的至少任意二層板(以第一子層板LA1-1與第二子層板LA1-2示意)，並且圖11B的(a)小圖適用於圖3A、3B的電路。當第一開關SR1導通時，電流I1在第一子層板LA1-1由第一開關SR1環繞穿孔H流至輸出電容Co而形成電流路徑Li_1，且當第二開關SR2導通時，電流I2在第二子層板LA1-2由第二開關SR2環繞第一電路板穿孔CB1_H(例如：第一穿孔H1)流至輸出電容Co而形成電流路徑Li_2。由於電流路徑Li_1與電流路徑Li_2的方向相反，因此可以達到磁通抵消的效果，進而提升電路整體效率。於一實施例中，第二電路板CB2的結構及電流路徑相似於此，在此不再加以贅述。

在圖11B的(b)小圖中，諧振轉換器100包括二組次級側電路3A與二組次級側走線Ts-1、Ts-2分別設置於電路板CB1、CB2，且二組次級側走線Ts-1、Ts-2分別包括第一次級側走線Ts1-1、Ts1-2與第二次級側走線Ts2-1、Ts2-2。各組次級側電路3A分別包括二組第一開關SR1與二組第二開關SR2，以及二個以上的輸出電容Co，且第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co分別設置於電路板CB的二表面。以第一電路板CB1為例，第一次級側走線Ts1-1與第二次級側走線Ts2-1分別設置於電路板CB1的至少任意四層板(以子層板LA1-1、LA1-2設置第一次級側走線Ts1-1，且子層板LA1-7、LA1-8設置第二次級側走線Ts2-1示意)，並且圖11B的(b)小圖適用於圖3A、3B的電路。當第一開關SR1導通時，電流I1在子層板LA1-1、LA1-8由第一開關SR1環繞第一電路板穿孔CB1_H(例如：第一穿孔H1)流至輸出電容Co而形成電流路徑Li_1，且當第二開關SR2導通時，電流I2在子層板LA1-2、LA1-7由第二開關SR2環繞穿孔H流至輸出電容Co而形成電流路徑Li_2，並同樣可以達到磁通抵消而提升電路整體效率的功效。於一實施例中，第二電路板CB2的結構及電流路徑相似於此，在此不再加以贅述。

以第一電路板CB1為例，在圖11B的(c)小圖中，第一開關SR1、第二開關SR2及輸出電容Co設置於電路板CB的一表面，且第三開關SR3、第四開關SR4及輸出電容Co設置於電路板CB的另一表面。次級側走線Ts-1設置於電路板CB的至少任意二層板(以子層板LA1-1、LA1-8示意)，並且圖11B的(c)小圖適用於圖3C的電路。當第一開關SR1與第二開關SR2導通時，電流I1在子層板LA1-1由第一開關SR1、第二開關SR2環繞第一電路板穿孔CB1_H(例如：第一穿孔H1)流至輸出電容Co而形成電流路徑Li_1。當第三開關SR3與第四開關SR4導通時，同走線(即次級側走線Ts-1)但反方向的電流I2在第二子層板LA1-2由第三開關SR3、第四開關SR4環繞第一電路板穿孔CB1_H(例如：第一穿孔H1)流至輸出電容Co而形成電流路徑Li_2，並同樣可以達到磁通抵消而提升電路整體效率的功效。於一實施例中，第二電路板CB2的結構及電流路徑相似於此，在此不再加以贅述。於另一實施例中，配合參閱圖11A，第一開關SR1與第二開關SR2的位置以輸出電容Co為中心呈大致上鏡像設置為較佳的實施方式，其可以形成路徑大致相同的電流路徑Li_11、Li_2而達成較佳的磁通抵消效果，並且第一開關SR1與第二開關SR2的位置以輸出電容Co為中心呈鏡像設置可達到最佳的磁通抵消效果，第三開關SR3與第四開關SR4亦是如此。

配合參閱圖3A~11B，本揭露的諧振轉換器100使用單片式的電路板CB可以根據實際需求，選擇性的搭配嵌入技術(Embedded)、元件設置等技術，以提升諧振轉換器100的電路整體效率。於一實施例中，圖3A~11B的實施例所記載的繞組22若未特別指名，則可以為初級側繞組22A與次級側繞組22B的統稱、單指初級側繞組22A或單指次級側繞組22B，甚至於單指第一繞組22B-1或第二繞組22B-2，在此並不設限。於另一實施例中，圖3A~11B的實施例所記載的走線若未特別指名，則可以為初級側走線Tp-1、Tp-2與次級側走線Ts-1、Ts-2的統稱、單指初級側走線Tp-1、Tp-2或單指次級側走線Ts-1、Ts-2，甚至於單指第一次級側走線Ts1-1、Ts1-2或第二次級側走線Ts2-1、Ts2-2，在此並不設限。

惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包括於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

PSU:電源供應器 CT_I:輸入電路 IN_AC:電源輸入端 EMI:電磁干擾濾波器 PFC:功率因數校正器 Cap_B:直流母線電容 CM_I:整合式電源轉換模組 MCU:系統控制電路 AUX:輔助電源電路 CT_O:輸出電路 Fan:風扇 SE:空間 100:諧振轉換器 100A:諧振轉換電路 CB、CB1、CB2:電路板 Via_A~B、Via_HD:灌孔 LA、LA1-1~LA1-8、LA2-1~LA2-8:子層板 IN:輸入端 OUT:輸出端 SG:訊號傳輸端 1A:初級側電路 SP_1:初級側開關橋臂 Q1、Q2:功率開關 Lr:諧振電感 CL:電感鐵芯 HL1、HL2:電感穿孔 Lc:電感繞組 Tl-1、Tl-2:電感走線 Cr:諧振電容 2A、2B:變壓器 PE:平板型變壓器 CB1_H:第一電路板穿孔 CB2_H:第二電路板穿孔 H1、H2、H3、H4、H:穿孔 C1、C2:鐵芯 C1_1、C1_2、CL_1、CL_2:蓋體 C1_3、CL_3:側部 C1_4、CL_4:容置槽 C12:第一鐵芯柱 C14:第二鐵芯柱 GP:氣隙 22:繞組 T_1(n)~T_3(n)、T_1(m)~T_3(m)、Tc、Tc_1、Tc_2:走線 DW_1、DW_2:延伸方向 AR:區域22A:初級側繞組 Tp-1、Tp-2:初級側走線 22B:次級側繞組 Ts-1、Ts-2、Ts-1_1~Ts-1_n:次級側走線 22B-1:第一繞組 Ts1-1、Ts1-2、Ts1-1_(n)、Ts1-2_(m):第一次級側走線 22B-2:第二繞組 Ts2-1、Ts2-2、Ts2-1_(n)、Ts2-2_(m):第二次級側走線 PC_1、PC_2:導電柱 PC:支柱 MMF:磁通勢 M0:磁通原點 Ml:第一預定偏移量 Mr:第二預定偏移量 F_D1:第一方向磁通 F_D2:第二方向磁通 CF1、CF2:磁通勢曲線 3A:次級側電路 32:整流電路 SS_1、SS_2:次級側開關橋臂 SR1、SR2、SR3、SR4:開關 Co:輸出電容 4A、IC_SR:控制器 DC/DC:直流轉換電路 300:負載 400:電力元件 AR_H:挖空區域 Pad、Pad_1、Pad_2:接點 Ce:電子元件 WM:模組化繞組 MC:導電材 Pac:交流電源 Pdc:直流電源 Po:輸出電源 Paux:輔助電源 I1、I2:電流 Li、Li_1、Li_2:電流路徑

圖1為習知的電源供應器的內部電路設置示意圖；

圖2為本揭露電源供應器搭配本揭露的整合式電源轉換模組的內部電路設置示意圖；

圖3A為本揭露的諧振轉換器第一實施方式的電路圖；

圖3B為本揭露的諧振轉換器第二實施方式的電路圖；

圖3C為本揭露的諧振轉換器第三實施方式的電路圖；

圖4A為本揭露諧振轉換器第二實施例的立體電路結構組合的第一視角圖；

圖4B為本揭露諧振轉換器第二實施例的立體電路結構組合的第二視角圖；

圖4C為本揭露諧振轉換器第二實施例的立體電路結構組合的第三視角圖；

圖4D為本揭露諧振轉換器第二實施例的立體電路結構分解圖；

圖5A為第二實施例的第一電路板的其中之一表層的布線結構圖；

圖5B為第二實施例的第一電路板的另一表層的布線結構圖；

圖6A為第二實施例的第二電路板的其中之一表層的布線結構圖；

圖6B為第二實施例的第二電路板的另一表層的布線結構圖；

圖7A~7H分別為本揭露的平板型變壓器的繞組於第二實施例的第一電路板於各子層板的走線示意圖；

圖8A~8H分別為本揭露的平板型變壓器的繞組於第二實施例的第二電路板於各子層板的走線示意圖；

圖9A為本揭露圖7A~7H的平板型變壓器於第二實施例的第一電路板的各子層板的走線堆疊結構，搭配第一電路板於第一次級側走線運作時的磁通勢曲線圖；及

圖9B為本揭露圖8A~8H的平板型變壓器於第二實施例的第二電路板的各子層板的走線堆疊結構，搭配第二電路板於第一次級側走線運作時的磁通勢曲線圖；

圖10A為本揭露諧振轉換器的電力元件使用嵌入技術的電路板剖視圖；

圖10B為本揭露諧振轉換器的電力元件使用嵌入技術的電路板俯視圖；

圖10C為本揭露諧振轉換器的次級側的電力元件應用嵌入式技術嵌入至電路板的一表層板的電路設置圖；

圖10D為本揭露諧振轉換器的次級側的電力元件應用嵌入式技術嵌入至電路板的另一表層板的電路設置圖；

圖10E為本揭露的平板型變壓器的走線使用嵌入技術的第一實施例的電路板的俯視圖與剖視圖；

圖10F本揭露的平板型變壓器的走線使用嵌入技術的第二實施例的電路板的俯視圖與剖視圖；

圖10G為本揭露的電力元件與平板型變壓器的走線使用嵌入技術的電路板側視圖；

圖11A為本揭露諧振轉換器的次級側電路的元件設置圖；及

圖11B為本揭露諧振轉換器的依不同的次級側電路結構的元件設置圖。

MCU:系統控制電路 AUX:輔助電源電路 100:諧振轉換器 CB1、CB2:電路板 IN:輸入端 OUT:輸出端 SG:訊號傳輸端 SP_1:初級側開關橋臂 Q1、Q2:功率開關 Lr:諧振電感 CL:電感鐵芯 HL1、HL2:電感穿孔 Lc:電感繞組 2A、2B:變壓器 PE:平板型變壓器 CB1_H:第一電路板穿孔 CB2_H:第二電路板穿孔 H1、H2、H3、H4:穿孔 C1、C2:鐵芯 C1_1、C1_2、CL_1、CL_2:蓋體 C1_3、CL_3:側部 C1_4、CL_4:容置槽 C12:第一鐵芯柱 C14:第二鐵芯柱 22:繞組 22A:初級側繞組 22B:次級側繞組 PC_1、PC_2:導電柱 PC:支柱 32:整流電路 SR1、SR2:開關 Co:輸出電容 4A:控制器

Claims (15)

1. 一種諧振轉換器，包括： 一第一電路板與一第二電路板，該第一電路板與該第二電路板分別包括複數層子層板； 一初級側電路，設置於該第一電路板； 二次級側電路，分別設置於該第一電路板與該第二電路板，且該初級側電路或該些次級側電路包括一電力元件，其中該電力元件嵌入至該些子層板的任意子層板； 一平板型變壓器，設置於該第一電路板與該第二電路板且電性連接該初級側電路與該些次級側電路，且該平板型變壓器包括： 一第一電路板穿孔，貫穿該第一電路板； 一第二電路板穿孔，貫穿該第二電路板； 一鐵芯，包括一第一鐵芯柱 貫穿該第一電路板穿孔與該第二電路板穿孔； 複數條走線，分別形成於該第一電路板穿孔與該第二電路板穿孔周圍； 一第一導電柱，設置於該第一電路板與該第二電路板之間，且電性連接設置於該第一電路板穿孔周圍的走線與設置於該第二電路板穿孔周圍的走線，以形成該平板型變壓器的一繞組； 一第一灌孔，形成於該第一電路板或該第二電路板，且用以電性連接設置於該些子層板的任意子層板的該電力元件與該繞組； 其中，該鐵芯用以套設該第一電路板與該第二電路板的該繞組而形成該平板型變壓器。
2. 如請求項1所述之諧振轉換器，其中該電力元件為複數且包括： 二第一開關，分別設置於該第一電路板與該第二電路板； 二第二開關，分別設置於該第一電路板與該第二電路板；及 二輸出電容，分別設置於該第一電路板與該第二電路板，且該些輸出電容分別電性連接同一電路板的第一開關與第二開關而形成該些次級側電路，且該些第一開關、該些第二開關及該些輸出電容分別嵌入至該第一電路板與該第二電路板中的任意子層板； 其中，該些走線包括二次級側走線而作為分別電性連接該些次級側電路的二次級側繞組，且該第一電路板與該第二電路板的第一開關、第二開關及輸出電容分別通過相應的複數個第一灌孔電性連接該些次級側繞組。
3. 如請求項1所述之諧振轉換器，其中該電力元件為複數且包括： 一第一功率開關，設置於該第一電路板；及 一第二功率開關，設置於該第一電路板，該第一功率開關與該第二功率開關形成該初級側電路的一初級側開關橋臂，且該第一功率開關與該第二功率開關分別嵌入至該些子層板的任意子層板； 其中，該些走線包括分別設置於該第一電路板與該第二電路板的二初級側走線，以作為電性連接該初級側電路的一初級側繞組，且該第一功率開關與該第二功率開關分別通過相應的複數個第一灌孔電性連接該初級側繞組。
4. 如請求項1所述之諧振轉換器，更包括： 二第二灌孔，分別形成於該第一電路板與該第二電路板； 其中，該繞組為二模組化繞組，且該些模組化繞組分別嵌入至該第一電路板與該第二電路板的任意子層板，該些模組化繞組分別通過該些第二灌孔電性連接該初級側電路或該些次級側電路。
5. 如請求項4所述之諧振轉換器，其中該些模組化繞組分別包括： 複數個導電材，分別形成於該些模組化繞組的一第一層與一第二層之間，且該走線通過該些導電材交錯的延伸於該第一層與該第二層。
6. 如請求項5所述之諧振轉換器，其中該走線於該第一層以一第一延伸方向設置，且該走線於該第二層以一第二延伸方向設置。
7. 如請求項6所述之諧振轉換器，其中於不同層的走線以導電材為中心形成一銳角，且該銳角介於25度至35度。
8. 如請求項4所述之諧振轉換器，更包括： 一電氣走線，用以電性連接該第一灌孔與該第二灌孔，以供該電力元件通過該電氣走線電性連接該模組化繞組。
9. 如請求項1所述之諧振轉換器，其中該初級側電路包括： 二模組化繞組，分別嵌入至該第一電路板與該第二電路板的任意子層板，且該些模組化繞組分別包括一電感走線； 一第二導電柱，設置於該第一電路板與該第二電路板之間，且電性連接該等模組化繞組而形成一電感繞組； 一第三灌孔，形成於該第一電路板或該第二電路板，且用以將該些模組化繞組電性連接該初級側電路。
10. 一種諧振轉換器，包括： 一第一電路板與一第二電路板，該第一電路板與該第二電路板分別包括複數個子層板； 一初級側電路，設置於該第一電路板； 二次級側電路，分別設置於該第一電路板與該第二電路板，且該些次級側電路分別包括一第一開關、一第二開關及一輸出電容，該輸出電容電性連接該第一開關與該第二開關； 一平板型變壓器，設置於該第一電路板與該第二電路板，且電性連接該第一電路板與該第二電路板的第一開關、第二開關及輸出電容，該平板型變壓器包括： 一第一電路板穿孔，貫穿該第一電路板； 一第二電路板穿孔，貫穿該第二電路板； 一鐵芯，包括一第一鐵芯柱 貫穿該第一電路板穿孔與該第二電路板穿孔； 一初級側走線，設置於該第一電路板與該第二電路板； 二次級側走線，分別設置於該第一電路板與該第二電路板，且分別形成於該第一電路板穿孔與該第二電路板穿孔周圍，其中該些次級側走線的一端分別電性連接該第一電路板與該第二電路板的第一開關，且該些次級側走線的另一端分別電性連接該第一電路板與該第二電路板的第二開關；及 一第一導電柱，設置於該第一電路板與該第二電路板之間，且電性連接該第一電路板與該第二電路板的該些初級側走線； 其中，該鐵芯用以套設該第一電路板與該第二電路板的該些初級側走線與該些次級側走線而形成該平板型變壓器；及 其中，該第一電路板的第一開關設置於該第一電路板穿孔的同一側，且該第一電路板的輸出電容配置於該第一電路板的第一開關與第二開關之間，該第二電路板的第一開關設置於該第二電路板穿孔的同一側，且該第二電路板的輸出電容配置於該第二電路板的第一開關與第二開關之間。
11. 如請求項10所述之諧振轉換器，其中該第一開關與該第二開關的位置以輸出電容為中心呈大致上鏡像設置。
12. 如請求項10所述之諧振轉換器，其中該些次級側走線分別包括： 二第一次級側走線，分別電性連接該第一電路板與該第二電路板的第一開關；及 二第二次級側走線，分別電性連接該第一電路板與該第二電路板的第二開關與第一次級側走線； 其中，該第一電路板的第一開關、第二開關及輸出電容設置於該第一電路板的同一表面，且該第一電路板的第一次級側走線與第二次級側走線分別設置於該第一電路板的至少任意二層板；及 其中，該第二電路板的第一開關、第二開關及輸出電容設置於該第二電路板的同一表面，且該第二電路板的第一次級側走線與第二次級側走線分別設置於該第二電路板的至少任意二層板。
13. 如請求項10所述之諧振轉換器，其中該第一電路板與該第二電路板分別包括二第一開關與二第二開關，且該輸出電容為複數，該些次級側走線分別包括： 二第一次級側走線，分別電性連接該第一電路板的二第一開關與該第二電路板的二第一開關；及 二第二次級側走線，一者電性連接該第一電路板的二第二開關與二第一次級側走線的一者，另一者電性連接該第二電路板的二第二開關與二第一次級側走線的另一者； 其中，該第一電路板的二第一開關、二第二開關及該些輸出電容分別設置於該第一電路板的二表面，且該第一電路板的第一次級側走線與第二次級側走線分別設置於該第一電路板的至少任意四層板；及 其中，該第二電路板的二第一開關、二第二開關及該些輸出電容分別設置於該第二電路板的二表面，且該第二電路板的第一次級側走線與第二次級側走線分別設置於該第二電路板的至少任意四層板。
14. 如請求項10所述之諧振轉換器，其中該輸出電容為複數，且該些次級側電路更分別包括： 一第三開關與一第四開關； 其中，該第一電路板的第一開關、第二開關及該些輸出電容的一者設置於該第一電路板的一表面，且該第一電路板的第三開關、第四開關及該些輸出電容的另一者設置於該第一電路板的另一表面，該第一電路板的次級側走線設置於該電路板的至少任意二層板；及 該第二電路板的第一開關、第二開關及該些輸出電容的一者設置於該第一電路板的一表面，且該第二電路板的第三開關、第四開關及該些輸出電容的另一者設置於該第二電路板的另一表面，該第二電路板的次級側走線設置於該電路板的至少任意二層板。
15. 如請求項10所述之諧振轉換器，其中當該第一開關導通時，一第一電流由該第一開關環繞該穿孔流至該輸出電容而形成一第一電流路徑，且當該第二開關導通時，一第二電流由該第二開關環繞該穿孔流至該輸出電容而形成一第二電流路徑，該第一電流路徑與該第二電流路徑的方向相反。