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散热器组件和制造散热器组件的方法与流程

  • 国知局
  • 2024-08-02 15:44:57

本公开内容一般地涉及电子学领域,并且具体地涉及电感器连接和组件。

背景技术:

1、印刷电路板(pcb)或印刷布线板是由绝缘层隔开的导电层的层压结构。一般来说,pcb有两个功能。第一个功能是借助于诸如焊接的固定方式将电子部件固定在pcb外层上的指定位置。由所填充的电路板实例化的电子电路被设计成提供一个或更多个特定功能。在制造之后,电子电路被供电以执行期望的功能。

2、通常,印刷电路板是平面设备,其上的多个部件通过走线互连以提供如前面所讨论的功能。在平面电路板组件上制造电路的这样的实现方式在尺寸上受到限制,这阻碍了电路的高密度实现方式。在常规的电路基站实现方式中,基于由电路部件本身或附近的电路部件生成的热量,相应的电路部件容易损坏。

3、在功率模块的任何给定的可用空间中,最大化功率部件利用的体积、最大化电感并且最大化冷却性能是非常理想的,同时也是具有挑战性的。

技术实现思路

1、清洁能源(或绿色技术)的实现对于减少人类对环境的影响非常重要。通常,清洁能源包括降低能耗对环境的总体毒性的任何演化方法和材料。

2、本公开内容包括观察到,诸如从绿色能源或非绿色能源接收的原始能量,通常需要先转换成适当的形式(诸如期望的ac电压、dc电压等)才能用于为诸如服务器、计算机、移动通信设备等终端设备供电。无论能量是从绿色能源还是非绿色能源接收的,都期望最高效地使用由这样的系统提供的原始能量,以减少我们对环境的影响。本公开内容有助于通过更高效的能量转换和支持更高效的能量转换的电路实现方式来减少我们的碳足迹(和绿色能源)。

3、如前面所讨论的常规功率模块通常具有大块未使用的体积,这导致低电感以及较差的冷却性能。该技术通过最大化利用电感器的体积来解决这样的问题,从而增加电感以及提高冷却性能。本公开内容包括最大化电感并提供与之相关联的新型冷却的各种方法。

4、如本文中所讨论的,制造器制造一个或更多个组件,以制造比由平面电路板上电路的常规实例所提供的密度更高的电路。

5、更具体地,本公开内容包括装置、系统、方法等。装置(诸如组件、部件、部分、电路、设备等)可以包括:由导电材料制造的散热器元件;固定连接至散热器元件的导电材料的第一元件;以及固定连接至散热器元件的导电材料的第二元件。第一元件和第二元件可以被制造成从散热器元件的表面基本上正交地延伸。

6、如本文中所讨论的装置还可以包括:导磁材料,其包括:i)在导磁材料的第一表面与导磁材料的第二表面之间延伸的第一空隙;和ii)在导磁材料的第一表面与导磁材料的第二表面之间延伸的第二空隙。导电材料的第一元件可以驻留在导磁材料的第一空隙中;导电材料的第二元件可以驻留在导磁材料的第二空隙中。

7、装置的第一元件可以是制造散热器元件的导电材料的第一弯曲部分;装置的第二元件可以是制造散热器元件的导电材料的第二弯曲部分。

8、在又一示例中,散热器元件的轴向端可以被配置成在平面内延伸超过组件的第一元件和第二元件或相对于组件的第一元件和第二元件悬伸(overhang)。

9、装置的第一元件可以包括第一轴向端和第二轴向端。第一元件的第一轴向端可以固定耦接至散热器元件。第一元件的第二轴向端可以是连接至功率转换器电路的功率开关电路的输入节点。装置的第二元件可以包括第一轴向端和第二轴向端。第二元件的第一轴向端可以固定耦接至散热器元件。

10、另外,第二元件的第二轴向端可以是与功率转换器电路相关联的输出节点。根据另一示例,散热器元件、第一元件和第二元件的组合可以设置在组件中,其中第一元件是第一感应路径,第二元件是第二感应路径。第一感应路径可以散热器元件的经由在第一元件的第一轴向端与第二元件的第一轴向端之间延伸的部分、与第二感应路径串联连接。

11、如前面所讨论的,如本文中所讨论的装置可以被配置成包括与第二开关串联设置的第一开关。装置的输入节点可以被配置成将第一开关直接耦接至第二开关。装置可以被配置成还包括驱动第一开关和第二开关中的每个开关的驱动器电路。

12、另外,如本文中所讨论的装置可以被配置成包括主基板。如前面所讨论的,第一元件可以包括第一轴向端和第二轴向端。第一元件的第一轴向端可以固定耦接至散热器元件。第一元件的第二轴向端可以固定连接至主基板的第一节点。装置的第二元件可以被配置成包括第一轴向端和第二轴向端。第二元件的第一轴向端可以固定连接至散热器元件。第二元件的第二轴向端可以固定连接至主基板的第二节点。第一元件可以将热量从主基板传送至散热器元件;第二元件可以将热量从主基板传送至散热器元件。

13、另外,装置的示例可以包括第一导磁材料块,其设置在导电材料的第一元件与导电材料的第二元件之间。装置还可以包括第二导磁材料块,第二导磁材料块包括中空空间,在中空空间中存在第一元件、第二导磁材料块和第二元件的组合。

14、如本文中所讨论的散热器元件(诸如从俯视图)沿着导电材料的第一元件或第二元件的轴向长度观察可以基本上是h形的。

15、另外地,应当注意,散热器元件可以被配置成包括由第一元件相对于散热器元件所在的平面弯曲而产生的第一空隙;装置的散热器元件可以被配置成包括由第二元件相对于散热器元件所在的平面弯曲而产生的第二空隙。

16、还应当注意,装置的第一元件的沿着第一元件的轴向长度观察时的在第一方向上的第一尺寸可以基本上等于散热器元件的厚度;装置的第一元件的沿着第一元件的轴向长度观察时的在第二方向上的第二尺寸可以基本上大于散热器元件的厚度,第一方向正交于第二方向。

17、如本文中所讨论的装置的其他示例包括第一基板。第一元件可以被第一导磁材料包封。第二元件可以被第二导磁材料包封。如前面所讨论的,第一元件的轴向端可以被配置成接触设置在第一基板的表面上的第一节点。装置可以被配置成还包括第二基板,第一基板被固定至第二基板;在这样的情况下,导电部件(诸如夹子或其他合适的设备)可以被配置成在第二元件的轴向端与第二基板之间提供电连接。导电部件可以被配置成在第二元件的轴向端与第一基板的第二节点之间提供电连接,或者提供至另一基板的连接。

18、如本文中所讨论的装置还可以包括:包封导电材料的第一元件和导电材料的第二元件的导磁材料;第一基板,第一元件的第一轴向端耦接至第一基板;耦接至第一基板的第一电路部件,第一电路部件可操作成控制通过第一元件、散热器元件和第二元件的串联电路路径的电流的流动;第二基板,第一基板被固定至该第二基板。一个或更多个电路部件,诸如耦接至第二基板的电路部件,可以驻留在导磁材料与第二基板之间的间隙中。

19、另外,如本文中所讨论的装置可以包括主基板和嵌入在一个或更多个主基板中或一个或更多个主基板上的开关电路。在这样的情况下,开关电路可以被配置成控制通过第一元件、散热器元件和第二元件的串联组合的电流。

20、本文中的其他实施方式包括制造散热器组件的方法,该方法包括:容置散热器元件,散热器元件由导电材料制造;制造散热器组件以包括基本上正交于散热器元件的表面设置的导电材料的第一元件;以及制造散热器组件以包括基本上正交于散热器元件的表面设置的导电材料的第二元件。

21、如前面所讨论的,第一元件可以是制造散热器元件的导电材料的第一弯曲部分;第二元件可以是制造散热器元件的导电材料的第二弯曲部分。如本文中所讨论的方法还可以包括:将散热器组件的导电材料的第一元件插入穿过设置在第一导磁材料中的第一空隙;以及将散热器组件的导电材料的第二元件插入穿过设置在第二导磁材料中的第二空隙。

22、应当注意,本公开内容包括有用的技术。例如,与常规技术相比,如本文中所讨论的新型电路提供了通过独特的散热器-电路路径组件的实现方式来制造高密度电路的多种方法。

23、还应当注意,如本文中所讨论的任何资源可以包括执行和/或支持如本文中所公开的任何或所有方法操作的一个或更多个计算机化设备、装置、硬件等。换句话说,一个或更多个计算机化设备或处理器可以被编程和/或被配置成如本文中所说明的操作以实现如本文中所描述的不同技术。

24、本公开内容的其他方面包括软件程序和/或相应的硬件,以执行上面总结的在下面详细公开的任何操作。

25、另外,应当注意,尽管可能在本公开内容的不同地方讨论本文中的不同特征、技术、配置等中的每一个,但是意图是,在适当的情况下每个构思可以可选地彼此独立地执行或彼此组合地执行。因此,可以以许多不同方式来实施和观察如本文中所描述的一个或更多个本发明。

26、此外,应当注意,本文中对技术的初步讨论(技术实现要素:)并非有意指定本公开内容或所要求的保护的发明的每个新颖方面。替代地,该发明内容仅呈现了一般的方面和相对于常规技术的新颖性的对应要点。对于本发明的附加细节和/或可能的观点(排列),读者请参阅下面另外讨论的本公开内容的具体实施方式部分(其是总结)和对应附图。

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