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TWI806715B - 應用於返馳式電源轉換器的封裝結構 - Google Patents

應用於返馳式電源轉換器的封裝結構 Download PDF

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Abstract

應用於返馳式電源轉換器的封裝結構包含一第一導線架和一第二導線架。該第一導線架連接該返馳式電源轉換器一次側的至少一元件。該第二導線架與該第一導線架之間具有一隔離距離。該返馳式電源轉換器的一次側通過該第一導線架與該第二導線架之間的電容耦合效應和該返馳式電源轉換器的二次側進行電氣隔離與溝通。

Description

應用於返馳式電源轉換器的封裝結構
本發明是有關於一種應用於返馳式電源轉換器的封裝結構，尤指一種可利用導線架的電容耦合效應使該返馳式電源轉換器的一次側和該返馳式電源轉換器的二次側進行電氣隔離與溝通的封裝結構。
在現有技術中，一返馳式電源轉換器(flyback power converter)的一次側是通過一光耦合器(optocoupler)和該返馳式電源轉換器的二次側進行電氣隔離與溝通，其中該光耦合器是由一發光二極體和一雙極電晶體(bipolar transistor)組成。
然而該光耦合器會增加該返馳式電源轉換器的成本，所以如何降低該返馳式電源轉換器的成本是該返馳式電源轉換器的設計者的一項重要課題。
本發明的一實施例公開一種應用於返馳式電源轉換器(flyback power converter)的封裝結構。該封裝結構包含一第一導線架和一第二導線架。該第一導線架連接該返馳式電源轉換器一次側的至少一元件。該第二導線架與該第一導線架之間具有一隔離距離。該返馳式電源轉換器的一次側通過該第一導線架 與該第二導線架之間的電容耦合效應和該返馳式電源轉換器的二次側進行電氣隔離與溝通。
本發明的另一實施例公開一種應用於返馳式電源轉換器(flyback power converter)的封裝結構。該封裝結構包含一導線架，其中該導線架至少包含二耦合部分，以及該返馳式電源轉換器的一次側和二次側的其中一側通過該導線架與該返馳式電源轉換器之間的電容耦合效應和該返馳式電源轉換器的一次側和二次側的另一側電氣隔離與溝通。
本發明公開一種應用於返馳式電源轉換器的封裝結構。該封裝結構是利用導線架的電容耦合效應使該返馳式電源轉換器的一次側和該返馳式電源轉換器的二次側電氣隔離與溝通。因此，相較於現有技術，因為本發明不需要光耦合器，所以本發明可降低該返馳式電源轉換器的成本。
100:封裝結構
102:第一導線架
104:第二導線架
106、108:相關元件
110、112、406:電容
114、116:導線
1022、1024:第一耦合部分
1042、1044:第二耦合部分
402:耦合部分
404:相對應的部分
第1圖是本發明的第一實施例所公開的一種返馳式電源轉換器(flyback power converter)的封裝結構的俯視圖的示意圖。
第2圖是說明封裝結構的前視圖的示意圖。
第3圖是說明第二耦合部分和第一耦合部分設置在同一平面上的示意圖。
第4圖是說明該二耦合部分中的一耦合部分和該返馳式電源轉換器中一相對應的部分構成一電容的示意圖。
請參照第1圖，第1圖是本發明的第一實施例所公開的一種返馳式電源轉換器(flyback power converter)的封裝結構100的俯視圖的示意圖，其中因為封裝結構100的接腳並不是本發明的主要技術特徵，所以省略了封裝結構100的接腳。另外，在本發明的一實施例中，封裝結構100的材料可為環氧樹脂(epoxy resin)，但本發明並不受限於封裝結構100的材料為環氧樹脂，也就是說封裝結構100的材料可為本發明領域具有熟知技藝者所熟知的材料。如第1圖所示，封裝結構100包含一第一導線架102和一第二導線架104，其中第一導線架102和第二導線架104是由銅組成。然而本發明並不受限於第一導線架102和第二導線架104是由銅組成，也就是說第一導線架102和第二導線架104可由其他金屬(例如鐵鎳合金)組成。另外，如第1圖所示，第一導線架102和第二導線架104只示出與本發明相關的部分。另外，如第1圖所示，其中該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件106(例如一次側繞組、一橋式整流器、一功率開關、一次側控制器等)和該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件108(例如二次側繞組、二次側控制器等)設置在第一導線架102上，且封裝結構100的材料包覆第一導線架102、第二導線架104、該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件106和該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件108。另外，因為該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件106和該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件108並不是本發明的主要技術特徵，所以本發明利用方塊代表該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件106和該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件108。另外，在本發明的另一實施例中，該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件106設置在第一導線架102上和該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件108設置在第二導線架104上。
請同時參照第1、2圖，第2圖是說明封裝結構100的前視圖的示意圖。如第1圖所示，第一導線架102至少包含二第一耦合部分1022、1024，以及第二 導線架104至少包含二第二耦合部分1042、1044，其中如第2圖所示(以第一耦合部分1024和第二耦合部分1044為例)，第一耦合部分1024和第二耦合部分1044可構成一電容110，第二耦合部分1044設置在第一耦合部分1024之上(第一耦合部分1024也可設置在第二耦合部分1044上)，以及第二耦合部分1044和第一耦合部分1024兩者之間應有相當的距離以確保第二耦合部分1044和第一耦合部分1024不會短路。另外，在本實施例中，第二耦合部分1044和第一耦合部分1024兩者之間的距離(也就是一隔離距離)不小於0.3mm(例如第二耦合部分1044和第一耦合部分1024之間的距離為0.5mm)。另外，在本發明的其他實施例中，如第二耦合部分1044和第一耦合部分1024之間具有隔離物質，則兩者之間的距離可以依該隔離物質的特性而縮短。另外，如第1圖所示，第一耦合部分1022和第二耦合部分1042也可構成一電容112。因此，該返馳式電源轉換器的一次側不僅可通過電容110、112電氣隔離該返馳式電源轉換器的二次側，也可利用電容110、112和該返馳式電源轉換器的二次側溝通，其中電容110、112是用以收發差動信號(differential signals)以增加該返馳式電源轉換器的抗雜訊能力。另外，如第1圖所示，該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件108通過導線114和第二耦合部分1042、1044電性連接，以及該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件106通過導線116和第一耦合部分1022、1024電性連接。
在本發明的一實施例中，第一耦合部分1024和第二耦合部分1044之間(第一耦合部分1022和第二耦合部分1042之間)填滿封裝結構100的材料(例如環氧樹脂)。以第一耦合部分1024和第二耦合部分1044為例，如果封裝結構100的材料的介電常數介於4~4.4，第一耦合部分1024和第二耦合部分1044的重合面積為6mm * 0.5mm，以及第二耦合部分1044和第一耦合部分1024之間的距離為0.5mm，則電容110的電容值約為0.23pF。另外，在本發明的另一實施例中，第 一耦合部分1024和第二耦合部分1044之間(第一耦合部分1022和第二耦合部分1042之間)具有絕緣膠或支撐構件。
另外，本發明並不受限於第二耦合部分1044設置在第一耦合部分1024之上，也就是說在本發明的另一實施例中，如第3圖所示，第二耦合部分1044和第一耦合部分1024設置在同一平面上，且電容110存在於第二耦合部分1044的側邊和第一耦合部分1024的側邊之間。
另外，在本發明的第二實施例中，本發明的第二實施例的封裝結構(未繪示於第4圖)和封裝結構100的差異在於本發明的第二實施例的封裝結構只包含一導線架，其中該導線架至少包含二耦合部分。如第4圖所示，該二耦合部分中的一耦合部分402和該返馳式電源轉換器中一相對應的部分404構成一電容406，其中相對應的部分404可位於該返馳式電源轉換器的一次側或該返馳式電源轉換器的二次側，耦合部分402可在相對應的部分404之上，以及耦合部分402和相對應的部分404之間的距離不小於0.3mm(例如耦合部分402和相對應的部分404之間的距離為0.5mm)。因此，該返馳式電源轉換器的一次側不僅可通過該二耦合部分和該返馳式電源轉換器中二相對應的部分所構成的二電容電氣隔離該返馳式電源轉換器的二次側，也可利用該二耦合部分和該返馳式電源轉換器中二相對應的部分所構成的二電容和該返馳式電源轉換器的二次側溝通。另外，本發明的第二實施例的其餘操作原理可參照封裝結構100的操作原理，在此不再贅述。
另外，本發明並不受限於第2、4圖的組態，也就是說只要該返馳式電源轉換器的一次側通過該封裝結構內的電容耦合效應和該返馳式電源轉換器 的二次側電氣隔離與溝通都落入本發明的範疇。
綜上所述，本發明所提供的應用於返馳式電源轉換器的封裝結構是利用導線架的電容耦合效應使該返馳式電源轉換器的一次側和該返馳式電源轉換器的二次側進行電氣隔離與溝通。因此，相較於現有技術，因為本發明不需要光耦合器，所以本發明可降低該返馳式電源轉換器的成本。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:封裝結構
102:第一導線架
104:第二導線架
106、108:相關元件
110、112:電容
114、116:導線
1022、1024:第一耦合部分
1042、1044:第二耦合部分

Claims (12)

  1. 一種應用於一返馳式電源轉換器(flyback power converter)的封裝結構，包含：一第一導線架，連接該返馳式電源轉換器一次側的至少一元件；及一第二導線架，與該第一導線架之間具有一隔離距離，其中該返馳式電源轉換器的一次側通過該第一導線架與該第二導線架之間的電容耦合效應和該返馳式電源轉換器的二次側直流電氣隔離與交流訊號耦合。
  2. 如請求項1所述的封裝結構，其中該第一導線架和該第二導線架是由銅組成。
  3. 如請求項1所述的封裝結構，其中該第一導線架至少包含二第一耦合部分，該第二導線架至少包含二第二耦合部分，以及每一第一耦合部分和一相對應第二耦合部分構成一電容。
  4. 如請求項3所述的封裝結構，其中該返馳式電源轉換器的一次側通過該二第一耦合部分和該二第二耦合部分所構成的二電容和該返馳式電源轉換器的二次側進行直流電氣隔離與交流訊號耦合。
  5. 如請求項3所述的封裝結構，其中該每一第一耦合部分和該相對應第二耦合部分之間填滿該封裝結構的材料。
  6. 如請求項3所述的封裝結構，其中該相對應第二耦合部分是在該每一第一耦合部分之上。
  7. 如請求項3所述的封裝結構，其中該相對應第二耦合部分和該每一第一耦合部分位於同一平面。
  8. 如請求項3所述的封裝結構，其中該每一第一耦合部分和該相對應第二耦合部分之間具有絕緣膠。
  9. 如請求項3所述的封裝結構，其中該每一第一耦合部分和該相對應第二耦合部分之間具有支撐構件。
  10. 如請求項3所述的封裝結構，其中該每一第一耦合部分和該相對應第二耦合部分之間的距離不小於0.3mm。
  11. 如請求項1所述的封裝結構，其中該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件和該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件設置在該第一導線架上，且該封裝結構的材料包覆該第一導線架、該第二導線架、該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件和該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件。
  12. 如請求項1所述的封裝結構，其中該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件設置在該第一導線架上，該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件設置在該第二導線架上，且該封裝結構的材料包覆該第一導線架、該第二導線架、該返馳式電源轉換器的一次側的相關元件和該返馳式電源轉換器的二次側的相關元件。
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