CN107852094B - 绝缘型dc-dc转换器 - Google Patents

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Abstract

提供一种母板上的占有面积小的绝缘型DC‑DC转换器。绝缘型DC‑DC转换器(200)包含：基板(1)、变压器(13)、与初级侧绕组(13P)一起构成初级侧电路的初级侧电子部件以及初级侧布线、与次级侧绕组(13S)一起构成与初级侧电路绝缘的次级侧电路的包含扼流线圈(14)的次级侧电子部件以及次级侧布线、使初级侧电路与次级侧电路直流绝缘并且跨初级侧电路与次级侧电路而进行连接的电路间电子部件以及初级侧电路间布线。扼流线圈(14)被配置为与基板1的一个主面空出间隔，从初级侧电子部件以及电路间电子部件之中选择的至少1个电子部件、从初级侧布线的一部分以及初级侧电路间布线的一部分之中选择的至少1个被配置于扼流线圈(14)与基板(1)的一个主面之间。

Description

绝缘型DC-DC转换器
技术领域
本发明涉及变压器以及扼流线圈等的电子部件被安装于基板而成的绝缘型DC-DC转换器。
背景技术
便携式电子设备等的近年来的电子设备伴随着小型化而母板的面积变小，另一方面，伴随着高功能化而安装于母板的电子部件以及电子部件模块的数目在增加。因此，要求减小电子部件以及电子部件模块在母板上的占有面积。
将一个直流电压变换至其他的直流电压的绝缘型DC-DC转换器是电子部件模块之一，是变压器以及扼流线圈等电子部件被安装于基板而构成。例如非专利文献1中记载了一般的绝缘型DC-DC转换器的电路构成。
图6表示非专利文献1中所记载的绝缘型DC-DC转换器的电路图600。图6的电路构成为包括：控制电路602a、栅极驱动电路602b、开关元件603、输出电压检测电路606、二极管610a、610b、变压器613、扼流线圈614、以及光耦合器615。开关元件603是场效应晶体管(以下有时简称为FET)。变压器613由初级侧绕组613P和次级侧绕组613S构成。
图6的电路由初级侧电路、次级侧电路、以及跨初级侧电路和次级侧电路而连接的电路间电子部件构成。初级侧电路包含：变压器613的初级侧绕组613P、和连接于初级侧绕组613P的初级侧电子部件以及初级侧布线。此外，次级侧电路包含：变压器613的次级侧绕组613S、和连接于次级侧绕组613S的次级侧电子部件以及次级侧布线。
图6的电路中，例如控制电路602a、栅极驱动电路602b以及开关元件603相当于初级侧电子部件，将它们连接的布线相当于初级侧布线。此外，例如输出电压检测电路606、二极管610a、610b以及扼流线圈614相当于次级侧电子部件，将它们连接的布线相当于次级侧布线。再有，光耦合器615相当于跨初级侧电路和次级侧电路而连接的电路间电子部件。
在先技术文献
非专利文献
非专利文献1：电气学会·半导体电力变换系统调查专门委员会编《パワ一エレクトロニクス回路》オ一ム公司发行、平成12年11月30日第1版第1次印刷、P.267-269
发明内容
-发明要解决的课题-
在构成绝缘型DC-DC转换器的次级侧电子部件之中，特别是扼流线圈比其他的电子部件大，是基板上的占有面积较大的电子部件。因此，为了二维地安装构成绝缘型DC-DC转换器的全部电子部件，需要使用面积较大的基板。其结果，现有的绝缘型DC-DC转换器的母板上的占有面积变大。
为此，本发明的目的在于提供一种母板上的占有面积小的绝缘型DC-DC转换器。
-解决课题的手段-
本发明中，为了获得安装面积小的绝缘型DC-DC转换器，企图对绝缘型DC-DC转换器的次级侧电子部件即扼流线圈的安装方式进行改良。
本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器具备：基板、变压器、初级侧电子部件以及初级侧布线、包含扼流线圈的次级侧电子部件以及次级侧布线、电路间电子部件、和初级侧电路间布线。
基板具有一个主面以及另一个主面。变压器包含初级侧绕组和次级侧绕组而成。初级侧电子部件以及初级侧布线与变压器的初级侧绕组一起构成初级侧电路。包含扼流线圈的次级侧电子部件以及次级侧布线与变压器的次级侧绕组一起构成与初级侧电路绝缘的次级侧电路。电路间电子部件使初级侧电路与次级侧电路直流绝缘，跨初级侧电路与次级侧电路而进行连接。初级侧电路间布线将电路间电子部件与初级侧电路连接。
扼流线圈被配置为与基板的一个主面空出间隔。并且，从初级侧电子部件以及电路间电子部件之中选择至少1个电子部件、从初级侧布线的一部分以及初级侧电路间布线的一部分之中选择的至少一者被配置于扼流线圈与基板的一个主面之间。
在上述绝缘型DC-DC转换器中，从上述构成要素之中选择的至少一者被配置于扼流线圈与基板的一个主面之间。如上述，在构成绝缘型DC-DC转换器的电子部件之中，变压器以及扼流线圈在基板上的占有面积较大。如果将其中的扼流线圈配置为与基板的一个主面空出间隔，则能够有效地利用扼流线圈的下方的空间。
也就是说，本发明中，将从上述构成要素之中选择的至少一者配置于扼流线圈的下方的空间内，由此能够削减它们所占有的部分的基板的面积。其结果，能够减小绝缘型DC-DC转换器的基板，进而能够减小绝缘型DC-DC转换器的在母板上的占有面积。
优选本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器具备以下特征。即，在基板的一个主面上，将配置有与初级侧电子部件电连接的连接盘以及初级侧布线的区域设为初级侧区域。此外，将配置有与次级侧电子部件电连接的连接盘以及次级侧布线的区域设为次级侧区域。进而，将处于初级侧区域与次级侧区域之间、使初级侧电路与次级侧电路绝缘、并配置有变压器、电路间电子部件以及初级侧电路间布线的区域设为绝缘区域。
通过扼流线圈所具备的第1端子及第2端子、以及并未与第1端子以及第2端子电连接且被配置于初级侧区域上的支承体，扼流线圈被配置为与基板的一个主面空出间隔，以使得跨绝缘区域。
在上述绝缘型DC-DC转换器中，扼流线圈通过第1端子以及第2端子、以及配置于初级侧区域上的支承体而被配置为与基板的一个主面空出间隔，以使得跨绝缘区域。
在现有的绝缘型DC-DC转换器中，初级侧区域与次级侧区域之间为了绝缘而设置的绝缘区域成为基板上的死区。另一方面，本发明中，通过配置扼流线圈以使得跨成为死区的绝缘区域，能够由绝缘区域承担扼流线圈的占有面积的一部分。其结果，能够减小绝缘型DC-DC转换器的基板，进而能够减小绝缘型DC-DC转换器在母板上的占有面积。
另外，尽管扼流线圈是次级侧电子部件，但由于支承体并未与连接于次级侧电路的第1端子以及第2端子电连接，因此尽管配置于初级侧区域，也不会发生初级侧电路与次级侧电路的短路。
本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器及其优选的实施方式进一步优选具备以下的特征。也就是说，在扼流线圈与基板的一个主面之间至少配置有电路间电子部件。并且，电路间电子部件是从电容器、隔离器、以及光耦合器之中选择的至少一者。
在上述的绝缘型DC-DC转换器中，使上述的初级侧电路与次级侧电路直流绝缘的电路间电子部件被配置于扼流线圈的下方的空间内。在此，电容器用于使初级侧电路中所产生的噪声流至次级侧电路并落入接地。此外，隔离器用于直流绝缘的状态下进行初级侧电子部件与次级侧电子部件之间的信号的交互。进而，光耦合器用于在光学上进行初级侧电子部件与次级侧电子部件之间的信号的交互。
在本发明中，能够削减上述电子部件所占有的部分的基板的面积。其结果，能够减小绝缘型DC-DC转换器的基板，进而能够减小绝缘型DC-DC转换器在母板上的占有面积。
本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器及其优选的各种实施方式进一步优选具备以下的特征。也就是说，在扼流线圈与基板的一个主面之间至少配置有初级侧电子部件。并且，初级侧电子部件是开关元件。
在上述绝缘型DC-DC转换器中，初级侧电子部件之中的开关元件被配置于扼流线圈的下方的空间内。在此，作为开关元件，能够使用例如场效应晶体管(以下有时简称为FET)。
在本发明中，能够削减上述电子部件所占有的部分的基板的面积。其结果，能够减小绝缘型DC-DC转换器的基板，进而能够减小绝缘型DC-DC转换器在母板上的占有面积。
优选本发明所涉及的、初级侧电子部件之中开关元件被配置于扼流线圈的下方的空间内的绝缘型DC-DC转换器具备以下的特征。也就是说，在扼流线圈与开关元件之间配置有电波吸收体。
在上述绝缘型DC-DC转换器中，在扼流线圈与开关元件之间配置有电波吸收体。能够抑制从扼流线圈产生的噪声对开关元件带来的影响。
-发明效果-
本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器中，能够削减从初级侧电子部件以及电路间电子部件之中选择的至少1个电子部件、从初级侧布线的一部分以及初级侧电路间布线的一部分之中选择的至少一者所占有的部分的基板的面积。其结果，能够减小绝缘型DC-DC转换器的基板，进而能够减小绝缘型DC-DC转换器在母板上的占有面积。
附图说明
图1是作为本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器的第1实施方式的绝缘型DC-DC转换器100的俯视图(图1(A))以及剖视图(图1(B))。
图2是图1所示的绝缘型DC-DC转换器100的电路图200。
图3是作为本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器的第2实施方式的绝缘型DC-DC转换器300的俯视图(图3(A))以及剖视图(图3(B))。
图4是作为本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器的第3实施方式的绝缘型DC-DC转换器400的俯视图。
图5是图4所示的绝缘型DC-DC转换器400的电路图500。
图6是背景技术的绝缘型DC-DC转换器的电路图600。
具体实施方式
以下表示本发明的实施方式，对作为本发明的特征的部分进一步详细说明。
-绝缘型DC-DC转换器的第1实施方式-
利用图1以及图2来说明作为本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器的第1实施方式的绝缘型DC-DC转换器100。
<绝缘型DC-DC转换器的电路图>
图1(A)是绝缘型DC-DC转换器100的俯视图。图1(B)是在包含图1(A)所示的A1-A1线的面(由点划线进行图示)切断绝缘型DC-DC转换器100而得到的箭头向剖视图。另外，图1(B)中仅图示了表现出剖面的要素，省略了没有表现出剖面的要素的图示。此外，图2所示的电路图200是图1所示的绝缘型DC-DC转换器100的电路图的一例，表示正向型的绝缘型DC-DC转换器的电路构成。
绝缘型DC-DC转换器100具备：基板1、变压器13、初级侧电子部件以及初级侧布线W1、包含扼流线圈14的次级侧电子部件以及次级侧布线W2、电路间电子部件、初级侧电路间布线、和次级侧电路间布线。并且，在输入侧连接直流电源V，在输出侧连接负载R。
在该实施方式中，基板1具有一个主面以及另一个主面，是具备陶瓷层1C、包含图案导体1P以及通孔导体1V的内部导体的陶瓷多层基板。陶瓷层1C包含例如作为Ba-Al-Si系氧化物的陶瓷材料。
内部导体例如使用Cu来形成。在基板1的一个主面，设有连接盘1UA、1UB、1UC及1F、以及此外的未图示的连接盘。另外，上述的连接盘在图1(A)中省略了图示。连接盘1F并未与后述的初级侧布线W1以及次级侧布线W2电连接。
在基板1的另一个主面，设有安装用电极1LA、1LB、以及此外的未图示的安装用电极。连接盘以及安装用电极例如利用Cu来形成。连接盘以及安装用电极也可以将Cu层作为基底、在其表面形成Ni、Sn等的镀覆层。
变压器13包含初级侧绕组13P和次级侧绕组13S。初级侧电子部件以及初级侧布线W1与变压器13的初级侧绕组13P一起构成初级侧电路。
初级侧布线W1是上述的连接盘、未图示的表面导体、内部导体以及安装用电极之中初级侧电路所涉及的布线。包含扼流线圈14的次级侧电子部件以及次级侧布线W2与变压器的次级侧绕组13S一起构成与初级侧电路绝缘的次级侧电路。次级侧布线W2是上述的连接盘、未图示的表面导体、内部导体以及安装用电极之中次级侧电路所涉及的布线。电路间电子部件使初级侧电路与次级侧电路直流绝缘，并且跨初级侧电路和次级侧电路而进行连接。
在该实施方式中，初级侧电子部件是控制IC2、开关元件3以及电容器4。控制IC2控制开关元件3的动作。开关元件3中使用FET。电容器4是用于除去直流电源V中有可能包含的纹波分量的部件。
在该实施方式中，次级侧电子部件是输出电压反馈电路模块6、驱动电路模块7、8、开关元件9、10、电容器11以及扼流线圈14。输出电压反馈电路模块6经由后述的光耦合器15而连接于控制IC2，将输出电压的变动反馈至控制IC2。驱动电路模块7、8经由后述的隔离器12而连接于控制IC2，受控制IC2的控制而产生开关元件9、10的驱动信号。开关元件9、10中使用FET。电容器11对输出电流进行平滑。
扼流线圈14具备：与一个主面上的次级侧的连接盘电连接的第1端子14EA及第2端子14EB、以及与上述的连接盘1F连接的支承体14D。扼流线圈14通过第1端子14EA、第2端子14EB以及支承体14D在基板1的一个主面的上方配置为与一个主面空出间隔。在该实施方式中，第1端子14EA、第2端子14EB以及支承体14D是圆柱体，但是其形状没有特别限定。
第1端子14EA以及第2端子14EB例如使用Cu来形成。第1端子14EA以及第2端子14EB与连接盘(1UC等)的连接例如能够使用焊料S来进行。在该实施方式中，支承体14D是导体，例如使用Cu来形成。该情况下，与第1端子14EA以及第2端子14EB和连接盘之间的连接同时地，能够进行支承体14D与连接盘1F的连接。
在该实施方式中，电路间电子部件是电容器5、隔离器12以及光耦合器15。电容器5一般被用于降低绝缘型DC-DC转换器100中所产生的噪声分量的辐射、向外部的传输，使初级侧电路中所产生的噪声流至次级侧电路并落入接地。此外，隔离器12是用于直流绝缘的状态下进行控制IC2与驱动电路模块7、8之间的信号的交互的部件。再有，光耦合器15是用于在光学上进行控制IC2与输出电压反馈电路模块6之间的信号的交互的部件。另外，将连接电路间电子部件与初级侧电路的布线设为初级侧电路布线，将连接电路间电子部件与次级侧电路的布线设为次级侧电路布线。
与图1(B)所示的初级侧电子部件电连接的连接盘以及初级侧布线W1被配置在图1(A)中记为初级侧区域的区域。与次级侧电子部件电连接的连接盘以及次级侧布线W2被配置在图1(A)中记为次级侧区域的区域。变压器13、电路间电子部件以及初级侧电路间布线被配置在图1(A)中记为绝缘区域的区域。绝缘区域处于初级侧区域与次级侧区域之间，是使初级侧电路与次级侧电路绝缘的区域。另外，绝缘区域足以使初级侧电路与次级侧电路电绝缘的程度地具有规定宽度，被形成在基板1的一个主面上。
该实施方式中，初级侧电子部件之中的开关元件3及电容器4、以及用于它们连接的表面导体的一部分在扼流线圈14与基板1的一个主面之间，确保获得与扼流线圈14的绝缘所需的距离来进行配置。此时，扼流线圈14的第1端子14EA以及第2端子14EB被配置在次级侧区域，支承体14D被配置在初级侧区域。由于支承体14D没有与第1端子14EA以及第2端子14EB电连接，因此即便被配置在初级侧区域也不会发生初级侧电路与次级侧电路的短路。
也就是说，在绝缘型DC-DC转换器100中，通过将开关元件3及电容器4、以及用于它们的连接的表面导体的一部分配置在扼流线圈14的下方的空间内，它们所占有的部分的基板1的面积被削减。其结果，基板1变小，能够减小绝缘型DC-DC转换器100所安装的母板(未图示)上的绝缘型DC-DC转换器100的占有面积。
另外，在绝缘型DC-DC转换器中，在开关元件3被配置于扼流线圈14的下方的空间内的情况下，期望扼流线圈14具备芯体。该情况下，开关元件3的导通/关断时所辐射的噪声被扼流线圈14的芯体吸收，能够降低所辐射的噪声。此外，优选在扼流线圈14的下表面与开关元件3的上表面之间进一步配置有电波吸收体(未图示)。该情况下，能够抑制从扼流线圈14产生的噪声对开关元件3带来的影响。
另外，该实施方式中，对支承体14D是导体的情况进行了说明，但支承体14D也可以是树脂这种的非导体。该情况下，也能够不设置连接盘1F，而利用粘接剂粘接于陶瓷层1C的初级侧区域。此外，支承体14D也可以不与基板1接合，而仅仅与基板1抵接。通过使支承体14D为非导体，则不需要隔开用于使支承体14D与初级侧电路之间绝缘的距离。其结果，基板1变小，能够进一步减小绝缘型DC-DC转换器100所安装的母板(未图示)上的绝缘型DC-DC转换器100的占有面积。
并且，在该实施方式中，以支承体14D被配备于扼流线圈14为例进行了说明，但是支承体14D也可以设为与扼流线圈14独立的构成部材。该情况下，支承体14D的材质也可以是Cu这种的导体、或者树脂这种的非导体的任意。
-绝缘型DC-DC转换器的第2实施方式-
利用图3对作为本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器的第2实施方式的绝缘型DC-DC转换器300进行说明。绝缘型DC-DC转换器300具有与图1所示的绝缘型DC-DC转换器100基本上相同的构造，不同之处在于扼流线圈14的下方的空间内所配置的电子部件。省略除此以外的与绝缘型DC-DC转换器100共同的部分的说明。
图3(A)是绝缘型DC-DC转换器300的俯视图。图3(B)是在包含图3(A)所示的A2-A2线的面(由点划线进行图示)切断绝缘型DC-DC转换器300而得到的箭头向剖视图。图3(B)与图1(B)同样地省略了没有出现剖面的要素的图示。此外，由于图3(A)所示的绝缘型DC-DC转换器300的电路构成与由图2所示的电路图200表示的正向型相同，因此省略电路构成的说明。
该实施方式中，电路间电子部件之中的光耦合器15、以及用于其连接的表面导体的一部分被配置于扼流线圈14与基板1的一个主面之间。另外，扼流线圈14的第1端子14EA及第2端子14EB、以及支承体14D的位置与绝缘型DC-DC转换器100的情况相同。
在绝缘型DC-DC转换器300中，通过将光耦合器15以及用于其连接的表面导体的一部分配置于扼流线圈14的下方的空间内，由此它们所占有的部分的基板1的面积被削减。其结果，基板1变小，能够减小绝缘型DC-DC转换器300所安装的母板(未图示)上的绝缘型DC-DC转换器300的占有面积。
特别地，在该实施方式中，由于在跨绝缘区域而配置的扼流线圈14的下方的空间内，配置有电路间电子部件(该实施方式中为光耦合器15)，因此绝缘区域被有效地利用。其结果，能够提升基板1的进一步小型化。
-绝缘型DC-DC转换器的第3实施方式-
利用图4以及图5对作为本发明所涉及的绝缘型DC-DC转换器的第3实施方式的绝缘型DC-DC转换器400进行说明。
图4是绝缘型DC-DC转换器400的俯视图。省略绝缘型DC-DC转换器400的剖视图的图示。此外，图5所示的电路图500是图4所示的绝缘型DC-DC转换器400的电路图的一例，表示全桥型的绝缘型DC-DC转换器的电路构成。
全桥型的绝缘型DC-DC转换器的初级侧电路为全桥电路，次级侧电路为倍电流整流电路。并且，作为初级侧电路的开关元件，具备4个开关元件3A至3D，作为次级侧电路的扼流线圈，具备2个扼流线圈14A以及14B。
扼流线圈14A具备第1端子14AEA及第2端子14AEB、以及支承体14AD。由于扼流线圈14A的各端子以及支承体14AD的构成及材质、以及基板1上的配置与扼流线圈14相同，因此省略说明。通过第1端子14AEA、第2端子14AEB以及支承体14AD，扼流线圈14A在基板1的一个主面的上方配置为与一个主面空出间隔。
该实施方式中，扼流线圈14B与扼流线圈14A同样地，具备第1端子14BEA及第2端子14BEB、以及支承体14BD。通过第1端子14BEA、第2端子14BEB以及支承体14BD，扼流线圈14B在基板1的一个主面的上方配置为与一个主面空出间隔。上述以外的电子部件与绝缘型DC-DC转换器100、300基本相同，省略其说明。
该实施方式中，电路间电子部件之中的隔离器12及光耦合器15、以及用于它们连接的表面导体的一部分被配置于扼流线圈14A与基板1的一个主面之间。此外，初级侧电子部件之中的开关元件3D、以及用于其连接的表面导体的一部分被配置于扼流线圈14B与基板1的一个主面之间。
也就是说，在绝缘型DC-DC转换器400中，通过将隔离器12及光耦合器15、以及用于它们连接的表面导体的一部分配置于扼流线圈14A的下方的空间内，由此它们所占有的部分的基板1的面积被削减。同样地，通过将开关元件3D、以及用于其连接的表面导体的一部分配置于扼流线圈14B的下方的空间内，由此它们所占有的部分的基板1的面积被削减。其结果，基板1变小，能够减小绝缘型DC-DC转换器400的母板(未图示)上的绝缘型DC-DC转换器300的占有面积。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，在本发明的范围内能够加入各种的应用、变形。例如，在至此所说明的实施方式中，从初级侧电子部件以及电路间电子部件之中选择的至少1个电子部件被配置于扼流线圈的下方的空间内。另一方面，也可以从初级侧布线的一部分、以及初级侧电路间布线的一部分之中选择的至少一个被配置于扼流线圈的下方的空间内，也可以不配置电子部件。
此外，扼流线圈中的支承体的形状以及数目等能够适当变更。进而，在至此所说明的实施方式中，作为基板使用陶瓷多层基板来进行了说明，但多层基板的种类没有特别限定。此外，作为基板也可以使用多层基板以外的基板，例如所谓的玻璃环氧基板等的以树脂复合材料为基板材料的单层基板。对于其他的绝缘型DC-DC转换器的构成要素，也能够与绝缘型DC-DC转换器的功能以及形状相应地适当变更。
例如，也可以在扼流线圈与基板的一个主面之间进一步配置其他的线圈，通过使扼流线圈与其他的线圈彼此进行磁场耦合，作为检测扼流线圈的两端电压的变压器来发挥功能。由此，能够抑制安装面积(占有面积)的扩大，并且能够检测扼流线圈的两端电压。
另外，在该说明书中，以正向型以及全桥型的绝缘型DC-DC转换器为例进行了说明。另一方面，对于半桥型以及推挽型(Push-Pull)等其他方式的绝缘型DC-DC转换器，当然电能够应用本发明。
此外，需要指出的是该说明书中所记载的实施方式仅仅是例示，在基于本发明的主旨的范围内能够进行构成上的部分的置换或者变更。
-符号说明-
100、300、400绝缘型DC-DC转换器、1基板、13变压器、13P初级侧绕组、13S次级侧绕组、14扼流线圈、14EA第1端子、14EB第2端子、14D支承体、5电容器、12隔离器、15光耦合器、3、3A、3B、3C、3D、9、10开关元件。

Claims (6)

1.一种绝缘型DC-DC转换器，具备：
基板，具有一个主面以及另一个主面；
变压器，包含初级侧绕组和次级侧绕组；
初级侧电子部件以及初级侧布线，与所述变压器的初级侧绕组一起构成初级侧电路；
次级侧电子部件以及次级侧布线，与所述变压器的次级侧绕组一起构成与所述初级侧电路绝缘的次级侧电路，该次级侧电子部件包含扼流线圈；
电路间电子部件，使所述初级侧电路与所述次级侧电路直流绝缘，并且跨所述初级侧电路与所述次级侧电路而进行连接；和
初级侧电路间布线，将所述电路间电子部件与所述初级侧电路进行连接，其特征在于，
所述扼流线圈被配置为与所述基板的一个主面空出间隔，
从所述初级侧电子部件以及所述电路间电子部件之中选择的至少1个电子部件、从所述初级侧布线的一部分以及所述初级侧电路间布线的一部分之中选择的至少一者被配置于所述扼流线圈与所述基板的一个主面之间，
所述扼流线圈具有分别与所述一个主面上的次级侧的连接盘电连接的第1端子、第2端子和支承体，
所述扼流线圈通过所述第1端子、所述第2端子、所述支承体，被配置为与所述基板的一个主面空出间隔。
2.根据权利要求1所述的绝缘型DC-DC转换器，其特征在于，
在所述基板的一个主面上，在将配置有与所述初级侧电子部件电连接的连接盘以及所述初级侧布线的区域设为初级侧区域，将配置有与所述次级侧电子部件电连接的连接盘以及所述次级侧布线的区域设为次级侧区域，将处于所述初级侧区域与所述次级侧区域之间、使所述初级侧电路与所述次级侧电路绝缘、并配置有所述变压器、所述电路间电子部件以及所述初级侧电路间布线的区域设为绝缘区域时，
通过所述扼流线圈所具备的第1端子及第2端子、以及并未与所述第1端子以及所述第2端子电连接且被配置于所述初级侧区域上的支承体，所述扼流线圈被配置为与所述基板的一个主面空出间隔，以使得所述扼流线圈跨所述绝缘区域。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘型DC-DC转换器，其特征在于，
在所述扼流线圈与所述基板的一个主面之间至少配置有所述电路间电子部件，所述电路间电子部件是从电容器、以及光耦合器中选择的至少一者。
4.根据权利要求1或2所述的绝缘型DC-DC转换器，其特征在于，
在所述扼流线圈与所述基板的一个主面之间至少配置有所述电路间电子部件，所述电路间电子部件是隔离器。
5.根据权利要求1或2所述的绝缘型DC-DC转换器，其特征在于，
在所述扼流线圈与所述基板的一个主面之间至少配置有所述初级侧电子部件，所述初级侧电子部件是开关元件。
6.根据权利要求5所述的绝缘型DC-DC转换器，其特征在于，
在所述扼流线圈与所述开关元件之间配置有电波吸收体。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020195439A1 (ja) * 2019-03-22 2020-10-01 株式会社村田製作所 回路モジュール

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002142457A (ja) * 2000-10-30 2002-05-17 Tdk Corp スイッチング電源
JP2010268623A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Hitachi Koki Co Ltd 充電装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3363540B2 (ja) 1993-09-28 2003-01-08 キヤノン株式会社 高圧電源回路及び画像記録装置
JPH07288978A (ja) * 1994-04-18 1995-10-31 Matsushita Electric Works Ltd スイッチング電源装置
JP3115567B1 (ja) 1999-09-29 2000-12-11 株式会社タムラ製作所 電源用回路ブロック
JP3697184B2 (ja) 2001-08-27 2005-09-21 株式会社ルネサステクノロジ 電圧調整モジュール（ｖｒｍ）
JP2004022486A (ja) 2002-06-20 2004-01-22 Canon Inc 加熱体、加熱装置および画像形成装置
JPWO2006123482A1 (ja) * 2005-05-20 2008-12-25 株式会社村田製作所 積層型方向性結合器
US7385832B2 (en) * 2006-07-03 2008-06-10 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Method of forming a secondary-side controller and structure therefor
WO2008105213A1 (ja) * 2007-02-27 2008-09-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. 積層型トランス部品
KR20100092157A (ko) * 2009-02-12 2010-08-20 삼성전기주식회사 전도 ｅｍｉ 저감을 위한 파워 컨버터 트랜스포머 및 이를 포함하는 전원 장치
JP2011050160A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Toyota Industries Corp 絶縁型ｄｃ−ｄｃコンバータ
US9543847B2 (en) * 2012-07-13 2017-01-10 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Switched mode power supply with improved light load efficiency
TWI462445B (zh) * 2012-10-19 2014-11-21 Lite On Technology Corp 電源轉換裝置
JP5939274B2 (ja) * 2013-07-24 2016-06-22 株式会社デンソー 電源装置
JP5771725B2 (ja) * 2014-05-23 2015-09-02 株式会社デンソー Ｄｃ−ｄｃコンバータ
US9893631B2 (en) * 2015-09-23 2018-02-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Non-isolated DC-DC conversion circuit configured for capacitive and magnetic power transfer
DE112017002185T5 (de) * 2016-04-26 2019-01-10 Mitsubishi Electric Corporation Leistungsschaltungseinrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002142457A (ja) * 2000-10-30 2002-05-17 Tdk Corp スイッチング電源
JP2010268623A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Hitachi Koki Co Ltd 充電装置

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