CN108235672B - 屏蔽体、电子电路以及dc-dc转换器 - Google Patents

屏蔽体、电子电路以及dc-dc转换器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种不在基板上设置屏蔽部件用的接地图案就能够确保屏蔽部件的噪声抑制效果的屏蔽体。屏蔽体(1)具备:电感器(10),具有外部电极(10b、10c),并且被安装于形成有布线图案的基板(12);第二电容器(4d),被电连接在电感器(10)的外部电极(10c)与形成于基板(12)的接地图案(12a)之间;以及屏蔽部件(11),被配置为覆盖电感器(10),与第二电容器(4d)所连接的电感器(10)的外部电极(10c)电连接。第二电容器(4d)具有以自谐振频率为界,在低频侧频率越高阻抗越低,在高频侧频率越高阻抗越高的频率特性。

Description

屏蔽体、电子电路以及DC-DC转换器
技术领域
本发明涉及屏蔽体、具备该屏蔽体的电子电路以及DC-DC转换器。
背景技术
DC-DC转换器例如具备开关元件、二极管、电感器(功率电感器)、平滑电容器等,将任意的直流电压降压或者升压成所希望的直流电压。例如,在将DC-DC转换器用作汽车的电子装置的电源电路的情况下,存在从DC-DC转换器的电感器等放射的噪声在搭载于汽车的AM广播等中成为问题的情况。
为了抑制从电感器等电子部件放射的噪声,例如使用包围电子部件的导电性的屏蔽部件。在专利文献1中,公开了一种用于覆盖安装于电路基板的电气元件的电磁波屏蔽板。该电磁波屏蔽板通过将导电膜和绝缘膜接合而构成,导电膜与设置于电路基板的表面的接地电极电连接。
专利文献1:日本特开2003-273562号公报
然而,在使用屏蔽部件的情况下,如专利文献1所公开的技术中所公开的那样,需要使屏蔽部件接地。因此,需要在基板上设置用于与屏蔽部件连接的接地图案。由此,在基板上需要设置屏蔽部件用的接地图案的空间,另外,图案布局也受到限制。
发明内容
本发明是为了消除上述问题点而完成的,其目的在于提供一种不在基板上设置屏蔽部件用的接地图案就能够确保屏蔽部件的噪声抑制效果的屏蔽体、具备该屏蔽体的电子电路以及DC-DC转换器电路。
本发明的屏蔽体的特征在于,具备:第一电子部件,具有外部电极,并且被安装于形成有布线图案的基板;第二电子部件,被电连接于第一电子部件的外部电极与形成于基板的接地图案之间;以及屏蔽部件,被配置为覆盖第一电子部件,与第二电子部件所连接的第一电子部件的外部电极电连接,第二电子部件具有在规定的频率下阻抗降低的频率特性。
在本发明的屏蔽体中,屏蔽部件被设置为覆盖第一电子部件,该屏蔽部件与第一电子部件的外部电极电连接。另外,在本发明的屏蔽体中,第二电子部件与该第一电子部件的外部电极和基板的接地图案电连接。因此,屏蔽部件经由第一电子部件的外部电极与第二电子部件电连接。该第二电子部件具有在规定的频率下阻抗降低的频率特性。根据该结构,在第一电子部件中产生了噪声的情况下,若噪声到达屏蔽部件,则能够根据该频率特性将噪声经由第二电子部件接地。由此,能够屏蔽在第一电子部件中产生的噪声,抑制向外部放射的噪声。这样,根据本发明的屏蔽体,由于无需使屏蔽部件接地,所以不在基板上设置屏蔽部件用的接地图案,就能够确保屏蔽部件的噪声抑制效果(屏蔽效果)。此外,第一电子部件、第二电子部件既可以由一个电子元件构成,也可以由多个电子元件构成。
在本发明的屏蔽体中,优选第二电子部件具有如下的频率特性:在通过第一电子部件的外部电极的电信号的频率下,阻抗增大,在发挥屏蔽部件的屏蔽效果的频率下,阻抗降低。通过像这样构成,能够不使通过第一电子部件的外部电极的电信号经由第二电子部件接地,就使屏蔽部件的屏蔽对象的噪声经由第二电子部件高效地接地。
在本发明的屏蔽体中,优选第二电子部件具有如下的频率特性:以规定的频率为界,在该规定的频率的低频侧,频率越高,阻抗越低,并且在该规定的频率的高频侧,频率越高,阻抗越高。通过像这样构成,在第二电子部件中以规定的频率为界阻抗变低,所以能够在该阻抗变低的频带,使噪声接地。
本发明的电子电路的特征在于,具备上述任意一种屏蔽体,第一电子部件是电感器,第二电子部件是电容器。
根据本发明的电子电路,通过上述的屏蔽体对电感器(第一电子部件)进行屏蔽,所以不在电子电路的基板上设置屏蔽部件用的接地图案,就能够确保屏蔽部件的噪声抑制效果。特别是,作为第二电子部件的电容器具有越接近自谐振频率阻抗越变低的频率特性,所以能够经由该电容器(第二电子部件)使噪声接地。
在本发明的电子电路中,优选电感器是纵向卷绕结构,屏蔽部件被设置于电感器的至少上表面。通过像这样构成,能够利用屏蔽部件高效地屏蔽在纵向卷绕结构的电感器的上下方向上产生的噪声,能够抑制向外部放射的噪声。
在本发明的电子电路中,优选电感器是横向卷绕结构,屏蔽部件被设置于电感器的至少对置的侧面。通过像这样构成,能够利用屏蔽部件高效地屏蔽在横向卷绕结构的电感器的横向上产生的噪声,能够抑制向外部放射的噪声。
在本发明的电子电路中,优选屏蔽部件被设置于电感器的周围的全部面。通过像这样构成,能够利用屏蔽部件屏蔽在电感器中产生的所有方向的噪声,能够提高向外部放射的噪声的抑制效果。
本发明的DC-DC转换器的特征在于,具备上述任意一种屏蔽体和开关元件,第一电子部件是与开关元件电连接的功率电感器,第二电子部件是与功率电感器电连接的平滑用电容器。
根据本发明的DC-DC转换器,利用上述的屏蔽体对功率电感器(第一电子部件)进行屏蔽,所以不在DC-DC转换器的基板上设置屏蔽部件用的接地图案,就能够确保屏蔽部件的噪声抑制效果。
根据本发明,不在基板上设置屏蔽部件用的接地图案就能够确保屏蔽部件的噪声抑制效果。
附图说明
图1是表示第一实施方式的屏蔽体的结构的立体图。
图2是第一实施方式的屏蔽体所使用的屏蔽部件的展开图。
图3是具备第一实施方式的屏蔽体的DC-DC转换器的电路图。
图4是表示具备第一实施方式的屏蔽体的情况下和没有屏蔽部件的情况下的规定频带下的噪声水平的一个例子的图。
图5是表示具备第一实施方式的屏蔽体的情况下和与接地连接的屏蔽部件的情况下的规定频带下的噪声水平的一个例子的图。
图6是表示第二实施方式的屏蔽体的结构的立体图。
图7是第二实施方式的屏蔽体所使用的屏蔽部件的展开图。
图8是表示第三实施方式的屏蔽体的结构的立体图。
图9是第三实施方式的屏蔽体所使用的屏蔽部件的展开图。
附图标记说明:1、2、3…屏蔽体;4…DC-DC转换器;4a…第一电容器;4b…开关元件;4c…二极管;4d…第二电容器;10、20、30…电感器;10a…绕组;10b、10c、20b、20c、30b、30c…外部电极;11、21、31…屏蔽部件;12、22、32…基板;12a、22a、22b、32a…接地图案。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。此外,在图中,对相同或者相当部分使用相同附图标记。另外,在各图中,对相同要素标注相同附图标记并省略重复的说明。
在实施方式中,将本发明的屏蔽体应用于安装于被用作汽车的电子装置的电源电路的DC-DC转换器(相当于电子电路、DC-DC转换器)的基板的电感器(相当于第一电子部件)的屏蔽体。在以下的说明中,对3个实施方式进行说明。
(第一实施方式)
参照图1~图3,对第一实施方式的屏蔽体1进行说明。图1是表示第一实施方式的屏蔽体1的结构的立体图。图2是第一实施方式的屏蔽体1所使用的屏蔽部件11的展开图。图3是具备第一实施方式的屏蔽体1的DC-DC转换器4的电路图。
屏蔽体1是利用屏蔽部件11对DC-DC转换器4的电感器10进行屏蔽来抑制从电感器10放射的噪声的电路。特别是,屏蔽体1不使屏蔽部件11与基板12的接地连接,就确保噪声抑制效果。在对屏蔽体1具体地进行说明之前,先对DC-DC转换器4进行说明。
DC-DC转换器4将从电源40输入的任意的直流电压降压(转换)为所希望的直流电压,并将该降压后的电压输出至电负载50。DC-DC转换器4被用作汽车的电子装置的电源电路,将电源40(电池)的12V降压到5V并输出至电负载50。DC-DC转换器4是斩波方式(开关方式)的DC-DC转换器。
例如,如图3所示,DC-DC转换器4具备输入侧的第一电容器4a、开关元件4b、二极管4c、电感器10、输出侧的第二电容器4d(相当于第二电子部件),这些电子部件被安装于基板12。在该基板12上形成有布线图案(接地图案、电源图案、信号图案)。开关元件4b被控制器(未图示)等开关控制,根据规定的开关频率来接通/断开。作为开关元件4b,例如优选使用MOSFET。
对该DC-DC转换器4的动作进行说明。若开关元件4b接通,则电流流入电感器10。此时,电感器10通过自感应作用,产生电动势并储存能量,以妨碍流入的电流。若开关元件4b断开,则朝向电感器10的电流的流入停止。此时,电感器10想要维持电流,使所储存的能量作为电流流向输出侧。基于该开关的电压被第二电容器4d平滑化,并输出至电负载50。
在像这样动作的DC-DC转换器4中,根据开关元件4b中的开关,在电感器10中产生噪声(电场的噪声、磁场的噪声)。若该噪声被放射到外部,则例如在汽车中使用DC-DC转换器4的情况下,若放射出的噪声被传播至车载的AM广播等,则可能来自广播的声音中混入杂音。为了抑制从该电感器10放射到外部的噪声,而设置有屏蔽体1。在此对屏蔽体1进行说明。
电感器10是作为DC-DC转换器4的电子部件之一而使用的功率电感器。电感器10具备芯体、卷绕于芯体的绕组10a以及一对外部电极10b、10c。电感器10例如优选使用层叠型的电感器。另外,电感器10也能够使用绕组型的电感器、环型的电感器等。芯体由铁氧体等磁性体构成。绕组10a由铜等导体构成。
一对外部电极10b、10c是用于将电感器10安装于基板12的端子电极。外部电极10b和外部电极10c对置配置。外部电极10b、10c由导体构成。各外部电极10b、10c分别与形成于基板12的布线图案的规定的位置电连接。一个外部电极10b与绕组10a的一个端部电连接。该外部电极10b通过电感器10被安装于基板12而同DC-DC转换器4的开关元件4b与二极管4c的连接点电连接。该连接点的电位根据开关元件4b的开关频率而变动。另一个外部电极10c与绕组10a的另一个端部电连接。该外部电极10c通过电感器10被安装于基板12而与DC-DC转换器4的第二电容器4d的一端电连接。对于该连接点而言,由于成为被第二电容器4d平滑化后的大致一定的电压,所以电位上较稳定。
屏蔽部件11是用于屏蔽在电感器10中产生的噪声的部件。屏蔽部件11由金属(例如铜)形成,具有导电性。作为屏蔽部件11,例如能够使用金属板、金属箔、蒸镀有金属的膜或者薄膜等。
屏蔽部件11被设置为覆盖电感器10的基体。屏蔽部件11根据电感器10的结构、部件布局等而被设置于电感器10的基体的周围的至少一部分。特别是,优选将屏蔽部件11设置于电感器10的基体的周围的全部面(全部部分)。但是,在电感器10的下方设置有基板12的接地图案的情况下,也可以不在下表面设置屏蔽部件11。对于屏蔽部件11而言,既可以以紧贴于电感器10的基体的表面的状态来设置,或者也可以形成为箱状等而以与基体之间具有空间的状态来设置。
例如,如图2所示,屏蔽部件11被设置于由上表面11a、电感器10的供一对外部电极10b、10c配置的侧的一方对置的一对侧面11b、11c、以及配置在该一对侧面11b、11c之间的另一方对置的一对侧面11d、11e构成的5个面。但是,在电感器10的下方没有基板12的接地图案的情况下,优选设置于包含下表面的6个面。在像这样不能在全部面设置屏蔽部件11的情况下,优选如下所示那样设置屏蔽部件11。在电感器10是纵向卷绕型的情况下,优选至少将屏蔽部件11设置于遮蔽在上下方向上产生的磁通的上表面11a。在电感器10是横向卷绕型的情况下,优选至少将屏蔽部件11设置于遮蔽在横向上产生的磁通的对置的一对侧面11b、11c。
在屏蔽部件11的配置外部电极10b的侧面11b形成有比外部电极10b大的开口部11f,在该开口部11f以外的部分设置有屏蔽用的金属。外部电极10b被配置于开口部11f内。因此,在外部电极10b与屏蔽部件11的侧面11b之间具有缝隙G1。另一方面,在屏蔽部件11的配置外部电极10c的侧面11c形成有与外部电极10c大致相同的大小的开口部11g,在该开口部11g以外的部分设置有屏蔽用的金属。外部电极10c被配置于开口部11g,与侧面11c电连接。因此,外部电极10c和屏蔽部件11导通。屏蔽部件11的剩余的面11a、11d、11e整体设置有屏蔽用的金属。此外,在屏蔽部件11没有侧面11c的情况下,外部电极10c与上表面11a等其他面电连接。
这样,屏蔽部件11与电感器10的外部电极10c电连接。因此,屏蔽部件11经由该外部电极10c与第二电容器4d的一端电连接。该第二电容器4d的一端侧如上述所述那样在电位上稳定。第二电容器4d的另一端与形成于基板12的接地图案12a电连接(接地)。此外,屏蔽部件11不与基板12的接地连接(不接地)。因此,在基板12上不设置屏蔽部件11用的接地图案。
此外,也可以在电感器10的基体与屏蔽部件11之间设置具有绝缘性的绝缘部件。作为该绝缘部件,例如能够使用绝缘片、绝缘薄膜、绝缘树脂等。
对屏蔽体1的作用进行说明。在DC-DC转换器4的动作中,从电感器10产生噪声。在该电感器10的周围设置有导电性的屏蔽部件11。屏蔽部件11经由电感器10的外部电极10c与第二电容器4d的一端电连接。
另外,电容器具有以自谐振频率为界,在自谐振频率的低频侧,频率越高阻抗越低,在自谐振频率的高频侧,频率越高阻抗越高的频率特性(例如,V字型、U字型的频率特性)。例如,若电容器的静电电容增大,则电容器的自谐振频率降低。第二电容器4d根据静电电容等具有规定的自谐振频率,以该自谐振频率为界具有上述的频率特性。具有该频率特性的第二电容器4d不使直流的电流通过。另外,第二电容器4d在阻抗变低的频带(使电流通过的频带)使电流通过。
因此,若在电感器10中产生的噪声到达屏蔽部件11,经由屏蔽部件11和外部电极10c流到第二电容器4d的一端,则通过第二电容器4d降到基板12的接地。特别是,噪声的频率越接近第二电容器4d的自谐振频率,则在第二电容器4d中噪声容易通过,所以容易使噪声接地。由此,在电感器10中产生的噪声被屏蔽部件11屏蔽,减少向屏蔽部件11的外部放射的噪声。特别是,在电感器10的周围的所有面设置有屏蔽部件11的情况下,能够屏蔽在电感器10中产生的所有方向的噪声,所以能够最大限度地减少向外部放射的噪声。
例如,在搭载AM广播的汽车中使用DC-DC转换器4的情况下,利用屏蔽部件11屏蔽在电感器10中产生的噪声,所以能够抑制广播的杂音。特别是,通过使用具有在包含AM广播所使用的频带的频带下阻抗降低的频率特性的第二电容器4d,杂音的抑制效果升高。
接下来,参照图4,示有对DC-DC转换器4的电感器10使用屏蔽体1的情况下和没有屏蔽部件的情况下的噪声水平的比较例,对屏蔽体1的噪声抑制效果进行说明。图4是表示具备第一实施方式的屏蔽体1的情况下和没有屏蔽部件的情况下的规定频带下的噪声水平的一个例子的图。在图4中,横轴是频率(MHz),纵轴是放射噪声的噪声水平(dBμV/m)。
DC-DC转换器4是从12V降压到5V的DC-DC转换器。DC-DC转换器4的开关频率是200kHz。测定出放射噪声的频带是包含AM广播所使用的频带的0.5MHz~2MHz。放射噪声的测定依据由国际无线电干扰特别委员会制定的CISPR25。作为屏蔽部件11,使用了铜箔薄膜。另外,在屏蔽部件11与电感器10之间设置有绝缘薄膜。
在图4中,用实线N1表示使用了屏蔽体1的情况下的噪声水平,用虚线N2表示没有屏蔽部件的情况下的噪声水平。若对该实线N1和虚线N2进行比较,则使用了屏蔽体1的情况下的噪声水平与没有屏蔽部件的情况下的噪声水平相比,在各峰值处减少5dB左右。从该比较例可知,通过对电感器10使用屏蔽体1,能够抑制从电感器10向外部放射的噪声。
接下来,参照图5,示有对DC-DC转换器4的电感器10使用了屏蔽体1的情况下和使用了与基板的接地连接的屏蔽部件的情况下的噪声水平的比较例,对屏蔽体1的噪声抑制效果进行说明。图5是表示具备第一实施方式的屏蔽体1的情况下和与接地连接的屏蔽部件的情况下的规定频带下的噪声水平的一个例子的图。在图5中,横轴是频率(MHz),纵轴是放射噪声的噪声水平(dBμV/m)。测定条件是与上述的图4的比较例所示的条件相同的条件。
在图5中,用实线N3表示使用了屏蔽体1的情况下的噪声水平,用虚线N4表示使用了以往的屏蔽体的情况下的噪声水平。若对该实线N3和虚线N4进行比较,则使用了屏蔽体1的情况下的噪声水平与使用了以往的屏蔽体的情况下的噪声水平是大致相同的水平。从该比较例可知,通过对电感器10使用屏蔽体1,能够与使用了与基板的接地连接的屏蔽部件的以往的屏蔽体大致同等地抑制从电感器10向外部放射的噪声。
根据第一实施方式的屏蔽体1,无需使屏蔽部件11接地,所以不在基板12上设置用于与屏蔽部件11连接的接地图案,就能够通过屏蔽部件11确保(发挥)从电感器10放射的噪声的抑制效果(屏蔽效果)。由于无需在基板12的表面或者内层设置屏蔽部件11用的接地图案,所以能够节省与该图案相对应的量的空间,也能够缓和图案布局的限制。
根据第一实施方式的屏蔽体1,第二电容器4d具有越接近自谐振频率阻抗越小的频率特性,所以能够通过将屏蔽部件11经由电感器10的外部电极10c与第二电容器4d的一端连接,来将噪声经由第二电容器4d降到基板12的接地。
根据第一实施方式的屏蔽体1,在电感器10是纵向卷绕结构的情况下,将屏蔽部件11设置于电感器10的至少上表面,从而能够利用屏蔽部件11高效地屏蔽在电感器10的上下方向上产生的噪声,能够抑制向外部放射的噪声。
根据第一实施方式的屏蔽体1,在电感器10是横向卷绕结构的情况下,将屏蔽部件11设置于电感器10的至少对置的一对侧面,从而能够利用屏蔽部件11高效地屏蔽在电感器10的横向上产生的噪声,能够抑制向外部放射的噪声。
根据第一实施方式的屏蔽体1,在电感器10的周围的所有面(5个面或者6个面)设置屏蔽部件11,从而能够利用屏蔽部件11对在电感器10中产生的所有方向的噪声进行屏蔽,能够提高向外部放射的噪声的抑制效果。
(第二实施方式)
参照图6和图7,对第二实施方式的屏蔽体2进行说明。图6是表示第二实施方式的屏蔽体2的结构的立体图。图7是第二实施方式的屏蔽体2所使用的屏蔽部件21的展开图。
第二实施方式的屏蔽体2与第一实施方式的屏蔽体1相比较,屏蔽对象的电感器的个数和与其对应的屏蔽部件的形状不同。在屏蔽体2中,对2个电感器20、20进行使用。屏蔽体2利用一个屏蔽部件21对2个电感器20、20进行屏蔽,来抑制从电感器20、20放射的噪声。特别是,屏蔽体2不使屏蔽部件21与基板22的接地连接,就确保噪声抑制效果。例如,在如多相方式的电源那样,使多个电源电路并联动作的情况下,存在将多个(例如2个)DC-DC转换器中所使用的多个(例如2个)功率电感器单芯片化的情况。在这样的情况下,能够应用屏蔽体2。
2个电感器20是与第一实施方式的电感器10相同的结构。2个电感器20、20在横向上排列配置。在2个电感器20、20的情况下,具有一个电感器20的一对外部电极20b、20c和另一个电感器20的一对外部电极20b、20c(二对外部电极20b、20c)。2个外部电极20b、20b和2个外部电极20c、20c被配置于对置的面。
一个外部电极20b和另一个外部电极20b在横向上隔着规定的间隔配置。一个外部电极20b同一个DC-DC转换器4的开关元件4b与二极管4c的连接点电连接。另一个外部电极20b同另一个DC-DC转换器4的开关元件4b与二极管4c的连接点电连接。
一个外部电极20c和另一个外部电极20c在横向上隔着规定的间隔配置。一个外部电极20c与一个DC-DC转换器4的输出侧的第二电容器4d的一端电连接。该第二电容器4d的另一端与形成于基板22的接地图案22a电连接(接地)。另一个外部电极20c与另一个DC-DC转换器4的输出侧的第二电容器4d的一端电连接。该第二电容器4d的另一端与形成于基板22的接地图案22b电连接(接地)。
屏蔽部件21是用于屏蔽在2个电感器20、20中产生的噪声的部件。屏蔽部件21被设置于2个电感器20、20的基体的周围。在以下的说明中,对如图7所示那样屏蔽部件21被设置于周围的所有面(5个面(上表面21a、对置的一对侧面21b、21c、对置的一对侧面21d、21e)的情况进行说明。
在屏蔽部件21的配置2个外部电极20b、20b的侧面21b形成有比在横向上排列的外部电极20b、20b大的开口部21f,在该开口部21f以外的部分设置有屏蔽用的金属。外部电极20b、20b被配置于该开口部21f内。因此,在外部电极20b、20b与屏蔽部件21的侧面21b之间具有缝隙G2。另一方面,在屏蔽部件21的配置2个外部电极20c、20c的侧面21c形成有与一个外部电极20c大致相同的大小的开口部21g和与另一个外部电极20c大致相同的大小的开口部21h,在该开口部21g、21h以外的部分设置有屏蔽用的金属。一个外部电极20c被配置于开口部21g,与侧面21c电连接。因此,一个外部电极20c和屏蔽部件21导通。同样地,另一个外部电极20c被配置于开口部21h,与侧面21c电连接。因此,另一个外部电极20c和屏蔽部件21导通。屏蔽部件21的剩余的面21a、21d、21e整体设置有屏蔽用的金属。
第二实施方式的屏蔽体2具有与第一实施方式的屏蔽体1相同的作用以及效果。特别是,根据第二实施方式的屏蔽体2,能够应用于将2个(多个)电感器20、20单芯片化的情况等,能够通过屏蔽部件21抑制从2个电感器20、20放射的噪声。
(第三实施方式)
参照图8和图9,对第三实施方式的屏蔽体3进行说明。图8是表示第三实施方式的屏蔽体3的结构的立体图。图9是第三实施方式的屏蔽体3所使用的屏蔽部件31的展开图。
第三实施方式的屏蔽体3与第一实施方式的屏蔽体1相比较,一对外部电极的配置和与其对应的屏蔽部件的形状不同。在屏蔽体3中,一对外部电极30b、30c被配置于相同的面。屏蔽体3利用屏蔽部件31对电感器30进行屏蔽,来抑制从电感器30放射的噪声。特别是,屏蔽体3不使屏蔽部件31与基板32的接地连接,就确保噪声抑制效果。
电感器30与第一实施方式的电感器10相比较,仅在将一对外部电极30b、30c配置于相同的面的点不同。外部电极30b和外部电极30c在相同的面上在横向上隔着规定间隔来配置。外部电极30b同DC-DC转换器4的开关元件4b与二极管4c的连接点电连接。外部电极30c与DC-DC转换器4的第二电容器4d的一端电连接。该第二电容器4d的另一端与形成于基板32的接地图案32a电连接(接地)。
屏蔽部件31是用于屏蔽在电感器30中产生的噪声的部件。屏蔽部件31被设置于电感器30的基体的周围。在以下的说明中,对如图9所示那样将屏蔽部件31设置于周围的所有面(5个面(上表面31a、对置的一对侧面31b、31c、对置的一对侧面31d、31e)的情况进行说明。
在屏蔽部件31的配置外部电极30b、30c的侧面31c形成有比外部电极30b大的开口部31f和与外部电极30c大致相同的大小的开口部31g,在该开口部31f、31g以外的部分设置有屏蔽用的金属。外部电极30b被配置于开口部31f内。因此,在外部电极30b与屏蔽部件31的侧面31c之间具有缝隙G3。外部电极30c被配置于开口部31g,与侧面31c电连接。因此,外部电极30c和屏蔽部件31导通。屏蔽部件31的剩余的面31a、31b、31d、31e整体设置有形成屏蔽的金属。
第三实施方式的屏蔽体3具有与第一实施方式的屏蔽体1相同的作用和效果。特别是,根据第三实施方式的屏蔽体3,也能够应用于由于基板32中的图案布局的限制、电感器30的结构等而不能对置地配置外部电极30b、30c的情况。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,能够进行各种变形。例如,应用于对汽车等中所使用的降压型的DC-DC转换器4的电感器10进行屏蔽的屏蔽体1,但也能够应用于升压型的DC-DC转换器、AC-DC转换器、逆变器等其他电子电路所使用的电子部件。
在上述实施方式中,作为第一电子部件,应用于DC-DC转换器4的电感器10,但也可以应用于由电感器以外的其他电子元件构成的电子部件,另外,也可以应用于由多个电子元件构成的电子部件。作为第一电子部件,例如有电感器的一端与电容器的一端连接的电子部件,在该情况下,设置由与电感器的绕组的一端(电容器的一端)连接的外部电极、与电感器的绕组的另一端连接的外部电极以及与电容器的另一端连接的外部电极构成的三个外部电极。另外,作为第一电子部件,例如有除了DC-DC转换器的电感器以外还具有开关元件、电感器的电子部件,在该情况下,设置由与开关元件连接的2个外部电极、与二极管的一端连接的外部电极以及与电感器的绕组的一端连接的外部电极构成的四个外部电极。在该情况下,能够抑制在电感器中产生的噪声和在开关元件中产生的噪声向外部放射。
在上述实施方式中,作为第二电子部件,应用于DC-DC转换器4的输出侧的第二电容器4d,但也可以应用于由电容器以外的电子元件构成的电子部件,另外,也可以应用于由多个电子元件构成的电子部件。作为第二电子部件,例如有电容器和电感器串联连接的串联谐振电路。特别是,在上述实施方式中,作为第二电子部件,应用于具有在自谐振频率的低频侧频率越高阻抗越低,在自谐振频率的高频侧频率越高阻抗越高的频率特性的第二电容器4d,但只要是至少具有在规定的频率下阻抗降低的频率特性的电子部件,就能够应用。
例如,在应用于升压型的DC-DC转换器的情况下,第一电子部件是由串联连接的电感器和二极管构成的电子部件,第二电子部件是平滑用电容器。
在上述实施方式中,应用于长方体形状的屏蔽部件11、21、31,但也能够应用于圆柱形状等其他形状的屏蔽部件。

Claims (8)

1.一种屏蔽体,其特征在于,具备:
第一电子部件,被安装于形成有布线图案的基板,该第一电子部件的一个外部电极与所述布线图案连接;
第二电子部件,被电连接于所述第一电子部件的另一个外部电极与形成于所述基板的接地图案之间;以及
屏蔽部件,被配置在所述基板上以便覆盖所述第一电子部件,与所述第二电子部件所连接的所述第一电子部件的另一个外部电极电连接,
所述第二电子部件具有在规定的频率下阻抗降低的频率特性。
2.根据权利要求1所述的屏蔽体,其特征在于,
所述第二电子部件具有如下的频率特性:在通过所述第一电子部件的外部电极的电信号的频率下,阻抗增大,在发挥所述屏蔽部件的屏蔽效果的频率下,阻抗降低。
3.根据权利要求1或者2所述的屏蔽体,其特征在于,
所述第二电子部件具有如下的频率特性:以规定的频率为界,在该规定的频率的低频侧,频率越高,阻抗越低,并且在该规定的频率的高频侧,频率越高,阻抗越高。
4.一种电子电路,其特征在于,
具备权利要求1~3中任一项所述的屏蔽体,
所述第一电子部件是电感器,
所述第二电子部件是电容器。
5.根据权利要求4所述的电子电路,其特征在于,
所述电感器是纵向卷绕结构,
所述屏蔽部件被设置于所述电感器的至少上表面。
6.根据权利要求4所述的电子电路,其特征在于,
所述电感器是横向卷绕结构,
所述屏蔽部件被设置于所述电感器的至少对置的侧面。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的电子电路,其特征在于,
所述屏蔽部件被设置于所述电感器的周围的全部面。
8.一种DC-DC转换器,其特征在于,具备:
权利要求1~3中任一项所述的屏蔽体;以及
开关元件,
所述第一电子部件是与所述开关元件电连接的功率电感器,
所述第二电子部件是与所述功率电感器电连接的平滑用电容器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6799050B2 (ja) * 2018-11-28 2020-12-09 矢崎総業株式会社 Dc/dcコンバータ
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5331378B1 (zh) * 1971-05-31 1978-09-02
JPS5331378Y2 (zh) * 1974-10-14 1978-08-04
JP2002334954A (ja) 2001-05-08 2002-11-22 Tdk Corp 電子装置およびその製造方法ならびに電子部品保護用キャップおよびその製造方法
JP2003273562A (ja) 2002-03-13 2003-09-26 Murata Mfg Co Ltd 電磁波シールドシートおよび電子機器
KR20050000688A (ko) * 2003-06-24 2005-01-06 삼성전기주식회사 Dc/dc 컨버터 모듈
JP5082329B2 (ja) * 2006-08-10 2012-11-28 富士電機株式会社 Dc−dcコンバータ
JP2009176877A (ja) * 2008-01-23 2009-08-06 Fuji Electric Device Technology Co Ltd マイクロ電源モジュール
JP6298974B2 (ja) * 2013-08-09 2018-03-28 北川工業株式会社 出力ノイズ低減装置

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