CN114762233A - 开关电源 - Google Patents

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Abstract

开关电源被安装于印刷基板(300)。印刷基板(300)的第1布线层(310)包含:直流线(LN1),其供直流电压传输;以及第1接地区域(GND1)及第2接地区域(GND2),其被以夹入直流线(LN1)的方式,与直流线(LN1)分离地形成。在第2布线层(320),形成有下层接地区域(GND0)。在绝缘层(330),设置有多个第1通孔(332)及多个第2通孔(334),该多个第1通孔(332)被沿第1接地区域(GND1)的一边(E1)设置,并对第1接地区域(GND1)与下层接地区域(GND0)进行电连接,该多个第2通孔(334)被沿第2接地区域(GND2)的一边(E2)设置,并对第2接地区域(GND2)与下层接地区域(GND0)进行电连接。

Description

开关电源
技术领域
本公开涉及一种开关电源。
背景技术
在各种电子设备及车辆、工业机械中,使用一种DC/DC转换器,其将某一电压值的直流电压转换为另一电压值的直流电压。图1是同步整流型的降压(Buck)DC/DC转换器900的电路图。DC/DC转换器900在输入端子902接受直流输入电压VIN,并在输出端子904产生被降压的输出电压VOUT。在DC/DC转换器900的输出级,设置有开关晶体管M1、同步整流晶体管M2、电感器(线圈)L1、以及输出电容器C1。
脉冲调制器910生成占空比、频率或它们的组合变化的脉冲信号SPWM,以使得DC/DC转换器900的状态或被连接于输出端子904的负载(不图示)的状态接近作为目标的状态。驱动器912基于脉冲信号SPWM来对开关晶体管M1及同步整流晶体管M2进行开关。
例如在恒压输出的DC/DC转换器900中,脉冲调制器910以输出电压VOUT接近目标电压VOUT(REF)的方式,生成脉冲信号SPWM。另外,在恒流输出的DC/DC转换器900中,脉冲信号SPWM被以流过负载的电流IOUT接近目标值IREF的方式生成,而在以下说明中,针对恒压输出的转换器进行说明。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特开2015-222918号公报
专利文献2:日本特开2007-49330号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
对于电子设备,需要EMC(Electro-Magnetic Compatibility:电磁兼容性),即在电磁方面不对其他设备造成不良影响的不干扰性、以及在电磁方面不从其他设备受到不良影响的耐性。前者被评价为电磁干扰(EMI:Electro Magnetic Interference),后者被评价为电磁敏感性(EMS:Electro Magnetic Susceptibility)。
DC/DC转换器的开关频率最高数MHz程度。因此,以往对于印刷基板的设计,不会采用高频的方法,布线基本上被设计为变得短、粗。
DC/DC转换器的开关频率为数MHz,而开关电压为矩形波,因此会产生100MHz以上的谐波噪声。因此,在现有的基板设计的方法中,满足车载部件所要求的标准(例如CISPR(国际无线干扰特别委员会)所制定的CISPR25等)正变得困难。
本公开的一个方案鉴于上述问题而完成,其一个方案的例示性目的之一在于提供一种降低了噪声的开关电源。
[用于解决技术课题的技术方案]
本公开的一个方案涉及一种开关电源。开关电源包括:印刷基板,其具有层叠结构,该层叠结构包含作为表层的第1布线层、绝缘层、以及第2布线层;控制电路,其被安装于印刷基板;以及周边电路部件组,其被安装于印刷基板。第1布线层包含;直流线,其供直流电压传输;以及第1接地区域及第2接地区域,其被以夹入直流线的方式与直流线分离地形成。第2布线层包含下层接地区域,该下层接地区域被形成于与直流线、第1接地区域、第2接地区域重叠的区域。绝缘层包含:多个第1通孔,其被沿第1接地区域的与直流线相对的一边设置,并将第1接地区域与下层接地区域电连接;以及多个第2通孔,其被沿第2接地区域的与直流线相对的一边设置,并将第2接地区域与下层接地区域电连接。
本公开的另一方案也为一种开关电源。该开关电源包括印刷基板、第1控制电路、第1周边电路部件组、第2控制电路、以及第2周边电路部件组,该印刷基板具有包含作为表层的第1布线层、绝缘层、以及第2布线层的层叠结构,该第1控制电路被安装于印刷基板,该第1周边电路部件组被安装于印刷基板,并与第1控制电路一同形成第1DC/DC转换器,该第2控制电路被安装于印刷基板,该第2周边电路部件组被安装于印刷基板,并与第2控制电路一同形成第2DC/DC转换器,第1DC/DC转换器的输出电压被供给到第2DC/DC转换器的输入端子,第1布线层包括第1直流线、第1接地区域及第2接地区域、第2直流线、以及第3接地区域及第4接地区域,该第1直流线供第1DC/DC转换器的输入电压传输,该第1接地区域及第2接地区域被以夹入第1直流线的方式与第1直流线分离地形成,该第2直流线连结第1DC/DC转换器的输出端子至第2DC/DC转换器的输入端子,该第3接地区域及第4接地区域被以夹入第2直流线的方式与第2直流线分离地形成。第2布线层包含下层接地区域,该下层接地区域被形成于与第1直流线、第1接地区域、第2接地区域、第2直流线、第3接地区域、以及第4接地区域重叠的区域。绝缘层包含:多个第1通孔,其被沿第1接地区域的与第1直流线相对的一边设置,并将第1接地区域与下层接地区域电连接;多个第2通孔,其被沿第2接地区域的与第1直流线相对的一边设置,并将第2接地区域与下层接地区域电连接;多个第3通孔,其被沿第3接地区域的与第2直流线相对的一边设置,并将第3接地区域与下层接地区域电连接;以及多个第4通孔,其被沿第4接地区域的与第2直流线相对的一边设置,并将第4接地区域与下层接地区域电连接。
另外,以上构成要素的任意组合、或者将本发明的构成要素或表达方式在方法、装置、系统等之间相互置换后的结果,作为本发明的方案也是有效的。
发明效果
根据本公开的一个方案,能够降低噪声。
附图说明
图1是同步整流型的降压(Buck)DC/DC转换器的电路图。
图2是实施方式的开关电源(switched-mode power supply)的等价电路图。
图3是印刷基板的被简化的外观立体图。
图4的(a)、图4的(b)是印刷基板的俯视图及剖视图。
图5是表示对比技术的印刷基板的图。
图6是对印刷基板中的噪声抑制的原理进行说明的图。
图7是实施方式的开关电源的等价电路图。
图8是表示安装有图7的开关电源的印刷基板的图。
图9是根据在实施方式中说明的结构而制作的开关电源的照片。
图10的(a)~图10的(c)是表示图9的开关电源的噪声的测定结果的图。
具体实施方式
(实施方式的概要)
对本公开的几个例示性的实施方式的概要进行说明。该概要作为后述的详细说明的前置,以实施方式的基本理解为目的,将1个或多个实施方式中的几个概念简化并对其进行说明,并不会限定发明或公开的广度。此外,该概要并非能够考虑的所有实施方式的概括性的概要,并不对实施方式的不可或缺的构成要素进行限定。方便起见,“一个实施方式”有时会用于指代本说明书所公开的一个实施方式或多个实施方式。
一个实施方式的开关电源包括:印刷基板,其具有层叠结构,该层叠结构包含作为表层的第1布线层、绝缘层、以及第2布线层;控制电路,其被安装于印刷基板;以及周边电路部件组,其被安装于印刷基板。第1布线层包含:直流线,其供直流电压传输;以及第1接地区域及第2接地区域,其被以夹入直流线的方式与直流线分离地形成。第2布线层包含下层接地区域,该下层接地区域被形成于与直流线、第1接地区域、第2接地区域重叠的区域。绝缘层包含:多个第1通孔,其被沿第1接地区域的与直流线相对的一边设置,并将第1接地区域与下层接地区域电连接;以及多个第2通孔,其被沿第2接地区域的与直流线相对的一边设置,并将第2接地区域与下层接地区域电连接。
在该构成中,在直流线的附近,第1接地区域与下层接地区域之间低阻抗地连接,第2接地区域与下层接地区域之间低阻抗地连接。由此,能够在高频频带中,将第1接地区域、第2接地区域及下层接地区域设为等电位,并能够抑制放射噪声及传导噪声。
也可以是,在一个实施方式中,在将真空中的光速记为c,将在与噪声有关的标准中规定的最大频率记为fMAX,将绝缘层的相对介电常数记为εr时,第1通孔的间距及第2通孔的间距的最大值dmax满足
dmax<c/(fmax·√εr)/10。
由此,可在难以实施噪声对策的高频区域中,得到抑制放射噪声及传输噪声的效果。
也可以是,在一个实施方式中,间距的最小值dmin满足
c/(fmax·√εr)/100<dmin
也可以是,在一个实施方式中,直流线为开关电源的输入线。
也可以是,在一个实施方式中,开关电源还包括输入滤波器,该输入滤波器被设置在输入线的路径上。比输入滤波器靠上游处的第1通孔的间距、第2通孔的间距大于比输入滤波器靠下游处的第1通孔的间距、第2通孔的间距。比输入滤波器靠上游侧处对噪声造成的影响较小,因此会减少通孔的数量,由此能够抑制高频噪声,并抑制基板的成本。
也可以是,在一个实施方式中,开关电源为降压DC/DC转换器。
一个实施方式的开关电源包括印刷基板、第1控制电路、第1周边电路部件组、第2控制电路、以及第2周边电路部件组,该印刷基板具有包含作为表层的第1布线层、绝缘层、以及第2布线层的层叠结构,该第1控制电路被安装于印刷基板,该第1周边电路部件组被安装于印刷基板,并与第1控制电路一同形成第1DC/DC转换器,该第2控制电路被安装于印刷基板,该第2周边电路部件组被安装于印刷基板,并与第2控制电路一同形成第2DC/DC转换器,第1DC/DC转换器的输出电压被供给到第2DC/DC转换器的输入端子,第1布线层包括第1直流线、第1接地区域及第2接地区域、第2直流线、以及第3接地区域及第4接地区域,该第1直流线供第1DC/DC转换器的输入电压传输,该第1接地区域及第2接地区域被以夹入第1直流线的方式与第1直流线分离地形成,该第2直流线连结第1DC/DC转换器的输出端子至第2DC/DC转换器的输入端子,该第3接地区域及第4接地区域被以夹入第2直流线的方式与第2直流线分离地形成。第2布线层包含下层接地区域,该下层接地区域被形成于与第1直流线、第1接地区域、第2接地区域、第2直流线、第3接地区域、以及第4接地区域重叠的区域。绝缘层包含:多个第1通孔,其被沿第1接地区域的与第1直流线相对的一边设置,并将第1接地区域与下层接地区域电连接;多个第2通孔,其被沿第2接地区域的与第1直流线相对的一边设置,并将第2接地区域与下层接地区域电连接;多个第3通孔,其被沿第3接地区域的与第2直流线相对的一边设置,并将第3接地区域与下层接地区域电连接;以及多个第4通孔,其被沿第4接地区域的与第2直流线相对的一边设置,并将第4接地区域与下层接地区域电连接。
(实施方式)
以下,参照附图,基于优选的实施方式来对本公开进行说明。对于各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、以及处理,标注相同的附图标记,并适当省略重复的说明。此外,实施方式并不对公开或发明进行限定,仅为例示,实施方式所记述的一切特征或其组合不一定是公开或发明的实质性内容。
在本说明书中,所谓“构件A与构件B连接的状态”,除包含构件A与构件B物理性地直接连接的情况之外,还包含构件A与构件B经由不对其电连接状态产生实质影响,或者不会损害其结合所起到的功能或效果的其它构件间接地连接的情况。
同样,所谓“构件C被设置在构件A与构件B之间的状态”,除包含构件A与构件C,或者构件B与构件C直接连接的情况之外,还包含经由不对其电连接状态产生实质影响,或者不会损害通过其结合而起到的功能或效果的其它构件间接地连接的情况。
此外,在本说明书中,被标注于电压信号、电流信号等电信号或电阻、电容器等电路元件的附图标记根据需要也表示各自的电压值、电流值或电阻值、容量值。
图2是实施方式的开关电源(switched-mode power supply)100的等价电路图。开关电源100为DC/DC转换器或逆变器等,包括控制电路200、周边电路部件组110、以及印刷基板300。以下,作为开关电源,以降压转换器为例进行说明。
控制电路200及周边电路部件组110被安装于印刷基板300。周边电路部件组110包含电感器L1、输入电容器C1、输出电容器C2、输入滤波器120、以及反馈用的电阻R11、R12等,并与控制电路200一同构成降压转换器CONV1。
在印刷基板300,设置有连接器130、132。降压转换器的输入电压VIN介由连接器130而被从外部供给。此外,降压转换器的输出电压VOUT被供给到输出连接器132上连接的负载。
控制电路200为使DC/DC转换器的输出稳定化的IC(Integrated Circuit:集成电路),由许多芯片供应商在市面销售。在本公开中,控制电路200的电路构成及封装的形态不被特别地限定。
直流的输入电压VIN介由输入线102而被供给到控制电路200的输入引脚VIN。在输入线102,连接有输入电容器C1。此外,在输入线102上,设置有输入滤波器120。在开关引脚SW,连接有电感器L1。电感器L1的另一端介由输出线104而与连接器132连接,在输出线104,连接有输出电容器C2。
开关晶体管M1被设置在输入引脚VIN与开关引脚SW之间,同步整流晶体管M2被设置在开关引脚SW与功率接地引脚PGND之间。
与开关电源100的输出相应的信号VFB被反馈到控制电路200的反馈引脚FB。例如,开关电源100的输出既可以是输出电压VOUT(电压模式),也可以是输出电流IOUT(电流模式)。
除了开关晶体管M1、同步整流晶体管M2以外,控制电路200还包含驱动器202、脉冲发生器204、以及未图示的保护电路等。脉冲发生器204基于反馈信号VFB来生成脉冲信号Sp。脉冲信号Sp的占空比及频率被进行反馈控制,使得反馈信号VFB接近其目标值。
脉冲发生器204的构成不被特别地限定。例如也可以是,脉冲发生器204包含:误差放大器,其对反馈信号与基准电压的误差进行放大;以及脉冲调制器,其生成脉冲信号,该脉冲信号具有与误差放大器的输出相应的占空比。或者,也可以是,脉冲发生器204以滞后控制、谷值检测恒定导通时间控制、峰值检测恒定截止时间控制等纹波控制方式构成。或者,脉冲发生器204既可以用数字电路构成,也可以包含PI补偿器。
驱动器202基于脉冲信号Sp来对开关晶体管M1及同步整流晶体管M2进行驱动。
以上是开关电源100的基本构成。接着,针对开关电源100的特征性的印刷基板300的结构进行说明。本实施方式的开关电源100在形成于印刷基板300的布线及接地图案的结构方面具有特征。
图3是印刷基板300的被简化的外观立体图。印刷基板300具有层叠结构,该层叠结构包含第1布线层310、绝缘层330、以及第2布线层320。印刷基板300的种类不被限定,但例如广泛地使用FR4(Flame Retardant Type 4:阻燃型4)。印刷基板300的布线层的数量为2以上,在图3中,示出3层基板。图4的(a)、图4的(b)是印刷基板300的俯视图及剖视图。
第1布线层310为表层的布线层,控制电路200及周边电路部件组110的大部分或全部被安装于第1布线层310。在图3中,电路部件被省略。此外,在第1布线层310,形成有布线(图案)及接地区域,该布线(图案)对2个部件的引脚及电极之间进行电连接。
第1布线层310包含:直流线LN1,其供直流电压传输;以及第1接地区域GND1及第2接地区域GND2,其被以夹入直流线LN1的方式与直流线312分离地形成。例如,直流线LN1相当于图2的输入线102或输出线104。
直流线LN1与第1接地区域GND1的间隔为数百μm~数mm,例如为0.5mm(500μm)左右。直流线LN1与第2接地区域GND2的间隔也是同样。
第2布线层320包含下层接地区域GND0,该下层接地区域GND0被形成于与直流线LN1、第1接地区域GND1、第2接地区域GND2重叠的区域。也可以是,下层接地区域GND0遍及第2布线层320的整个表面地形成。
在绝缘层330,形成有多个第1通孔332、多个第2通孔334。绝缘层330的厚度例如为数百μm,使用许多0.1mm~0.3mm的基板。在图4的(b)中,绝缘层330的厚度为0.2mm。多个第1通孔(也称第1通孔组)332被沿第1接地区域GND1的与直流线LN1相对的一边E1设置,并将第1接地区域GND1与下层接地区域GND0电连接。
此外,多个第2通孔334(也称第2通孔组)被沿第2接地区域GND2的与直流线LN1相对的一边E2设置,并将第2接地区域GND2与下层接地区域GND0电连接。
多个第1通孔332的间距d1及多个第2通孔334的间距d2可以在印刷基板300的设计规则所容许的范围内设计得尽可能短。间距d1、d2既可以是均匀的,也可以是不均匀的。
例如,第1通孔332、第2通孔334的间距d1、d2能够基于应实施对策的噪声的频率来设计。一般地,因为频率越高,就越难以实施对策,所以能够基于以与噪声有关的标准规定的最大频率fmax来设计间距。具体而言,在将间距d1、d2的最大值记为dmax时,可以设为
dmax<c/(fmax·√εr)/10
这一范围。c为真空中的光速,εr为绝缘层330的相对介电常数。c/(fmax·√εr)为绝缘层330的内部中的波长。
但是,当通孔的个数增加时,有时也会成为成本上升的主要原因。此外,即使过度地使间距d1、d2变短,噪声抑制的效果也会饱和。因此,间距d1、d2的最小值dmin也可以设计为以下的范围。
c/(fmax·√εr)/100<dmin
例如,在设最大频率fmax=1GHz,εr=4的情况下,通孔的间距d1、d2可以设计为以下的范围。
1.5mm<d<15mm
在CISPR25标准中,考虑遵照Bluetooth(注册商标)标准及IEEE802.11标准的无线设备,规定了2.4~2.5GHz的频带中的、传导噪声及放射噪声的限度值(容许值)。
当设fmax=2.5GHz,εr=4时,间距d1、d2可以设计为
0.6mm<d<6mm
这一范围。
在欲进一步增强噪声抑制的效果的情况下,可以将间距d1、d2的最大值dmax设计为满足
dmax<c/(fmax·√εr)/32。
在该情况下,当设fmax=2.5GHz,εr=4时,间距d1、d2可以设计为
0.6mm<d<1.87mm
这一范围。
以上是印刷基板300的构成。接着,对其效果进行说明。印刷基板300的优点会通过与对比技术的对比而变得明确。因此,首先针对对比技术进行说明。图5是表示对比技术的印刷基板300R的图。在图中,箭头表示电力线。
印刷基板300R与印刷基板300同样,包括第1接地区域GND1、第2接地区域GND2、以及下层接地区域GND0,第1接地区域GND1、第2接地区域GND2介由通孔336而与下层接地区域GND0电连接,而通孔336的间距与实施方式相比非常地大。典型地,通孔336的间距大于1cm。此外,通孔336未被沿与直流线LN1相对的边配置。
在图5中,在印刷基板300R中可能产生的电力线被以箭头来表示。第1接地区域GND1、第2接地区域GND2未在直流线LN1的附近与下层接地区域GND0电连接,因此第1接地区域GND1与下层接地区域GND0之间的阻抗、以及第2接地区域GND2与下层接地区域GND0之间的阻抗比实施方式的阻抗更大。即,在图5的印刷基板300R中,不保证在直流线LN1的附近,第1接地区域GND1、第2接地区域GND2、下层接地区域GND0高频地为等电位。因此,有时也会形成电力线800和电力线802所产生的那样的电位分布,该电力线800从直流线LN1通向第1接地区域GND1,该电力线802从第2接地区域GND2通向直流线LN1。在该情况下,即使在直流线LN1与第2接地区域GND2之间配置噪声滤波器用的旁路电容器804,噪声也会在直流线LN1与第1接地区域GND1之间传输,无法除去噪声。
另一方面,对实施方式的印刷基板300的噪声抑制进行说明。图6是对印刷基板300中的噪声抑制的原理进行说明的图。图中,箭头表示电力线。
在直流线LN的两侧及下表面,形成有作为基准电位的接地区域GND1、GND2、GND3。第1接地区域GND1与下层接地区域GND0之间、以及第2接地区域GND2与下层接地区域GND0之间由被紧密配置的通孔电连接。
由通孔332、334连接的各接地为同电位。在某一时间点,从直流线LN1发出的电力线,即高频噪声会分别相对于第1接地区域GND1、第2接地区域GND2、下层接地区域GND0而结束。因此,能够将高频噪声封闭在直流线LN1的附近,并能够抑制放射噪声及传输噪声。
本公开涉及由上述说明导出的各种装置、方法,并不被限定于特定的构成。以下,并非为了缩小本公开的范围,而是为了有助于理解公开的本质或动作,并使它们明确化,对更具体的构成例及实施例进行说明。
图7是实施方式的开关电源100A的等价电路图。开关电源100A包括第1DC/DC转换器CONV1、第2DC/DC转换器CONV2、以及线性调节器LDO1。DC/DC转换器CONV#(#=1,2)包含控制电路200_#、以及其周边电路部件组110_#。此外,线性调节器LDO1包含调节器IC210、以及周边电路部件组。
例如,控制电路200_1(U1)为罗姆公司的同步整流降压DC/DC转换器的控制器IC(BD9P205EFV),控制电路200_2(U3)为同公司的控制器IC(BD9S201NUX)。控制电路200_1,200_2包括未在图2中图示的引脚,但因为与本公开没有直接关系,所以省略说明。必要时,应参照各IC的数据表。此外,调节器IC210(U4)为罗姆公司的BD00IA5MEF。
第1DC/DC转换器CONV1将电池电压作为输入电压而接受,并对其进行降压。第2DC/DC转换器CONV2将第1DC/DC转换器CONV1的输出电压作为输入电压而接受,并进一步对其进行降压,将其稳定化于1.25V。此外,线性调节器LDO1将第1DC/DC转换器CONV1的输出电压作为输入电压来接受,并将其稳定化于3.3V。
在图7的开关电源100A中,从输入连接器130到控制电路200_1的输入引脚PVIN的第1直流线400、从第1DC/DC转换器CONV1的输出到第2DC/DC转换器CONV2的输入引脚的第2直流线402、以及作为第2DC/DC转换器CONV2的输出线的第3直流线404相当于应实施噪声对策的直流线。此外,因为线性调节器LDO的输出线406也供直流电压传输,所以也可以实施噪声对策。
图8是表示安装有图7的开关电源100A的印刷基板300A的图。图7中的直流线400、402、404具有图3所示的布线结构,分别被表示为LN1、LN2、LN3,且实施了噪声对策。其中,最上游(靠近电池)的电源即作为第1DC/DC转换器CONV1的输入线的第1直流线LN1也最会影响噪声,因此与其他线相比,可以使通孔(via)的间距变窄。
以夹着第1直流线LN1的方式,第1接地区域GND1、第2接地区域GND2被形成。此外,以夹着第2直流线LN2的方式,第3接地区域GND3、第4接地区域GND4被形成。在第2布线层,形成有与它们重叠的下层接地区域(未图示)。
此外,以夹着第3直流线LN3的方式,形成有第5接地区域GND5、第6接地区域GND6。
进而,以夹着相当于线性调节器的输出线406的第4直流线LN4的方式,形成有第7接地区域GND7、第8接地区域GND8。
几个接地区域能够连续地形成。在该例中,第1布线层的全部接地区域GND1~GND8被连续地形成。
在第1直流线400的路径上,设置有构成输入滤波器的部件CF1、LF1、以及CBLLK1。在控制电路200_1中产生的噪声被输入滤波器阻断。因此,当着眼于与第1直流线400相邻的接地区域的通孔的间距时,比输入滤波器靠上游处的间距大于比输入滤波器靠下游处的间距。通过扩大间距,能够减少通孔的数量。这根据情况会有助于印刷基板300A的成本削减。
接着,对噪声的测定结果进行说明。
图9是根据在实施方式中说明的结构来制作的开关电源的照片。图9的纸面上半部分遵照图8的基板布局。图10的(a)~图10的(c)是表示图9的开关电源的噪声的测定结果的图。图10的(a)表示传导噪声的测定结果(峰值AMN(PK)。图10的(b)表示天线面的垂直方向的放射噪声的测定结果(峰值Ver.(PK)及平均值Ver.(AV))。图10的(c)表示天线面的水平方向的放射噪声的测定结果(峰值Hori.(PK)及平均值Hori.(AV))。在图10的(a)~图10的(c)中,一并示出了在CISPR25中规定的标准值。
如图10的(a)~图10的(c)所示,针对全部项目,测定出的噪声满足了标准所规定的标准值。
以上,针对本公开,基于实施方式进行了说明。本领域技术人员应理解的是,该实施方式仅为例示,在它们的各构成要素或各处理过程的组合中,可能存在各种变形例,且那样的变形例也处于本公开的范围内。以下,针对这样的变形例进行说明。
在实施方式中,对开关电源为降压转换器的情况进行了说明,但不限于此,开关电源既可以是升压转换器、升降压转换器,也可以是使用了变压器的开关电源。此外,不被限定于DC/DC转换器,能够广泛地适用于转换器、逆变器、以及AC/DC转换器等,具有开关元件的广义的开关电源。
在实施方式中,开关晶体管M1及同步整流晶体管M2被集成化于控制电路200,但也可以用分立元件来构成它们,并将其安装在印刷基板上。在该情况下,开关晶体管及同步整流晶体管被包含于周边电路部件组。
基于实施方式,使用特定的语句来对本公开进行了说明,但实施方式仅表示本公开或本发明的原理、应用,在实施方式中,在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想的范围内,能够进行许多变形例或配置的变更。
[工业可利用性]
本发明涉及一种开关电源。
[附图标记说明]
100 开关电源
102 输入线
104 输出线
110 周边电路部件组
120 输入滤波器
130、132 连接器
C1 输入电容器
C2 输出电容器
L1 电感器
200 控制电路
M1 开关晶体管
M2 同步整流晶体管
300 印刷基板
310 第1布线层
LN1 直流线
LN2 直流线
LN3 直流线
LN4 直流线
GND0 下层接地区域
GND1 第1接地区域
GND2 第2接地区域
GND3 第3接地区域
GND4 第4接地区域
GND5 第5接地区域
GND6 第6接地区域
GND7 第7接地区域
GND8 第8接地区域
320 第2布线层
330 绝缘层
332 第1通孔
334 第2通孔

Claims (8)

1.一种开关电源,其特征在于,包括:
印刷基板,其具有层叠结构,该层叠结构包含作为表层的第1布线层、绝缘层、以及第2布线层,
控制电路,其被安装于上述印刷基板,以及
周边电路部件组,其被安装于上述印刷基板;
上述第1布线层包含:
直流线,其供直流电压传输,以及
第1接地区域及第2接地区域,其被以夹入上述直流线的方式,与上述直流线分离地形成;
上述第2布线层包含下层接地区域,该下层接地区域被形成于与上述直流线、上述第1接地区域、以及上述第2接地区域重叠的区域;
上述绝缘层包含:
多个第1通孔,其被沿上述第1接地区域的与上述直流线相对的一边设置,并将上述第1接地区域与上述下层接地区域电连接,以及
多个第2通孔,其被沿上述第2接地区域的与上述直流线相对的一边设置,并将上述第2接地区域与上述下层接地区域电连接。
2.如权利要求1所述的开关电源,其特征在于,
在将真空中的光速记为c,将在与噪声有关的标准中规定的最大频率记为fMAX,将上述绝缘层的相对介电常数记为εr时,上述第1通孔的间距及上述第2通孔的间距的最大值dmax满足
dmax<c/√εr/10。
3.如权利要求2所述的开关电源,其特征在于,
上述间距的最小值dmin满足
(c/√εr)/100<dmin
4.如权利要求1~3的任意一项所述的开关电源,其特征在于,
上述直流线为上述开关电源的输入线。
5.如权利要求4所述的开关电源,其特征在于,
还包括输入滤波器,该输入滤波器被设置在上述输入线的路径上;
比上述输入滤波器靠上游处的上述第1通孔的间距、上述第2通孔的间距大于比上述输入滤波器靠下游处的上述第1通孔的间距、上述第2通孔的间距。
6.如权利要求1~5的任意一项所述的开关电源,其特征在于,
上述开关电源为降压DC/DC转换器。
7.一种开关电源,其特征在于,包括:
印刷基板,其具有层叠结构,该层叠结构包含作为表层的第1布线层、绝缘层、以及第2布线层,
第1控制电路,其被安装于上述印刷基板,
第1周边电路部件组,其被安装于上述印刷基板,并与上述第1控制电路一同形成第1DC/DC转换器,
第2控制电路,其被安装于上述印刷基板,以及
第2周边电路部件组,其被安装于上述印刷基板,并与上述第2控制电路一同形成第2DC/DC转换器;
上述第1DC/DC转换器的输出电压被供给到上述第2DC/DC转换器的输入端子;
上述第1布线层包括:
第1直流线,其供上述第1DC/DC转换器的输入电压传输,
第1接地区域及第2接地区域,其被以夹入上述第1直流线的方式,与上述第1直流线分离地形成,
第2直流线,其连结上述第1DC/DC转换器的输出端子至上述第2DC/DC转换器的输入端子,以及
第3接地区域及第4接地区域,其被以夹入上述第2直流线的方式,与上述第2直流线分离地形成;
上述第2布线层包含下层接地区域,该下层接地区域被形成于与上述第1直流线、上述第1接地区域、上述第2接地区域、上述第2直流线、上述第3接地区域、以及上述第4接地区域重叠的区域;
上述绝缘层包含:
多个第1通孔,其被沿上述第1接地区域的与上述第1直流线相对的一边设置,并对上述第1接地区域与上述下层接地区域进行电连接,
多个第2通孔,其被沿上述第2接地区域的与上述第1直流线相对的一边设置,并对上述第2接地区域与上述下层接地区域进行电连接,
多个第3通孔,其被沿上述第3接地区域的与上述第2直流线相对的一边设置,并对上述第3接地区域与上述下层接地区域进行电连接,以及
多个第4通孔,其被沿上述第4接地区域的与上述第2直流线相对的一边设置,并对上述第4接地区域与上述下层接地区域进行电连接。
8.如权利要求7所述的开关电源,其特征在于,
在将真空中的光速记为c,将在与噪声有关的标准中规定的最大频率记为fMAX,将上述绝缘层的相对介电常数记为εr时,上述第1通孔的间距、上述第2通孔的间距、上述第3通孔的间距、以及上述第4通孔的间距的最大值dmax满足
dmax<c/√εr/10。
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