JP2005294576A

JP2005294576A - デジタルアンプ基板

Info

Publication number: JP2005294576A
Application number: JP2004108299A
Authority: JP
Inventors: Seijiro Koga; 誠次郎古賀
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】本発明は、デジタルアンプ基板に実装された電子部品から発生する熱を効率よく放熱することができ、熱による電子部品の故障を防止することができるデジタルアンプ基板を提供することを課題とする。
【解決手段】放熱板１１は、黄銅等、熱伝導性の高く、且つ導電性を有する金属材料で構成され、デジタルアンプ基板１０に実装された電子部品の内、発熱量の大きい発熱部品に接触させて配置されている。シールドケース１２は、鉄板等の導電性を有する金属材料で構成され、放熱板１１をその一部として閉空間を形成し、当該閉空間内にデジタルアンプ基板１０を包み込む。また、シールドケース１２には、包み込んだデジタルアンプ基板１０への空気の対流を促進させるための放熱穴１３が複数形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチング増幅、すなわちスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によってアナログ信号の増幅を行うデジタルアンプ回路が実装されたデジタルアンプ基板に関し、特にデジタルアンプ回路から発生する電磁波の輻射対策を施したデジタルアンプ基板に関する。

近年、入力されたアナログ信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）やパルス密度変調（ＰＤＭ）等で変調処理してデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をスイッチング素子でスイッチング増幅を行い、ローパスフィルタによってアナログ信号に戻す、デジタルアンプ回路を増幅器として採用するＡＶ機器が増加している。

デジタルアンプ回路は、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によってアナログ信号の増幅を行うことができるため、理論的には１００％の電力効率が得られ、消費電力や発熱量が低いと共に、高出力が得られるという利点があると共に、発熱量が低いという利点があるため、省スペース化を実現でき、ＡＶ装置の薄型化が促進されている。

図３は、デジタルアンプ回路の構成を示す図である。
デジタルアンプ回路は、図３を参照すると、ＰＤＭ処理部１と、ロジック部２と、ゲートドライバ３と、スイッチング回路部４と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５と、ゲートドライバ７と、スイッチング回路部８と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）９とにより構成され、スピーカ等の負荷６がスイッチング回路部４とスイッチング回路部８とによってバランス駆動される。

ＰＤＭ処理部１は、入力されたアナログ信号を、ＨＩＧＨ／ＬＯＷの２値に高速に変化する信号で表現するパルス密度変調信号Ｓ１に変換してロジック部２に出力すると共に、パルス密度変調信号Ｓ１を位相反転したパルス密度変調信号Ｓ２をロジック部２に出力する。ロジック部２は、ＰＤＭ処理部１からのパルス密度変調信号Ｓ１、Ｓ２をゲートドライバ３、７に振り分け、ゲートドライバ３、７は、ロジック部２からのパルス密度変調信号Ｓ１、Ｓ２をスイッチング回路部４およびスイッチング回路部８を駆動できる程度に増幅する。

スイッチング回路部４は、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ素子４１およびＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ素子４２を有し、ＭＯＳＦＥＴ素子４１のソースとＭＯＳＦＥＴ素子４２のドレインの間が直列に接続され、ＭＯＳＦＥＴ素子４１のドレイン側が出力用電源に接続され、ＭＯＳＦＥＴ素子４２のソース側が接地されている。同様に、スイッチング回路部８は、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ素子８１およびＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ素子８２を有し、ＭＯＳＦＥＴ素子８１のソースとＭＯＳＦＥＴ素子８２のドレインの間が直列に接続され、ＭＯＳＦＥＴ素子８１のドレイン側が出力用電源に接続され、ＭＯＳＦＥＴ素子８２のソース側が接地されている。

ＬＰＦ５は、チョークコイル５１とコンデンサ５２とを有し、チョークコイル５１の一方側が、ＭＯＳＦＥＴ素子４１のソースとＭＯＳＦＥＴ素子４２のドレインとの間の直列接続点に接続されている。また、チョークコイル５１の他方側およびコンデンサ５２の一方側の夫々が出力側に接続され、コンデンサ５２の他方側が接地されている。同様に、ＬＰＦ９は、チョークコイル９１とコンデンサ９２とを有し、チョークコイル９１の一方側が、ＭＯＳＦＥＴ素子８１のソースとＭＯＳＦＥＴ素子８２のドレインとの間の直列接続点に接続されている。また、チョークコイル９１の他方側およびコンデンサ９２の一方側の夫々が出力側に接続され、コンデンサ９２の他方側が接地されている。

このようなデジタルアンプ基板においては、スイッチング回路部４およびスイッチング回路部８で出力用電源とグランド間で高速にスイッチングしているため、各ＭＯＳＦＥＴ素子の消費電流の微分成分が出力用電源の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに重畳され、各ＭＯＳＦＥＴ素子の消費電流の微分成分が本来予定されていない輻射電磁波（以下、不要輻射と称す）として放射されてしまう。そこで、スイッチング回路部４およびスイッチング回路部８等の輻射発生源が存在するデジタルアンプ基板をシールドする必要があるが、従来は、デジタルアンプ基板のグランド用銅箔と、シールド筐体とにより、輻射発生源を閉空間で取り囲み、不要輻射をシールドするのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来技術では、デジタルアンプ基板側からの輻射を確実にシールドすることができず、スイッチング増幅によって輻射された電磁波がデジタルアンプ基板側から外部に放射されてしまうと共に、デジタルアンプ基板に実装された電子部品からの発生する熱がグランド用銅箔とシールド筐体とによって形成された閉空間にこもってしまい、電子部品自体の故障の一因となってしまうという問題点があった。
特開平５−２３５５７６号公報

本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デジタルアンプ基板側からの輻射を確実にシールドすることができ、スイッチング増幅による不要輻射がデジタルアンプ基板側から外部に放射されることがないと共に、デジタルアンプ基板に実装された電子部品からの発生する熱を効率よく放熱することができ、熱による電子部品の故障を防止することができるデジタルアンプ基板を提供する点にある。

本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のデジタルアンプ基板は、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によってアナログ信号の増幅を行うデジタルアンプ回路が実装されたデジタルアンプ基板であって、実装された電子部品の内の発熱量が大きい発熱部品に接触させて配置された放熱板と、該放熱板をその一部として閉空間を形成するシールドケースとによって包み込まれていることを特徴とする。

さらに、本発明のデジタルアンプ基板は、前記シールドケースには、不要輻射の周波数帯域での波長以内の寸法の放熱穴が複数形成されていることを特徴とする。

本発明のデジタルアンプ基板は、デジタルアンプ基板を、発熱量の大きい発熱部品に接触させて配置された放熱板と、シールドケースとによって包み込むように構成することにより、デジタルアンプ基板側からの輻射を確実にシールドすることができ、スイッチング増幅による不要輻射がデジタルアンプ基板側から外部に放射されることがないと共に、デジタルアンプ基板に実装された電子部品からの発生する熱を効率よく放熱することができ、熱による電子部品の故障を防止することができるという効果を奏する。

さらに、本発明のデジタルアンプ基板は、デジタルアンプ基板を包み込んだシールドケースに空気の対流を促進させるための放熱穴を複数形成することにより、デジタルアンプ基板に実装された電子部品からの発生する熱をより効率よく放熱することができ、熱による電子部品の故障を防止することができる

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係るデジタルアンプ基板の実施の形態の構成を示す概略斜視図あり、図２は、図１に示すデジタルアンプ基板の構成を示す図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＸ−Ｙ断面図である。
である。

本実施の形態は、ＰＤＭ処理部１と、ロジック部２と、ゲートドライバ３と、スイッチング回路部４と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５と、ゲートドライバ７と、スイッチング回路部８と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）９とにより構成され、スピーカ等の負荷６を駆動するデジタルアンプ回路が実装されたデジタルアンプ基板１０を、図１に示すように、放熱板１１と、シールドケース１２とによって包み込む構成となっている。

放熱板１１は、黄銅等、熱伝導性の高く、且つ導電性を有する金属材料で構成され、図２を参照すると、デジタルアンプ基板１０に実装された電子部品の内、発熱量の大きい発熱部品１４に接触させて配置されている。従って、発熱部品１４が発生する熱は、放熱板１１に伝導され、放熱板１１に伝導された熱は、放熱板１１の表面と外気との温度差によって表面から放熱される。

シールドケース１２は、鉄板等の導電性を有する金属材料で構成され、放熱板１１をその一部として閉空間を形成し、当該閉空間内にデジタルアンプ基板１０を包み込んで、デジタルアンプ基板１０からの不要輻射をシールドする。

また、シールドケース１２には、包み込んだデジタルアンプ基板１０への空気の対流を促進させるための放熱穴１３が複数形成されており、デジタルアンプ基板１０に実装された電子部品が発生する熱の放熱効率を高めることができるように構成されている。なお、放熱穴１３は、不要輻射が洩れない程度の大きさであり、具体的には、シールドを行う不要輻射の周波数帯域での波長以内の寸法にする。放熱穴１３が円形である場合には、その直径を不要輻射の周波数帯域での波長以内にすれば良い。

なお、放熱板１１およびシールドケース１２の取り付け構造については、特に図示していないが、例えば、発熱部品１４と放熱板１１とを接触した状態でビス留め等によって固定すると共に、デジタルアンプ基板１０とシールドケース１２とをビス留め等によって固定するようにすれば良く、さらに、放熱板１１とシールドケース１２とをビス留め等によって固定するようにしても良い。

以上説明したように、本実施の形態によれば、デジタルアンプ基板１０を、発熱量の大きい発熱部品１４に接触させて配置された放熱板１１と、シールドケース１２とによって包み込まように構成することにより、デジタルアンプ基板側からの輻射を確実にシールドすることができ、スイッチング増幅による不要輻射がデジタルアンプ基板側から外部に放射されることがないと共に、デジタルアンプ基板１０に実装された電子部品からの発生する熱を効率よく放熱することができ、熱による電子部品の故障を防止することができるという効果を奏する。

さらに、本実施の形態によれば、デジタルアンプ基板１０を包み込んだシールドケース１２に空気の対流を促進させるための放熱穴１３を複数形成することにより、デジタルアンプ基板１０に実装された電子部品からの発生する熱をより効率よく放熱することができ、熱による電子部品の故障を防止することができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

本発明に係るデジタルアンプ基板の実施の形態の構成を示す概略斜視図ある。図１に示すデジタルアンプ基板の構成を示す図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＸ−Ｙ断面図である。デジタルアンプ回路の構成を示す図である。

符号の説明

１ＰＤＭ処理部
２ロジック部
３ゲートドライバ
４スイッチング回路部
５ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
６負荷
７ゲートドライバ
８スイッチング回路部
９ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１０デジタルアンプ基板
１１放熱板
１２シールドケース
１３放熱穴
１４発熱部品
４１、４２ＭＯＳＦＥＴ素子
５１チョークコイル
５２コンデンサ
８１、８２ＭＯＳＦＥＴ素子
９１チョークコイル
９２コンデンサ

Claims

スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によってアナログ信号の増幅を行うデジタルアンプ回路が実装されたデジタルアンプ基板であって、
実装された電子部品の内の発熱量が大きい発熱部品に接触させて配置された放熱板と、
該放熱板をその一部として閉空間を形成するシールドケースとによって包み込まれていることを特徴とするデジタルアンプ基板。
前記シールドケースには、不要輻射の周波数帯域での波長以内の寸法の放熱穴が複数形成されていることを特徴とする請求項１記載のデジタルアンプ基板。