JP2007317986A - Electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器に関し、特に、電子機器の電源装置及びその冷却システムに適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to an electronic device, and more particularly to a technique effective when applied to a power supply device of an electronic device and a cooling system thereof.
従来から、電子機器等に用いられる電源装置として、図1に示すような電源装置が知られている。図1に示す電源装置では、直流入力電源60から入力コンデンサ61を含んで構成された入力部51に入力された直流電力を駆動部70から出力される制御信号に基づいてスイッチング部52でスイッチングし、転流ダイオード63や出力フィルタ55を含んで構成された出力部53から負荷66に対して電力が供給される。また、負荷66へ出力される電圧や電流は検出部67で検出され、この検出値と設定部68で設定された負荷66の制御目標値とが比較演算部69で比較され、駆動部70から比較結果に基づいた制御信号がスイッチング部52に出力される。このようにして、半導体集積回路などの負荷66に供給される電力が制御目標値と一致するように制御される。
Conventionally, a power supply device as shown in FIG. 1 is known as a power supply device used for an electronic device or the like. In the power supply device shown in FIG. 1, the
このような電源装置の具体的な回路構成を図2に示す。スイッチング部52は、能動素子(例えばトランジスタやMOSFET等)62で構成されている。出力部53は、転流ダイオード63と、チョークコイル64及びコンデンサ65で構成された出力フィルタ55とで構成されている。制御部54は、比較演算部69、設定部68、駆動部70で構成されている。さらに、制御部54は図示しない発振回路を備えており、駆動部70からパルス信号を能動素子62に出力する。これにより、能動素子62に印加される直流入力電源60からの直流電圧Vinがスイッチングされる。
A specific circuit configuration of such a power supply apparatus is shown in FIG. The
図2に示す電源装置では、能動素子62がオンの場合には、直流電力はチョークコイル64及びコンデンサ65にチャージされると共に負荷66へ供給される。能動素子62がオフの場合は、チョークコイル64及びコンデンサ65にチャージされていたエネルギーが転流ダイオード63を介して負荷66に供給される。
In the power supply device shown in FIG. 2, when the
このとき、制御部54では、比較演算部69において検出部67で検出した出力電圧Voをモニタし、これと設定部68で設定された制御目標値と比較し、駆動部70から比較結果に基づいた制御信号をスイッチング部52に出力する。これにより、能動素子62がオンオフ制御され、負荷66に供給される電力が制御目標値と一致するように制御される。このときの出力電圧Voは、以下の(1)式で示される。
At this time, the
Vo=Vin×(Ton/T)・・・(1)
ただし、Vinは入力直流電圧、Tは駆動部70から出力されるパルス信号の周期、Tonは周期Tのうち能動素子62が導通の時間を示す。すなわち、Ton/Tはデューティ比を示す。
Vo = Vin × (Ton / T) (1)
Here, Vin is an input DC voltage, T is a period of a pulse signal output from the
ところで、出力部53における転流側には、図2に示すように受動素子であるダイオードを使用するのが通常であるが、転流ダイオード63は、図3に示すような電流−電圧特性を有しており、電流がある所定値以上になると、順方向電圧が飽和状態になる。この飽和電圧は、高速ダイオードにおいては0.9V〜1.3V、ショットキーダイオードでは0.45V〜0.55V程度となっている。このように、転流ダイオード63の順方向電圧が飽和することにより電力損失が生じ、電源変換効率を悪化させるという問題があった。さらに、電力損失が大きく素子のジャンクション温度が上昇するため、出力電流を大きくする程、転流ダイオード63を多くして(2個や3個等)並列接続し、1素子当たりの電力損失を分散させ、ジャンクション温度を抑制する必要があるという問題があった。
Incidentally, a diode that is a passive element is usually used on the commutation side of the
この問題を解決するため、図4に示すように、転流側に転流用MOSFET3を使用した同期整流方式の電源装置が知られている。これは図5に示すように、ダイオードの電流−電圧特性が非線形性であるのに対し、MOSFETの電流−電圧特性がゲート電圧によっては線形性になり、電圧降下がダイオードの場合と比較して小さいことを利用したものである。 In order to solve this problem, as shown in FIG. 4, a synchronous rectification type power supply device using a commutation MOSFET 3 on the commutation side is known. As shown in FIG. 5, the current-voltage characteristic of the diode is non-linear, whereas the current-voltage characteristic of the MOSFET is linear depending on the gate voltage, and the voltage drop is smaller than that of the diode. It uses small things.
次に、上記電源の負荷となる半導体集積回路(LSI:Large Scale Integrated Circuits)について説明する。LSIの中で大きな電流を消費するものとして、マイクロプロセッサ、グラフィックプロセッサ、メインメモリなどがあるが、本明細書では主にマイクロプロセッサについて議論する。具体的には米国インテル社のペンティアム(登録商標)、米国IBM社のパワーPCなどが該当する。 Next, a semiconductor integrated circuit (LSI: Large Scale Integrated Circuits) serving as a load of the power source will be described. There are a microprocessor, a graphic processor, a main memory, and the like that consume a large current in an LSI. In this specification, the microprocessor is mainly discussed. Specifically, Pentium (registered trademark) of Intel Corporation in the United States and Power PC of IBM Corporation in the United States are applicable.
マイクロプロセッサは、年々、消費電流が増加しており、一つのプロセッサ当たり数十アンペアから百数十アンペアに及ぶ。このような大電流化に対応するために、プロセッサ向け電源は図4で示した整流用MOSFET2と転流用MOSFET3を一つの単位として、これらを並列接続した構成が主流となっている。図6に電源を4つ並列接続した例を示し、電源ユニット71には図4の整流用MOSFET2と転流用MOSFET3が含まれる。図中、72はインダクタ、73は出力コンデンサ、74は負荷を示す。
Microprocessors have increased current consumption year by year, ranging from tens to hundreds of amperes per processor. In order to cope with such a large current, the power source for processors is mainly configured by connecting the rectifying
近年のマイクロプロセッサ開発動向のキーワードとして、次の3つを挙げることができる。 The following three keywords can be listed as recent microprocessor development trends.
(1)消費電流の増加
(2)動作電圧の低下
(3)マルチコアの採用
ここで、これらのキーワードについて簡単に説明する。プロセッサに搭載されるトランジスタ数とクロック周波数は年々増加するので、プロセッサの消費電流は増加することになる。また、トランジスタのサイズは製造プロセスの微細化によって年々小さくなっており、動作電圧もこれに伴って低下する。
(1) Increase in current consumption (2) Decrease in operating voltage (3) Adoption of multi-core Here, these keywords will be briefly described. Since the number of transistors mounted on the processor and the clock frequency increase year by year, the current consumption of the processor increases. In addition, the size of the transistor has been reduced year by year due to the miniaturization of the manufacturing process, and the operating voltage has been lowered accordingly.
マルチコアとは、一つのLSIチップにプロセッサの機能を持つ回路ブロックを複数搭載したもので、電力当たりの性能が優れるため、携帯電話など1ワット以下の電子機器から、100ワットを超えるサーバまで採用が検討されている。 Multi-core is a single LSI chip equipped with multiple circuit blocks with processor functions, and because of its excellent performance per power, it can be used for electronic devices of 1 watt or less, such as mobile phones, and servers over 100 watts. It is being considered.
次に、上記したマイクロプロセッサの開発動向が電源仕様に及ぼす影響について検討する。「(1)消費電流の増加」と「(3)マルチコアの採用」により、電源の数は増加すると予想される。電源数が増えると電源の実装面積が増加するので、電源の小型化がより一層求められることになる。 Next, we will examine the effects of microprocessor development trends on power supply specifications. The number of power supplies is expected to increase due to “(1) Increase in current consumption” and “(3) Adoption of multi-core”. As the number of power supplies increases, the mounting area of the power supplies increases, and thus further miniaturization of the power supplies is required.
また、「(2)動作電圧の低下」が進むと、電源を負荷であるプロセッサの近くに配置しなければならない。これは、動作電圧が低下すると電圧変動の許容範囲が小さくなり、電源からプロセッサに至るまでのプリント基板やソケット、パッケージに起因した寄生抵抗や寄生インダクタンスによる電圧降下が無視できなくなるためである。 When “(2) Decrease in operating voltage” proceeds, the power source must be placed near the processor as a load. This is because when the operating voltage is lowered, the allowable range of voltage fluctuation is reduced, and voltage drops due to parasitic resistance and parasitic inductance caused by the printed circuit board, socket, and package from the power source to the processor cannot be ignored.
以上述べたように、電源への要求は「小型化」と「負荷近くの配置」となり、これらを実現できる実装例として図7(非特許文献1)がある。これは、マザーボード20からコネクタ21を介してプロセッサ基板22が取り付けられ、上記プロセッサ基板22にはマイクロプロセッサ24と出力コンデンサ23が取り付けられ、上記マイクロプロセッサ24は、熱接合材29(TIM:Thermal Interface Material)とヒートスプレッダ30を介して、ヒートシンク31に接続される。一方、電源部品26については、コネクタ25を介して電源基板27の裏面に搭載され、上記電源基板27の表面側、すなわち上記電源部品の裏面側に電源用のヒートシンク28が取り付けられる。
As described above, the requirements for the power source are “miniaturization” and “placement near the load”, and FIG. 7 (Non-patent Document 1) is an example of mounting that can realize these. The
図8に、現在量産化されているデスクトップパソコンのマザーボードの一例を示す。マイクロプロセッサと電源に関係する箇所として、マイクロプロセッサ用ソケット80、電源の出力フィルタを構成するコンデンサ81、インダクタ82、スイッチング電源のスイッチとして用いられるパワーMOSFET83がある。図7は図8と比べて、電源部品26がマイクロプロセッサ24の近くに配置されるので、電源からプロセッサまでの電圧降下を小さくすることができる。また、電源基板にヒートシンクが取り付けられているので、放熱性が向上し電源が小型化できる。
しかしながら、この冷却系はマイクロプロセッサ用と電源用に2つのヒートシンクが必要なので、実装体積とコストが増加する。また、電源のヒートシンクが電源基板の電源部品面の裏面に取り付けられるため、電源部品の熱抵抗が大きいという問題がある。 However, this cooling system requires two heat sinks for the microprocessor and the power supply, increasing the mounting volume and cost. Further, since the heat sink of the power supply is attached to the back surface of the power supply component surface of the power supply board, there is a problem that the thermal resistance of the power supply component is large.
さらに、電源部品の熱抵抗が大きいと、スイッチング周波数を向上することができず、インダクタとコンデンサから構成される出力フィルタが大型化する。また、電源が大型化することで、電源をプロセッサの近くに配置することが難しく、電源からプロセッサの電流経路の電圧降下が大きく、プロセッサの性能が悪化するという問題がある。 Furthermore, if the thermal resistance of the power supply component is large, the switching frequency cannot be improved, and the output filter composed of the inductor and the capacitor becomes large. Further, since the power source is increased in size, it is difficult to dispose the power source near the processor, there is a problem that the voltage drop in the current path from the power source to the processor is large, and the performance of the processor deteriorates.
そこで、本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、実装体積とコストを低減し、電源部品の熱抵抗を低減して、冷却効率を向上することを目的とする電子機器を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and provides an electronic device that aims to reduce the mounting volume and cost, reduce the thermal resistance of the power supply components, and improve the cooling efficiency. There is to do.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明は、上記目的を達成するために、プロセッサを搭載したプロセッサ基板からコネクタを介してスイッチング電源のスイッチとして用いられている半導体素子を搭載した電源基板を取り付け、上記電源基板に搭載された半導体素子と上記プロセッサに共通のヒートシンクを取り付けることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention attaches a power supply board on which a semiconductor element used as a switch of a switching power supply is mounted via a connector from a processor board on which a processor is mounted, and a semiconductor mounted on the power supply board A common heat sink is attached to the element and the processor.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
本発明によれば、電子機器において、実装体積及びコストを増加させることなく、冷却性能を向上できるという効果を有する。さらに、冷却性能が向上することで、電源のスイッチング周波数の向上が可能となり、コンデンサやインダクタといった出力フィルタを小型化できる。また、電源が小型化することで、電源をプロセッサの近くに配置でき、電源からプロセッサまでの電圧降下を小さくできるという効果を有する。 According to the present invention, the electronic device has an effect that the cooling performance can be improved without increasing the mounting volume and cost. Furthermore, the improvement in cooling performance makes it possible to improve the switching frequency of the power supply, and the output filters such as capacitors and inductors can be downsized. Further, since the power source is downsized, the power source can be arranged near the processor, and the voltage drop from the power source to the processor can be reduced.
以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. The other part or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
また、本実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。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。 In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted as much as possible. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図9には、本発明の実施の形態1の電源装置の断面図が示されている。
(Embodiment 1)
FIG. 9 shows a cross-sectional view of the power supply device according to the first embodiment of the present invention.
本実施の形態の電源装置は、電子機器(後述する図17に図示)の筺体内に収納される。この電子機器には、正常な動作を確保するために冷却を必要とするマイクロプロセッサ(第一の半導体素子)24が搭載され、電源装置はこのマイクロプロセッサ24に電力を供給するために備えられている。
The power supply device of the present embodiment is housed in a housing of an electronic device (shown in FIG. 17 described later). This electronic device is equipped with a microprocessor (first semiconductor element) 24 that requires cooling in order to ensure normal operation, and a power supply device is provided for supplying power to the
本実施の形態の電源装置は、前述した図4のように、直流入力電源1、整流用MOFET2、転流用MOSFET3、インダクタ4、出力コンデンサ5、負荷6、入力コンデンサ7、制御回路9などから構成され、特に、図9に示すように、スイッチング電源のスイッチとして用いられる整流用MOSFET2及び転流用MOSFET3の半導体素子(第二の半導体素子)32を備え、マイクロプロセッサ24が搭載されたプロセッサ基板(第一の電気配線基板)22と電気的なコネクタ(接続部)25を介して半導体素子32を搭載した電源基板(第二の電気配線基板)27が接続され、マイクロプロセッサ24半導体素子32が共通のヒートシンク(熱拡散素子)31を備えている。
As shown in FIG. 4 described above, the power supply apparatus according to the present embodiment includes a DC input power supply 1, a
本実施の形態においては、マザーボード20からコネクタ21を介して、プロセッサ基板22が取り付けられ、上記プロセッサ基板22にはマイクロプロセッサ24と出力フィルタを構成するコンデンサ23が搭載される。電源基板27はコネクタ25を介してプロセッサ基板22に取り付けられ、上記電源基板27には半導体素子32と出力フィルタを構成するインダクタ33が配置される。ヒートスプレッダ30は熱接合材29(TIM:Thermal Interface Material)を介して上記マイクロプロセッサ24に接続される。ここで、ヒートシンク31は上記ヒートスプレッダ30と上記半導体素子32に接触するように配置される。
In the present embodiment, a
図10は、図9の電源基板27の平面図を示している。電源基板27の中央部はヒートスプレッダ30のスペースを確保するために開口され、開口部の周囲に半導体素子32が配置され、その周囲にインダクタ33、上記半導体素子32を駆動する駆動用IC(Inregrated Circuits)34が配置される。点線35は、図9のヒートシンク31の外周を示す。
FIG. 10 shows a plan view of the
このように、本実施の形態によれば、プロセッサ基板22からコネクタ25を介して電源基板27を取り付け、電源基板27に搭載された半導体素子32とマイクロプロセッサ24に共通のヒートシンク31を取り付けることにより、以下のような効果を得ることができる。
Thus, according to the present embodiment, the
ヒートシンク31が一つになるので、実装体積及びコストが削減できる。また、半導体素子32の表面にヒートシンク31が搭載されるので、熱抵抗が小さく、電源装置のスイッチング周波数の向上が可能となり、インダクタ4や出力コンデンサ5といった出力フィルタを小型化できる。また。電源装置が小型化することで、電源装置をマイクロプロセッサ24の近くに配置でき、電源装置からマイクロプロセッサ24の電流経路の電圧降下を小さくでき、マイクロプロセッサ24の性能の向上につながる。
Since there is only one
(実施の形態2)
次に、マルチチップモジュール(MCM:Multi Chip Module)、またはSiP(Syetem in Package)を用いた実施の形態について説明する。マルチチップモジュールには、スイッチング電源でスイッチとして用いられる半導体素子と、それを駆動する駆動用ICが含まれる。このようなマルチチップモジュールについては、特表2003−528449号公報(特許文献1)や特開2004−342735号公報(特許文献2)に記述されている。
(Embodiment 2)
Next, an embodiment using a multi-chip module (MCM: Multi Chip Module) or SiP (System in Package) will be described. The multichip module includes a semiconductor element used as a switch in a switching power supply and a driving IC that drives the semiconductor element. Such a multi-chip module is described in Japanese Patent Publication No. 2003-528449 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-342735 (Patent Document 2).
図11は、本発明の実施の形態2において、マルチチップモジュールの機能を説明する図である。マルチチップモジュール16には、スイッチング電源のスイッチとして用いられる整流用MOSFET2及び転流用MOSFET3と、整流用MOSFET2及び転流用MOSFET3を駆動する駆動部(第三の半導体素子)15が含まれる。他は、実施の形態1と同様である。
FIG. 11 is a diagram illustrating the function of the multichip module in the second embodiment of the present invention. The
図12は、本発明の実施の形態2の電源基板27の平面図を示し、開口部の周囲にマルチチップモジュール36、出力フィルタを構成するインダクタ33が配置される。
FIG. 12 is a plan view of the
このように、本実施の形態によれば、整流MOSFET2及び転流用MOSFET3と駆動部15をマルチチップモジュール36で構成することで、実施の形態1と同様の効果に加えて、より一層小型化が実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the
(実施の形態3)
次に、図13を用いて本発明の実施の形態3を説明する。本実施の形態が図9で示した実施の形態1と異なる点は、半導体素子32とヒートシンク31の間に熱伝導性の良好な絶縁材料からなる絶縁材41が介在することである。上記絶縁材41を用いる理由は2つある。一つは共通のヒートシンク31を取り付ける際に、ヒートスプレッダ30と半導体素子32の高さを合わせるためで、絶縁材41が高さ調整用の緩衝材となる。二つめの理由は、通常、半導体素子32は電源基板27に複数搭載され、上記半導体素子32の電極がヒートシンク31側に露出している場合、それぞれの電極の電位は異なるので絶縁をとる必要があるためである。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 9 in that an insulating
このように、本実施の形態によれば、半導体素子32とヒートシンク31の間に絶縁材41が介在することで、実施の形態1と同様の効果に加えて、ヒートシンク31の取り付けが容易となり、半導体装置32の絶縁性が向上できる。
Thus, according to the present embodiment, since the insulating
(実施の形態4)
次に、図14を用いて本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態が実施の形態1と異なる点は、ヒートシンクの代わりにヒートパイプ37を用いたことである。ヒートパイプ37とは、液体から気体への相変化を伴った冷却方式で、ヒートパイプ37には冷媒が封入される。マイクロプロセッサ24の近くで加熱され、気体となった冷媒は、ヒートパイプ37を移動し、低温部に到達して液体となる。この液体は、毛細管効果と重力により、高温のマイクロプロセッサ24まで移動し、再び加熱されて気体となる。ヒートパイプ37による冷却は、強制空冷と比べて冷却性能が向上するので、プロセッサの発熱が大きなサーバや、スペースの制約からプロセッサの近くに大きなヒートシンクが取り付けられないノートパソコンなどに用いられる。
(Embodiment 4)
Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in that a
図14で、ヒートパイプ37は機械的及び化学的な観点から、信頼性を向上するためにケース38及び39に覆われている。
In FIG. 14, the
図15は、図14の平面図で、ヒートパイプ37が並列に複数本配置されている。
FIG. 15 is a plan view of FIG. 14, in which a plurality of
図16は、ヒートパイプ37を長手方向から見た図で、ヒートパイプ37の冷媒はマイクロプロセッサ24の近傍で加熱され、気体となった後、ヒートパイプ37の中を移動し、金属などの熱伝導性の良好な材料40及びヒートシンク31で冷やされで液体となり、重力と毛細管現象によりマイクロプロセッサ24の近傍に移動し、以後、これを繰り返すことでマイクロプロセッサ24及び半導体素子32を冷却する。
FIG. 16 is a view of the
このように、本実施の形態によれば、ヒートシンクの代わりにヒートパイプ37を用いることで、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
Thus, according to the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained by using the
(実施の形態5)
最後に、電子機器の実施の形態について説明する。電子機器には、前述した実施の形態1〜4の電源装置が搭載される。
(Embodiment 5)
Finally, an embodiment of an electronic device will be described. The electronic device is mounted with the power supply device according to any of the first to fourth embodiments.
図17は、本発明の実施の形態5において、電子機器を説明する図である。電子機器の一例としてのデスクトップ型パーソナルコンピュータの本体部分は、図17のように、例えば、金属板を立方形状に形成してなる筐体100を備えており、その前面パネル部101に電源スイッチを含む各種のスイッチや、接続端子、インジケータランプなどが設けられている。また、筐体100の内部には、フロッピー(登録商標)ディスクやCD、DVD等の各種の外部情報記憶媒体を駆動するドライバ装置102が設けられ、各種媒体の挿入/取り出し口は前面パネル部101に開口するように配置されている。また、図中の103は、筐体100内に設けられた、例えば、ハードディスク装置からなる記憶部を示している。また、104は、筐体100の上に被せられる蓋を示している。
FIG. 17 is a diagram illustrating an electronic device according to
一方、筐体100の背面側には、前述した電源装置を備えた電子回路部105が配置されている。また、図中の106は、商用電源からドライバ装置102、記憶部103、電子回路部105を含む各部に所望の電源を供給するための電源部を示している。
On the other hand, on the back side of the
このように、本実施の形態によれば、電子機器の筐体100内に電源装置が備えられ、電子機器として、実施の形態1〜4と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the power supply device is provided in the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
本発明は、電子機器に関し、特に、電子機器の電源装置及びその冷却システムに適用して有効である。 The present invention relates to an electronic device, and is particularly effective when applied to a power supply device for an electronic device and a cooling system thereof.
1…直流入力電源、2…整流用MOSFET、3…転流用MOSFET、4…インダクタ、5…出力コンデンサ、6…負荷、7…入力コンデンサ、9…制御回路、14…制御部、15…駆動部、16…マルチチップモジュール、20…マザーボード、21,25…コネクタ、22…プロセッサ基板、23…出力コンデンサ、24…マイクロプロセッサ、26…電源部品、27…電源基板、28,31…ヒートシンク、29…熱接合材、30…ヒートスプレッダ、32…半導体素子、33…インダクタ、34…駆動用IC、35…ヒートシンクの外周、36…マルチチップモジュール、37…ヒートパイプ、38,39…ケース、40…熱伝導性が良い材料、41…熱伝導性が良好な絶縁材、51…入力部、52…スイッチング部、53…出力部、54…制御部、55…出力フィルタ、60…直流入力電源、61…入力コンデンサ、62…能動素子、63…転流ダイオード、64…チョークコイル、65…コンデンサ、66…負荷、67…検出部、68…設定部、69…比較演算部、70…駆動部、71…電源ユニット、72…インダクタ、73…出力コンデンサ、74…負荷、80…マイクロプロセッサ用ソケット、81…コンデンサ、82…インダクタ、83…パワーMOSFET、100…筐体、101…前面パネル部、102…ドライバ装置、103…記憶部、104…蓋、105…電子回路部、106…電源部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC input power source, 2 ... Rectification MOSFET, 3 ... Commutation MOSFET, 4 ... Inductor, 5 ... Output capacitor, 6 ... Load, 7 ... Input capacitor, 9 ... Control circuit, 14 ... Control part, 15 ... Drive
Claims (5)
前記筺体内に前記第一の半導体素子に電力を供給する電源装置を備え、
前記電源装置は、スイッチング電源のスイッチとして用いられる第二の半導体素子を備え、前記第一の半導体素子が搭載された第一の電気配線基板と電気的な接続部を介して前記第二の半導体素子を搭載した第二の電気配線基板が接続され、前記第一の半導体素子と前記第二の半導体素子が共通の熱拡散素子を備えることを特徴とする電子機器。 An electronic device in which a first semiconductor element that requires cooling in order to ensure normal operation is mounted in the housing,
A power supply device for supplying power to the first semiconductor element in the housing;
The power supply device includes a second semiconductor element used as a switch of a switching power supply, and the second semiconductor is connected to a first electrical wiring board on which the first semiconductor element is mounted via an electrical connection portion. An electronic apparatus, wherein a second electrical wiring board on which an element is mounted is connected, and the first semiconductor element and the second semiconductor element include a common thermal diffusion element.
前記筺体内に前記第一の半導体素子に電力を供給する電源装置を備え、
前記電源装置は、スイッチング電源のスイッチとして用いられる第二の半導体素子と前記第二の半導体素子を駆動する第三の半導体素子を一つのモジュールに実装した半導体モジュールを備え、前記第一の半導体素子が搭載された第一の電気配線基板と電気的な接続部を介して前記半導体モジュールを搭載した第二の電気配線基板が接続され、前記第一の半導体素子と前記半導体モジュールが共通の熱拡散素子を備えることを特徴とする電子機器。 An electronic device in which a first semiconductor element that requires cooling in order to ensure normal operation is mounted in the housing,
A power supply device for supplying power to the first semiconductor element in the housing;
The power supply apparatus includes a semiconductor module in which a second semiconductor element used as a switch of a switching power supply and a third semiconductor element that drives the second semiconductor element are mounted in one module, and the first semiconductor element The first electrical wiring board on which the semiconductor module is mounted is connected to the second electrical wiring board on which the semiconductor module is mounted via an electrical connection portion, and the first semiconductor element and the semiconductor module share a common thermal diffusion. An electronic device comprising an element.
前記筺体内に前記第一の半導体素子に電力を供給する電源装置を備え、
前記電源装置は、スイッチング電源のスイッチとして用いられる第二の半導体素子を備え、前記第一の半導体素子が搭載された第一の電気配線基板と電気的な接続部を介して前記第二の半導体素子を搭載した第二の電気配線基板が接続され、前記第一の半導体素子と前記第二の半導体素子が共通の熱拡散素子を備え、前記第二の半導体素子と前記熱拡散素子は電気的な絶縁材を介して接続されることを特徴とする電子機器。 An electronic device in which a first semiconductor element that requires cooling in order to ensure normal operation is mounted in the housing,
A power supply device for supplying power to the first semiconductor element in the housing;
The power supply device includes a second semiconductor element used as a switch of a switching power supply, and the second semiconductor is connected to a first electrical wiring board on which the first semiconductor element is mounted via an electrical connection portion. A second electrical wiring board on which an element is mounted is connected, the first semiconductor element and the second semiconductor element include a common thermal diffusion element, and the second semiconductor element and the thermal diffusion element are electrically An electronic device characterized by being connected via an insulating material.
前記筺体内に前記第一の半導体素子に電力を供給する電源装置を備え、
前記電源装置は、スイッチング電源のスイッチとして用いられる第二の半導体素子と前記第二の半導体素子を駆動する第三の半導体素子を一つのモジュールに実装した半導体モジュールを備え、前記第一の半導体素子が搭載された第一の電気配線基板と電気的な接続部を介して、前記半導体モジュールを搭載した第二の電気配線基板が接続され、前記第一の半導体素子と前記半導体モジュールが共通の熱拡散素子を備え、前記半導体モジュールと前記熱拡散素子は電気的な絶縁材を介して接続されることを特徴とする電子機器。 An electronic device in which a first semiconductor element that requires cooling in order to ensure normal operation is mounted in the housing,
A power supply device for supplying power to the first semiconductor element in the housing;
The power supply apparatus includes a semiconductor module in which a second semiconductor element used as a switch of a switching power supply and a third semiconductor element that drives the second semiconductor element are mounted in one module, and the first semiconductor element The first electrical wiring board on which the semiconductor module is mounted is connected to the second electrical wiring board on which the semiconductor module is mounted, and the first semiconductor element and the semiconductor module have a common heat. An electronic apparatus comprising a diffusion element, wherein the semiconductor module and the heat diffusion element are connected via an electrical insulating material.
前記熱拡散素子は、ヒートシンク、ヒートパイプ、またはその組み合わせからなることを特徴とする電子機器。 In the electronic device of any one of Claims 1-4,
The electronic device is characterized in that the heat diffusing element comprises a heat sink, a heat pipe, or a combination thereof.
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- 2006-05-29 JP JP2006147902A patent/JP2007317986A/en active Pending
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