JP4529842B2 - 大電流給電構造 - Google Patents

Description

本発明は、大形電子計算機等の高速高密度の電子装置の給電構造に係り、特に大電流を小領域に給電する電子装置の給電構造に関する。

従来の大電流の給電が必要とされる部品が搭載された電子装置では、該部品の近傍に該部品専用の電源、給電バスを設けることにより電源から該部品までの給電系の電圧ドロップおよび発熱を軽減していた。特開平８−２７３７２２号広報などに開示されているように複数の電源モジュールを備え、電源と該部品を１対１に対応付けた場合は電圧ドロップおよび発熱が小さい給電構造を備えた装置を提供できた。

しかし、従来の電源配置構造では、電源モジュールが複数あるため、部品点数が多くなり組立の工数を多く確保する必要があった。また、電源モジュール交換の利便性を考慮した場合、電源モジュールを装置の外側に配置する必要があり、装置設計上の制約が発生した。上記課題を解決する方法として、電源モジュールを一体化する方法があるが、この場合バスはプリント基板とほぼ同等の面積が必要とる。そのため、電源種が多い場合、バスの枚数も多くなり、コストの増大、バスの重量が増大し装置全体の重量が大きくなる上、複数枚のバスを扱う分解、組立が複雑となり、電源モジュールの一体化による高密度実装の利点が薄れてしまう。

特開平８−２７３７２２号

解決しようとする問題点は、電源モジュールを少数に集約した場合において障害となるコスト、重量が増大する点である。また、複数の大電流の給電が必要とされる部品の間に生じる電位に差が生じる点である。

本発明は、バスの枚数増大によるコストおよび重量増大を解決するため、バスの代わりに給電用プリント基板を配置することを最も主要な特徴とする。また、電流の経路を複数用意することにより、複数の大電流の給電が必要とされる部品の間に生じる電位の差を低減することを特徴とする。

本発明の電子装置は、従来のバスに相当する部品がプリント基板となるため、バスと比較して軽量化が可能となり、実装密度が向上しなおかつ分解、組立の工数が削減可能である。また、電源モジュールの一体化により部品数が少なくなるため、コスト低減が可能であるという利点がある。更に、複数の大電流の給電が必要とされる部品の間に生じる電位の差を低減する利点がある。

電源モジュールを集約するという目的を、重量、コストの増大なしに実現した。また、複数の大電流の給電が必要とされる部品の間に生じる電位の差を低減することを実現した。

図１は、本発明を最も良く表している構造図である。１は電力を消費するモジュールを搭載したプリント基板、２は給電用プリント基板、１０はＬＳＩ等の電力を消費するモジュールである。電流は３０、３１のコネクタより供給される。コネクタの形態は問わない。３０より供給される電流は１１の給電コンポーネントおよび１２の給電パッドを介して１０に供給される。給電用プリント基板２に設置されている給電コンポーネント１１の下にも給電パッド１２が配置されている。給電パッドの位置は部品が搭載されていない箇所であればモジュール１０の近傍に効率良く設置することにより電圧ドロップを低減すると同時にモジュール１０搭載面内の電位差を小さく抑えることができる。

給電コネクタが２倍となることで、給電コネクタ３０、３１に流れる電流が同じである場合、１基板に搭載されているコネクタに流れる電流は半分となる。発熱は電流の２乗に比例するため、給電コネクタ３０、３１合わせた発熱は給電コネクタ３０のみまたは３１のみで給電する場合と比較して半分となり、発熱を抑えることができる。

給電用プリント基板２には電圧ノイズを低減するための部品としてコンデンサが多数配置されており、負荷変動による電圧ノイズを低減することができる。本実施例では、コンデンサの配置は片面のみであるが、片面のみに限定されない。両面に配置しても良いことは言うまでもない。

図２（ａ）は、プリント基板１、２をコネクタ３０、３１を介して電源モジュール４０に直結する実施例を示している。この場合、コネクタ搭載位置公差およびコネクタの外形寸法公差による位置ずれのため直結が困難と予想される場合、給電コンポーネント１１を図２（ｂ）の１１ａに示すバネの形状をしたコンポーネントや１１ｂに示す導電ゴム製のコンポーネントにすることにより、プリント基板１、２の位置に柔軟性が発生し直結することが容易となる。本実施例では電源モジュールに直結する例を示したが、別部品に搭載されたコネクタに直結する場合についても同様であることは言うまでもない。

なお、上記実施の形態は以下のように捉えることが可能である。
（１）１個以上の電力を消費するモジュールを搭載したプリント基板および給電用プリント基板の内、２枚以上のプリント基板に給電用コネクタを備えたことを特徴とする請求項１記載の給電構造。
（２）給電用プリント基板には電圧ノイズを低減する部品が搭載されていることを特徴とする請求項１記載の給電構造。
（３）給電コンポーネントには柔軟性のある性質を備えたことを特徴とする請求項１記載の給電構造。

給電構造の実施方法を示した概略図である。（実施例１） 給電構造の実施方法を示した概略図である。（実施例２）

符号の説明

１ 電力を消費するモジュールを搭載したプリント基板
２ 給電用プリント基板
１０ 電力を消費するモジュール
１１ 給電コンポーネント
１２ 給電パッド
２０ 電圧ノイズを低減する部品
３０ 給電用コネクタ
３１ 給電用コネクタ
４０ 電源モジュール

Claims (1)

1. １個以上の大電流の給電が必要となるモジュールを搭載したプリント基板を有する電子装置の給電構造において、前記モジュール搭載プリント基板の裏面あるいは表面には平行して給電用プリント基板が配置されており、各々のプリント基板には電源から電流を供給するための給電用コネクタが搭載され、前記モジュール搭載プリント基板に搭載された給電用コネクタにより当該モジュール搭載プリント基板に第１の電流を供給し、前記給電用プリント基板に搭載された給電用コネクタにより当該給電用プリント基板に第２の電流を供給し、各々のプリント基板に設けられた１種または複数種の電源種の給電パッドと、給電パッドに接触させ導通可能となるように配置された給電コンポーネントを有し、前記給電用プリント基板より前記給電パッドおよび前記給電コンポーネントを介し、前記モジュール搭載プリント基板に前記第２の電流を供給することを特徴とする給電構造。

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