JP6799050B2

JP6799050B2 - Ｄｃ／ｄｃコンバータ

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Publication number: JP6799050B2
Application number: JP2018222778A
Authority: JP
Inventors: 和久渡
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2020-12-09
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Also published as: CN111245201B; US20200169173A1; EP3661039B1; CN111245201A; US11245335B2; EP3661039A1; JP2020089145A

Description

本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータに関する。

種々の用途で用いられる従来のＤＣ／ＤＣコンバータとして、例えば、第一のスイッチと第二のスイッチとを交互にオン状態として整流させるスイッチングコンバータの制御回路が開示されている。このスイッチングコンバータの制御回路は、複数の第一の駆動部と、第二の駆動部と、選択部とを備える。複数の第一の駆動部は、複数の第一のスイッチをそれぞれ駆動する。第二の駆動部は、第二のスイッチを駆動する。選択部は、負荷電流、入力電圧、出力電圧又は入出力電圧差に応じて複数の第一の駆動部の一部を停止させる。

特開２００６−２９６１８６号公報

ところで、上述の特許文献１に記載のスイッチングコンバータの制御回路は、例えば、汎用性向上の点で更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、汎用性を向上することができるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、第１キャパシタ、高圧側スイッチング素子、低圧側スイッチング素子、インダクタ、及び、第２キャパシタを含みハーフブリッジ回路を構成する電子部品群と、相対的に高電圧となる高圧配線パターンが形成された高電圧領域、相対的に低電圧となる低圧配線パターンが形成された低電圧領域、接続配線パターンが形成された接続領域、及び、グランドパターンが形成された一対のグランド領域を含む基板とを備え、前記接続領域は、第１方向に対して前記高電圧領域と前記低電圧領域との間に当該高電圧領域と当該低電圧領域とに隣接して位置し、前記一対のグランド領域は、前記第１方向と交差する第２方向に対して前記高電圧領域と前記接続領域と前記低電圧領域とを挟んで当該高電圧領域と当該接続領域と当該低電圧領域とに隣接して位置し、前記第１キャパシタは、前記一対のグランド領域のいずれか一方と前記高電圧領域とに跨って実装され、一方の端子が前記グランドパターンと接続され、他方の端子が前記高圧配線パターンと接続され、前記高圧側スイッチング素子は、前記高電圧領域と前記接続領域とに跨って実装され、ドレイン端子が前記高圧配線パターンと接続され、ソース端子が前記接続配線パターンと接続され、前記低圧側スイッチング素子は、前記接続領域と前記一対のグランド領域の前記一方とに跨って実装され、ドレイン端子が前記接続配線パターンと接続され、ソース端子が前記グランドパターンと接続され、前記インダクタは、前記接続領域と前記低電圧領域とに跨って実装され、一方の端子が前記接続配線パターンと接続され、他方の端子が前記低圧配線パターンと接続され、前記第２キャパシタは、前記低電圧領域と前記一対のグランド領域の前記一方とに跨って実装され、一方の端子が前記低圧配線パターンと接続され、他方の端子が前記グランドパターンと接続されることを特徴とする。

また、上記ＤＣ／ＤＣコンバータでは、前記基板は、前記高電圧領域、前記低電圧領域、前記接続領域、及び、前記一対のグランド領域が形成された第１実装面、及び、前記第１実装面とは異なる実装面であり、前記高圧側スイッチング素子と前記低圧側スイッチング素子とを駆動する駆動信号を伝送する信号伝送パターンが形成された第２実装面を有し、前記高圧側スイッチング素子、及び、前記低圧側スイッチング素子は、ゲート端子が前記信号伝送パターンに接続されるものとすることができる。

また、上記ＤＣ／ＤＣコンバータでは、前記第１キャパシタは、複数設けられ、１つが前記一対のグランド領域の一方と前記高電圧領域とに跨って実装され、他の１つが前記一対のグランド領域の他方と前記高電圧領域とに跨って実装され、前記高圧側スイッチング素子は、複数設けられ、全てが前記高電圧領域と前記接続領域とに跨って実装され、前記低圧側スイッチング素子は、複数設けられ、１つが前記接続領域と前記一対のグランド領域の前記一方とに跨って実装され、他の１つが前記接続領域と前記一対のグランド領域の前記他方とに跨って実装され、前記第２キャパシタは、複数設けられ、１つが前記低電圧領域と前記一対のグランド領域の前記一方とに跨って実装され、他の１つが前記低電圧領域と前記一対のグランド領域の前記他方とに跨って実装されるものとすることができる。

また、上記ＤＣ／ＤＣコンバータでは、前記基板は、１つの前記高電圧領域、１つの前記低電圧領域、１つの前記接続領域、及び、前記一対のグランド領域が１つの単位パターン領域群を構成し、当該単位パターン領域群が複数設けられるものとすることができる。

また、上記ＤＣ／ＤＣコンバータでは、前記第１方向に沿って隣接する複数の前記単位パターン領域群は、互いの前記低電圧領域が前記第１方向に沿って隣接して位置するものとすることができる。

また、上記ＤＣ／ＤＣコンバータでは、前記第２方向に沿って隣接する複数の前記単位パターン領域群は、互いの前記一対のグランド領域の１つを共用するものとすることができる。

本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、第１キャパシタ、高圧側スイッチング素子、低圧側スイッチング素子、インダクタ、及び、第２キャパシタを含む電子部品群が基板に実装されることでハーフブリッジ回路を構成する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータは、基板において、所定の位置関係で配置された高電圧領域、低電圧領域、接続領域、一対のグランド領域の高圧配線パターン、低圧配線パターン、接続配線パターン、グランドパターンに対して上記の電子部品群が接続される。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、設計段階での汎用性が高い配線パターン配置とすることができ、汎用性を向上することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータの概略構成を表す模式的な構成図である。図２は、実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータが備える基板のアートワークを表す模式的なブロック図である。図３は、実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータが備える基板の実装面を説明する模式的な断面図である。図４は、実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータの他の構成を表す模式的な構成図である。図５は、実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータが備える基板の他のアートワークを表す模式的なブロック図である。図６は、実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータが備える基板の他のアートワークを表す模式的なブロック図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１は、入力端子２から入力される直流電力の電圧を変圧し、出力端子３側に出力するものである。入力端子２、出力端子３は、それぞれ発電機、蓄電装置等の電源機器、電力によって駆動する電気機器等に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、入力端子２と出力端子３との間に接続された電子部品群１０によって、同期整流方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を構成する。本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１は、第１キャパシタＣ１、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２、インダクタＬ１、及び、第２キャパシタＣ２を含む電子部品群１０を備え、当該電子部品群１０がハーフブリッジ回路を構成する。

第１キャパシタＣ１は、電荷を蓄積、放出が可能な受動素子であり、平滑用のキャパシタである。第１キャパシタＣ１は、一方の端子にグランド（接地）ＧＮＤが接続され、他方の端子に入力端子２、及び、高圧側スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子が接続される。高圧側スイッチング素子Ｑ１、及び、低圧側スイッチング素子Ｑ２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができる。高圧側スイッチング素子Ｑ１は、ドレイン端子に入力端子２、及び、第１キャパシタＣ１の上記他方の端子が接続され、ソース端子にインダクタＬ１の一方の端子、及び、低圧側スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子が接続され、ゲート端子に制御部４が接続される。低圧側スイッチング素子Ｑ２は、ドレイン端子に高圧側スイッチング素子Ｑ１のソース端子、及び、インダクタＬ１の上記一方の端子が接続され、ソース端子にグランドＧＮＤが接続され、ゲート端子に制御部４が接続される。インダクタＬ１は、流れる電流によって形成される磁場にエネルギーを蓄積可能な受動素子であり、第２キャパシタＣ２は、電荷を蓄積、放出が可能な受動素子である。インダクタＬ１、及び、第２キャパシタＣ２は、ＬＣ平滑回路を構成する。インダクタＬ１は、上記一方の端子に高圧側スイッチング素子Ｑ１のソース端子、及び、低圧側スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子が接続され、他方の端子に第２キャパシタＣ２の一方の端子、及び、出力端子３が接続される。第２キャパシタＣ２は、上記一方の端子にインダクタＬ１の上記他方の端子、及び、出力端子３が接続され、他方の端子にグランドＧＮＤが接続される。制御部４は、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２に対してこれらを駆動する駆動信号を送信し、スイッチング動作を制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、制御部４によって高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２のデューティ期間（オン期間）が制御されることで、入力端子２からの直流電力の入力電圧を所定の出力電圧に電圧変換して出力端子３から出力する。

そして、本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１は、上述の電子部品群１０が実装されハーフブリッジ回路を構成する基板２０を備える。本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１は、図２に示すように、当該基板２０において、アートワーク（基板のパターン設計）を工夫することで、汎用性の向上を実現したものである。

具体的には、基板２０は、電子部品群１０が実装されこれらを電気的に接続する電子回路を構成する。ここでは、基板２０は、例えば、いわゆるプリント回路基板（ＰＣＢ：ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）である。すなわち、基板２０は、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料からなる絶縁層に、銅等の導電性の材料によって配線パターン（プリントパターン）が印刷されることで当該配線パターンによって回路体が構成される。そして、基板２０は、電子部品群１０の各端子が回路体にハンダ付け等によって電気的に接続されることで当該電子部品群１０が実装される。基板２０の回路体は、電子部品群１０を電気的に接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１として要求される機能に応じた回路系統を構成する。基板２０は、配線パターンが印刷された絶縁層を複数枚積層させ多層化されたもの（すなわち、多層基板）であってもよい。ここでは、基板２０は、略矩形板状に形成される。

そして、本実施形態の基板２０は、高電圧領域３１、低電圧領域３２、接続領域３３、及び、一対のグランド領域３４を含んで構成される。

高電圧領域３１は、相対的に高電圧となる高圧配線パターンＰ１（図１参照）が形成された領域である。入力端子２は、当該高圧配線パターンＰ１に接続される。低電圧領域３２は、相対的に低電圧となる低圧配線パターンＰ２（図１参照）が形成された領域である。出力端子３は、当該低圧配線パターンＰ２に接続される。接続領域３３は、高圧配線パターンＰ１と低圧配線パターンＰ２との間に介在する配線パターンとして、接続配線パターンＰ３（図１参照）が形成された領域である。グランド領域３４は、グランドＧＮＤに接続されるグランド（接地）パターンＰ４が形成された領域である。

そして、本実施形態の接続領域３３は、第１方向Ｘに対して高電圧領域３１と低電圧領域３２との間に位置する。接続領域３３は、第１方向Ｘに対して当該高電圧領域３１と当該低電圧領域３２とに隣接して位置する。言い換えれば、高電圧領域３１と低電圧領域３２とは、第１方向Ｘに対して接続領域３３を挟んで両側に位置する。そして、高電圧領域３１と低電圧領域３２とは、それぞれ当該接続領域３３と隣接して位置する。さらに言い換えれば、基板２０は、第１方向Ｘに対して一方側から他方側に向けて、高電圧領域３１、接続領域３３、低電圧領域３２の順に隣接して並んで位置する。

そして、本実施形態の一対のグランド領域３４は、第１方向Ｘと直交（交差）する第２方向Ｙに対して高電圧領域３１と接続領域３３と低電圧領域３２とを挟んで位置する。一対のグランド領域３４は、第２方向Ｙに対してそれぞれ当該高電圧領域３１と当該接続領域３３と当該低電圧領域３２とに隣接して位置する。言い換えれば、一対のグランド領域３４は、第２方向Ｙに対して高電圧領域３１と接続領域３３と低電圧領域３２とを挟んで両側に位置する。

より具体的には、接続領域３３は、高電圧領域３１と低電圧領域３２とに挟まれた略矩形状の領域として形成される。各グランド領域３４は、第１方向Ｘに沿った略矩形帯形状の領域として形成される。そして、高電圧領域３１、低電圧領域３２は、略Ｔ字形状の領域として形成される。高電圧領域３１、低電圧領域３２は、その一部によって第１方向Ｘに対して各グランド領域３４を挟み込むように形成される。ここでは、高電圧領域３１、低電圧領域３２は、第１方向Ｘの接続領域３３側とは反対側の端部が第２方向Ｙに対して各グランド領域３４の外側（接続領域３３側とは）の縁まで延在するように形成される。言い換えれば、一対のグランド領域３４は、第２方向Ｙに対して高電圧領域３１、低電圧領域３２の一部を挟み、かつ、第１方向Ｘに対して高電圧領域３１、低電圧領域３２の他の一部によって挟まれて位置する。

そして、第１キャパシタＣ１は、一対のグランド領域３４のいずれか一方と高電圧領域３１とに跨って実装される。そして、第１キャパシタＣ１は、一方の端子がグランドパターンＰ４と接続され、他方の端子が高圧配線パターンＰ１と接続される。高圧側スイッチング素子Ｑ１は、高電圧領域３１と接続領域３３とに跨って実装される。そして、高圧側スイッチング素子Ｑ１は、ドレイン端子が高圧配線パターンＰ１と接続され、ソース端子が接続配線パターンＰ３と接続される。低圧側スイッチング素子Ｑ２は、接続領域３３と一対のグランド領域３４の一方とに跨って実装される。そして、低圧側スイッチング素子Ｑ２は、ドレイン端子が接続配線パターンＰ３と接続され、ソース端子がグランドパターンＰ４と接続される。インダクタＬ１は、接続領域３３と低電圧領域３２とに跨って実装される。そして、インダクタＬ１は、一方の端子が接続配線パターンＰ３と接続され、他方の端子が低圧配線パターンＰ２と接続される。第２キャパシタＣ２は、低電圧領域３２と一対のグランド領域３４の一方とに跨って実装される。そして、第２キャパシタＣ２は、一方の端子が低圧配線パターンＰ２と接続され、他方の端子がグランドパターンＰ４と接続される。

また、本実施形態の基板２０は、図３に示すように、高電圧領域３１、低電圧領域３２、接続領域３３、及び、一対のグランド領域３４が形成された第１実装面２１、及び、第１実装面２１とは異なる第２実装面２２を有する。上述の電子部品群１０は、第１実装面２１に実装される。そして、第２実装面２２は、高圧側スイッチング素子Ｑ１と低圧側スイッチング素子Ｑ２とを駆動する駆動信号を伝送する信号伝送パターンＰ５（図１参照）が形成される。高圧側スイッチング素子Ｑ１、及び、低圧側スイッチング素子Ｑ２は、当該信号伝送パターンＰ５に接続され、当該信号伝送パターンＰ５を介して制御部４から駆動信号を受信することが可能である。

本実施形態の第１実装面２１は、基板２０の最外表面に位置する実装面によって構成される。一方、本実施形態の第２実装面２２は、基板２０の内層に位置する実装面によって構成される。本実施形態の高圧側スイッチング素子Ｑ１、及び、低圧側スイッチング素子Ｑ２は、ゲート端子がスルーホールやビア等を介して基板２０の内層を構成する第２実装面２２の当該信号伝送パターンＰ５に接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、基板２０のアートワークが上記のように構成されることで、設計段階での汎用性が高い配線パターン配置とすることができ、汎用性を向上することができる。

例えば、図４、図５に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１Ａは、第１キャパシタＣ１、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２、及び、第２キャパシタＣ２がそれぞれ複数設けられる。ここでは、第１キャパシタＣ１、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２、及び、第２キャパシタＣ２は、それぞれが２並列で２つずつ設けられる。より具体的には、第１キャパシタＣ１は、１つが一対のグランド領域３４の一方と高電圧領域３１とに跨って実装され、他の１つが一対のグランド領域３４の他方と高電圧領域３１とに跨って実装される。高圧側スイッチング素子Ｑ１は、２つ全てが高電圧領域３１と接続領域３３とに跨って実装される。低圧側スイッチング素子Ｑ２は、１つが接続領域３３と一対のグランド領域３４の一方とに跨って実装され、他の１つが接続領域３３と一対のグランド領域３４の他方とに跨って実装される。第２キャパシタＣ２は、１つが低電圧領域３２と一対のグランド領域３４の一方とに跨って実装され、他の１つが低電圧領域３２と一対のグランド領域３４の他方とに跨って実装される。

上記にように構成されるＤＣ／ＤＣコンバータ１Ａも、設計段階において、上述したＤＣ／ＤＣコンバータ１と同様のアートワークによって構成することができる（図２、図５参照）。

また、例えば、図６に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を構成するハーフブリッジ回路を複数並列接続することで大出力に対応したマルチフェーズ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｈａｓｅ）式のコンバータを構成するものである。図６に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂが備える基板２０は、１つの高電圧領域３１、１つの低電圧領域３２、１つの接続領域３３、及び、一対のグランド領域３４が１つの単位パターン領域群４０を構成し、当該単位パターン領域群４０が複数設けられる。各単位パターン領域群４０は、図４、図５と同様に、インダクタＬ１が１つ設けられ、第１キャパシタＣ１、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２、及び、第２キャパシタＣ２がそれぞれ２並列で２つずつ設けられている。ここでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、一例として、第１方向Ｘに沿って並んで２つずつ、第２方向Ｙに沿って並んで３つずつ、合計６つの単位パターン領域群４０を含んで構成され、６相（６Ｐｈａｓｅ）動作に対応したコンバータを構成する。

そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂにおいて、第１方向Ｘに沿って隣接する複数の単位パターン領域群４０は、互いの低電圧領域３２が第１方向Ｘに沿って隣接して位置し連続する。つまりこの場合、基板２０は、第１方向Ｘに対して一方側から他方側に向けて、高電圧領域３１、接続領域３３、低電圧領域３２、接続領域３３、高電圧領域３１の順に隣接して並んで位置する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂにおいて、第２方向Ｙに沿って隣接する複数の単位パターン領域群４０は、互いの高電圧領域３１、低電圧領域３２の一部がそれぞれ第２方向Ｙに沿って隣接して位置しそれぞれ連続する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂにおいて、第２方向Ｙに沿って隣接する複数の単位パターン領域群４０は、互いの一対のグランド領域３４の１つを共用する。

上記にように構成されるＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂも、設計段階において、上述したＤＣ／ＤＣコンバータ１と同様のアートワークによって構成することができる（図２、図６参照）。

以上で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、第１キャパシタＣ１、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２、インダクタＬ１、及び、第２キャパシタＣ２を含む電子部品群１０が基板２０に実装されることでハーフブリッジ回路を構成する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、基板２０において、所定の位置関係で配置された高電圧領域３１、低電圧領域３２、接続領域３３、一対のグランド領域３４の高圧配線パターンＰ１、低圧配線パターンＰ２、接続配線パターンＰ３、グランドパターンＰ４に対して上記の電子部品群１０が接続される。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、例えば、設計段階での汎用性が高い配線パターン配置とすることができ、汎用性を向上することができる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、例えば、顧客要求、要求出力、適用される車種等にあわせて容易にカスタマイズし易い構成とすることができ、少ない開発工数で所望の出力態様を実現し易い構成とすることができる。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、基板２０において上記のようなアートワークとすることで、第１キャパシタＣ１、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２を相対的に小さな領域内に密集させて配置することができる。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、第１キャパシタＣ１、高圧側スイッチング素子Ｑ１、及び、低圧側スイッチング素子Ｑ２の相互間の距離を相対的に短く抑制することができるので、ノイズの発生を抑制することができる。

ここでは、以上で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、基板２０において第２実装面２２に信号伝送パターンＰ５が形成され、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２のゲート端子が当該信号伝送パターンＰ５に接続される。この構成により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、基板２０において、第２実装面２２とは異なる第１実装面２１に、上記のような位置関係で高電圧領域３１、低電圧領域３２、接続領域３３、及び、一対のグランド領域３４を設けることができる。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１、１Ａ、１Ｂは、上記のように汎用性を向上することができる。

例えば、以上で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１Ａは、上記のような基板２０のアートワークにおいて、一対のグランド領域３４の各グランドパターンＰ４を適正に使い分けることができる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ａは、第１キャパシタＣ１、高圧側スイッチング素子Ｑ１、低圧側スイッチング素子Ｑ２、及び、第２キャパシタＣ２等をそれぞれ複数並列で設けやすい構成とすることができる。

また例えば、以上で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、上記のような基板２０のアートワークにおいて、１つの高電圧領域３１、１つの低電圧領域３２、１つの接続領域３３、及び、一対のグランド領域３４が１つの単位パターン領域群４０を構成する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、基板２０に複数の単位パターン領域群４０が設けられることで、マルチフェーズ式のコンバータを構成することができる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、例えば、単位パターン領域群４０の数に応じて適宜フェーズ数を調整し易い構成とすることができる。

ここでは、以上で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、第１方向Ｘに沿って隣接する複数の単位パターン領域群４０において、互いの低電圧領域３２が第１方向Ｘに沿って隣接して位置する。この構成により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、複数の単位パターン領域群４０の低電圧領域３２を適正な位置関係で接続することができる。

また、以上で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、第２方向Ｙに沿って隣接する複数の単位パターン領域群４０において、互いの一対のグランド領域３４の１つを共用する。この構成により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１Ｂは、基板２０の大型化を抑制することができ、この点でも汎用性を向上することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上の説明では、基板２０は、第１実装面２１が当該基板２０の最外表面に位置し、第２実装面２２が当該基板２０の内層に位置するものとして説明したがこれに限らない。基板２０は、第１実装面２１が当該基板２０の内層に位置し、第２実装面２２が当該基板２０の最外表面に位置してもよいし、双方が最外表面に位置してもよい。

１、１Ａ、１ＢＤＣ／ＤＣコンバータ
２入力端子
３出力端子
４制御部
１０電子部品群
２０基板
２１第１実装面
２２第２実装面
３１高電圧領域
３２低電圧領域
３３接続領域
３４グランド領域
４０単位パターン領域群
Ｃ１第１キャパシタ
Ｃ２第２キャパシタ
ＧＮＤグランド
Ｌ１インダクタ
Ｐ１高圧配線パターン
Ｐ２低圧配線パターン
Ｐ３接続配線パターン
Ｐ４グランドパターン
Ｐ５信号伝送パターン
Ｑ１高圧側スイッチング素子
Ｑ２低圧側スイッチング素子
Ｘ第１方向
Ｙ第２方向

Claims

第１キャパシタ、高圧側スイッチング素子、低圧側スイッチング素子、インダクタ、及び、第２キャパシタを含みハーフブリッジ回路を構成する電子部品群と、
相対的に高電圧となる高圧配線パターンが形成された高電圧領域、相対的に低電圧となる低圧配線パターンが形成された低電圧領域、接続配線パターンが形成された接続領域、及び、グランドパターンが形成された一対のグランド領域を含む基板とを備え、
前記接続領域は、第１方向に対して前記高電圧領域と前記低電圧領域との間に当該高電圧領域と当該低電圧領域とに隣接して位置し、
前記一対のグランド領域は、前記第１方向と交差する第２方向に対して前記高電圧領域と前記接続領域と前記低電圧領域とを挟んで当該高電圧領域と当該接続領域と当該低電圧領域とに隣接して位置し、
前記第１キャパシタは、前記一対のグランド領域のいずれか一方と前記高電圧領域とに跨って実装され、一方の端子が前記グランドパターンと接続され、他方の端子が前記高圧配線パターンと接続され、
前記高圧側スイッチング素子は、前記高電圧領域と前記接続領域とに跨って実装され、ドレイン端子が前記高圧配線パターンと接続され、ソース端子が前記接続配線パターンと接続され、
前記低圧側スイッチング素子は、前記接続領域と前記一対のグランド領域の前記一方とに跨って実装され、ドレイン端子が前記接続配線パターンと接続され、ソース端子が前記グランドパターンと接続され、
前記インダクタは、前記接続領域と前記低電圧領域とに跨って実装され、一方の端子が前記接続配線パターンと接続され、他方の端子が前記低圧配線パターンと接続され、
前記第２キャパシタは、前記低電圧領域と前記一対のグランド領域の前記一方とに跨って実装され、一方の端子が前記低圧配線パターンと接続され、他方の端子が前記グランドパターンと接続されることを特徴とする、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
前記基板は、前記高電圧領域、前記低電圧領域、前記接続領域、及び、前記一対のグランド領域が形成された第１実装面、及び、前記第１実装面とは異なる実装面であり、前記高圧側スイッチング素子と前記低圧側スイッチング素子とを駆動する駆動信号を伝送する信号伝送パターンが形成された第２実装面を有し、
前記高圧側スイッチング素子、及び、前記低圧側スイッチング素子は、ゲート端子が前記信号伝送パターンに接続される、
請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
前記第１キャパシタは、複数設けられ、１つが前記一対のグランド領域の一方と前記高電圧領域とに跨って実装され、他の１つが前記一対のグランド領域の他方と前記高電圧領域とに跨って実装され、
前記高圧側スイッチング素子は、複数設けられ、全てが前記高電圧領域と前記接続領域とに跨って実装され、
前記低圧側スイッチング素子は、複数設けられ、１つが前記接続領域と前記一対のグランド領域の前記一方とに跨って実装され、他の１つが前記接続領域と前記一対のグランド領域の前記他方とに跨って実装され、
前記第２キャパシタは、複数設けられ、１つが前記低電圧領域と前記一対のグランド領域の前記一方とに跨って実装され、他の１つが前記低電圧領域と前記一対のグランド領域の前記他方とに跨って実装される、
請求項１又は請求項２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
前記基板は、１つの前記高電圧領域、１つの前記低電圧領域、１つの前記接続領域、及び、前記一対のグランド領域が１つの単位パターン領域群を構成し、当該単位パターン領域群が複数設けられる、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
前記第１方向に沿って隣接する複数の前記単位パターン領域群は、互いの前記低電圧領域が前記第１方向に沿って隣接して位置する、
請求項４に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
前記第２方向に沿って隣接する複数の前記単位パターン領域群は、互いの前記一対のグランド領域の１つを共用する、
請求項４又は請求項５に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。