TWI735179B

TWI735179B - 電子裝置與其減低漏電流方法

Info

Publication number: TWI735179B
Application number: TW109108054A
Authority: TW
Inventors: 江俊明; 黃彥智; 周業宗; 張健能
Original assignee: 佳世達科技股份有限公司
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-08-01
Also published as: TW202135636A

Abstract

本發明揭露一種電子裝置。電子裝置包括：散熱片；電子元件接收時變訊號，電子元件產生的熱能經由該散熱片散出；金屬層，設置於散熱片與電子元件之間，金屬層之第一側連接電子元件，金屬層接收可控電壓；以及絕緣層，設置於金屬層與散熱片之間，絕緣層之第三側連接金屬層之第二側，絕緣層之第四側連接散熱片；其中，藉由控制金屬層所接收可控電壓的電壓值，以降低電子元件與散熱片所產生的漏電流的電流值。

Description

電子裝置與其減低漏電流方法

本發明一般係關於電子裝置與其減低漏電流方法，具體而言，本發明係關於減低漏電流以降低電磁干擾之電子裝置與其減低漏電流方法。

隨著科技的進步，電子產品也不斷的推陳出新，而積體電路的供電需求和供電頻率也隨之提高，致使積體電路板上的零件產生的功耗也隨之提升，尤以 MOSFET 為甚，常需搭配散熱片(Heat sink, 簡稱 H-sink)幫助零件排熱，但散熱片是一個金屬導體，就電磁干擾的角度，可為干擾的路徑以及天線，從而在非預期的情況下造成測試錯誤。

於一實施例，本發明之電子裝置，包括：散熱片；電子元件，接收時變訊號，電子元件產生的熱能經由散熱片散出；金屬層，設置於散熱片與電子元件之間，金屬層之第一側連接該電子元件，金屬層接收可控電壓；以及絕緣層，設置於金屬層與散熱片之間，絕緣層之第三側連接金屬層之第二側，絕緣層之第四側連接散熱片；其中，藉由控制金屬層所接收可控電壓的電壓值，以降低電子元件與散熱片所產生的漏電流的電流值。

於一實施例，本發明之減低漏電流的方法，適用於電子裝置，包括：將第一金屬連接第一絕緣層；電子元件接收時變訊號；第一金屬層接收可控電壓；以及控制可控電壓的電壓值，降低電子裝置所產生的漏電流的電流值。

於另一實施例，本發明之電子裝置，包括：多層電路板依序設置第二金屬層、第二絕緣層、第一金屬層與第一絕緣層，第二絕緣層設置於第一金屬層與第二金屬層之間，第一金屬層設置於第一絕緣層與第二絕緣層之間；以及電子元件具有輸入端電連接第二金屬層，其中，當電子元件的輸入端接收時變訊號時，藉由第一金屬層接收可控電壓並調整可控電壓的電壓值，以降低電子元件與電路板所產生的漏電流的電流值。

圖1顯示根據本發明第一實施例的電子裝置。此電子裝置1包括：散熱片20；電子元件10產生的熱能經由散熱片20散出；金屬層30以及絕緣層40設置於散熱片20與電子元件10之間，金屬層30之第一側連接電子元件10，絕緣層40之第三側連接金屬層30之第二側，絕緣層40之第四側連接散熱片20；其中，當電子元件10之輸入端10a 接收時變訊號，因為壓降變化的關係，會促使電子元件10本身的寄生電容C和絕緣層40的電容C1感應電流Id，對應感應電流Id高頻變化會產生的電磁干擾(EMI)問題。本發明利用金屬層30接收可控電壓Vc使電容兩端的電壓差∆V降低，藉由控制金屬層30所接收可控電壓Vc的電壓值，以降低電子元件10與散熱片20所產生的漏電流Id的電流值，進一步解決電磁干擾(EMI)問題。

前述的電子元件10與散熱片20連接電路板(PCB)50並連接相同的接地點GND。前述的時變訊號為脈衝寬度調變(PWM)訊號。前述的電子元件10為MOSFET、二極體或其他可用於切換信號之開關元件。時變訊號與可控電壓具有一對應關係，例如是對應的正相關或是負相關。

於本實施例，本發明透過主動方式提供可控電壓Vc，並根據電子元件工作特性作調變，因此，電子元件10本身的寄生電容C和絕緣層40的電容C1兩端的壓差

V降低，以達到降低漏電流Id的產生，改善電磁干擾的強度。換句話說，本發明依據方程式

, ，控制壓差

V變小，進而使漏電流Id進一步下降，以改善電磁干擾的強度。

圖2顯示根據本發明第二實施例的電子裝置。圖2之電子裝置與圖1之電子裝置近似，其差別在於圖2之電子裝置1還包括: 控制模組60連接金屬層30，以輸出可控電壓Vc；以及偵測模組70連接控制模組60及電子元件10，以偵測電子元件10，並根據電子元件10的輸入狀態，輸出調整訊號予控制模組60；其中，控制模組60接收調整訊號後，根據調整訊號控制輸出至金屬層30的可控電壓的電壓值，以減少該電子元件10與該散熱片20間的電容的影響，進而降低電子元件10與散熱片20之間所產生的漏電流Id的電流值。

前述的電子元件10與散熱片20連接電路板(PCB)50並連接相同的接地點GND。前述的時變訊號為脈衝寬度調變(PWM)訊號。前述的電子元件為MOSFET、二極體或其他可用於切換信號之開關元件。時變訊號與可控電壓Vc具有一對應關係，在本實施例，時變訊號與可控電壓Vc具有正相關係或是具有具延遲時間對應的正相關。

於本實施例，本發明透過主動方式提供可控電壓Vc，且由偵測模組70偵測電子元件10的狀態，輸出調整訊號予控制模組60，以讓控制模組60輸出可控電壓Vc，因此，電子元件10本身的寄生電容C和絕緣層40的電容C1兩端的壓差

V降低，以達到降低漏電流Id，改善電磁干擾的強度。換句話說，本發明依據方程式

, ，控制壓差

V變小，進而使漏電流Id下降，以改善電磁干擾的強度。

於本實施例，金屬層之尺寸長度可設計比絕緣層尺寸長度短或散熱片的尺寸長度短，以提高散熱效率以及降低電磁干擾的效果。

圖3是顯示根據本發明一實施例之電子裝置的簡易功能方塊圖。如圖3所示，描述整個本發明電子裝置的系統控制概念，驅動模組303包括金屬層及絕緣層，且設置於電子元件301與散熱片303之間。電子元件301接收輸入(例如，時變訊號)，偵測模組304偵測來自電子元件301的訊號，回傳至控制模組305進行評估，以輸出可控電壓Vc對驅動模組303進行控制，進而達到將電磁干擾(EMI)作抑制及改善。

圖4的流程圖顯示根據本發明之一實施例的減低漏電流的方法，其方法適用於電子裝置。前述減低漏電流的方法包括：將第一金屬層30連接第一絕緣層40之間 (步驟S401)，其中，第一金屬層30可設置於電子元件10與第一絕緣層40之間。更明確而言，第一金屬層30之第一側連接電子元件10，第一金屬層30之第二側連接第一絕緣層40之第三側，第一金屬層30與第一絕緣層40亦可設置於電子元件10與散熱片20之間，其中，第一絕緣層40之第四側連接散熱片20；電子元件10之輸入端10a接收時變訊號(步驟S402)；第一金屬層30接收可控電壓VC(步驟S403)；以及控制可控電壓Vc的電壓值，降低電子裝置1所產生的漏電流Id的電流值 (步驟s404)。

前述的減低漏電流的方法還包括：依據時變訊號，產生調整訊號；以及根據調整訊號控制輸出至第一金屬層30的可控電壓VC的電壓值，以減少電子元件10與金屬層30和絕緣層40間所產生的漏電流Id的電流值。更明確而言，偵測電子元件10的狀態，並依據時變訊號，產生調整訊號，接著，根據調整訊號控制輸出至第一金屬層30的可控電壓VC的電壓值，以減少電子元件10與第一金屬層30和第一絕緣層40間所產生的漏電流Id的電流值。

前述的減低漏電流的方法還包括：將第一金屬層30與第一絕緣層40設置於電子元件10與散熱片20之間；其中，控制可控電壓Vc的電壓值，降低電子元件10與散熱片20間所產生的漏電流Id的電流值，或者，減少電子元件10與散熱片20間的電容值，進而降低電子元件10與散熱片20所產生的漏電流Id的電流值。前述的時變訊號為脈衝寬度調變(PWM)訊號。時變訊號與可控電壓VC具有一對應關係。

圖5顯示根據本發明第三實施例的電子裝置。如圖5所示，電子裝置5包括電子元件501及電路板50。電路板50具有依序設置的金屬層503、絕緣層502、金屬層505與絕緣層504。絕緣層502設置於金屬層503與金屬層505之間，金屬層505設置於絕緣層502與絕緣層504之間。電子件501具有輸入端501a。輸入端501a連接金屬層503，當電子元件501的輸入端501a接收時變訊號時，藉由金屬層505接收可控電壓Vc並調整可控電壓Vc的電壓值，以降低電子元件501與電路板50所產生的漏電流Id的電流值。此外，金屬層503具有一通孔h，以曝露絕緣層502。前述金屬層503之第一側連接電子元件501之輸入端501a，絕緣層502之第三側連接金屬層503之第二側，絕緣層502之第四側連接金屬層505的第五側，金屬層505的第六側連接絕緣層504的第七側。

於本實施例，電子裝置5還包括控制模組60與偵測模組70。控制模組60連接金屬層505，以輸出可控電壓Vc；以及偵測模組70連接控制模組60及電子元件501，以偵測電子元件501，並根據電子元件501的狀態，輸出調整訊號予控制模組60。其中，控制模組60接收調整訊號後，根據調整訊號控制輸出至金屬層505的可控電壓Vc的電壓值，以減少電子元件501與電路板80間的漏電流Id的電流值。

於另一實施例，本發明之適用於電子裝置的減低漏電流的方法，包括：將第一金屬層505連接第一絕緣層504；電子元件501接收時變訊號，進一步而言，電子元件501的輸入端501a接收該時變訊號並連接第二金屬層503；第一金屬層505接收可控電壓Vc；以及控制可控電壓Vc的電壓值，降低電子裝置5所產生的漏電流Id的電流值。本方法還包括：將第二絕緣層502設置於第二金屬層503與第一金屬層505之間，其中，第二金屬層503、第二絕緣層502、第一金屬層505與第一絕緣層504依序設置為一多層電路板50。

於本發明之電路板並不受限於本說明書所揭露之態樣，亦可適用於現今習知的雙層板、四層板或多層板等。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

1、5:電子裝置 10、301、501:電子元件 20、302:散熱片 30、503、505:金屬層 40、502、504:絕緣層 50:電路板 60、305:控制模組 70、304:偵測模組 303:驅動模組 10a、501a:輸入端 Vc:電壓 Id:電流 C、C1:電容 GND:接地點 S401~s404:步驟

圖1顯示根據本發明第一實施例的電子裝置。圖2顯示根據本發明第二實施例的電子裝置。圖3是顯示根據本發明一實施例之電子裝置的簡易功能方塊圖。圖4的流程圖顯示根據本發明之一實施例的減低漏電流的方法。圖5顯示根據本發明第三實施例的電子裝置。

1:電子裝置

10:電子元件

10a:輸入端

20:散熱片

30:金屬層

40:絕緣層

50:電路板

Vc:電壓

I_d:電流

C、C₁:電容

GND:接地點

Claims

一種電子裝置，包括：一散熱片；一電子元件，接收一時變訊號，該電子元件產生的熱能經由該散熱片散出；一金屬層，設置於該散熱片與該電子元件之間，該金屬層之一第一側連接該電子元件，該金屬層接收一可控電壓；以及一絕緣層，設置於該金屬層與該散熱片之間，該絕緣層之一第三側連接該金屬層之一第二側，該絕緣層之一第四側連接該散熱片；其中，藉由控制該金屬層所接收該可控電壓的電壓值，以降低該電子元件與該散熱片所產生的一漏電流的電流值；其中，該時變訊號為脈衝寬度調變(PWM)訊號，其中，該時變訊號與該可控電壓具有一對應關係。
如請求項1所述之電子裝置，還包括：一控制模組，連接該金屬層，以輸出該可控電壓；以及一偵測模組，連接該控制模組及該電子元件，以偵測該電子元件，並根據該電子元件的狀態，輸出一調整訊號予該控制模組；其中，該控制模組接收該調整訊號後，根據該調整訊號控制輸出至該金屬層的該可控電壓的電壓值，以減少該電子元件與該散熱片間的該漏電流的電流值。
如請求項1所述之電子裝置，其中，該電子元件與該散熱片連接一電路板並連接相同的一接地點，其中，該電子元件為MOSFET、二極體或其他可用於切換信號之開關元件。
一種減低漏電流的方法，適用於一電子裝置，包括：將一第一金屬層連接一第一絕緣層；一電子元件接收一時變訊號；該第一金屬層接收一可控電壓；以及控制該可控電壓的電壓值，降低該電子裝置所產生的一漏電流的電流值；其中，該時變訊號為脈衝寬度調變(PWM)訊號，其中，該時變訊號與該可控電壓具有一對應關係。
如請求項4所述之方法，還包括：依據該時變訊號，產生一調整訊號；以及根據該調整訊號控制輸出至該第一金屬層的該可控電壓的電壓值，以減少該電子元件與該第一金屬層和該第一絕緣層間的該漏電流的電流值。
如請求項4所述之方法，還包括：將該第一金屬層與該第一絕緣層設置於該電子元件與一散熱片之間；其中，控制該可控電壓的電壓值，降低該電子元件與該散熱片間所產生的該漏電流的電流值。
如請求項4所述之方法，還包括：該電子元件的一輸入端接收該時變訊號並連接一第二金屬層；以及將一第二絕緣層設置於該第二金屬層與該第一金屬層之間，其中，該第二金屬層、該第二絕緣層、該第一金屬層與該第一絕緣層依序設置為一多層電路板。
一種電子裝置，包括：一多層電路板具有依序的一第一絕緣層、一第一金屬層、一第二絕緣層與一第二金屬層，該第一絕緣層設置於該第一金屬層與該第二金屬層之間，該第一金屬層設置於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間；以及一電子元件具有一輸入端連接該第二金屬層，其中，當該電子元件的該輸入端接收一時變訊號時，藉由該第一金屬層接收一可控電壓並調整該可控電壓的電壓值，以降低該電子元件與該電路板所產生的一漏電流的電流值；其中，該時變訊號為脈衝寬度調變(PWM)訊號，其中，該時變訊號與該可控電壓具有一對應關係。
如請求項8所述之電子裝置，還包括：一控制模組，連接該第一金屬層，以輸出該可控電壓；以及一偵測模組，連接該控制模組及該電子元件，以偵測該電子元件，並根據該電子元件的狀態，輸出一調整訊號予該控制模組；其中，該控制模組接收該調整訊號後，根據該調整訊號控制輸出至該第一金屬層的該可控電壓的電壓值，以減少該電子元件與該電路板間的該漏電流的電流值。