TWM289882U

TWM289882U - Circuit board to reduce EMI, and its application on power converter and notebook computer

Info

Publication number: TWM289882U
Application number: TW094217714U
Authority: TW
Inventors: Chiu-Hsien Chang; Chung-Yaw Su
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-04-21
Also published as: US20070086220A1

Description

M289882 八、新型說明：【新型所屬之技術領域】本創作係有關於一種具有電源切換電路之電路板、電源轉換器、及筆記型電腦。尤其是，一種可降低EMI的電路板、電源轉換器、及筆記型電腦。【先前技術】 ⑩電源切換電路被廣泛地應用在各種電子產品。一般而言，電源切換電路之切換原理是利用兩顆工業晶體，例如 MOSFET晶體，產生震盪以切換電源。然而，& 了提高震盪頻率（提高零件的工作頻率），這樣的電路往往會提高 '電磁干擾輻射（EMI)的強度，其雜訊（noise)會超過二部分 ^ 國家的法規標準，例如30dB。请參考圖1A之傳統的電源切換電路1〇，其針對emi 加上許多的對策。通常電源切換電路1〇利用兩顆晶體u、 • 12，例如M〇SFET，以及電感15使晶體11、12產生震盪以切換電源。其中，連接到電源端（例如包含由電容A* 形成之電源）的晶體11通常被稱為『上橋』晶體，而另一顆連到接地端的晶體12則被稱作『下橋』晶體。甚至為了增加下橋晶體12的效能(perf0rmance)，會再耦接一個二極體 13，如此一來雖然下橋晶體12的效能增加，然而卻合降低EMI的效果不佳。 9 于傳統的電源切換電路10係可由電路板2組成，过來圖m，傳統的電路板2係包含有基板22及上橋晶體^與下 M289882 橋晶體12。通常上橋晶體u與下橋晶體12的擺置係將連接電源端的上橋晶體u的接腳（通常是Drain端）與連接接地端的下橋晶體12的接腳（通常是s〇urce端）以相反之方向设置，因此上橋晶體11與下橋晶體12之間的迴路較長（EMI雜訊較大）。甚至在上橋晶_與下橋晶體12 之間輕接電谷21作為縮短迴路之對策’亦無法使其麵的效果變好，雜訊仍然會超過法定的標準，因此，設計人 _員^常還需要針對麵加上許多對策，使其得以符合麵的私準（例如在輻射頻率介於3〇M〜23〇MHz時，雜訊低於傳統的電源切換電路10所增加的對策，舉例來說，自 =在上、下橋晶體11、12的閘極端(Gate)分別耦接一電阳 19、18、在下橋晶體12的閘極與接地之間增 :晶體12接地之前_感16、以及在電容組一上 2晶體u之間輕接電感17，以達成EMI所要求的法定標 ^圖2所示’其中曲線⑽即為—般未針對細加對表（n)時，所得的電路測試曲線圖。通常傳統的電源二換=1。需要仰賴增加對策’例如上述的增加電阻二桿準。Si用電感16等等’以達成贿所須符合的钻丰d 木用本創作所使用的㈣，則可有例如將雜訊降到3〇dB以下，如虛線CV2所示。…、° 然而，對於電路板2來說，上橋u 、鱼的擺置不僅EMI的雜訊大，還必須增加許多射 M289882 -來就增加許多的零件成本，像是電阻i8、i9、電容Μ、及^或電感16等等零件’而且這些零件還可能產生其他的問題，例如造成溫度升高及效能不佳的情況。【新型内容】

體。其中，上橋晶體係具有一電源接腳，下橋晶體具有一接地接腳（groundpin)，該電源接腳與接地接腳係鑑於先前技術所存在的問題，本創作乃提供一種可降低ΕΜΙ的電路板及應用該電路板之電源轉換器與筆記型電腦。該電路板係包含：-基板、—上橋晶體、及一下橋晶彼此相靠近，上橋晶體與下橋晶體係相互耦接且彼此靠近地併排擺置(placement)於基板之同一側，其擺置係將電源接腳與接地接腳位於彼此可夾呈一角度的方向，且該角度實質係小於90度。在一較佳實施例中，電源接腳與接地接腳彼此係夾呈0度。 • 在一實施例中，電源接腳與接地接腳係透過一電容相耦接。較佳者，該電容係〇·1 #電容。在一實施例中，本創作之電路板更包含一電感，且上橋晶體及下橋晶體係與該電感相耦接。在一實施例中，本創作之電路板更包含二極體，且該二極體係與下橋晶體相耦接。本創作之電路板係可應用在電源轉換器（adapter)，該電源轉換器係包含一電路板以及與該電路板相連之電源供應器。該電源供應器係可提供電源。藉由電路板係可使該電 M289882 源轉換器達成降低emi雜訊之功能。此外，本創作之電路板還可應用在筆記型電腦。該筆圮型電細包含一顯示螢幕、一輸入裝置、一殼體以及該電路板。其中，該殼體係包覆著該電路板及該輸入裝置。該電路板具有一零件（component)，其中，該零件在較佳實施例係一需要較大電流的處理器。尤其是，本創作之筆記型電腦係可藉由該電路板使其符合EMI所訂之規格。因此，本創作之一目的係提供一種可縮短上橋晶體與下橋晶體之間的迴路之電路板及其應用。本創作之另一目的係提供一種可降低EMI之電路板及其應用。本創作之再一目的係提供一種可降低成本之電路板及其應用。【實施方式】為讓本創作之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂’下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。請參考圖3，本創作提供一種可降低EMI的電路板 30。此電路板30包含一基板33、一上橋晶體31、及一下橋晶體32。上橋晶體31係具有一電源接腳311 ，下橋晶體32具有一接地接腳（ground pin) 321。該電源接腳311 與接地接腳321係彼此靠近。該上橋晶體31與下橋晶體32係相互耦接且彼此靠近地 8 M289882 併排擺置(placement)於基板33之同一側，其擺置係將電源接腳311與接地接腳321位於彼此可夾呈一角度的方向。在本較佳實施例中，電源接腳311與接地接腳321彼此係夾呈〇度（如圖3所示），換言之，電源接腳311與接地接腳321係位在彼此平行之相同方向，藉此可使得上橋晶體 31與下橋晶體32之間的迴路較短。因此其所造成EMI的雜訊較少。 ' 如見、習本項技藝者所周知者 2的電路係可藉由在基板33上塗覆銅簿，使含有電源接腳 ,11的數個接聊形成上橋晶體31的汲極端（Drain)並可連到 =源& (未圖示）’以及含有接地接腳321的數 =源極端（We)並可連到接地（未圖示）。因此，= 接腳311或接地接腳321之开〉狀士妒接 ’、之形狀或悲樣並不應被用以限制本創作所欲保護之概念。利月多考圖4A ，其所揭露的是依據上橋晶體31與下橋曰㈣夕概φ 闺〈冤路板30之上視示咅圓。Γ 置，顯示其中之一實施例之源接腳L盘θ 4Α所顯示的即係塗覆銅箔使得圖3的電源接腳311與接地接 97 ¥ S 4Α 電容34相輕接.二Γ: 極端D與源極端S係透過- ，々日祸接，較佳者，該雷使得上橋晶體31與下橋日體3 μ . 容’藉此可為了間的迴路更為縮短。 -電感35，而^ 4電路之切換，本創作之電路板3〇更包含輕接。场晶體31及下橋晶體％係與該電感35相 9 M289882 …請參考圖4B，本創作之電路板3G更包含二極體％，且 '•體36係與下橋晶體32相搞接，以增加效能，而且不會造成EMI雜訊過高。體之

=’請參相4C，本卿之電路板3Q亦可在下橋晶 f耦接另一下橋晶體37。相類似地，為了增加整體效創作之電路板3〇亦可分別在上橋晶體Μ與下橋晶體 :別耦接另一上橋晶體（未顯示）與-下橋晶體37。明參考圖4D ，如圖4A所示的電路板3〇還可在基板 33的另一側穿孔耦接另一下橋晶體％。由圖4A至圖4D可知本創作的電路板3〇係至少包括基板33以及位於該基板33上的上橋晶體㈣下橋晶體幻，且上橋晶體31與下橋晶體32係彼此靠近地併排擺置於基板 33之同一側，其擺置係可將電源接腳3ιι與接地接腳幻1 位於彼此可夾呈〇度的方向。

除此之外，清參考圖4E，本創作之電源接腳311 (圖犯示為汲極端D)與接地接腳321 (圖4E示為源極端s) 亦可位於彼此可夾呈90度的方向。換言之，只要電源接腳 311與接地接腳321位於彼此可夹呈小於9〇度的方向即可獲得較少雜訊的EMI (例如在輻射頻率介於3〇m〜23〇MHz 時，其雜訊小於30dB )。應注意者，本說明書中所指稱的上橋晶體31、下橋晶體32、或晶體（或稱工業晶體）可以是任何形式的晶體，例如MOSFET或類似者，其外觀可以依據不同的汇包裝而有所不同，例如可以係具有八支接腳、五支接腳、或者三 M289882 些:Γ會限制本創作所欲保護之概念。此外，仵目、或二相的上、下橋晶體，本創作所欲保4者係上橋晶體31與效果為最佳。橋曰曰體32之擺置，其可使ΕΜΙ的凊參考圖4F，並所 +从Β曰一 Θ 八颂不的即疋三支腳的上橋晶體41與下橋日日體42，同樣地該上橋曰曰 X上橋日日體41的電源接腳411與下橋

曰-曰^ 〇 _立於彼此可夾呈小於9G度的方向，在圖4F所顯不的疋0度的方向。經過實際測量，相較於傳統的擺置，本創作之電路板之EMI雜訊可以大幅地下降，例如於輕射頻率介於 3_〜23〇MHz時’將雜訊下降至低於標準的細，因此無須額外的增加其他對策。如圖5所示，依據圖Μ㈣製的切換電路5〇 ’相較於傳統的切換電路10 (冑1A所示）可以省部許多的對策零件，例如無需增加電阻、電容、或電

感。因此，本創作可大幅地降低對策成本，並還可降低 EMI的雜訊。明參考圖6，本創作之電路板3〇係可應用在電源轉換器（adapter)6〇。電源轉換器6〇係包含上述之電路板3〇以及，該電路板如相連之電源供應器61。該電源供應㈣係可提供電源。藉由電路板30係可使該電源轉換器6〇達成降低 EMI雜訊之功能。此外，如圖7所示，筆記型電腦7包含一顯示螢幕 71、一輸入裝置72、一殼體73以及該電路板3〇 (圖未示）。其中，殼體73係包覆著該電路板30及輸入裝置72。 M289882 該電路板3〇進一步包含-零件(圖未示）以應用在筆記型電腦7中’而該零件在較佳實施例係—需要較大電流的處理器（例如處理器或記憶體）。尤其是，本創作之筆5己型電腦7係可藉由該電路板3〇使其符合刪所要求之規格，例如於30M〜23〇MHz的輻射頻率時，其雜訊下降至低於;^準的3GdB，並且可降低該零件之溫度及提升其效能。 ’、雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作’任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神 $範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。【圖式簡單說明】其針對EMI加上許多的對圖1A係傳統的電源切換電路，策。

圖1B係傳統的電路板與下橋晶體之擺置。其顯示電源切換電路中的上橋晶體圖2係測試傳統的電源切換電路之EMI，顯示其雜訊_頰率圖，以及依據本創作的電源切換電路之雜訊_頻率圖。圖3為依據本創作之電路板，顯示其上橋晶體與下橋晶之擺置。日日耀圖4A- 4C係依據圖3之電路板之上橋晶體與下橋晶體之擺置’顯示其各種不同實施例之上視示意圖。圖4D係依據圖3之電路板之上橋晶體與下橋晶體之擺 12 M289882 置，顯示另一實施例之側視示意圖與下橋晶體之擺置旋圖4E係依據圖3之電路板之上橋晶體轉90。，顯示其上視示意圖。圖4F係依據圖4A ，顯干風 . A * ^ ”、、貝不冉一貫施例之上視示意圖。圖5係依據圖4A，顯示其電源切換電路圖。圖6係依據本創作之電路板，顯示其應用在電源轉換器之方塊示意圖。

圖7係依據本創作之筆記型電腦之立體示意圖。【主要元件符號說明】 10、50、切換電路 2、30、電路板 n、31、41、上橋晶體 12、32、37、38、42、下橋晶體 311 、411 、電源接腳 13、36、二極體 15、16、17、35、電感 22 ' 33、基板 61、電源供應器 71、顯示螢幕 73、殼體 321、421、接地接腳 14a-14c、20、21、34、電容 18、19、電阻 60、電源轉換器 7、筆記型電腦 72、輸入裝置 13

Claims

M289882 九、請專利範圍： 1、一種電路板，包含：一基板；一上橋晶體，具有一電源接腳(powerpin);以及下橋日日體’具有一接地接腳（ground pin); 八:"亥上橋晶體與該下橋晶體係相互耦接且彼此靠近地併排杬置(placement)於該基板之同一側，該電源接腳與該接地，腳係相罪近，且邊電源接腳與該接地接腳位於彼此可夾王一角度的方向，且該角度實質係小於9〇。。 2、如申請專利範圍第丨項所述之電路板，其中該電源接腳與該接地接腳實質係位於相同的方向，且該電源接腳與該接地接腳之間的角度實質係等於〇。。、 ^、如申請專利範圍第1項所述之電路板，該電源接腳與該接地接腳係透過一電容相耦接。〃 4、如申請專利範圍第3項所述之電路板，其中該電容係〇·1 // 電容。、 5、如申請專利範圍第J項所述之電路板，進一步包含一電感，該上橋晶體及該下橋晶體係耦接該電感。 6、如申请專利範圍第1項所述之電路板，進一步包含一二極體（diode)，該二極體與該下橋晶體相耦接。 7、一種電源轉換器（adapter)，包含：一電源供應器，係可提供電源；以及 14 M289882 包括：一基板；電路板，係連接於該電源供應器，其特徵在於該電路板一上橋晶體，具有一電源接腳(p〇werpin);以及下橋日日體，具有一接地接腳（ground pin); ，、中該上橋晶體與該下橋晶體係相互耦接且彼此靠近地併排擺置(placement)於該基板之同一側，該電源接腳與該接地接腳係相罪近，且該電源接腳與該接地接腳位於彼此呈一馨角度的方向，且該角度實質係小於90。。 8、如申請專利範圍第7項所述之電源轉換器，其中該電源接腳與該接地接腳實質係位於相同的方向，且該電源接 .腳與該接地接腳之間的角度實質係等於〇。。 9:如中請專利範圍第7項所述之電源轉換器，該電路板之該電源接腳與該接地接腳係透過一電容相耦接。 _ 10、如申請專利範圍第9項所述之電源轉換器，其中該電容係0.1 #電容。 ’、^

i1,:如申請專利範圍第7項所述之電源轉換器，其中該電电你锝狹為，其中該電該二極體與該下橋晶體 15 M289882 u、一種筆記型電腦，包含：一顯示螢幕；一輸入裝置，係與該顯示螢幕相連接；，路板，係可控制該輸入裝置及該顯示螢幕；以及设體’該殼體係包覆著該輸入裝置及該電路板；其特徵在於该電路板包括：一基板；一零件（component)，設於該基板上；一上橋晶體，具有一電源接腳(powerpin);以及一了橋晶體，具有一接地接腳（gr〇undpin); /、中4上橋晶體與該下橋晶體係相互耦接且彼此靠近地併排擺置(placement)於該基板之同一側，該電源接腳與該接地接腳係相罪近，且該電源接腳與該接地接腳位於彼此呈一角度的方向，且該角度實質係小於90。。 I如中請專利範圍第13項所述之筆記型電腦，其中該零件係需要大電流之零件。 15 :如申請專利範圍第14項所述之筆記型電腦，其中該零件係處理益（processor)或一記憶體（RAM )。 16、如巾請專利範圍第13項所述之筆記型電腦，其中該電源接腳與該接地接腳實質係位於相同的方向，且該電源接腳與該接地接腳之間的角度實質係等於〇。。 17:如申凊專利範圍第13項所述之筆記型電腦，該電路板之該電源接腳與該接地接腳係透過一電容相耦接。 16 M289882 18、如申請專利範圍第17項所述之筆記型電腦，其中該電容係0.1 //電容。 19、如申請專利範圍第13項所述之筆記型電腦，其中該電路板進一步包含一電感，該上橋晶體及該下橋晶體係耦接該電感。 20、如申请專利範圍第13項所述之筆記型電腦，其中該電路板進一步包含一二極體（di〇de)，該二極體與該下橋晶體馨相耦接。

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