專利名稱：電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備和電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，還涉及使用該電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備的電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備具有第一環(huán)路和第二環(huán)路，第一環(huán)路與第二環(huán)路共用電感部件。
背景技術(shù)：
JP 2005-110452公開了一種開關(guān)電源電路，其具有連接到變壓器原方線圈的原方電路以及連接到變壓器副方線圈的副方電路，其中，原方電路的電極圖案和副方電路的電極圖案以這樣的方式布置它們彼此相對(duì)。電極圖案之間的絕緣層作為用于電容器的電介質(zhì)，因此形成等效電容器。等效電容器作為用于噪音降低的電容器。非隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換器——例如如圖1所示——具有第一環(huán)路和第二環(huán)路。第一與第二環(huán)路共用電感L并分別具有電容器Cl與C2。通過開通以及關(guān)斷設(shè)置在第一或第二環(huán)路中的開關(guān)元件Ql或Q2實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。在開關(guān)過程中，第一與第二電容器具有對(duì)DC-DC 轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行平滑以及降低由DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪音等級(jí)的功能。一般而言，如圖 1所示的這樣的電路配置通過如圖2所示在印刷電路板的公共表面或分立表面上設(shè)置第一與第二環(huán)路來實(shí)現(xiàn)。然而，在如圖1和圖2所示的傳統(tǒng)的電路配置中，當(dāng)例如第一開關(guān)元件Ql被操作為開啟/關(guān)斷時(shí)，電流交替經(jīng)過第一與第二環(huán)路，因此，通過第一環(huán)路的磁場(chǎng)和通過第二環(huán)路的磁場(chǎng)交替形成。此時(shí)，經(jīng)過第一環(huán)路的電流的方向和經(jīng)過第二環(huán)路的電流的方向彼此相反，如圖1的箭頭所示，因此，經(jīng)過第一環(huán)路的磁場(chǎng)的方向和經(jīng)過第二環(huán)路的磁場(chǎng)的方向彼此相反。在這樣的配置中，由于開關(guān)元件Ql的高速(短的期限)開通/關(guān)斷操作，處于相反方向的磁場(chǎng)以短的時(shí)間段交替形成，結(jié)果造成由于這種磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的噪音的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備以及使用這種電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備的電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備能有效地輻射開關(guān)元件的熱，同時(shí)，有效地減小由于在第一與第二環(huán)路中形成的磁場(chǎng)的變化帶來的噪音。為了實(shí)現(xiàn)前面提到的目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施形態(tài)，電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備被設(shè)置為，其具有共用電感部件的第一環(huán)路和第二環(huán)路，其中，電流根據(jù)設(shè)置在第一電路中的第一開關(guān)元件的開通/關(guān)斷操作而交替經(jīng)過第一與第二環(huán)路，其中，在第一環(huán)路中的第一開關(guān)元件的開通操作時(shí)形成的穿過第一環(huán)路的磁場(chǎng)的方向與在第一環(huán)路中的第一開關(guān)元件在開通操作后的關(guān)斷操作時(shí)形成的、穿過第二環(huán)路的磁場(chǎng)的方向相同，第一環(huán)路和第二環(huán)路以這樣的方式分別被設(shè)置在印刷電路板的相反側(cè)第一環(huán)路與第二環(huán)路在對(duì)于各個(gè)環(huán)路的法線方向上彼此相反，散熱部件被設(shè)置在印刷電路板的表面上，且金屬材料的整體圖案設(shè)置在印刷電路板的內(nèi)層，所述整體圖案經(jīng)由通孔連接到散熱部件。根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備和使用該電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備的電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠有效地輻射開關(guān)元件的熱，同時(shí)，有效地降低由于在第一與第二環(huán)路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的變化引起的噪音。


參照附圖，由下面給出的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)介紹，將會(huì)明了本發(fā)明的這些以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1用于示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路構(gòu)造；圖2用于示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的DC-DC轉(zhuǎn)換器的部件的布置；圖3用于示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電路構(gòu)造；圖4用于示出連接電氣負(fù)載40的方式的另一實(shí)例；圖5用于概念性地說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電路布置；圖6A-6E為波形圖，用于闡釋采用圖5所示電路布置的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的磁通變化減小效果；圖7用于示出根據(jù)實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電路布置的實(shí)現(xiàn)的具體實(shí)例；圖8為印刷電路板的截面圖，用于示出布置散熱部件70的方式的實(shí)例；圖9為印刷電路板的截面圖，用于示出布置散熱部件70的方式的另一實(shí)例；圖10為印刷電路板的截面圖，用于示出布置散熱部件70的方式的再一實(shí)例；圖11為印刷電路板的截面圖，用于示出固定散熱部件70的方式的一實(shí)例；以及圖12為根據(jù)本發(fā)明的電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備200的實(shí)施例的系統(tǒng)圖。參考標(biāo)號(hào)闡釋L 電感Cl電容器C2電容器Ql開關(guān)元件Q2開關(guān)元件1電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備10第一環(huán)路12第二環(huán)路2O輸出端子40電氣負(fù)載70散熱部件72 通孔80印刷電路板82熱傳導(dǎo)層90 外殼(casing)203直流電源
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖具體介紹實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最優(yōu)方式。圖3用于示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電路構(gòu)造。根據(jù)該實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電路構(gòu)造本身等同于圖1所示的傳統(tǒng)DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路構(gòu)造。具體而言，電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1為使用同步整流的非隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器。電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1具有第一與第二環(huán)路10、12。電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的輸出端子20連接到將被驅(qū)動(dòng)的電氣負(fù)載40。第一與第二環(huán)路10和12共用電感L。除電感L之外，第一環(huán)路10具有開關(guān)元件Ql和電容器Cl。開關(guān)元件Ql在此實(shí)例中為MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)，然而，開關(guān)元件Ql可以為另一晶體管，例如 IGBT(絕緣柵型雙極型晶體管)等。開關(guān)元件Ql在正端子與輸出端子20之間與電感L串聯(lián)連接。開關(guān)元件Ql的漏極連接到正端子，開關(guān)元件Ql的源極連接到電感L。電容器Cl 在正端子和輸出端子20之間關(guān)于開關(guān)元件Ql和電感L并聯(lián)連接。類似地，除了電感L以外，第二環(huán)路12具有開關(guān)元件Q2和電容器C2。開關(guān)元件 Q2在此實(shí)例中為M0SFET，然而，開關(guān)元件Q2可以為另一晶體管，例如IGBT等。開關(guān)元件Q2 在負(fù)端子和輸出端子20之間與電感L串聯(lián)連接。開關(guān)元件Q2的漏極連接到電感L，開關(guān)元件Q2的源極連接到負(fù)端子。電容器C2在負(fù)端子和輸出端子20之間與開關(guān)元件Q2以及電感L并聯(lián)連接。正端子連接到第一直流電源(見圖12中的直流電源20 ，負(fù)端子連接到第二直流電源(未示出)，其電壓低于第一直流電源的電壓。第一直流電源的額定電壓和第二直流電源的額定電壓是任意的，只要第二直流電源的額定電壓低于第一直流電源的額定電壓。典型地，負(fù)端子連接到地(即0V)。下面，為了避免闡釋的復(fù)雜化，假設(shè)負(fù)端子連接到地，除非另有說明。大體而言，電容器Cl與C2具有對(duì)電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的輸出電壓進(jìn)行平滑并減小電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1產(chǎn)生的噪音水平的功能。優(yōu)選為，電容器Cl與C2的電容被設(shè)置為相同的值。 另外，優(yōu)選為，電容器Cl與C2為陶瓷電容器，其具有對(duì)抗老化劣化的高電阻，以便減小劣化的影響。開關(guān)元件Ql和Q2受到控制，使得開關(guān)元件Ql和Q2中的一個(gè)在另一個(gè)被關(guān)斷時(shí)開通。開關(guān)元件Q1、Q2的控制方式的細(xì)節(jié)(例如設(shè)置或調(diào)解死區(qū)時(shí)間的方式)可以是任意的。在圖3所示的實(shí)例中，在運(yùn)行中，當(dāng)開關(guān)元件Q2開通時(shí)，開關(guān)元件Ql與之同步地關(guān)斷。此時(shí)，電流12以圖3中的箭頭所示的方向經(jīng)過第二環(huán)路12。當(dāng)開關(guān)元件Q2從開通狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，開關(guān)元件Ql也與之同步地從關(guān)斷狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到開通狀態(tài)。此時(shí)，電流Il以圖3中的箭頭所示的方向經(jīng)過第一環(huán)路10。通過這種方式，通過合適地控制開關(guān)元件Q2開通的時(shí)間段(即開通占空(on-duty))，可以將第一直流電源的電壓轉(zhuǎn)換為希望的電壓并在輸出端子20上對(duì)之進(jìn)行輸出。注意，在圖3所示的實(shí)例中，正端子連接到電氣負(fù)載40的另一端子(即電氣負(fù)載 40的在關(guān)于輸出端子20的相反側(cè)上的端子)。因此，開關(guān)元件Q2的開通/關(guān)斷操作實(shí)質(zhì)上確定占空比，開關(guān)元件Ql作為用于同步整流的開關(guān)元件運(yùn)行。注意，當(dāng)成本比能量效率更重要時(shí)，例如，開關(guān)元件Ql可被省略。在這種情況下，代替開關(guān)元件Ql的是，僅僅二極管被提供。另外，例如，如圖4所示，負(fù)端子可被連接到電氣負(fù)載40的另一端子(即電氣負(fù)載 40的在關(guān)于輸出端子20的相反側(cè)上的端子)。在這種情況下，與圖3所示的實(shí)例相反，開關(guān)元件Ql的開通/關(guān)斷操作實(shí)質(zhì)上決定占空比，開關(guān)元件Q2作為用于同步整流的開關(guān)元件運(yùn)行。注意，在圖4所示的實(shí)例中，當(dāng)成本比能量效率更重要時(shí)，開關(guān)元件Q2可被省略。 在這種情況下，代替開關(guān)元件Q2的是，僅僅提供二極管。如同上面參照?qǐng)D2提到的那樣，如果電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電路構(gòu)造實(shí)際上被布置在平面上，通過第一環(huán)路10的磁場(chǎng)和通過第二環(huán)路12的磁場(chǎng)在短的時(shí)間段內(nèi)交替產(chǎn)生。這導(dǎo)致由于磁場(chǎng)的高頻變化引起的高頻噪音。下面詳細(xì)介紹的此實(shí)施例通過適當(dāng)?shù)夭贾秒妷恨D(zhuǎn)換設(shè)備1的電路構(gòu)造而使得有效地減小由于第一與第二環(huán)路10、12中形成的磁場(chǎng)變化引起的噪音成為可能。這將在下面詳細(xì)介紹。圖5用于概念性地示出根據(jù)該實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電路布置。注意，與開關(guān)元件Ql、Q2并聯(lián)布置的二極管的圖示在圖5和后續(xù)的某些圖中省略。在此實(shí)施例中，如圖5所示，關(guān)于與開關(guān)元件Q2的開通/關(guān)斷操作相聯(lián)系地(因此，與與之同步的開關(guān)元件Ql的關(guān)斷/開通操作相聯(lián)系地)交替產(chǎn)生的磁通(以及因此的磁場(chǎng))，通過第一環(huán)路10的磁通Φ 1的方向被配置為與通過第二環(huán)路12的磁通Φ 2的方向相同。換句話說，第一與第二環(huán)路10、12以這樣的方式布置第一與第二環(huán)路10、12在對(duì)于第一與第二環(huán)路10、12的法線方向上彼此相反，如圖5所示。具體而言，第一與第二環(huán)路 10、12被布置為彼此相反，如同圖3中的電路構(gòu)造沿著線X折疊一樣。圖6Α-6Ε為波形圖，用于闡釋采用圖5所示電路布置的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的磁通變化減小作用。如上面提到的，當(dāng)開關(guān)元件Q2、Q1以預(yù)定的占空比受到驅(qū)動(dòng)時(shí)，電流以圖6A、6B所示的波形經(jīng)過第二與第一環(huán)路12、10。此時(shí)，由于經(jīng)過第二與第二環(huán)路12、10的電流，經(jīng)過第二環(huán)路12的磁通Φ 2和經(jīng)過第一環(huán)路10的磁通Φ 1以圖6C、6D所示的波形(時(shí)間序列) 產(chǎn)生。磁通Φ2和磁通Φ1各自在短的時(shí)間段內(nèi)大大變化，這是因?yàn)殚_關(guān)元件Q2、Ql以高速受到驅(qū)動(dòng)。根據(jù)此實(shí)施例，圖6C、圖6D所示的磁通Φ 2和磁通Φ 1的方向相同。因此，當(dāng)這些波形(時(shí)間序列)被疊置時(shí)，獲得沒有陡峭變化的波形，如圖6Ε所示。換句話說，實(shí)現(xiàn)磁通中的減小的變化。通過這種方式，根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1，可以有效地減小磁通Φ1+Φ2 中的高頻變化產(chǎn)生的噪音。圖7用于說明根據(jù)該實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電路布置的實(shí)現(xiàn)的具體實(shí)例。在圖7所示的實(shí)例中，第一環(huán)路10被布置在印刷電路板的一側(cè)(此實(shí)例中為正面)，第二環(huán)路12被布置在同一印刷電路板的另一側(cè)(此實(shí)例中的背面)。注意，電感L可布置在印刷電路板的任意側(cè)，經(jīng)由通孔在第一與第二環(huán)路10、12之間共用。在此實(shí)例中，與第一環(huán)路10的其他主要部件一起，電感L被布置在印刷電路板的正面，并經(jīng)由通孔連接到第二環(huán)路12。這里，在上面介紹的第一與第二環(huán)路10、12被布置為彼此相反的配置中，形成這樣的位置關(guān)系相應(yīng)的第一與第二環(huán)路10、12中的開關(guān)元件Ql與Q2被布置為從印刷電路板的正面和背面彼此相對(duì)。這樣的配置容易產(chǎn)生熱的集中?？紤]這一問題，下面介紹根據(jù)該實(shí)施例向外部有效地輻射這種熱的熱輻射布置。
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圖8為印刷電路板的截面圖，在該印刷電路板上提供根據(jù)該實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的第一與第二環(huán)路10、12。在圖8中，示出了布置散熱部件70的方式的實(shí)例。散熱部件70被設(shè)置在正面和背面之一(在此實(shí)例中為正面)上，如圖8所示。散熱部件70可用熱傳導(dǎo)材料制造(例如鋁塊)。散熱部件70可具有在其上形成的翅片(fin)， 以便增強(qiáng)熱輻射特性。印刷電路板80具有熱傳導(dǎo)層82，其用例如銅的金屬材料的整體圖案形成。換句話說，印刷電路板80具有熱傳導(dǎo)層82，其用熱傳導(dǎo)材料制成。在所示出的實(shí)例中，印刷電路板 80包含中間層81，其用半固化片(prepreg)制成，用銅的整體圖案制成的熱傳導(dǎo)層82被設(shè)置在中間層81中。熱傳導(dǎo)層82設(shè)置在一區(qū)域中，當(dāng)沿著印刷電路板80的表面的法線方向從上側(cè)觀看時(shí)，該區(qū)域完全包含開關(guān)元件Ql、Q2的印跡和散熱部件70的印跡。注意，在典型情況下，整體看來，熱傳導(dǎo)層82被設(shè)置在基本上與印刷電路板80的表面的范圍對(duì)應(yīng)的范圍的上方。通孔72在印刷電路板80中形成。通孔72以這樣的方式形成當(dāng)沿著印刷電路板 80的表面的法線方向從上側(cè)觀看時(shí)，其經(jīng)過散熱部件70的印跡中的熱傳導(dǎo)層82。例如，通孔72用銅覆蓋，以便確保熱傳導(dǎo)層82和散熱部件70之間的熱傳導(dǎo)性。通過這種方式，熱傳導(dǎo)層82經(jīng)由通孔72連接到散熱部件70。在圖8所示的實(shí)例中，以這樣的方式進(jìn)行熱耗散來自開關(guān)元件Ql和Q2的熱傳送到熱傳導(dǎo)層82，于是經(jīng)由通孔72傳送到散熱部件70，如圖8中的實(shí)心粗體箭頭所示。通過這種方式，根據(jù)圖8所示的實(shí)例，即使在熱由于相應(yīng)的第一與第二環(huán)路10、12中的開關(guān)元件 Q1、Q2從印刷電路板80的正面和背面彼此相對(duì)而容易發(fā)生局部化的這種構(gòu)造中，可以有效地耗散來自開關(guān)元件Ql、Q2的熱，因此防止熱的局部集中。另外，如果熱傳導(dǎo)層82通過例如銅的整體圖案的金屬層形成，由于熱傳導(dǎo)層82， 可以減小磁場(chǎng)，如圖8中的箭頭概念性地所示(粗體虛線箭頭)。換句話說，熱傳導(dǎo)層82具有減小通過第一與第二環(huán)路10、12的磁場(chǎng)變化的功能，并因此能夠減小通過第一與第二環(huán)路10和12的磁場(chǎng)的變化。注意，在圖6C、圖6D、圖6E中，概念性地示出了通過熱傳導(dǎo)層82 獲得的這種磁場(chǎng)減小效果。具體而言，在圖6C、圖6D、圖6E中，在熱傳導(dǎo)層82沒有被提供的情況下的波形用虛線示出，在熱傳導(dǎo)層82被提供的情況下的波形用實(shí)線示出。圖9為印刷電路板80的截面圖，根據(jù)實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的第一與第二環(huán)路 10、12被設(shè)置在該印刷電路板80上。在圖9中，示出了布置散熱部件70的方式的另一實(shí)例。在圖9所示的實(shí)例中，散熱部件70以這樣的方式設(shè)置其與印刷電路板80的側(cè)面接觸。熱傳導(dǎo)層82以這樣的方式設(shè)置其延伸到印刷電路板80的側(cè)面。換句話說，熱傳導(dǎo)層82以這樣的方式設(shè)置其在印刷電路板80的側(cè)面上與散熱部件70接觸。出于這個(gè)原因，在圖9所示的實(shí)例中，例如圖8中的實(shí)例所示的通孔72變得不必要。熱傳導(dǎo)層82設(shè)置在這樣的區(qū)域中當(dāng)沿著印刷電路板80的表面的法線方向從上側(cè)觀看時(shí)，該區(qū)域完全包含開關(guān)元件Ql、Q2的印跡。另外，在優(yōu)選實(shí)施例中，為了獲得上面提到的磁場(chǎng)減小效果，熱傳導(dǎo)層82被設(shè)置在這樣的區(qū)域中當(dāng)沿著印刷電路板80的表面的法線方向從上側(cè)觀看時(shí)，該區(qū)域包含第一與第二環(huán)路10、12的整體。在圖9所示的實(shí)例中，熱耗散以這樣的方式進(jìn)行來自開關(guān)元件Ql與Q2的熱被傳遞到熱傳導(dǎo)層82，于是被傳送到散熱部件70，如圖9中的實(shí)心粗體箭頭所示。通過這種方式，根據(jù)圖9所示的實(shí)例，即使在熱由于第一與第二環(huán)路10、12的每一個(gè)中的開關(guān)元件Ql 和Q2從印刷電路板80的正面和背面彼此相對(duì)而容易發(fā)生局部化的這種構(gòu)造中，可以有效地耗散來自開關(guān)元件Q1、Q2的熱，因此防止熱的局部集中。另外，如同圖8所示的實(shí)例的情況下那樣，熱傳導(dǎo)層82具有減小通過第一與第二環(huán)路10、12的磁場(chǎng)的變化的功能，因此能夠減小通過第一與第二環(huán)路10、12的磁場(chǎng)的變化。在圖9所示的實(shí)例中，散熱部件70可具有耦合到電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的外殼(未示出)的另一端(其與印刷電路板80的一側(cè)上的末端相反)?；蛘撸岵考?0可被形成為與電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的外殼一體化。換句話說，散熱部件70的功能可通過電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的金屬外殼實(shí)現(xiàn)。圖10為印刷電路板80的截面圖，在印刷電路板80上，提供根據(jù)該實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的第一與第二環(huán)路10、12。在圖10中，示出了布置散熱部件70的方式的又一實(shí)例。在圖10所示的實(shí)例中，散熱部件70關(guān)于印刷電路板80的側(cè)面設(shè)置(即在印刷電路板80的側(cè)面上)。然而，在圖10所示的實(shí)例中，不像圖9所示的實(shí)例那樣，散熱部件70 不與印刷電路板80的側(cè)面直接接觸，而是以這樣的方式設(shè)置散熱部件70支撐印刷電路板80的正面和背面中的一個(gè)(在此實(shí)例中為背面)。多個(gè)散熱部件70——其具有類似的配置——可以以這樣的方式提供相應(yīng)的散熱器70支撐印刷電路板80的對(duì)應(yīng)的邊緣部分。 例如，散熱部件70可以以這樣的方式設(shè)置散熱部件70在印刷電路板80的整個(gè)周緣上支撐其邊緣部分。另外，散熱部件70可固定到電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的外殼90，如圖10所示，或者可被形成為與電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的外殼90 —體化。在后一種情況下，散熱器70可通過具有從電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的金屬外殼90向內(nèi)突出的部分而被配置。熱傳導(dǎo)層82以這樣的方式被設(shè)置其從印刷電路板80的側(cè)面向外延伸到散熱部件70。換句話說，熱傳導(dǎo)層82以這樣的方式設(shè)置其延伸超過印刷電路板80的側(cè)面，于是，向下延伸到與散熱部件70接觸。出于這個(gè)原因，在圖10所示的實(shí)例中，通孔72——例如圖8中的實(shí)例所示的——變得不必要。類似地，熱傳導(dǎo)層82被設(shè)置在這樣的區(qū)域中當(dāng)沿著印刷電路板80的表面的法線方向從上側(cè)觀看時(shí)，該區(qū)域完全包含開關(guān)元件Q1、Q2的印跡。另外，在優(yōu)選實(shí)施例中，為了獲得上面提到的磁場(chǎng)減小效果，熱傳導(dǎo)層82被設(shè)置在這樣的區(qū)域中當(dāng)沿著印刷電路板80的表面的法線方向從上側(cè)觀看時(shí)，該區(qū)域包含第一與第二環(huán)路10、12的整體。在圖10所示的實(shí)例中，熱耗散以這樣的方式進(jìn)行來自開關(guān)元件Q1、Q2的熱被傳送到熱傳導(dǎo)層82，于是傳送到散熱部件70，如圖10的實(shí)心粗體箭頭所示。通過這種方式， 根據(jù)圖10所示的實(shí)例，即使在熱由于相應(yīng)的第一與第二環(huán)路10、12中的開關(guān)元件Q1、Q2從印刷電路板80的正面和背面彼此相對(duì)而容易發(fā)生局部化的這種構(gòu)造中，可以有效地耗散來自開關(guān)元件Q1、Q2的熱，因此防止熱的局部化集中。另外，如同圖8所示的實(shí)例的情況下那樣，熱傳導(dǎo)層82具有減小通過第一與第二環(huán)路10、12的磁場(chǎng)中的變化的功能，因此可減小通過第一與第二環(huán)路10、12的磁場(chǎng)中的變化。圖11為印刷電路板80的截面圖，用于示出固定散熱部件70的方式的實(shí)例。圖11 示出了固定散熱部件70的方式的一個(gè)實(shí)例應(yīng)用于圖8所示的布置散熱部件70的方式的情
8況。在圖11所示的實(shí)例中，散熱部件70借助螺絲60來繃緊和固定，螺絲60穿過在印刷電路板80上形成的通孔72。出于此目的，散熱部件70具有在其與印刷電路板80相反的一側(cè)形成的內(nèi)螺紋孔。螺絲60的頭部的直徑大于通孔72的直徑。另外，螺絲60的桿部的直徑可以與通孔72的直徑基本相同。圖12為根據(jù)本發(fā)明的電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備200的一實(shí)施例的系統(tǒng)圖。根據(jù)該實(shí)施例的電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備200包含電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路設(shè)備201、控制目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備(PCM) 202、直流電源203。電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路設(shè)備201包含上面介紹的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1、內(nèi)部電源電路101、輸入信號(hào)接口電路102、開關(guān)占空產(chǎn)生電路103、開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路104。注意，端子Tl和T4對(duì)應(yīng)于上面介紹的正端子，端子T3對(duì)應(yīng)于負(fù)端子，端子 T5對(duì)應(yīng)于電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備1的輸出端子20。在圖12所示的實(shí)例中，電氣負(fù)載40為用在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料泵和電感性負(fù)載。然而，電氣負(fù)載40可以為任意電氣負(fù)載，例如風(fēng)扇、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的輔助電動(dòng)機(jī)，等等。另夕卜，參考標(biāo)號(hào)Sl表示的開關(guān)對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火開關(guān)。控制目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備202由微計(jì)算機(jī)構(gòu)成。控制目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備202可以為 EFI ECU，例如，其控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)?？刂颇繕?biāo)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備202確定燃料泵的控制目標(biāo)值(目標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù))，并將表示所確定的控制目標(biāo)值的控制目標(biāo)信號(hào)輸入到電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路設(shè)備201。注意，控制目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備202基于從直流電源203供給的電源電壓來運(yùn)行，然而，控制目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備202可在其中具有降壓變壓器電路或類似物。來自控制目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備202的控制目標(biāo)信號(hào)在輸入信號(hào)接口電路102中被處理。用于實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)值的占空比由開關(guān)占空產(chǎn)生電路103確定。開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路104 根據(jù)所確定的占空比進(jìn)行開關(guān)元件Ql、Q2的開通/關(guān)斷控制。參照優(yōu)選實(shí)施例公開了本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)明了，本發(fā)明不限于上面介紹的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可作出變形和修改。例如，盡管在上面提到的實(shí)施例中使用降壓型的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，可使用升壓型或雙向型的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備。本申請(qǐng)基于2009年8月3日提交的日本優(yōu)先申請(qǐng)No. 2009-180951，其全部?jī)?nèi)容并入此處作為參考。
權(quán)利要求
1.一種電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，其具有共用電感部件的第一環(huán)路和第二環(huán)路，其中，電流根據(jù)設(shè)置在所述第一環(huán)路中的第一開關(guān)元件的開通/關(guān)斷操作而交替地經(jīng)過所述第一環(huán)路與所述第二環(huán)路，其中，在所述第一環(huán)路中的所述第一開關(guān)元件的所述開通操作時(shí)產(chǎn)生的、穿過所述第一環(huán)路的磁場(chǎng)的方向與在所述第一環(huán)路中的所述第一開關(guān)元件在所述開通操作后的所述關(guān)斷操作時(shí)產(chǎn)生的、穿過所述第二環(huán)路的磁場(chǎng)的方向相同，所述第一環(huán)路和所述第二環(huán)路以這樣的方式分別被設(shè)置在印刷電路板的正面和背面上所述第一環(huán)路與所述第二環(huán)路在對(duì)于各個(gè)環(huán)路的法線的方向上彼此相反， 散熱部件被設(shè)置在所述印刷電路板的表面上，且金屬材料的整體圖案被設(shè)置在所述印刷電路板的內(nèi)層上，所述整體圖案經(jīng)由通孔連接到所述散熱部件。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中，所述散熱部件借助穿過所述通孔的螺絲被固定到所述印刷電路板。
3.一種電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，其具有共用電感部件的第一環(huán)路和第二環(huán)路，其中，電流根據(jù)設(shè)置在所述第一環(huán)路中的第一開關(guān)元件的開通/關(guān)斷操作而交替地經(jīng)過所述第一環(huán)路與所述第二環(huán)路，其中，在所述第一環(huán)路中的所述第一開關(guān)元件的所述開通操作時(shí)產(chǎn)生的、穿過所述第一環(huán)路的磁場(chǎng)的方向與在所述第一環(huán)路中的所述第一開關(guān)元件在所述開通操作后的所述關(guān)斷操作時(shí)產(chǎn)生的、穿過所述第二環(huán)路的磁場(chǎng)的方向相同，所述第一環(huán)路和所述第二環(huán)路以這樣的方式分別被設(shè)置在印刷電路板的相反側(cè)所述第一環(huán)路與所述第二環(huán)路在對(duì)于各個(gè)環(huán)路的法線的方向上彼此相反， 散熱部件被設(shè)置在所述印刷電路板的側(cè)面上，且金屬材料的整體圖案被設(shè)置在所述印刷電路板的內(nèi)層上，所述整體圖案被連接到所述散熱部件。
4.如權(quán)利要求3所述的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中，所述散熱部件被固定到所述電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備的外殼或與所述外殼一體化，且所述散熱部件以這樣的方式設(shè)置其支撐所述印刷電路板的邊緣。
5.一種用于驅(qū)動(dòng)電氣負(fù)載的電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備，包含 直流電源；如權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，其被配置為對(duì)來自所述直流電源的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換得到的電壓輸出到所述電氣負(fù)載；以及控制器，其被配置為對(duì)所述電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行控制。
6.一種用于驅(qū)動(dòng)電氣負(fù)載的電氣負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)備，包含 直流電源；如權(quán)利要求3所述的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，其被配置為對(duì)來自所述直流電源的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換得到的電壓輸出到所述電氣負(fù)載；以及控制器，其被配置為對(duì)所述電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行控制。
全文摘要
公開了一種電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中，經(jīng)過第一與第二環(huán)路的電流根據(jù)設(shè)置在第一電路中的第一開關(guān)元件的開通/關(guān)斷操作而交替。穿過在開通操作時(shí)形成的第一環(huán)路的磁場(chǎng)與穿過在關(guān)斷操作時(shí)形成的第二環(huán)路的磁場(chǎng)的方向相同。第一環(huán)路和第二環(huán)路以這樣的方式分別被設(shè)置在印刷電路板的相反側(cè)第一環(huán)路和第二環(huán)路彼此相反。散熱部件被設(shè)置在印刷電路板的表面上。金屬材料的整體圖案被設(shè)置在印刷電路板的內(nèi)層，以便經(jīng)由通孔連接到散熱部件。
文檔編號(hào)H02M3/00GK102474174SQ20108003442
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者內(nèi)藤隆之, 山本茂樹, 山野上耕一, 水谷浩市 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社, 偉世通環(huán)球技術(shù)有限公司