专利名称：以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种分担功率消耗的电路结构，尤指一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其适用于线性降压电路的功率消耗。
背景技术：
一般来说，线性降压电路(Linear Regulator)是透过分压方式来提供所需的电压，而不需要的电压降则直接消耗在功率组件(例如功率晶体管)上。换句话说，在线性降压电路中，无用的功率通常直接透过功率组件来消耗在电路中，使得能量以热的形式表现，并耗散在空气中。然而，以功率组件来达成散热一直是相当消耗成本的课题。
目前在线性降压电路中，消耗多余功率的作法主要有下述几种1.采用外加金属散热片的立式插件来增加散热面积，消耗功率。
2.利用表面粘着组件本身的周围的铜箔作为散热工具，或是在表面粘着组件上方增设金属散热片，以协助表面粘着组件散热。
3.以成本较低的功率组件来进行散热，例如功率电阻、功率二极管、…等，来分担功率晶体管所承受的功率，使得功率晶体管所需要承受的功率下降，进而使成本降低。
然而，上述作法所采用的零件成本仍旧比较高，故在生产时无法有效降低生产成本。
因此，如何利用低成本与分散散热方式来将无用的功率消耗在电路中，已成为一亟需解决的课题。
发明内容
本发明的一目的是在提供一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，以能降低零件成本。
本发明的另一目的是在提供一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，以能降低线性降压电路中的功率组件所承受的热量。
本发明的再一目的是在提供一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，以能将原先集中于少数功率组件的热量分散于电路板其它位置，使电路板的空间有效利用。
依据本发明的一特色，是提供一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，包括一电源输入端，提供一直流电压源；至少一金属箔片电阻，电性连接于该电源输入端，铺设于一电路板上，以产生一第一压降，并产生至少一第一消耗功率；一功率晶体管，电性连接于该金属箔片电阻，以产生一第二压降，并产生一第二消耗功率；以及一电源输出端，电性连接于该功率晶体管，输出一直流输出电压，且该直流输出电压比该直流电压源的电压低；其中该金属箔片电阻与该功率晶体管电性连接，以分担该功率晶体管所承受的第二压降与该第二消耗功率。
其中该电路结构为一线性降压电路。
其中该金属箔片电阻与该功率晶体管串联，以供电流由该电源输入端流经该金属箔片电阻与该功率晶体管，以使得该金属箔片电阻能分担该功率晶体管所产生的压降。
其中该金属箔片电阻于该电路板上所铺设的形状为一连续的之字形，且其宽度具有一第一默认值，长度具有一第二默认值。
其中该金属箔片电阻还电性连接一滤波电容，以滤除高频噪声。
依据本发明的一特色，是提供一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，包括一电源输入端，提供一直流电压源；一功率晶体管，电性连接于该电源输入端，以产生一第二压降，并产生一第二消耗功率；至少一金属箔片电阻，电性连接于该功率晶体管，铺设于一电路板上，以产生一第一压降，并产生至少一第一消耗功率；以及一电源输出端，电性连接于该金属箔片电阻，输出一直流输出电压，且该直流输出电压比该直流电压源的电压低；其中该金属箔片电阻与该功率晶体管电性连接，以分担该功率晶体管所承受的第二压降与该第二消耗功率。
其中该电路结构为一线性降压电路。
其中该金属箔片电阻与该功率晶体管串联，以供电流由该电源输入端流经该金属箔片电阻与该功率晶体管，以使得该金属箔片电阻能分担该功率晶体管所产生的压降。
其中该金属箔片电阻于该电路板上所铺设的形状为一连续的之字形，且其宽度具有一第一默认值，长度具有一第二默认值。
其中该金属箔片电阻还电性连接一滤波电容，以滤除高频噪声。
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1a是本发明一较佳实施例的电路示意图。
图1b是本发明另一较佳实施例的电路示意图。
图2是本发明一较佳实施例的金属箔片电阻实施示意图。
图3是本发明一较佳实施例的利用金属箔片电阻来作为分散功率消耗的示意图。
具体实施例方式
有关本发明较佳实施例的说明，敬请参照图1a显示的电路示意图。图1a为一线性降压电路1，其是包括电源输入端11、电源输出端12、金属箔片电阻13、功率晶体管14及滤波电容15。于本实施例中，金属箔片电阻13为一铜箔电阻。在其它实施例中，金属箔片电阻13可为其它种类的金属电阻。另外，虽然在图1a中，金属箔片电阻13为单一电阻，但在实际的实施中，金属箔片电阻13可为一个或多个铜箔电阻所组成的等效电阻。
上述金属箔片电阻13的一端与电源输入端11电性连接，金属箔片电阻13的另一端与功率晶体管14的一端电性连接，功率晶体管14的另一端则与电源输出端12电性连接。此外上述滤波电容15与金属箔片电阻13的另一端电性连接，以提供滤除高频噪声的功能。然而，滤波电容15在其它实施例中可不需要。
在其它实施中，金属箔片电阻与功率晶体管的连接关系亦可对调。图1b显示另一种线性降压电路1’的示意图，其是包括电源输入端11’、电源输出端12’、金属箔片电阻13’、功率晶体管14’及滤波电容15’。
功率晶体管14’的一端与电源输入端11’电性连接，功率晶体管14’的另一端与金属箔片电阻13’的一端电性连接，金属箔片电阻13’的另一端则与电源输出端12’电性连接，滤波电容15’与金属箔片电阻13’的一端电性连接。
接下来，请继续参照图1a，上述电源输入端11用以提供直流电压源。于本实施例中，直流电压源为3伏。在其它实施例中，直流电压源可为12伏，或者可为其它适当的电压。在线性降压电路1中，一般是透过功率晶体管14来产生压降，以使得电源输出端12能够输出稳定且精准的直流输出电压(例如1.5伏)，且该直流输出电压比直流电压源的电压低(1.5v＜3v)。
然而，如果只有利用功率晶体管14来分压，使得电源输出端12输出较低的直流输出电压，则大部份的压降将会由功率晶体管14所承担，造成功率晶体管14产生较大的消耗功率。所以，功率晶体管14所能够承受的功率瓦数必须比较大，如此将使得零件成本增高，且热源集中在功率晶体管14，使得功率晶体管14有可能因过热而崩溃。
因此，本实施例在功率晶体管14的两侧串接至少一个金属箔片电阻13，俾供电流由电源输入端11流经金属箔片电阻13与功率晶体管14，以分别在金属箔片电阻13与功率晶体管14上产生压降及功率消耗，进而使得功率晶体管14上的压降降低。亦即，金属箔片电阻13会因电流流过而产生压降，且产生另一消耗功率，以分担功率晶体管14产生的压降与消耗功率。
例如线性降压电路1若只有利用功率晶体管14来产生压降，以进行分压时，该功率晶体管14所承受的功率瓦数可能为5瓦。若增设金属箔片电阻13后，功率晶体管14所承受的功率瓦数可能由5瓦降为3.5瓦。
图2显示金属箔片电阻13的实施示意图。于本实施例中，金属箔片电阻13是由电路板上未使用空间所铺设的铜箔来实现。如图2所示，金属箔片电阻13在电路板上所铺设的形状为连续的之字形，且其宽度具有第一默认值，长度具有第二默认值。此外于本实施例所提供的金属箔片电阻13是在固定面积内，透过固定宽度与固定长度的线宽来达成，例如线宽为10-30密尔(mil)。
由于金属箔片电阻13在固定面积内的长度与宽度是固定的，因此可视其为一个固定电阻值的模块，故可视其为一功率电阻。所以，若能将一个或是数个模块来组成一个类似功率电阻的单元与功率晶体管串联，则功率晶体管上的部分压降将会由其来分担，以避免功率晶体管产生巨大的热量。
图3为图1中金属箔片电阻13的一实施例，其更进一步显示利用金属箔片电阻来作为分散功率消耗的示意图。于图3中，其是包括电路板3、金属箔片电阻31，32，33及电压测试点(Voltage Test Point)34，35，输入/输出点36，37，其中金属箔片电阻31，32，33被铺设于电路板3上。
请注意，该等金属箔片电阻31，32，33的宽度是可全部相同。当然，在其它实施中，该等金属箔片电阻31，32，33的宽度亦可不相同。另外，该等金属箔片电阻31，32，33在其它实施例中可为铝箔、金箔等所形成。
上述图3是显示图1中金属箔片电阻13的一实施例，金属箔片电阻31与电压测试点34电性连接，而金属箔片电阻32分别与电压测试点34、35电性连接，金属箔片电阻33与电压测试点35电性连接。上述的电压测试点34、35为测试电压降的用，输入/输出点36，37，为连接功率晶体管或是电源输入/输出端之用。另外，金属箔片电阻31、32、33分别可代表不同阻值的金属箔片电阻模块。例如金属箔片电阻31的宽度为10mil且长度为3535mil；金属箔片电阻32的宽度为20mil且长度为7431mil；金属箔片电阻33的宽度为30mil且长度为12982mil。因此，可利用该等不同阻值的金属箔片电阻31，32，33来进行搭配，以适度分散功率。
另外，由于本发明所提供的金属箔片电阻31，32，33可以分散于电路板3的各处，且其模块的整体面绩与其形状可以使得其所发出的热量容易消散在空气中。因此，可避免热量过于集中于功率组件处。当然，在另一实施中，金属箔片电阻31，32，33于电路板3上所铺设的形状亦可为长条状，以有效利用电路板3上未使用的空间。在其它实施例中，金属箔片电阻31，32，33于电路板3上所铺设的形状不受限制，其是可依电路板3上未使用空间的铜箔来决定其形状。
由以上的说明可知，本发明利用铺设于电路板上的铜箔，来分散功率晶体管所承担的功率消耗，其中铜箔所铺设的空间是利用电路板上零碎不规则未被铺上铜箔的空间，以能降低零件成本、降低线性降压电路中的功率组件所承受的热量、及将原先集中于少数功率组件的热量分散于电路板其它位置，使电路板的空间有效利用。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，包括一电源输入端，提供一直流电压源；至少一金属箔片电阻，电性连接于该电源输入端，铺设于一电路板上，以产生一第一压降，并产生至少一第一消耗功率；一功率晶体管，电性连接于该金属箔片电阻，以产生一第二压降，并产生一第二消耗功率；以及一电源输出端，电性连接于该功率晶体管，输出一直流输出电压，且该直流输出电压比该直流电压源的电压低；其中该金属箔片电阻与该功率晶体管电性连接，以分担该功率晶体管所承受的第二压降与该第二消耗功率。
2.如权利要求1所述的以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，其中该电路结构为一线性降压电路。
3.如权利要求1所述的以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，其中该金属箔片电阻与该功率晶体管串联，以供电流由该电源输入端流经该金属箔片电阻与该功率晶体管，以使得该金属箔片电阻能分担该功率晶体管所产生的压降。
4.如权利要求1所述的以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，其中该金属箔片电阻于该电路板上所铺设的形状为一连续的之字形，且其宽度具有一第一默认值，长度具有一第二默认值。
5.如权利要求1所述的以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，其中该金属箔片电阻还电性连接一滤波电容，以滤除高频噪声。
6.一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，包括一电源输入端，提供一直流电压源；一功率晶体管，电性连接于该电源输入端，以产生一第二压降，并产生一第二消耗功率；至少一金属箔片电阻，电性连接于该功率晶体管，铺设于一电路板上，以产生一第一压降，并产生至少一第一消耗功率；以及一电源输出端，电性连接于该金属箔片电阻，输出一直流输出电压，且该直流输出电压比该直流电压源的电压低；其中该金属箔片电阻与该功率晶体管电性连接，以分担该功率晶体管所承受的第二压降与该第二消耗功率。
7.如权利要求6所述的以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，其中该电路结构为一线性降压电路。
8.如权利要求6所述的以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，其中该金属箔片电阻与该功率晶体管串联，以供电流由该电源输入端流经该金属箔片电阻与该功率晶体管，以使得该金属箔片电阻能分担该功率晶体管所产生的压降。
9.如权利要求6所述的以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，其中该金属箔片电阻于该电路板上所铺设的形状为一连续的之字形，且其宽度具有一第一默认值，长度具有一第二默认值。
10.如权利要求6所述的以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构，其特征在于，其中该金属箔片电阻还电性连接一滤波电容，以滤除高频噪声。
全文摘要
本发明是有关于一种以金属箔片阻抗分担功率消耗的电路结构。该电路结构包括用以提供直流电压源的电源输入端、用以输出直流输出电压的电源输出端、功率晶体管、及金属箔片电阻。上述功率晶体管与金属箔片电阻电性连接于电源输入端与电源输出端之间，以在功率晶体管与金属箔片电阻的上分别产生压降，且功率晶体管所消耗的功率比在没有金属箔片电阻时低。
文档编号H02M3/04GK1960144SQ20051012009
公开日2007年5月9日 申请日期2005年11月2日 优先权日2005年11月2日
发明者黄圣钟, 王立中 申请人:华硕电脑股份有限公司