多通道型dc-dc转换器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种多通道型DC-DC转换器，能够在搭载多个开关IC的情况下，抑制所述电压变动。输入端子(41)、控制IC(3A)的电源输入端子(30A)、以及控制IC(3B)的电源输入端子(30B)分别连接，并且电源输入端子(30A)与电源输入端子(30B)经由磁性体的内部的配线而连接。而且，通孔导体(11A)与通孔导体(11B)沿层叠方向贯通包括磁性体的多层基板(2)的内部，并且不会露出至外部，因此分别作为电感线圈发挥功能。控制IC(3A)的电源输入端子(30A)与控制IC(3B)的电源输入端子(30B)之间，借助电感线圈而高频地分离，从而抑制电压变动。
【专利说明】多通道型DC-DC转换器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及搭载有开关元件的DC-DC转换器，特别是涉及多通道型的DC-DC转换器。
【背景技术】
[0002]以往，公知有通过在磁性体基板内部形成线圈图案，在磁性体基板上部搭载控制IC (芯片)来实现DC-DC (Direct Current-Direct Current)转换器的技术(例如参照专利文献I)。
[0003]另外，还公知有在一个磁性体基板内部形成多个线圈，构成多通道型的DC-DC转换器的技术(例如参照专利文献2)。
[0004]专利文献1:国际公开第2008/087781号
[0005]专利文献2:日本特开2004-343976号公报
[0006]在多通道型的DC-DC转换器中存在如下课题，即:在搭载多个控制IC的情况下，由于将各控制IC的电源输入端子之间连接，因此若各控制IC的频率不同，则其差分的频率显现为电压变动。
实用新型内容
[0007]因此，本实用新型的目的在于提供一种在搭载多个控制IC的情况下，抑制上述电压变动的多通道型DC-DC转换器。
[0008]本实用新型的多通道型DC-DC转换器，具备:多层基板，其包括磁性体；第一电感线圈和第二电感线圈，它们形成在所述多层基板的内部；以及第一控制IC和第二控制1C，它们设置于所述多层基板的部件搭载面上，分别与所述第一电感线圈和所述第二电感线圈连接。
[0009]而且，本实用新型的多通道型DC-DC转换器的特征在于，设置在与所述多层基板的所述部件搭载面对置的安装面上的输入端子、所述第一控制IC的电源输入端子、所述第二控制IC的电源输入端子分别连接，所述第一控制IC的电源输入端子与所述第二控制IC的电源输入端子经由所述磁性体的内部的配线而连接。
[0010]在搭载多个控制IC的情况下，将各控制IC的电源输入端子之间连接，因此若各控制IC的频率不同，则其差分的频率显现为电压变动，但在本实用新型的多通道型DC-DC转换器中，如上所述，各控制IC的电源输入端子之间经由磁性体的内部的配线而连接，因此在电源输入端子之间存在寄生电感线圈。因此，借助该寄生电感线圈使各控制IC的电源输入端子之间由高频地高电阻分离，因此抑制电压变动。
[0011]另外，还能够为如下方式，所述第一控制IC的输出端子与设置于所述安装面的第一输出端子、以及所述第二控制IC的输出端子与设置于所述安装面的第二输出端子，分别经由所述磁性体的内部的配线而连接。
[0012]另外，所谓的磁性体的内部的配线，是能够成为沿多层基板的层叠方向形成的通孔导体的方式，还能够在多层基板中的某基板上表面形成配线，且经由多层基板的端面而连接。
[0013]另外，本实用新型的多通道型DC-DC转换器，能够在所述第一控制IC的电源输出端子与设置在所述安装面上的第一输出端子之间连接所述第一电感线圈，在所述第二控制IC的电源输出端子与设置在所述安装面上的第二输出端子之间连接所述第二电感线圈，来构成降压型DC-DC转换器，还能够在所述第一控制IC的电源输入端子与设置于所述安装面的输入端子之间连接所述第一电感线圈，在所述第二控制IC的电源输入端子与设置于所述安装面的输入端子之间连接所述第二电感线圈，来构成升压型DC-DC转换器。
[0014]根据本实用新型，能够在搭载多个控制IC的情况下，抑制上述电压变动。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1(A)是表示多通道型DC-DC转换器的俯视图，图1(B)是图UA)中的A-A线的横剖视图。
[0016]图2是将多通道型DC-DC转换器形成为降压型DC-DC转换器的情况下的电路图。
[0017]图3是将多通道型DC-DC转换器形成为升压型DC-DC转换器的情况下的电路图。
[0018]图4(A)是变形例I的多通道型DC-DC转换器的俯视图，图4(B)是电路图。
[0019]图5(A)是变形例2的多通道型DC-DC转换器的俯视图，图5 (B)是电路图。
[0020]图6是变形例3的多通道型DC-DC转换器的电路图。
[0021]图7是变形例4的多通道型DC-DC转换器的电路图。
[0022]图8 (A)是变形例5的多通道型DC-DC转换器的俯视图，图8⑶是电路图。
[0023]图9 (A)是变形例6的多通道型DC-DC转换器的俯视图，图9⑶是电路图。
【具体实施方式】
[0024]图1(A)是本实用新型的实施方式的多通道型DC-DC转换器的俯视图(表示多层基板的主面的图)，图1(B)是多层基板中的形成有线圈导体的部分的横剖视图(图1(A)中的A-A线的剖视图)。图2是将多通道型DC-DC转换器形成为降压型DC-DC转换器的情况下的电路图。
[0025]如图UA)以及图1(B)所示，本实施方式的多通道型DC-DC转换器1，是在将多个磁性体陶瓷生片层叠、烧制而成的多层基板2的部件搭载面上搭载有由控制IC3A、控制IC3B、输入侧电容器12A、输入侧电容器12B、输出侧电容器13A、以及输出侧电容器13B构成的电子部件的装置。
[0026]多层基板2由具有高透磁率的磁性体(铁素体)层构成，在层叠的片之间设置线圈导体，构成沿层叠方向连接的电感线圈31A和电感线圈31B，由此能够实现将上述电感线圈作为扼流线圈使用的DC-DC转换器。另外，也可以在多层基板2的表面、背面或一部分内层设置有非磁性体层、具有低于上述磁性体层的透磁率的低透磁率层。
[0027]另外，将控制IC3A以及控制IC3B分别连接于上述多个电感线圈31A以及电感线圈31B，由此能够得到各自不同的输出电压，从而能够实现多通道型DC-DC转换器。
[0028]在这样搭载多个控制IC的情况下，将各控制IC的电源输入端子之间连接，因此若各控制IC的频率不同，则其差分的频率显现为电压变动。差分的频率低于各个控制IC的频率，因此无法在输出侧的平滑滤波器中抑制电压变动。另外，在差分的频率为高于控制IC的响应速度的频率的情况下，也无法抑制电压变动。
[0029]因此，在本实施方式的多通道型DC-DC转换器I中，如图2的电路图所示，在控制IC3A的电源输入端子30A以及控制IC3B的电源输入端子30B之间夹设电感线圈，由此将各控制IC的电源输入端子之间高频地分离，从而抑制电压变动。以下，对用于实现该电路结构的构造上的特征进行说明。
[0030]如图1(A)所示，控制IC3A的电源输入端子30A经由输入用配线51A与输入侧电容器12A以及通孔导体IlA连接。另外，输入侧电容器12A的接地电极经由接地用配线71而与端面通孔导体91连接从而被接地。端面通孔导体91为沿层叠方向贯通层叠基板内部的电极，但一部分露出于外部，成为开磁路。因此端面通孔导体91的寄生电感的影响几乎能够忽略。
[0031]控制IC3A的电源输出端子与电感线圈31A连接，最终经由输出用配线52A而与输出侧电容器13A以及通孔导体14A连接。另外，控制IC3A的接地端子经由接地用配线71而与输出侧电容器13A以及端面通孔导体91连接从而被接地。
[0032]通孔导体IlA沿层叠方向贯通多层基板2的内部，与设置在与多层基板2的部件搭载面对置的安装面上的输入端子41连接。输入端子41与安装基板侧的电源输入用的电极等连接。通孔导体14A沿层叠方向贯通多层基板2的内部，与设置在安装面上的输出端子(Voutl)连接。输出端子与安装基板侧的电源输出用的电极等连接。
[0033]另一方面，控制IC3B的电源输入端子30B经由输入用配线51B而与输入侧电容器12B和通孔导体IlB连接。另外，输入侧电容器12B的接地电极经由接地用配线71而与端面通孔导体91连接从而被接地。
[0034]控制IC3B的电源输出端子与电感线圈31B连接，最终经由输出用配线52B而与输出侧电容器13B以及通孔导体14B连接。另外，控制IC3B的接地端子经由接地用配线71而与输出侧电容器13B以及端面通孔导体91连接从而被接地。
[0035]通孔导体IlB沿层叠方向贯通多层基板2的内部，与输入端子41连接。另外，通孔导体14B沿层叠方向贯通多层基板2的内部，与设置在安装面上的输出端子(Vout2)连接。输出端子与安装基板侧的电源输出用的电极等连接。
[0036]因此，输入端子41、控制IC3A的电源输入端子30A、控制IC3B的电源输入端子30B分别连接，并且电源输入端子30A与电源输入端子30B经由磁性体的内部的配线而连接。
[0037]而且，通孔导体IlA以及通孔导体IlB沿层叠方向将包括磁性体的多层基板2的内部贯通，并且其整周由磁性体包围，因此如图2所示分别作为电感线圈LinA和电感线圈LinB发挥功能。另外，通孔导体14A以及通孔导体14B也沿层叠方向将多层基板2的内部贯通，并且其整周由磁性体包围，因此如图2所示分别作为电感线圈LoutA和电感线圈LoutB发挥功能。
[0038]因此，电源输入端子30A以及电源输入端子30B之间，通过上述电感线圈而由高频地高电阻分离。另外，从功能上看，利用电感线圈LinA和输入侧电容器12A (电感线圈LinB和输入侧电容器12B)构成平滑滤波器。因此即便在控制IC3A和控制IC3B的频率不同的情况下，也不会发生其差分的频率显现为电压变动的情况。
[0039]另外，在上述的例子中，例示了降压型DC-DC转换器的例子，但如图3所示，本实用新型也能够应用于升压型DC-DC转换器的情况。
[0040]另外，在上述的例子，对使用了沿层叠方向将多层基板2的内部贯通的通孔导体的例子进行了说明，但即便在构成多层基板2的磁性体的层间上形成配线也能够作为电感线圈发挥功能。
[0041]另外，还能够设置多个通孔导体，延长通过多层基板2的磁性体内部的配线的长度，来实现更高的电感。
[0042]接下来，图4(A)是变形例I的多通道型DC-DC转换器的俯视图，图4(B)是其电路图。对与图1(A)以及图2共通的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
[0043]变形例I的多通道型DC-DC转换器是代替通孔导体14A以及通孔导体14B，分别设置端面通孔导体92A以及端面通孔导体92B的装置。在该情况下，控制IC3A的电源输出端子与电感线圈31A连接，最终经由输出用配线52A而与输出侧电容器13A以及端面通孔导体92A连接。另外，控制IC3B的电源输出端子与电感线圈31B连接，最终经由输出用配线52B而与输出侧电容器13A以及端面通孔导体92B连接。
[0044]端面通孔导体92A以及端面通孔导体92B为沿层叠方向将层叠基板内部贯通的电极，但侧面的至少一部分露出于外部，成为开磁路。
[0045]因此，如图4(B)所示，在变形例I的多通道型DC-DC转换器的情况下，不存在输出侧的电感线圈LoutA和电感线圈LoutB。即便在这种情况下，电源输入端子30A与电源输入端子30B之间也通过电感线圈LinA和电感线圈LinB而由高频地高电阻分离，因此不会出现电压变动。其中，在输出端子Voutl以及输出端子Vout2的后段，即在安装基板侧设置电容器的情况下，若存在基于通孔导体14A以及通孔导体14B而产生的电感线圈LoutA以及电感线圈LoutB，则能够利用上述电感线圈以及电容器构成平滑滤波器，因此有助于噪声抑制。
[0046]接下来，图5 (A)是变形例2的多通道型DC-DC转换器的俯视图，图5⑶是其电路图。对与图1(A)以及图2共通的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
[0047]变形例2的多通道型DC-DC转换器是代替通孔导体11B，设置端面通孔导体93B的装置。在该情况下，控制IC3B的电源输入端子30B经由输入用配线51B而与输入侧电容器12B以及端面通孔导体93B连接。
[0048]端面通孔导体93B为沿层叠方向将层叠基板内部贯通的电极，但一部分露出于外部，成为开磁路。
[0049]因此，如图5⑶所示，在变形例2的多通道型DC-DC转换器的情况下，不存在输入侧的电感线圈LinB。即便在这种情况下，电源输入端子30A与电源输入端子30B之间也通过电感线圈LinA而由高频地高电阻分离，因此不会出现电压变动。其中，在为通孔导体的情况下，能够使部件搭载面上的配线长度比端面通孔导体短，因此配线图案不会复杂化，能够防止元件的安装面积增大，并且还能够降低因配线电阻引起的损失。
[0050]接下来，图6是变形例3的多通道型DC-DC转换器的电路图。对与图2共通的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
[0051]变形例3的多通道型DC-DC转换器是还搭载有输入侧电容器12C、控制IC3C以及输出侧电容器13C，且设置有电感线圈31C的三通道型的DC-DC转换器。
[0052]在变形例3的多通道型DC-DC转换器中，控制IC3C的电源输入端子30C经由通孔导体而与上述输入端子41连接，因此在输入端子41与电源输入端子30C之间夹设有电感线圈LinC。而且，输入端子41、控制IC3A的电源输入端子30A、控制IC3B的电源输入端子30B、控制IC3C的电源输入端子30C分别连接，并且电源输入端子30A、电源输入端子30B以及电源输入端子30C经由磁性体的内部的配线而连接，电源输入端子30A、电源输入端子30B以及电源输入端子30C之间借助上述电感线圈而由高频地高电阻分离。
[0053]因此，即便在该变形例3的多通道型DC-DC转换器中，控制IC3A、控制IC3B以及控制IC3C的频率不同的情况下，其差分的频率也不会显现为电压变动。
[0054]另外，如图7的变形例4的多通道型DC-DC转换器的电路图那样，即便在不存在电感线圈LinC的情况下，电源输入端子30A和电源输入端子30B之间也通过电感线圈LinA和电感线圈LinB而由高频地高电阻分离，电源输入端子30A和电源输入端子30C之间通过电感线圈LinA而由高频地高电阻分离，电源输入端子30B和电源输入端子30C之间通过电感线圈LinB而由高频地高电阻分离。
[0055]g卩，如果形成为某控制IC(第一控制IC)的电源输入端子与其他控制IC(第二控制IC)的电源输入端子，经由磁性体的内部的配线而连接的方式，则即便在更多通道的DC-DC转换器的情况下，也能够抑制电压变动。
[0056]另外，本实施方式的多通道型DC-DC转换器，虽示出了经由端面通孔导体91而将各电子部件接地的结构，但如图8(A)和图8(B)所示的变形例5的多通道型DC-DC转换器那样，端面通孔导体91不是必需的结构。
[0057]变形例5的多通道型DC-DC转换器是代替端面通孔导体91，设置有通孔导体901的装置。在该情况下，控制IC3A、控制IC3B、输入侧电容器12A、输入侧电容器12B、输出侧电容器13A以及输出侧电容器13B的接地端子，经由接地用配线71而与通孔导体901连接从而被接地。
[0058]通孔导体901沿层叠方向将包括磁性体的多层基板2的内部贯通，并且不露出于外部，因此如图8(B)所示作为电感线圈LGND发挥功能。在该情况下，开关信号因电感线圈LGND而不到达地面，所以有可能显现为噪声，但即便在该情况下，电源输入端子30A与电源输入端子30B之间也通过电感线圈LinA以及电感线圈LinB而由高频地高电阻分离，因此不会出现电压变动。
[0059]另外，还能够如图9(A)以及图9(B)所示的变形例6的多通道型DC-DC转换器那样，形成为设置更多的通孔导体(在本例中为通孔导体901A、通孔导体901B以及通孔导体901C)的方式。
[0060]在该情况下，在接地侧并列连接有多个电感线圈，因此形成为更低的值作为合成电感，与图8的例子相比能够实现更稳定的动作。
[0061]附图标记说明:1…DC-DC转换器；2…多层基板；3A、3B…控制IC(芯片);11A、IlB…通孔导体；12A、12B…输入侧电容器；13A、13B…输出侧电容器；14A、14B…通孔导体；30A、30B…电源输入端子；31A、31B…电感线圈；41…输入端子；51A、51B…输入用配线；52A、52B…输出用配线；71…接地用配线；91…端面通孔导体。
【权利要求】
1.一种多通道型DC-DC转换器，具备: 多层基板，其包括磁性体； 第一电感线圈和第二电感线圈，它们形成在所述多层基板的内部；以及 第一控制IC和第二控制1C，它们设置在所述多层基板的部件搭载面上，分别与所述第一电感线圈和所述第二电感线圈连接， 所述多通道型DC-DC转换器的特征在于， 设置在与所述多层基板的所述部件搭载面对置的安装面上的输入端子、所述第一控制IC的电源输入端子、所述第二控制IC的电源输入端子分别连接，所述第一控制IC的电源输入端子与所述第二控制IC的电源输入端子经由所述磁性体的内部的配线而连接。
2.根据权利要求1所述的多通道型DC-DC转换器，其特征在于， 所述第一控制IC的输出端子与设置于所述安装面的第一输出端子、以及所述第二控制IC的输出端子与设置于所述安装面的第二输出端子，分别经由所述磁性体的内部的配线而连接。
3.根据权利要求1或2所述的多通道型DC-DC转换器，其特征在于， 所述磁性体的内部的配线包括通孔导体。
4.根据权利要求1或2所述的多通道型DC-DC转换器，其特征在于， 在所述第一控制IC的电源输出端子与设置在所述安装面上的第一输出端子之间连接所述第一电感线圈，在所述第二控制IC的电源输出端子与设置在所述安装面上的第二输出端子之间连接所述第二电感线圈，来构成降压型DC-DC转换器。
5.根据权利要求1或2所述的多通道型DC-DC转换器，其特征在于， 在所述第一控制IC的电源输入端子与设置于所述安装面的输入端子之间连接所述第一电感线圈，在所述第二控制IC的电源输入端子与设置于所述安装面的输入端子之间连接所述第二电感线圈，来构成升压型DC-DC转换器。
【文档编号】H02M1/14GK204244072SQ201290001130
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年5月15日
【发明者】野间隆嗣 申请人:株式会社村田制作所