用于组装电压放大器的系统和方法
【专利说明】用于组装电压放大器的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2013年8月12日提交的题为“用于组装电压放大器的系统和方法”的美国非临时专利申请号13/964，841的优先权和权益，该申请通过引用的方式全部并入本文中，并且该非临时申请要求享有2012年9月14日提交的题为“用于组装电压放大器的系统和方法”的美国临时专利申请序列号61/701，285的优先权和权益，该临时专利申请通过引用的方式全部并入本申请中。
【背景技术】
[0003]本发明总体上涉及具有二极管和电容器的电子部件，并且更具体地讲，涉及级联式电压放大器。
[0004]电压放大器，特别是电压倍增器，是将低压交流电(AC)转换成高压直流电(DC)的电路。电压放大器具有多种多样的用途，例如，家用电器中的较低电压或闪电安全测试设备中的超高电压。通用的电压放大器通常包含许多电子部件(例如，电容器和二极管)，从而要求一种用于连接并保护每个部件的方法。随着对采用电压放大器的更小且更轻的设备(例如，静电喷枪)的需求的增长，希望在增加或维持电压放大器的可靠性的同时减小电压放大器组件自身的电压的尺寸和重量。
【发明内容】
[0005]在一个实施例中，一种电压放大器包括第一行，所述第一行包括设置成共线的多个第一电容器，其中第一行的每个电容器具有第一端子。另外，电压放大器包括与第一行水平平行的第二行。第二行具有设置成共线的多个第二电容器，并且第二行的每个电容器具有第二端子。电压放大器包括第三行，所述第三行具有定位成与第一行相交并且竖直地位于第一行和第二行上面的多个第一二极管。此外，所述多个第一二极管的二极管定位成彼此水平地相邻。电压放大器包括第四行，所述第四行具有与第一行相交并且竖直地位于第三行上面的多个第二二极管。所述多个第二二极管的二极管定位成彼此水平平行并且定位成与所述多个第一二极管的相应二极管相交。另外，电压放大器包括配置成将所述多个第一电容器直接物理地连接到所述多个第一和所述多个第二二极管的多个第一电引线。此夕卜，电压放大器包括配置成将所述多个第二电容器直接物理地连接到所述多个第一和所述多个第二二极管的多个第二电引线。
[0006]在第二实施例中，制造电压放大器的方法包括将第一二极管定位在第一电容器的竖直上方。所述方法还包括使用位于第一二极管上的第一引线将第一二极管直接物理地联接到位于第一电容器上的第一端子。另外，所述方法包括使用位于第一二极管上的第二引线将第一二极管直接物理地联接到位于第二电容器上的第二端子。此外，第一二极管在第一方向上向前偏置。所述方法还包括将第二二极管定位在第一二极管的竖直上方，并定位成与第一二极管相交，其中第二二极管在第二方向上向前偏置。所述方法进一步包括使用位于第二二极管上的第三引线将第二二极管直接物理地联接到第一端子。另外，所述方法包括使用位于第二二极管上的第四引线将第二二极管直接物理地联接到位于第二电容器上的第三端子。此外，所述方法包括将第一电容器布置在第一行并且将第二电容器布置在第二行。
[0007]在第三实施例中，电子装置包括印刷电路板以及配置成联接到印刷电路板的电压放大器。电压放大器包括一个或多个级，其中每个级配置成提供是输入电压大约两倍的输出电压。每个级包括多个二极管，布置在第一行和第二行的多个电容器，使第一二极管引线直接物理地连接到第一端子的多个接合处，直接物理地连接到印刷电路板的输入节点，以及直接物理地联接到印刷电路板的输出节点。此外，所述多个二极管中的每一个包括二极管主体，第一二极管引线和第二二极管引线。另外，所述多个电容器中的每一个包括电容器主体，第一端子和第二端子。每个二极管的第一和第二二极管引线为电压放大器接合处提供框架。第一二极管引线直接物理地连接第一行内的一个或多个端子，并且第二二极管引线直接物理地连接第二行内的一个或多个端子。每个接合处将来自所述多个电容器之一的第一端子与相邻电容器的第二端子以及所述多个二极管的两个二极管联接。此外，每个接合处远离印刷电路板。
【附图说明】
[0008]当结合附图阅读以下详细说明时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，在整个附图中，相同的附图标记代表相同的部件，其中:
[0009]图1是图示了电压放大器的实施例的示意图；
[0010]图2是印刷电路板上的电压放大器的实施例的立体图；
[0011]图3是未使用印刷电路板的情况下组装的电压放大器的另一个实施例的俯视图；
[0012]图4是图3的电压放大器的两个电容器的连接的侧视图，图示了两个二极管相对于电容器的取向；
[0013]图5是图3的电压放大器的实施例的侧视图，为了清楚的目的省略了二极管；以及
[0014]图6是图示了图3的电压放大器的制造方法的框图。
【具体实施方式】
[0015]以下将介绍本公开的一个或更多个具体实施例。为了致力于提供这些实施例的简要介绍，在说明书中可以不描述实际实施方式的所有特征。应当意识到在开发任何这样的实际实施方式时，例如在任何的工程或设计项目中，都必须做出大量的实施方式专用决策，以实现开发者的特定目标，例如符合与系统相关和业务相关的约束条件，而这些特定目标在不同的实施方式中可能有所不同。而且，应该意识到尽管这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但对受益于本公开的本领域普通技术人员来说这仍然是一种从事设计、制造和加工的常规手段。
[0016]在介绍本公开的不同实施例的要素时，词语“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在指存在一个或多个所述的要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的并意味着除了所列举的要素之外还可以有另外的要素。操作参数和/或环境条件的任何示例并不排除所公开的实施例之外的其他参数/条件。
[0017]本公开的各实施例包括电压放大器组件内的级联式电压放大器。电压放大器组件接收交流电压并将交流电压转换成更高的直流电压。按照以下详细讨论的，电压放大器组件的某些实施例包括设置在Cockroft-Walton发电机构造中的多个电容器和二极管。电容器和二极管使用来自电容器和/或二极管的引线直接物理地联接，而不是将每个部件焊接在印刷电路板上。通过使用电容器引线和/或二极管引线来连接而不是使用印刷电路板来连接每个单独的电子部件(例如，电容器或二极管)，通过在每个单独部件之间给需要印刷电路板连接的电压放大器提供输入/输出节点，电压放大器组件可以做得比电压放大器更小或更轻。另外，通过省略每个单独部件之间的印刷电路板连接，在将电压放大器连接到电路板之前可以在电压放大器组件上涂覆保护涂层以减少各个部件上的飞弧。另外，电压放大器组件的各个实施例允许重复子组件(例如，级)以获得所需的输出电压和输入电压比，而不会受到印刷电路板大小的限制。最后，通过实现没有印刷电路板的电压放大器电路的构造，可以在一个位置处完成工艺，从而进一步减少制造问题，例如，污染表面或润湿印刷板，锐化焊点和接触式清洁(例如，去除焊剂残渣)。
[0018]现在转到附图，图1是电压放大器10的实施例的示意图。电压放大器10的图示实施例是Cockroft-Walton倍增器，但是某些实施例可以包括适于放大电压的具有电容器和二极管的任何电压放大器，例如，Greinacher倍增器或其他电子电路。电压放大器10具有多个电容器12和二极管14。电容器可以是适于电压放大的任何类型的电容器，例如，陶