[发明专利]电源装置

说明书

DC/DC转换器200A包括对应于N相的N个电感器L1_1至L1_N和N个功率模块220_1至220_N。N个功率模块中的至少一个安装在与印刷电路板300A的主安装表面SA相反的子安装表面SB上。

技术领域

本发明涉及一种电源装置。

背景技术

在诸如个人计算机和游戏控制台的电子设备中，使用DC(直流)/DC转换器(开关调节器)，以便将由电池或逆变器提供的直流电压降低到负载的最佳电压水平。

图1是示出多相降压DC/DC转换器的配置示例的电路图。DC/DC转换器200具有N相(N≥2)，并且包括输入线202、输出线204、N个电感器L1_1至L1_N、输入电容器Ci、输出电容器Co、控制器210和N个功率模块220_1至220_N。

输出线204连接到功耗(负载电流I_OUT)动态变化的负载(未示出)。DC/DC转换器200接收输入线202的输入电压V_IN，产生稳定在预定电平的输出电压V_OUT，并将产生的输出电压V_OUT提供给负载。输入线202连接到用于稳定输入电压V_IN的输入电容器Ci。输出线204连接到用于平滑输出电压V_OUT的输出电容器Co。

功率模块220主要具有VIN引脚、PGND引脚、SW引脚、VCC引脚、AGND引脚和PWM引脚。功率模块220包括高侧开关(开关晶体管)M1、低侧开关(同步整流晶体管)M2、高侧驱动器222、低侧驱动器224和逻辑电路226。高侧开关M1设置在VIN引脚和SW引脚之间。低侧开关M2设置在SW引脚和PGND引脚之间。

控制器210监控流向多个电感器L1_1至L1_N中的每一个的电流或负载电流I_OUT，并确定驱动相位数K。例如，在N＝4的情况下，可以选择四个值，即1、2、3和4(或三个值，即1、2和4)作为驱动相位数K。

此外，控制器210接收基于输出电压V_OUT的反馈信号V_FB，生成占空比被调整为使得反馈信号V_FB接近预定目标电压V_REF的脉冲信号S_PWM，并将生成的脉冲信号S_PWM分配给N个功率模块220_1至220_N中的K个功率模块。相位差为360/K度的脉冲信号S_PWM1至S_PWMK被分配给K个功率模块220_1至220_K。

DC/DC转换器200如上所述配置。接下来，下面描述DC/DC转换器200的操作。以下描述涉及M＝4并且驱动相位数K可以是2、3或4的情况。图2(a)至图2(c)均为波形图，显示了当K＝2、3或4时产生的开关电压Vsw1至Vsw4。

发明内容

[技术问题]

DC/DC转换器200的部件安装在印刷电路板上。传统的DC/DC转换器200被配置成使得作为主要部件的电感器L1_1至L1_N和功率模块220_1至220_N被安装在相同的安装表面上。这里，主要部件表示占据大面积并允许大电流流动的部件。

将主要部件安装在同一安装表面上扩大了DC/DC转换器200所占据的面积。它意味着印刷电路板面积的增加，并可能导致成本的增加。

此外，在导致多个功率模块220_1至220_N产生大量热量的应用的情况下，需要使用散热器来冷却多个功率模块220_1至220_N。然而，当多个功率模块220_1至220_N被设置在诸如多个电感器L1_1至L1_N的其他部件附近时，散热器的形状可能被其他部件限制以削弱冷却效果。

相反，通过优先考虑冷却效果来确定布局增加了功率模块和电感器之间的距离，并且扩大了DC/DC转换器200所占据的面积。这可能会导致成本增加。