復合電源管理裝置以及通信裝置制造方法
【專利摘要】一種復合電源管理裝置以及通信裝置。本發(fā)明的目在于提高集成在1個電子部件內(nèi)置基板的多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的動作的精度。其中，多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器(10k)分別具有串聯(lián)連接在節(jié)點(n1k)與節(jié)點(n2k)之間的開關元件(11k)和扼流線圈(13k)、一個端部連接于開關元件(11k)與扼流線圈(13k)的連接點即節(jié)點(n3k)且另一個端部連接于相對應的接地端子(Gk)的開關元件(12k)、以及基于開關元件(12k)的另一個端部即節(jié)點(n4k)的電壓來排他性地控制開關元件(11k,12k)的ON/OFF狀態(tài)的誤差放大器(14k)，共用基準線(ZG)連接于設置在連接多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器(10k)各自的開關元件(12k)與接地端子(Gk)的配線的節(jié)點(n5k)。
【專利說明】復合電源管理裝置以及通信裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及復合電源管理裝置以及通信裝置，特別是涉及具有在1個電子部件內(nèi) 置基板內(nèi)集成有多個非絕緣型降壓（或者升壓）DC/DC轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造的復合電源管理裝置 以及具備這樣的多個電源管理裝置的通信裝置。

【背景技術】
[0002] 近年來，在正在快速普及的智能電話等通信裝置中，為了將從外部提供的電源電 壓降壓或者升壓并提供給內(nèi)部的處理器，而使用非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器。非絕緣型的DC/DC 轉(zhuǎn)換器是由晶體管的開關來轉(zhuǎn)換電壓的轉(zhuǎn)換器，由于不使用變壓器因此適用于小型化。近 年來，內(nèi)置這樣的非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的電子部件內(nèi)置基板也得到使用，在專利文獻1中 公開了內(nèi)置降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的電子部件內(nèi)置基板的例子。
[0003] 現(xiàn)有技術文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1 :日本專利第4953034號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明所要解決的技術問題
[0007] 可是，在最近的智能電話等通信裝置中，有內(nèi)置頻帶處理器或應用處理器等需要 互為不同的電源電壓的多個部件。在該情況下，從單一的電源電壓生成多個電源電壓的結(jié) 構(gòu)是必要的，作為其具體例子，近年來正在研究具有將多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器集成在1 個電子部件內(nèi)置基板的結(jié)構(gòu)的復合電源管理裝置。
[0008] 然而，在1個電子部件內(nèi)置基板集成多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況下，與嵌入 僅1個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況相比，降壓動作或升壓動作的誤差變大，因而有必要進 行改善。以下，就這點進行詳細說明。
[0009] 圖6(a)、圖6(b)分別是表示本發(fā)明的【背景技術】所涉及的非絕緣型的DC/DC轉(zhuǎn)換 器100和本發(fā)明的【背景技術】所涉及的非絕緣型的DC/DC轉(zhuǎn)換器110的圖。在圖6(a)中還 圖示直流電源120和降壓后的電源電壓的供給對象即負載121，在圖6(b)中還圖示直流電 源120和升壓了的電源電壓的供給對象即負載122。以下，首先說明這些結(jié)構(gòu)，其后，就在1 個電子部件內(nèi)置基板集成多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況的問題點進行說明。
[0010] 如圖6(a)所示，降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器100具有P溝道M0S晶體管即開關元件101、 N溝道M0S晶體管即開關元件102、扼流線圈103、誤差放大器104、基準電壓生成電路105、 可變電阻106、電阻107、斜波生成電路108、以及比較器109而構(gòu)成。在降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器 100的輸入節(jié)點nlOO連接有直流電源120,在輸出節(jié)點nlOl連接有負載121。
[0011] 開關元件1〇1和扼流線圈103依次串聯(lián)連接在輸入節(jié)點nlOO與輸出節(jié)點nlOl之 間。開關元件102連接于開關元件101和扼流線圈103的連接點即節(jié)點nl02與接地端子 之間。電阻107和可變電阻106依次串聯(lián)連接在輸出節(jié)點nlOl與開關元件102的接地側(cè) 端部即節(jié)點nl03之間。
[0012] 開關元件101，102的柵電極均連接于比較器109的輸出端子。比較器109的非反 相輸入端子連接于斜波生成電路108的輸出端子，比較器109的反相輸入端子連接于誤差 放大器104的輸出端子。誤差放大器104的非反相輸入端子連接于基準電壓生成電路105， 誤差放大器104的反相輸入端子連接于電阻107和可變電阻106的連接點即節(jié)點nl04。
[0013] 在降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器100中，通過誤差放大器104的控制來切換開關元件101，102 的狀態(tài)。具體而言，在開關元件101，102分別為導通（0N)、關斷（OFF)的第1狀態(tài)與開關元 件101，102分別為關斷（OFF)、導通（0N)的第2狀態(tài)之間，切換開關元件101，102的狀態(tài)。 在第1狀態(tài)下，電源電壓從直流電源120沿著線路R101提供給負載121，再將能量蓄積于扼 流線圈103。另一方面，在第2狀態(tài)下，由從扼流線圈103釋放的能量產(chǎn)生電壓，該電壓沿著 線路R102提供給負載121。
[0014] 誤差放大器104輸出將節(jié)點nl04的電壓與基準電壓生成電路105的輸出電壓的 差分進行積分后的值，比較器109在該積分值比斜波生成電路108的輸出電壓大的情況下 輸出低電平的電壓，使開關元件101，102為上述的第1狀態(tài)。由此，輸出節(jié)點nlOl的電壓 上升。另一方面，比較器109在誤差放大器104的輸出比斜波生成電路108的輸出電壓小 的情況下輸出高電平的電壓，使開關元件101，102為上述的第2狀態(tài)。由此，輸出節(jié)點nlOl 的電壓下降。如此，輸出節(jié)點nlOl的電壓成為恒定值。
[0015] 接著，如圖6(b)所示，升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器110具有N溝道M0S晶體管即開關元件 111、P溝道M0S晶體管即開關元件112、扼流線圈113、誤差放大器114、基準電壓生成電路 115、可變電阻116、電阻117、斜波生成電路118、以及比較器119而構(gòu)成。在升壓DC/DC轉(zhuǎn) 換器110的輸入節(jié)點nllO連接有直流電源120,在輸出節(jié)點nlll連接有負載122。
[0016] 扼流線圈113以及開關元件112依次串聯(lián)連接在輸入節(jié)點nllO與輸出節(jié)點nlll 之間。開關元件111連接于扼流線圈113和開關元件112的連接點即節(jié)點nll2與接地端 子之間。電阻117和可變電阻116依次串聯(lián)連接在輸出節(jié)點nlll與開關元件111的接地 側(cè)端部即節(jié)點nl 13之間。
[0017] 開關元件111，112的柵電極均連接于比較器119的輸出端子。比較器119的非反 相輸入端子連接于斜波生成電路118的輸出端子，比較器119的反相輸入端子連接于誤差 放大器114的輸出端子。誤差放大器114的非反相輸入端子連接于基準電壓生成電路115， 誤差放大器114的反相輸入端子連接于電阻117和可變電阻116的連接點即節(jié)點nll4。
[0018] 在升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器110中，通過誤差放大器114的控制來切換開關元件111，112 的狀態(tài)。具體而言，在開關元件111，112分別為導通（0N)、關斷（OFF)的第3狀態(tài)與開關元 件111，112分別為關斷（OFF)、導通（0N)的第4狀態(tài)之間，切換開關元件111，112的狀態(tài)。 在第3狀態(tài)下，電源電壓從直流電源120沿著線路R103提供給扼流線圈113,由此，將能量 蓄積于扼流線圈113。另一方面，在第4狀態(tài)下，電源電壓從直流電源120沿著線路R104提 供給負載122,但是由于加上由從扼流線圈113釋放的能量所產(chǎn)生的電壓，因此施加于負載 122的電壓為比直流電源120所輸出的電源電壓大的電壓。
[0019] 誤差放大器114輸出將節(jié)點nll4的電壓與基準電壓生成電路105的輸出電壓的 差分進行積分后的值，比較器119在該積分值比斜波生成電路118的輸出電壓大的情況下 輸出高電平的電壓，使開關元件111，112為上述的第3狀態(tài)。由此，能量蓄積在扼流線圈 113,而輸出節(jié)點nlll的電壓下降。另一方面，比較器119在誤差放大器114的輸出比斜波 生成電路118的輸出電壓小的情況下輸出低電平的電壓，使開關元件111，112為上述的第 4狀態(tài)。由此，輸出節(jié)點nlll的電壓上升。如此，輸出節(jié)點nlll的電壓成為恒定值。
[0020] 以下，就在1個電子部件內(nèi)置基板集成多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況的問題 點進行說明。
[0021] 首先，著眼于降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器100進行說明。如從上述的說明得以理解，誤差放 大器104基于節(jié)點nl04的電壓進行開關元件101，102的切換控制。再者，節(jié)點nl04的電 壓不僅隨節(jié)點nlOl的電壓而且還隨節(jié)點nl03的電壓而變動。因此，為了使誤差放大器104 正確地動作，有必要恒定地保持節(jié)點nl03的電壓。
[0022] 如圖6(a)所示，節(jié)點nl03連接于接地端子。因此，通常而言節(jié)點nl03的電壓為 與從外部提供的接地電位相等的值。實際上在電流流過線路R101的情況（電流不流過節(jié) 點nl03的情況）下，節(jié)點nl03的電壓與接地電位基本相等。然而，在電流流過線路R102 的情況下，節(jié)點nl〇3的電壓變化成比接地電位小的值。這是由于為了配線電阻存在于節(jié)點 nl〇3與接地端子之間而產(chǎn)生的電壓降所引起的結(jié)果。
[0023] 在1個電子部件內(nèi)置基板嵌入僅1個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況下，可以設計 電子部件內(nèi)置基板的內(nèi)部配線或內(nèi)部通孔（via)導體，使得節(jié)點nl03與接地端子之間的配 線電阻為極小的值，通過這樣做，能夠使上述那樣的節(jié)點nl03的電壓降減少到基本不成為 問題的水平。但是，在1個電子部件內(nèi)置基板集成多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況下，電 子部件內(nèi)置基板的內(nèi)部配線或內(nèi)部通孔導體的設計自由度受到很大限制，因而難以利用下 功夫設計來減少節(jié)點nl03的電壓降。作為其結(jié)果，降壓動作的誤差變大。
[0024] 對于升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器110也是同樣。在升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器110中，為了使誤差 放大器114正確地動作而有必要恒定地保持節(jié)點nll3的電壓，但是在1個電子部件內(nèi)置基 板集成多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況下，電子部件內(nèi)置基板的內(nèi)部配線或內(nèi)部通孔導 體的設計自由度受到很大限制。其結(jié)果，難以利用下功夫設計來減少節(jié)點nll3的電壓上升 (由于電流流過線路R103而引起的上升），產(chǎn)生升壓動作的誤差變大的情況。
[0025] 因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠提高集成在1個電子部件內(nèi)置基板的 多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的動作精度的復合電源管理裝置以及通信裝置。
[0026] 解決技術問題的手段
[0027] 本所涉及的復合電源管理裝置，其特征在于：具備分別具有提供外部電源的第1 節(jié)點、連接于負載的第2節(jié)點、以及提供接地電位的接地端子的多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換 器；以及共同連接于所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器的共用基準線；所述多個非絕緣型DC/ DC轉(zhuǎn)換器分別具有串聯(lián)連接在所述第1節(jié)點與所述第2節(jié)點之間的第1開關元件和電感 器、一個端部連接于所述第1開關元件和所述電感器的連接點即第3節(jié)點且另一個端部連 接于相對應的所述接地端子的第2開關元件、以及基于所述第2開關元件的所述另一個端 部即第4節(jié)點的電壓來排他性地控制所述第1和第2開關元件的0N/0FF狀態(tài)的輸出電壓 調(diào)整電路，所述共用基準線連接于設置在連接所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述 第2開關元件與所述接地端子的配線的第5節(jié)點。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，能夠在非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器為降壓型的情況下防止第4節(jié)點的電 壓降，在非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器為升壓型的情況下防止第4節(jié)點的電壓上升，因而能夠提高 集成在1個電子部件內(nèi)置基板的多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的動作精度。另外，還能 夠得到減少出現(xiàn)在第2節(jié)點的波紋噪聲的效果、以及減少在切換第1和第2開關元件的ON/ OFF后緊接著發(fā)生的高頻諧振噪聲的效果。
[0029] 在上述復合電源管理裝置中，可選地，還具備：多層基板，其具有第1至第3配線 層、位于所述第1配線層與所述第2配線層之間的第1樹脂層、位于所述第2配線層與所述 第3配線層之間的第2樹脂層、貫通所述第1樹脂層并將所述第1和第2配線層相互連接 的第1通孔導體、貫通所述第2樹脂層并將所述第2和第3配線層相互連接的第2通孔導 體、以及設置在所述第2樹脂層的1C用通孔導體；以及半導體電子部件，其集成有所述多個 非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述第1和第2開關元件以及所述輸出電壓調(diào)整電路，且埋 入到所述第2樹脂層，所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述接地端子形成在所述第 1配線層，并且經(jīng)由所述第1和第2通孔導體而連接于所述第2和第3配線層，所述半導體 電子部件經(jīng)由所述1C用通孔導體而連接于與相對應的所述接地端子相連接的所述第2配 線層內(nèi)的配線，所述共用基準線設置在所述第3配線層，所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各 自的所述接地端子連接于所述第3配線層內(nèi)的所述共用基準線即配線。
[0030] 在該復合電源管理裝置中，進一步可選地，所述多層基板具有第4配線層、位于所 述第3配線層與所述第4配線層之間的第3樹脂層、以及貫通所述第3樹脂層并將所述第3 和第4配線層相互連接的第3通孔導體，所述電感器是連接于所述第4配線層的貼片部件。
[0031] 另外，進一步可選地，所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器分別具有連接于所述第1節(jié) 點與所述共用基準線之間的第1電容器、以及連接于所述第2節(jié)點與所述共用基準線之間 的第2電容器，所述第1和第2電容器分別是連接于所述第4配線層的貼片部件。
[0032] 在上述各復合電源管理裝置中，進一步可選地，當以所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn) 換器各自中的無所述共用基準線的情況下的所述第4節(jié)點的電壓即第1電壓在所述多個非 絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的該第1電壓的合計值中所占的比例為第1比例，并以所述多個 非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自中的所述第5節(jié)點與所述共用基準線之間的配線電阻即第1電 阻值在所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的該第1電阻值的合計值中所占的比例為第2 比例時，所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自中的所述第1電阻值以該非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn) 換器中的所述第1和第2比例成為反比例的關系的方式?jīng)Q定。
[0033] 在上述各復合電源管理裝置中，進一步可選地，所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器 分別具有測定流過所述第4節(jié)點與所述第5節(jié)點之間的電流量的電流傳感器，所述復合電 源管理裝置還具備修正所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述輸出電壓調(diào)整電路的 傳遞函數(shù)的傳遞函數(shù)修正機構(gòu)、以及針對所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器每個存儲所述傳 遞函數(shù)的修正信息的存儲機構(gòu)，所述傳遞函數(shù)修正機構(gòu)基于所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換 器各自的所述電流傳感器的測定結(jié)果以及存儲在所述存儲機構(gòu)中的所述修正信息來修正 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述輸出電壓調(diào)整電路的所述傳遞函數(shù)。
[0034] 在上述各復合電源管理裝置中，進一步可選地，所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器 分別是降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述第1開關元件與所述電感器相比在電氣上配置在靠近所述 第1節(jié)點的位置，可選地，所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器分別是升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述 第1開關元件與所述電感器相比在電氣上配置在靠近所述第2節(jié)點的位置。
[0035] 另外，本發(fā)明所涉及的通信裝置，其特征在于：具備上述各復合電源管理裝置當中 的任一個。
[0036] 發(fā)明的效果
[0037] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提高集成在1個電子部件內(nèi)置基板的多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換 器各自的動作精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038] 圖1 (a)是本發(fā)明優(yōu)選的第1實施方式所涉及的復合電源管理裝置1的截面的示 意圖，圖1 (b)是表示內(nèi)置在該復合電源管理裝置1中的DC/DC轉(zhuǎn)換器10k的電路結(jié)構(gòu)的圖。
[0039] 圖2(a)是關于本發(fā)明優(yōu)選的第1實施方式所涉及的復合電源管理裝置1，并表示 連接節(jié)點n4 k，n6k，n7k、共用基準線Ze、以及接地端子G k之間的配線阻抗的圖，圖2 (b)是表 示η = 2的情況的圖。
[0040] 圖3(a)是表示本發(fā)明的比較例所涉及的復合電源管理裝置中所包含的DC/DC轉(zhuǎn) 換器50 k的電路結(jié)構(gòu)的圖，圖3 (b)是關于DC/DC轉(zhuǎn)換器50k，并表示連接節(jié)點n4k，n6k，n7 k以 及接地端子Gk之間的配線阻抗的圖。
[0041] 圖4(a)是表示本發(fā)明第2實施方式所涉及的復合電源管理裝置1的電路結(jié)構(gòu)的 圖，圖4(b)是傳遞函數(shù)f k的修正信息的說明圖。
[0042] 圖5是表示本發(fā)明第3實施方式所涉及的內(nèi)置在復合電源管理裝置中的非絕緣型 升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器30 k的電路結(jié)構(gòu)的圖。
[0043] 圖6 (a)、圖6 (b)分別是表示本發(fā)明的【背景技術】所涉及的非絕緣型降壓DC/DC轉(zhuǎn)換 器100、以及本發(fā)明的【背景技術】所涉及的非絕緣型升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器110的圖。
[0044] 附圖的說明：
[0045] B 焊球
[0046] ESL1?ESL6 寄生電感
[0047] ESR1?ESR6 寄生電阻
[0048] Gk 接地端子
[0049] II?13 樹脂層
[0050] L1?L4 配線層
[0051] V12，V23，V34 通孔導體
[0052] VIC 1C用通孔導體
[0053] ZG 共用基準線
[0054] 10k 降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器
[0055] 1 復合電源管理裝置
[0056] 2 半導體電子部件
[0057] llk，12k 開關元件
[0058] 13k 扼流線圈
[0059] 14k 誤差放大器
[0060] 15k 基準電壓生成電路
[0061] 16k 可變電阻
[0062] 17k 電阻
[0063] 18k 初級側(cè)電容器
[0064] 19k 次級側(cè)電容器
[0065] lAk 斜波生成電路
[0066] lBk 比較器
[0067] 20k 電流傳感器
[0068] 21 傳遞函數(shù)修正機構(gòu)
[0069] 22 非揮發(fā)性存儲器
[0070] 30k 升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器
[0071] 31k，32k 開關元件
[0072] 33k 扼流線圈
[0073] 34k 誤差放大器
[0074] 35k 基準電壓生成電路
[0075] 36k 可變電阻
[0076] 37k 電阻
[0077] 38k 初級側(cè)電容器
[0078] 39k 次級側(cè)電容器
[0079] 3Ak 斜波生成電路
[0080] 3Bk 比較器

【具體實施方式】
[0081] 以下，一邊參照附圖一邊就本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。
[0082] 圖1 (a)是本發(fā)明優(yōu)選的第1實施方式所涉及的復合電源管理裝置1的截面的示 意圖。另外，圖1(b)是表示內(nèi)置在該復合電源管理裝置1中的DC/DC轉(zhuǎn)換器10 k的電路結(jié) 構(gòu)的圖。DC/DC轉(zhuǎn)換器10k是非絕緣型的降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，在復合電源管理裝置1中，內(nèi) 置有n+1個（DC/DC轉(zhuǎn)換器叫?10 n)這樣的DC/DC轉(zhuǎn)換器10k。
[0083] 如圖1(a)所示，復合電源管理裝置1具有在由3層樹脂層II?13構(gòu)成的多層 基板中埋入有半導體電子部件2的構(gòu)造。半導體電子部件2是構(gòu)成包含于DC/DC轉(zhuǎn)換器 10。?10"中的半導體電路（后述的包含開關元件ll k，12k、誤差放大器14k等的電路）的電 子部件，在使端子面朝向樹脂層Π 側(cè)的狀態(tài)下埋入到樹脂層12。
[0084] 在構(gòu)成多層基板下側(cè)表面的樹脂層II的下側(cè)表面，形成有配線層L1以及焊球B。 焊球B是為了在將復合電源管理裝置1安裝于外部印刷基板等時連接印刷基板上的配線與 復合電源管理裝置1的端子而使用的。
[0085] 樹脂層II與樹脂層12之間形成有配線層L2,在樹脂層12與樹脂層13之間形成 有配線層L3。在作為配線層L3形成的配線，包含稍后詳細說明的共用基準線Z e。
[0086] 在構(gòu)成多層基板的上側(cè)表面的樹脂層13上側(cè)表面，形成有配線層L4。在配線層 L4的表面，分別安裝有貼片部件即初級側(cè)電容器1--18"、扼流線圈1--13"、以及次級 側(cè)電容器1--19n。再有，在圖1 (a)中，例示了分別各1個（初級側(cè)電容器18k、扼流線圈 13k以及次級側(cè)電容器19 k)。
[0087] 在樹脂層II，12, 13,分別設置有通孔導體V12, V23, V34。通孔導體V12貫通樹脂 層II并連接配線層L1與配線層L2。通孔導體V23貫通樹脂層12并連接配線層L2與配線 層L3。通孔導體V34貫通樹脂層13并連接配線層L3與配線層L4。另外，在樹脂層12,還 設置1C用通孔導體VIC。1C用通孔導體VIC連接配線層L2與半導體電子部件2的端子電 極。
[0088] 如圖1 (b)所示，DC/DC轉(zhuǎn)換器10k具有P溝道M0S晶體管即開關元件llk、N溝道 M0S晶體管即開關元件12k、扼流線圈13k、誤差放大器14k(輸出電壓調(diào)整電路）、基準電壓 生成電路15 k、可變電阻16k、電阻17k、初級側(cè)電容器18k、次級側(cè)電容器19 k、斜波生成電路 lAk、以及比較器lBk而構(gòu)成。在DC/DC轉(zhuǎn)換器10k的輸入節(jié)點nl k連接有直流電源6k，在輸 出節(jié)點n2k連接有負載7k。再有，作為直流電源6 k，可以使用DC/DC轉(zhuǎn)換器叫?10n的一 部分或者全部共用的直流電源。
[0089] 開關元件llk以及扼流線圈13k依次串聯(lián)連接在輸入節(jié)點nl k與輸出節(jié)點n2k之間。 開關元件12k連接于開關元件llk和扼流線圈13 k的連接點即節(jié)點n3k與圖1 (a)所示的焊 球B之一即接地端子Gk之間。電阻17k以及可變電阻16k依次串聯(lián)連接在輸出節(jié)點^，與 開關元件12 k的接地側(cè)端部即節(jié)點n4k之間。
[0090] 在接地端子Gk，除了開關元件12k(節(jié)點n4k)以外，還連接有初級側(cè)電容器18 k的 接地側(cè)端部即節(jié)點n6k、以及次級側(cè)電容器19k的接地側(cè)端部即節(jié)點n7 k。即，接地端子Gk成 為與開關元件12k、初級側(cè)電容器18 k、以及次級側(cè)電容器19k共用的接地端子。初級側(cè)電容 器18k的另外一個端部連接于輸入節(jié)點nl k，次級側(cè)電容器19k的另外一個端部連接于輸出 下點n2k。
[0091] 節(jié)點n6k，n7k與接地端子Gk經(jīng)由圖1(a)所示的配線層L3所屬的共用基準線Z e來 連接。在連接該共用基準線Ze與接地端子Gk的配線的中途設置有節(jié)點n5 k，節(jié)點n4k經(jīng)由 該節(jié)點n5k而連接于接地端子Gk。
[0092] 共用基準線Ze在DC/DC轉(zhuǎn)換器10。?10n是共用的。S卩，共用基準線Z e與節(jié)點 n5Q?n5n(節(jié)點n4Q?n4n以及接地端子G。?G n)、節(jié)點n6Q?n6n、以及節(jié)點n7Q?n7n的各 個相連接。
[0093] 開關元件llk，12k的柵電極均連接于比較器lB k的輸出端子。比較器lBk的非反相 輸入端子連接于斜波生成電路lAk的輸出端子，比較器14 k的反相輸入端子連接于誤差放大 器14k的輸出端子。誤差放大器14k的非反相輸入端子連接于基準電壓生成電路15 k，誤差 放大器14k的反相輸入端子連接于電阻17k和可變電阻16 k的連接點即節(jié)點n8k。
[0094] 在DC/DC轉(zhuǎn)換器10k中，通過誤差放大器14k的控制而排他性地切換開關元件 llk，12k的狀態(tài)。具體而言，在開關元件llk，12k分別為導通（0N)、關斷（OFF)的第1狀態(tài) (以下，將開關元件ll k，12k處于該第1狀態(tài)的期間稱為"0N期間"）與開關元件llk，12 k分 別為關斷（OFF)、導通（ON)的第2狀態(tài)（以下，將開關元件llk，12k處于該第2狀態(tài)的期間 稱為"OFF期間"）之間，切換開關元件ll k，12k的狀態(tài)。在0N期間，從直流電源6k沿著線 路R1向負載7 k提供電源電壓，再將能量蓄積于扼流線圈13k。另一方面，在OFF期間，由從 扼流線圈13 k釋放的能量產(chǎn)生電壓，該電壓沿著線路R2提供給負載7k。
[0095] 誤差放大器14k輸出將節(jié)點n8k的電壓與基準電壓生成電路15 k的輸出電壓的差分 進行積分后的值，比較器lBk在該積分值比斜波生成電路lAk的輸出電壓大的情況下輸出低 電平的電壓，使開關元件ll k，12k為上述的第1狀態(tài)。由此，輸出節(jié)點n2k的電壓上升。另 一方面，比較器lBk在誤差放大器14k的輸出比斜波生成電路lAk的輸出電壓小的情況下輸 出高電平的電壓，使開關元件llk，12k為上述的第2狀態(tài)。由此，輸出節(jié)點n2k的電壓下降。 如此，輸出節(jié)點n2 k的電壓成為恒定值。
[0096] 圖2 (a)是表示連接節(jié)點n4k, n6k, n7k、共用基準線Ze、以及接地端子Gk之間的配線 的阻抗的圖。同圖所示的阻抗Z x，k(x是Ll，V12, L2, V23, L3中的任一個）表示在連接接地 端子Gk與共用基準線Ze之間的配線當中作為由變量X所表示的配線層或者通孔導體而形 成的部分的阻抗。如從同圖得以理解，在節(jié)點n5 k設置有配線層L2。另外，阻抗Ζ1χΛ(χ是 L4, V34, L3中的任一個）表示在連接共用基準線Ze與節(jié)點n6k之間的配線當中作為由變量 X所表示的配線層或者通孔導體而形成的部分的阻抗，阻抗Z2x，k(x是L4, V34, L3中的任一 個）表示在連接共用基準線Ze與節(jié)點n7k之間的配線當中作為由變量X所表示的配線層或 者通孔導體而形成的部分的阻抗，阻抗Z3 x，k (X是L3, VIC中的任一個）表示在連接節(jié)點n5k 與節(jié)點n4k之間的配線當中作為由變量X所表示的配線層或者通孔導體而形成的部分的阻 抗。
[0097] 電流ik(l是在OFF期間從節(jié)點n5k流入到節(jié)點n4 k的電流，電流ikl是在OFF期間從 節(jié)點n5k流入到共用基準線Z e的電流.
[0098] 電流ik(l是使用流入到負載7k的電流i_，k和開關元件ll k的0N占空D(時比率 =0N期間的時間長/周期）由下面的式⑴表示。再有，式⑴第三邊的Vi+Vy分別是 節(jié)點nl k，n2k的電壓（參照圖1 (b))
[0099] [數(shù) 1]
[0100]

【權(quán)利要求】
1. 一種復合電源管理裝置，其特征在于： 具備： 多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其分別具有提供外部電源的第1節(jié)點、連接于負載的第2 節(jié)點、以及提供接地電位的接地端子；以及 共用基準線，其共同連接于所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器； 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器分別具有： 串聯(lián)連接在所述第1節(jié)點與所述第2節(jié)點之間的第1開關元件和電感器、 一個端部連接于作為所述第1開關元件與所述電感器的連接點的第3節(jié)點且另一個端 部連接于相對應的所述接地端子的第2開關元件、以及 基于作為所述第2開關元件的所述另一個端部的第4節(jié)點的電壓來排他性地控制所述 第1和第2開關元件的ΟΝ/OFF狀態(tài)的輸出電壓調(diào)整電路， 所述共用基準線連接于第5節(jié)點，所述第5節(jié)點設置在連接所述多個非絕緣型DC/DC 轉(zhuǎn)換器各自的所述第2開關元件與所述接地端子的配線。
2. 如權(quán)利要求1所述的復合電源管理裝置，其特征在于： 還具備： 多層基板，其具有第1至第3配線層、位于所述第1配線層與所述第2配線層之間的第 1樹脂層、位于所述第2配線層與所述第3配線層之間的第2樹脂層、貫通所述第1樹脂層 并將所述第1與第2配線層相互連接的第1通孔導體、貫通所述第2樹脂層并將所述第2 與第3配線層相互連接的第2通孔導體、以及設置在所述第2樹脂層的1C用通孔導體；以 及 半導體電子部件，其集成有所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述第1和第2開 關元件以及所述輸出電壓調(diào)整電路，并埋入到所述第2樹脂層； 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述接地端子形成在所述第1配線層，并且經(jīng) 由所述第1和第2通孔導體而連接于所述第2和第3配線層， 所述半導體電子部件經(jīng)由所述1C用通孔導體而連接于與相對應的所述接地端子相連 接的所述第2配線層內(nèi)的配線， 所述共用基準線設置在所述第3配線層， 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述接地端子連接于作為所述第3配線層內(nèi)的 所述共用基準線的配線。
3. 如權(quán)利要求2所述的復合電源管理裝置，其特征在于： 所述多層基板還具有第4配線層、位于所述第3配線層與所述第4配線層之間的第3 樹脂層、以及貫通所述第3樹脂層并將所述第3與第4配線層相互連接的第3通孔導體， 所述電感器是連接于所述第4配線層的貼片部件。
4. 如權(quán)利要求3所述的復合電源管理裝置，其特征在于： 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器分別還具有： 連接于所述第1節(jié)點與所述共用基準線之間的第1電容器、以及連接于所述第2節(jié)點 與所述共用基準線之間的第2電容器，所述第1和第2電容器分別是連接于所述第4配線 層的貼片部件。
5. 如權(quán)利要求1?4中的任一項所述的復合電源管理裝置，其特征在于： 當以所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各個中的第1電壓在所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn) 換器各自的該第1電壓的合計值中所占的比例為第1比例，所述第1電壓是無所述共用基 準線的情況下的所述第4節(jié)點的電壓，且以所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各個中的第1 電阻值在所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的該第1電阻值的合計值中所占的比例為第 2比例，所述第1電阻值是所述第5節(jié)點與所述共用基準線之間的配線電阻時， 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各個中的所述第1電阻值以該非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器 中的所述第1和第2比例成為反比例的關系的方式?jīng)Q定。
6. 如權(quán)利要求1?5中的任一項所述的復合電源管理裝置，其特征在于： 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器分別具有測定流過所述第4節(jié)點與所述第5節(jié)點之間 的電流量的電流傳感器， 所述復合電源管理裝置還具備： 修正所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述輸出電壓調(diào)整電路的傳遞函數(shù)的傳 遞函數(shù)修正機構(gòu)、以及針對所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器每個存儲所述傳遞函數(shù)的修正 信息的存儲機構(gòu)， 所述傳遞函數(shù)修正機構(gòu)基于所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器各自的所述電流傳感器 的測定結(jié)果和存儲在所述存儲機構(gòu)中的所述修正信息，來修正所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn) 換器各自的所述輸出電壓調(diào)整電路的所述傳遞函數(shù)。
7. 如權(quán)利要求1?6中的任一項所述的復合電源管理裝置，其特征在于： 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器分別是降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器， 所述第1開關元件與所述電感器相比在電氣上配置在靠近所述第1節(jié)點的位置。
8. 如權(quán)利要求1?6中的任一項所述的復合電源管理裝置，其特征在于： 所述多個非絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器分別是升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器， 所述第1開關元件與所述電感器相比在電氣上配置在靠近所述第2節(jié)點的位置。
9. 一種通信裝置，其特征在于： 具備權(quán)利要求1?8中的任一項所記載的復合電源管理裝置。
【文檔編號】H02M3/155GK104143910SQ201410195847
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】阿部敏之, 千葉博典, 公文干宏, 辻裕史 申請人:Tdk株式會社