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公開番号2025059997
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170456
出願日2023-09-29
発明の名称電源装置
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人扶桑国際特許事務所
主分類H05K 1/02 20060101AFI20250403BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】電源回路のノイズ抑制効果の悪化を防ぐ。
【解決手段】電源装置1は、電源回路1a、負荷回路1bおよびコンデンサ群Cg10を備える。電源回路1aは、負荷回路1bに電源電圧の供給を行い、負荷回路1bの動作により生じる電圧変動を監視し、監視結果に応じて電圧変動の周波数帯のうちの第1の周波数帯の第1のノイズを抑制する電流I1を負荷回路1bに出力する。コンデンサ群Cg10は、コンデンサC11、C12、C13、C14を含み、電源回路1aから負荷回路1bへ出力される電流I1の伝搬経路L10から離隔した離隔領域r0に搭載されて、第1の周波数帯と、第1の周波数帯よりも周波数域の高い第3の周波数帯との境界範囲にある第2の周波数帯の第2のノイズを抑制する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
負荷回路と、
前記負荷回路に電源電圧の供給を行い、前記負荷回路の動作により生じる電圧変動を監視し、監視結果に応じて前記電圧変動の周波数帯のうちの第１の周波数帯の第１のノイズを抑制する電流を前記負荷回路に出力する電源回路と、
前記電源回路から前記負荷回路への前記電流の伝搬経路から離隔した離隔領域に搭載されて、前記第１の周波数帯と、前記第１の周波数帯よりも周波数域の高い第３の周波数帯との境界範囲にある第２の周波数帯の第２のノイズを抑制する一または複数の第１のコンデンサと、
を有する電源装置。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記第１のノイズの抑制に要する前記電流が前記負荷回路によって消費される際に、前記負荷回路による電流消費の妨げにならない前記離隔領域に前記第１のコンデンサが搭載される、請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１のコンデンサは、前記電源回路と前記負荷回路との間の回路間領域に前記電流の伝搬経路がある場合、前記負荷回路を挟んで前記回路間領域とは反対側に位置する前記離隔領域に搭載される、請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記第３の周波数帯の第３のノイズを抑制する一または複数の第２のコンデンサをさらに備え、前記第２のコンデンサは、前記電源回路、前記負荷回路および前記第１のコンデンサが搭載される基板に対し、前記負荷回路の搭載位置の下側裏面に搭載される、請求項１記載の電源装置。
【請求項５】
負荷回路と、
前記負荷回路に電源電圧の供給を行い、前記負荷回路の動作により生じる電圧変動を監視し、監視結果に応じて前記電圧変動の周波数帯のうちの第１の周波数帯の第１のノイズを抑制する電流を前記負荷回路に出力する電源回路と、
前記第１の周波数帯と、前記第１の周波数帯よりも周波数域の高い第３の周波数帯との境界範囲にある第２の周波数帯の第２のノイズを抑制する一または複数の第１のコンデンサと、
前記負荷回路、前記電源回路および前記第１のコンデンサが搭載される基板に設けられている電源層と、
前記電源層に対して、前記電源回路から前記負荷回路への前記電流の伝搬経路から前記第１のコンデンサを分離させる位置に形成されたスリットと、
を有する電源装置。
【請求項６】
前記スリットは、前記電源層の領域のうち、前記電源回路と前記負荷回路が配置された第１の領域と、前記第１のコンデンサが配置された第２の領域との間に形成される、請求項５記載の電源装置。
【請求項７】
前記第３の周波数帯の第３のノイズを抑制する一または複数の第２のコンデンサをさらに備え、前記第２のコンデンサは、前記基板に対し、前記負荷回路の搭載位置の下側裏面に搭載される、請求項５記載の電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電源電圧の低電圧化による、ＩＴ機器の消費電力の低減化が行われている。一方、低電圧で安定した回路動作を実現するためには、回路動作により発生する電圧変動（ノイズ）を抑制することが重要であり、低電圧でかつノイズ抑制の要件を満たす電源電圧供給の設計が求められている。
【０００３】
関連技術としては、例えば、グランドパターンのプリント配線基板の裏面にメイン電源から分離されたＩＣの電源パターンを形成する技術が提案されている。また、電源用の第１導電層と、第１導電層から隔てられる島状電源用第２導電層とを第１導電片で接続し、グラウンド用の第３導電層と、第３導電層から隔てられる島状のグラウンド用第４導電層とを第２導電片で接続して、第１、第２導電片にコンデンサを接続する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－２２３９９７号公報
特開２００７－１７３６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
負荷回路の動作によって生じるノイズは、電源回路およびコンデンサ（バイパスコンデンサ）によって抑制が行われる。電源回路では、電源電圧の供給先である負荷回路が動作しているときの電圧変動を監視して、監視結果にもとづき負荷回路に対してノイズを打ち消す電流を流すことで、ノイズの抑制（電圧変動の一定）を行っている。しかし、電流が伝搬する経路上にコンデンサが接続されていると、その電流は負荷回路まで伝わり難くなり、電源回路が備えているノイズ抑制効果が悪化するという問題がある。
【０００６】
１つの側面では、本発明は、電源回路のノイズ抑制効果の悪化を防ぐことを可能にした電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、電源装置が提供される。電源装置は、負荷回路と、負荷回路に電源電圧の供給を行い、負荷回路の動作により生じる電圧変動を監視し、監視結果に応じて電圧変動の周波数帯のうちの第１の周波数帯の第１のノイズを抑制する電流を負荷回路に出力する電源回路と、電源回路から負荷回路への電流の伝搬経路から離隔した離隔領域に搭載されて、第１の周波数帯と、第１の周波数帯よりも周波数域の高い第３の周波数帯との境界範囲にある第２の周波数帯の第２のノイズを抑制する一または複数の第１のコンデンサと、を有する。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、電源装置が提供される。電源装置は、負荷回路と、負荷回路に電源電圧の供給を行い、負荷回路の動作により生じる電圧変動を監視し、監視結果に応じて電圧変動の周波数帯のうちの第１の周波数帯の第１のノイズを抑制する電流を負荷回路に出力する電源回路と、第１の周波数帯と、第１の周波数帯よりも周波数域の高い第３の周波数帯との境界範囲にある第２の周波数帯の第２のノイズを抑制する一または複数の第１のコンデンサと、負荷回路、電源回路および第１のコンデンサが搭載される基板に設けられている電源層と、電源層に対して、電源回路から負荷回路への電流の伝搬経路から第１のコンデンサを分離させる位置に形成されたスリットと、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
１側面によれば、電源回路のノイズ抑制効果の悪化を防ぐことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
電源装置の一例を説明するための図である。
電源装置の第１の比較例を示す図である。
電源装置の第１の比較例における構成の一例を示す図である。
電源回路およびコンデンサがノイズ抑制に寄与している周波数帯の一例を示す図である。
電源装置の第２の比較例を示す図である。
コンデンサの配置例を説明するための図である。
コンデンサ特性の一例を示す図である。
電源装置の第２の比較例における構成の一例を示す図である。
コンデンサの搭載数とノイズ抑制効果との関係の一例を示す図である。
電源装置の構成の一例を示す図である。
電源装置の構成の一例を示す図である。
電源装置の断面の第１の構成例を示す図である。
電源装置の断面の第２の構成例を示す図である。
電源装置の構成の一例を示す図である。（ａ）は電源層にスリットが設けられている構成を示す図であり、（ｂ）はＬＳＩを省いて電源層に対するスリットの形成状態を示す図である。
電源装置の断面の一例を示す図である。
サーバ装置の構成の一例を示す図である。
シミュレーション結果の一例を示す図である。
シミュレーション結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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