用于組裝電壓放大器的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于組裝電壓放大器的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有2013年8月12日提交的題為“用于組裝電壓放大器的系統(tǒng)和方法”的美國非臨時專利申請?zhí)?3/964，841的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請通過引用的方式全部并入本文中，并且該非臨時申請要求享有2012年9月14日提交的題為“用于組裝電壓放大器的系統(tǒng)和方法”的美國臨時專利申請序列號61/701，285的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該臨時專利申請通過引用的方式全部并入本申請中。
【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明總體上涉及具有二極管和電容器的電子部件，并且更具體地講，涉及級聯(lián)式電壓放大器。
[0004]電壓放大器，特別是電壓倍增器，是將低壓交流電(AC)轉(zhuǎn)換成高壓直流電(DC)的電路。電壓放大器具有多種多樣的用途，例如，家用電器中的較低電壓或閃電安全測試設(shè)備中的超高電壓。通用的電壓放大器通常包含許多電子部件(例如，電容器和二極管)，從而要求一種用于連接并保護每個部件的方法。隨著對采用電壓放大器的更小且更輕的設(shè)備(例如，靜電噴槍)的需求的增長，希望在增加或維持電壓放大器的可靠性的同時減小電壓放大器組件自身的電壓的尺寸和重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，一種電壓放大器包括第一行，所述第一行包括設(shè)置成共線的多個第一電容器，其中第一行的每個電容器具有第一端子。另外，電壓放大器包括與第一行水平平行的第二行。第二行具有設(shè)置成共線的多個第二電容器，并且第二行的每個電容器具有第二端子。電壓放大器包括第三行，所述第三行具有定位成與第一行相交并且豎直地位于第一行和第二行上面的多個第一二極管。此外，所述多個第一二極管的二極管定位成彼此水平地相鄰。電壓放大器包括第四行，所述第四行具有與第一行相交并且豎直地位于第三行上面的多個第二二極管。所述多個第二二極管的二極管定位成彼此水平平行并且定位成與所述多個第一二極管的相應(yīng)二極管相交。另外，電壓放大器包括配置成將所述多個第一電容器直接物理地連接到所述多個第一和所述多個第二二極管的多個第一電引線。此夕卜，電壓放大器包括配置成將所述多個第二電容器直接物理地連接到所述多個第一和所述多個第二二極管的多個第二電引線。
[0006]在第二實施例中，制造電壓放大器的方法包括將第一二極管定位在第一電容器的豎直上方。所述方法還包括使用位于第一二極管上的第一引線將第一二極管直接物理地聯(lián)接到位于第一電容器上的第一端子。另外，所述方法包括使用位于第一二極管上的第二引線將第一二極管直接物理地聯(lián)接到位于第二電容器上的第二端子。此外，第一二極管在第一方向上向前偏置。所述方法還包括將第二二極管定位在第一二極管的豎直上方，并定位成與第一二極管相交，其中第二二極管在第二方向上向前偏置。所述方法進一步包括使用位于第二二極管上的第三引線將第二二極管直接物理地聯(lián)接到第一端子。另外，所述方法包括使用位于第二二極管上的第四引線將第二二極管直接物理地聯(lián)接到位于第二電容器上的第三端子。此外，所述方法包括將第一電容器布置在第一行并且將第二電容器布置在第二行。
[0007]在第三實施例中，電子裝置包括印刷電路板以及配置成聯(lián)接到印刷電路板的電壓放大器。電壓放大器包括一個或多個級，其中每個級配置成提供是輸入電壓大約兩倍的輸出電壓。每個級包括多個二極管，布置在第一行和第二行的多個電容器，使第一二極管引線直接物理地連接到第一端子的多個接合處，直接物理地連接到印刷電路板的輸入節(jié)點，以及直接物理地聯(lián)接到印刷電路板的輸出節(jié)點。此外，所述多個二極管中的每一個包括二極管主體，第一二極管引線和第二二極管引線。另外，所述多個電容器中的每一個包括電容器主體，第一端子和第二端子。每個二極管的第一和第二二極管引線為電壓放大器接合處提供框架。第一二極管引線直接物理地連接第一行內(nèi)的一個或多個端子，并且第二二極管引線直接物理地連接第二行內(nèi)的一個或多個端子。每個接合處將來自所述多個電容器之一的第一端子與相鄰電容器的第二端子以及所述多個二極管的兩個二極管聯(lián)接。此外，每個接合處遠(yuǎn)離印刷電路板。
【附圖說明】
[0008]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在整個附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件，其中:
[0009]圖1是圖示了電壓放大器的實施例的示意圖；
[0010]圖2是印刷電路板上的電壓放大器的實施例的立體圖；
[0011]圖3是未使用印刷電路板的情況下組裝的電壓放大器的另一個實施例的俯視圖；
[0012]圖4是圖3的電壓放大器的兩個電容器的連接的側(cè)視圖，圖示了兩個二極管相對于電容器的取向；
[0013]圖5是圖3的電壓放大器的實施例的側(cè)視圖，為了清楚的目的省略了二極管；以及
[0014]圖6是圖示了圖3的電壓放大器的制造方法的框圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將介紹本公開的一個或更多個具體實施例。為了致力于提供這些實施例的簡要介紹，在說明書中可以不描述實際實施方式的所有特征。應(yīng)當(dāng)意識到在開發(fā)任何這樣的實際實施方式時，例如在任何的工程或設(shè)計項目中，都必須做出大量的實施方式專用決策，以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如符合與系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)的約束條件，而這些特定目標(biāo)在不同的實施方式中可能有所不同。而且，應(yīng)該意識到盡管這樣的開發(fā)工作可能是復(fù)雜且耗時的，但對受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說這仍然是一種從事設(shè)計、制造和加工的常規(guī)手段。
[0016]在介紹本公開的不同實施例的要素時，詞語“一”、“一個”、“該”和“所述”旨在指存在一個或多個所述的要素。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的并意味著除了所列舉的要素之外還可以有另外的要素。操作參數(shù)和/或環(huán)境條件的任何示例并不排除所公開的實施例之外的其他參數(shù)/條件。
[0017]本公開的各實施例包括電壓放大器組件內(nèi)的級聯(lián)式電壓放大器。電壓放大器組件接收交流電壓并將交流電壓轉(zhuǎn)換成更高的直流電壓。按照以下詳細(xì)討論的，電壓放大器組件的某些實施例包括設(shè)置在Cockroft-Walton發(fā)電機構(gòu)造中的多個電容器和二極管。電容器和二極管使用來自電容器和/或二極管的引線直接物理地聯(lián)接，而不是將每個部件焊接在印刷電路板上。通過使用電容器引線和/或二極管引線來連接而不是使用印刷電路板來連接每個單獨的電子部件(例如，電容器或二極管)，通過在每個單獨部件之間給需要印刷電路板連接的電壓放大器提供輸入/輸出節(jié)點，電壓放大器組件可以做得比電壓放大器更小或更輕。另外，通過省略每個單獨部件之間的印刷電路板連接，在將電壓放大器連接到電路板之前可以在電壓放大器組件上涂覆保護涂層以減少各個部件上的飛弧。另外，電壓放大器組件的各個實施例允許重復(fù)子組件(例如，級)以獲得所需的輸出電壓和輸入電壓比，而不會受到印刷電路板大小的限制。最后，通過實現(xiàn)沒有印刷電路板的電壓放大器電路的構(gòu)造，可以在一個位置處完成工藝，從而進一步減少制造問題，例如，污染表面或潤濕印刷板，銳化焊點和接觸式清潔(例如，去除焊劑殘渣)。
[0018]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1是電壓放大器10的實施例的示意圖。電壓放大器10的圖示實施例是Cockroft-Walton倍增器，但是某些實施例可以包括適于放大電壓的具有電容器和二極管的任何電壓放大器，例如，Greinacher倍增器或其他電子電路。電壓放大器10具有多個電容器12和二極管14。電容器可以是適于電壓放大的任何類型的電容器，例如，陶