CN1685595A - 功率变换模块器件及使用其的电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的功率变换模块器件，其特征是，将变压器(11)与1次功率元件(14)、2次功率元件(15)面接触地安装于印制线路板(16)上、未安装控制电路，可以在使得线路阻抗变小、损耗变小的同时，由于1次功率元件(14)的电压波形等也得到改善而达到低噪音化的效果。此外，由于可以通过印制线路板(16)散热，所以在可降低变压器(11)、1次功率元件(14)、2次功率元件(15)的发热的同时还可以实现变压器尺寸的小型化。

Description

功率变换模块器件及使用其的电源装置
技术领域
本发明涉及一种用于电子设备等上的开关电源等的电源装置及装配于此电源装置上的功率变换模块器件。
背景技术
近年，由于处于信息通信量激增中的所有的电子设备中的功耗向增大方向发展，随之而来的低功耗化变成了社会问题。特别是，这些电子设备的电源部分很多主要是由开关电源构成、其电源部分的高效化的同时，小型化、低噪音化成为技术课题，这种电源的加速开发成为电子设备的开发发展方面的要点。
以往，这种开关电源采用如图8、图9所示的构成。
以下，通过图8、图9对以往的例子进行说明。图8是以往的开关电源的电路框图，图9是以往的开关电源的外观立体图。
如图8、图9所示，以往的开关电源一般是将输入电路部分1、变换部分2、输出电路部分3装配到一块主基板9上而构成的。
输入电路部分1由输入滤波器1a、输入整流电路1b、功率因数改善电路4、平滑电路1c等构成。此外，变换部分2由控制电路5、变压器6、1次功率元件7、2次功率元件8等构成。在此，虽然1次功率元件7多用场效应晶体管(以下称为FET)、2次功率元件8多用二极管，但是也可以用FET作为代替二极管的开关。此外，输出电路部分3由输出平滑部分3a、输出转换电路3b、输出滤波器3c等构成。
此外，作为涉及本申请的现有技术文献信息，例如，像特开2001-359281号公报(专利文献1)、特开平5-198445号公报(专利文献2)、特开2001-103756号公报(专利文献3)那样，也有将具有控制电路的电路块模块化而形成的器件。
此外，作为本申请的其他的现有技术文献信息，如像特开平8-45748号公报(专利文献4)那样，也有将安装于印制线圈形变压器和1次功率元件和2次整流电路上的散热片的用于传热的布线图形设置于安装基板上而构成的器件。
但是，在表示最一般的以往的例子的图8、图9的构成中，由于在一块主基板9上装配有各电路块及所有的部件而构成、各种规格微妙地联系相互干涉，所以导致难以决定最终规格、在设计方面也需要有丰富经验的熟练工作人员、开发研制周期变得很长等，在开发设计效率上残留问题。此外，在电源输出增大的情况下，存在着装配于变换部分2上的变压器6的尺寸变得极大、超过电源形状的尺寸规定、在温度上升方面也会超过规定值等的在小型化、低发热化方面的问题。
此外，在专利文献1～3中，由于为使得实现特定部分模块化小型化的器件的控制电路等形成具有很多部件的全功能的复杂的模块，故规格决定较图8、图9的现有例也变得更难。因此，由于开发周期、开发成本也大幅度地增加、变成高价的电源块，故在市场开发方面存在着领域、用途被限制等很多的问题。
进而，在专利文献4中，由于变压器的端子与散热片以布线图形连接，所以图形的设计被制约。此外，由于布线也变长，故存在着布线阻抗也变高、噪音增大、损耗变大等的问题。此外，由于通过布线图形进行传热，所以存在着到散热片的距离变长、传热效果也有限的问题。
发明内容
本发明提供一种功率变换模块器件，其特征是，在印制线路板上将变压器和1次功率元件或2次功率元件中至少一个以面接触的方式进行安装、通过设置于印制线路板上的外部连接端子与设置于其他基板上的控制电路部分相连接。
附图的简要说明
图1A是实施方案1的功率变换模块器件的外观立体图。
图1B是实施方案1的功率变换模块器件的结构图。
图2是实施方案1的高散热基板的印制线路板的剖面模式图。
图3是实施方案1的变压器的剖面模式图。
图4是实施方案2的电源电路框图。
图5是实施方案2的电源的外观立体图。
图6是表示实施方案2的其他实施例子的电源外观立体图。
图7是用于实施方案3的功率因数改善电路的功率变换模块器件的电路框图。
图8是以往的开关电源电路框图。
图9是以往的开关电源的外观立体图。
具体实施方式
(实施方案1)
以下对实施方案1进行说明。
图1A、图1B是实施方案1的功率变换模块器件的外观立体图、结构图。图2是实施方案1的高散热基板的印制线路板的剖面模式图、图3是实施方案1的变压器的剖面模式图。
在图1A、图1B中，功率变换模块器件由变压器11、磁芯12、薄型叠层线圈13、1次功率元件14、2次功率元件15、印制线路板16、绝缘物17、引线框架一体型线路板18、引线框架19、控制电路连接用引线框架19a、金属板20、3层绝缘导线线圈24、铜板线圈25、绝缘物26等构成。
在图1A、图1B中与表示以往的例子的图9最大的不同点在于，仅把除去图9中的变换部分2的控制电路5的变压器6、1次功率元件7、2次功率元件8的发热部件集中模块化。进而，本发明中，在将变压器6变更为变压器11、将此变压器11与1次功率元件14、2次功率元件15装配到印制线路板16、将这些变压器11与1次功率元件14、2次功率元件15以与此印制线路板16面接触的方式进行安装的方面是不同的。
以上，根据图1A、图1B的结构，可以使变压器11与1次功率元件14、2次功率元件15最近地相邻排列、可实现线路距离最短。如此一来，在可使线路阻抗变小、线路上的损耗很小的同时，由于可以使形成噪音源的1次功率元件的场效应晶体管(以下称为FET)的漏～源间电压(Vds)的暧变波形(Vp-p)、作为2次功率元件的二极管两端电压的波形等也得到大幅度的改善，所以还可以实现电源的低噪音化。
此外，由于将变压器11与1次功率元件14、2次功率元件15以与此印制线路板16面接触的方式进行安装，所以可以将作为电源发热的主要部件的变压器11与1次功率元件14、2次功率元件15上的热在印制线路板16上通过接触面进行直接地传热。因此，在使得变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15的发热大幅度减少的同时还可以使得变压器11的尺寸也实现小型化。进而，与以往的不同的是，由于在本发明的块上并不安装具有很多部件的复杂的控制电路，故这种块的设计变得非常简单、即使不是电源设计的熟练工作人员也可以在短时间内设计。其结果是，可以提供一种能大幅度提高开发效率的小型、低发热、低损耗、低噪音的功率变换模块器件。
在此，虽然1次功率元件14主要是使用FET，2次功率元件15主要是使用FET、二极管，但是也可使用其他的元件。此外，在仅装配1次功率元件14、2次功率元件15中至少的任一种的情况下也能达到本发明的效果。
图2是用于构成实施方案1的印制线路板16的高散热基板16的剖面模式图。如图2所示的高散热基板16，是在将与引线框架19成一体的引线框架一体型线路板18和绝缘物17粘结构成之上、在绝缘物17的内表面粘结上金属板20而形成的。在此所采用的绝缘物17，其厚度平均为0.5mm、最小要确保0.4mm以上而制造。在此，所谓的0.4mm，是在安全规格上作为加强绝缘所允许的最小厚度，通过确保此厚度还可以符合安全规格。
以上，根据图2，特别是由于高散热基板16是由绝缘物17和引线框架一体型线路板18粘结构成，所以以引线框架19为基准也可以决定线路板的位置。此外，通过将绝缘物17的厚度定为规定厚度以上，就可以使用也可符合安全规格的高散热基板16。
此外，通过使绝缘物的厚度为0.4mm以上，可以进行安全规格要求上的加强绝缘、可以使得作为电源的使用范围变广。
在此，作为结构部件的绝缘物17采用如环氧树脂等的与引线框架一体型线路板18粘合性好的绝缘树脂。如此一来，由于绝缘物17与引线框架一体型线路板18间的粘合性变得非常好，所以提高了高散热基板16的传热特性。
进而，如果向此绝缘物17的环氧树脂中填充像二氧化硅、氧化铝等的无机物质填料，由于可以使树脂的热传导性能提高，所以可以使得高散热基板16的热传导性能进一步地提高。实验的结果可以证实能使热传导率从0.15～0.3W/(m.K)(无填料)提高一个位数到3～5W/(m.K)(有填料)。
此外，如果将高散热基板16的构成部件的绝缘物17采用陶瓷类的材料的话，在使热传导率进一步提高的同时，可以达到引入应用陶瓷片基板的新方法制造高散热基板的效果。
此外，引线框架一体型线路板18采用0.3mm以上的厚度。由于在通常的印制线路板上所采用的铜箔的厚度通过腐蚀法、进行批量生产，所以从通用性、成本方面考虑，实际上不怎么采用厚的铜箔、最厚也只到0.2～0.25mm的程度，通常为0.018～0.07左右的非常薄的厚度、故导体的截面积不能大，因此，存在着线路阻抗变高、线路损耗也变大的问题。以上，在本发明中采用在通常的印制线路板上的制造方面有难度的具有0.3mm以上厚度的薄板状的铜板、将导体的截面积变大。如此一来，由于可以使线路阻抗减到极小，所以在可使线路损耗极小的同时，还可以达到得到对应大电流的效果。
作为在此使用的引线框架的制作方法，可以考虑利用金属模的冲切法、腐蚀法等的各种方法，而没有限定的必要。
进而，如果将引线框架19如图2所示的那样折弯作为输出用的引线的话，就可以兼用引线框架19作为输出用的引线、在省去连接输出用的销的同时也可省去连接的工序。由于连接点的减少就可以达到使可靠性也得到提高等多种功效。
在此，在连接输出用的引线中，至少有一根是作为用于连接于控制电路的引线19a。因此，由于可与构成于其他基板上的控制电路相连接，所以可以通过其他基板来简单地实现对本模块器件的控制。
此外，如图2所示的由于在绝缘物17的内表面粘结有金属板20所以也可以将印制线路板上的热通过此金属板20散发。如此一来，可以降低变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15上的温度上升。
对在此使用的金属板20的材质虽然没有特别加以限定的必要，但优选铝、铜等热传导率好的金属。特别是如果使用铝等可以实现轻质化。
此外，如果是铜的话，由于可以使热传导特性进一步提高，所以可以大幅度降低变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15上的温度上升。
图3是构成实施方案1的变压器11的剖面模式图。如图3所示变压器11是如下形成的，将用薄板状的铜板制成的铜板线圈25与3层绝缘导线成涡旋状地绕卷制造形成扁平状的3层绝缘导线线圈24，介于薄的绝缘物26间交互地层叠形成薄型叠层线圈，此后，从上下方向装配磁芯12而形成薄型的变压器11。
以上，根据表示实施方案1的图3所示，特别是作为变压器11，是将1次线圈或2次线圈中的至少任一种线圈制成薄板状的线圈而形成的。因此，由于1次与2次线圈间的距离变短，所以绕线间的结合变好、转换效率提高。此外，由于薄板状的线圈25的表面积很大，所以散热性能变好、还可以达到降低变压器的温度上升的效果。
在此，薄板状线圈25的厚度为0.3mm以上。作为薄板状线圈25的成形方法，此外还有利用印制线路板的方法。但是，用于通常印制线路板上的铜箔的厚度因腐蚀法、批量生产的原因，从通用性、成本方面考虑，实际上不怎么采用厚的铜箔，最厚也只到0.2～0.25mm的程度，通常为0.018～0.07左右的非常薄的厚度、故导体的截面积不能很大，因此，存在着线路阻抗变高、线路损耗也变大的问题。以上，在本发明中采用在通常的印制线路板上的制造方面有难度的具有0.3mm以上厚度的薄板状的铜板、可将导体的截面积变大。如此一来，由于可以使线路阻抗减小，所以在可使变压器损耗也变小的同时，还可以达到得到对应大电流的效果。
作为在此使用的薄板状的铜板线圈的制作方法，可以考虑利用冲切法、腐蚀法等的各种方法，没有限定的必要。
此外，根据表示实施方案1的图3所示，特别地作为变压器11是1次线圈或2次线圈中的至少任一种线圈由3层绝缘导线成涡旋状地绕卷而成。在此使用的3层绝缘导线是TIW线、是被各国安全规格的加强绝缘所认可的线材。如此一来，因为变压器11可进行对应于安全规格的加强绝缘，所以可以得到简便形成符合高电压输入时的安全规格的变压器的效果。此外，关于3层绝缘导线，不必要仅限于上述线材，只要是在加强绝缘上符合安全规格的线材，如TEX线等其他线材也可以。
此外，变压器11的1次线圈或2次线圈中的至少任一种线圈是将绕线绕卷形成的，因此，由于可容易地变更匝数，故可使设计的自由度更广。
进而，上述绕线线圈是表面具有融粘层的融粘式。如此一来，由于在进行绕线的状态下就可以粘合，所以可简便地实现无心绕线。
在此，特别地，融粘层为醇融粘型。如此一来，由于仅通过涂敷醇就可以简单地将绕线粘合固定，故也可以达到简便地实现设备化的效果。
此外，虽然构成变压器11的薄型叠层线圈13在实施方案1中采用了如图3所示的3层绝缘导线线圈24、薄板状铜板线圈25等，但是如果1次线圈或2次线圈的至少一种线圈形成于印制基板上的话，由于线圈导体的位置稳定故可以减低性能波动。
进而，如果在形成于此印制基板上的线圈层之间插入环氧预浸料而制成多层印制基板线圈的话，则由于叠层线圈的厚度、外形尺寸稳定，在可以进一步稳定性能的同时还能使在此后的装配磁芯12的工序也变得容易。
此外，根据表示实施方案1的图1A、图1B，特别地，变压器11的磁芯12的下表面与印制线路板16相接地装配，因此，可以达到使磁芯12的发热也能从基板面散发、使变压器11上的温度升高得到大幅度的降低的效果。
进而，在此虽未图示，在与磁芯12成相对方向的面上形成有印制线路板16的图形。如此一来，可以达到使磁芯的热也能从此图形散发、可使变压器11上的发热得到进一步的大幅度的降低的效果。
此外，虽未图示，在实施方案1中，特别地，在磁芯12和印制线路板16之间夹置有热传导部件。因此，由于将热传导部件填充到磁芯12和印制线路板16之间所产生的空隙，因此可以减小热传导的波动。在此作为热传导部件虽然优选热传导率好的材料，但是只要能填充空隙就不必限制材质。也可以使用环氧、硅酮、丙烯酸类的树脂等。
进而，在实施方案1中，如图1A、图1B所示，特别地，在1次功率元件14、2次功率元件15之间配置有变压器11。如此一来，也可以以最短距离形成连接绝缘分离的变压器11与1次、2次的布线图形、可以简单地进行能大幅度降低线路损耗的图形设计。
此外，如图1A、图1B所示，变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15安装在印制线路板16的一个主平面上。因此，即使是重的部件也可以用回流焊等的办法简单地进行安装。
此外，如图1A、图1B所示，由于可以将变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15安装在印制线路板16的一个主平面上，因此作为印制线路板可以用低价的单面基板来制作功率变换模块器件。
此外，作为印制线路板16，也可以用双面基板来制作。为了降低发热部件的温度，在距离发热部件尽量近的位置上尽量大地设置热传导优良的材料。用于印制线路板16上的树脂的热传导很低，热传导主要是通过铜箔进行。因此虽然有必要将安装有变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15的印制线路板16的布线图形加大，但是为了实现设备的小型化也有无法得到足够大小的图形的情况。因此，使用双面基板，通过在与安装有变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15的面相反的一侧的面上设置散热用的铜箔图形，可以同时实现设备的小型化和降低部件温度上升。
进而为了抑制部件温度上升，虽然有必要将印制线路板16的绝缘树脂层的厚度变薄，但是为了保持变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15，不能使其过薄，所以使绝缘树脂层的厚度为0.6mm以上是很必要的。因此，通过使用多层基板来取代双面基板而在内层安装散热用的铜图形、可以使得各绝缘层的厚度变薄到0.1mm的程度，因此可以进一步抑制部件的温度上升。
进而，在与印制线路板16上的安装有变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15的面相对的一侧的面上设置有与安装变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15的面绝缘的图形、由于此被绝缘的图形安装于散热片或设备的壳体上所以可以提高散热性能、降低变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15上的温度上升。
此外，在印制线路板16上通过用金属底座基板也能形成同样的功率变换模块器件。
(实施方案2)
以下，对实施方案2进行说明。
图4是实施方案2的电源电路框图，图5是实施方案2的电源的外观立体图，图6是表示实施方案2的其他实施例子的电源外观立体图。
在图4～图6中，电源由第2构成体21、第1构成体22、控制电路23、第1基板27、孔28、壳体29等构成。对具有和实施方案1的结构相同的构成，使用同一符号省略其说明。
在图4～图6中与表示以往的例子的图8～图9最大的不同点在于，在变换部分2上将在实施方案1所提出的功率变换模块器件作为第2构成体21使用。
在如图4所示的电路框图上，第2构成体21由变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15作为另外一个块而形成，除去此第2构成体21的输入滤波器22a、输入整流电路22b、功率因数改善电路22c、平滑电路22d、控制电路23、输出平滑部分22e、输出转换电路22f、输出滤波器22g等作为第1构成体22形成于其他基板上。此外，此第1构成体22与第2构成体21电路连接、一体化地形成电源。
图5是表示实施方案2的电源的外观立体图，如图5所示，在形成第1构成体22的第1基板27上在与形成第2构成体21的变压器11相对的部分上设置有孔28。此外第1构成体22与第2构成体21利用引线框架19等电路连接。进而，形成第2构成体21的印制线路板16与电源的壳体29面接触地安装。
以上，根据表示实施方案2的图4～图5，在第1构成体22与第2构成体21一体化地形成的电源装置中，由于将实施方案1中的功率变换模块器件作为第2构成体21使用，所以可以照样利用该器件的小型、低发热、纸损耗、低噪音特征。如此一来，可以使得热设计、结构设计变得非常简单、达到使开发研制周期也大幅度地削减的显著效果。
(表1)表示的是由这些基本构成的不同而引起的特性比较的试验结果。
                                         表1
          评价项目  以往的例子(图9)   本发明的实施例(图5)   效果
变压器   体积(指数)  67×50×43＝144050mm3(以往：100％)   47×39×17＝31161mm3(与以往比：21.6％) 1/4以下
  温度上升  约36K   约15K   减到一半以下
  电源效率   (％)  79.9   82.0   +2.1
  瞬变电压(VP-P)   VP-P(v)  450   300   降150v
噪音端子电压   100K-1MHZ  66dB   60dB   -6dB
  1M-5MHZ  56dB   50dB   -6dB
备注(电源的工作条件)  电路方式：回扫方式、SW频率：100kHz、输出：12V9A
根据表1，将现有例的图9与表示本发明实施方案2的图5的构成中的特性进行比较可知
(1)变压器的尺寸变成“1/4以下”，可以实现大幅度的小型化。
(2)变压器的温度上升变为“降到一半以下”，可以实现大幅度的降低。
(3)电源的效率为“约上升2.1％”，可以得到大幅度的改善。
(4)FET的漏～源间电压(Vds)的瞬变电压(VP-P)可以“降低150v”、波形可得到大幅度的改善。
(5)可实现噪音端子电压在各波段以“降低6dB以上”的大幅度的低噪音化。
以上的显著的效果已可通过试验结果进行验证。
此外，在形成第1构成体22的第1基板27上设置有控制第2构成体21的控制电路23、通过控制电路连接用的引线框架19a来连接。因此，也可以设计不受第2构成体21上产生的噪音等的影响的控制电路23，使得控制电路23的开发设计研制周期也缩短。
进而，在形成第1构成体22的第1基板27上在与形成第2构成体21的变压器11相对的部分上设置有孔28。如此一来，变压器11的高度不影响电源装置整体高度，如果使其他部件低高度化就可以实现电源装置的薄型化。
此外，通过形成第2构成体21的引线框架19来连接第1构成体22和第2构成体21。因此，由于可以不使用连接用的销等地进行直接连接，减少连接点，故可以达到提高可靠性、稳定连接强度的效果。
进而，将形成第2构成体21的印制线路板16面接触地安装于电源的壳体29上，因此，由于第2构成体21的发热可以通过电源的壳体29散热，所以可以省去如表示现有例的图9所示的专用的散热用的散热片10a。
此外，如表示实施方案2的其他的实施例的图6，也可以将形成第2构成体21的变压器11的顶板与形成第1构成体22的第1基板27的表面在面接触那样的方向上倒着安装。如此一来，由于可以将形成第2构成体21的印制线路板16作为散热用的散热片来利用，所以在使得变压器11、1次功率元件14、2次功率元件15的发热降低的同时还可以省去或减少散热用的散热片10a。
在印制线路板16上使用实施方案1的高散热基板也具有同样效果。
(实施方案3)
以下，对实施方案3进行说明。
图7是用于实施方案3的功率因数改善电路的功率变换模块器件的电路框图。
在图7中，用于功率因数改善电路的功率变换模块器件由3次功率元件14a、4次功率元件15a、扼流圈30、第3构成体31构成、对具有和实施方案1、2的结构相同的构成，使用同一符号省略其说明。
在图7中，与实施方案1最大的不同点在于，扼流圈30取代了形成功率变换模块器件的变压器11的位置而形成第3构成体31，使用FET或二极管作为功率元件来安装于印制线路板上的结构是完全一样的。
如图7所示，在电路框图上第3构成体31由扼流圈30、3次功率元件14a、4次功率元件15a作为另一块而形成、不含控制电路。在此的功率变换模块器件未图示，是将3次功率元件14a、4次功率元件15a和扼流圈30面接触地安装在印制线路板上，此点与表示实施方案1的图1A、图1B的构成完全相同。
以上，根据表示实施方案3的图7，可以使得扼流圈30与3次功率元件14a、4次功率元件15a之间的线路距离最短。因此，在使得线路阻抗变小、线路损耗很小的同时还可以使得FET、二极管两端电压的波形也得到改善而实现低噪音化。
此外，由于扼流圈30与3次功率元件14a、4次功率元件15a的发热也可以在印制线路板16上通过接触面散发，故在使得扼流圈尺寸也小型化的同时使得扼流圈30与3次功率元件14a、4次功率元件15a的发热也得到大幅度的降低。进而由于并不安装具有很多部件的复杂的控制电路部分，所以这种块的设计也变得非常简单、即使不是熟练工作人员也可以在短时间内设计。其结果是，可以提供一种能大幅度提高开发效率的小型、低发热、低损耗、低噪音的功率变换模块器件。
此外，在第1构成体22与第3构成体31一体化地形成的电源装置中，由于将功率变换模块器件作为第3构成体31使用，所以可以将作为功率变换模块器件特征的小型、低发热、低损耗、低噪音原样利用。如此一来，使得热设计、结构设计上变得非常简单、得到使开发研制周期也大幅度地削减的显著效果。
进而，在形成第1构成体22的第1基板27上设置有控制第3构成体31的控制电路23，通过控制电路连接用的引线框架19a进行连接。因此，也可以设计不受第3构成体31上产生的噪音等的影响的控制电路23，使得控制电路23的开发设计研制周期也缩短。
本发明的功率变换模块器件的特征是，在印制线路板上将变压器与1次功率元件或2次功率元件中至少的任一种面接触地进行安装、通过设置于印制线路板上的外部连接端子而与设置于其他基板上的控制电路相连接。因此，在可使线路损耗极小的同时，由于噪音源FET、二极管电压的波形等也得到大幅度的改善，所以还可实现电源的低噪音化。此外，在使得变压器、功率元件的发热得到大幅度降低的同时还可以实现变压器尺寸的小型化。进而由于并不安装具有很多部件的复杂的控制电路，所以这种块的设计也变得非常简单、即使不是电源设计的熟练工作人员也可以在短时间内设计。其结果是，可以提供一种能大幅度提高开发效率的小型、低发热、低损耗、低噪音的功率变换模块器件。
此外，本发明的电源装置，是第1构成体与第2构成体一体化地形成的电源装置，其特征是，将本发明的功率变换模块器件作为第2构成体使用的同时，在形成第1构成体的第1基板上设置有控制第2构成体的控制电路部分，由于可以将作为功率变换模块器件特征的小型、低发热、低损耗、低噪音原样利用，所以使得热设计、结构设计变得非常简单、得到使开发研制周期也大幅度地削减的显著效果。
本发明的功率变换模块器件及应用其的电源装置，在具有小型化、低发热、低损耗、低噪音的效果的同时，还具有可以大幅度提高电源的设计开发效率的效果、可适用于装配开关电源的所有的电子设备。

Claims (38)

1.一种功率变换模块器件，其特征是，变压器与1次功率元件或2次功率元件中的至少一个以面接触地安装于印制线路板上、通过设置于上述印制线路板上的外部连接端子与设置于其他基板上的控制电路部分相连接。
2.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中，上述印制线路板，采用由绝缘物和引线框架一体型线路板粘结构成的高散热基板。
3.如权利要求2所述的功率变换模块器件，其中，上述绝缘物的厚度为0.4mm或0.4mm以上。
4.如权利要求2所述的功率变换模块器件，其中，上述绝缘物采用环氧类树脂。
5.如权利要求4所述的功率变换模块器件，其中，在上述树脂中加入无机填料。
6.如权利要求2所述的功率变换模块器件，其中上述绝缘物采用陶瓷类材料形成。
7.如权利要求2所述的功率变换模块器件，其中上述引线框架由具有0.3mm或0.3mm以上的厚度的铜板形成。
8.如权利要求2所述的功率变换模块器件，其中将上述引线框架折弯作为模块的外部连接端子。
9.如权利要求8所述的功率变换模块器件，其中上述外部连接端子的至少一个是作为用于连接上述控制电路部分的端子。
10.如权利要求2所述的功率变换模块器件，其中在与上述绝缘物的引线框架相反一侧的面上粘结有金属板。
11.如权利要求10所述的功率变换模块器件，其中上述金属板的材料为铝。
12.如权利要求10所述的功率变换模块器件，其中上述金属板的材料为铜。
13.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中，在上述印制线路板上，将变压器和1次功率元件或2次功率元件中的至少一个安装于印制线路板的一个主平面上。
14.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中上述印制线路板采用在单侧形成图形的单面印制线路板。
15.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中上述印制线路板采用在两侧形成图形的双面印制线路板。
16.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中上述印制线路板采用多层印制线路板。
17.如权利要求14所述的功率变换模块器件，其中，在与安装有上述变压器和1次功率元件或2次功率元件中的至少一个的上述印制线路板相反的一侧的面上形成有与安装上述变压器及1次或2次功率元件中至少任一功率元件的表面电绝缘的图形。
18.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中，上述印制线路板采用在金属板上涂敷绝缘树脂层、在其上形成金属箔的金属底座基板。
19.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中上述变压器的1次线圈或2次线圈中至少一个线圈由薄板状的线圈形成。
20.如权利要求19所述的功率变换模块器件，其中上述薄板状线圈由具有0.3mm或0.3mm以上的厚度的铜板形成。
21.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中上述变压器的1次线圈或2次线圈的至少一个线圈由3层绝缘导线形成。
22.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中上述变压器的1次线圈或2次线圈的至少一个线圈是将绕线绕卷形成。
23.如权利要求22所述的功率变换模块器件，其中上述线圈各绕线具有融粘层。
24.如权利要求23所述的功率变换模块器件，其中上述融粘层为醇融粘型的融粘层。
25.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中上述变压器的1次线圈或2次线圈的至少一个线圈形成于印制基板上。
26.如权利要求25所述的功率变换模块器件，其中在上述线圈层之间插入预浸料而制成多层印制基板线圈。
27.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中将上述变压器的磁芯的下表面与印制线路板相接地装配。
28.如权利要求27所述的功率变换模块器件，其中在与上述磁芯相对的面上形成有上述印制线路板的图形。
29.如权利要求27所述的功率变换模块器件，其中在上述磁芯和上述印制线路板之间夹置有热传导部件。
30.如权利要求1所述的功率变换模块器件，其中在上述1次功率元件和上述2次功率元件之间配置有上述变压器。
31.一种电源装置，是由第1构成体与第2构成体一体化所形成的电源装置，其特征是，在将如权利要求1所述的功率变换模块器件作为上述第2构成体使用的同时，在形成上述第1构成体的第1基板上设置有控制第2构成体的控制电路部分。
32.如权利要求31所述的电源装置，其中，在与形成上述第2构成体的变压器相对的部分上的形成上述第1构成体的第1基板上，设置有孔。
33.如权利要求31所述的电源装置，其中，在形成上述第2构成体的上述印制线路板中，在采用将绝缘物和引线框架一体型的线路板相粘结的方式的同时，用上述引线框架的一部分连接上述第1构成体和上述第2构成体。
34.如权利要求31所述的电源装置，其中，在形成上述第2构成体的上述印制线路板中，将绝缘物和引线框架一体型的线路板相粘结、将上述印制线路板面接触地安装到电源装置的壳体上。
35.如权利要求31所述的电源装置，其中，将形成上述第2构成体的变压器的顶板和形成上述第1构成体的第1基板的表面面接触地安装。
36.如权利要求31所述的电源装置，其中，将未安装形成上述第2构成体的上述印制线路板的部件的面面接触地安装到电源装置的壳体上。
37.一种功率变换模块器件，其特征是，将扼流圈与3次功率元件、4次功率元件的至少一个以面接触地安装于印制线路板上、通过设置于上述印制线路板上的外部连接端子与设置于其他基板上的控制电路部分相连接。
38.一种电源装置，是一种由第1构成体与第3构成体一体化所形成的电源装置，其特征是，在将如权利要求37所述的功率变换模块器件作为上述第3构成体使用的同时，在形成上述第1构成体的第1基板上设置有控制上述第3构成体的控制电路部分。
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