JP2000358360A - Dc−dcコンバータ - Google Patents

Dc−dcコンバータ

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JP2000358360A
JP2000358360A JP11167163A JP16716399A JP2000358360A JP 2000358360 A JP2000358360 A JP 2000358360A JP 11167163 A JP11167163 A JP 11167163A JP 16716399 A JP16716399 A JP 16716399A JP 2000358360 A JP2000358360 A JP 2000358360A
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JP
Japan
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converter
casing
insulating layer
aluminum
circuit board
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JP11167163A
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English (en)
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Hiromitsu Muto
洋光 武藤
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TDK Lambda Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化(薄型化)を図るとともに、構造が簡易
で、絶縁性および放熱性が良好であり、かつ組み立てが
容易であるDC−DCコンバータを提供する。 【解決手段】DC−DCコンバータ1は、箱形の金属製
のケーシング2と、このケーシング2内に収納され、D
C−DCコンバータ回路を構成する複数の素子(回路部
品)4が実装された回路基板3とを有している。ケーシ
ング2は、その表層部を構成する絶縁層21と、金属で
構成された内部22とで構成されている。ケーシング2
の金属材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム
合金が好ましい。また、絶縁層21は、硬質アルマイト
で構成されるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DC−DCコンバ
ータに関する。
【0002】
【従来の技術】入力された直流電圧(電気エネルギー)
を所定の大きさの直流電圧に変換するとともに、その直
流電圧を安定化させて出力するDC−DCコンバータが
知られている。
【0003】図3は、従来のDC−DCコンバータを示
す分解斜視図、図4は、従来のDC−DCコンバータを
示す断面図である。
【0004】これらの図に示すように、従来のDC−D
Cコンバータ100は、ケーシング200と、複数の素
子(電子部品)500が実装された回路基板300とを
有している。
【0005】ケーシング200は、樹脂に代わり、樹脂
よりも放熱性の良い(熱伝導度の高い)金属で構成され
ている。
【0006】そして、このケーシング200と、回路基
板300の回路パターンおよび素子500とを絶縁する
ために、ケーシング200と回路基板300との間に絶
縁シート(例えば、塩化ビニル製のシート)400が設
置されている。
【0007】しかしながら、前記DC−DCコンバータ
100では、DC−DCコンバータ100の組み立ての
際、絶縁シート400を設置し忘れるおそれがある。絶
縁シート400が無い場合には、ケーシング200と、
回路基板300の回路パターンや素子500とが短絡
(導通)してしまうおそれがある。
【0008】また、前記DC−DCコンバータ100で
は、絶縁シート400を設けることにより、その厚さ
(0.4mm以上)の分、DC−DCコンバータ100の
厚さが厚くなってしまうという欠点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小型
化(薄型化)を図るとともに、構造が簡易で、絶縁性お
よび放熱性が良好であり、かつ、組み立てが容易である
DC−DCコンバータを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(8)の本発明により達成される。
【0011】(1) 金属製のケーシングと、該ケーシ
ング内に収納された回路基板とを備えたDC−DCコン
バータであって、前記ケーシングは、少なくとも前記回
路基板の回路に対面する部分に、放熱性の良好な絶縁層
を有することを特徴とするDC−DCコンバータ。
【0012】(2) 前記ケーシングの金属材料は、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金である上記(1)に
記載のDC−DCコンバータ。
【0013】(3) 前記絶縁層は、酸化被膜である上
記(1)または(2)に記載のDC−DCコンバータ。
【0014】(4) 前記絶縁層は、硬質アルマイトで
構成される上記(1)または(2)に記載のDC−DC
コンバータ。
【0015】(5) 前記絶縁層は、硬質アルマイト処
理により形成される上記(1)ないし(4)のいずれか
に記載のDC−DCコンバータ。
【0016】(6) 前記絶縁層の厚さは、50〜20
0μm である上記(1)ないし(5)のいずれかに記載
のDC−DCコンバータ。
【0017】(7) 前記絶縁層の耐圧は、500〜2
000Vである上記(1)ないし(6)のいずれかに記
載のDC−DCコンバータ。
【0018】(8) 前記絶縁層は、前記ケーシングの
表層部を構成する上記(1)ないし(7)のいずれかに
記載のDC−DCコンバータ。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明のDC−DCコンバ
ータ(DC−DC電源装置)を添付図面に示す好適実施
例に基づいて詳細に説明する。
【0020】図1は、本発明のDC−DCコンバータの
実施例を示す分解斜視図、図2は、本発明のDC−DC
コンバータの実施例を示す断面図である。
【0021】これらの図に示すDC−DCコンバータ
(DC−DC電源装置)1は、回路基板に実装される形
態(オンボード型)のDC−DCコンバータである。こ
のDC−DCコンバータ1に入力された直流電圧(電気
エネルギー)は、所定の大きさの直流電圧に変換される
とともに、安定化され、出力される。
【0022】DC−DCコンバータ1は、箱形の金属
(但し、金属には合金も含まれる)製のケーシング2
と、このケーシング2内に収納され、DC−DCコンバ
ータ回路を構成する複数の素子(回路部品)4が実装さ
れた回路基板3とを有している。
【0023】前記DC−DCコンバータ回路、すなわ
ち、DC−DCコンバータ1の種類は、特に限定されな
い。例えば、チョッパ方式、インバータ方式等のスイッ
チング方式、ドロッパ方式等、各種のDC−DCコンバ
ータ回路を用いることができる。
【0024】また、前記素子4としては、例えば、ダイ
オード、トランジスタ、電界効果トランジスタ(FE
T)、フォトカプラ、抵抗、コンデンサ、コイル(イン
ダクタ)、変圧器(トランス)等が挙げられる。
【0025】回路基板3の4隅には、この回路基板3の
DC−DCコンバータ回路に電気的に接続された4つの
端子(ピン)31が、それぞれ、図1および図2中上側
に突出するように設置されている。このDC−DCコン
バータ1を図示しない所定の回路基板に実装する際は、
各端子31をそれぞれ前記回路基板の対応する電極(端
子)に電気的に接続する。
【0026】なお、本発明では、前記端子31の数が4
つに限定されないことは言うまでもない。
【0027】ケーシング2は、その表層部を構成する絶
縁層21と、金属で構成された内部22とで構成されて
いる。
【0028】ケーシング2が金属製であるので、すなわ
ち、ケーシング2の内部22が金属で構成されているの
で、磁気シールド(電磁波の遮蔽)性および放熱性、特
に放熱性が良好である。
【0029】絶縁層21は、ケーシング2のうちの、少
なくとも回路基板33のDC−DCコンバータ回路に対
面する部分(底面23)に形成されていればよいが、本
実施例のように、ケーシング2の表面全体に形成されて
いるのが好ましい。
【0030】ケーシング2の金属材料としては、特に限
定されず、例えば、銅、鉄、アルミニウムや、これらの
合金等が挙げられる。そして、これらのうち、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金が好ましく、アルミニウム
が特に好ましい。
【0031】アルミニウムまたはアルミニウム合金を用
いることにより、後述する硬質アルマイト処理により、
硬質アルマイトの絶縁層21を形成することができる。
なお、アルミニウムやアルミニウム合金は、放熱性が良
好である。
【0032】また、前記アルミニウム合金の場合、アル
ミニウムの含有量(含有率)は、99.85wt%以上が
好ましい。
【0033】アルミニウムの含有量が前記範囲内である
と、後述する硬質アルマイト処理により、良好な硬質ア
ルマイトの絶縁層21を形成することができる。
【0034】絶縁層21は、絶縁性を有し、かつ放熱性
の良好な層(膜)で構成されている。絶縁層21の耐圧
は、500〜2000V程度が好ましい。
【0035】絶縁層21の耐圧が前記下限より小さい
と、DC−DCコンバータ1の仕様によっては、回路基
板3のDC−DCコンバータ回路とケーシング2とが短
絡するおそれがあり、また、前記上限より大きいと、絶
縁層21の厚さdが厚くなり、悪影響がでることがあ
る。また、絶縁層21の厚さdは、50〜200μm 程
度が好ましい。
【0036】絶縁層21の厚さdが前記下限より薄い
と、絶縁層21の構成材料やDC−DCコンバータ1の
仕様によっては、耐圧が不十分になる場合があり、ま
た、前記上限より厚いと、DC−DCコンバータ1の小
型化(薄型化)に不利である。
【0037】絶縁層21としては、例えば、絶縁性を有
し、かつ放熱性の良好な各種塗料の塗膜、各種セラミッ
クス(セラミックスの粉末)が混入された各種樹脂の
層、各種酸化被膜(不動態被膜)等が挙げられ、これら
のうち、酸化被膜が好ましい。
【0038】前記酸化被膜としては、例えば、クロメー
ト、硬質アルマイト(α−Al23)等が挙げられ、こ
れらのうち、硬質アルマイトが好ましい。すなわち、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金、特にアルミニウム
に対して、後述する硬質アルマイト処理を施して絶縁層
21を形成するのが好ましい。
【0039】この硬質アルマイトは、絶縁性が高く、か
つ、放熱性が良好である。なお、硬質アルマイトの放熱
性は、アルミニウムやアルミニウム合金のそれと同等で
ある。
【0040】次に、絶縁層21の形成方法を説明する。
この場合、代表的に、アルミニウムまたはアルミニウム
合金製のケーシング2に対して、硬質アルマイト処理を
施して絶縁層21を形成する方法を説明する。
【0041】硬質アルマイト処理に必要な装置や溶液等
を用意する。まず、ケーシング2を陽極とし、所定の条
件で電気分解(電解)を行う。これにより、ケーシング
2の表層部が酸化(陽極酸化)して、γ−Al23にな
る。
【0042】使用する電解液は、硫酸(硫酸系の電解
液)またはシュウ酸(シュウ酸系の電解液)等が好まし
い。
【0043】また、電解液の温度は、−10〜30℃程
度が好ましく、0℃前後がより好ましい。
【0044】また、電流密度は、1〜6A/dm2程度が
好ましく、2〜5A/dm2程度がより好ましい。
【0045】次いで、前記電解後のケーシング2に対
し、所定の条件で熱処理を行う。これにより、ケーシン
グ2の表層部のγ−Al23が、α−Al23、すなわ
ち硬質アルマイトになる。
【0046】前記熱処理条件は、1000℃以上で、8
5〜90分程度が好ましい。
【0047】以上のようにして、硬質アルマイトの絶縁
層21を有するケーシング2が得られる。
【0048】なお、本発明では、ケーシング2の形状に
加工する前に、絶縁層21を形成してもよい。
【0049】以上説明したように、このDC−DCコン
バータ1によれば、金属製のケーシング2の表層部が絶
縁層21で構成されているので、回路基板3のDC−D
Cコンバータ回路とケーシング2とを容易かつ確実に絶
縁することができるとともに、放熱性が良好である。
【0050】特に、アルミニウムまたはアルミニウム合
金製のケーシング2の表層部が硬質アルマイトの絶縁層
21で構成されている場合には、より高い絶縁性と、よ
り良好な放熱性が得られる。
【0051】また、別途絶縁シートを設ける必要がない
ので、部品点数が減少し、構造が簡素化し、また、コス
トを低減することができる。
【0052】また、DC−DCコンバータ1の組み立て
(製造)の際、絶縁シートを設置する工程が無いので、
DC−DCコンバータ1の組み立てを容易かつ短時間で
行うことができる。
【0053】また、ケーシング2の表層部が絶縁層21
で構成されているので、ケーシング2と回路基板3の基
板との距離をより小さくすることができる(ケーシング
2と回路基板3の素子4とが接触するまで小さくするこ
とができる)とともに、絶縁シートの厚さの分、DC−
DCコンバータ1の厚さを薄くすることができ、小型化
(薄型化)に有利である。
【0054】以上、本発明のDC−DCコンバータを、
図示の実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有
する任意の構成のものに置換することができる。
【0055】例えば、前記実施例のDC−DCコンバー
タは、回路基板に実装される形態(オンボード型)のD
C−DCコンバータであるが、DC−DCコンバータの
形態は、本発明では、これに限らず、この他、例えばユ
ニット型(ユニット型のDC−DCコンバータ)であっ
てもよい。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のDC−D
Cコンバータによれば、ケーシングが金属製であり、そ
の少なくとも前記回路基板の回路に対面する部分に、放
熱性の良好な絶縁層を有するので、回路基板の回路とケ
ーシングとを容易かつ確実に絶縁することができるとと
もに、放熱性が良好である。
【0057】特に、アルミニウムまたはアルミニウム合
金製のケーシングの表層部が硬質アルマイトの絶縁層で
構成されている場合には、より高い絶縁性と、より良好
な放熱性が得られる。
【0058】また、別途絶縁シートを設ける必要がない
ので、部品点数が減少し、構造が簡素化し、また、コス
トを低減することができる。
【0059】また、DC−DCコンバータの組み立て
(製造)の際、絶縁シートを設置する工程が無いので、
DC−DCコンバータの組み立てを容易かつ短時間で行
うことができる。
【0060】また、ケーシングが絶縁層を有するので、
ケーシングと回路基板の基板との距離をより小さくする
ことができるとともに、絶縁シートの厚さの分、DC−
DCコンバータの厚さを薄くすることができ、小型化
(薄型化)に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のDC−DCコンバータの実施例を示す
分解斜視図である。
【図2】本発明のDC−DCコンバータの実施例を示す
断面図である。
【図3】従来のDC−DCコンバータを示す分解斜視図
である。
【図4】従来のDC−DCコンバータを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 DC−DCコンバータ 2 ケーシング 21 絶縁層 22 内部 23 底面 3 回路基板 31 端子 4 素子 100 DC−DCコンバータ 200 ケーシング 300 回路基板 400 絶縁シート 500 素子

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製のケーシングと、該ケーシング内
    に収納された回路基板とを備えたDC−DCコンバータ
    であって、 前記ケーシングは、少なくとも前記回路基板の回路に対
    面する部分に、放熱性の良好な絶縁層を有することを特
    徴とするDC−DCコンバータ。
  2. 【請求項2】 前記ケーシングの金属材料は、アルミニ
    ウムまたはアルミニウム合金である請求項1に記載のD
    C−DCコンバータ。
  3. 【請求項3】 前記絶縁層は、酸化被膜である請求項1
    または2に記載のDC−DCコンバータ。
  4. 【請求項4】 前記絶縁層は、硬質アルマイトで構成さ
    れる請求項1または2に記載のDC−DCコンバータ。
  5. 【請求項5】 前記絶縁層は、硬質アルマイト処理によ
    り形成される請求項1ないし4のいずれかに記載のDC
    −DCコンバータ。
  6. 【請求項6】 前記絶縁層の厚さは、50〜200μm
    である請求項1ないし5のいずれかに記載のDC−DC
    コンバータ。
  7. 【請求項7】 前記絶縁層の耐圧は、500〜2000
    Vである請求項1ないし6のいずれかに記載のDC−D
    Cコンバータ。
  8. 【請求項8】 前記絶縁層は、前記ケーシングの表層部
    を構成する請求項1ないし7のいずれかに記載のDC−
    DCコンバータ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005110406A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd パワー変換モジュールデバイスおよびそれを用いた電源装置
WO2014038000A1 (ja) * 2012-09-04 2014-03-13 株式会社日立製作所 電力変換装置
WO2015159644A1 (ja) * 2014-04-16 2015-10-22 住友ベークライト株式会社 電力変換装置の筐体、熱硬化性樹脂組成物および電力変換装置

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