JP2001359280A - Power supply apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】 この発明は、メイン回路基板に
サブ回路基板、あるいは更に放熱フィンを組み合わせて
変圧器の四方を囲んでなる電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device that surrounds four sides of a transformer by combining a main circuit board with a sub-circuit board or a heat radiation fin.
【0002】[0002]
【従来の技術】 一般に大容量の電源装置を除いて、回
路基板上に変圧器を始めとしてスイッチング半導体素
子、ダイオード、コンデンサ及び抵抗器のような各種電
子部品を搭載しているものが多い。この場合には、それ
ぞれの電子部品を回路基板上に平面的に配置するものが
一般的である。しかし、中には回路基板の大きさの制限
が厳しいものの場合には主回路基板と制御回路基板とを
分けて2階建構造にしたもの、あるいはスイッチング半
導体素子のリード端子にそのスナバ回路の電子部品を搭
載したスナバ回路基板を固定するものなど種々の構造の
ものが提案されている。2. Description of the Related Art Generally, except for a large-capacity power supply device, many electronic devices such as a switching semiconductor element, a diode, a capacitor, and a resistor are mounted on a circuit board. In this case, each electronic component is generally arranged on a circuit board in a planar manner. However, when the size of the circuit board is severely restricted, the main circuit board and the control circuit board are divided into a two-story structure, or the electronic terminals of the snubber circuit are connected to the lead terminals of the switching semiconductor element. Various structures have been proposed, such as those for fixing a snubber circuit board on which components are mounted.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】 スイッチング電源に
あっては、スイッチング周波数が年々高くなり、またコ
ア材料などの改良もあって変圧器をかなり小型化できる
ようになった。数年前までは回路基板上に搭載される電
子部品の内で変圧器が最も背高が高いとされていたが、
最近では比較的出力電流の大きなものではスイッチング
半導体素子や2次側のダイオードの発熱を放熱する放熱
フィンのような放熱手段が変圧器よりも背高になる場合
が多くなってきている。The switching frequency of a switching power supply has been increasing year by year, and the transformer has been considerably reduced in size due to improvements in core materials and the like. Until a few years ago, transformers were said to be the tallest of the electronic components mounted on circuit boards,
In recent years, in the case of a device having a relatively large output current, a radiating means such as a radiating fin for radiating heat generated by a switching semiconductor element or a diode on the secondary side is often taller than a transformer.
【0004】 したがって、この発明は、このような場
合においてメイン回路基板の小型化のために変圧器の上
部の空間に一部分の電子部品を配置し、変圧器の放熱を
高めると同時に放熱手段の放熱効率を高め、かつ電源回
路が変圧器の発生するスイッチングノイズによる悪影響
を受けるのを極力小さくするために変圧器の四囲を囲む
構造を提供することを主要課題としている。Accordingly, in such a case, the present invention arranges a part of electronic components in a space above the transformer in order to reduce the size of the main circuit board, thereby increasing the heat dissipation of the transformer and at the same time dissipating the heat of the heat dissipation means. It is a main object to provide a structure that surrounds a transformer in order to increase efficiency and minimize adverse effects of a switching noise generated by the transformer on a power supply circuit.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】 本発明の請求項1は、
前記課題を解決するため、変圧器とインダクタの双方又
はいずれか一方と、スイッチング半導体素子と、ダイオ
ードとを含む主回路を備えた電源装置において、前記変
圧器とインダクタの双方又は一方を種々の電子部品が搭
載されたメイン回路基板に取り付け、前記変圧器とイン
ダクタの双方又は一方の両脇に放熱手段とサブ回路基板
を前記メイン回路基板上に立てるよう配置し、前記放熱
手段と前記サブ回路基板とを前記変圧器とインダクタの
双方又は一方の上方で放熱用金属部材により橋絡して、
前記変圧器とインダクタの双方又は一方の四方を前記メ
イン回路基板と前記放熱手段と前記サブ回路基板と前記
放熱用金属部材とで囲み、前記スイッチング半導体素子
を前記放熱用金属部材に取り付け、前記整流用半導体素
子を前記放熱手段に取り付けた電源装置を提供するもの
である。Means for Solving the Problems Claim 1 of the present invention,
In order to solve the above-described problem, in a power supply device including a main circuit including a transformer and / or an inductor, a switching semiconductor element, and a diode, the transformer and / or the inductor are connected to various electronic devices. Attached to a main circuit board on which components are mounted, a heat dissipation means and a sub-circuit board are arranged on both sides of one or both of the transformer and the inductor so as to stand on the main circuit board, and the heat dissipation means and the sub-circuit board And bridging with a heat dissipating metal member above the transformer and / or the inductor,
The transformer and / or the inductor are surrounded by the main circuit board, the heat radiating means, the sub circuit board, and the heat dissipating metal member, and the switching semiconductor element is mounted on the heat dissipating metal member. And a power supply device in which a semiconductor element for use is attached to the heat radiating means.
【0006】 本発明の請求項2は、前記課題を解決す
るため、請求項1において、前記放熱用金属部材は前記
放熱手段及び前記サブ回路基板に係止されていることを
特徴とする電源装置を提供するものである。According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above problem, in the first aspect, the heat dissipating metal member is locked to the heat dissipating means and the sub-circuit board. Is provided.
【0007】 本発明の請求項3は、前記課題を解決す
るため、請求項1又は請求項2において、前記変圧器の
前記1次巻線に接続される1次側回路の電子部品が搭載
された1次回路基板を前記放熱用金属部材に沿って上方
に配置して、前記サブ回路基板に係合させたことを特徴
とする電源装置を提供するものである。According to a third aspect of the present invention, in order to solve the above problem, in the first or second aspect, an electronic component of a primary side circuit connected to the primary winding of the transformer is mounted. And a primary circuit board disposed above the heat-dissipating metal member and engaged with the sub-circuit board.
【0008】 本発明の請求項4は、前記課題を解決す
るため、変圧器とインダクタの双方又は一方と、スイッ
チング半導体素子と、ダイオードとを含む主回路を備え
た電源装置において、前記変圧器とインダクタの双方又
は一方をメイン回路基板上に取り付け、放熱手段と逆L
字状のサブ回路金属基板を前記変圧器とインダクタの双
方又は一方の両脇であって前記メイン回路基板上に立て
るよう配置すると共に、前記サブ回路金属基板の上辺部
を前記放熱手段に取り付けて、前記変圧器とインダクタ
の双方又は一方の四方を前記メイン回路基板と前記放熱
手段と前記サブ回路金属基板とで囲み、前記スイッチン
グ半導体素子を前記サブ回路金属基板に取り付け、前記
ダイオードを前記放熱手段に取り付けた電源装置を提供
するものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power supply device including a main circuit including at least one of a transformer and an inductor, a switching semiconductor element, and a diode. Mount one or both of the inductors on the main circuit board,
A letter-shaped sub-circuit metal substrate is placed on the main circuit board on either or both sides of the transformer and the inductor, and the upper side of the sub-circuit metal substrate is attached to the heat radiating means. Surrounding the transformer and / or the inductor with the main circuit board, the heat radiating means, and the sub-circuit metal board, mounting the switching semiconductor element on the sub-circuit metal board, and mounting the diode on the heat radiating means. A power supply device is provided.
【0009】 本発明の請求項5は、前記課題を解決す
るため、請求項4において、前記スイッチング半導体素
子を前記サブ回路金属基板の上辺部面の電気絶縁層上に
取り付けた電源装置を提供するものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power supply device according to the fourth aspect, wherein the switching semiconductor element is mounted on an electrical insulating layer on an upper side surface of the sub-circuit metal substrate. Things.
【0010】 本発明の請求項6は、前記課題を解決す
るため、変圧器とインダクタの双方又は一方と、スイッ
チング半導体素子と、ダイオードとを含む主回路を備え
た電源装置において、前記変圧器とインダクタの双方又
は一方をメイン回路基板上に取り付け、二つの側壁部と
上辺部とからなるコの字状のサブ回路金属基板を前記変
圧器を囲むように前記メイン回路基板上に配置すると共
に、前記変圧器とインダクタの双方又は一方の上方に位
置する前記サブ回路金属基板の上辺部に前記スイッチン
グ半導体素子を取り付け、前記スイッチング半導体素子
のスナバ回路を構成する電子部品を前記サブ回路金属基
板の一方の側壁部に取り付け、前記ダイオードを前記サ
ブ回路金属基板の他方の側壁部に取り付けた電源装置を
提供するものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power supply device including a main circuit including at least one of a transformer and an inductor, a switching semiconductor element, and a diode. Both or one of the inductors is mounted on the main circuit board, and a U-shaped sub-circuit metal board composed of two side walls and an upper side is arranged on the main circuit board so as to surround the transformer, The switching semiconductor element is attached to an upper side of the sub-circuit metal board located above and / or one of the transformer and the inductor, and an electronic component forming a snubber circuit of the switching semiconductor element is mounted on one of the sub-circuit metal boards. And a power supply device in which the diode is mounted on the other side wall of the sub-circuit metal substrate. .
【0011】 本発明の請求項7は、前記課題を解決す
るため、請求項6において、前記サブ回路金属基板の金
属表面が電気絶縁層で覆われた面域に前記スイッチング
半導体素子と前記ダイオードの一方又は双方をそれぞれ
取り付けた電源装置を提供するものである。According to a seventh aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the sixth aspect, the switching semiconductor element and the diode are provided in an area where a metal surface of the sub-circuit metal substrate is covered with an electric insulating layer. A power supply device to which one or both are attached is provided.
【0012】 本発明の請求項8は、前記課題を解決す
るため、請求項1ないし請求項7のいずれかにおいて、
前記変圧器の四方を囲む前記メイン回路基板と前記放熱
手段と前記サブ回路基板と前記放熱用金属部材は風洞を
形成し、その風洞の前方又は後方に放熱用ファンが位置
する電源装置を提供するものである。[0012] An eighth aspect of the present invention is directed to any one of the first to seventh aspects in order to solve the above problem.
The main circuit board surrounding the four sides of the transformer, the heat radiating means, the sub-circuit board, and the heat radiating metal member form a wind tunnel, and a power supply device is provided in which a heat radiating fan is located in front of or behind the wind tunnel. Things.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態及び実施例】 図1ないし図3によ
り本発明の1実施例について説明する。先ず図1は一般
的なシングルエンデッドタイプの電源の一回路例を示
し、変圧器Tの1次巻線N1にはMOSFET・Tr
1、・・・Trnが並列接続されており、各MOSFE
T・Tr1、・・・Trnのソースとドレイン間には抵
抗やコンデンサなどからなるスナバ回路S1、・・・S
nが並列に接続されている。変圧器Tの2次巻線N2に
は複数個並列接続された整流用ダイオードD1及びフラ
イホイーリングダイオードD2が接続されている。な
お、他の電子部品については省略している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, FIG. 1 shows a circuit example of a general single-ended type power supply. A primary winding N1 of a transformer T includes a MOSFET Tr
1,... Trn are connected in parallel, and each MOSFE
.. Tn, between the source and the drain of the Tr.
n are connected in parallel. A plurality of rectifier diodes D1 and flywheeling diodes D2 connected in parallel are connected to the secondary winding N2 of the transformer T. Other electronic components are omitted.
【0014】 図2は本発明の一実施例にかかる図1に
示した電源回路の構造を示し、1は後述する電子部品を
除いて種々の電子部品が直接搭載されているメイン回路
基板、2は図1の変圧器Trに相当する変圧器であり、
メイン回路基板1の回路パターン上に搭載され接続され
ている。3はそのリード端子3aがサブ回路基板4の回
路パターンに接続されたスイッチング半導体素子であ
り、図1のMOSFET・Trに相当する。他のMOS
FET・Tr2、・・・Trnに相当するスイッチング
半導体素子は、図示されていないが、スイッチング半導
体素子3の紙面の裏方向に向かって1列に並べて取り付
けられている。サブ回路基板4は変圧器2の脇にてメイ
ン回路基板1に対してほぼ直立しており、その変圧器2
側の面には、図1に示した各MOSFET用のスナバ回
路S1、・・・Snを構成ずる複数の電子部品5が搭載
され回路パターンに接続されている。サブ回路基板4は
その回路パターンをメイン回路基板1の回路パターンに
接続するための複数の接続手段6により機械的にもメイ
ン回路基板1に固定される。しかし、接続手段6は電気
的及び機械的に接続する機能をもつものとは別に機械的
に固定するためだけの固定手段を設けても勿論良い。FIG. 2 shows the structure of the power supply circuit shown in FIG. 1 according to one embodiment of the present invention, and 1 is a main circuit board on which various electronic components are directly mounted except for electronic components to be described later. Is a transformer corresponding to the transformer Tr in FIG.
It is mounted and connected on a circuit pattern of the main circuit board 1. Reference numeral 3 denotes a switching semiconductor element whose lead terminal 3a is connected to the circuit pattern of the sub-circuit board 4, and corresponds to the MOSFET Tr in FIG. Other MOS
The switching semiconductor elements corresponding to the FETs Tr2,..., Trn are mounted in a line in a row toward the back of the paper of the switching semiconductor element 3, although not shown. The sub-circuit board 4 is substantially upright with respect to the main circuit board 1 beside the transformer 2, and the transformer 2
On the side surface, a plurality of electronic components 5 constituting the snubber circuits S1,... Sn for each MOSFET shown in FIG. 1 are mounted and connected to a circuit pattern. The sub circuit board 4 is mechanically fixed to the main circuit board 1 by a plurality of connecting means 6 for connecting the circuit pattern to the circuit pattern of the main circuit board 1. However, the connecting means 6 may of course be provided with a fixing means only for mechanically fixing in addition to the means having the function of electrically and mechanically connecting.
【0015】 サブ回路基板4にリード端子4aが固着
された複数のスイッチング半導体素子3の本体はネジ、
あるいはカシメ又は圧入のような第1の固定手段7によ
り図示していない電気絶縁シートを介して熱伝導の良好
なアルミニウム板のような放熱用金属板8の取り付けら
れる。放熱用金属板8はL字状の形状のもので、そのL
字状の短い辺がネジ、あるいはカシメ又は圧入のような
第2の固定手段9によりサブ回路基板4に固定される。
また、放熱用金属板8の他方側は放熱フィンのような放
熱手段10の上端にネジ、あるいはカシメ又は圧入のよ
うな第3の固定手段11により固定される。そして、図
示1に示した整流用ダイオードD1に相当するダイオー
ド12がネジ、あるいはカシメ又は圧入のような第4の
固定手段13により図示していない電気絶縁シートを介
して放熱手段10の外側面に固定され、そのリード端子
12aはメイン回路基板1の回路パターンに接続され
る。図示していないが、必要に応じて図示1に示したフ
ライホイーリングダイオードD2に相当するダイオード
も電気絶縁シートを介して放熱手段10の外側面に固定
される。The main body of the plurality of switching semiconductor elements 3 to which the lead terminals 4 a are fixed to the sub-circuit board 4 are screws,
Alternatively, a heat-dissipating metal plate 8 such as an aluminum plate having good heat conduction is attached by a first fixing means 7 such as caulking or press-fitting via an electric insulating sheet (not shown). The heat-dissipating metal plate 8 has an L-shape.
The short side of the character shape is fixed to the sub-circuit board 4 by a screw or a second fixing means 9 such as caulking or press-fitting.
The other side of the heat-dissipating metal plate 8 is fixed to the upper end of the heat-dissipating means 10 such as a heat-dissipating fin by a screw or a third fixing means 11 such as caulking or press-fitting. Then, a diode 12 corresponding to the rectifying diode D1 shown in FIG. 1 is screwed on the outer surface of the heat radiating means 10 via an electric insulating sheet (not shown) by a fourth fixing means 13 such as caulking or press fitting. The lead terminals 12a are fixed and connected to the circuit pattern of the main circuit board 1. Although not shown, if necessary, a diode corresponding to the flywheeling diode D2 shown in FIG. 1 is also fixed to the outer surface of the heat radiating means 10 via an electric insulating sheet.
【0016】 したがって、変圧器2は紙面の左右方向
と上下方向の4方はメイン回路基板1とサブ回路基板4
と放熱用金属板8と放熱手段10とで囲まれ、これら四
つの部材は風洞を形成することになる。図3に示すよう
に、その風洞の正面又は裏面に対応する電源筐体壁14
に空気排出穴15を設け、その空気排出穴に対応する位
置に放熱用ファン15を配置することにより、放熱用フ
ァン15が位置する電源筐体壁とは反対の電源筐体壁部
分に設けられた通気孔から筐体内に流入する空気は前記
風胴に案内されて比較的速い流速で放熱用ファン15に
より外部に排出される。したがって、風洞内の変圧器2
及びスナバ回路を構成する電子部品5は勿論のこと、風
洞を形成する放熱用金属板8や放熱手段10などの放熱
効率も向上する。この実施例では、発熱量の特に大きい
変圧器2、スイッチング半導体素子3、整流用ダイオー
ド12及びスナバ回路を構成する電子部品5などが風洞
内、あるいは風洞を形成する放熱用金属板8や放熱手段
10に固定されているので、電源装置の温度上昇を大幅
に制限できる。Therefore, the transformer 2 has a main circuit board 1 and a sub circuit board 4
, The metal plate 8 for heat dissipation and the heat dissipation means 10, and these four members form an air tunnel. As shown in FIG. 3, the power supply housing wall 14 corresponding to the front or back of the wind tunnel
Is provided on the power supply housing wall portion opposite to the power supply housing wall where the heat release fan 15 is located by disposing the heat radiation fan 15 at a position corresponding to the air discharge hole. The air flowing into the housing from the vent hole is guided by the wind tunnel and is discharged to the outside by the radiating fan 15 at a relatively high flow rate. Therefore, the transformer 2 in the wind tunnel
In addition, not only the electronic components 5 forming the snubber circuit but also the heat radiation efficiency of the heat radiation metal plate 8 and the heat radiation means 10 forming the wind tunnel are improved. In this embodiment, the transformer 2, the switching semiconductor element 3, the rectifier diode 12, and the electronic components 5 forming the snubber circuit, etc., which generate a particularly large amount of heat, are located in the wind tunnel or the heat-dissipating metal plate 8 forming the wind tunnel, Since it is fixed at 10, the temperature rise of the power supply device can be greatly restricted.
【0017】 また、電源装置の中でスイッチングノイ
ズの大きな発生源である変圧器2を風洞内に収納し、放
熱用金属板8と放熱手段10とでメイン回路基板1に搭
載される図示していない種々の電子部品を変圧器2が発
生するノイズから防護しているので、半導体ICのよう
な電子部品がノイズで誤動作する可能性を低減すること
ができる。サブ回路基板4はノイズのシールド機能は無
いが、サブ回路基板4はメイン回路基板1の一端側に位
置し、図面におけるサブ回路基板4の右側には電子部品
が存在しないので問題ない。なお、この実施例において
変圧器2と放熱手段10との高さの差により風洞内に空
間的余裕があれば、スイッチング半導体素子3を風洞内
に位置させても良い。Further, the transformer 2 which is a source of large switching noise in the power supply device is housed in the wind tunnel, and is mounted on the main circuit board 1 by the heat dissipating metal plate 8 and the heat dissipating means 10. Since various electronic components are protected from noise generated by the transformer 2, the possibility that electronic components such as semiconductor ICs malfunction due to noise can be reduced. Although the sub circuit board 4 does not have a noise shielding function, there is no problem because the sub circuit board 4 is located at one end of the main circuit board 1 and there are no electronic components on the right side of the sub circuit board 4 in the drawing. In this embodiment, if there is a space in the wind tunnel due to a difference in height between the transformer 2 and the heat radiation means 10, the switching semiconductor element 3 may be located in the wind tunnel.
【0018】 図4に示す第2の実施例はサブ回路基板
として、ほぼ90度に折り曲げた形状の金属材料からな
るサブ回路金属基板14を用い、図1に示した放熱用金
属板8も兼ねていることを特徴としている。サブ回路金
属基板14の垂直部14aには図1に示した放熱用金属
板8と同様に回路パターンが形成されていてスナバ回路
などを構成する電子部品5が接続される。その垂直部1
4aの下部は接続手段6によってメイン回路基板1に電
気的及び機械的に接続されている。サブ回路金属基板1
4の水平部14bにはスイッチング半導体素子3を取り
付ける面域だけに図示しない電気絶縁層が形成されてい
る。又は、図示していないが垂直部14aまで延びる電
気絶縁層上にスイッチング半導体素子3のリード端子が
ろう付けされる肉厚の表面銅箔層が形成されているもの
であっても良い。勿論、この表面銅箔層は垂直部14a
の回路パターンまで延びている。そして、その水平部1
4bは第1の実施例と同様に固定手段11により放熱手
段10に固定される。これにより変圧器2の四囲を囲む
風洞が形成され、前述と同様な効果を得ることができ
る。The second embodiment shown in FIG. 4 uses a sub-circuit metal substrate 14 made of a metal material bent at substantially 90 degrees as the sub-circuit substrate, and also serves as the heat-dissipating metal plate 8 shown in FIG. It is characterized by having. A circuit pattern is formed on the vertical portion 14a of the sub-circuit metal substrate 14 similarly to the heat-dissipating metal plate 8 shown in FIG. Its vertical part 1
The lower portion of 4a is electrically and mechanically connected to the main circuit board 1 by connection means 6. Sub circuit metal substrate 1
An electric insulating layer (not shown) is formed on the horizontal portion 14b only in the area where the switching semiconductor element 3 is mounted. Alternatively, although not shown, a thick surface copper foil layer to which the lead terminals of the switching semiconductor element 3 are brazed may be formed on an electric insulating layer extending to the vertical portion 14a. Of course, this surface copper foil layer is
Circuit pattern. And the horizontal part 1
4b is fixed to the heat radiating means 10 by the fixing means 11 as in the first embodiment. As a result, a wind tunnel surrounding the four surroundings of the transformer 2 is formed, and the same effect as described above can be obtained.
【0019】 また、この実施例では第1の実施例のよ
うにサブ回路基板4と放熱用金属板8とを機械的に結合
する工程が不要になり、サブ回路金属基板14にスイッ
チング半導体素子3とそのスナバ回路用の電子部品など
が搭載されているため、これらを一つの部品として扱う
ことができ実用上便利である。In this embodiment, the step of mechanically connecting the sub-circuit board 4 and the heat dissipating metal plate 8 as in the first embodiment becomes unnecessary, and the switching semiconductor element 3 is connected to the sub-circuit metal board 14. And electronic components for the snubber circuit are mounted, so that they can be handled as one component, which is practically convenient.
【0020】 次に、図5に示す第3の実施例はサブ回
路基板として、コの字形状に折り曲げた金属材料からな
るサブ回路金属基板24を用い、第1の実施例の放熱用
金属板8及び放熱手段10も兼ねたことを特徴としてい
る。前記実施例と同様に、一方の垂直部にスナバ回路な
どを構成する電子部品5が接続され、他方の垂直部には
図1の整流用ダイオードD1に相当するダイオード12
が電気絶縁層を介して固定手段により取り付けられる。
また、水平部にはスイッチング半導体素子3及び必要に
応じて他の電子部品(図示せず)が電気絶縁層を介して
固定手段により取り付けられると共に、回路パターンに
接続される。図5では、ダイオード12のリード端子1
2aがメイン回路基板1の回路パターンに接続されてい
るが、サブ回路金属基板24の表面銅箔層(図示せず)
に接続しても良い。また、スイッチング半導体素子3や
ダイオード12として表面実装型のものを用い、サブ回
路金属基板24の肉厚の回路パターンの上に形成された
電極パッド(図示せず)にハンダ付けすることも可能で
ある。Next, in a third embodiment shown in FIG. 5, a sub-circuit metal substrate 24 made of a metal material bent in a U-shape is used as the sub-circuit substrate, and the heat-dissipating metal plate of the first embodiment is used. 8 and the heat radiating means 10. As in the above-described embodiment, an electronic component 5 constituting a snubber circuit or the like is connected to one vertical portion, and a diode 12 corresponding to the rectifier diode D1 in FIG.
Are attached by a fixing means via an electrically insulating layer.
In addition, the switching semiconductor element 3 and other electronic components (not shown) are attached to the horizontal portion by a fixing means via an electric insulating layer as required, and are connected to a circuit pattern. In FIG. 5, the lead terminal 1 of the diode 12 is shown.
2a is connected to the circuit pattern of the main circuit board 1, but the surface copper foil layer (not shown) of the sub-circuit metal board 24
May be connected. It is also possible to use a surface-mount type switching semiconductor element 3 or diode 12 and solder it to an electrode pad (not shown) formed on a thick circuit pattern of the sub-circuit metal substrate 24. is there.
【0021】 図6は一般的な昇圧コンバータの基本回
路構成を示し、図1のような回路構成の電源に代えて、
図示のような昇圧コンバータに適用しても同様な効果が
ある。図1に示した記号と同一の記号は相当する部材を
示す。インダクタLは、電流容量がほぼ同じ大きさの場
合、図1の変圧器2とほぼ同程度の大きさであり、スイ
ッチング半導体素子Trの発熱もほぼ同じであるので、
スイッチング半導体素子Trの放熱手段(図示せず)は
インダクタLよりも背が高くなる場合がある。このよう
な場合には、図2ないし図5に示した構造は前述と同様
にインダクタLに対しても用いることができる。FIG. 6 shows a basic circuit configuration of a general boost converter. In place of a power supply having a circuit configuration as shown in FIG.
Similar effects can be obtained by applying the present invention to a boost converter as shown in the figure. The same symbols as those shown in FIG. 1 indicate the corresponding members. When the current capacity is substantially the same, the inductor L has substantially the same size as the transformer 2 in FIG. 1 and the switching semiconductor element Tr generates substantially the same heat.
The heat radiating means (not shown) of the switching semiconductor element Tr may be taller than the inductor L. In such a case, the structure shown in FIGS. 2 to 5 can be used for the inductor L as described above.
【0022】[0022]
【発明の効果】 以上述べたように、この発明によれば
変圧器又はインダクタの上の空間を有効に使用できるの
で電源の専有スペースを低減でき、変圧器又はインダク
タの四囲を囲んで風洞を形成しているので放熱効率を向
上させることができると同時に、それらの発生するノイ
ズから他の電子部品を防護できるなどの効果を有する。As described above, according to the present invention, the space above the transformer or the inductor can be used effectively, so that the space occupied by the power supply can be reduced, and the wind tunnel is formed around the four surroundings of the transformer or the inductor. As a result, the heat radiation efficiency can be improved, and at the same time, other electronic components can be protected from the generated noise.
【図1】 一般的な電源回路の1例を示す。FIG. 1 shows an example of a general power supply circuit.
【図2】 本発明に係る電源装置の一実施例を説明する
ための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining one embodiment of a power supply device according to the present invention.
【図3】 本発明に係る電源装置の構造を説明するため
の部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining a structure of a power supply device according to the present invention.
【図4】 本発明に係る電源装置の他の一実施例を説明
するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the power supply device according to the present invention.
【図5】 本発明に係る電源装置の他の一実施例を説明
するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining another embodiment of the power supply device according to the present invention.
【図6】 本発明が適用される別の電源回路の1例を示
す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of another power supply circuit to which the present invention is applied.
1・・・メイン回路基板 2・・・変圧器 3・・・スイッチング半導体素子 4・・・サブ回
路基板 5・・・電子部品 6・・・接続手
段 7、9、11、13・・・固定手段 8・・・放熱用金属板 10・・・放熱手
段 12・・・ダイオード 14・・・電源
筐体壁 16・・・放熱用ファンDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main circuit board 2 ... Transformer 3 ... Switching semiconductor element 4 ... Sub-circuit board 5 ... Electronic components 6 ... Connection means 7, 9, 11, 13 ... Fixed Means 8: Heat dissipating metal plate 10: Heat dissipating means 12: Diode 14: Power supply housing wall 16: Heat dissipating fan
Claims (8)
一方と、スイッチング半導体素子と、ダイオードとを含
む主回路を備えた電源装置において、 前記変圧器とインダクタの双方又は一方を種々の電子部
品が搭載されたメイン回路基板に取り付け、 前記変圧器とインダクタの双方又は一方の両脇に放熱手
段とサブ回路基板を前記メイン回路基板上に立てるよう
配置し、 前記放熱手段と前記サブ回路基板とを前記変圧器とイン
ダクタの双方又は一方の上方で放熱用金属部材により橋
絡して、前記変圧器とインダクタの双方又は一方の四方
を前記メイン回路基板と前記放熱手段と前記サブ回路基
板と前記放熱用金属部材とで囲み、 前記スイッチング半導体素子を前記放熱用金属部材に取
り付け、 前記整流用半導体素子を前記放熱手段に取り付け、 たことを特徴とする電源装置。1. A power supply device comprising a main circuit including at least one of a transformer and an inductor, a switching semiconductor element, and a diode, wherein various electronic components include at least one of the transformer and the inductor. Attached to the mounted main circuit board, a heat radiating means and a sub circuit board are arranged on both sides of one or both of the transformer and the inductor so as to stand on the main circuit board, and the heat radiating means and the sub circuit board are A bridge is formed by a heat dissipating metal member above and / or the transformer and / or the inductor, so that the transformer and / or the inductor are connected to the main circuit board, the heat dissipating means, the sub circuit board and the heat dissipating means. And the switching semiconductor element is attached to the heat dissipating metal member, and the rectifying semiconductor element is attached to the heat dissipating means. The power supply device, characterized in that was.
板に係止されていることを特徴とする電源装置。2. The power supply device according to claim 1, wherein the heat dissipating metal member is locked to the heat dissipating means and the sub-circuit board.
子部品が搭載された1次回路基板を前記放熱用金属部材
に沿って上方に配置して、前記サブ回路基板に係合させ
たことを特徴とする電源装置。3. The heat dissipation metal member according to claim 1, wherein a primary circuit board on which electronic components of a primary circuit connected to the primary winding of the transformer are mounted. A power supply device disposed above and engaged with the sub-circuit board.
スイッチング半導体素子と、ダイオードとを含む主回路
を備えた電源装置において、 前記変圧器とインダクタの双方又は一方をメイン回路基
板上に取り付け、 放熱手段と逆L字状のサブ回路金属基板を前記変圧器と
インダクタの双方又は一方の両脇であって前記メイン回
路基板上に立てるよう配置すると共に、前記サブ回路金
属基板の上辺部を前記放熱手段に取り付けて、前記変圧
器とインダクタの双方又は一方の四方を前記メイン回路
基板と前記放熱手段と前記サブ回路金属基板とで囲み、 前記スイッチング半導体素子を前記サブ回路金属基板に
取り付け、 前記ダイオードを前記放熱手段に取り付け、 たことを特徴とする電源装置。4. A transformer and / or an inductor.
A power supply device having a main circuit including a switching semiconductor element and a diode, wherein at least one of the transformer and the inductor is mounted on a main circuit board, and a heat radiating means and an inverted L-shaped sub-circuit metal board are mounted on the main circuit board. And both sides of one or both of the transformer and the inductor are arranged so as to stand on the main circuit board, and the upper side of the sub-circuit metal board is attached to the heat radiating means, and both or one of the transformer and the inductor is mounted. A power supply, wherein the four sides are surrounded by the main circuit board, the heat radiating means, and the sub-circuit metal board, the switching semiconductor element is mounted on the sub-circuit metal board, and the diode is mounted on the heat radiating means. apparatus.
上辺部面の電気絶縁層上に取り付けたことを特徴とする
電源装置。5. The power supply device according to claim 4, wherein the switching semiconductor element is mounted on an electrical insulating layer on an upper side surface of the sub-circuit metal substrate.
スイッチング半導体素子と、ダイオードとを含む主回路
を備えた電源装置において、 前記変圧器とインダクタの双方又は一方をメイン回路基
板上に取り付け、 二つの側壁部と上辺部とからなるコの字状のサブ回路金
属基板を前記変圧器を囲むように前記メイン回路基板上
に配置すると共に、前記変圧器とインダクタの双方又は
一方の上方に位置する前記サブ回路金属基板の上辺部に
前記スイッチング半導体素子を取り付け、 前記スイッチング半導体素子のスナバ回路を構成する電
子部品を前記サブ回路金属基板の一方の側壁部に取り付
け、 前記ダイオードを前記サブ回路金属基板の他方の側壁部
に取り付け、 たことを特徴とする電源装置。6. A transformer and / or an inductor.
A power supply device including a main circuit including a switching semiconductor element and a diode, wherein at least one of the transformer and the inductor is mounted on a main circuit board, and a U-shape including two side walls and an upper side is provided. A sub-circuit metal substrate is arranged on the main circuit board so as to surround the transformer, and the switching semiconductor element is disposed on an upper side of the sub-circuit metal substrate located above at least one of the transformer and the inductor. Mounting, an electronic component forming a snubber circuit of the switching semiconductor element is mounted on one side wall of the sub-circuit metal substrate, and the diode is mounted on the other side wall of the sub-circuit metal substrate. Power supply.
た面域に前記スイッチング半導体素子と前記ダイオード
の一方又は双方をそれぞれ取り付けたことを特徴とする
電源装置。7. The power supply according to claim 6, wherein one or both of the switching semiconductor element and the diode are attached to a surface area of a metal surface of the sub-circuit metal substrate covered with an electric insulating layer. apparatus.
いて、 前記変圧器の四方を囲む前記メイン回路基板と前記放熱
手段と前記サブ回路基板と前記放熱用金属部材は風洞を
形成し、その風洞の前方又は後方に放熱用ファンが位置
することを特徴とする電源装置。8. The heat circuit according to claim 1, wherein the main circuit board surrounding the four sides of the transformer, the heat radiating means, the sub circuit board, and the metal member for heat radiating form a wind tunnel. A power supply device, wherein a heat dissipation fan is located in front of or behind a wind tunnel.
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