JP2002078357A

JP2002078357A - 電源装置

Info

Publication number: JP2002078357A
Application number: JP2000257179A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takimoto; 等滝本; Hidetake Hayashi; 秀竹林; Toru Yoshioka; 徹吉岡
Original assignee: Toshiba Corp; Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】耐ノイズ性に優れた電源装置を提供するこ
と。【解決手段】放熱ケース２８内には電源基板３３およ
び制御基板３５が前後２段に間隔を置いて収納されてお
り、電源基板３３には直流変換回路およびインバータ回
路が搭載され、制御基板３５には制御回路が搭載されて
いる。この構成の場合、インバータ回路と制御回路とを
放熱ケース２８内の限られたスペースの中で十分に遠ざ
けることができる。このため、インバータ回路から制御
回路にスイッチングノイズが侵入し難くなるので、耐ノ
イズ性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機からの交流
出力に基づいて正弦波状の交流電源を生成する電源装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記電源装置の従来構成を図１４および
図１５に基づいて説明する。まず、図１４において、発
電機１はＹ結線された３相のステータコイル２を有する
ものであり、３相のステータコイル２には直流変換回路
３が接続されている。この直流変換回路３は整流回路お
よび平滑コンデンサを有するものであり、３相のステー
タコイル２からの交流出力を直流出力に変換する。

【０００３】直流変換回路３にはインバータ回路４が接
続されている。このインバータ回路４は複数のスイッチ
ング素子をブリッジ接続してなるものであり、制御回路
５からドライブ回路６を通してドライブ信号が与えるこ
とに基づいてスイッチング制御され、直流変換回路３か
らの直流出力を矩形波状の交流出力に変換する。また、
インバータ回路４にはフィルタ回路７が接続されてお
り、フィルタ回路７はインバータ回路４からの交流出力
に基づいて正弦波状の交流電源を生成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記電源装置の場合、
直流変換回路３，インバータ回路４，制御回路５，ドラ
イブ回路６，フィルタ回路７を多層プリント配線基板８
に搭載し、図１５に示すように、多層プリント配線基板
８をケース９内に収納することに基づいてユニット化し
ていた。このため、ケース９内の限られたスペースの中
ではインバータ回路４と制御回路５との間に十分な距離
を確保することが難しく、インバータ回路４から制御回
路５に侵入するスイッチングノイズを抑えることが困難
だった。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、インバータ回路から制御回路に侵入す
るスイッチングノイズを抑えることができる耐ノイズ性
に優れた電源装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電源装置
は、発電機からの交流出力を直流出力に変換する直流変
換回路と、前記直流変換回路からの直流出力を矩形波状
の交流出力に変換するインバータ回路と、前記インバー
タ回路からの交流出力に基づいて正弦波状の交流電源を
生成するフィルタ回路と、前記インバータ回路をスイッ
チング制御する制御回路と、前記電源回路および前記イ
ンバータ回路が搭載された電源基板と、前記制御回路が
搭載された制御基板とを備え、前記電源基板および前記
制御基板が共通のケース内に２段に間隔を置いて収納さ
れているところに特徴を有している。上記手段によれ
ば、電源基板と制御基板とが共通のケース内に２段に間
隔を置いて収納されているので、電源基板のインバータ
回路と制御基板の制御回路とをケース内の限られたスペ
ースの中で十分に遠ざけることができる。このため、イ
ンバータ回路のスイッチングノイズ等が制御回路に侵入
し難くなるので、耐ノイズ性が向上する。

【０００６】請求項２記載の電源装置は、電源基板が両
面のみに回路パターンが形成されたプリント配線基板か
ら構成されているところに特徴を有している。上記手段
によれば、直流変換回路とインバータ回路と制御回路と
が電源基板および制御基板に分散配置されているので、
電源基板の部品密集度が低くなる。このため、電源基板
のスペース的な余裕が増えるので、電源基板として多層
プリント配線基板を使用する必要がなくなる。従って、
電源基板として両面プリント配線基板で対応できるの
で、製品コストが安くなる。

【０００７】請求項３記載の電源装置は、直流変換回路
が発電機からの交流出力を整流する整流回路および整流
回路からの整流出力を平滑する平滑コンデンサを有し、
インバータ回路が直流変換回路の平滑コンデンサに近接
配置されているところに特徴を有している。上記手段に
よれば、インバータ回路と平滑コンデンサとの間の機械
的な距離が短くなるので、両者を幅広で短い回路パター
ンにより接続することができる。このため、インバータ
回路のスイッチング素子がターンオフするときに生じる
スパイク電圧が抑えられるので、スイッチングノイズを
ノイズ対策部品を追加することなく根本的に低減でき
る。

【０００８】請求項４記載の電源装置は、制御基板が電
源基板のうちインバータ回路の非搭載部分に対向配置さ
れているところに特徴を有している。上記手段によれ
ば、制御基板の制御回路と電源基板のインバータ回路と
の離間距離が長くなる。このため、インバータ回路から
制御回路にスイッチングノイズが一層侵入し難くなるの
で、耐ノイズ性が一層向上する。

【０００９】請求項５記載の電源装置は、制御基板が両
面のみに回路パターンが形成されたプリント配線基板か
ら構成されているところに特徴を有している。上記手段
によれば、直流変換回路とインバータ回路と制御回路と
が電源基板および制御基板に分散配置されているので、
制御基板の部品密集度が低くなる。このため、制御基板
のスペース的な余裕が増えるので、制御基板として多層
プリント配線基板を使用する必要がなくなる。このた
め、制御基板として両面プリント配線基板で対応できる
ので、製品コストが安くなる。

【００１０】請求項６記載の電源装置は、制御回路が制
御基板のうち電源基板と反対側の一面に搭載されている
ところに特徴を有している。上記手段によれば、制御回
路とインバータ回路との間に制御基板が介在されるの
で、両者の距離が長くなる。このため、インバータ回路
から制御回路にスイッチングノイズが一層侵入し難くな
るので、耐ノイズ性が一層向上する。

【００１１】請求項７記載の電源装置は、直流変換回路
が発電機からの交流出力を整流する整流回路および整流
回路からの整流出力を平滑する平滑コンデンサを有し、
整流回路およびインバータ回路の少なくとも一方がピン
端子を有するモジュールから構成されているところに特
徴を有している。上記手段によれば、整流回路やインバ
ータ回路がモジュール化されているので、整流回路やイ
ンバータ回路が小形化される。このため、電源基板の部
品密集度が小さくなるので、インバータ回路と平滑コン
デンサとを接近させることができる。従って、両者を幅
広で短い回路パターンにより接続することができるの
で、インバータ回路のスイッチング素子がターンオフす
るときに生じるスパイク電圧が抑えられ、スイッチング
ノイズをノイズ対策部品を追加することなく根本的に低
減できる。

【００１２】請求項８記載の電源装置は、制御基板が内
部にＧＮＤ層を有する多層プリント配線基板から構成さ
れ、制御回路が多層プリント配線基板のＧＮＤ層に１点
で接続されているところに特徴を有している。上記手段
によれば、制御回路が制御基板の内部のＧＮＤ層に接続
されているので、インバータ回路から制御回路にスイッ
チングノイズが侵入し難くなる。しかも、制御回路がＧ
ＮＤ層に１点で接続されているので、スイッチングノイ
ズの侵入経路が１点になり、この点からもスイッチング
ノイズの侵入が抑制される。従って、耐ノイズ性が大幅
に向上し、制御基板の両面に制御回路を分割して搭載し
たり、制御基板を電源基板に近付けることができるの
で、装置がコンパクトになる。

【００１３】請求項９記載の電源装置は、フィルタ回路
の少なくとも一方の出力線がコンデンサを介してアース
接地されているところに特徴を有している。上記手段に
よれば、フィルタ回路の出力電位の対地に対する変動が
抑えられるので、スイッチングノイズが一層低減され
る。

【００１４】請求項１０記載の電源装置は、フィルタ回
路がインバータ回路の両出力線に個別に接続されたリア
クタを有しているところに特徴を有している。上記手段
によれば、インバータ回路の両出力線から出力されるス
イッチングノイズが両リアクタによって抑制されるの
で、スイッチングノイズが一層低減される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例を図１
ないし図７に基づいて説明する。まず、図２において、
携帯ケース２１は金属板を矩形箱状に組合せたものであ
り、携帯ケース２１の後板には複数の孔からなる吸気口
（図示せず）が設けられ、携帯ケース２１の前板には複
数の孔からなる通気口（図示せず）が設けられている。

【００１６】携帯ケース２１内にはエンジン２２が固定
されている。このエンジン２２はシリンダ内でガソリン
を燃焼させることに基づいて駆動力を発生するキャブレ
ター式のガソリン機関からなるものであり、バルブ駆動
機構（図示せず）を有している。このバルブ駆動機構は
エンジン２２のスロットルバルブの開口度を調節するも
のであり、ステッピングモータ２３（図１参照）を駆動
源としている。

【００１７】携帯ケース２１内には、図２に示すよう
に、発電機２４が固定されており、発電機２４の回転軸
はエンジン２２の出力軸に連結されている。この発電機
２４は、図１に示すように、Ｙ結線された３相のステー
タコイル２５と単相の補助ステータコイル２６とを有す
るものであり、エンジン２２の駆動時には発電機２４の
ロータ（図示せず）が回転することに基づいて３相のス
テータコイル２５に３相の交流電圧が誘起され、単相の
補助ステータコイル２６に単相の交流電圧が誘起され
る。

【００１８】携帯ケース２１の前面には、図２に示すよ
うに、合成樹脂製の操作パネル２７が固定されている。
この操作パネル２７は後面が開口する容器状をなすもの
であり、操作パネル２７には複数の孔からなる排気口
（図示せず）が設けられている。また、操作パネル２７
内には金属製の放熱ケース２８が収納されている。この
放熱ケース２８は後面が開口する容器状をなすものであ
り、放熱ケース２８の外周部には、図３に示すように、
３個の取付片２９が形成されている。これら各取付片２
９にはねじ（図示せず）が挿入されており、放熱ケース
２８は各ねじを携帯ケース２１の前板に締込むことに基
づいて操作パネル２７内に固定され、放熱ケース２８の
後面は携帯ケース２１の前板により塞がれている。

【００１９】発電機２４の回転軸には、図２に示すよう
に、冷却ファン３０が連結されており、発電機２４の駆
動時には冷却ファン３０の回転に基づいて外気が携帯ケ
ース２１の吸気口から通気口を通して操作パネル２７内
に吸引され、操作パネル２７の排気口を通して機外へ排
出される。また、放熱ケース２８の前面には、図３に示
すように、複数の放熱フィン３１が形成されており、冷
却ファン３０の回転時には外気が複数の放熱フィン３１
に沿って流れることに基づいて放熱ケース２８を冷却す
る。

【００２０】放熱ケース２８内の底面には円筒状をなす
複数本のショートボス３２が形成されており、複数本の
ショートボス３２上には電源基板３３が載置されてい
る。この電源基板３３は前後面のみに回路パターンが形
成された両面プリント配線基板から構成されたものであ
り、電源基板３３を通して各ショートボス３２内にねじ
（図示せず）を締込むことに基づいて放熱ケース２８内
に固定されている。

【００２１】放熱ケース２８内の底面には円筒状をなす
複数本のロングボス３４（１本のみ図示する）が形成さ
れている。これらロングボス３４上には電源基板３３の
左上隅部に位置して制御基板３５が載置されており、制
御基板３５は制御基板３５を通して各ロングボス３４内
にねじ（図示せず）を締込むことに基づいて電源基板３
３の後方に間隔を置いて固定されている。この制御基板
３５は前後面のみに回路パターンが形成された両面プリ
ント配線基板からなるものであり、図４に示すように、
リボン線３６を介して電源基板３３に電気的に接続され
ている。

【００２２】電源基板３３の後面には制御基板３５の下
方に位置してコネクタ３７が搭載されている。このコネ
クタ３７には対のコネクタ（図示せず）が嵌合されてお
り、対のコネクタには３本のリード線３８（図１参照）
が電気的に接続されている。これらリード線３８は携帯
ケース２１の前板を貫通して３相のステータコイル２５
に電気的に接続されており、３相のステータコイル２５
は、図１に示すように、リード線３８を介してコネクタ
３７に電気的に接続されている。

【００２３】電源基板３３の前面には、図４に示すよう
に、制御基板３５の前方に位置して整流回路３９が搭載
されている。この整流回路３９は、図１に示すように、
３個のサイリスタ４０および３個のダイオード４１を３
相ブリッジ接続してなるものであり、コネクタ３７およ
びリード線３８を介してステータコイル２５に電気的に
接続されている。

【００２４】電源基板３３の後面には、図４に示すよう
に、制御基板３５の側方に位置して平滑コンデンサ４２
〜４４が搭載されている。これら平滑コンデンサ４２〜
４４は、図１に示すように、電源基板３３の回路パター
ンを介して整流回路３９に電気的に接続されており、ス
テータコイル２５からの３相の交流出力は整流回路３９
により整流され、平滑コンデンサ４２〜４４により平滑
されることに基づいて直流化される。尚、図１の符号４
５は整流回路３９および平滑コンデンサ４２〜４４から
なる直流変換回路を示している。

【００２５】電源基板３３の前面には、図４に示すよう
に、平滑コンデンサ４２〜４４の上方および下方に位置
してブリッジ回路４６が搭載されている。これら各ブリ
ッジ回路４６は、図１に示すように、２個のトランジス
タ４７と２個の環流ダイード４８とから構成されたもの
であり、電源基板３３の回路パターン４９および５０を
介して平滑コンデンサ４２〜４４に電気的に接続されて
いる。尚、符号５１は２個のブリッジ回路４６から構成
されたインバータ回路を示すものである。また、トラン
ジスタ４７はスイッチング素子に相当するものである。

【００２６】インバータ回路５１には電源基板３３の回
路パターンを介してドライブ回路５２が電気的に接続さ
れている。このドライブ回路５２はインバータ回路５１
のトランジスタ４７にドライブ信号を出力するものであ
り、インバータ回路５１はドライブ回路５２からのドラ
イブ信号に基づいてスイッチング制御され、電源回路４
５からの直流出力を矩形波状の単相交流出力に変換す
る。尚、ドライブ回路５２は電源基板３３に搭載された
ものである。

【００２７】放熱ケース２８の底面には、図３に示すよ
うに、右下部に位置してリアクタ５３がねじ止めされて
いる。このリアクタ５３の両端子にはリード線５４およ
び５５が電気的に接続されており、一方のリード線５４
は下方のブリッジ回路４６のトランジスタ４７間に電気
的に接続されている（図１参照）。

【００２８】電源基板３３の後面には、図４に示すよう
に、リアクタ５３の上方に位置してコンデンサ５６が搭
載されており、コンデンサ５６の一方の端子は、図１に
示すように、リード線５５を介してリアクタ５３に電気
的に接続され、コンデンサ５６の他方の端子は電源基板
３３の回路パターンを介してブリッジ回路４６のトラン
ジスタ４７間に電気的に接続されている。これらリアク
タ５３およびコンデサ５６はフィルタ回路５７を構成す
るものであり、インバータ回路５１から出力される矩形
波状の単相交流出力に基づいて正弦波状の交流電源を生
成する。

【００２９】放熱ケース２８の側板には、図３に示すよ
うに、ゴム製のブッシュ５８が装着されており、ブッシ
ュ５８には２本のリード線５９が保持されている。これ
ら両リード線５９の一端部は、図１に示すように、コン
デンサ５６の両端子に電気的に接続されており、両リー
ド線５９にはフィルタ回路５７から正弦波状の交流電源
が出力される。また、電源基板３３には変流器６０が搭
載されている。この変流器６０は一方のリード線５９の
外周部に挿入されたものであり、インバータ回路５１か
らの出力電流を検出する。

【００３０】操作パネル２７の前面には、図２に示すよ
うに、コンセント６１が固定されており、コンセント６
１には両リード線５９の他端部が電気的に接続されてい
る。このコンセント６１はラジオや電球等の負荷（図示
せず）が電気的に接続されるものであり、負荷には両リ
ード線５９を通して正弦波状の単相交流電源が与えられ
る。

【００３１】電源基板３３の後面には、図４に示すよう
に、コネクタ３７の右側方に位置してコネクタ６２が搭
載されており、コネクタ６２には対のコネクタ（図示せ
ず）が嵌合されている。この対のコネクタにはリード線
６３および６４（図１参照）が電気的に接続されてお
り、リード線６３および６４は携帯ケース２１の前板を
貫通してバルブ駆動機構のステッピングモータ２３およ
び発電機２４の補助ステータコイル２６に電気的に接続
されている。

【００３２】電源基板３３の前面には、図４に示すよう
に、コネクタ３７および６２の下方に位置して制御電源
回路６５が搭載されており、制御電源回路６５は、図１
に示すように、コネクタ６２およびリード線６４を介し
て補助ステータコイル２６に電気的に接続されている。
この制御電源回路６５は補助ステータコイル２６からの
単相交流出力を整流・平滑することに基づいて５Ｖおよ
び±１５Ｖの直流電源を生成するものであり、制御電源
回路６５が生成する直流電源はリボン線３６を通して制
御基板３５に出力される。

【００３３】制御基板３５の後面には、図５に示すよう
に、マイクロコンピュータ６６（マイコン６６と称す
る）が搭載されている。このマイコン６６は制御基板３
５に対して平行な複数本のリード端子６７を有する面実
装ＩＣからなるものであり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等
を有している。

【００３４】マイコン６６は制御電源回路６５から５Ｖ
の直流電源が与えられることに基づいて基づいて起動す
るものであり、補助ステータコイル２６から制御電源回
路６５に与えられる単相交流出力の周波数をリボン線３
６を介して監視し、単相交流出力の周波数に基づいて発
電機２４の回転速度を演算する。そして、発電機２４の
演算速度を設定速度と比較し、比較結果に基づいてステ
ッピングモータ２３の制御信号を設定する。

【００３５】制御基板３５にはステッピングモータ２３
用のドライブ回路（図示せず）が搭載されており、ドラ
イブ回路はマイコン６６からの制御信号をドライブ信号
に変換し、リボン線３６，コネクタ６２，リード線６３
を通してステッピングモータ２３に出力することに基づ
いてステッピングモータ２３を駆動する。そして、エン
ジン２２のスロットルバルブの開口度を調節し、発電機
２４を設定速度に保持する。

【００３６】マイコン６６には、図１に示すように、直
流電圧検出回路６８が電気的に接続されている。この直
流電圧検出回路６８は制御基板３３の前面に搭載された
ものであり、整流回路３９の出力電圧をリボン線３６を
介して検出する。そして、検出電圧を分圧することに基
づいて電圧信号Ｖｄｃを生成し、マイコン６６に出力す
る。このマイコン６６は直流電圧検出回路６８からの電
圧信号Ｖｄｃに基づいてスイッチング信号を設定する機
能を有しており、整流回路３９のサイリスタ４０をスイ
ッチング信号に基づいてスイッチング制御し、直流電圧
検出回路６８からの電圧信号Ｖｄｃを設定値（例えば整
流回路３９の出力電圧１８０Ｖ相当の設定電圧）に保持
する。

【００３７】制御基板３５の後面には、図５に示すよう
に、ＰＷＭ回路６９が搭載されている。このＰＷＭ回路
６９は複数の面実装ＩＣ７０から構成されたものであ
り、図１に示すように、制御基板３５の回路パターンを
介してマイコン６６に電気的に接続されている。尚、制
御基板３５の後面にはマイコン６６およびＰＷＭ回路６
９等の面実装ＩＣに極力接近するようにＧＮＤパターン
（図示せず）が形成されている。

【００３８】ＰＷＭ回路６９には出力電圧検出回路７０
が電気的に接続されている。この出力電圧検出回路７０
は制御基板３５の前面に搭載されたものであり、インバ
ータ回路５１の出力電圧をリボン線３６を介して検出
し、検出電圧を分圧することに基づいて電圧信号Ｖｄｅ
ｔを生成する。

【００３９】ＰＷＭ回路６９は出力電圧検出回路７０か
らの電圧信号Ｖｄｅｔとマイコン６６からの正弦波基準
信号Ｖｓｉｎとを比較することに誤差信号Ｖｅｒを生成
し、誤差信号Ｖｅｒと三角波信号Ｖｓａｗと比較するこ
とに基づいてドライブ信号Ｖｇ１〜Ｖｇ４を生成する
（ＰＷＭ制御）。尚、正弦波基準信号Ｖｓｉｎおよび三
角波信号Ｖｓａｗはマイコン６６およびＰＷＭ回路６９
が内部で生成するものである。

【００４０】ＰＷＭ回路６６はリボン線３６を介してド
ライブ回路５２に電気的に接続されており、ドライブ回
路５２を通してインバータ回路５１にドライブ信号Ｖｇ
１〜Ｖｇ４を印加する。これらドライブ信号Ｖｇ１〜Ｖ
ｇ４は、上述したように、インバータ回路５１のトラン
ジスタ４７をスイッチング制御するものであり、インバ
ータ回路５１はドライブ信号Ｖｇ１〜Ｖｇ４に基づいて
スイッチング制御されることに伴い単相の直流出力を矩
形波状の交流出力に変換する。

【００４１】変流器６０にはリボン線３６を介して電流
検出回路７１が電気的に接続されている。この電流検出
回路７１は制御基板３５の前面に搭載されたものであ
り、変流器６０からの出力信号に基づいて電流信号Ｖｉ
を生成する。この電流検出回路７１には制御基板３５の
回路パターンを介してＰＷＭ回路６９が電気的に接続さ
れており、ＰＷＭ回路６９は電流検出回路７１からの電
流信号Ｖｉが設定値を上回る場合に誤差信号Ｖｅｒを上
限値に保持し、インバータ回路５１の出力電流を抑制す
る。尚、符号７２はマイコン６６およびＰＷＭ回路６９
から構成された制御回路を示している。

【００４２】操作パネル２７の前面には、図２に示すよ
うに、イグニッションキー７３が回動可能に装着されて
いる。このイグニッションキー７３は運転開始時に操作
されるものであり、イグニッションキー７３の操作時に
はバッテリー６７からエンジン２２のスタータ（図示せ
ず）に駆動電源が印加される。そして、エンジン２２が
始動することに基づいてステータコイル２５および補助
ステータコイル２６に３相交流電圧および単相交流電圧
が誘起され、上述したように、正弦波状の交流電源が生
成される。尚、バッテリー６７は、図２に示すように、
操作パネル２７内に配設されたものである。

【００４３】上記第１実施例によれば、電源基板３３と
制御基板３５とを共通の放熱ケース２８内に前後２段に
間隔を置いて収納したので、電源基板３３のインバータ
回路５１と制御基板３５の制御回路７２とを放熱ケース
２８内の限られたスペースの中で十分に遠ざけることが
できる。このため、インバータ回路５１から制御回路７
２にスイッチングノイズが侵入し難くなるので、耐ノイ
ズ性が向上し、制御回路７２の誤動作が防止される。

【００４４】また、直流変換回路４５とインバータ回路
５１と制御回路７２とを電源基板３３および制御基板３
５に分散配置したので、電源基板３３および制御基板３
５の部品密集度が低くなり、スペース的な余裕が増え
る。このため、電源基板３３および制御基板３５として
多層プリント配線基板を使用する必要がなくなり、両面
のみに回路パターンが形成された両面プリント配線基板
を用いることができるので、製品コストが安くなる。

【００４５】また、インバータ回路５１のトランジスタ
４７を平滑コンデンサ４２〜４４に隣接させたので、イ
ンバータ回路５１を平滑コンデンサ４２〜４４に幅広で
短い回路パターン４９および５０により接続することが
できる。このため、トランジスタ４７がターンオフする
ときに生じるスパイク電圧Ｖｓが抑えられるので、スイ
ッチングノイズをノイズ対策部品を追加することなく根
本的に低減できる。

【００４６】図６の（ａ）はトランジスタ４７のコレク
タ−エミッタ間の電圧Ｖｃｅを示し、図６の（ｂ）はコ
レクタ電流Ｉｃを示している。同図から明らかなよう
に、トランジスタ４７のターンオフ時にはコレクタ−エ
ミッタ間にスパイク電圧Ｖｓが発生するが、インバータ
回路５１と平滑コンデンサ４２〜４４とを幅狭で長い回
路パターンにより接続した場合には、破線で示すよう
に、スパイク電圧Ｖｓの振幅が大きくなり、幅広で短い
回路パターンにより接続した場合には、実線で示すよう
に、スパイク電圧Ｖｓの振幅が小さくなる。

【００４７】図７の（ａ）は従来の電源装置（インバー
タユニット）から発生するノイズを実験的に示し、図７
の（ｂ）は本実施例の電源装置から発生するノイズを実
験的に示している。同図から明らかなように、本実施例
の場合には３ＭＨｚ以後の高周波数帯域でノイズが小さ
くなり、スパイク電圧Ｖｓの低減効果等が反映されてい
ることが分かる。

【００４８】また、制御基板３５を電源基板３３のうち
インバータ回路５１の非搭載部分に対向配置させたの
で、制御基板３５の制御回路７２とインバータ回路５１
との距離が長くなる。このため、インバータ回路５１か
ら制御回路７２にスイッチングノイズが一層侵入し難く
なり、耐ノイズ性が一層向上するので、制御基板３５と
してＧＮＤパターンが露出する両面プリント配線基板を
用いているにも拘らず、制御回路７２の誤動作が防止さ
れる。

【００４９】また、制御回路７２を制御基板３５のうち
電源基板３３と反対側の一面に搭載したので、制御回路
７２とインバータ回路５１との間に制御基板３５が介在
され、両者の距離が一層長くなる。このため、インバー
タ回路５１から制御回路７２にスイッチングノイズが大
幅に侵入し難くなり、耐ノイズ性が大幅に向上するの
で、制御基板３５としてＧＮＤパターンが露出する両面
プリント配線基板を用いているにも拘らず、制御回路７
２の誤動作が防止される。

【００５０】また、制御基板３５のうち電源基板３３と
反対側の一面に制御回路７２のＧＮＤパターンを形成し
たり、制御回路７２のマイコン６６およびＰＷＭ回路６
９としてリード端子が電源基板３３側に突出しない面実
装ＩＣを用いたりしたので、この点からもスイッチング
ノイズの侵入が防止され、耐ノイズ性が大幅に向上す
る。また、放熱ケース２８の底面側に電源基板３３を収
納した。このため、電源基板３３が放熱フィン３１に接
近するので、放熱ケース２８内に電源基板３３および制
御基板３５が２段に収納されているにも拘らず、十分な
放熱性が得られる。

【００５１】次に本発明の第２実施例を図８に基づいて
説明する。パワーモジュール７３はブリッジ回路４６
（２個のトランジスタ４７および２個の環流ダイオード
４８）を覆うパッケージ７４と、複数のピン端子７５と
を有するものであり、各ピン端子７５は電源基板３３の
接続孔７６内に挿入され、電源基板３３に半田付けされ
ることに基づいて電気的に接続されている。

【００５２】上記第２実施例によれば、インバータ回路
５１のブリッジ回路４６としてパワーモジュール７３を
用いたので、インバータ回路５１が小形化される。この
ため、電源基板３３の部品密集度が一層小さくなり、ス
ペース的な余裕が増えるので、インバータ回路５１と平
滑コンデンサ４２〜４４との間の印刷パターン４９，５
０を一層幅広で一層短く形成できる。従って、トランジ
スタ４７がターンオフするときに生じるスパイク電圧Ｖ
ｓが一層抑えられるので、スイッチングノイズが一層低
減される。

【００５３】しかも、下記〜の手順でインバータ回
路５１を電源基板３３に搭載することができるので、イ
ンバータ回路５１の搭載作業が簡単になる。２個のパワーモジュール７３のパッケージ７４を放熱
ケース２８の底面に固定する。２個のパワーモジュール７３に電源基板３３を被せ、
２個のパワーモジュール７３の複数のピン端子７５を電
源基板３３の複数の接続孔７６内に挿入する。２個のパワーモジュール７３の複数のピン端子７５を
電源基板３３に半田付けする。

【００５４】尚、上記第２実施例においては、インバー
タ回路５１の２個のブリッジ回路４６をモジュール化し
たが、これに限定されるものではなく、例えば２個のブ
リッジ回路４６に加えて整流回路３９をモジュール化
し、２個のブリッジ回路４６および整流回路３９を上記
〜の手順で電源基板３３に搭載しても良い。

【００５５】次に本発明の第３実施例を図９および図１
０に基づいて説明する。まず、図９において、電源基板
３３には２個のコンデンサ７７が搭載されており、両コ
ンデンサ７７の一方の端子は両リード線５９に電気的に
接続され、両コンデンサ７７の他方の端子は携帯ケース
２１にアース接続されている。

【００５６】上記第３実施例によれば、フィルタ回路５
７の出力線（リード線５９）をコンデンサ７７を介して
アース接地した。このため、フィルタ回路５７の出力電
位の対地に対する変動が抑えられるので、スイッチング
ノイズが一層低減される。図１０は本実施例の電源装置
から発生するノイズを実験的に示している。図１０と図
７とを比較すれば明らかなように、本実施例の場合には
１００ｋＨｚ〜３ＭＨｚの低周波数帯域でノイズが小さ
くなるので、負荷としてＡＭラジオを使用する場合に雑
音が少なくなり、音質が向上する。

【００５７】尚、上記第３実施例においては、フィルタ
回路５７の両出力線をコンデンサ７７を介してアース接
地したが、これに限定されるものではなく、例えば一方
の出力線だけをコンデンサ７７を介してアース接地して
も良い。

【００５８】次に本発明の第４実施例を図１１および図
１２に基づいて説明する。インバータ回路５１の両出力
線には、図１１に示すように、リアクタ５３が個別に挿
入されている。これら各リアクタ５３は放熱ケース２８
の底面にねじ止めされたものであり、２個のリアクタ５
３とコンデンサ５６とからフィルタ回路５７が構成され
ている。

【００５９】上記第４実施例によれば、インバータ回路
５１の両出力線にフィルタ回路５７のリアクタ５３を個
別に接続した。このため、インバータ回路５１のスイッ
チング時に両出力線に乗るコモンモードノイズ（共通の
スイッチングノイズ）が両リアクタ５３により抑制され
るので、スイッチングノイズが一層低減される。図１２
は本実施例の電源装置から発生するノイズを実験的に示
している。図１２と図１０とを比較すれば明らかなよう
に、本実施例の場合には３ＭＨｚ以後の高周波数帯域で
ノイズが小さくなる。

【００６０】尚、上記第１ないし第４実施例において
は、制御基板３５として両面プリント配線基板を用いた
が、これに限定されるものではなく、例えば多層プリン
ト配線基板を用いても良い。図１３は制御基板３５とし
て多層プリント配線基板を用いた本発明の第５実施例を
示している。この場合、制御基板３５の内層にＧＮＤパ
ターンを形成し、制御回路７２のマイコン６６およびＰ
ＷＭ回路６９を制御基板３５の外層の印刷パターンおよ
び接続孔７８を介して内層のＧＮＤパターンに１点で電
気的に接続すると良い。

【００６１】上記第５実施例によれば、制御回路７２を
制御基板３５の内部のＧＮＤ層に接続したので、インバ
ータ回路５１から制御回路７２にスイッチングノイズが
侵入し難くなる。しかも、制御回路７２をＧＮＤ層に１
点で接続したので、スイッチングノイズの侵入経路が１
点になり、この点からもスイッチングノイズの侵入が抑
制される。従って、耐ノイズ性が大幅に向上し、制御基
板３５の両面に制御回路７２を分割して搭載したり、制
御基板３５を電源基板３２に近付けることができるの
で、装置がコンパクトになる。

【００６２】尚、上記第１ないし第５実施例において
は、電源基板３３に３個の平滑コンデンサ４２〜４４を
搭載したが、これに限定されるものではなく、例えば１
個の平滑コンデンサを搭載しても良い。また、上記第１
ないし第５実施例においては、放熱ケース２８内の底面
側（放熱フィン３１側）に電源基板３３を収納し、反対
側に制御基板３５を収納したが、これに限定されるもの
ではなく、例えば放熱ケース２８内の底面側に制御基板
３５を収納し、反対側に電源基板３３を収納しても良
い。また、上記第１ないし第５実施例においては、スイ
ッチング素子としてトランジスタ４７を用いたが、これ
に限定されるものではなく、例えばＩＧＢＴを用いても
良い。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、電源基板と制御基板と
を共通のケース内に２段に間隔を置いて収納したので、
電源基板のインバータ回路と制御基板の制御回路とをケ
ース内の限られたスペースの中で十分に遠ざけることが
できる。このため、インバータ回路から制御回路にスイ
ッチングノイズが侵入し難くなるので、耐ノイズ性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図（電源装置の電気
的構成を示す図）

【図２】携帯ケースの外観を示す斜視図

【図３】放熱ケースの内部構成を示す斜視図

【図４】電源基板および制御基板を組合せ状態で示す図

【図５】制御基板の外観を示す斜視図

【図６】（ａ）はトランジスタのコレクタ−エミッタ間
の電圧を示す図、（ｂ）は電流を示す図

【図７】（ａ）は従来の電源装置から発生するノイズを
実験的に示す図、（ｂ）は本実施例の電源装置から発生
するノイズを実験的に示す図

【図８】本発明の第２実施例を示す図（モジュールの外
観を示す斜視図）

【図９】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図１０】図７相当図

【図１１】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図１２】図７相当図

【図１３】本発明の第５実施例を示す図（制御基板の外
観を示す斜視図）

【図１４】従来例を示す図（電源装置の電気的構成を示
す図）

【図１５】電源装置の機械的構成を示す斜視図

【符号の説明】

２４は発電機、２８は放熱ケース（ケース）、３３は電
源基板、３５は制御基板、３９は整流回路、４２〜４４
は平滑コンデンサ、４５は直流変換回路、５１はインバ
ータ回路、５３はリアクタ、５７はフィルタ回路、７２
は制御回路、７３はパワーモジュール（モジュール）、
７５はピン端子、７７はコンデンサを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林秀竹愛知県瀬戸市穴田町991番地株式会社東芝愛知工場内 (72)発明者吉岡徹群馬県新田郡新田町大字早川字早川３番地澤藤電機株式会社新田工場内Ｆターム(参考） 5H006 AA01 CA03 CA07 CB02 CC08 DB02 DB07 DC02 DC05 HA02 HA05 HA08 5H007 AA01 BB03 CA01 CB05 CC12 DA06 DB07 DB09 DC02 DC05 EA02 HA03 HA05 HA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電機からの交流出力を直流出力に変換
する直流変換回路と、前記直流変換回路からの直流出力を矩形波状の交流出力
に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路からの交流出力に基づいて正弦波状
の交流電源を生成するフィルタ回路と、前記インバータ回路をスイッチング制御する制御回路
と、前記電源回路および前記インバータ回路が搭載された電
源基板と、前記制御回路が搭載された制御基板とを備え、前記電源基板および前記制御基板は、共通のケース内に
２段に間隔を置いて収納されていることを特徴とする電
源装置。
【請求項２】電源基板は、両面のみに回路パターンが
形成されたプリント配線基板から構成されていることを
特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】直流変換回路は、発電機からの交流出力
を整流する整流回路および整流回路からの整流出力を平
滑する平滑コンデンサを有し、インバータ回路は、直流変換回路の平滑コンデンサに近
接配置されていることを特徴とする請求項１〜２のいず
れかに記載の電源装置。
【請求項４】制御基板は、電源基板のうちインバータ
回路の非搭載部分に対向配置されていることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】制御基板は、両面のみに回路パターンが
形成されたプリント配線基板から構成されていることを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】制御回路は、制御基板のうち電源基板と
反対側の一面に搭載されていることを特徴とする請求項
１〜５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】直流変換回路は、発電機からの交流出力
を整流する整流回路および整流回路からの整流出力を平
滑する平滑コンデンサを有し、整流回路およびインバータ回路の少なくとも一方は、ピ
ン端子を有するモジュールから構成されていることを特
徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電源装置。
【請求項８】制御基板は、内部にＧＮＤ層を有する多
層プリント配線基板から構成され、制御回路は、多層プリント配線基板のＧＮＤ層に１点で
接続されていることを特徴とする請求項１〜４，６，７
のいずれかに記載の電源装置。
【請求項９】フィルタ回路の少なくとも一方の出力線
は、コンデンサを介してアース接地されていることを特
徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電源装置。
【請求項１０】フィルタ回路は、インバータ回路の両
出力線に個別に接続されたリアクタを有していることを
特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電源装置。