JP2004320845A

JP2004320845A - Power unit and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2004320845A
Application number: JP2003108299A
Authority: JP
Inventors: Yuka Komuro; 由香小室; Koji Miyazaki; 浩二宮崎
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power unit which can be set up efficiently, without having the parts mutually interfering with each other, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: In the power unit which is equipped with a module 13 on the input side, modules 14a-14n on the output side, and a main transformer 12 for transmitting power from the module 13 on the input side to the modules 14a-14n on the output side with each being structurally independent, it is constituted so that a first casing 2 where the input-side module 13 is placed and a second casing 3 where the modules 14a-14n on the output side is placed are coupled with each other, and the main transformer 12 is placed in the second casing 13 and is connected with the modules 14a-14n on output side, and the input module 13 on input side and the main transformer 12 are connected with each other, when the first casing 2 and the second casing 3 are coupled with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のモジュールの組み合わせにより自由な電源設計を行なう電源装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の電源装置、特にスイッチング電源装置においては、フィルタ回路を介して供給される交流電源電圧を整流平滑して直流入力電圧を得、この直流入力電圧を主トランスの一次巻線に断続的に印加する。そして、主トランスの二次巻線に誘起された電圧を、二次側の整流平滑回路で整流平滑した後に、所望の直流出力電圧を出力するように構成している。そして、目的に応じて自由な電源設計を行なえる汎用性，柔軟性の高い電源装置として、本願出願人は、その主要な部分であるノイズフィルタ装置，整流平滑装置，力率改善装置，電力変換装置およびバックアップ電源供給装置を各々独立されてモジュール化し、これらの装置を選択的に組み合わせることで、異なる出力電流や出力電圧の電源装置を簡単に構築可能にしたものを、特開平６−１３３５５０号公報において提案している。
【０００３】
ところで、従来のこうした電源装置は、直流入力電圧を所定の直流出力電圧に変換する電力変換装置が、他とは独立した一つのモジュールとして構成されているために、例えば多出力の電源構成を実現するために、出力電圧の異なる電力変換装置を用意するには、電力変換装置に内蔵する主トランスを含めた多くの部品も個々に設計し直さなければならず、少ない部品点数によるモジュールの組み合わせを実現できなくなる。したがって、電力変換装置の種類を増やすことによる様々な出力の組み合わせを、短期間に製造し実現することが不可能になり、あるいは、電力変換装置内部の修理を迅速に行えないなどの弊害を生じていた。
【０００４】
そこで、本願出願人は特許第２８９３６７７号公報において、二次側が多出力であっても、構造を複雑化させることなく、自由な電源設計を行なうことができる電源装置を先に提案している。この特許第２８９３６７７号公報に開示される電源装置は、異なる特性のものが複数用意された出力側モジュールの中から、一ないし複数の出力側モジュールを選択し、この出力側モジュールと一体の二次巻線と、入力側モジュールに一体の一次巻線とを主トランスに連結することで、単出力から多出力に至る自由な電源設計を行なうことができるようになっている。そして、この電源装置は、一つの筐体に入力側モジュール，ノイズフィルタ部，主トランス，出力側モジュールなどの部品を順に取り付けることで組み立てられるようになっている。
【０００５】
ところが、上述の電源装置の組み立てにおいては、例えば、先に筐体に取り付けられた主トランスが干渉して出力側モジュールが取り付けにくいといった問題があり、組み立て作業の遅延や部品破損の要因となっていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１３３５５０号公報
【特許文献２】
特許第２８９３６７７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み、部品同士が干渉することなく効率よく組み立てることができる電源装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の電源装置は、前記の目的を達成するために、入力側モジュールと、出力側モジュールと、前記入力側モジュールから前記出力側モジュールへの電力伝送を行なう主トランスとを各々機構的に独立して備えた電源装置において、前記入力側モジュールが載置された第一の筐体と、前記出力側モジュールが載置された第二の筐体とを結合したものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４記載の電源装置の製造方法は、入力側モジュールと、出力側モジュールと、前記入力側モジュールから前記出力側モジュールへの電力伝送を行なう主トランスとを各々機構的に独立して備えた電源装置の製造方法において、第一の筐体に入力側モジュールを載置し、第二の筐体に出力側モジュールを載置し、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを結合するものである。
【００１０】
上記の構成および方法によれば、第一の筐体に入力側モジュール、第二の筐体に出力側モジュールを各々載置し、第一の筐体と第二の筐体を結合することで、主トランスと入力側モジュール、または主トランスと出力側モジュールが相互に干渉することなく、電源装置を効率よく組み立てることができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の電源装置は、前記請求項１において、前記主トランスは前記第二の筐体に載置されて前記出力側モジュールに連結したものである。
【００１２】
また、本発明の請求項５記載の電源装置の製造方法は、前記請求項４において、前記第二の筐体に主トランスを載置して前記出力側モジュールと前記主トランスとを連結するものである。
【００１３】
上記の構成および方法によれば、第二の筐体に主トランスを載置して出力側モジュールと主トランスとを連結することで、主トランスと出力側モジュールが相互に干渉することなく、電源装置を効率よく組み立てることができる。
【００１４】
本発明の請求項３記載の電源装置は、前記請求項２において、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを結合させたときに前記入力側モジュールと前記主トランスとが連結するように構成したものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６記載の電源装置の製造方法は、前記請求項５において、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを結合させて前記入力側モジュールと前記主トランスとを連結するものである。
【００１６】
上記の構成および方法によれば、第一の筐体と第二の筐体とを結合させて入力側モジュールと主トランスとを連結することで、入力側モジュールと主トランスとを簡単に連結することができる。
【００１７】
【発明の実施形態】
以下、本発明における電源装置の一実施例を、添付図面を参照しながら説明する。まず、電源装置の全体構成を図１〜図５に基づき説明すると、１はアルミニウムなどの金属材料で形成された筐体たる電源ケースであり、この電源ケース１は、第一の筐体２と第二の筐体３とを結合して形成されている。第一の筐体２は構成部品が取り付けられる底板４と、底板４に対しＬ字状になるように折り曲げられるとともに電源ケース１の一方の側面を形成する側板５とにより構成される。また、第二の筐体３は構成部品が取り付けられる底板６と、底板６に対しＬ字状になるように折り曲げられるとともに電源ケース１の他方の側面を形成する側板７とにより構成される。そして、底板４と底板６が嵌め合わされねじにより固定されて電源ケースの底面が形成され、この底面に電源装置の大部分の構成部品が取り付けられる。なお、第二の筐体３の底板６には、後述する主トランス１２が載置される主トランス載置部６ａが第一の筐体２側へ突出して形成され、この主トランス載置部６ａに対応する第一の筐体２の底板４には切欠き部４ａが形成されている。そして、底板４と底板６を嵌め合わせたときに主トランス載置部６ａと欠き部４ａが隙間なく接合するように構成されている。
【００１８】
また、８は電源ケース１の上部を覆うカバーであり、これは電源ケース１と同様にアルミニウムなどの金属材料で形成される。また、９は電源ケース１の側面を覆う側部カバーであり、電源ケース１と同様にアルミニウムなどの金属材料で形成される。この側部カバー９は第一の筐体２と側板５およびカバー８のそれぞれの端部に固定されている。そして、カバー８と側部カバー９を電源ケース１に装着した状態では、箱状をなす本体（電源ケース１，カバー８および側部カバー９）の一側部に開口部１０が形成される。
【００１９】
電源装置は、前記電源ケース１およびカバー８からなる本体の外殻内に、各々独立した複数のモジュールを備えている。そのモジュールとは、入力電圧ラインに侵入するノイズを効果的に抑制，遮断するノイズフィルタモジュールに相当するラインフィルタ部１１と、入力側から出力側への電力伝送を行なう主トランス１２と、高調波抑制機能を備えたコンバータ部としての入力側モジュール１３と、主トランス１２の後段に並列接続された一乃至複数の出力側モジュール１４ａ〜１４ｎとにより概ね構成される。そして、これらのモジュールを構成する各構成要素は、いずれも本体の内部において機構的に独立しており、その各々が電源ケース１に対して着脱可能に設けられている。
【００２０】
なお、ここでいうモジュールとは、一つの電源装置の主要な内部構成を図面上で便宜的に区画したものとは全く異なり、自由な電源設計を行なえるように、各々が機構的および電気的にも完全に独立している。つまり、図面的に区画したものは、回路内部がブロック化されているので、ブロック化された回路内部に手を加えなければ、電源装置の仕様を変えることができない。しかし、本実施例におけるモジュールは、電源装置の仕様に応じて複数種のモジュールを用意しているので、モジュール内部に手を加える必要はない。
【００２１】
個々のモジュールの構成について詳述すると、電源ケース１の側板５に沿って設けられたラインフィルタ部１１は、側部カバー９より外部に露出した入力端子１５を備えており、チョークコイルやコンデンサなどを組み合わせた周知のノイズフィルタ回路を内蔵している。そして、入力端子１５からの交流入力電圧に含まれるノイズ成分を抑制，遮断して、後段の入力側モジュール１３に送り出す機能を有している。また、ラインフィルタ部１１は、ノイズフィルタ回路の各構成部品をプリント基板に実装したフィルタ本体２１を、アルミニウムなどの金属材料からなる保持部材２２で保持した構成を有しており、フィルタ特性の異なるラインフィルタ部１１が予め複数種用意されている。フィルタ本体２１を構成するプリント基板は、保持部材２２とねじ（図示せず）により取付け固定されるとともに、入力側モジュール１３と半田付け若しくはコネクタにより接続されるが、その接続および取付け固定位置は、どのラインフィルタ部１１も一致している。したがって、所望の特性を有する任意のラインフィルタ部１１を、そのまま電源ケース１の決められた箇所に実装できる構造となっている。
【００２２】
入力側モジュール１３は、側部カバー９に設けた冷却ファン２３に臨んで、ラインフィルタ部１１と同じく電源ケース１の後方寄りに設けられており、スイッチング素子（図示せず）などの発熱部品を効果的に放熱するようになっている。また、この入力側モジュール１３は、ラインフィルタ部１１から供給される交流入力電圧の電流波形と電圧波形を近付けて、交流入力電圧の高調波電流を抑制した後、スイッチング素子のスイッチングにより、主トランス１２の一次巻線に直流入力電圧を断続的に印加する機能を有する。入力側モジュール１３は、主トランス１２の一次側回路を構成する電子部品をプリント基板に実装して構成される。また、この入力側モジュール１３の前方寄りには、主トランス１２の一次巻線と接続するコネクタ２４ａが設けられている。この入力側モジュール１３も、前記ラインフィルタ部１１のように、入力電圧などの特性に応じたものが予め複数種用意されており、所望の特性を有する入力側モジュール１３を、そのまま電源ケース１の決められた箇所に実装できる構造となっている。
【００２３】
出力側モジュール１４ａ〜１４ｎは、本実施例では電源ケース１の前側に３個並設されており、３出力の直流出力電圧が取り出せるようになっている。この出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの設置数は、電源ケース１の設置スペースが許す限りいくらでも可能であり、どの位置にどの出力側モジュール１４ａ〜１４ｎを設置するのかも任意である。但し、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎを設置しない電源ケース１の空スペースには、これを塞ぐようなブランクパネル（図示せず）を設けることが好ましい。このことにより、本体たる電源ケース１およびカバー８内を通過する空気が、空スペースから外部に逃げることを確実に阻止することができ、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎを効果的に冷却できる。また、ブランクパネルは、出力モジュール１４ａ〜１４ｎの設置数が任意になることから、複数種の形状のものを予め用意しておくことが好ましい。
【００２４】
本実施例における電源ケース１は、出力モジュール１４ａ〜１４ｎを最大５個設置できる同一スペースのＣＨ（チャンネル）１〜ＣＨ５のスロットを並設している。そして、出力モジュール１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、ＣＨ２〜ＣＨ４の各々に設置されている。なお、出力モジュール１４ａ〜１４ｎは、全て同一のスペース内に収納できる形状でなくてもよく、出力の電流容量などに応じて、２チャンネル以上の複数スロットを占有してもよい。これにより、出力モジュール１４ａ〜１４ｎの形状に柔軟性を持たせることができる。
【００２５】
各出力側モジュール１４ａ〜１４ｎは、二次巻線２５を一体的に備えていると共に、主トランス１２の二次側回路および帰還回路を構成する各種電子部品を実装する主基板３１と、この主基板３１に接続された補助基板３３により構成される。各出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの基板３１は、その部品面が同じ側に向いており、開口部１０に対向した基板３１の端部には、直流出力電圧を外部に供給する出力端子３２が設けられている。そして、基板３１は、出力電圧の設定や、過電圧保護および過電流保護、並びにリモートセンシングなどの各補助機能を実現する回路部品を実装しており、各補助機能に対応した動作用の外部端子３４が、基板３１の先端部に設けられている。また、補助基板３３は、２回路型出力モジュールのリモートセンシング、ＬＶ、オン／オフコントロール、ＬＥＤ表示などの各補助機能を実現する回路部品を実装しており、各補助機能に対応した動作用の外部端子３４が、補助基板３３の先端部に複数個並設されている。主基板３１は保持部材３５に保持され、この保持部材３５は、図示しないねじにより電源ケース１の底板６の決められた位置に取り付け固定されており、これにより前記補助基板３３の外部端子３４を含めた各出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの位置決めがなされる。なお、保持部材３５は図示しない固定板金とアルミ基板を半田付けで固定して構成され、この固定板金には図示しないねじ孔が形成され、底板６にねじで固定されるようになっている。また、主基板３１と補助基板３３は図示しないコネクタに半田付けされて接続されている。
【００２６】
次に、図６〜図１０をさらに参照して、入力側から出力側への電力伝送を行なう主トランス１２周辺の構成を詳述する。５１は、主トランス１２の外殻を形成する合成樹脂製の外ケースである。この外ケース５１は有底状で、外ケース５１の内部には、コア２７を構成する断面がＥ形のコア下部材５３と、このコア下部材５３の上部に設けられる断面がＩ形のコア上部材５４が収容保持される。コア２７は、中心部の円筒形状をなす主脚５５と、主脚５５の両側にある一対の側脚５６を有し、周知の閉ざされた磁気回路を形成している。また、外ケース５１は、側脚５６を設けていないコア２７の前後方向に位置して、コ字状に切り開いた開口部５７が形成される。コア２７の主脚５５は円筒状である必要はないが、前述の一次巻線２６や二次巻線２５の先端部が複数挿脱できる形状となっている。
【００２７】
入力側モジュール１３に接続される一次巻線２６は、合成樹脂からなる円板状のボビン６１と、このボビン６１の中央円筒部６２に巻回される線材６３とにより構成される。ボビン６１は、後述する二次巻線２５と共に主トランス１２のコア２７に複数積層できるように、二次巻線２５と同様に比較的平板状に形成される。また、導線を絶縁物で覆った線材６３は、ボビン６１に形成した上下一対のフランジ６４間において、放射方向に拡がって螺旋状に配設される。これらのボビン６１および線材６３を構成する絶縁物により、一次巻線２６は外部と電気的に絶縁される。上部のフランジ６４には、扇状の切欠部６５が形成されており、この切欠部６５の基端より放射方向に、線材６３の巻き始めおよび巻き終り端部を挾持する一対の係止片６６が形成される。係止部６６には、線材６３の巻き始め端部を中央円筒部６２の近傍に案内すると共に、線材６３の巻き終り端部を係止片６６側に案内する案内部としての切込み６７が形成されており、この切込み６７により線材６３をボビン６１に簡単に巻回できるようになっている。そして、線材６３の巻き始めおよび巻き終り端部はそれぞれ被覆線（図示せず）を介して、コネクタ２４ａに接続するコネクタ２４ｂに電気的に接続しており、第一の筐体２と第二の筐体３を結合したときにコネクタ２４ａとコネクタ２４ｂが接続するように構成されている。なお、６８は、コア上部材５４をコア下部材５３の上部に保持させる金属製の弾性片である。
【００２８】
一次巻線２６は、本実施例のように同一のものを電気的に並列接続して、複数使用してもよい。これにより、一次巻線２６そのものに手を加え得ることなく、一次巻線２６の電流容量を簡単に増やすことができる。また、一次巻線２６と同一の部品を用いて、主トランス１２の補助巻線とすることもできる。この場合も、補助巻線をコア２７の主脚５５に取り付けるだけでよいので、製造時の工数増加を最小限にすることができる。
【００２９】
出力側モジュール１４ａ〜１４ｎに接続された二次巻線２５は平板コイル状をなし、２つの平坦な導電部材７１ａ，７１ｂを有する。導電部材７１ａ，７１ｂは、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎから外方に延びた延長部７２ａ，７２ｂと、この延長部７２ａ，７２ｂの基端にあって、主基板３１の回路との接触部７３ａ，７３ｂを有する横向きの支線脚７４ａ，７４ｂが形成される。また、延長部７２ａ，７２ｂの先端部からは、実質的に完全な円環状をなすコイル巻線部７５ａ，７５ｂが、各導電部材７１ａ，７１ｂに形成されており、このコイル巻線部７５ａ，７５ｂの終端７６ａ，７６ｂが、溝７７ａ，７７ｂにより導電部材７１ａ，７１ｂの残りの部分から間隔を有して形成される。溝７７ａ，７７ｂは、延長部７２ａ，７２ｂの先端中央部において対角線上に交差する。
【００３０】
導電部材７１ａ，７１ｂは同一形状を有するが、同じ方向から見たときに鏡像として現れるように積み重なる。また、導電部材７１ａ，７１ｂの間には絶縁層７８が挿入される。コイル巻線部７５ａ，７５ｂの終端７６ａ，７６ｂの双方が重なり合う部分では、導電部材７１ａ，７１ｂおよび絶縁層７８を貫く連絡孔７９が設けられる。この連絡孔７９に半田付けを行なうことで、一方のコイル巻線部７５ａの終端７６ａと、これに対応する他方のコイル巻線部７５ｂの終端７６ｂとの接続が図られる。その結果、電流は主基板３１との接触部７３ａから延長部７２ａを経由し、コイル巻線部７５ａを周回したところで、終端７６ａから半田付け接続部を経由して絶縁層７８を通過し、導電部材７１ｂのコイル巻線部７５ｂの終端７６ｂから、前記コイル巻線部７５ａの場合と同じ方向に周回する。そして、導電部材７１ｂの延長部７２ｂを経由して主基板３１との接触部７３ｂに戻るようになっている。
【００３１】
このように、本実施例では２ターンの二次巻線２５を形成しているが、例えば、螺旋状のコイル巻線部７５ａまたはコイル巻線部７５ｂにより、複数ターンの二次巻線２５を形成してもよい。逆に、コイル巻線部７５ａのみを形成して、１ターンの二次巻線２５を形成してもよい。また、主基板３１の両面に同一の二次巻線２５を接続してもよい。この場合、２つの二次巻線２５を電気的に並列接続すると、二次巻線２５そのものに手を加え得ることなく、二次巻線２５の電流容量を簡単に増やすことができる。
【００３２】
導電部材７１ａ，７１ｂと、その中間にある絶縁層７８と、連絡孔７９からなる半田付け接続部は、いずれもフィルム状の絶縁層７８により覆われる。これにより、接触部７３ａ，７３ｂを除く部分で、二次巻線２５が一次巻線２６と同様に外部と絶縁されることになる。コイル巻線部７５ａ，７５ｂに絶縁層７８を介在した二次巻線２５の先端部は、前記コア２７に連結可能な形状に形成される。なお、前記半田付け接続部は、他のあらゆる導電接続手段に置き換えることが可能である。連絡孔７９を適当な開口に置き換えてもよい。
【００３３】
二次巻線２５は連続する金属および絶縁物の層から形成される平板状コイルであることから、打ち抜き，プレス，エッチング若しくはレーザカッテイングの手法により、安価でかつ簡単に製造することができる。このように二次巻線２５を簡単かつ迅速に製造できることから、電源装置の製造工数を減らし、効率を高めることが可能になる。また、主トランス１２のコア２７に出力側モジュール１４ａ〜１４ｃの二次巻線２５を複数積み重ねることができ、容易に多出力化を実現できる。
【００３４】
そして、製造に際しては、先ず、ラインフィルタ部１１および入力側モジュール１３のプリント基板や、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの主基板３１および補助基板３３の各々に、必要な回路部品を取り付けておく。なお、入力側モジュール１３を構成するプリント基板の所定位置には、コネクタ２４ａを取り付けておく。続いて、ラインフィルタ部１１のサブ製造工程では、回路部品を実装したフィルタ本体２１を保持部材２２に組み付けて、ラインフィルタ部１１としての完成した組立て体を用意しておく。
【００３５】
これとは別に、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎのサブ製造工程では、適切な寸法で必要な電力特性を得るためのターン数を有する二次巻線２５の接触部７３ａ，７３ｂを、主基板３１の所定位置に半田付け接続する。この際、二次巻線２５を主基板３１の両面に一つずつ接続したり、ターン数の異なる二次巻線２５を接続するなどして、所望の特性の出力側モジュール１４ａ〜１４ｎを複数種組み立てる。その後、主基板３１の部品面に補助基板３３を設け、これを保持部材３５により保持して、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎとしての完成した組立て体を用意しておく。
【００３６】
上記各組立て体は、第一の筐体２および第二の筐体３に組み込む前に検査が行なわれる。これにより、特に出力側モジュール１４ａ〜１４ｎでは、個々の組立て体の段階での誤差をなくして、各出力側モジュール１４ａ〜１４ｎから期待した電圧および電流が確実に供給されることになる。なお、上記各組立て体は、第一の筐体２および第二の筐体３に組み込んでから検査を行なってもよい。
【００３７】
こうした検査工程を一度経た後、第一の筐体２および第二の筐体３への組み込み工程を開始する。先ず、前述の完成した入力側モジュール１３を第一の筐体２の底板４に組み付け、続いて、ラインフィルタ部１１を入力側モジュール１３の基板上に取り付ける。
【００３８】
一方、第二の筐体３において、複数種の出力側モジュール１４ａ〜１４ｎのなかから、選択した出力側モジュール１４ａ〜１４ｃを、電源ケース１の開口部１０に対向した部位に並設する。そして、一次巻線２６と、出力側モジュール１４ａ〜１４ｃの二次巻線２５を、コア下部材５３を外ケース５１に収容した主トランス１２のコア２７の主脚５５に順次装着する。そして、主トランス１２を、第二の筐体３の底板６の主トランス載置部６ａに取り付け固定する。つぎに、また、一次巻線２６に接続する被覆線６９をコネクタ２４ｂに接続し、このコネクタ２４ｂを主トランス１２の近傍の所定の位置に固定する。
【００３９】
つぎに、第一の筐体２と第二の筐体３を合体させてねじで固定する。このときにコネクタ２４ａと２４ｂが接続する。こうして、主トランス１２の入力側と出力側の連結作業が、第一の筐体２と第二の筐体３を合体と同時に行なわれる。そして、電源ケース１にカバー８を取り付ける。その後、側部カバー９に冷却ファン２３を取り付けてから冷却ファン２３の配線を行い、側部カバー９を電源ケース１の第一の筐体２側の側面に取り付け固定し、後は、最終検査を行なえばよい。
【００４０】
以上のように、上記実施例では、入力側モジュール１３と、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎと、入力側モジュール１３から出力側モジュール１４ａ〜１４ｎへの電力伝送を行なう主トランス１２とを各々機構的に独立して備えた電源装置の製造方法において、第一の筐体２に入力側モジュール１３を載置し、第二の筐体３に出力側モジュール１４ａ〜１４ｎを載置し、第一の筐体２と第二の筐体３とを結合するものである。したがって、電源装置を組み立てる際には、主トランス１２と入力側モジュール１３、または主トランス１２と出力側モジュール１４ａ〜１４ｎが相互に干渉することなく、電源装置を効率よく組み立てることができる。また、電源ケース１を第一の筐体２と第二の筐体３に分割し、それぞれに入力側モジュール１３と出力側モジュール１４ａ〜１４ｎを載置することによって、入力側と出力側の各々をユニット化し、別々に組み立て、管理が行なえるようになり、製造コストと管理コストを削減することができる。また、入力側と出力側を容易に切り離すこともできるため、入力側と出力側を別々にメンテナンスすることができ、メンテナンスが簡便になる。そしてこれは、入力側モジュール１３と、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎと、入力側モジュール１３から出力側モジュール１４ａ〜１４ｎへの電力伝送を行なう主トランス１２とを各々機構的に独立して備えた電源装置において、入力側モジュール１２が載置された第一の筐体２と、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎが載置された第二の筐体３とを結合した構成によっても達成される。
【００４１】
また、第二の筐体３に主トランス１２を載置して出力側モジュール１４ａ〜１４ｎと主トランス１２とを連結するものである。したがって、予め、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎと主トランス１２とを連結することによって、主トランス１２と出力側モジュール１４ａ〜１４ｎが相互に干渉することなく、電源装置を効率よく組み立てることができる。そしてこれは、主トランス１２は第二の筐体３に載置されて出力側モジュール１４ａ〜１４ｎに連結した構成によっても達成される。
【００４２】
また、第一の筐体２と第二の筐体３とを結合させて入力側モジュール１３と主トランス１２とを連結するものである。そして、上記実施例においては、第一の筐体２と第二の筐体３を合体させるときにコネクタ２４ａと２４ｂが接続し、主トランス１２の入力側と出力側の連結作業が、第一の筐体２と第二の筐体３を合体と同時に行なわれ、組み立てが完了するようになっている。したがって、入力側モジュール１３と主トランス１２とを簡単に連結することができる。そしてこれは、第一の筐体２と第二の筐体３とを結合させたときに入力側モジュール１３と主トランス１２とが連結するようにした構成によっても達成される。
【００４３】
また、予め冷却ファン２３が取り付けられた側部カバー９を電源ケース１の第一の筐体２側の側面に取り付け固定することで、冷却ファン２３の取り付けを簡単に行なうことができる。
【００４４】
また、機構的に独立した出力側モジュール１４ａ〜１４ｎに二次巻線２５を一体に取り付けて、少なくとも出力モジュール１４ａ〜１４ｎは異なる特性のものを複数種用意しておき、そのなかから選択された一乃至複数の出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの二次巻線２５と一次巻線２６とを、入力側モジュール１３から出力側モジュール１４ａ〜１４ｎへの電力伝送を行なう機構的に独立した主トランス１２のコア１７に連結させるようにしている。この製造方法によれば、所望の電源装置を構築するには、予め機構的に独立した出力側モジュール１４ａ〜１４ｎに二次巻線２５を一体に取り付けておく。そして、異なる特性のものが複数種用意された出力側モジュール１４ａ〜１４ｎのなかから、一乃至複数の出力側モジュール１４ａ〜１４ｎを選択し、この出力側モジュール１４ａ〜１４ｎと一体の二次巻線２５と、一次巻線２４とを各々共通の主トランス１２に連結すれば、単出力から多出力に至る自由な電源設計を行なうことができる。この場合、主トランス１２は出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの連結個数に関わらず１個で済むため、多出力の電源装置を構築しても、主トランス１２およびその周辺の構造は複雑化しない。
【００４５】
さらに、上記製造方法において、本実施例では、他のモジュール類と同様に、入力側モジュール１３の前段に、入力電圧のノイズを抑制，遮断する機構的に独立したノイズフィルタモジュールたるラインフィルタ部１１を装着している。したがって、このラインフィルタ部１１を含めた自由な電源設計を行なうことができる。
【００４６】
これ以外の作用，効果を列記すると、本実施例では、入力側から出力側への電力伝送を行なう電源装置の主トランス１２において、機構的に独立した出力側モジュール１４ａ〜１４ｎに二次巻線２５を一体に取り付けた後で、この出力側モジュール１４ａ〜１４ｎと一体の二次巻線２５と、これとは別の一次巻線２６とをコア２７に連結させている。この製造方法によれば、少なくとも二次巻線２５は機構的に独立した出力側モジュール１４ａ〜１４ｎに一体に取り付けられていることから、この状態にある二次巻線２５と一次巻線２６を主トランス１２のコア２７に連結すれば、主トランス１２の出力側の組み立てが完了するのと同時に、主トランス１２としての組み立ても完了する。よって、主トランス１２は独自の巻線製造作業を行なう必要がない。これは、入力側から出力側への電力伝送を行なう電源装置の主トランス１２において、一次巻線２６と、機構的に独立した出力側モジュール１４ａ〜１４ｎに一体に取り付けた二次巻線２５と、一次巻線２６および二次巻線２５が連結可能なコア２７とを備えた構成によっても実現する。
【００４７】
また、上記製造方法において、本実施例では、一次巻線２６は、コア２７に連結する前に、被覆線６９を介してコネクタ２４ｂに一体に取り付けられている。この場合、この一次巻線２６と、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎと一体の二次巻線２５とを、主トランス１２のコア２７に連結すれば、主トランス１２の入力側および出力側の組み立てが完了するのと同時に、主トランス１２としての組み立ても完了する。よって、主トランス１２は、独自の巻線製造作業を行なう必要がない。これは、前記構成において、一次巻線２６がコネクタ２４ｂに一体に備えたものからなることで実現する。
【００４８】
さらに、上記の各製造方法において、本実施例では、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎは異なる特性のものが複数種用意されており、その各々にいずれも平板状コイルが二次巻線２５として取り付けられている。この場合、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎは異なる特性のものが複数種用意されているため、単出力から多出力に至るまで、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎをどのように組み合わせたとしても、主トランス１２の巻線製造作業を独自に行なう必要はない。また、二次巻線２５はいずれも平板状コイルであるため、安価でかつ簡単に製造することができる。さらに、主トランス１２のコア２７に出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの二次巻線２５を複数積み重ねることができ、容易に多出力化を実現できる。これは、二次巻線２５を備えた出力側モジュール１４ａ〜１４ｎは異なる特性のものが複数種用意されており、各々の二次巻線２５がいずれも平板状コイルであることで実現する。
【００４９】
その他に、本実施例では、一次巻線２６もその全体外形が平板状に形成されている。よって、二次巻線２５が平板状コイルであることと相俟って、主トランス１２のコア２７に一次巻線２６と出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの二次巻線２５を各々積み重ねることができ、多出力化の実現がさらに容易になる。また、平板状コイルからなる二次巻線２５は、出力側モジュール１４ａ〜１４ｎの回路部品を実装する主基板３１すなわちプリント基板に半田付け接続されるため、二次巻線２５と出力側モジュール１４ａ〜１４ｎとを容易に一体化できる。この場合、二次巻線２５の電流容量を容易に増やすために、主基板３１の両面に二次巻線２５を各々接続し、各二次巻線２５を電気的に並列接続するのが好ましい。二次巻線２５は様々な形状が想定されるが、平板状コイルで形成されるため、従来のような巻線作業は不要であり、製造性が向上する。勿論、前記の電流容量を容易に増やす手法においても、製造性の向上はそのまま踏襲される。また、一次巻線２６および二次巻線２５はいずれも円板状を有しており、円筒形状のコア２７に挿入し連結されるようになっているが、このようにすると、角形のコアを採用したものに比べて、一次巻線２６および二次巻線２５の取付け方向を考慮する必要がなく、特に複数の二次巻線２５がコア２７に連結される多出力の電源装置において好ましいものとなる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施例では冷却ファン２３を備えているが、冷却ファンを設けない構造としてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の電源装置は、入力側モジュールと、出力側モジュールと、前記入力側モジュールから前記出力側モジュールへの電力伝送を行なう主トランスとを各々機構的に独立して備えた電源装置において、前記入力側モジュールが載置された第一の筐体と、前記出力側モジュールが載置された第二の筐体とを結合したものであり、第一の筐体に入力側モジュール、第二の筐体に出力側モジュールを各々載置し、第一の筐体と第二の筐体を結合することで、主トランスと入力側モジュール、または主トランスと出力側モジュールが相互に干渉することなく、効率よく組み立てることができる電源装置を提供することができる。
【００５２】
本発明の請求項２記載の電源装置は、前記請求項１において、前記主トランスは前記第二の筐体に載置されて前記出力側モジュールに連結したものであり、第二の筐体に主トランスを載置して出力側モジュールと主トランスとを連結することで、主トランスと出力側モジュールが相互に干渉することなく、効率よく組み立てることができる電源装置を提供することができる。
【００５３】
本発明の請求項３記載の電源装置は、前記請求項２において、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを結合させたときに前記入力側モジュールと前記主トランスとが連結するように構成したものであり、第一の筐体と第二の筐体とを結合させて入力側モジュールと主トランスとを連結することで、入力側モジュールと主トランスとを簡単に連結することができる電源装置を提供することができる。
【００５４】
本発明の請求項４記載の電源装置の製造方法は、入力側モジュールと、出力側モジュールと、前記入力側モジュールから前記出力側モジュールへの電力伝送を行なう主トランスとを各々機構的に独立して備えた電源装置の製造方法において、第一の筐体に入力側モジュールを載置し、第二の筐体に出力側モジュールを載置し、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを結合するものであり、第一の筐体に入力側モジュール、第二の筐体に出力側モジュールを各々載置し、第一の筐体と第二の筐体を結合することで、主トランスと入力側モジュール、または主トランスと出力側モジュールが相互に干渉することなく、効率よく組み立てることができる電源装置の製造方法を提供することができる。
【００５５】
本発明の請求項５記載の電源装置の製造方法は、前記請求項４において、前記第二の筐体に主トランスを載置して前記出力側モジュールと前記主トランスとを連結するものであり、第二の筐体に主トランスを載置して出力側モジュールと主トランスとを連結することで、主トランスと出力側モジュールが相互に干渉することなく、効率よく組み立てることができる電源装置の製造方法を提供することができる。
【００５６】
本発明の請求項６記載の電源装置の製造方法は、前記請求項５において、前記第一の筐体と前記第二の筐体とを結合させて前記入力側モジュールと前記主トランスとを連結するものであり、第一の筐体と第二の筐体とを結合させて入力側モジュールと主トランスとを連結することで、入力側モジュールと主トランスとを簡単に連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す電源装置の平面図である。
【図２】同上第一の筐体と第二の筐体を合体する前の電源装置の平面図である。
【図３】同上第一の筐体と第二の筐体の平面図である。
【図４】同上カバーを開けた状態の電源装置の斜視図である。
【図５】同上電気的構成の概略図である。
【図６】同上主トランスの分解斜視図である。
【図７】同上一次巻線のボビンの平面図である。
【図８】同上一次巻線のボビンの正面図である。
【図９】同上出力側モジュールの平面図である。
【図１０】同上図９のＩ−Ｉ線断面図である。
【符号の説明】
２第一の筐体
３第二の筐体
１２主トランス
１３入力側モジュール
１４ａ〜１４ｎ出力側モジュール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device for freely designing a power supply by combining a plurality of modules, and a method of manufacturing the power supply device.
[0002]
[Prior art]
Generally, in this type of power supply device, particularly a switching power supply device, an AC power supply voltage supplied through a filter circuit is rectified and smoothed to obtain a DC input voltage, and this DC input voltage is intermittently connected to a primary winding of a main transformer. Voltage. Then, after a voltage induced in the secondary winding of the main transformer is rectified and smoothed by a rectifying and smoothing circuit on the secondary side, a desired DC output voltage is output. As a versatile and flexible power supply device capable of freely designing a power supply according to the purpose, the present applicant has proposed a noise filter device, a rectifying and smoothing device, a power factor improving device, a power conversion Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-133550 discloses a device in which a power supply device having different output currents and output voltages can be easily constructed by selectively modularizing a device and a backup power supply device and selectively combining these devices. Proposed in the gazette.
[0003]
By the way, such a conventional power supply device realizes, for example, a multi-output power supply configuration because a power conversion device that converts a DC input voltage to a predetermined DC output voltage is configured as one module independent of others. Therefore, in order to prepare power converters with different output voltages, many components including the main transformer built in the power converter must be individually redesigned. It cannot be realized. Therefore, it becomes impossible to manufacture and realize various combinations of outputs in a short period of time by increasing the types of power converters, or adverse effects such as inability to quickly repair the inside of the power converter. I was
[0004]
Therefore, the applicant of the present application has previously proposed in Japanese Patent No. 2893677 a power supply device capable of freely designing a power supply without complicating the structure even if the secondary side has multiple outputs. In the power supply device disclosed in Japanese Patent No. 2893677, one or a plurality of output modules are selected from a plurality of output modules having different characteristics, and a secondary module integrated with the output module is selected. By connecting the winding and the primary winding integrated with the input-side module to the main transformer, it is possible to freely design a power supply from a single output to multiple outputs. The power supply device is assembled by sequentially attaching components such as an input module, a noise filter unit, a main transformer, and an output module to one housing.
[0005]
However, in assembling the power supply device described above, for example, there is a problem that the main transformer attached to the housing first interferes and the output-side module is difficult to be attached, which causes a delay in assembly work and breakage of components. Was.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-6-133550
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2893677
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power supply device capable of assembling efficiently without interference between components and a method of manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a power supply device according to claim 1 of the present invention includes an input module, an output module, and a main transformer that performs power transmission from the input module to the output module. In a power supply device provided independently mechanically, a first housing on which the input-side module is mounted and a second housing on which the output-side module is mounted are combined. .
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power supply device manufacturing method, wherein the input-side module, the output-side module, and the main transformer that transmits power from the input-side module to the output-side module are mechanically configured. In the method of manufacturing an independently provided power supply device, the input-side module is mounted on the first housing, the output-side module is mounted on the second housing, and the first housing and the second housing are mounted. And the other housing.
[0010]
According to the above configuration and method, the input-side module is placed on the first casing, and the output-side module is placed on the second casing, and the first casing and the second casing are combined. The power supply device can be efficiently assembled without the main transformer and the input module or the main transformer and the output module interfering with each other.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the power supply device according to the first aspect, the main transformer is mounted on the second housing and connected to the output-side module.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a power supply device according to the fourth aspect, a main transformer is mounted on the second housing to connect the output-side module to the main transformer. It is.
[0013]
According to the above configuration and method, by mounting the main transformer on the second housing and connecting the output module and the main transformer, the main transformer and the output module do not interfere with each other, and The device can be assembled efficiently.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the input module and the main transformer are connected when the first housing and the second housing are connected. It is configured as follows.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the power supply device manufacturing method according to the fifth aspect, wherein the first casing and the second casing are connected to each other to connect the input-side module and the main transformer. Are connected.
[0016]
According to the above configuration and method, the input module and the main transformer are easily connected by connecting the first module and the second module and connecting the input module and the main transformer. be able to.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a power supply device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the overall configuration of the power supply device will be described with reference to FIGS. 1 to 5. Reference numeral 1 denotes a power supply case which is a housing made of a metal material such as aluminum. It is formed by coupling with the second housing 3. The first housing 2 includes a bottom plate 4 to which the components are attached, and a side plate 5 that is bent with respect to the bottom plate 4 so as to be L-shaped and forms one side surface of the power supply case 1. The second housing 3 includes a bottom plate 6 to which the components are attached, and a side plate 7 which is bent so as to be L-shaped with respect to the bottom plate 6 and forms the other side surface of the power supply case 1. Then, the bottom plate 4 and the bottom plate 6 are fitted and fixed with screws to form a bottom surface of the power supply case, and most of the components of the power supply device are attached to the bottom surface. A main transformer mounting portion 6a on which a main transformer 12 described later is mounted is formed on the bottom plate 6 of the second housing 3 so as to protrude toward the first housing 2 side. A cutout 4a is formed in the bottom plate 4 of the first housing 2 corresponding to 6a. When the bottom plate 4 and the bottom plate 6 are fitted together, the main transformer mounting portion 6a and the notch portion 4a are joined without any gap.
[0018]
Reference numeral 8 denotes a cover for covering the upper part of the power supply case 1, which is formed of a metal material such as aluminum similarly to the power supply case 1. Reference numeral 9 denotes a side cover that covers the side surface of the power supply case 1, and is made of a metal material such as aluminum similarly to the power supply case 1. The side cover 9 is fixed to each end of the first housing 2, the side plate 5 and the cover 8. When the cover 8 and the side cover 9 are attached to the power supply case 1, an opening 10 is formed on one side of a box-shaped main body (the power supply case 1, the cover 8 and the side cover 9).
[0019]
The power supply device includes a plurality of independent modules in an outer shell of a main body including the power supply case 1 and the cover 8. The module includes a line filter unit 11 corresponding to a noise filter module that effectively suppresses and blocks noise intruding into an input voltage line, a main transformer 12 that performs power transmission from an input side to an output side, and a harmonic. The input module 13 is generally constituted by an input module 13 as a converter unit having a suppression function and one or a plurality of output modules 14 a to 14 n connected in parallel at the subsequent stage of the main transformer 12. Each component constituting these modules is mechanically independent inside the main body, and each is detachably provided to the power supply case 1.
[0020]
Note that the term “module” here is completely different from a main internal configuration of one power supply unit that is conveniently partitioned on the drawing, and each is mechanically and electrically connected so that a free power supply design can be performed. Also completely independent. That is, since the inside of the circuit is divided into blocks in the drawing, the specification of the power supply device cannot be changed unless the inside of the blocked circuit is modified. However, since a plurality of types of modules are prepared according to the specifications of the power supply device in the present embodiment, there is no need to modify the inside of the module.
[0021]
The configuration of each module will be described in detail. The line filter section 11 provided along the side plate 5 of the power supply case 1 includes an input terminal 15 exposed to the outside from the side cover 9 and includes a choke coil, a capacitor, and the like. And a well-known noise filter circuit combining the above. Further, it has a function of suppressing and cutting off a noise component included in the AC input voltage from the input terminal 15 and sending it out to the input module 13 at the subsequent stage. Further, the line filter unit 11 has a configuration in which a filter body 21 in which each component of the noise filter circuit is mounted on a printed board is held by a holding member 22 made of a metal material such as aluminum, and has different filter characteristics. A plurality of types of line filter units 11 are prepared in advance. The printed circuit board constituting the filter main body 21 is attached and fixed to the holding member 22 with screws (not shown) and is connected to the input-side module 13 by soldering or a connector. All the line filter units 11 match. Therefore, a structure is provided in which any line filter section 11 having desired characteristics can be directly mounted on a predetermined portion of the power supply case 1.
[0022]
The input-side module 13 faces the cooling fan 23 provided on the side cover 9 and is provided near the rear of the power supply case 1 like the line filter section 11, and generates heat-generating components such as switching elements (not shown). It effectively radiates heat. Further, the input-side module 13 reduces the harmonic current of the AC input voltage by bringing the current waveform of the AC input voltage supplied from the line filter unit 11 close to the voltage waveform, and then switches the main transformer by switching the switching element. 12 has a function of intermittently applying a DC input voltage to the primary winding. The input-side module 13 is configured by mounting electronic components constituting a primary-side circuit of the main transformer 12 on a printed circuit board. Further, a connector 24 a connected to the primary winding of the main transformer 12 is provided near the front of the input-side module 13. A plurality of types of the input side modules 13 corresponding to the characteristics such as the input voltage are prepared in advance like the line filter section 11, and the input side modules 13 having the desired characteristics are directly connected to the power supply case 1. It has a structure that can be mounted at a fixed place.
[0023]
In this embodiment, three output-side modules 14a to 14n are arranged in front of the power supply case 1 so that three output DC output voltages can be obtained. The output modules 14a to 14n can be installed in any number as long as the installation space of the power supply case 1 permits, and the output modules 14a to 14n may be installed at any positions. However, it is preferable to provide a blank panel (not shown) for closing the empty space of the power supply case 1 where the output-side modules 14a to 14n are not installed. Accordingly, it is possible to reliably prevent the air passing through the power supply case 1 and the cover 8 as the main body from escaping from the empty space to the outside, and to effectively cool the output-side modules 14a to 14n. In addition, as for the blank panel, since the number of output modules 14a to 14n can be set arbitrarily, it is preferable to prepare a plurality of types of blank panels in advance.
[0024]
In the power supply case 1 in the present embodiment, slots of CH (channels) 1 to CH5 in the same space where up to five output modules 14a to 14n can be installed are arranged in parallel. The output modules 14a, 14b, 14c are installed in each of CH2 to CH4. Note that the output modules 14a to 14n do not need to have a shape that can all be accommodated in the same space, and may occupy a plurality of slots of two or more channels according to the output current capacity or the like. Thereby, the shape of the output modules 14a to 14n can be made flexible.
[0025]
Each of the output-side modules 14a to 14n integrally includes a secondary winding 25, and includes a main board 31 on which various electronic components constituting a secondary-side circuit and a feedback circuit of the main transformer 12 are mounted. It is composed of an auxiliary substrate 33 connected to the substrate 31. The substrate 31 of each of the output-side modules 14a to 14n has a component surface facing the same side, and an output terminal 32 for supplying a DC output voltage to the outside is provided at an end of the substrate 31 facing the opening 10. Have been. The circuit board 31 is mounted with circuit parts for implementing auxiliary functions such as output voltage setting, overvoltage protection and overcurrent protection, and remote sensing. External terminals 34 for operation corresponding to each auxiliary function are mounted. Is provided at the tip of the substrate 31. In addition, the auxiliary board 33 is mounted with circuit components for realizing each auxiliary function such as remote sensing, LV, on / off control, and LED display of the two-circuit output module, and operates for each of the auxiliary functions. A plurality of external terminals 34 are juxtaposed at the tip of the auxiliary board 33. The main board 31 is held by a holding member 35, and the holding member 35 is attached and fixed to a predetermined position of the bottom plate 6 of the power supply case 1 by a screw (not shown), thereby connecting the external terminals 34 of the auxiliary board 33 to each other. The output modules 14a to 14n are positioned. The holding member 35 is formed by fixing a fixed sheet metal (not shown) and an aluminum substrate by soldering, and a screw hole (not shown) is formed in the fixed sheet metal so as to be fixed to the bottom plate 6 with screws. The main board 31 and the auxiliary board 33 are connected by soldering to a connector (not shown).
[0026]
Next, the configuration around the main transformer 12 for transmitting power from the input side to the output side will be described in detail with reference to FIGS. Reference numeral 51 denotes an outer case made of a synthetic resin that forms an outer shell of the main transformer 12. The outer case 51 has a bottomed shape. Inside the outer case 51, a core lower member 53 having an E-shaped cross section and an I-shaped core provided on the upper part of the core lower member 53 are provided. The upper member 54 is held and held. The core 27 has a main leg 55 having a cylindrical shape at the center and a pair of side legs 56 on both sides of the main leg 55 to form a well-known closed magnetic circuit. The outer case 51 is formed with an opening 57 cut in a U-shape in the front-rear direction of the core 27 where the side legs 56 are not provided. The main leg 55 of the core 27 does not need to be cylindrical, but has such a shape that a plurality of distal ends of the primary winding 26 and the secondary winding 25 can be inserted and removed.
[0027]
The primary winding 26 connected to the input-side module 13 includes a disc-shaped bobbin 61 made of a synthetic resin, and a wire 63 wound around a central cylindrical portion 62 of the bobbin 61. The bobbin 61 is formed in a relatively flat shape like the secondary winding 25 so that a plurality of bobbins 61 can be stacked on the core 27 of the main transformer 12 together with the secondary winding 25 described later. In addition, the wire 63 in which the conductor is covered with the insulator is spirally spread in the radial direction between a pair of upper and lower flanges 64 formed on the bobbin 61. The primary winding 26 is electrically insulated from the outside by the insulator forming the bobbin 61 and the wire 63. A fan-shaped notch 65 is formed in the upper flange 64, and a pair of locking pieces 66 for holding the winding start and end ends of the wire 63 radially from the base end of the notch 65. It is formed. A notch 67 is formed in the locking portion 66 as a guiding portion for guiding the winding start end of the wire 63 to the vicinity of the central cylindrical portion 62 and guiding the winding end of the wire 63 to the locking piece 66 side. The notch 67 allows the wire 63 to be easily wound around the bobbin 61. The winding start and winding end ends of the wire 63 are electrically connected to the connector 24b connected to the connector 24a via the covered wires (not shown), respectively. The connector 24a and the connector 24b are connected to each other when the housings 3 are combined. Reference numeral 68 denotes a metal elastic piece that holds the upper core member 54 above the lower core member 53.
[0028]
A plurality of primary windings 26 may be used by electrically connecting the same primary windings in parallel as in this embodiment. As a result, the current capacity of the primary winding 26 can be easily increased without changing the primary winding 26 itself. In addition, the same components as the primary winding 26 can be used as the auxiliary winding of the main transformer 12. Also in this case, it is only necessary to attach the auxiliary winding to the main leg 55 of the core 27, so that an increase in man-hours during manufacturing can be minimized.
[0029]
The secondary winding 25 connected to the output-side modules 14a to 14n has a flat coil shape and has two flat conductive members 71a and 71b. The conductive members 71a and 71b are provided with extension portions 72a and 72b extending outward from the output-side modules 14a to 14n, and contact portions 73a and 72a at the base ends of the extension portions 72a and 72b with the circuit of the main board 31. Lateral branch legs 74a, 74b having 73b are formed. In addition, a substantially complete annular coil winding portion 75a, 75b is formed on each of the conductive members 71a, 71b from the distal ends of the extension portions 72a, 72b. Terminations 76a, 76b of 75b are formed at intervals from the remaining portions of conductive members 71a, 71b by grooves 77a, 77b. The grooves 77a, 77b cross diagonally at the center of the distal ends of the extensions 72a, 72b.
[0030]
The conductive members 71a and 71b have the same shape, but are stacked so that they appear as mirror images when viewed from the same direction. An insulating layer 78 is inserted between the conductive members 71a and 71b. In a portion where both ends 76a and 76b of the coil winding portions 75a and 75b overlap, a communication hole 79 penetrating the conductive members 71a and 71b and the insulating layer 78 is provided. By soldering to this communication hole 79, the terminal 76a of one coil winding 75a is connected to the corresponding terminal 76b of the other coil winding 75b. As a result, the current passes from the contact portion 73a to the main substrate 31 via the extension portion 72a and around the coil winding portion 75a. From the terminal end 76b of the coil winding part 75b of the member 71b, the member 71b rotates in the same direction as that of the coil winding part 75a. And it returns to the contact part 73b with the main board | substrate 31 via the extended part 72b of the conductive member 71b.
[0031]
As described above, in the present embodiment, the secondary winding 25 having two turns is formed. However, for example, the secondary winding 25 having a plurality of turns is formed by the spiral coil winding part 75a or the coil winding part 75b. It may be formed. Conversely, only the coil winding part 75a may be formed to form the one-turn secondary winding 25. Further, the same secondary winding 25 may be connected to both surfaces of the main board 31. In this case, when the two secondary windings 25 are electrically connected in parallel, the current capacity of the secondary winding 25 can be easily increased without changing the secondary winding 25 itself.
[0032]
The conductive members 71a and 71b, the intermediate insulating layer 78, and the soldered connection portion including the communication hole 79 are all covered with the film-like insulating layer 78. As a result, the secondary winding 25 is insulated from the outside in a portion other than the contact portions 73a and 73b, similarly to the primary winding 26. The tip of the secondary winding 25 with the insulating layer 78 interposed between the coil windings 75a and 75b is formed in a shape connectable to the core 27. It should be noted that the solder connection section can be replaced with any other conductive connection means. The communication hole 79 may be replaced with an appropriate opening.
[0033]
Since the secondary winding 25 is a flat coil formed of a continuous metal and insulating layer, it can be manufactured at low cost and easily by a method such as punching, pressing, etching or laser cutting. Since the secondary winding 25 can be manufactured simply and quickly as described above, the number of manufacturing steps of the power supply device can be reduced and the efficiency can be increased. Also, a plurality of secondary windings 25 of the output-side modules 14a to 14c can be stacked on the core 27 of the main transformer 12, so that multiple outputs can be easily realized.
[0034]
At the time of manufacturing, first, necessary circuit components are attached to the printed board of the line filter unit 11 and the input-side module 13 and the main board 31 and the auxiliary board 33 of the output-side modules 14a to 14n. Note that a connector 24a is attached to a predetermined position of a printed circuit board constituting the input-side module 13. Subsequently, in the sub-manufacturing process of the line filter section 11, the filter body 21 on which the circuit components are mounted is assembled to the holding member 22, and a completed assembly as the line filter section 11 is prepared.
[0035]
Apart from this, in the sub-manufacturing process of the output-side modules 14a to 14n, the contact portions 73a and 73b of the secondary winding 25 having appropriate dimensions and the number of turns for obtaining the required power characteristics are formed on the main board 31. Solder connection to a predetermined position. At this time, a plurality of output-side modules 14a to 14n having desired characteristics are connected by connecting the secondary windings 25 one by one to both surfaces of the main board 31 or connecting the secondary windings 25 having different numbers of turns. Assemble the seeds. Thereafter, the auxiliary board 33 is provided on the component surface of the main board 31 and is held by the holding member 35 to prepare a completed assembly as the output-side modules 14a to 14n.
[0036]
Each of the above assemblies is inspected before being assembled into the first housing 2 and the second housing 3. As a result, in the output modules 14a to 14n in particular, the expected voltages and currents are reliably supplied from the output modules 14a to 14n without errors in the individual assembly stages. The above-mentioned assemblies may be assembled into the first housing 2 and the second housing 3 and then inspected.
[0037]
After passing through such an inspection process once, a process of assembling the first housing 2 and the second housing 3 is started. First, the completed input-side module 13 is assembled to the bottom plate 4 of the first housing 2, and then the line filter unit 11 is mounted on the substrate of the input-side module 13.
[0038]
On the other hand, in the second housing 3, selected output-side modules 14 a to 14 c from among a plurality of types of output-side modules 14 a to 14 n are arranged side by side at a portion facing the opening 10 of the power supply case 1. Then, the primary winding 26 and the secondary windings 25 of the output-side modules 14 a to 14 c are sequentially mounted on the main leg 55 of the core 27 of the main transformer 12 in which the core lower member 53 is housed in the outer case 51. Then, the main transformer 12 is attached and fixed to the main transformer mounting portion 6a of the bottom plate 6 of the second housing 3. Next, the covered wire 69 connected to the primary winding 26 is connected to the connector 24b, and the connector 24b is fixed at a predetermined position near the main transformer 12.
[0039]
Next, the first housing 2 and the second housing 3 are combined and fixed with screws. At this time, the connectors 24a and 24b are connected. In this manner, the work of connecting the input side and the output side of the main transformer 12 is performed at the same time when the first housing 2 and the second housing 3 are combined. Then, the cover 8 is attached to the power supply case 1. After that, the cooling fan 23 is attached to the side cover 9, wiring of the cooling fan 23 is performed, and the side cover 9 is attached and fixed to the side of the power supply case 1 on the side of the first housing 2. Should be performed.
[0040]
As described above, in the above embodiment, the input-side module 13, the output-side modules 14a to 14n, and the main transformer 12 for transmitting power from the input-side module 13 to the output-side modules 14a to 14n are mechanically connected. In the method for manufacturing an independently provided power supply device, the input module 13 is mounted on the first housing 2, and the output modules 14 a to 14 n are mounted on the second housing 3. The body 2 and the second housing 3 are connected to each other. Therefore, when assembling the power supply device, the power supply device can be efficiently assembled without the main transformer 12 and the input-side module 13 or the main transformer 12 and the output-side modules 14a to 14n interfering with each other. Also, the power supply case 1 is divided into a first housing 2 and a second housing 3, and the input module 13 and the output modules 14a to 14n are mounted on each of them, so that each of the input side and the output side is provided. Can be unitized, separately assembled and managed, thereby reducing manufacturing costs and management costs. In addition, since the input side and the output side can be easily separated, the input side and the output side can be separately maintained, so that maintenance is simplified. This is a power supply having a mechanically and independently provided input side module 13, output side modules 14a to 14n, and a main transformer 12 for transmitting power from the input side module 13 to the output side modules 14a to 14n. In the apparatus, this is also achieved by a configuration in which the first housing 2 on which the input-side module 12 is mounted and the second housing 3 on which the output-side modules 14a to 14n are mounted.
[0041]
Further, the main transformer 12 is mounted on the second housing 3 to connect the output-side modules 14a to 14n to the main transformer 12. Therefore, by connecting the output-side modules 14a to 14n and the main transformer 12 in advance, the power supply device can be efficiently assembled without the main transformer 12 and the output-side modules 14a to 14n interfering with each other. This is also achieved by a configuration in which the main transformer 12 is mounted on the second housing 3 and connected to the output modules 14a to 14n.
[0042]
Further, the first housing 2 and the second housing 3 are connected to connect the input-side module 13 and the main transformer 12. In the above embodiment, when the first housing 2 and the second housing 3 are combined, the connectors 24a and 24b are connected, and the connection between the input side and the output side of the main transformer 12 is performed by the first And the second housing 3 are combined at the same time, and the assembly is completed. Therefore, the input module 13 and the main transformer 12 can be easily connected. This is also achieved by a configuration in which the input module 13 and the main transformer 12 are connected when the first housing 2 and the second housing 3 are connected.
[0043]
In addition, the cooling fan 23 can be easily attached by attaching and fixing the side cover 9 to which the cooling fan 23 is attached in advance to the side surface of the power supply case 1 on the first housing 2 side.
[0044]
Further, the secondary winding 25 is integrally attached to the mechanically independent output side modules 14a to 14n, and at least a plurality of types of output modules 14a to 14n having different characteristics are prepared and selected from among them. The secondary winding 25 and the primary winding 26 of the one or more output-side modules 14a to 14n are connected to the mechanically independent main transformer 12 for transmitting power from the input-side module 13 to the output-side modules 14a to 14n. It is connected to the core 17. According to this manufacturing method, to construct a desired power supply device, the secondary winding 25 is integrally attached to the output side modules 14a to 14n that are mechanically independent in advance. Then, one or more output modules 14a to 14n are selected from among the output modules 14a to 14n in which a plurality of types having different characteristics are prepared, and a secondary winding integrated with the output modules 14a to 14n is selected. If the primary winding 25 and the primary winding 24 are connected to the common main transformer 12, a free power supply design from single output to multiple outputs can be designed. In this case, since only one main transformer 12 is required regardless of the number of connected output-side modules 14a to 14n, the structure of the main transformer 12 and its surroundings is not complicated even if a multi-output power supply device is constructed.
[0045]
Further, in the above-described manufacturing method, in the present embodiment, like the other modules, the line filter unit 11 as a mechanically independent noise filter module that suppresses and cuts off the noise of the input voltage is provided before the input-side module 13. Is installed. Therefore, a free power supply design including the line filter unit 11 can be performed.
[0046]
Other operations and effects are listed below. In this embodiment, in the main transformer 12 of the power supply device for transmitting power from the input side to the output side, the secondary windings are provided to the mechanically independent output side modules 14a to 14n. After the unit 25 is integrally mounted, a secondary winding 25 integrated with the output-side modules 14a to 14n and a primary winding 26 different from this are connected to the core 27. According to this manufacturing method, since at least the secondary winding 25 is integrally attached to the mechanically independent output-side modules 14a to 14n, the secondary winding 25 and the primary winding 26 in this state are connected. If the main transformer 12 is connected to the core 27, the assembly on the output side of the main transformer 12 is completed, and at the same time, the assembly as the main transformer 12 is completed. Therefore, the main transformer 12 does not need to perform its own winding manufacturing operation. This is because, in the main transformer 12 of the power supply device that performs power transmission from the input side to the output side, the primary winding 26 and the secondary winding 25 integrally mounted on the mechanically independent output side modules 14a to 14n. , And a core 27 to which the primary winding 26 and the secondary winding 25 can be connected.
[0047]
In the above-described manufacturing method, in this embodiment, the primary winding 26 is integrally attached to the connector 24 b via the covered wire 69 before being connected to the core 27. In this case, if the primary winding 26 and the secondary winding 25 integrated with the output-side modules 14a to 14n are connected to the core 27 of the main transformer 12, the input and output sides of the main transformer 12 can be assembled. At the same time, the assembly as the main transformer 12 is also completed. Therefore, the main transformer 12 does not need to perform its own winding manufacturing operation. This is realized by having the primary winding 26 integrally provided in the connector 24b in the above configuration.
[0048]
Further, in each of the above-described manufacturing methods, in this embodiment, a plurality of types of output side modules 14a to 14n having different characteristics are prepared, and a flat coil is attached to each of them as the secondary winding 25. ing. In this case, since a plurality of types of output modules 14a to 14n having different characteristics are prepared, no matter how the output modules 14a to 14n are combined from single output to multiple outputs, the main transformer 12 It is not necessary to independently perform the winding manufacturing work. In addition, since each of the secondary windings 25 is a flat coil, it can be manufactured inexpensively and easily. Further, a plurality of secondary windings 25 of the output-side modules 14a to 14n can be stacked on the core 27 of the main transformer 12, so that multiple outputs can be easily realized. This is realized by providing a plurality of types of output side modules 14a to 14n having the secondary windings 25 with different characteristics, and each of the secondary windings 25 is a flat coil.
[0049]
In addition, in this embodiment, the entire outer shape of the primary winding 26 is also formed in a flat plate shape. Therefore, in combination with the fact that the secondary winding 25 is a flat coil, the primary winding 26 and the secondary windings 25 of the output-side modules 14a to 14n can be stacked on the core 27 of the main transformer 12, respectively. In addition, it is easier to realize multiple outputs. The secondary winding 25 made of a flat coil is connected by soldering to the main board 31 on which the circuit components of the output-side modules 14a to 14n are mounted, that is, a printed board, so that the secondary winding 25 and the output-side module 14a To 14n can be easily integrated. In this case, in order to easily increase the current capacity of the secondary winding 25, it is preferable to connect the secondary windings 25 to both sides of the main board 31 and electrically connect the secondary windings 25 in parallel. . Various shapes are conceivable for the secondary winding 25. However, since the secondary winding 25 is formed of a flat coil, the conventional winding operation is unnecessary, and the productivity is improved. Of course, even in the method of easily increasing the current capacity, the improvement in manufacturability is directly followed. Each of the primary winding 26 and the secondary winding 25 has a disk shape and is inserted and connected to a cylindrical core 27. In this case, a square core is used. It is not necessary to consider the mounting direction of the primary winding 26 and the secondary winding 25 as compared with the one employing the above. It will be.
[0050]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, although the cooling fan 23 is provided in the above embodiment, a structure without the cooling fan may be adopted.
[0051]
【The invention's effect】
A power supply device according to a first aspect of the present invention includes an input-side module, an output-side module, and a main transformer that transmits power from the input-side module to the output-side module. In the power supply device, a first housing in which the input-side module is mounted and a second housing in which the output-side module is mounted are combined, and the input housing is connected to the first housing. The main transformer and the input module or the main transformer and the output module are connected to each other by placing the output module on the module and the second housing and connecting the first housing and the second housing. A power supply device that can be efficiently assembled without interfering with the power supply device can be provided.
[0052]
According to a second aspect of the present invention, in the power supply device according to the first aspect, the main transformer is mounted on the second housing and connected to the output-side module. By mounting the main transformer and connecting the output-side module and the main transformer, it is possible to provide a power supply device that can be efficiently assembled without the main transformer and the output-side module interfering with each other.
[0053]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the input module and the main transformer are connected when the first housing and the second housing are connected. The input module and the main transformer can be easily connected by connecting the input side module and the main transformer by connecting the first housing and the second housing. A power supply device capable of performing the above-described operations can be provided.
[0054]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power supply device manufacturing method, wherein the input-side module, the output-side module, and the main transformer for transmitting power from the input-side module to the output-side module are each mechanically independent. In the method for manufacturing a power supply device provided with, an input-side module is mounted on a first housing, an output-side module is mounted on a second housing, and the first housing and the second housing are mounted. By connecting the first module and the second module, the input module and the output module are mounted on the first chassis and the second chassis, respectively, and the first chassis and the second chassis are combined. Thus, it is possible to provide a method of manufacturing a power supply device that can efficiently assemble the main transformer and the input-side module or the main transformer and the output-side module without interfering with each other.
[0055]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a power supply device according to the fourth aspect, a main transformer is mounted on the second housing to connect the output-side module to the main transformer. By mounting the main transformer on the second housing and connecting the output-side module and the main transformer, the power supply device can be efficiently assembled without the main transformer and the output-side module interfering with each other. A manufacturing method can be provided.
[0056]
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a power supply device according to the fifth aspect, the first casing and the second casing are connected to connect the input-side module and the main transformer. By connecting the first housing and the second housing and connecting the input-side module and the main transformer, the input-side module and the main transformer can be easily connected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a power supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the power supply device before the first housing and the second housing are combined.
FIG. 3 is a plan view of a first housing and a second housing.
FIG. 4 is a perspective view of the power supply device with the cover open.
FIG. 5 is a schematic diagram of an electrical configuration of the same.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the main transformer.
FIG. 7 is a plan view of a bobbin of the primary winding.
FIG. 8 is a front view of the bobbin of the primary winding.
FIG. 9 is a plan view of the output side module.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line II of FIG. 9;
[Explanation of symbols]
2 First case
3 Second case
12 Main transformer
13 Input side module
14a-14n Output side module

Claims

In a power supply device, which is mechanically and independently provided with an input module, an output module, and a main transformer for transmitting power from the input module to the output module, the input module is mounted. A power supply unit, wherein the first housing and the second housing on which the output-side module is mounted are combined.

The power supply device according to claim 1, wherein the main transformer is mounted on the second housing and connected to the output-side module.

The power supply device according to claim 2, wherein the input-side module and the main transformer are connected when the first housing and the second housing are connected.

In a method of manufacturing a power supply device, comprising: an input module; an output module; and a main transformer for transmitting power from the input module to the output module. Wherein the input-side module is mounted on the second housing, the output-side module is mounted on the second housing, and the first housing and the second housing are connected to each other. .

The method according to claim 4, wherein a main transformer is mounted on the second housing to connect the output-side module and the main transformer.

The method according to claim 5, wherein the first housing and the second housing are connected to connect the input-side module and the main transformer.