JP2006216633A - Power supply device and ferrite core used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、昇圧トランス及びこの昇圧トランスの1次側に供給される直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を備えた電源装置及びそれに用いられるフェライトコアに関するものである。 The present invention relates to a power supply device including a step-up transformer, a switching element that switches a DC voltage supplied to a primary side of the step-up transformer, and a ferrite core used therefor.
従来から、スイッチング素子においては、スイッチングノイズを低減するために、様々な対策が施されている。例えば、特許文献1には、ゲート電極と外部リード端子との間に直列にフェライトコアが接続され、それらがさらに樹脂パッケージによって封止されたFETが示されている。また、特許文献2には、エミッタ、コレクタ、ベースの各端子にコイルが連結され、その外側が樹脂によって封止されたトランジスタが示されている。また、特許文献3には、リード線の屈曲部をフェライトコアの貫通孔に挿入した後、接着剤でリード線を固定するフェライトコアの製造方法が示されている。また、特許文献4には、フェライトコアの表面に弾力性と絶縁性を備えた皮膜層を形成し、この皮膜層と電子部品の端子との接触摩擦によってフェライトコアの脱落を防止するようにしたフェライトコアが示されている。
Conventionally, various measures have been taken in switching elements in order to reduce switching noise. For example, Patent Document 1 shows an FET in which a ferrite core is connected in series between a gate electrode and an external lead terminal, and these are further sealed with a resin package.
また、特許文献5には、フェライトコアの一応用例であるディジタル機器の回路基板に用いられるリード端子付信号ラインフィルタの製造方法が示されている。また、特許文献6には、形状記憶合金によってリード線を係止するようにしたフェライトコアが示されている。また、特許文献7には、円筒状のフェライトコアの製造方法が示されている。また、特許文献8には、リード線を巻き回すための外周溝を備えたフェライトコアが示されている。
しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2に示された構成は、スイッチングノイズを低減するという優れた効果を有しているが、その反面、スイッチング素子の構造が複雑となり、また汎用の素子を用いることができないので、コストアップを伴い、低価格なコンシューマ向けの電子機器には適さない。また、上記特許文献3及び特許文献4に示されたフェライトコアは、製造工程が複雑となるため、大量に生産される電子機器に採用するのは困難とされている。
However, the configurations shown in Patent Document 1 and
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、スイッチングノイズを低減しつつ、簡素な構成によりコストダウンを可能にすると共に、生産性を高めた電源装置及びそれに用いられるフェライトコアを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A power supply device and a ferrite core used for the power supply device that are capable of reducing costs with a simple configuration while reducing switching noise and improving productivity. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、1次側コイル及び2次側コイルを有し、2次側に昇圧出力を得て負荷に電源を供給する昇圧トランスと、この昇圧トランスの1次側に供給される直流電圧をスイッチングするMOSFETと、昇圧トランス及びMOSFETが実装される回路基板とを備えた電源装置において、MOSFETのゲート、ドレイン、ソースの各矩形端子が挿通される3つの端子挿通孔を有し、該MOSFETの各矩形端子に装着される単一のフェライトコアをさらに備え、フェライトコアは、各端子挿通孔を含む平面によって2分割されたものを接合して形成されたものであり、少なくともいずれかの端子挿通孔は、対応する矩形端子が挿通される際、該端子を根元側において矩形端子の幅広側面の法線方向である第1の方向側に、先端側において第1の方向とは反対方向である第2の方向側にそれぞれ湾曲させるように、曲がりくねって形成され、これにより、MOSFETを回路基板に実装するとき、端子挿通孔の側面が該MOSFETの矩形端子と複数個所で当接することによって、フェライトコアの該MOSFETからの脱落が防止され、基板への実装作業性が向上されるものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 has a primary side coil and a secondary side coil, obtains a boost output on the secondary side and supplies power to a load, In a power supply device including a MOSFET for switching a DC voltage supplied to the primary side and a circuit board on which the step-up transformer and the MOSFET are mounted, three rectangular terminals of the MOSFET gate, drain, and source are inserted. The ferrite core further includes a single ferrite core that has a terminal insertion hole and is attached to each rectangular terminal of the MOSFET, and the ferrite core is formed by joining two parts divided by a plane including each terminal insertion hole And at least one of the terminal insertion holes is a normal direction of the wide side surface of the rectangular terminal at the base side when the corresponding rectangular terminal is inserted. 1 is formed in a winding direction so as to bend in the second direction side opposite to the first direction on the tip side, thereby inserting the terminal when the MOSFET is mounted on the circuit board. Since the side surface of the hole comes into contact with the rectangular terminal of the MOSFET at a plurality of locations, the ferrite core is prevented from falling off from the MOSFET, and the mounting workability to the substrate is improved.
請求項2の発明は、電子部品の端子が挿通される端子挿通孔を備えたフェライトコアにおいて、端子挿通孔を含む平面によって2分割されたものを接合して形成され、端子挿通孔は、端子を挿通させる際、該端子を湾曲させるように、曲がりくねって形成されているものである。 According to a second aspect of the present invention, a ferrite core having a terminal insertion hole into which a terminal of an electronic component is inserted is formed by joining two parts divided by a plane including the terminal insertion hole. When the terminal is inserted, the terminal is bent so as to be bent.
請求項3の発明は、1次側コイル及び2次側コイルを有し、2次側に昇圧出力を得て負荷に電源を供給する昇圧トランスと、この昇圧トランスの1次側に供給される直流電圧をスイッチングするスイッチング素子と、昇圧トランス及びスイッチング素子が実装される回路基板とを備えた電源装置において、請求項2に記載のフェライトコアをさらに備え、スイッチング素子を回路基板に実装するとき、端子挿通孔の側面が該スイッチング素子の端子と当接することによって、フェライトコアの該スイッチング素子からの脱落が防止され、基板への実装作業性が向上されるものである。
The invention according to claim 3 has a primary side coil and a secondary side coil, obtains a boost output on the secondary side and supplies power to the load, and is supplied to the primary side of the boost transformer. In a power supply device including a switching element that switches a DC voltage and a circuit board on which the step-up transformer and the switching element are mounted, the ferrite core according to
請求項1の発明によれば、少なくともいずれかの端子挿通孔が曲がりくねって形成されているので、対応する矩形端子が挿通される際に、該矩形端子が湾曲される。これにより、端子挿通孔の側面が矩形端子と複数個所で当接することになるため、両者間の摩擦によりフェライトコアのMOSFETからの脱落が防止され、基板への実装作業性が向上し、電源装置を大量生産する際の生産性が高められる。また、上記端子挿通孔が矩形端子の幅広側面の法線方向である第1の方向側及びこの第1の方向とは反対方向である第2の方向側に曲がりくねって形成されているので、矩形端子をフェライトコアの端子挿通孔に挿通させるだけで、矩形端子が容易に湾曲される。これにより、MOSFETの矩形端子に対するフェライトコアの装着作業も容易かつ円滑に行うことができ、電源装置の生産ラインの作業者に余計な負担を強いることもない。また、端子挿通孔が第1の方向側及び第2の方向側に曲がりくねって形成されているので、MOSFETの素子本体から延出された端子の向きに合わせて端子挿通孔から端子を引き出すことができる。これにより、回路基板に対してMOSFETを起立姿勢のまま実装することが可能となるため、MOSFETに別途装着される放熱板の回路基板に対する姿勢も、従前のままで変更する必要がない。さらに、二分割構成されているフェライトコアの接合は、回路基板へのMOSFETの実装ラインとは別のラインで行うことができるので、上記実装ラインを改変する必要もない。 According to the first aspect of the present invention, since at least one of the terminal insertion holes is formed to be bent, the rectangular terminal is curved when the corresponding rectangular terminal is inserted. As a result, the side surface of the terminal insertion hole comes into contact with the rectangular terminal at a plurality of locations, so that the ferrite core is prevented from falling off from the MOSFET due to friction between them, and the mounting workability on the board is improved, and the power supply device Productivity when mass-producing is increased. Further, since the terminal insertion hole is formed to bend in the first direction side that is the normal direction of the wide side surface of the rectangular terminal and the second direction side that is opposite to the first direction, The rectangular terminal can be easily bent by simply inserting the terminal into the terminal insertion hole of the ferrite core. As a result, the ferrite core can be easily and smoothly attached to the rectangular terminal of the MOSFET, and an extra burden is not imposed on the operator of the production line of the power supply device. In addition, since the terminal insertion hole is formed to bend in the first direction side and the second direction side, the terminal can be pulled out from the terminal insertion hole in accordance with the direction of the terminal extending from the element body of the MOSFET. it can. As a result, the MOSFET can be mounted on the circuit board in an upright position, and therefore the attitude of the heat sink separately attached to the MOSFET with respect to the circuit board does not need to be changed as before. Further, the joining of the ferrite core configured in two parts can be performed on a line different from the mounting line of the MOSFET to the circuit board, so that it is not necessary to modify the mounting line.
請求項2の発明によれば、端子挿通孔が曲がりくねって形成されているので、電子部品の端子が湾曲されながら挿通される。これにより、端子挿通孔の側面が電子部品の端子と複数個所で当接することになるため、フェライトコアの電子部品からの脱落が防止される。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、回路基板に対するスイッチング素子の実装作業性が向上し、電源装置を大量生産する際の生産性が高められる。また、二分割構成されているフェライトコアの接合は、回路基板へのMOSFETの実装ラインとは別のラインで行うことができるので、上記実装ラインを改変する必要もない。 According to the invention of claim 3, the mounting workability of the switching element to the circuit board is improved, and the productivity when mass-producing the power supply device is increased. In addition, since the ferrite core that is divided into two parts can be joined on a line different from the mounting line of the MOSFET to the circuit board, it is not necessary to modify the mounting line.
本発明の一実施形態による電源装置について図面を参照して説明する。図1は電源装置の回路図を示している。電源装置1は、商用交流電源5から直流電圧を得るための整流平滑回路2と、整流平滑回路2から供給された直流電圧を昇圧し、負荷に電源を供給する昇圧トランス3と、昇圧トランス3に供給される直流電流をスイッチングするMOSFET(スイッチング素子)4とを備えている。整流平滑回路2は、商用交流電源5から供給される直流電圧を整流するブリッジ整流回路6と、ブリッジ整流回路6によって整流された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ7等によって構成されている。昇圧トランス3は、整流平滑回路2から直流電圧が印加される1次側コイル8と、昇圧出力を得て負荷に電源を供給する2次側コイル9等を有している。昇圧トランス3及びMOSFET4は、電源装置1の回路基板に実装されている。
A power supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit diagram of the power supply device. The power supply device 1 includes a rectifying /
図2乃至図4は、MOSFET4及びMOSFET4の各端子に装着されるフェライトコア10を示している。フェライトコア10は、ブロック状の2つのフェライト片11、12を接合して形成されており、MOSFET4のゲート、ドレイン、ソースの各端子(リード)13、14、15を挿通させるための3つの端子挿通孔16、17、18が設けられている。MOSFET4の各端子13、14、15は、通常、その断面が矩形状に形成されており、端子挿通孔16、17、18の断面もこれに対応するように矩形状に形成されている。さらに、端子挿通孔16、17、18は、対応する端子13、14、15を挿通させる際、端子の根元側を幅広側面19の法線方向である第1の方向側(MOSFET4の正面側:矢印A方向側)に、先端側を第1の方向とは反対方向である第2の方向側(MOSFET4の背面側:矢印B方向側)にそれぞれ湾曲させるように、曲がりくねって形成されている。なお、フェライトコア10は、3つの端子挿通孔16、17、18を含む平面で2分割される。
2 to 4 show the
図4に示すように、フェライトコア10は、同一形状のフェライト片11、12を互いに天地が逆になるようにして、各接合面20同士を接合することにより形成されたものである。各フェライト片11、12の接合面20には、端子挿通孔16、17、18を構成するための溝部21が形成されている。溝部21の断面は、MOSFET4の各端子13、14、15に対応する矩形状に形成されており、その幅寸法W1は、各端子13、14、15の幅広側面19の幅寸法W0より僅かに大きくなるように設定されている。また、溝部21の深さ寸法D1は、フェライト片11、12の一端面の近傍においてMOSFETの端子13、14、15の厚み寸法T0より僅かに大きくなるように、かつ他端面に向って徐々に浅くなり、他端面の近傍においてゼロになるように設定されている。溝部21の溝底は、MOSFET4の端子13、14、15にフェライトコア10を装着するとき、端子13、14、15の先端が干渉しないように、緩く湾曲されている。このような溝部21が形成されたフェライト片11と12とを接合することにより、曲がりくねった端子挿通孔16、17、18を有するフェライトコア10が得られる。
As shown in FIG. 4, the
フェライトコア10は、回路基板に実装する直前のMOSFET4に装着される。フェライトコア10の装着は、MOSFET4の端子13、14、15をフェライトコア10の端子挿通孔16、17、18に挿通させることによりなされる。このとき、上述したように、溝部21の溝底が緩く屈曲されているので、端子13、14、15の先端が端子挿通孔16、17、18の側面と干渉することなく、円滑に挿通される。そして、端子挿通孔16、17、18に挿通された端子13、14、15は、端子挿通孔16、17、18によって矯正されて、根元側が矢印A方向側に先端側が矢印B方向側にそれぞれ湾曲され、端子挿通孔16、17、18の側面と複数個所、すなわち図2(b)中当接部25、26において当接される。このとき、端子13、14、15の弾性力によりその側面が端子挿通孔16、17、18の側面に押圧されて両者間に摩擦力が発生し、フェライトコア10のMOSFET4からの脱落が防止されることになる。
The
以上のように、本実施形態の電源装置1によれば、端子挿通孔16、17、18が曲がりくねって形成されているので、対応する端子13、14、15が挿通される際に湾曲される。これにより、端子挿通孔16、17、18の側面が端子13、14、15と複数個所の当接部25、26で当接することになるため、フェライトコア10のMOSFET4からの脱落が防止され、回路基板への実装作業性が向上し、電源装置1を大量生産する際の生産性が高められる。また、端子挿通孔16、17、18が矢印A方向側及びこれは反対方向である矢印B方向側に曲がりくねって形成されているので、端子13、14、15をフェライトコア10の端子挿通孔16、17、18に挿通させるだけで端子13、14、15は容易に湾曲される。これにより、MOSFET4に対するフェライトコア10の装着作業も容易かつ円滑に行うことができ、電源装置1の生産ラインの作業者に余計な負担を強いることもない。また、端子挿通孔16、17、18が矢印A方向側及び矢印B方向側に曲がりくねって形成されているので、MOSFET4の素子本体から延出された端子13、14、15の向きに合わせて端子挿通孔16、17、18から端子13、14、15を引き出すことができる。これにより、回路基板に対してMOSFET4を起立姿勢のまま実装することが可能となるため、MOSFET4の放熱板の回路基板に対する姿勢も、従前のままで変更する必要がない。さらにフェライト片11、12の接合は、回路基板へのMOSFET4の実装ラインとは別のラインで行うことができるので、上記実装ラインを改変する必要もない。
As described above, according to the power supply device 1 of the present embodiment, since the terminal insertion holes 16, 17, 18 are formed to be bent, they are curved when the corresponding
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも3つの端子挿通孔16、17、18のうち、いずれか1の端子挿通孔が曲がりくねって形成されていればよい。また、ドレイン端子14に対応する端子挿通孔17を根元側から先端側にかけて順に矢印A方向側及び矢印B方向側に湾曲させ、他のゲート端子13、ソース端子15を上記とは逆の矢印B方向側及び矢印A方向側に湾曲させてもよい。この場合は、ドレイン端子14が他のゲート端子13、ソース端子15とは異なる形状に変形されるので、フェライトコア10の脱落がより確実に防止できる。
Note that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and any one of the at least three terminal insertion holes 16, 17, and 18 may be formed to be bent. Further, the
また、本発明は種々の変形が可能であり、例えば、図5に示したように、大きなスイッチングノイズが発生するドレイン端子14にのみ1の端子挿通孔33が形成されたフェライトコア30を装着するようにしてもよい。このフェライトコア30もフェライト片31、32によって2分割に構成される。さらに、フェライトコア10又は30を装着するスイッチング素子は、MOSFET4に限られることなく、他のFETは勿論のこと、トランジスタであっても構わない。
The present invention can be modified in various ways. For example, as shown in FIG. 5, a
1 電源装置
2 整流平滑回路
3 昇圧トランス
4 MOSFET(スイッチング素子)
8 1次側コイル
9 2次側コイル
10 フェライトコア
13、14、15 端子
16、17、18 端子挿通孔
19 幅広側面
30 フェライトコア
33 端子挿通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
8 Primary coil 9
Claims (3)
前記MOSFETのゲート、ドレイン、ソースの各矩形端子が挿通される3つの端子挿通孔を有し、該MOSFETの各矩形端子に装着される単一のフェライトコアをさらに備え、
前記フェライトコアは、各端子挿通孔を含む平面によって2分割されたものを接合して形成されたものであり、
少なくともいずれかの端子挿通孔は、対応する矩形端子が挿通される際、該端子を根元側において前記矩形端子の幅広側面の法線方向である第1の方向側に、先端側において前記第1の方向とは反対方向である第2の方向側にそれぞれ湾曲させるように、曲がりくねって形成され、
これにより、前記MOSFETを前記回路基板に実装するとき、前記端子挿通孔の側面が該MOSFETの矩形端子と複数個所で当接することによって、前記フェライトコアの該MOSFETからの脱落が防止され、基板への実装作業性が向上されることを特徴とする電源装置。 A step-up transformer having a primary side coil and a secondary side coil to obtain a step-up output on the secondary side and supplying power to a load; a MOSFET for switching a DC voltage supplied to the primary side of the step-up transformer; In a power supply device comprising a circuit board on which the step-up transformer and the MOSFET are mounted,
The MOSFET has three terminal insertion holes through which the rectangular terminals of the gate, drain and source of the MOSFET are inserted, and further includes a single ferrite core attached to each rectangular terminal of the MOSFET,
The ferrite core is formed by joining two parts divided by a plane including each terminal insertion hole,
When at least one of the terminal insertion holes is inserted into the corresponding rectangular terminal, the terminal is connected to the first direction side which is the normal direction of the wide side surface of the rectangular terminal on the base side and the first side on the distal end side. Are formed so as to bend in a second direction side opposite to the direction of
As a result, when the MOSFET is mounted on the circuit board, the side surface of the terminal insertion hole comes into contact with the rectangular terminal of the MOSFET at a plurality of locations, so that the ferrite core is prevented from falling off from the MOSFET. A power supply device characterized in that mounting workability of the battery is improved.
前記端子挿通孔を含む平面によって2分割されたものを接合して形成され、
前記端子挿通孔は、前記端子を挿通させる際、該端子を湾曲させるように、曲がりくねって形成されていることを特徴とするフェライトコア。 In ferrite cores with terminal insertion holes through which terminals of electronic components are inserted,
Formed by joining two parts divided by a plane including the terminal insertion hole,
The ferrite core characterized in that the terminal insertion hole is formed to be bent so as to bend the terminal when the terminal is inserted.
請求項2に記載のフェライトコアをさらに備え、
前記スイッチング素子を前記回路基板に実装するとき、前記端子挿通孔の側面が該スイッチング素子の端子と当接することによって、前記フェライトコアの該スイッチング素子からの脱落が防止され、基板への実装作業性が向上されることを特徴とする電源装置。 A step-up transformer having a primary side coil and a secondary side coil to obtain a step-up output on the secondary side and supplying power to a load, and a switching element for switching a DC voltage supplied to the primary side of the step-up transformer And a circuit board on which the step-up transformer and the switching element are mounted,
The ferrite core according to claim 2, further comprising:
When the switching element is mounted on the circuit board, the side surface of the terminal insertion hole comes into contact with the terminal of the switching element, so that the ferrite core is prevented from falling off from the switching element, and the mounting workability to the board is improved. Improved power supply device.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011244572A (en) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Fuji Electric Co Ltd | Power conversion device, control type semiconductor element of discrete type, and control type semiconductor element module |
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2005
- 2005-02-02 JP JP2005025919A patent/JP2006216633A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011244572A (en) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Fuji Electric Co Ltd | Power conversion device, control type semiconductor element of discrete type, and control type semiconductor element module |
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