JP2012213309A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一次コイル及び二次コイルを備えたトランス2と、トランス2の二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子3と、出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品(チョークコイル41)と、これらの部品を搭載するベースプレート5とを備えた電源装置1。トランス及び平滑部品の少なくとも一つの部品(チョークコイル41)は、半導体素子3に対してベースプレート5の搭載面51の法線方向に積層配置された積層配置部品である。
【選択図】図1
Description
これらの部品は、金属製のベースプレートに搭載されている。そして、これら複数の部品は、ベースプレートの搭載面に、その面に沿って二次元的に広がるように搭載されている(特許文献1)。
また、上記構成部品が二次元的に広がるようにベースプレート上に配置されると、構成部品間の配線距離が長くなる。そのため、電源装置内において、配線インダクタンスが生じやすくなり、ノイズが発生しやすくなる。これを防ぐためにノイズ対策部品を搭載する必要が生じ、或いは大きなノイズ対策部品を搭載する必要が生じる。その結果、電源装置の小型化が困難となると共に、コスト低減も困難となるおそれがある。
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートとを備えた電源装置であって、
上記トランス及び上記平滑部品の少なくとも一つの部品は、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置にある(請求項1)。
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートと、
出力電力のノイズを抑制するためのノイズフィルタとを備えた電源装置であって、
上記ノイズフィルタは、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置にある(請求項8)。
上記積層配置部品は、必ずしも1個である必要はなく、2個以上であってもよい。また、上記半導体素子に対して、上記積層配置部品が2個並列的に積層されていてもよいし、直列的に積層されていてもよい。2個の積層配置部品が直列的に積層された場合には、半導体素子を含めて3個が積層された構成となる。具体的には、例えば、半導体素子におけるベースプレートと反対側の面に、トランスと平滑部品との双方が並んで搭載された状態とすることもでき、また、半導体素子におけるベースプレートと反対側の面に、トランスを搭載し、さらにトランスにおける半導体素子と反対側の面に平滑部品を搭載することもできる。
なお、上記平滑部品としては、上記チョークコイルの他にも、例えば平滑コンデンサもあり、該平滑コンデンサを上記積層配置部品としてもよい。
本発明の実施例にかかる電源装置につき、図1〜図6を用いて説明する。
本例の電源装置1は、図1、図2に示すごとく、一次コイル及び二次コイルを備えたトランス2と、トランス2の二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子3と、出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品であるチョークコイル41及び平滑コンデンサ42と、これらの部品を搭載するベースプレート5とを備えている。
ベースプレート5は、基本形状として平板形状を有し、その一方の面に搭載面51を形成している。この搭載面51側を便宜的に上側とし、その反対側を下側として、電源装置1の構成の説明を行う。ただし、実際には、搭載面51が上方を向いた状態で用いられるとは限らず、搭載面51が下方を向いたり、水平方向を向いたりして用いられることもある。
支承凸部52は、その上面に平坦面を形成してなり、そこからその法線方向へ向かってネジ穴521を設けてなる。
また、図5に示すごとく、押圧板11の基板部111は、一対のビス孔114の並び方向に直交する方向の両端の辺部に、上方へ立設した一対のリブ116を、ビス孔114の並び方向に沿って設けてなる。
整流回路30は、トランス2の二次コイルの2つの端子にそれぞれアノードが接続されたダイオード(半導体素子3)からなる。この一対のダイオードが樹脂モールドされて一体化したものが、図3に示す半導体素子3となっている。また、平滑回路40は、整流回路30における一対のダイオード(半導体素子3)のカソードに一端が接続されたチョークコイル41と、一対の出力端子102の間に接続された平滑コンデンサ42とからなる。
ノイズフィルタ6は、ベースプレート5の搭載面51に搭載されている。そして、ベースプレート5に締結された押さえ部材62がノイズフィルタ6の上面をベースプレート5側へ押さえることにより、ノイズフィルタ6がベースプレート5に固定されている。
また、トランス2も、ベースプレート5の搭載面51に搭載されている。そして、同じく、ベースプレート5に締結された押さえ部材22がトランス2の上面をベースプレート5側へ押さえるようにして、トランス2がベースプレート5に固定されている。
また、平滑コンデンサ42は、ベースプレート5に対して、プリント基板13を介して接続されている。すなわち、ベースプレート5における搭載面51側にプリント基板13が固定され、該プリント基板13の上面に平滑コンデンサ42が実装されている。この平滑コンデンサ42は、チョークコイル41に対して、ベースプレート5の搭載面51の広がり方向に隣接して配置されている。
ノイズフィルタ6は、磁性体からなり、出力バスバー14の周囲に配置されている。つまり、出力バスバー14がノイズフィルタ6を貫通するように配置されている。
トランス2は、磁性体からなる一対のコア23が、一次コイル及び二次コイルを上下から挟むように配設されてなる。
本例の電源装置1においては、チョークコイル41が、半導体素子3に対してベースプレート5の搭載面51の法線方向に積層配置されている。そのため、チョークコイル41と半導体素子3とが搭載面51の広がり方向に配置される場合に比べ、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができる。その結果、ベースプレート5における搭載面51の面積を小さくすることができ、電源装置1を小型化しやすくなる。
さらには、押圧板11の上面にチョークコイル41を載置することができるため、その搭載性を向上させることができる。
本例は、図7に示すごとく、ベースプレート5の搭載面51に設けた位置決め部512の形状を変更した例である。
本例においては、位置決め部512を、支承凸部52の両端から素子載置部511側へ向かうように形成してある。位置決め部512は、2つの支承凸部52から2個ずつ延びるように形成されている。
また、本例においては、半導体素子3は、実施例1において示した窪み部31(図3参照)を有していない。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図8に示すごとく、積層配置部品としてトランス2を半導体素子3に積層した電源装置1の例である。
すなわち、ベースプレート5の搭載面51に配置された半導体素子3の上面に、押圧板11を介して、トランス2が積層されている。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図9に示すごとく、積層配置部品としてノイズフィルタ6を半導体素子3に積層した電源装置1の例である。
すなわち、ベースプレート5の搭載面51に配置された半導体素子3の上面に、押圧板11を介して、ノイズフィルタ6が積層されている。
その他は、実施例1と同様である。
本例は、図10に示すごとく、半導体素子3がベースプレート5に固定されている電源装置1の例である。
本例の電源装置1においては、半導体素子3を、接着剤161によって、ベースプレート5に接着してある。すなわち、ベースプレート5の搭載面51における素子搭載部511に対して、接着剤161を介して半導体素子3の下面を接着している。これにより、半導体素子3をベースプレート5に固定している。
搭載板15は、ベースプレート5の支承凸部52に、ビス115によって固定され、素子搭載部511に固定された半導体素子3の上方に配置されている。そして、この搭載板15の上面にチョークコイル41が搭載されている。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図11に示すごとく、半導体素子3が、ネジ162によってベースプレート5に固定されている電源装置1の例である。
すなわち、半導体素子3における複数個所に、ネジ162を挿通する挿通孔を設けると共に、ネジ162を、この挿通穴に挿通すると共にベースプレート5に設けたネジ穴に螺合することにより、半導体素子3をベースプレート5に固定している。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合には、実施例5において示した接着剤161は不要である。
その他、実施例5と同様の作用効果を得ることができる。
本例は、図12に示すごとく、チョークコイル41を直接ベースプレート5に搭載した電源装置1の例である。
すなわち、本例の電源装置1は、実施例1において示した押圧板11や、実施例5、6において示した搭載板15を有していない。
チョークコイル41は、ベースプレート5における一対の支承凸部52に下面を載置するように、ベースプレート5に搭載されている。
また、半導体素子3は、接着剤161によってベースプレート5に接着されている。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例5と同様の作用効果を得ることができる。
本例は、図13に示すごとく、チョークコイル41を半導体素子3の上面に接触配置した電源装置1の例である。すなわち、チョークコイル41を、ベースプレート5における一対の支承凸部52の間に配置すると共に、その下面を半導体素子3の上面に直接載置してある。
なお、本例においても、半導体素子3は、接着剤161によってベースプレート5に接着されている。
その他は、実施例1と同様である。
また、半導体素子3とチョークコイル41との間の隙間をなくすことができるため、電源装置1の上下方向の寸法をより小さくすることができる。
その他、実施例5と同様の作用効果を得ることができる。
本例は、図14、図15に示すごとく、ノイズ除去用の2個のコンデンサ33と、温度検出用のサーミスタ34とを内蔵した半導体素子3を有する電源装置1の例である。
すなわち、本例において、半導体素子3は、2個のダイオード35に加え、上記2個のコンデンサ33と上記サーミスタ34とを、樹脂モールドして一体化したものである。
コンデンサ33は、一対のダイオード35におけるアノードとグランド(アース)との間に配線されている。また、サーミスタ34は、電気的には他の回路と独立している。
また、半導体素子3の端子3e、3fは、プリント配線板13の一部に接続されている。端子3e、3fは、半導体素子3からノイズフィルタ6側へ向かって引き出されている。そこで、プリント配線板13は、その一部を、ベースプレート5の搭載面51の法線方向から見た状態において、チョークコイル41及び半導体素子3とノイズフィルタ6との間に向かって突出した半島部131を備えている。この半島部131において、半導体素子3の端子3e、3fがプリント配線板13に接続されている。
その他は、実施例5と同様である。
その他、実施例5と同様の作用効果を有する。
本例は、図16、図17に示すごとく、半導体素子3の端子3e、3fの引き出し方向を、ベースプレート5の搭載面51の法線方向に直交する方向であって、チョークコイル41及び半導体素子3とノイズフィルタ6との並び方向に直交する方向としている。
これを実現するためには、ベースプレート5の一対の支承凸部52のうち、プリント基板13に近い側の支承凸部52を、一部切り欠く必要がある。つまり、図17に示すごとく、上記一方の支承凸部52は、その一部に、他の部位よりも上下方向の高さを低くした切欠部522を有する。
半導体素子3の端子3e、3fは、上記切欠部522を通過し、その先端部をプリント基板13に接続している。
その他は、実施例9と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
2 トランス
3 半導体素子
41 チョークコイル
42 平滑コンデンサ
5 ベースプレート
51 搭載面
6 ノイズフィルタ
Claims (12)
- 一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートとを備えた電源装置であって、
上記トランス及び上記平滑部品の少なくとも一つの部品は、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置。 - 請求項1に記載の電源装置において、上記ベースプレートは金属からなり、上記半導体素子は上記ベースプレートに接触配置され、上記半導体素子における上記ベースプレートと反対側の面に上記積層配置部品が搭載されていることを特徴とする電源装置。
- 請求項2に記載の電源装置において、上記半導体素子と上記積層配置部品との間には、上記半導体素子を上記ベースプレート側に押圧する金属製の押圧板が配設されており、該押圧板は、上記搭載面の広がり方向における上記半導体素子の外側において、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
- 請求項3に記載の電源装置において、上記ベースプレートの上記搭載面には、該搭載面に平行な方向の上記半導体素子の位置決めを行うための位置決め部が形成されていることを特徴とする電源装置。
- 請求項1又は2に記載の電源装置において、上記半導体素子は、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の電源装置において、上記平滑部品の少なくとも一つはチョークコイルからなり、該チョークコイルは上記積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の電源装置において、上記トランスは、上記積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
- 一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートと、
出力電力のノイズを抑制するためのノイズフィルタとを備えた電源装置であって、
上記ノイズフィルタは、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置。 - 請求項8に記載の電源装置において、上記ベースプレートは金属からなり、上記半導体素子は上記ベースプレートに接触配置され、上記半導体素子における上記ベースプレートと反対側の面に上記積層配置部品が搭載されていることを特徴とする電源装置。
- 請求項9に記載の電源装置において、上記半導体素子と上記積層配置部品との間には、上記半導体素子を上記ベースプレート側に押圧する金属製の押圧板が配設されており、該押圧板は、上記搭載面の広がり方向における上記半導体素子の外側において、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
- 請求項10に記載の電源装置において、上記ベースプレートの上記搭載面には、該搭載面に平行な方向の上記半導体素子の位置決めを行うための位置決め部が形成されていることを特徴とする電源装置。
- 請求項8又は9に記載の電源装置において、上記半導体素子は、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
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