JP2014155265A

JP2014155265A - Ｄｃ−ｄｃコンバータのトランス配線構造

Info

Publication number: JP2014155265A
Application number: JP2013021031A
Authority: JP
Inventors: Shigeji Yamashita; 茂治山下; Shun Mochizuki; 瞬望月; Kazuomi Watanabe; 和臣渡辺
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-06
Also published as: JP5911441B2

Abstract

【課題】効率を低下させることなくメイントランスの出力配線パターンの漏れインダクタンスを低減したＤＣ−ＤＣコンバータのトランス配線構造を実現することを目的とする。
【解決手段】メイントランス出力が基板配線パターン化されているＤＣ−ＤＣコンバータであって、メイントランス出力がパターン化された基板に、その漏れインダクタンスを低減するように、近接して配置された浮遊グラウンドプレートを備え、浮遊グラウンドプレートは、一対のメイントランス出力の同一面内の配線パターン両方に跨って、少なくともその一部と重畳されるＤＣ−ＤＣコンバータ等とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、漏れインダクタンスを低減したＤＣ−ＤＣコンバータのトランス配線構造に関する。

下記特許文献１には、Ｍ−巻線結合インダクタが、第１の端部磁気要素と、第２の端部磁気要素と、Ｍ個の接続磁気要素と、Ｍ個の巻線とを含み、Ｍは、１より大きい整数であるものとし、各接続磁気要素は、第１の端部磁気要素と第２の端部磁気要素との間に配置され、それらを接続し、各巻線は、Ｍ個の接続磁気要素のうちの個別の１つに少なくとも部分的に巻き付けられ、結合インダクタはさらに、磁束に第１の端部磁気要素と第２の端部磁気要素との間の経路を提供するように、Ｍ個の接続磁気要素のうちの少なくとも２つに隣接し、それらに少なくとも部分的にわたって延在する、少なくとも１つの上部磁気要素を含むものとする技術思想が開示されている。

この文献による提案では、結合インダクタを利用するＤＣ−ＤＣコンバータの性能は、結合インダクタの漏れインダクタンスによって影響を及ぼされるところ、上述の構成により結合インダクタの漏れインダクタを制御できる効果があることが記載されている。

特表２０１３−５０２０７４号公報

従来のＤＣ−ＤＣコンバータは、メイントランスの出力配線パターンによる漏れインダクタンス（リーケージインダクタンス）により、電流の切り替え時にサージ電圧が発生し、スイッチ素子等に電圧破損が生じる懸念があった。

また、サージ電圧の発生を抑制するために、ＲＣのサージアブソーバを追加してスイッチ素子等の電圧破損を回避する対策を行うこともできるが、サージアブソーバの追加はＤＣ−ＤＣコンバータの効率を悪化させる一因となっていた。

本発明は、上述した問題点に鑑み為された発明であって、効率を低下させることなくメイントランスの出力配線パターンの漏れインダクタンスを低減したＤＣ−ＤＣコンバータのトランス配線構造を実現することを目的とする。

本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、メイントランス出力が基板配線パターン化されているＤＣ−ＤＣコンバータであって、メイントランス出力がパターン化された基板に、その漏れインダクタンスを低減するように、近接して配置された浮遊グラウンドプレートを備え、浮遊グラウンドプレートは、一対のメイントランス出力の同一面内の配線パターン両方に跨って、少なくともその一部と重畳されることを特徴とする。

また、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、メイントランス出力が平板バーとしてパターン化されているＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、メイントランス出力がパターン化された絶縁板に、その漏れインダクタンスを低減するように、近接して配置された浮遊グラウンドプレートを備え、浮遊グラウンドプレートは、一対の前記メイントランス出力の同一面内の配線パターン両方に跨って、少なくともその一部と重畳されることを特徴とする。

また、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、メイントランス出力がラミネートされているＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、メイントランス出力のラミネートされた配線に、その漏れインダクタンスを低減するように、近接して配置された浮遊グラウンドプレートを備え、浮遊グラウンドプレートは、一対の前記メイントランス出力の同一面内のラミネート配線両方に跨って、少なくともその一部と重畳されることを特徴とする。

効率を低下させることなくメイントランスの出力配線パターンの漏れインダクタンスを低減したＤＣ−ＤＣコンバータのトランス配線構造を実現できる。

第一の実施形態にかかるカレントダブラＤＣ−ＤＣコンバータの構成概要を説明する図であり、（ａ）がＤＣ−ＤＣコンバータの回路を説明する概念図であり、（ｂ）がメイントランスの一対の出力配線が構成された多層配線プリント基板の断面構造を説明する図である。第二の実施形態にかかるカレントダブラＤＣ−ＤＣコンバータの構成概要を説明する図であり、（ａ）がＤＣ−ＤＣコンバータの回路を説明する概念図であり、（ｂ）がメイントランスの一対の出力配線が構成された多層配線プリント基板の断面構造を説明する図である。第三の実施形態にかかるカレントダブラＤＣ−ＤＣコンバータの構成概要を説明する図であり、（ａ）がＤＣ−ＤＣコンバータの回路を説明する概念図であり、（ｂ）がメイントランスの一対の出力配線が構成された多層配線プリント基板の断面構造を説明する図である。グラウンドプレートを配線パターンに近接して配置した場合の漏れインダクタンス低減効果を検証する実験を説明する図であり、（ａ）が絶縁体薄膜でラミネートされたコの字状の板状導電体上に全体を覆うように板状の導電体（グラウンドプレート）を配置した状態を説明する図であり、（ｂ）が条件を変えて導電体の「Ｘ」と「Ｙ」との間の漏れインダクタンス測定結果を示す図である。第四の実施形態にかかる電源装置の構成概要を説明する斜視図である。第一の基板の裏面側、すなわち第二の基板と対向する面の配線パターン概要を示す概念図である。第一の実施形態にかかるカレントダブラＤＣ−ＤＣコンバータの構成概要を追加的に説明する図であり、（ａ）がＤＣ−ＤＣコンバータの回路を説明する概念図であり、（ｂ）がメイントランスの一対の出力配線及び配線が構成された多層配線プリント基板の断面構造を説明する図であり、（ｃ）がグラウンドプレートを基板内に内挿した例を説明する図である。多層配線基板を用いた基板構成と平板バー構成とラミネート構成とを比較して説明する図であり、（ａ）が基板構成を説明し、（ｂ）が平板バー構成を説明し、（ｃ）がラミネート構成を説明する図である。配線及びグラウンドプレートの配置バリエーションを例示する図であり、（ａ）がタップ出力配線が出力側（二次側）配線間に同一平面上に配置される例を説明する図であり、（ｂ）が出力側（二次側）配線がタップ出力配線と出力側（二次側）配線との間に同一平面上に配置される例を説明する図であり、（ｃ）がグラウンドプレートが基板内に内挿される例を説明する図である。

実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、トランスの出力電流を流す一対の配線基板パターンからの漏れインダクタンス（リーケージインダクタンス）を低減する構成について開示する。

高周波スイッチング動作を遂行するＤＣ−ＤＣコンバータは、装置構成上、メイントランスの出力側が配線基板等により、パターン化されている場合がある。配線パターンは、通常、完成状態では絶縁層に挟まれる薄い銅箔等の導電層を一定の幅を残してエッチング工程等により食刻することにより、得られる。

このような一対の出力配線パターン間の漏れインダクタンスにより、電流の切り替え時にサージ電圧が発生し、スイッチ素子を破損する懸念が生じる。一方、サージ電圧を抑制するために、サージアブソーバを追加で設ける等の対策をすれば、ＤＣ−ＤＣコンバータの効率低下を招来することとなる。

本実施形態においては、平行な一対のメイントランスの出力配線パターンに対して、これと絶縁された浮遊グラウンドプレートを近接して対向配置することで、出力配線パターンから生じる電界をキャンセルし、漏れインダクタンスを削減する。これによる漏れインダクタンスの削減効果は、一対のメイントランスの出力配線パターンを互いに面平行に近接させた場合と略同等程度である。

（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態にかかるカレントダブラＤＣ−ＤＣコンバータ１０００の構成概要を説明する図であり、（ａ）がＤＣ−ＤＣコンバータ１０００の回路を説明する概念図であり、（ｂ）がメイントランス１２００の一対の出力配線が構成された多層配線プリント基板１７００の断面構造を説明する図である。

図１（ａ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０００は、メイントランス１２００の出力側（二次側）配線１３００，１４００を覆う（重畳される）グラウンドプレート１１００を備える。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０００は、スイッチ素子１５００とスイッチ素子１６００とを交互にオン・オフすることにより、メイントランス１２００の出力側励起電圧を出力端子へと伝達する。

また、図１（ｂ）から理解できるように、メイントランス１２００の一対の出力側（二次側）配線１３００，１４００は、多層配線プリント基板１７００の同一導電層にエッチングで構成されている。そして、絶縁層である例えばガラエポ基板１７１０を介して対向する側にグラウンドプレート１１００が設けられる。

グラウンドプレート１１００は、多層配線プリント基板１７００の導電層を、これをエッチングにより配線を刻むことなくそのままで用いることができる。また、図１（ｂ）には不図視のスイッチ素子１５００，１６００が、ガラエポ基板１７１０の配線１３００，１４００側に実装されることができる。

また、図１（ａ），（ｂ）に示すように、グラウンドプレート１１００は、少なくともメイントランス１２００の一対の出力側（二次側）配線１３００，１４００とスイッチ素子１５００，１６００と重畳されるように板状の導電層で形成されることが望ましい。この場合にも上述したように、グラウンドプレート１１００は、多層配線プリント基板１７００の複数の導電層のうちの一層をそのまま利用することができる。

但し、図１（ａ）に示すように、グラウンドプレート１１００が出力側の機能素子であるインダクタやキャパシタと重畳されないようにする。これにより、インダクタやキャパシタがグラウンドプレート１１００の影響を受けることなく、本来の整流機能等を発揮するものとなる。

また、グラウンドプレート１１００はさらに好ましくは、スイッチ素子１５００，１６００の中点からのタップ配線の少なくとも一部と重畳されるように形成されることが望ましい。

また、スイッチ素子１５００，１６００は、これに替えてダイオード若しくはＦＥＴを用いることができる。ＦＥＴを用いると、同期整流による駆動が可能となるので好ましい。同期整流とした場合でも第一の実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ１０００は、メイントランス１２００の出力配線間の漏れインダクタンスを低減し、高効率な動作が可能である。

また、ガラエポ基板１７１０は、これに限定されるものではなく、絶縁特性を有する誘電体であれば、素材材質を問わず用いることが可能である。例えば、ガラエポ基板１７１０に替えて、ポリイミドフィルム等のフレキシブル素材からなる基板を用いてもよい。図１（ｂ）において、多層配線プリント基板１７００の最外面は絶縁シート等によりラミネートされてもよいし、ガラエポ基板等により被覆されてもよく、絶縁性保護膜で被覆されてもよい。

図７は、第一の実施形態にかかるカレントダブラＤＣ−ＤＣコンバータ１０００の構成概要を追加的に説明する図であり、（ａ）がＤＣ−ＤＣコンバータ１０００の回路を説明する概念図であり、（ｂ）がメイントランス１２００の一対の出力配線及び配線１８００が構成された多層配線プリント基板１７００の断面構造を説明する図であり、（ｃ）がグラウンドプレート１１００を基板１７００内に内挿した例を説明する図である。

図８は、多層配線基板を用いた基板構成と平板バー構成とラミネート構成とを比較して説明する図であり、（ａ）が基板構成を説明し、（ｂ）が平板バー構成を説明し、（ｃ）がラミネート構成を説明する図である。

図８（ｂ）に示すように、平板バー形状の配線１３００，１４００を絶縁板８１０上に配置し、絶縁板８１０の対向面にグラウンドプレート１１００を配置した平板バー構成１７００（２）としてもよい。

また、図８（ｃ）に示すように、配線１３００，１４００及びグラウンドプレート１１００が各々ラミネートシート８２０に内包されるように、したラミネート構成１７００（３）としてもよい。

（第二の実施形態）
図２は、第二の実施形態にかかるカレントダブラＤＣ−ＤＣコンバータ２０００の構成概要を説明する図であり、（ａ）がＤＣ−ＤＣコンバータ２０００の回路を説明する概念図であり、（ｂ）がメイントランス２２００の一対の出力配線が構成された多層配線プリント基板２７００の断面構造を説明する図である。

図２（ａ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０００は、メイントランス２２００の出力側（二次側）配線２３００，２４００を覆う（重畳される）グラウンドプレート２１００を備える。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０００は、ダイオ−ド２５００とダイオード２６００とで整流することにより、メイントランス２２００の出力側励起電圧を出力端子へと伝達する。

また、図２（ｂ）から理解できるように、メイントランス２２００の一対の出力側（二次側）配線２３００，２４００は、多層配線プリント基板２７００の同一導電層にエッチングで構成されている。そして、絶縁層である例えば第一のガラエポ基板２７１０を介して対向する側にグラウンドプレート２１００が設けられる。

また、グラウンドプレート２１００を挟むようにして設けられた第二のガラエポ基板２７２０の対向面上にＤＣ−ＤＣコンバータ２０００の出力配線２８００が構成されることが好ましい。図２（ａ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０００の出力配線２８００は、メイントランス２２００の二次側巻線中央にタップされて引き出され、そのまま出力端子へと接続される。

グラウンドプレート２１００は、多層配線プリント基板２７００の導電層を、これをエッチングにより配線を刻むことなくそのままで用いることができる。また、図２（ｂ）には不図視のダイオード２５００，２６００が、ガラエポ基板２７１０の配線２３００，２４００側に実装されることができる。

また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、グラウンドプレート２１００は、少なくともメイントランス２２００の一対の出力側（二次側）配線２３００，２４００とダイオード２５００，２６００と重畳されるように板状の導電層で形成されることが望ましい。この場合にも上述したように、グラウンドプレート２１００は、多層配線プリント基板２７００の複数の導電層のうちの一層をそのまま利用することができる。

但し、図２（ａ）に示すように、グラウンドプレート２１００が出力側の機能素子であるインダクタやキャパシタと重畳されないようにする。これにより、インダクタやキャパシタがグラウンドプレート２１００の影響を受けることなく、本来の整流機能等を発揮するものとなる。

また、グラウンドプレート２１００はさらに好ましくは、ダイオード２５００，２６００の中点からのタップ出力配線２８００の少なくとも一部と重畳されるように形成されることが望ましい。

また、ダイオード２５００，２６００は、これに替えてスイッチ素子若しくはＦＥＴを用いることができる。ＦＥＴを用いると、同期整流による駆動が可能となるので好ましい。同期整流とした場合でも第二の実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ２０００は、メイントランス２２００の出力配線間の漏れインダクタンスを低減し、高効率な動作が可能である。

また、第一のガラエポ基板２７１０及び第二のガラエポ基板２７２０は、これに限定されるものではなく、絶縁特性を有する誘電体であれば、素材材質を問わず用いることが可能である。例えば、ガラエポ基板２７１０，２７２０に替えて、ポリイミドフィルム等のフレキシブル素材からなる基板を用いてもよい。図２（ｂ）において、多層配線プリント基板２７００の最外面は絶縁シート等によりラミネートされてもよいし、ガラエポ基板等により被覆されてもよく、絶縁性保護膜で被覆されてもよい。

図９は、配線２３００，２４００，２８００及びグラウンドプレート２１００の配置バリエーションを例示する図であり、（ａ）がタップ出力配線２８００が出力側（二次側）配線２３００，２４００間に同一平面上に配置される例２７００（２）を説明する図であり、（ｂ）が出力側（二次側）配線２４００がタップ出力配線２８００と出力側（二次側）配線２３００との間に同一平面上に配置される例２７００（３）を説明する図であり、（ｃ）がグラウンドプレート２１００が基板２７１０内に内挿される例２７００（４）を説明する図である。

（第三の実施形態）
図３は、第三の実施形態にかかるカレントダブラＤＣ−ＤＣコンバータ３０００の構成概要を説明する図であり、（ａ）がＤＣ−ＤＣコンバータ３０００の回路を説明する概念図であり、（ｂ）がメイントランス３２００の一対の出力配線が構成された多層配線プリント基板３７００の断面構造を説明する図である。

図３（ａ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０００は、メイントランス３２００の出力側（二次側）配線３３００，３４００を覆う（重畳される）グラウンドプレート３１００を備える。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０００は、ダイオ−ド３５００とダイオード３６００とで整流することにより、メイントランス３２００の出力側励起電圧を出力端子へと伝達する。

また、図３（ｂ）から理解できるように、メイントランス３２００の一対の出力側（二次側）配線３３００，３４００は、多層配線プリント基板３７００の同一導電層にエッチングで構成されている。そして、絶縁層である例えばガラエポ基板３７１０を介して対向する側にグラウンドプレート３１００が設けられる。また、出力側配線３３００と、ダイオード３５００を介した後の出力側配線３８００とは、図３（ｂ）に示すように同一パターンとして共通配線化することができる。

グラウンドプレート３１００は、多層配線プリント基板３７００の導電層を、これをエッチングにより配線を刻むことなくそのままで用いることができる。また、図３（ｂ）には不図視のダイオード３５００，３６００が、ガラエポ基板３７１０の配線３３００，３４００側に実装されることができる。

また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、グラウンドプレート３１００は、少なくともメイントランス３２００の一対の出力側（二次側）配線３３００，３４００とダイオード３５００，３６００と重畳されるように板状の導電層で形成されることが望ましい。この場合にも上述したように、グラウンドプレート３１００は、多層配線プリント基板３７００の複数の導電層のうちの一層をそのまま利用することができる。

但し、図３（ａ）に示すように、グラウンドプレート３１００が出力側の機能素子であるインダクタやキャパシタと重畳されないようにする。これにより、インダクタやキャパシタがグラウンドプレート３１００の影響を受けることなく、本来の整流機能等を発揮するものとなる。

また、ダイオード３５００，３６００は、これに替えてスイッチ素子若しくはＦＥＴを用いることができる。ＦＥＴを用いると、同期整流による駆動が可能となるので好ましい。同期整流とした場合でも第二の実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ３０００は、メイントランス３２００の出力配線間の漏れインダクタンスを低減し、高効率な動作が可能である。

また、ガラエポ基板３７１０は、これに限定されるものではなく、絶縁特性を有する誘電体であれば、素材材質を問わず用いることが可能である。例えば、ガラエポ基板３７１０に替えて、ポリイミドフィルム等のフレキシブル素材からなる基板を用いてもよい。図３（ｂ）において、多層配線プリント基板３７００の最外面は絶縁シート等によりラミネートされてもよいし、ガラエポ基板等の絶縁材により被覆されてもよく、絶縁性保護膜で被覆されてもよい。また、グラウンドプレート３１００は、ガラエポ基板３７１０内に内挿されてもよい。

（実験結果）
図４は、グラウンドプレートを配線パターンに近接して配置した構成４０００の漏れインダクタンス低減効果を検証する実験を説明する図であり、（ａ）が絶縁体薄膜でラミネートされたコの字状の板状導電体４２００上に全体を覆うように板状の導電体（グラウンドプレート）４１００を配置した状態を説明する図であり、（ｂ）が条件を変えて導電体４２００の「Ｘ」と「Ｙ」との間の漏れインダクタンス測定結果を示す図である。

図４（ａ）に示すように、導電体４２００の長辺長さは１００ｍｍとし、配線パターン幅は５ｍｍとした。図４（ｂ）に示すように、グラウンドプレート４１００を配置しない場合と、グラウンドプレート４１００を配置した場合と、図４（ａ）に示す中央線で折り曲げて二つの長辺が面平行に近接するようにした場合と、で「Ｘ」と「Ｙ」との間の漏れインダクタンス測定した。

図４（ｂ）において、グラウンドプレート４１００を配置しない場合には漏れインダクタンスが０．２４μＨであったのに対し、グラウンドプレート４１００を配置した場合には、漏れインダクタンスが０．１４μＨであり、大凡６割弱程度にまで漏れインダクタンスが低減されていることが確認された。

また、図４（ａ）に示す中央線で折り曲げて二つの長辺が面平行に近接するようにした場合には、漏れインダクタンスが０．１２μＨであった。この場合には、二つの長辺に互いに逆方向の電流が流れることとなるので、電界が相互にキャンセルされて、漏れインダクタンスが理論上「０」に近づくこととなる。

従って、グラウンドプレート４１００を配置した場合には、中央線で折り曲げて二つの長辺が面平行に近接して電界キャンセルさせた場合に近い程度の、漏れインダクタンスの大幅な低減効果が得られることが確認できた。

（第四の実施形態）
図５は、第四の実施形態にかかる電源装置５１００の構成概要を説明する斜視図である。図５に示すように、電源装置５１００は、トランス５１５０の二次巻線と二次側の整流回路を構成する素子５１１１とが設けられた第一の基板５１１０を備える。第一の基板５１１０は、プリント配線板等の多層積層基板としてもよい。

また、電源装置５１００は、電源装置本体を構成する各種の実装部品５１２１が設けられるいわゆるマザーボードとなる第二の基板５１２０を備える。第二の基板５１２０は、第一の基板５１１０の直下に、所定の間隔を有して対向して配置される。

ここで、所定の間隔とは、実装部品５１２１が第一の基板５１１０と第二の基板５１２０との間に配置されるのに障害とならない程度の間隔であってよい。また、第一の基板５１１０と第二の基板５１２０とは、第一の基板５１１０と第二の基板５１２０とに共に略垂直となる配線５１１５を介して電気的に接続される。配線５１１５は、第一の基板５１１０と第二の基板５１２０とが対向する部分において、任意の箇所に複数設けることができる。

第一の基板５１１０は、平面状の二次巻線の部位において、一次巻線が設けられた上側の第三の基板５１３０（１）と他の一次巻線が設けられた下側の第三の基板５１３０（２）と当接して配置され、トランス５１５０を構成する。換言すれば、第一の基板５１１０は、上側の第三の基板５１３０（１）と下側の第三の基板５１３０（２）（両者を併せて、適宜第三の基板５１３０と総称する）との間に、二次側巻線部分において挟持される。

また、トランス５１５０は、図５に示すように上下二つのパーツが嵌合してなるフェライトコア５１４０を備える。フェライトコア５１４０は、その中央部に第一の基板５１１０と第三の基板５１３０（１），５１３０（２）を貫通する棒状の軸を備える。

上側の第三の基板５１３０（１）と下側の第三の基板５１３０（２）とは、電気的に直列に接続される。すなわち、上側の第三の基板５１３０（１）に形成された平面状の一次巻線と下側の第三の基板５１３０（２）に形成された平面状の一次巻線とは、直列接続となり、回路上では実質的に同一機能を有する一次巻線を構成する。

電源装置５１００は、第一の基板５１１０と第二の基板５１２０とが、所定の間隔を空けて対向して配置されるので、第一の基板５１１０の表裏両面と第二の基板５１２０の表裏両面との計４面に対して、実装部品５１２１や素子５１１１を配置することが可能である。このため、複数の実装部品５１２１や複数の素子５１１１のそれぞれの相互間の距離を短く設計し、相互間の配線パターン長を比較的短くすることが可能である。

電源装置５１００は、第一の基板５１１０を一枚のみ備える構成として説明したが、第一の基板５１１０の上方にさらに所定の間隔を空けて追加的に第一の基板５１１０（２）を設けてもよい。この場合には、追加した第一の基板５１１０（２）を二次側巻線部分で挟持するように、さらに追加的に一次側巻線が配された第三の基板５１３０（３）を設けてもよい。なお、ここでいう巻線とは、平面状に形成されたいわゆるシートコイルであってもよい。

図５に示すように、電源装置５１００においては、第三の基板５１３０（１），５１３０（２）は、トランス５１５０の一次巻線のみが配されており、その他の実装部品や素子等は配されていない。

第一の基板５１１０が備える二次側の整流回路は、平滑コンデンサや平滑コイル、スイッチングＦＥＴ等及びその駆動回路であってもよい。また、平滑コイルは、第二の基板５１２０に設けるのではなく、第一の基板５１１０に設けてもよい。

また、第一の実施形態乃至第三の実施形態で説明したグラウンドプレートを、第一の基板５１１０に設けることができる。例えば、多層基板である第一の基板５１１０の銅箔層の一層を、パターン化することなく他の銅箔層とは絶縁された浮遊状態として、グラウンドプレートを備えることができる。

また、例えばラミネート加工により絶縁された導電板を第一の基板５１１０に近接して平行に配置することもできる。特に、トランス５１５０の二次巻線と二次側の整流回路を構成する素子５１１１を覆うように、グラウンドプレートを配置する構成により、漏れインダクタンスの低減を効果的に行うことができる。

図６は、第一の基板５１１０の裏面側、すなわち第二の基板５１２０と対向する面の配線パターン概要を示す概念図である。図６から理解されるように、第一の基板５１１０には二次側の同期整流部５１１０ａがコンパクトに収容、配置されるように配線パターンが設けられる。また、第一の基板５１１０には、トランス５１５０の二次巻線５１１０ｂが、同期整流部５１１０ａに隣接して設けられる。

従って、二次巻線５１１０ｂと同期整流部５１１０ａとの間の配線距離が短く構成できるとともに、同期整流部５１１０ａを構成する各素子５１１１間の配線長も比較的短くして第一の基板５１１０上に、コンパクトにまとめて配置することが可能となる。

二次巻線５１１０ｂは、中央部にフェライトコア５１４０が貫通する略円形の孔５１１４を備えており、孔５１１４を含めた二次巻線５１１０ｂ部分の表裏基板面において、第三の基板５１３０（１），５１３０（２）と、各々当接する。

上述の各実施形態で例示したＤＣ−ＤＣコンバータ及び電源装置等は、各実施形態での説明に限定されるものではなく、各実施形態で説明する技術思想の範囲内かつ自明な範囲内で、適宜その構成や動作及び動作方法等を変更することができる。

また、説明の便宜上各実施形態ごとに個別に説明しているが、各実施形態の構成を適宜組み合わせて適用し、またその動作も自明な範囲内で適宜組み合わせてアレンジしてもよい。

本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、二次電池への充電装置を含む各種の電源装置として広く適用できる。

１０００・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、１１００・・グラウンドプレート、１２００・・メイントランス、１３００，１４００・・出力側配線、１５００，１６００・・スイッチ素子、１７００・・多層配線プリント基板、１７１０・・ガラエポ基板。

Claims

メイントランス出力が基板配線パターン化されているＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記メイントランス出力がパターン化された基板に、その漏れインダクタンスを低減するように、近接して配置された浮遊グラウンドプレートを備え、
前記浮遊グラウンドプレートは、一対の前記メイントランス出力の同一面内の配線パターン両方に跨って、少なくともその一部と重畳される
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記メイントランス出力の基板配線パターンと、前記浮遊グラウンドプレートと、の間に絶縁層を備える
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
請求項１または請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記基板は多層基板である
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記浮遊グラウンドプレートは多層基板の未パターン導電層であり、前記メイントランス出力の基板配線パターンは前記多層基板のパターン化された導電層である
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記メイントランス出力の基板配線パターンと、前記浮遊グラウンドプレートと、の間にガラエポ基板を備える
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記浮遊グラウンドプレートに対して前記メイントランス出力の基板配線パターンの対象位置に、前記メイントランスにタップされた前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力配線が配置される
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
請求項６に記載のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記浮遊グラウンドプレートと前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力配線との間に、絶縁層を備える
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
請求項７に記載のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記絶縁層は、ガラエポ基板である
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記メイントランスの出力側がカレントダブラ方式のコンバータである
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
メイントランス出力が平板バーとしてパターン化されているＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記メイントランス出力がパターン化された絶縁板に、その漏れインダクタンスを低減するように、近接して配置された浮遊グラウンドプレートを備え、
前記浮遊グラウンドプレートは、一対の前記メイントランス出力の同一面内の配線パターン両方に跨って、少なくともその一部と重畳される
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
メイントランス出力がラミネートされているＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記メイントランス出力のラミネートされた配線に、その漏れインダクタンスを低減するように、近接して配置された浮遊グラウンドプレートを備え、
前記浮遊グラウンドプレートは、一対の前記メイントランス出力の同一面内のラミネート配線両方に跨って、少なくともその一部と重畳される
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。