JP2016012973A - 回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コモンモード電流が無視することができる程度に小さい回路装置を提供する。【解決手段】コンデンサＣ１，Ｃ４等の複数の回路部品は、導電板Ｂ１，Ｂ５，Ｂ６等の複数の導電板によって接続されている。複数の導電板は略同一の平面上に配置されている。回路装置１では、放熱体１６、絶縁層１４、導電板１５、絶縁層１３、及び、複数の導電板全体はこの順に積層されている。放熱体１６は、複数の回路部品と複数の導電板とから絶縁層１３、導電板１５及び絶縁層１４の順に伝わった熱を放散する。導電板Ｂ６は導電板１５に電気的に接続してある。絶縁層１３は、複数の導電板から導電板Ｂ６を除いた残りの導電板と、導電板１５とを絶縁し、絶縁層１４は導電板１５及び放熱体１６を絶縁する。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の導電板によって複数の回路部品が接続されている回路装置に関する。

車両には、降圧回路又は昇圧回路等の大電流が流れる回路が搭載されている。このような回路では、スイッチ、コイル又はコンデンサ等の複数の回路部品が、同一又は略同一の平面上に配置される複数の導電板、所謂バスバーによって接続されている。複数の回路部品が複数の導電板によって接続されている回路装置が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載の回路装置は、複数の導電板と、放熱体、所謂ヒートシンクと、複数の導電板及び放熱体を絶縁する絶縁層とを備え、放熱体、絶縁層、及び、複数の導電板全体は、この順に積層されている。

従って、特許文献１に記載の回路装置では、導線の抵抗と比較して導電板の抵抗は小さく、更には、複数の回路部品、及び、複数の導電板が発する熱は、絶縁層を介して放熱体から放散される。このため、複数の回路部品及び複数の導電板等によって構成される回路に大電流が流れた場合であっても、発火又は発煙が生じることはない。

特許第３９７７８３２号公報

しかしながら、通常、放熱体は導電性を有するため、特許文献１に記載してあるような従来の回路装置では、導電体、絶縁層及び放熱体によって浮遊容量が構成される。また、従来の回路装置が車両に搭載されている場合、放熱体は、導電体、例えば車両のボディに固定されている。このため、複数の導電体中の１つにおける電位の上昇及び低下が繰り返された場合、浮遊容量を介して電流が還流する。

図４は従来の回路装置６の一例を示す回路図である。従来の回路装置６は、バッテリ７の出力電圧を降圧し、降圧した電圧を負荷８に印加する。バッテリ７は導電体９に固定されており、バッテリ７の負極は電気的に導電体９に接続されている。従来の回路装置６では、スイッチ６０の一端がバッテリ７の正極に接続され、スイッチ６０の他端は、スイッチ６１及びコイルＬ８夫々の一端に接続され、コイルＬ８の他端は、コンデンサＣ８及び負荷８夫々の一端に接続されている。負荷８、スイッチ６１及びコンデンサＣ８夫々の他端は、バッテリ７の負極に接続されている。スイッチ６０，６１、コンデンサＣ８及びコイルＬ８は複数の導電板によって接続されている。

従来の回路装置６では、スイッチ６０，６１夫々がオン及びオフである状態と、スイッチ６０，６１夫々がオフ及びオンである状態とを交互に繰り返すことによって、スイッチ６０，６１を相補的にオン／オフする。スイッチ６０，６１を相補的にオン／オフすることによって、従来の回路装置６はバッテリ７の出力電圧を降圧する。降圧した電圧は、コンデンサＣ８によって平滑された後、負荷８に印加される。

従来の回路装置６では、スイッチ６０の他端をスイッチ６１及びコイルＬ８夫々の一端に接続する導電板と、絶縁層と、放熱体とによって、浮遊容量Ｆ８が構成される。更に、放熱体は前述したように導電体９に接続されている。従って、浮遊容量Ｆ８の一端は、スイッチ６０，６１間の接続ノードに接続され、浮遊容量Ｆ８の他端は導電体９に接続されている。

従来の回路装置６では、スイッチ６０，６１夫々がオン及びオフである場合、バッテリ７の正極から、電流がスイッチ６０、浮遊容量Ｆ８及び導電体９の順に流れ、バッテリ７の負極に戻り、浮遊容量Ｆ８は充電される。更に、スイッチ６０，６１夫々がオフ及びオンである場合、浮遊容量Ｆ８は放電し、浮遊容量Ｆ８の一端から、電流がスイッチ６１及び導電体９の順に流れ、浮遊容量Ｆ８の他端に戻る。以上のように、電流が導電体９を介して流れる。導電体９を介して流れる電流はコモンモード電流と呼ばれる。

電流が閉回路を流れた場合、閉回路から、周辺機器に雑音として作用する電磁波が外部に出力される。この電磁波の強度は、閉回路によって囲まれる面積の大／小に応じて強／弱となり、閉回路に流れる電流の大／小に応じて強／弱となる。閉回路から出力された電磁波によって、例えば、信号が伝播する信号線及び接地線夫々に、車両のボディの電位を基準とした同位相の電圧が印加され、信号線及び接地線によって伝播する信号にコモンモードノイズが重畳される。コモンモードノイズは電磁波の強／弱に応じて大／小となる。

コモンモード電流が流れる閉回路によって囲まれる面積は大きいため、強い電磁波が外部に出力される。このため、従来の回路装置６は、周辺機器の動作に悪影響を与える虞がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コモンモード電流が無視することができる程度に小さい回路装置を提供することにある。

本発明に係る回路装置は、複数の回路部品と、該複数の回路部品を接続し、略同一の平面上に配置される複数の導電板と、前記複数の回路部品、及び、複数の導電板が発する熱を放散する導電性の放熱体と、前記複数の導電板及び放熱体間に設けられている絶縁層とを備える回路装置において、前記複数の導電板中の１つと電気的に接続してある第２の導電板と、前記放熱体及び第２の導電板を絶縁する第２の絶縁層とを備え、前記放熱体、第２の絶縁層、第２の導電板、絶縁層、及び、複数の導電板全体はこの順に積層されていることを特徴とする。

本発明にあっては、複数の導電板夫々は略同一の平面上に配置されている。放熱体と、第２の絶縁層と、第２の導電板と、絶縁層と、複数の導電板全体とはこの順に積層されており、第２の絶縁層は放熱体と第２の導電板とを絶縁する。第２の導電板は複数の導電板中の１つと電気的に接続されており、絶縁層は、第２の導電板に電気的に接続されている導電板を除いた残りの導電板と、第２導電板とを絶縁する。複数の回路部品は複数の導電板によって接続され、複数の回路部品と複数の導電板とから発せられる熱は、放熱体によって放散される。

１つの導電体、絶縁層及び第２の導電板によって１つの浮遊容量が構成され、導電性の放熱体、第２の絶縁層及び第２の導電板によってもう１つの浮遊容量が構成される。放熱体が導電体に接続してある状態で、第２の導電板と電気的に接続してある導電板を除いた残りの導電板中の１つにおける電位の上昇及び低下が繰り返された場合、電位が変動している導電体と、絶縁層と、第２の導電板とによって構成される浮遊容量を介して電流が還流する可能性がある。この場合において、この浮遊容量を介して流れる電流の大部分は第２の導電体を介して還流するので、前述したもう１つの浮遊容量と導電体とを介して還流する電流、即ち、コモンモード電流は無視することができる程度に小さい。このため、コモンモード電流が流れることによって外部に出力される電磁波は非常に弱く、電磁波が装置の周辺機器の動作に与える影響は限定的である。

本発明に係る回路装置は、前記複数の回路部品には、一端が、前記第２の導電板と電気的に接続してある導電板に接続される第１スイッチと、該導電板を除いた残りの導電板中の１つによって、一端が前記第１スイッチの他端と接続される第２スイッチとが含まれ、前記第１スイッチ及び第２スイッチは相補的にオン／オフされるように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、複数の回路部品には第１スイッチ及び第２スイッチが含まれている。第１スイッチ及び第２スイッチ夫々の一端は、第２の導電板と電気的に接続してある導電板を除いた残りの導電板中の１つによって接続されている。第１スイッチ及び第２スイッチは相補的にオン／オフされる。

第１スイッチ及び第２スイッチを含む複数の回路部品を含む回路は、入力された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する降圧回路、又は、入力された電圧を昇圧し、昇圧した電圧を出力する昇圧回路等である。このような回路において、第１スイッチ及び第２スイッチが相補的にオン／オフした場合、第１スイッチ及び第２スイッチ夫々の一端を接続する導電板の電位の上昇及び低下が繰り返され、この導電板、絶縁層及び第２の導電板によって構成される浮遊容量を介して電流が流れる。

本発明に係る回路装置は、前記第２の導電板の電位は、前記複数の回路部品及び複数の導電板を含む回路の接地電位であることを特徴とする。

本発明にあっては、第２の導電板の電位、即ち、第２の導電板と電気的に接続してある導電板の電位が、複数の回路部品及び複数の導電板等によって構成される回路の接地電位である。このため、この回路を流れる電流の大部分が、第２の導電板、又は、第２の導電板と電気的に接続してある導電板を流れる。

本発明によれば、放熱体、第２の絶縁層、第２の導電体、絶縁層及び複数の導電板全体がこの順に積層されているため、コモンモード電流が無視することができる程度に小さい。

本実施の形態における回路装置の平面図である。 回路装置の側面図である。 回路装置の回路図である。 従来の回路装置の一例を示す回路図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本実施の形態における回路装置１の平面図であり、図２は回路装置１の側面図である。回路装置１は、車両に好適に搭載されており、回路部品として、Ｎチャネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）１０，１１、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４及びコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３を備える。更に、回路装置１は、これらの回路部品を接続する６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６を備える。６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６夫々は所謂バスバーである。ＦＥＴ１０は、ドレイン端子Ｄ１、ゲート端子Ｇ１及びソース端子Ｓ１を有し、ＦＥＴ１１も、ドレイン端子Ｄ２、ゲート端子Ｇ２及びソース端子Ｓ２を有する。

図１に示すように、コンデンサＣ１及びコイルＬ１夫々の一端が導電板Ｂ１によって接続されており、コイルＬ１の他端は、ＦＥＴ１０のドレイン端子Ｄ１とコンデンサＣ２の一端とに導電板Ｂ２によって接続されている。ＦＥＴ１０のソース端子Ｓ１は、ＦＥＴ１１のドレイン端子Ｄ２とコイルＬ２の一端とに導電板Ｂ３によって接続されている。コイルＬ２の他端は、コンデンサＣ３及びコイルＬ３夫々の一端に導電板Ｂ４によって接続され、コイルＬ３の他端はコンデンサＣ４の一端に導電板Ｂ５によって接続されている。ＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４夫々の他端とは導電板Ｂ６によって接続されている。６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６は、同一又は略同一の平面上に配置されている。これは、６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・Ｂ６が面一又は略面一になっていることを意味する。６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６は複数の導電板として機能する。

図１に示すように、６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６夫々は矩形状をなし、６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６全体も矩形状をなしている。しかしながら、６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６夫々の形状と、６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６全体の形状とは矩形状に限定されず、Ｌ字状、Ｔ字状又はＣ字状等であってもよい。

回路装置１は更に制御基板１２を備える。回路装置１では、６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６全体の一面に、ＦＥＴ１０，１１、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４及びコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３が設けられている。６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６全体の前記一面は制御基板１２によって覆われている。

制御基板１２には、９つの開口１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｉが設けられており、開口１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｉ夫々の位置に、ＦＥＴ１０，１１、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４及びコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３が配置されている。ＦＥＴ１０，１１夫々のゲート端子Ｇ１，Ｇ２夫々は制御基板１２に接続され、制御基板１２を介してゲート端子Ｇ１，Ｇ２に各別に電圧が印加される。

図２には、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２への方向に外側から見た回路装置１、言い換えると、図１の紙面における下側から見た回路装置１の側面図が示されている。なお、図２には、図面の煩雑化を避けるべく、回路装置１が備える複数の回路部品の中でコンデンサＣ１，Ｃ４のみを図示している。

回路装置１は、絶縁層１３，１４、導電板１５、及び、導電性の放熱体１６を更に備える。放熱体１６は所謂ヒートシンクである。６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６全体の他面と、導電板１５の一面との間に絶縁層１３が設けられており、絶縁層１３は、５つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ５夫々と、導電板１５とを絶縁する。導電板１５及び導電板Ｂ６は電気的に接続されている。例えば、図示しない導線によって、導電板１５及び導電板Ｂ６の端面が互いに接続されている。

放熱体１６には平面が設けられており、導電板１５の他面と、放熱体１６の前記平面との間に絶縁層１４が設けられている。絶縁層１４は導電板１５と放熱体１６とを絶縁する。ＦＥＴ１０，１１、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３、導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６及び制御基板１２等が発した熱は、絶縁層１３、導電板１５及び絶縁層１４を介して放熱体１６に伝わり、放熱体１６によって放散される。

以上のように構成された回路装置１では、絶縁層１３は６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６及び放熱体１６の間に設けられており、絶縁層１４は第２の絶縁層として機能し、導電板１５は第２の導電板として機能する。

６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６全体の他面は、導電板１５の一面によって覆われており、導電板１５の他面は放熱体１６の平面によって覆われている。絶縁層１３，１４夫々は例えば非導電性の接着剤である。この場合、回路装置１では、放熱体１６の平面に非導電性の接着剤をペーストすることによって絶縁層１４を形成し、絶縁層１４によって放熱体１６の平面と導電板１５の他面とが接着されている。そして、導電板１５の一面に非導電性の接着剤をペーストすることによって絶縁層１３を形成し、絶縁層１３によって、導電板１５の一面と、６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６全体の他面とが接着されている。

図３は回路装置１の回路図である。回路装置１では、図２に示すように、放熱体１６、絶縁層１４、導電板１５、絶縁層１３、及び、６つの導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６全体は、この順に積層されている。このため、導電板Ｂ３、絶縁層１３及び導電板１５によって浮遊容量Ｆ１が構成され、導電板１５、絶縁層１４及び放熱体１６によって浮遊容量Ｆ２が構成される。

回路装置１内において、ＦＥＴ１０，１１、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４及びコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、前述したように、導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６によって接続されている。回路装置１の導電板Ｂ１はバッテリ２の正極に接続され、導電板Ｂ５はバッテリ３の正極に接続され、導電板Ｂ６はバッテリ２，３夫々の負極に接続されている。これにより、バッテリ２の正極はコイルＬ１及びコンデンサＣ１夫々の一端に接続され、バッテリ３の正極は、コイルＬ３の他端とコンデンサＣ４の一端とに接続され、バッテリ２，３夫々の負極は、ＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４夫々の他端とに接続されている。また、ＦＥＴ１０のゲート端子Ｇ１とＦＥＴ１１のゲート端子Ｇ２とは、制御基板１２を介して制御部１７に各別に接続されている。

浮遊容量Ｆ１の一端は、ＦＥＴ１０のソース端子Ｓ１と、ＦＥＴ１１のドレイン端子Ｄ２と、コイルＬ２の一端とに接続されている。また、導電板１５は導電板Ｂ６に電気的に接続されているため、浮遊容量Ｆ１の他端は、浮遊容量Ｆ２の一端に接続されると共に、バッテリ２，３夫々の負極と、ＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４夫々の他端とに接続されている。

従って、バッテリ２，３夫々の負極に接続されている導電板Ｂ６の電位は、ＦＥＴ１０，１１、制御基板１２、制御部１７、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３及び導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６によって構成される回路の接地電位である。そして、導電板Ｂ６に電気的に接続されている導電板１５の電位も接地電位である。
このため、前述した回路を流れる電流の大部分が導電板Ｂ６，１５を流れる。

また、バッテリ２，３及び放熱体１６夫々は、導電体４に、図示しない導電性の複数の固定具によって固定されている。導電体４は例えば車両のボディである。複数の固定具によって、バッテリ２，３夫々の負極と、浮遊容量Ｆ２の他端とは導電体４に接続されている。更に、バッテリ２の出力電圧はバッテリ３の出力電圧よりも高い。

ＦＥＴ１０はスイッチとして機能する。ゲート端子Ｇ１に一定電圧以上の電圧が印加されている場合、ＦＥＴ１０はオンであり、ドレイン端子Ｄ１及びソース端子Ｓ１間に電流が流れることが可能となる。ゲート端子Ｇ１に一定電圧未満の電圧が印加されている場合、ＦＥＴ１０はオフであり、ドレイン端子Ｄ１及びソース端子Ｓ１間に電流は流れない。制御部１７は、ゲート端子Ｇ１に印加されている電圧を調整することによって、ＦＥＴ１０をオン／オフする。

ＦＥＴ１１もＦＥＴ１０と同様にスイッチとして機能する。ＦＥＴ１１の作用については、前述したＦＥＴ１０の作用の説明において、ＦＥＴ１０、ドレイン端子Ｄ１、ゲート端子Ｇ１及びソース端子Ｓ１夫々を、ＦＥＴ１１、ドレイン端子Ｄ２、ゲート端子Ｇ２及びソース端子Ｓ２に置き換えることによって説明される。従って、制御部１７は、ゲート端子Ｇ２に印加されている電圧を調整することによって、ＦＥＴ１１をオン／オフする。

前述したように、ＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２は、導電板１５と電気的に接続してある導電板Ｂ６に接続され、ＦＥＴ１０のソース端子Ｓ１は、導電板Ｂ３によってＦＥＴ１１のドレイン端子Ｄ２に接続される。従って、ＦＥＴ１０，１１夫々は第２スイッチ及び第１スイッチとして機能し、ＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２及びドレイン端子Ｄ２夫々は第１スイッチの一端及び他端に相当し、ＦＥＴ１０のソース端子Ｓ１及びドレイン端子Ｄ１夫々は第２スイッチの一端及び他端に相当する。

ＦＥＴ１０，１１、制御基板１２、制御部１７、ＦＥＴ１０，１１、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３及び導電板Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６によって構成される回路は、制御部１７がＦＥＴ１０，１１を相補的にオン／オフすることによって変圧を行う変圧回路である。制御部１７は、ＦＥＴ１０，１１夫々がオン及びオフである状態と、ＦＥＴ１０，１１がオフ及びオンである状態とを繰り返すことによって、ＦＥＴ１０，１１を相補的にオン／オフする。

ＦＥＴ１０，１１夫々がオン及びオフに維持された場合、バッテリ２の出力電圧がバッテリ３の出力電圧よりも高いので、電流がバッテリ２の正極からコイルＬ１、ＦＥＴ１０、コイルＬ２，Ｌ３及びバッテリ３の順に流れてバッテリ２の負極に戻る。このように、コイルＬ２において電流がＦＥＴ１０側からコイルＬ３側に向けて流れている状態から制御部１７がＦＥＴ１０，１１を相補的にオン／オフした場合、変圧回路はバッテリ２の出力電圧を降圧し、降圧した電圧をバッテリ３に印加する。

以下では変圧回路の降圧機能を説明する。バッテリ２の出力電圧は、コンデンサＣ１，Ｃ２及びコイルＬ１によって構成されるローパスフィルタによって平滑され、平滑された電圧は、ＦＥＴ１０のドレイン端子Ｄ１とＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２との間に印加される。制御部１７がＦＥＴ１０，１１をオン及びオフに切替えた場合、コイルＬ２において、ＦＥＴ１０側からコイルＬ３側に向けて電流が流れ、コイルＬ２にエネルギーが蓄えられる。このとき、コイルＬ２に流れる電流は徐々に大きくなり、コイルＬ２は、ＦＥＴ１０のドレイン端子Ｄ１及びＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２間に印加されている電圧よりも低い第１電圧をコイルＬ３に向けて出力する。

制御部１７がＦＥＴ１０，１１をオフ及びオンに切替えた場合、コイルＬ２はエネルギーを放出し、電流がコイルＬ２からコイルＬ３に向けて流れる。そして、時間の経過と共にコイルＬ２に流れる電流は徐々に低下する。これにより、コイルＬ２からコイルＬ３に向けて、第１電圧よりも低い第２電圧が出力される。
コイルＬ２からコイルＬ３に向けて出力された電圧は、コンデンサＣ３，Ｃ４及びコイルＬ３によって構成されるローパスフィルタによって平滑され、平滑された電圧がバッテリ３に印加される。

第１電圧及び第２電圧夫々は共にバッテリ２の出力電圧よりも低いため、コンデンサＣ３，Ｃ４及びコイルＬ３が平滑した電圧もバッテリ２の出力電圧よりも低い。従って、変圧回路はバッテリ２の出力電圧を降圧している。制御部１７は、ＦＥＴ１０を、オフからオンへ（又はオフからオンへ）周期的に切替え、ＦＥＴ１０，１１がオン及びオフである期間を調整することによって、変圧回路が行う降圧の幅を調整している。ＦＥＴ１０，１１がオン及びオフである期間の長／短に応じて、降圧幅は小／大となる。

以上のように、制御部１７がＦＥＴ１０，１１を相補的にオン／オフした場合、ＦＥＴ１０のソース端子Ｓ１とＦＥＴ１１のドレイン端子Ｄ１とを接続している導電板Ｂ３の電位が、ＦＥＴ１０のドレイン端子Ｄ１の電位になったり、ＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２の電位になったりする。これにより、導電板Ｂ３の電位の上昇及び低下が繰り返されるので、浮遊容量Ｆ１を介して電流が流れる。

ＦＥＴ１０，１１がオン及びオフである場合、バッテリ２の正極から電流がコイルＬ１及びＦＥＴ１０を介して浮遊容量Ｆ１に流れ、浮遊容量Ｆ１は蓄電する。ＦＥＴ１０，１１がオフ及びオンである場合、浮遊容量Ｆ１は放電し、浮遊容量Ｆ１からＦＥＴ１１に向けて電流が流れる。

ここで、前述したように、導電板１５は導電板Ｂ６に電気的に接続してあるので、浮遊容量Ｆ１を経由した電流が導電体４及び浮遊容量Ｆ２を介して流れることは殆どない。具体的には、ＦＥＴ１０，１１がオン及びオフである場合において、バッテリ２の正極からコイルＬ１及びＦＥＴ１０を介して浮遊容量Ｆ１の一端に流れた電流の大部分は、浮遊容量Ｆ１の他端からバッテリ２の負極に戻る。バッテリ２の正極からコイルＬ１、ＦＥＴ１０、浮遊容量Ｆ１，Ｆ２及び導電体４の順に流れ、バッテリ２の負極に戻るコモンモード電流は無視することができる程度に小さい。

また、ＦＥＴ１０，１１がオフ及びオンである場合において、浮遊容量Ｆ１の一端からＦＥＴ１１を流れた電流の大部分は、浮遊容量Ｆ１の他端に戻る。浮遊容量Ｆ１の一端からＦＥＴ１１、導電体４及び浮遊容量Ｆ２の順に流れ、浮遊容量Ｆ１の他端に戻るコモンモード電流は無視することができる程度に小さい。

ＦＥＴ１０，１１夫々がオフ及びオンに維持された場合、電流がバッテリ３の正極からコイルＬ３，Ｌ２及びＦＥＴ１１の順に流れてバッテリ３の負極に戻る。このように、コイルＬ２において電流がコイルＬ３側からＦＥＴ１１側に向けて流れている状態から制御部１７がＦＥＴ１０，１１を相補的にオン／オフした場合、変圧回路はバッテリ３の出力電圧を昇圧し、昇圧した電圧をバッテリ２に印加する。

以下では変圧回路の昇圧機能を説明する。バッテリ３の出力電圧は、コンデンサＣ３，Ｃ４及びコイルＬ３によって構成されるローパスフィルタによって平滑され、平滑された電圧は、コンデンサＣ３の一端からコイルＬ２に向けて出力される。制御部１７がＦＥＴ１０，１１をオフ及びオンに切替えた場合、コイルＬ２において、コイルＬ３側からＦＥＴ１１側に向けて多量の電流が流れ、コイルＬ２にエネルギーが蓄えられる。

制御部１７がＦＥＴ１０，１１をオン及びオフに切替えた場合、コイルＬ２はエネルギーを放出し、電流がコイルＬ２からＦＥＴ１０に向けて流れる。そして、時間の経過と共にコイルＬ２に流れる電流は徐々に低下する。これにより、コイルＬ２は、コンデンサＣ３の一端から出力された電圧よりも高い第３電圧をＦＥＴ１０に向けて出力する。
コイルＬ２からＦＥＴ１０に向けて出力された電圧は、コンデンサＣ１，Ｃ２及びコイルＬ１によって構成されるローパスフィルタによって平滑され、平滑された電圧がバッテリ２に印加される。

ここで、バッテリ２に印加される電圧はバッテリ３の出力電圧よりも高い。制御部１７は、ＦＥＴ１０を、オフからオンへ（又はオンからオフへ）周期的に切替え、ＦＥＴ１０，１１がオフ及びオンである期間を調整することによって、変圧回路が行う昇圧の幅を調整している。ＦＥＴ１０，１１がオフ及びオンである期間の長／短に応じて、昇圧幅は大／小となる。

以上のように、制御部１７がＦＥＴ１０，１１を相補的にオン／オフした場合、ＦＥＴ１０のソース端子Ｓ１とＦＥＴ１１のドレイン端子Ｄ２とを接続している導電板Ｂ３の電位が、コイルＬ２に流れる電流と、コンデンサＣ３の両端間に印加されている電圧とによって決まる電位になったり、ＦＥＴ１１のソース端子Ｓ２の電位になったりする。これにより、導電板Ｂ３の電位の上昇及び低下が繰り返されるので、浮遊容量Ｆ１を介して電流が流れる。

ＦＥＴ１０，１１がオン及びオフである場合、バッテリ３の正極からコイルＬ３，Ｌ２を介して浮遊容量Ｆ１に流れ、浮遊容量Ｆ１は蓄電する。ＦＥＴ１０，１１がオフ及びオンである場合、浮遊容量Ｆ１は放電し、浮遊容量Ｆ１からＦＥＴ１１に向けて電流が流れる。

ここで、前述したように、導電板１５は導電板Ｂ６に電気的に接続してあるので、浮遊容量Ｆ１を経由した電流が導電体４及び浮遊容量Ｆ２を介して流れることは殆どない。具体的には、ＦＥＴ１０，１１がオン及びオフである場合において、バッテリ２の正極からコイルＬ３，Ｌ２を介して浮遊容量Ｆ１の一端に流れた電流の大部分は、浮遊容量Ｆ１の他端からバッテリ３の負極に戻る。バッテリ３の正極からコイルＬ３，Ｌ２、浮遊容量Ｆ１，Ｆ２及び導電体４の順に流れ、バッテリ３の負極に戻るコモンモード電流は無視することができる程度に小さい。

また、ＦＥＴ１０，１１がオフ及びオンである場合において、浮遊容量Ｆ１の一端からＦＥＴ１１を流れた電流の大部分は、浮遊容量Ｆ１の他端に戻る。浮遊容量Ｆ１の一端からＦＥＴ１１、導電体４及び浮遊容量Ｆ２の順に流れ、浮遊容量Ｆ１の他端に戻るコモンモード電流は無視することができる程度に小さい。

回路装置１において、変圧が行われた場合に流れるコモンモード電流は無視することができる程度に小さいので、コモンモード電流が流れることによって、回路装置１の外部に出力される電磁波は非常に弱い。従って、電磁波が雑音として回路装置１の周辺機器の動作に与える影響は限定的である。

なお、導電板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ５夫々についても、導電板Ｂ３と同様に、絶縁層１３及び導電板１５によって浮遊容量が構成される。しかし、導電板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ５夫々の電位は安定しているため、導電板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ５夫々から導電板１５へ流れる電流は殆どない。更に、たとえ、導電板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ５夫々から電流が導電板１５に流れた場合であっても、導電板１５が導電板Ｂ６に電気的に接続してあるので、導電板Ｂ３から電流が導電板１５に流れる場合と同様に、浮遊容量Ｆ２及び導電体４を介して流れるコモンモード電流は極めて小さい。

また、回路装置１は、回路部品として、２つのＦＥＴ１０，１１を備えていなくてもよい。例えば、回路装置１が備えるＦＥＴの数は１つ又は３つ以上であってもよい。この場合においても、複数の導電板中の１つにおける電位の上昇及び低下が繰り返されたときにコモンモード電流は無視することができる程度に小さい。

更に、ＦＥＴ１０，１１夫々はスイッチとして機能すればよいため、ＦＥＴ１０，１１の代わりに、Ｐチャネル型のＦＥＴ、バイポーラトランジスタ又はリレー接点等のスイッチを用いてもよい。

また、回路装置１が備える回路部品は、ＦＥＴ１０，１１、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４及びコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に限定されない。また、回路装置１内で設けられる回路は、昇圧又は降圧を行う変圧回路に限定されない。更には、回路装置１が備える回路部品の数は、９個に限定されず、２個から８個、又は、１０個以上であってもよい。同様に、複数の回路部品を接続する導電板の数は、６個に限定されず、３個から５個、又は、７個以上であってもよい。

開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０ ＦＥＴ（第２スイッチ）
１１ ＦＥＴ（第１スイッチ）
１３ 絶縁層
１４ 絶縁層（第２の絶縁層）
１５ 導電板（第２の導電板）
１６ 放熱体
Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６ 導電板
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ コンデンサ（回路部品）
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ コイル（回路部品）

Claims (3)

1. 複数の回路部品と、該複数の回路部品を接続し、略同一の平面上に配置される複数の導電板と、前記複数の回路部品、及び、複数の導電板が発する熱を放散する導電性の放熱体と、前記複数の導電板及び放熱体間に設けられている絶縁層とを備える回路装置において、
   前記複数の導電板中の１つと電気的に接続してある第２の導電板と、
   前記放熱体及び第２の導電板を絶縁する第２の絶縁層と
   を備え、
   前記放熱体、第２の絶縁層、第２の導電板、絶縁層、及び、複数の導電板全体はこの順に積層されていること
   を特徴とする回路装置。
2. 前記複数の回路部品には、
   一端が、前記第２の導電板と電気的に接続してある導電板に接続される第１スイッチと、
   該導電板を除いた残りの導電板中の１つによって、一端が前記第１スイッチの他端と接続される第２スイッチと
   が含まれ、
   前記第１スイッチ及び第２スイッチは相補的にオン／オフされるように構成してあること
   を特徴とする請求項１に記載の回路装置。
3. 前記第２の導電板の電位は、前記複数の回路部品及び複数の導電板を含む回路の接地電位であること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回路装置。

Images