JP2016036219A - DC-DC converter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable miniaturization of a DC-DC converter.SOLUTION: A DC-DC converter has an input terminal 9, an output terminal 10, a power converter 11 for converting a DC input voltage applied to the input terminal 9 to a DC output voltage having a predetermined level and outputting the DC output voltage to the output terminal 10, a noise filter unit 12 connected between the input terminal 9 and the power converter 11, a shield plate 13 having insulators 15 on both the surfaces thereof, and a metal case 14 in which the power converter 11, the noise filter unit 12 and the shield plate 13 are mounted. The power converter 11 and the noise filter unit 12 are laminated through the shield plate 13, and the negative-electrode side output terminal 16 of the power converter 11, the shield plate 13 and the metal case 14 are electrically connected to one another.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気自動車やプラグインハイブリッド車に使用されるDC−DCコンバータに関するものである。   The present invention relates to a DC-DC converter used for an electric vehicle and a plug-in hybrid vehicle.

電気自動車やプラグインハイブリッド車は、動力駆動用に用いる高電圧蓄電池と、補機作動用の低電圧蓄電池を搭載しており、高電圧蓄電池から低電圧蓄電池への電力変換または低電圧蓄電池から高電圧蓄電池への電力変換を行うDC―DCコンバータを搭載している。   Electric vehicles and plug-in hybrid vehicles are equipped with a high-voltage storage battery used for power drive and a low-voltage storage battery for operating auxiliary equipment. Power conversion from a high-voltage storage battery to a low-voltage storage battery or high power from a low-voltage storage battery It is equipped with a DC-DC converter that converts power into a voltage storage battery.

以下、従来のDC−DCコンバータについて図面を用いて説明する。図3は従来のDC−DCコンバータの構成を示した回路ブロックの斜視図であり、従来のDC−DCコンバータは基板1の上に入力側端子2に接続されたフィルタ部3と、フィルタ部3の出力側に接続されたコンバータ部4と、コンバータ部4に接続された出力端子5とを備えていた。   Hereinafter, a conventional DC-DC converter will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view of a circuit block showing the configuration of a conventional DC-DC converter. The conventional DC-DC converter includes a filter unit 3 connected to an input-side terminal 2 on a substrate 1, and a filter unit 3. The converter unit 4 connected to the output side of the output unit 5 and the output terminal 5 connected to the converter unit 4 were provided.

一般にコンバータ部4は、入力側端子2に接続された高電圧蓄電池(図示せず)から交流電圧を生成するインバータ回路(図示せず)と、この交流電圧を変圧するトランス(図示せず)と、トランスの出力電圧を整流する整流回路(図示せず)と、および整流後の電圧を平滑する平滑回路(図示せず)とを含む。   In general, the converter unit 4 includes an inverter circuit (not shown) that generates an AC voltage from a high voltage storage battery (not shown) connected to the input side terminal 2, and a transformer (not shown) that transforms the AC voltage. A rectifier circuit (not shown) for rectifying the output voltage of the transformer, and a smoothing circuit (not shown) for smoothing the rectified voltage.

ここで、コンバータ部4は基板1を構成する樹脂基板部6の上に配置されるとともに、フィルタ部3は基板1を構成する金属基板部7の上に配置されていた。特に金属基板部7はフィルタ部3で生じるノイズの除去を容易にするために、金属基板部7の上にフィルタ部3が配置されて、且つ金属基板部7はグランド8に接続されていた。   Here, the converter unit 4 is arranged on the resin substrate unit 6 constituting the substrate 1, and the filter unit 3 is arranged on the metal substrate unit 7 constituting the substrate 1. In particular, in order to facilitate removal of noise generated in the filter unit 3, the metal substrate unit 7 is provided with the filter unit 3 on the metal substrate unit 7, and the metal substrate unit 7 is connected to the ground 8.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。   For example, Patent Document 1 is known as prior art document information related to the invention of this application.

特開平5−161268号公報JP-A-5-161268

しかしながら、従来のDC−DCコンバータでは、フィルタ部3におけるノイズ対策としてフィルタ部3は金属基板部7に配置されている。ここで、フィルタ部3がコンバータ部4に近接配置されると、コンバータ部4に接続されるフィルタ部3は、コンバータ部4から放射されて空間伝播するノイズや筐体を流れる渦電流に起因して発生する電磁ノイズによる影響を受けて本来の性能が十分に維持できなくなるおそれがある。   However, in the conventional DC-DC converter, the filter unit 3 is disposed on the metal substrate unit 7 as a noise countermeasure in the filter unit 3. Here, when the filter unit 3 is disposed close to the converter unit 4, the filter unit 3 connected to the converter unit 4 is caused by noise radiated from the converter unit 4 and propagating in space or eddy current flowing through the housing. The original performance may not be sufficiently maintained due to the influence of electromagnetic noise generated.

このため、フィルタ部3とコンバータ部4とは近接して配置することが容易ではなく、結果としてDC−DCコンバータの小型化が困難となる課題を有するものであった。   For this reason, it is not easy to arrange the filter unit 3 and the converter unit 4 close to each other, and as a result, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the DC-DC converter.

そこで本発明はDC−DCコンバータを小型化することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention aims to reduce the size of a DC-DC converter.

そして、この目的を達成するために本発明は、入力端子と、出力端子と、前記入力端子に印加された直流入力電圧を所定レベルの直流出力電圧に変換して出力端子に出力する電力変換部と、前記入力端子と前記電力変換部との間に接続されたノイズフィルタ部と、両面に絶縁体を有したシールド板と、前記電力変換部と前記ノイズフィルタ部と前記シールド板を収納する金属ケースとを備え、前記電力変換部と前記ノイズフィルタ部とは前記シールド板を介して積層され、前記電力変換部の負極側出力端と前記シールド板と前記金属ケースとが電気的に接続されたことを特徴としたものである。   In order to achieve this object, the present invention includes an input terminal, an output terminal, and a power converter that converts a DC input voltage applied to the input terminal into a DC output voltage of a predetermined level and outputs the DC output voltage to the output terminal. A noise filter unit connected between the input terminal and the power conversion unit, a shield plate having an insulator on both sides, and a metal that houses the power conversion unit, the noise filter unit, and the shield plate A power conversion unit and the noise filter unit are stacked via the shield plate, and the negative output side of the power conversion unit, the shield plate, and the metal case are electrically connected. It is characterized by that.

本発明によれば、ノイズフィルタ部と電力変換部とを近接配置することができ、これによりDC−DCコンバータを小型化できるものである。   According to the present invention, the noise filter unit and the power conversion unit can be arranged close to each other, whereby the DC-DC converter can be reduced in size.

本発明の実施の形態におけるDC−DCコンバータの断面概要図Cross-sectional schematic diagram of a DC-DC converter in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるDC−DCコンバータの回路図The circuit diagram of the DC-DC converter in the embodiment of the present invention 従来のDC−DCコンバータの回路ブロックの斜視図A perspective view of a circuit block of a conventional DC-DC converter

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態におけるDC−DCコンバータの構成を示す断面概要図である。DC−DCコンバータは、入力端子9と、出力端子10と、電力変換部11と、ノイズフィルタ部12と、シールド板13と、金属ケース14とを含む。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention. The DC-DC converter includes an input terminal 9, an output terminal 10, a power conversion unit 11, a noise filter unit 12, a shield plate 13, and a metal case 14.

ここで、電力変換部11は入力端子9に印加される直流入力電圧を所定レベルの直流出力電圧に変換して出力端子10に出力する。ノイズフィルタ部12は入力端子9と電力変換部11との間に接続される。シールド板13の両面には絶縁体15が設けられている。金属ケース14は電力変換部11と、ノイズフィルタ部12と、シールド板13とを収納する。   Here, the power converter 11 converts the DC input voltage applied to the input terminal 9 into a DC output voltage of a predetermined level and outputs it to the output terminal 10. The noise filter unit 12 is connected between the input terminal 9 and the power conversion unit 11. Insulators 15 are provided on both sides of the shield plate 13. The metal case 14 houses the power conversion unit 11, the noise filter unit 12, and the shield plate 13.

ここで、電力変換部11とノイズフィルタ部12とはシールド板13を介して積層されている。そして、電力変換部11の負極側出力端16とシールド板13と金属ケース14とが電気的に接続されている。   Here, the power conversion unit 11 and the noise filter unit 12 are stacked via a shield plate 13. And the negative electrode side output end 16 of the power conversion part 11, the shield board 13, and the metal case 14 are electrically connected.

以上の構成により、ノイズフィルタ部12は電力変換部11から入力端子9を介してDC−DCコンバータの外部へ漏洩するノイズおよび電力変換部11の外部から電力変換部11へ混入しようとするノイズを低減する。そして、ノイズフィルタ部12はシールド板13によって電力変換部11が周囲空間へ放射する放射ノイズから遮蔽される。そして、放射ノイズを吸収したシールド板13と、DC−DCコンバータの内外を電磁的に遮蔽する金属ケース14と、電力変換部11の負極側出力端16とが電気的に接続されることで、ノイズがDC−DCコンバータの外部の接地部16aへと排出される。ここでは、金属ケース14と負極側出力端16とは一体化した構成で示している。しかしながら、金属ケース14と負極側出力端16とは電気的に接続された異なる要素で構成されても構わない。   With the above-described configuration, the noise filter unit 12 detects noise that leaks from the power conversion unit 11 to the outside of the DC-DC converter via the input terminal 9 and noise that is about to enter the power conversion unit 11 from the outside of the power conversion unit 11. To reduce. And the noise filter part 12 is shielded from the radiation noise which the electric power conversion part 11 radiates | emits to surrounding space by the shield board 13. FIG. Then, the shield plate 13 that absorbs the radiation noise, the metal case 14 that electromagnetically shields the inside and outside of the DC-DC converter, and the negative output side 16 of the power conversion unit 11 are electrically connected, Noise is discharged to the grounding portion 16a outside the DC-DC converter. Here, the metal case 14 and the negative electrode side output end 16 are shown in an integrated configuration. However, the metal case 14 and the negative electrode side output end 16 may be composed of different elements that are electrically connected.

上記のようにシールド板13での遮蔽効果によって、電力変換部11とノイズフィルタ部12とは面対向の位置関係で配置されても、ノイズフィルタ部12は放射ノイズの影響をほとんど受けない。したがって、DC−DCコンバータはノイズによる悪影響を伴わずに小型化できる。また、出力端子10から出力される直流出力電圧へのノイズ混入が抑制される。   As described above, even if the power conversion unit 11 and the noise filter unit 12 are disposed in a face-to-face positional relationship due to the shielding effect of the shield plate 13, the noise filter unit 12 is hardly affected by radiation noise. Therefore, the DC-DC converter can be reduced in size without being adversely affected by noise. In addition, noise mixing into the DC output voltage output from the output terminal 10 is suppressed.

以下で、DC−DCコンバータの構成について図1および図2を参照しながら詳細を説明する。図2はDC−DCコンバータの回路図である。DC−DCコンバータは、高電圧蓄電池17から低電圧蓄電池18へ電力を供給するために電圧を変換する。   Hereinafter, the configuration of the DC-DC converter will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a circuit diagram of the DC-DC converter. The DC-DC converter converts voltage to supply power from the high voltage storage battery 17 to the low voltage storage battery 18.

電力変換部11は、入力コンデンサC0とトランジスタQ1〜Q4からなるスイッチング回路19と、トランス20と、ダイオードD1及びD2からなる整流回路21と、インダクタL1及びコンデンサC1、インダクタL2及びコンデンサC2からなる平滑フィルタ回路22と、スイッチング回路19の動作を制御する制御回路23とを含む。制御回路23は平滑フィルタ回路22の出力直流電圧を監視しており、この出力直流電圧に基づき、出力直流電圧が所定の値となるようスイッチング回路19の動作を制御する。   The power converter 11 includes a switching circuit 19 composed of an input capacitor C0 and transistors Q1 to Q4, a transformer 20, a rectifier circuit 21 composed of diodes D1 and D2, and a smoothing composed of an inductor L1 and a capacitor C1, an inductor L2 and a capacitor C2. A filter circuit 22 and a control circuit 23 for controlling the operation of the switching circuit 19 are included. The control circuit 23 monitors the output DC voltage of the smoothing filter circuit 22, and controls the operation of the switching circuit 19 based on this output DC voltage so that the output DC voltage becomes a predetermined value.

ノイズフィルタ部12はラインフィルタ24などを用いて構成され、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを除去する。また、ノイズフィルタ部12はシールド板13によって電力変換部11と磁気的に隔てられている。   The noise filter unit 12 is configured using a line filter 24 or the like, and removes normal mode noise and common mode noise. Further, the noise filter unit 12 is magnetically separated from the power conversion unit 11 by a shield plate 13.

これにより、ラインフィルタ24は特にスイッチング回路19から放射された高い周波数のコモンモードノイズを受け難くなる。したがって、ラインフィルタ24はノーマルモードノイズに対応した機能のみを有すればよい。これはラインフィルタ24および、ノイズフィルタ部12が小型化されることとなり、結果的にDC−DCコンバータはノイズによる悪影響を伴わずに小型化できる。   As a result, the line filter 24 is particularly difficult to receive high-frequency common mode noise radiated from the switching circuit 19. Therefore, the line filter 24 only needs to have a function corresponding to normal mode noise. As a result, the line filter 24 and the noise filter unit 12 are reduced in size, and as a result, the DC-DC converter can be reduced in size without being adversely affected by noise.

ここで、電力変換部11とノイズフィルタ部12とはそれぞれ、第1基板25と第2基板26とに実装されている。そして、第1基板25および第2基板26の非実装面は双方共にシールド板13に対面している。つまり、電力変換部11が実装されている第1基板25の実装面と、ノイズフィルタ部12が実装されている第2基板26の実装面とは相反する方向となるように配置されている。   Here, the power conversion unit 11 and the noise filter unit 12 are mounted on the first substrate 25 and the second substrate 26, respectively. Both the non-mounting surfaces of the first substrate 25 and the second substrate 26 face the shield plate 13. That is, the mounting surface of the first substrate 25 on which the power conversion unit 11 is mounted and the mounting surface of the second substrate 26 on which the noise filter unit 12 is mounted are arranged in opposite directions.

これは、第1基板25における図中の下面に電力変換部11が実装され、第2基板26における図中の上面にノイズフィルタ部12が実装されることになる。これにより、電力変換部11とノイズフィルタ部12との磁気的な干渉はさらに生じにくくなる。   In this case, the power conversion unit 11 is mounted on the lower surface of the first substrate 25 in the drawing, and the noise filter unit 12 is mounted on the upper surface of the second substrate 26 in the drawing. Thereby, magnetic interference between the power conversion unit 11 and the noise filter unit 12 is further less likely to occur.

上記の効果に加えて、電力変換部11は磁気的遮蔽効果を有した下側ケース14bに、ノイズフィルタ部12は同様に磁気的遮蔽効果を有した上側ケース14aにそれぞれ近接して配置することができるので、金属ケース14の中の無駄な空間を省くことができる。   In addition to the above effects, the power conversion unit 11 is disposed close to the lower case 14b having a magnetic shielding effect, and the noise filter unit 12 is also disposed close to the upper case 14a having a magnetic shielding effect. Therefore, useless space in the metal case 14 can be omitted.

また、筐体としての機能を有した下側ケース14bに代えて、放熱機能を有した放熱部27が上側ケース14aへ電気的に接続されたうえで設けられても構わない。そして、放熱部27は放熱のために適切な形状や材質とすればよい。ここでは、放熱部27は上側ケース14aと組み合わせることで金属ケース14の外側に露出している。さらに、電力変換部11におけるシールド板13や第1基板25の実装面とは反対側、つまり、電力変換部11における非実装側は、下側ケース14bあるいは放熱部27に当接させるとよい。   Further, instead of the lower case 14b having a function as a housing, a heat radiating portion 27 having a heat radiating function may be provided after being electrically connected to the upper case 14a. And the heat radiation part 27 should just be made into a suitable shape and material for heat radiation. Here, the heat radiating portion 27 is exposed to the outside of the metal case 14 by being combined with the upper case 14a. Furthermore, the side opposite to the mounting surface of the shield plate 13 and the first substrate 25 in the power conversion unit 11, that is, the non-mounting side in the power conversion unit 11 may be brought into contact with the lower case 14 b or the heat dissipation unit 27.

これにより、DC−DCコンバータにおける放熱機能が向上するとともに、金属ケース14よりも厚く、大きな体積を有した放熱部27が金属ケース14の一部として用いられることで負極側出力端16に接続された部分の抵抗値が低下し、接地に関する機能は的確となる。ここで、放熱部27と負極側出力端16とは一体化した構成であっても、あるいは放熱部27と負極側出力端16とは電気的に接続された異なる要素で構成されても構わない。   As a result, the heat dissipation function in the DC-DC converter is improved, and the heat dissipating part 27 that is thicker than the metal case 14 and has a large volume is used as a part of the metal case 14 so that it is connected to the negative output side 16. As a result, the resistance value of the part decreases, and the function related to grounding becomes accurate. Here, the heat radiating portion 27 and the negative electrode side output end 16 may be integrated, or the heat radiating portion 27 and the negative electrode side output end 16 may be composed of different elements that are electrically connected. .

ここで、下側ケース14bあるいは放熱部27に当接させる電力変換部11の素子は図示していないがチョークコイルやトランス、スイッチング素子であることが望ましい。一般的に、電力変換部11における非実装側が必ず平坦面であるとは限らない。このとき、最も発熱が著しいデバイスの一つであるチョークコイルやトランス、スイッチング素子が放熱部27に当接させられることで、伝熱、放熱の特性は向上する。   Here, although the element of the power conversion part 11 made to contact | abut to the lower case 14b or the thermal radiation part 27 is not shown in figure, it is desirable that they are a choke coil, a transformer, and a switching element. In general, the non-mounting side of the power conversion unit 11 is not necessarily a flat surface. At this time, the choke coil, the transformer, and the switching element, which are one of the devices that generate the most heat, are brought into contact with the heat radiating portion 27, so that the heat transfer and heat dissipation characteristics are improved.

また、電力変換部11を実装した第1基板25とノイズフィルタ部12を実装した第2基板26とは、シールド板13によって隔てられた位置関係に配置されている。ここで、シールド板13は第1基板25と第2基板26との双方に接触した位置関係でも、何れか一方に接触した位置関係でも、あるいは双方共に非接触とした位置関係であってもよい。   Further, the first substrate 25 on which the power conversion unit 11 is mounted and the second substrate 26 on which the noise filter unit 12 is mounted are arranged in a positional relationship separated by the shield plate 13. Here, the shield plate 13 may be in a positional relationship in contact with both the first substrate 25 and the second substrate 26, in a positional relationship in contact with either one, or in a positional relationship in which both are not in contact. .

たとえば、第1基板25と第2基板26との双方がシールド板13に接触する場合、シールド板13の両面には絶縁のために絶縁体15が設けられることが望ましい。このとき、第1基板25と第2基板26との温度は双方がシールド板13の両側に密着することで均等化されやすくなる。そして、第1基板25と第2基板26とに熱が滞留することを回避するために、シールド板13は金属ケース14に電気的接続のみならず機械的に直接に接続される、あるいは熱的に接続される。これによってシールド板13は遮蔽素子としてのみならず伝熱素子として機能する。したがって、シールド板13は電力変換部11やノイズフィルタ部12で生じた熱を効率よく外部に排出することができる。   For example, when both the first substrate 25 and the second substrate 26 are in contact with the shield plate 13, it is desirable that the insulator 15 is provided on both surfaces of the shield plate 13 for insulation. At this time, the temperatures of the first substrate 25 and the second substrate 26 are easily equalized when both are in close contact with both sides of the shield plate 13. In order to prevent heat from staying in the first substrate 25 and the second substrate 26, the shield plate 13 is not only electrically connected but also mechanically connected directly to the metal case 14, or thermally. Connected to. As a result, the shield plate 13 functions not only as a shielding element but also as a heat transfer element. Therefore, the shield plate 13 can efficiently discharge the heat generated in the power conversion unit 11 and the noise filter unit 12 to the outside.

当然ながら、シールド板13と、第1基板25と第2基板26の双方との間に空隙が無くなるためDC−DCコンバータを小型化することができる。また、シールド板13は金属ケース14に機械的に接続固定されることで、必然的にシールド板13が電力変換部11から発せられる放射ノイズを遮る面積も大きくなる。この結果、シールド板13による遮蔽効果はさらに大きくなる。ここで、シールド板13が金属ケース14へ熱的に接続するために延伸する方向は、電力変換部11においてここでは図示していないがチョークコイルやトランス、スイッチング素子が配置されている領域に一致させることが望ましい。さらには、チョークコイルやトランスの巻線部分が露出している領域に、シールド板13が延伸する方向を一致させることが望ましい。   Of course, since there is no gap between the shield plate 13 and both the first substrate 25 and the second substrate 26, the DC-DC converter can be reduced in size. Further, since the shield plate 13 is mechanically connected and fixed to the metal case 14, an area where the shield plate 13 inevitably blocks radiation noise emitted from the power conversion unit 11 is increased. As a result, the shielding effect by the shield plate 13 is further increased. Here, the direction in which the shield plate 13 extends to thermally connect to the metal case 14 coincides with the region where the choke coil, the transformer, and the switching element are arranged in the power conversion unit 11 although not shown here. It is desirable to make it. Furthermore, it is desirable to match the direction in which the shield plate 13 extends to a region where the choke coil and the winding portion of the transformer are exposed.

また例えば、第1基板25とシールド板13とが接触し、かつ第2基板26とシールド板13とが接触しない場合、このときもシールド板13の両面には絶縁のために絶縁体15が設けられることが望ましい。   Further, for example, when the first substrate 25 and the shield plate 13 are in contact with each other and the second substrate 26 and the shield plate 13 are not in contact with each other, the insulator 15 is provided on both surfaces of the shield plate 13 for insulation. It is desirable that

このとき、第1基板25がシールド板13の一面に密着する。これにより、電力変換部11で生じた熱は金属ケース14の内側にシールド板13を通じて放出される。しかしながら、電力変換部11で生じた熱の多くは下側ケース14bあるいは放熱部27を介してDC−DCコンバータの外部へと放出される。このため、シールド板13を通じて金属ケース14の内側に放出される熱は限定された量となる。   At this time, the first substrate 25 is in close contact with one surface of the shield plate 13. Thereby, the heat generated in the power conversion unit 11 is released through the shield plate 13 to the inside of the metal case 14. However, most of the heat generated in the power conversion unit 11 is released to the outside of the DC-DC converter via the lower case 14 b or the heat dissipation unit 27. For this reason, the heat released to the inside of the metal case 14 through the shield plate 13 is a limited amount.

またこれにより、電力変換部11で生じた熱はノイズフィルタ部12へは伝わり難い。したがって、特にノイズフィルタ部12に耐熱限界温度が低いデバイスが適用される場合は、シールド板13と第2基板26とは密着させずに空間を介して対面させるとよい。さらに、第2基板26に設けられた入力端子9と、第1基板25に接続された出力端子10との絶縁性が向上させられる点においても、シールド板13と第2基板26とは密着状態で配置されずに空間を介して対面させるとよい。   Thereby, the heat generated in the power conversion unit 11 is not easily transmitted to the noise filter unit 12. Therefore, particularly when a device having a low heat-resistant limit temperature is applied to the noise filter unit 12, the shield plate 13 and the second substrate 26 are preferably brought into contact with each other through a space without being in close contact with each other. Furthermore, the shield plate 13 and the second substrate 26 are in close contact with each other in that the insulation between the input terminal 9 provided on the second substrate 26 and the output terminal 10 connected to the first substrate 25 is improved. It is better to face each other through the space without being arranged at.

ここでも、第1基板25に熱が滞留することを回避するために、シールド板13は金属ケース14に電気的接続のみならず機械的に直接に接続される、あるいは熱的に接続されるとよい。これによってシールド板13は遮蔽素子としてのみならず伝熱素子として機能する。したがって、シールド板13は電力変換部11で生じた熱を効率よく外部に排出することができる。つまり、シールド板13は磁気的な遮蔽と熱的な遮蔽との双方の機能を有する。   Again, in order to avoid heat from staying in the first substrate 25, the shield plate 13 is not only electrically connected but also mechanically connected directly or thermally connected to the metal case 14. Good. As a result, the shield plate 13 functions not only as a shielding element but also as a heat transfer element. Therefore, the shield plate 13 can efficiently discharge the heat generated in the power conversion unit 11 to the outside. That is, the shield plate 13 has both functions of magnetic shielding and thermal shielding.

またさらに、例えば第1基板25とシールド板13とが接触せず、かつ第2基板26とシールド板13とが接触する場合、このときもシールド板13の両面には絶縁のために絶縁体15が設けられることが望ましい。   Furthermore, for example, when the first substrate 25 and the shield plate 13 are not in contact with each other, and the second substrate 26 and the shield plate 13 are in contact with each other, the insulator 15 is provided on both surfaces of the shield plate 13 for insulation. It is desirable to be provided.

このとき、第2基板26がシールド板13の一面に密着する。これにより、電力変換部11で発生した熱は大半が下側ケース14bあるいは放熱部27を介してDC−DCコンバータの外部へと放出される。このため、電力変換部11で発生した熱のうち、金属ケース14の内側に放出される熱は限定された量となる。そして、第2基板26がシールド板13の一面に密着していることにより、ノイズフィルタ部12で発生した熱が金属ケース14の内側に放出される。これにより、ノイズフィルタ部12の動作は安定する。また、ノイズフィルタ部12で発生した熱がDC−DCコンバータの外部へと放出され易くするために、シールド板13は金属ケース14に電気的接続のみならず機械的に直接に接続される、あるいは熱的に接続されるとよい。さらに、第2基板26に設けられた入力端子9と、第1基板25に接続された出力端子10とを絶縁するためにも、シールド板13と第1基板25とは密着状態で配置されずに空間を介して対面させるとよい。   At this time, the second substrate 26 is in close contact with one surface of the shield plate 13. Thereby, most of the heat generated in the power conversion unit 11 is released to the outside of the DC-DC converter via the lower case 14 b or the heat dissipation unit 27. For this reason, among the heat generated in the power conversion unit 11, the heat released to the inside of the metal case 14 is a limited amount. And since the 2nd board | substrate 26 is closely_contact | adhered to one surface of the shield board 13, the heat | fever which generate | occur | produced in the noise filter part 12 is discharge | released inside the metal case 14. FIG. Thereby, the operation of the noise filter unit 12 is stabilized. In addition, the shield plate 13 is not only electrically connected but also mechanically connected directly to the metal case 14 in order to easily release the heat generated in the noise filter unit 12 to the outside of the DC-DC converter, or It is good to be connected thermally. Further, in order to insulate the input terminal 9 provided on the second substrate 26 from the output terminal 10 connected to the first substrate 25, the shield plate 13 and the first substrate 25 are not arranged in close contact with each other. It is better to face each other through a space.

ここでも、第2基板26に熱が滞留することを回避するために、シールド板13は金属ケース14に電気的接続のみならず機械的に直接に接続される、あるいは熱的に接続されるとよい。これによってシールド板13は遮蔽素子としてのみならず伝熱素子として機能する。したがって、シールド板13はノイズフィルタ部12で生じた熱を効率よく外部に排出することができる。つまり、シールド板13は磁気的な遮蔽と熱的な遮蔽との双方の機能を有する。   Again, in order to avoid heat from staying in the second substrate 26, the shield plate 13 is not only electrically connected but also mechanically connected directly or thermally connected to the metal case 14. Good. As a result, the shield plate 13 functions not only as a shielding element but also as a heat transfer element. Therefore, the shield plate 13 can efficiently discharge the heat generated in the noise filter unit 12 to the outside. That is, the shield plate 13 has both functions of magnetic shielding and thermal shielding.

また、ここでは図示していないものの、ヒートパイプがDC−DCコンバータ内に配置されることで、電力変換部11とシールド板13とが、あるいは電力変換部11と上側ケース14aとが熱的結合を強化されてもよい。   Although not shown here, the heat conversion unit 11 and the shield plate 13 or the power conversion unit 11 and the upper case 14a are thermally coupled by arranging the heat pipe in the DC-DC converter. May be strengthened.

先にも述べたように、電力変換部11における非実装側が下側ケース14bや放熱部27に当接することによって、電力変換部11における放熱性が向上する。この一方で、電力変換部11における実装側、つまり第1基板25には熱の滞留が生じ易い。そこで特に電力変換部11の実装面側に密着させたヒートパイプが、シールド板13や上側ケース14aに密着されるとよい。   As described above, when the non-mounting side of the power conversion unit 11 is in contact with the lower case 14b and the heat dissipation unit 27, the heat dissipation of the power conversion unit 11 is improved. On the other hand, heat is likely to stay on the mounting side of the power conversion unit 11, that is, on the first substrate 25. Therefore, in particular, the heat pipe that is in close contact with the mounting surface side of the power conversion unit 11 is preferably in close contact with the shield plate 13 and the upper case 14a.

これによって、電力変換部11は上下の両側で放熱が積極的に行われる。したがって、電力変換部11が頻繁にあるいは連続して動作することが必要な場合であっても、電力変換部11は高い信頼性を維持しつつ動作することができる。   As a result, the power converter 11 actively dissipates heat on both the upper and lower sides. Therefore, even when the power conversion unit 11 needs to operate frequently or continuously, the power conversion unit 11 can operate while maintaining high reliability.

ここでヒートパイプは放熱や伝熱に関して、下側ケース14bや放熱部27に対する補助的な役割を担う。よって、下側ケース14bや放熱部27に比較してヒートパイプによる放熱量は小さくてもよい。このため、ヒートパイプ内の冷却用媒体は外部から強制的に循環させられるものでなくてもよい。   Here, the heat pipe plays an auxiliary role with respect to the lower case 14b and the heat radiating portion 27 with respect to heat radiation and heat transfer. Therefore, the amount of heat released by the heat pipe may be smaller than that of the lower case 14 b or the heat radiating portion 27. For this reason, the cooling medium in the heat pipe may not be forcedly circulated from the outside.

特にDC−DCコンバータは車載電源用として用いるので、当然ながら車両に搭載される。そして、車両には常に多少の振動が走行や停止に伴って生じる。このため、このような振動によって冷却媒体の流動性が生じるヒートパイプを用いればよい。   In particular, since the DC-DC converter is used for in-vehicle power supply, it is naturally mounted on the vehicle. And a certain amount of vibration always occurs in the vehicle as the vehicle runs or stops. For this reason, what is necessary is just to use the heat pipe which the fluidity | liquidity of a cooling medium produces by such a vibration.

具体的には、ヒートパイプの内径よりも小さな外径を有する攪拌ボール(図示せず)をヒートパイプ内に配置すればよい。この攪拌ボールが車両の振動によって冷却媒体の流動性を高め、結果としてDC−DCコンバータの放熱機能を高める。   Specifically, a stirring ball (not shown) having an outer diameter smaller than the inner diameter of the heat pipe may be disposed in the heat pipe. This stirring ball increases the fluidity of the cooling medium by the vibration of the vehicle, and as a result, the heat dissipation function of the DC-DC converter is enhanced.

本発明のDC−DCコンバータは小型化が容易であるという効果を有し、各種電子機器において有用である。   The DC-DC converter of the present invention has an effect of being easily miniaturized, and is useful in various electronic devices.

9 入力端子
10 出力端子
11 電力変換部
12 ノイズフィルタ部
13 シールド板
14 金属ケース
14a 上側ケース
14b 下側ケース
15 絶縁体
16 負極側出力端
16a 接地部
17 高電圧蓄電池
18 低電圧蓄電池
19 スイッチング回路
20 トランス
21 整流回路
22 平滑フィルタ回路
23 制御回路
24 ラインフィルタ
25 第1基板
26 第2基板
27 放熱部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Input terminal 10 Output terminal 11 Power conversion part 12 Noise filter part 13 Shield plate 14 Metal case 14a Upper case 14b Lower case 15 Insulator 16 Negative side output terminal 16a Grounding part 17 High voltage storage battery 18 Low voltage storage battery 19 Switching circuit 20 Transformer 21 Rectifier circuit 22 Smoothing filter circuit 23 Control circuit 24 Line filter 25 First board 26 Second board 27 Heat radiation part

Claims (5)

入力端子と、出力端子と、
前記入力端子に印加された直流入力電圧を所定レベルの直流出力電圧に変換して出力端子に出力する電力変換部と、
前記入力端子と前記電力変換部との間に接続されたノイズフィルタ部と、
両面に絶縁体を有したシールド板と、
前記電力変換部と前記ノイズフィルタ部と前記シールド板を収納する金属ケースとを備え、
前記電力変換部と前記ノイズフィルタ部とは前記シールド板を介して積層され、
前記電力変換部の負極側出力端と前記シールド板と前記金属ケースとが電気的に接続されたDC−DCコンバータ。
An input terminal, an output terminal,
A power converter that converts the DC input voltage applied to the input terminal to a DC output voltage of a predetermined level and outputs the DC output voltage to the output terminal;
A noise filter unit connected between the input terminal and the power conversion unit;
A shield plate having an insulator on both sides;
A metal case for housing the power conversion unit, the noise filter unit, and the shield plate;
The power conversion unit and the noise filter unit are stacked via the shield plate,
A DC-DC converter in which a negative output side of the power converter, the shield plate, and the metal case are electrically connected.
前記シールド板は前記金属ケースに機械的に結合されて、前記電力変換部の負極側出力端と前記シールド板と前記金属ケースとが電気的および機械的に接続された請求項1に記載のDC−DCコンバータ。 2. The DC according to claim 1, wherein the shield plate is mechanically coupled to the metal case, and the negative output side of the power conversion unit, the shield plate, and the metal case are electrically and mechanically connected. DC converter. 前記電力変換部は第1基板に実装されるとともに前記ノイズフィルタブは第2基板に実装され、
前記第1基板の非実装面および前記第2基板の非実装面は前記シールド板に対面している請求項2に記載のDC−DCコンバータ。
The power conversion unit is mounted on the first substrate and the noise filter is mounted on the second substrate,
The DC-DC converter according to claim 2, wherein the non-mounting surface of the first substrate and the non-mounting surface of the second substrate face the shield plate.
前記電力変換部に当接した放熱部をさらに備え、
前記放熱部は前記電力変換部における前記シールド板とは反対側に配置されるとともに外部に露出させた請求項2に記載のDC−DCコンバータ。
A heat dissipating part in contact with the power conversion part;
3. The DC-DC converter according to claim 2, wherein the heat dissipating part is disposed on the opposite side of the power conversion part from the shield plate and exposed to the outside.
前記放熱部は、前記電力変換部の負極側出力端と前記シールド板と前記金属ケースとに電気的に接続された請求項4に記載のDC−DCコンバータ。 5. The DC-DC converter according to claim 4, wherein the heat dissipating part is electrically connected to a negative electrode side output end of the power conversion part, the shield plate, and the metal case.
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