JP2017112794A - 電源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化、ノイズ低減、放熱性の向上を図ることができる電源装置を提供すること。【解決手段】電源装置１は、トランス２と一次側半導体部品３と二次側半導体部品４とチョークコイル５と回路基板と、を有する。トランス２と一次側半導体部品３と二次側半導体部品４とチョークコイル５との電子部品１０のうち、２つずつの電子部品１０同士が、それぞれ基板法線方向Ｚに積層された第１積層体１１及び第２積層体１２を構成している。回路基板６は、第１積層体１１を構成する一対の電子部品１０の間と、第２積層体１２を構成する一対の電子部品１０の間とに介在している。【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置に関する。
ハイブリッド自動車や電気自動車等には、ＤＣ−ＤＣコンバータやこれを搭載した充電装置等の電源装置が用いられている。このような電源装置として、トランスとチョークコイルと一次側半導体部品と二次側半導体部品とを備えたものがある。特許文献１の電源装置は、上記複数の電子部品のうちの２個ずつをそれぞれ積層して、２つの積層体を構成している。これにより、電源装置の小型化及びノイズ低減を図っている。
特開２０１５−４７０５８号公報
しかしながら、電源装置は、通常、制御回路が形成された回路基板を備えるが、特許文献１に開示された回路基板の配置は、積層体における半導体部品とは反対側の位置となっている。すなわち、回路基板と半導体部品との間に、トランス又はチョークコイルが介在した状態となる。それゆえ、回路基板と半導体部品との間の配線長が長くなりやすい。したがって、さらなるノイズ低減の余地があると言える。
また、回路基板と半導体部品との間にトランス又はチョークコイルが介在した構成においては、トランス又はチョークコイルの放熱の観点では不利となりやすい。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、小型化、ノイズ低減、放熱性の向上を図ることができる電源装置を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、一次コイル（２１）と二次コイル（２２）とを有するトランス（２）と、
該トランス（２）の上記一次コイル（２１）側に接続された一次側回路を構成する一次側半導体部品（３）と、
上記トランス（２）の上記二次コイル（２２）側に接続された二次側回路を構成する二次側半導体部品（４）と、
上記二次側回路を上記二次側半導体部品と共に構成するチョークコイル（５）と、
制御回路が形成された回路基板（６）と、を有し、
上記トランスと上記一次側半導体部品と上記二次側半導体部品と上記チョークコイルとの電子部品のうち、２つずつの該電子部品同士が、それぞれ上記回路基板の法線方向である基板法線方向（Ｚ）に積層された第１積層体（１１）及び第２積層体（１２）を構成しており、
上記回路基板は、上記第１積層体を構成する一対の上記電子部品の間と、上記第２積層体を構成する一対の上記電子部品の間とに介在している、電源装置（１）にある。
上記電源装置において、トランスと一次側半導体部品と二次側半導体部品とチョークコイルとの電子部品のうち、２つずつの電子部品同士が、第１積層体及び第２積層体を構成している。これにより、基板法線方向から見た電子部品の配置スペースを容易に縮小することができる。それゆえ、上記電源装置を小型化することができる。
そして、回路基板は、第１積層体を構成する一対の電子部品の間と、第２積層体を構成する一対の電子部品の間とに介在している。それゆえ、回路基板と、いずれの電子部品との間の距離をも短くすることができる。その結果、回路基板と各電子部品との間の配線長を短くすることが可能となる。そのため、この接続配線に起因するノイズを低減することができる。
また、複数の電子部品が回路基板の両側に分散配置されることとなるため、電子部品の熱を放熱しやすい。すなわち、電源装置の放熱性を向上させることができる。
以上のごとく、上記態様によれば、小型化、ノイズ低減、放熱性の向上を図ることができる電源装置を提供することができる。なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態１における、電源装置の断面概説図。 実施形態１における、基板法線方向から見た電源装置の平面概説図。 実施形態１における、電源装置の回路図。 実施形態２における、電源装置の断面概説図。 実施形態２における、基板法線方向から見た電源装置の平面概説図。 実施形態３における、電源装置の断面概説図。 実施形態３における、電源装置の回路図。 実施形態３における、斜め上方から見た接続部材の斜視図。 実施形態３における、斜め下方から見た接続部材の斜視図。 実施形態３における、斜め上方から見た導体本体部及び接続端子部の斜視図。 実施形態３における、基板法線方向から見た電源装置の平面説明図。 実施形態３における、図１１のXII−XII線矢視断面相当の分解説明図。 実施形態３における、図１１のXIII−XIII線矢視断面相当の分解説明図。 実施形態３における、スルーホールへの挿入前の状態の接続端子部又は引出端子の説明図。 実施形態３における、スルーホールへ挿入した後の状態の接続端子部又は引出端子の説明図。 実施形態４における、電源装置の断面概説図。 実施形態５における、電源装置の断面概説図。 実施形態５における、電源装置の回路図。 実施形態６における、電源装置の断面概説図。 実施形態６における、電源装置の回路図。
上記態様の電源装置は、例えば、直流電源の高圧の直流電力を降圧して低圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータとすることができる。また、上記電源装置は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載するものとすることができる。
また、上記電源装置は、複数の上記電子部品同士又は該電子部品と上記回路基板とを電気的に接続する接続部材をさらに備え、該接続部材は、上記第１積層体を構成する一対の上記電子部品の間と、上記第２積層体を構成する一対の上記電子部品の間とに介在していることが好ましい。この場合には、上記電子部品同士又は該電子部品と上記回路基板との間の配線距離を短くすることができ、より一層、ノイズ低減及び小型化を図ることができる。
また、上記接続部材は、導体本体部と、該導体本体部から上記基板法線方向に突出した複数の接続端子部とを有し、上記複数の電子部品と上記回路基板とのうち少なくとも２つは、上記接続端子部に接続されているものとすることができる。この場合には、接続部材に対する電子部品及び回路基板の組付け性を向上させることができる。
また、上記第１積層体は、上記トランスと上記一次側半導体部品又は上記二次側半導体部品とからなり、上記第２積層体は、上記チョークコイルと上記二次側半導体部品又は上記一次側半導体部品とからなり、上記トランスと上記チョークコイルとは、上記回路基板における同じ面側に配されていることとすることができる。この場合には、基板法線方向における電源装置の小型化を図りやすい。
（実施形態１）
電源装置の実施形態につき、図１〜図３を用いて説明する。
電源装置１は、図１、図２に示すごとく、トランス２と、一次側半導体部品３と、二次側半導体部品４と、チョークコイル５と、回路基板６と、を有する。
図３に示すごとく、トランス２は、一次コイル２１と二次コイル２２とを有する。一次側半導体部品３は、トランス２の一次コイル２１側に接続された一次側回路を構成する。二次側半導体部品４は、トランス２の二次コイル２２側に接続された二次側回路を構成する。チョークコイル５は、二次側回路を二次側半導体部品４と共に構成する。回路基板６には、制御回路が形成されている。
図１、図２に示すごとく、トランス２と一次側半導体部品３と二次側半導体部品４とチョークコイル５との電子部品１０のうち、２つずつの電子部品１０同士が、それぞれ基板法線方向Ｚに積層された第１積層体１１及び第２積層体１２を構成している。基板法線方向Ｚは、回路基板６の法線方向である。
回路基板６は、第１積層体１１を構成する一対の電子部品１０の間と、第２積層体１２を構成する一対の電子部品１０の間とに介在している。
本実施形態において、第１積層体１１は、トランス２と一次側半導体部品３とからなる。第２積層体１２は、チョークコイル５と二次側半導体部品４とからなる。また、トランス２とチョークコイル５とは、回路基板６における同じ面側に配されている。回路基板６は、トランス２と一次側半導体部品３との間に介在すると共に、チョークコイル５と二次側半導体部品４との間に介在している。以下において、回路基板６に対してトランス２及びチョークコイル５が配置された側を上側、その反対側を下側として説明する。ただし、これは便宜的な表現であり、特に電源装置１の向きを限定するものではない。
本例において、電源装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータは、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、直流電源の高圧の直流電力を低圧の直流電力に降圧し、補機用バッテリに供給するために用いられる。すなわち、図３に示すように、電源装置１は、直流の一次側電源１３１と直流の二次側電源１３２（補機バッテリ等）との間に接続されて用いられる。そして、一次側電源１３１に、一次側半導体部品３から構成される一次側回路が接続され、二次側半導体部品４から構成される二次側回路が、チョークコイル５を含む平滑回路を介して、二次側電源１３２に接続される。
一次側回路はスイッチング回路を構成している。一次側半導体部品３は、複数のスイッチング素子を内蔵した半導体モジュールからなる。スイッチング素子としては、例えばＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴを用いることができる。ＭＯＳＦＥＴは金属酸化物半導体電界効果トランジスタの略称である。ＩＧＢＴは絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略称である。なお、一次側半導体部品は必ずしも半導体モジュールである必要はなく、例えば、ディスクリートの半導体部品であってもよい。
二次側回路は整流回路を構成しており、二次側半導体部品４は、複数のスイッチング素子を内蔵した半導体モジュールからなる。このスイッチング素子も、例えばＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴを用いることができる。ただし、二次側半導体部品は、複数のダイオードを内蔵したダイオードモジュールとすることもできる。また、二次側半導体部品は、ディスクリートの半導体部品であってもよい。
また、チョークコイル５は、コンデンサ１３３と共に平滑回路を構成している。
本実施形態の電源装置１に入力された直流電力は、一次側のスイッチング回路において交流電力に変換されて、トランス２に入力される。入力された交流電力は、トランス２において降圧された後、二次側の整流回路において整流されて直流電力となる。そして、降圧後の直流電力は、平滑回路において平滑化された後、出力される。
逆に、二次側電源１３２の直流電力を昇圧して、一次側電源１３１に充電することもできる。
回路基板６には、図示しない制御回路が形成されている。該制御回路は、一次側半導体部品３におけるスイッチング素子及び二次側半導体部品４のスイッチング素子のオンオフ制御を行うよう構成されている。したがって、各スイッチング素子の信号端子、例えばＭＯＳＦＥＴのゲート端子が、回路基板６の制御回路に接続されている。
本実施形態において、一次側半導体部品３と二次側半導体部品４とは、回路基板６に直接実装されている。すなわち、一次側半導体部品３及び二次側半導体部品４である半導体モジュールは、図示しない引出端子を備えている。そして、該引出端子が直接回路基板６に接続されている。ここで、引出端子は、スイッチング素子のゲート等に接続された信号端子とすることができる。また、スイッチング素子のソース等またはドレイン等に接続された引出端子が直接回路基板６に接続された構成とすることもできる。
なお、上述の「ソース等」は、スイッチング素子がＭＯＳＦＥＴの場合には、ソースを意味するが、スイッチング素子がＩＧＢＴの場合には、エミッタを意味することとなる。同様に、上述の「ドレイン等」は、スイッチング素子がＭＯＳＦＥＴの場合には、ドレインを意味するが、スイッチング素子がＩＧＢＴの場合には、コレクタを意味することとなる。以下においても同様である。
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記電源装置１において、トランス２と一次側半導体部品３が第１積層体１１を構成し、二次側半導体部品４とチョークコイル５とが第２積層体１２を構成している。これにより、基板法線方向Ｚから見た電子部品１０の配置スペースを容易に縮小することができる。それゆえ、電源装置１を小型化することができる。
そして、回路基板６は、第１積層体１１を構成する一対の電子部品１０の間と、第２積層体１２を構成する一対の電子部品１０の間とに介在している。それゆえ、回路基板６と、いずれの電子部品１０との間の距離をも短くすることができる。その結果、回路基板６と各電子部品１０との間の配線長を短くすることが可能となる。そのため、この接続配線に起因するノイズを低減することができる。
特に、回路基板６と一次側半導体部品３及び二次側半導体部品４との間の距離を短くすることができることにより、制御回路とスイッチング素子のゲートとの間の配線距離を短くすることができる。これにより、制御信号電流に起因するノイズの発生や、制御信号電流へ影響するノイズを低減することができる。
また、複数の電子部品１０が回路基板６の両側に分散配置されることとなるため、電子部品１０の熱を放熱しやすい。すなわち、電源装置１の放熱性を向上させることができる。また、図示は省略するが、第１積層体１１及び第２積層体１２に対して、基板法線方向Ｚの両側から冷却部材を接触させることもできる。これによって、さらに放熱性を向上させることができる。
また、一次側半導体部品３と二次側半導体部品４とが、回路基板６に直接実装されていることにより、組付け性を向上させることができる。また、一層のノイズ低減を図ることができる。
以上のごとく、上記態様によれば、小型化及びノイズ低減を図ることができる電源装置を提供することができる。
（実施例２）
本実施形態の電源装置１は、図４、図５に示すごとく、さらに接続部材７を備えている。
接続部材７は、複数の電子部品１０同士又は電子部品１０と回路基板６とを電気的に接続する。接続部材７は、第１積層体１１を構成する一対の電子部品１０の間と、第２積層体１２を構成する一対の電子部品１０の間とに介在している。本実施形態においては、接続部材７は、トランス２と一次側半導体部品３との間であり、チョークコイル５と二次側半導体部品４との間に介在している。また、接続部材７は、回路基板６の上側に配置されている。ただし、接続部材７を回路基板６の下側に配置することもできる。
接続部材７は、導体本体部７１と、複数の接続端子部７２とを有する。接続端子部７２は、導体本体部７１から基板法線方向Ｚに突出している。複数の電子部品１０と回路基板６とのうち少なくとも２つは、接続端子部７２に接続されている。
一次側半導体部品３と二次側半導体部品４との少なくとも一方と、回路基板６とが、接続端子部７２及び導体本体部７１を介して電気的に接続されている。本実施形態においては、一次側半導体部品３と二次側半導体部品４との双方が、接続部材７の接続端子部７２及び導体本体部７１を介して回路基板６に接続されている。
一次側半導体部品３又は二次側半導体部品４に接続される接続端子部７２は、スイッチング素子のゲート等に接続された構成とすることができる。この場合、当該接続端子部７２と電気的に接続された接続端子部７２は、回路基板６における制御回路に接続されることとなる。また、一次側半導体部品３又は二次側半導体部品４に接続される接続端子部７２が、スイッチング素子のソース等またはドレイン等のパワー端子に接続された構成とすることもできる。
接続部材７は、導体本体部７１の少なくとも一部を樹脂によって封止してなる封止部７３を備えている。接続端子部７２は封止部７３から露出している。複数の接続端子部７２は、基板法線方向Ｚの下側にそれぞれ突出している。そして、それらの接続端子部７２が、回路基板６、一次側半導体部品３、及び二次側半導体４にそれぞれ接続されている。なお、接続部材７は、上側に突出した接続端子部７２を有していてもよい。
また、回路基板６には、基板法線方向Ｚに貫通した貫通孔６２が形成されている。接続端子部７２のうち、一次側半導体部品３及び二次側半導体４にそれぞれ接続されるものは、貫通孔６２に挿通されている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本実施形態の電源装置１は、接続部材７を備えている。そして、接続部材７は、第１積層体１１を構成する一対の電子部品１０の間と、第２積層体１２を構成する一対の電子部品１０の間とに介在している。それゆえ、電子部品１０と回路基板６との間の配線距離を短くすることができ、より一層、ノイズ低減及び小型化を図ることができる。
また、接続部材７は、導体本体部７１と接続端子部７２とを有する。これにより、接続部材７に対する電子部品１０及び回路基板６の組付け性を向上させることができる。すなわち、接続部材７と電子部品１０と回路基板６とを組み付ける際、これらの部品の相対移動の方向を、回路基板６に平行な方向ではなく、基板法線方向Ｚとすることができる。そのため、組付け設備の設置面積を小さくすることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
（実施形態３）
本実施形態は、図６に示すごとく、トランス２とチョークコイル５との少なくとも一方と、回路基板６とが、接続端子部７２及び導体本体部７１を介して電気的に接続されている形態である。
より具体的には、トランス２とチョークコイル５との双方と、回路基板６とが、接続部材７における接続端子部７２及び導体本体部７１を介して電気的に接続されている。
図７に回路図として示すごとく、トランス２の一次コイル２１の一対の端子が、接続部材７を介して回路基板６に接続されている。そして、回路基板６に形成された導体配線に、回路基板６に搭載された一次側半導体部品３が接続されている。それゆえ、一次コイル２１は、接続部材７及び回路基板６を介して、一次側半導体部品３に電気的に接続されている。
すなわち、回路基板６には、制御回路とは独立した導体配線も形成されており、該導体配線を介して、一次コイル２１が一次側半導体部品３に接続されている。また、一次側半導体部品３におけるハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子との間の配線に、一次コイル２１の一対の端子が電気的に接続される。
また、接続部材７は、チョークコイル５における補助コイル５２の一対の端子を、回路基板６に接続している。補助コイル５２は、電源装置１を、二次側電源１３２の電圧を昇圧して一次側電源１３１に供給するにあたり用いる場合に、チョークコイル５に蓄積されたエネルギーを一次側回路に供給するためのものである。また、補助コイル５２の一方の端子と一次側回路との間には、電流の逆流を防止するためのダイオードが設けてある。
図８、図９に示すごとく、接続部材７は、導体本体部７１の少なくとも一部を樹脂によって封止してなる封止部７３を備えている。接続端子部７２は封止部７３から露出している。複数の接続端子部７２は、基板法線方向Ｚの上下両側にそれぞれ突出している。そして、図６に示すごとく、上側に突出した接続端子部７２がトランス２、チョークコイル５に接続されている。下側に突出した接続端子部７２が回路基板６に接続されている。トランス２に接続された接続端子部７２とチョークコイル５に接続された接続端子部７２とは互いに電気的に独立している。つまり、図６、図１０に示すごとく、接続部材７は、互いに電気的に独立した複数の導体本体部７１を備えている。
図１１〜図１３に示すごとく、トランス２又はチョークコイル５は、コイル部の少なくとも一部が形成されたプリント基板１４を備えている。本実施形態においては、トランス２及びチョークコイル５がプリント基板１４として厚銅基板を備えている。
トランス２の一次コイル２１及び二次コイル２２と、チョークコイル５のコイル部とは、一枚のプリント基板１４を共有している。プリント基板１４は、図示を省略するが、複数の導体層と樹脂層とを有する。また、本実施形態においては、複数の導体層は、プリント基板１４の広がり方向における２つの部位である第１の部位と第２の部位とにそれぞれ形成されている。そして、プリント基板１４の第１の部位と、該第１の部位を挟むように配された上コア２３１及び下コア２３２とによって、トランス２が構成されている。また、プリント基板１４の第２の部位と、該第２の部位を挟むように配された上コア５３１及び下コア５３２とによって、チョークコイル５が構成されている。
また、トランス２の上コア２３１及びチョークコイル５の上コア５３１のそれぞれの上面には、弾性部材１３が配置されている。また、トランス２の下コア２３２及びチョークコイル５の下コア５３２の下側に、接続部材７が配置されている。
図１２、図１３に示すごとく、接続部材７の封止部７３は、基板法線方向Ｚの両側から、第１積層体１１の一対の電子部品１０及び第２積層体１２の一対の電子部品１０によって挟持されている。本実施形態においては、封止部７３は、トランス２と一次側半導体部品３とによって挟持されていると共に、チョークコイル５と二次側半導体部品４とによって挟持されている。
封止部７３は、上側の電子部品１０に当接する上側当接面７３１と、下側の電子部品１０に当接する下側当接面７３２とを有する。本実施形態においては、上側当接面７３１がトランス２の下コア２３２及びチョークコイル５の下コア５３２と当接する。また、下側当接面７３２が一次側半導体部品３及び二次側半導体部品４と当接する。上側当接面７３１及び下側当接面７３２は、基板法線方向Ｚと直交する平坦面となっている。また、封止部７３は、下面に下側当接面７３２を設けた脚部７３３を下方に突出形成してなる。なお、図１２に示すごとく、回路基板６には、適宜、脚部７３３との干渉を避けるための開口部６３が形成されている。
電源装置１は、第１積層体１１及び第２積層体１２を含めた構成部品をケース１５内に収容してなる。ケース１５は、下側ケース体１５１と上側ケース体１５２とを組み合わせてなる。
そして、下側ケース体１５１の上に、一次側半導体部品３及び二次側半導体４、回路基板６、接続部材７、トランス２及びチョークコイル５が、順次積層配置されている。そして、トランス２及びチョークコイル５の上側に、弾性部材１３が配されており、弾性部材１３の上側に上側ケース体１５２が配されている。そして、上側ケース体１５２と下側ケース体１５１とを組み付けた状態において、弾性部材１３が基板法線方向Ｚに弾性圧縮される。これにより、弾性部材１３によって第１積層体１１及び第２積層体１２が加圧される。このとき、第１積層体１１においては、弾性部材１３の加圧力は、トランス２、接続部材７の封止部７３、一次側半導体部品３に加わる。また、第２積層体１２においては、弾性部材１３の加圧力は、チョークコイル５、接続部材７の封止部７３、二次側半導体部品４に加わる。つまり、加圧力が回路基板６には加わらないような構成となっている。
接続部材７と回路基板６との間の接続は、図１４、図１５に示すごとく、回路基板６に形成されたスルーホール６１と、スルーホール６１に挿入された接続端子部７２とによって構成されている。接続端子部７２は、径方向に変形可能なプレスフィット構造を有する。そして、接続端子部７２は、スルーホール６１の内壁面に圧接されている。すなわち、図１４に示すごとく、スルーホール６１に挿入される前の接続端子部７２は、径方向の少なくとも一方向において、スルーホール６１の内径よりも大きい状態となっている。そして、接続端子部７２は、径方向に弾塑性変形可能となっている。この接続端子部７２をスルーホール６１に挿入することにより、図１５に示すごとく、接続端子部７２が径方向に圧縮されるように変形する。そして、接続端子部７２は、スルーホール６１内に配置された状態において、径方向外側に復元力Ｆが作用する。つまり、接続端子部７２がスルーホール６１の内壁面に圧接されることとなる。
なお、接続端子部７２は、弾性域のみで変形してスルーホール６１内に配置されていてもよい。また、充分な復元力Ｆが作用する状態であれば、接続端子部７２は、弾性域を超えて塑性域まで変形した状態で、スルーホール６１内に配置されてもよい。
接続部材７とトランス２又はチョークコイル５との接続は、プリント基板１４に形成されたスルーホール１４１と、該スルーホール１４１に挿入された接続端子部７２とによって構成されている。本実施形態においては、トランス２と接続部材７との接続も、チョークコイル５と接続部材７との接続も、スルーホール１４１と接続端子部７２とによって構成されている。そして、これらの接続も、プレスフィット構造を有する接続端子部７２がスルーホール１４１の内壁面に圧接された状態で構成されている。
また、一次側半導体部品３及び二次側半導体部品４の少なくとも一方の引出端子は、回路基板６に形成されたスルーホール６１に挿入されている。本実施形態においては、一次側半導体部品３の引出端子３１及び二次側半導体部品４の引出端子４１のいずれもが、それぞれ、スルーホール６１に挿入されている。そして、これらの接続も、プレスフィット構造を有する引出端子３１、４１がスルーホール６１の内壁面に圧接された状態で構成されている。
また、図７、図１０、図１２、図１３に示すごとく、接続部材７は、接地される接地バスバー７４を備えている。本実施形態においては、トランス２の二次コイル２２のセンターパッドに接続される接続端子部７２と導通する導体本体部７１が、接地バスバー７４となる。この接地バスバー７４は、第１積層体１１の一対の電子部品１０の間、及び第２積層体１２の一対の電子部品１０の間に、広がって配置されている。
また、図１１に示すごとく、回路基板６には、電子部品１０とは異なる実装部品１７が実装されている。実装部品１７は、基板法線方向Ｚから見たとき、電子部品１０及び接続部材７のいずれとも重ならない位置に配されている。実装部品１７としては、例えば、ヒューズ、コンデンサ、入力端子台、カレントトランス、信号コネクタ、補助電源の磁気部品等がある。また、実装部品１７は、基板法線方向Ｚにおける高さ寸法が、例えば、回路基板６と一次側半導体部品３又は二次側半導体４との間の距離よりも大きい。また、実装部品１７の高さ寸法は、例えば、回路基板６とトランス２又はチョークコイル５との間の距離よりも大きい。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態においては、トランス２及びチョークコイル５と回路基板６とを、接続部材７を介して接続することができる。そのため、他の電子部品１０等に対するトランス２及びチョークコイル５の電気的接続を容易に行うことができる。また、その接続配線を短くすることもでき、ノイズ低減を図ることができる。
また、実装部品１７は、基板法線方向Ｚから見たとき、電子部品１０及び接続部材７のいずれとも重ならない位置に配されている。これにより、基板法線方向Ｚにおける電源装置１の小型化を図ることができる。
また、接続端子部７２及び引出端子３１、４１は、回路基板６のスルーホール６１又はプリント基板１４のスルーホール１４１に挿通されている。これにより、電子部品１０と回路基板６と接続部材７との組み付けを、基板法線方向Ｚにおいて容易に行うことができる。また、接続端子部７２及び引出端子３１、４１がプレスフィット構造を備えているため、一層、組付け工数を抑制することができる。例えば、基板法線方向Ｚに電子部品１０と接続部材７と回路基板６とを並べてセットした状態から、一度のプレスにて、すべての接続端子７２及び引出端子３１、４１における接続を完了することも可能となる。
また、接続端子部７２及び引出端子３１、４１がプレスフィット構造を備えていることにより、はんだ接続に比べて端子間距離を小さくしたり、端子と周辺部品との間の距離を小さくしたりすることができる。すなわち、はんだ接続を行う場合、例えば、はんだフィレットの分、接続部の面積が大きくなりやすい。また、はんだ部のクラックを防止するために、はんだ部の位置を、例えば回路基板６において大きな応力が作用しない部位にする必要がある。それに比べて、プレスフィット構造を採用することで、省スペース化を図りやすくなる。また、溶接等と比べても、組み立て時に用いる設備等の観点から、電源装置１の小型化を図りやすい。
また、接続部材７は接地バスバー７４を備えている。そのため、接続部材７の上側の電子部品１０と下側の電子部品１０との間における電磁ノイズの影響を抑制することができる。また、接地バスバー７４が回路基板６とトランス２及びチョークコイル５との間に配置されていることで、トランス２及びチョークコイル５から回路基板６への電磁ノイズの影響及び熱の影響を効果的に抑制することができる
また、接続部材７の封止部７３が基板法線方向Ｚの両側から、電子部品１０に挟持されている。これにより、回路基板６に加圧力がかからないようにしつつ、第１積層体１１及び第２積層体１２を基板法線方向Ｚに固定することができる。また、回路基板６に加圧力がかからないため、弾性部材１３の加圧力を高めて、耐振性を容易に向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
（実施形態４）
本実施形態は、図１６に示すごとく、回路基板６を挟んで互いに反対側に配された複数の電子部品１０同士を接続部材７によって接続した実施形態である。
すなわち、トランス２と一次側半導体部品３との間、トランス２と二次側半導体部品４との間、チョークコイル５と二次側半導体部品４との間、チョークコイル５と一次側半導体部品３との間、の少なくとも一つは、接続端子部７２及び導体本体部７１を介して電気的に接続されている。特に本実施形態においては、トランス２と一次側半導体部品３との間、及び、チョークコイル５と二次側半導体部品４との間を、それぞれ接続部材７における接続端子部７２及び導体本体部７１が接続している。
回路基板６の一部には、貫通孔６２が設けられている。そして、一次側半導体部品３に接続される接続端子部７２、二次側半導体部品４に接続される接続端子部７２が、それぞれ貫通孔６２に挿通されている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。本実施形態においても、小型化、ノイズ低減、放熱性の向上を図ることができる電源装置を得ることができる。
（実施形態５）
本実施形態においては、図１７、図１８に示すごとく、トランス２とチョークコイル５とが、接続端子部７２及び導体本体部７１を介して電気的に接続されている。
すなわち、図１７に示すごとく、接続部材７は、導体本体部７１を介して接続されている複数の接続端子部７２を、上側に突出させている。そして、これら複数の接続端子部７２の一部がトランス２に接続され、複数の接続端子部７２の他の一部がチョークコイル５に接続されている。これにより、トランス２とチョークコイル５とが電気的に接続されている。
本実施形態における電源装置１の回路構成としては、例えば、図１８に示す構成が考えられる。この回路構成においては、トランス２の二次コイル２２の端子がチョークコイル５の一方の端子に接続されている。この接続配線として、接続部材７の導体本体部７１と接続端子部７２とがトランス２とチョークコイル５との間に介在している。
その他の構成は、実施形態１と同様である。本実施形態においても、小型化、ノイズ低減、放熱性の向上を図ることができる電源装置を得ることができる。
（実施形態６）
本実施形態においては、図１９、図２０に示すごとく、一次側半導体部品３と二次側半導体部品４とが、接続端子部７２及び導体本体部７１を介して電気的に接続されている。
すなわち、接続部材７は、導体本体部７１を介して接続されている複数の接続端子部７２を、下側に突出させている。そして、これら複数の接続端子部７２の一部が一次側半導体部品３に接続され、複数の接続端子部７２の他の一部が二次側半導体部品４に接続されている。これにより、一次側半導体部品３と二次側半導体部品４とが電気的に接続されている。
本実施形態における電源装置１の回路構成としては、例えば、図２０に示す構成が考えられる。この回路構成においては、一次側半導体部品３が、４つのＭＯＳＦＥＴと２つのコンデンサとを一体化してなる。また、二次側半導体部品４が２つのＭＯＳＦＥＴとコンデンサとを一体化してなる。そして、一次側半導体部品３における２つのコンデンサの間の配線部分と、二次側半導体部品４におけるコンデンサの一方の端子とが、互いに電気的に接続されると共に接地されている。この接続配線部分が、接続部材７の導体本体部７１と接続端子部７２とによって構成されている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。本実施形態においても、小型化、ノイズ低減、放熱性の向上を図ることができる電源装置を得ることができる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
例えば、実施形態３において詳述した各部の構成は、他の実施形態においても、適宜適用することができる。すなわち、例えば、実施形態３において詳述した接続部材７、各電子部品１０、回路基板６等のそれぞれの構成は、他の実施形態にも適用することができる。
また、上記実施形態においては、第１積層体１１をトランス２と一次側半導体部品３とによって構成し、第２積層体１２をチョークコイル５と二次側半導体部品４とによって構成した形態を開示している。しかし、第１積層体１１及び第２積層体１２における電子部品１０の組み合わせは、これに限られず、他の組み合わせとすることもできる。また、回路基板６を介する各電子部品１０の配置も、種々変更することができる。
また、上記実施形態においては、接続部材７を回路基板６の上側に配置した形態を示したが、この配置関係を逆にすることもできる。
１ 電源装置
１０ 電子部品
１１ 第１積層体
１２ 第２積層体
２ トランス
３ 一次側半導体部品
４ 二次側半導体部品
５ チョークコイル
６ 回路基板
７ 接続部材

Claims (19)

  1. 一次コイル（２１）と二次コイル（２２）とを有するトランス（２）と、
    該トランス（２）の上記一次コイル（２１）側に接続された一次側回路を構成する一次側半導体部品（３）と、
    上記トランス（２）の上記二次コイル（２２）側に接続された二次側回路を構成する二次側半導体部品（４）と、
    上記二次側回路を上記二次側半導体部品と共に構成するチョークコイル（５）と、
    制御回路が形成された回路基板（６）と、を有し、
    上記トランスと上記一次側半導体部品と上記二次側半導体部品と上記チョークコイルとの電子部品のうち、２つずつの該電子部品同士が、それぞれ上記回路基板の法線方向である基板法線方向（Ｚ）に積層された第１積層体（１１）及び第２積層体（１２）を構成しており、
    上記回路基板は、上記第１積層体を構成する一対の上記電子部品の間と、上記第２積層体を構成する一対の上記電子部品の間とに介在している、電源装置（１）。
  2. 複数の上記電子部品同士又は該電子部品と上記回路基板とを電気的に接続する接続部材（７）をさらに備え、該接続部材は、上記第１積層体を構成する一対の上記電子部品の間と、上記第２積層体を構成する一対の上記電子部品の間とに介在している、請求項１に記載の電源装置。
  3. 上記接続部材は、導体本体部（７１）と、該導体本体部から上記基板法線方向に突出した複数の接続端子部（７２）とを有し、上記複数の電子部品と上記回路基板とのうち少なくとも２つは、上記接続端子部に接続されている、請求項２に記載の電源装置。
  4. 上記第１積層体は、上記トランスと上記一次側半導体部品又は上記二次側半導体部品とからなり、上記第２積層体は、上記チョークコイルと上記二次側半導体部品又は上記一次側半導体部品とからなり、上記トランスと上記チョークコイルとは、上記回路基板における同じ面側に配されている、請求項３に記載の電源装置。
  5. 上記トランスと上記チョークコイルとの少なくとも一方と、上記回路基板とは、上記接続端子部及び上記導体本体部を介して電気的に接続されている、請求項４に記載の電源装置。
  6. 上記トランスと上記一次側半導体部品との間、上記トランスと上記二次側半導体部品との間、上記チョークコイルと上記二次側半導体部品との間、上記チョークコイルと上記一次側半導体部品との間、の少なくとも一つは、上記接続端子部及び上記導体本体部を介して電気的に接続されている、請求項４又は５に記載の電源装置。
  7. 上記一次側半導体部品と上記二次側半導体部品との少なくとも一方と、上記回路基板とは、上記接続端子部及び上記導体本体部を介して電気的に接続されている、請求項４〜６のいずれか一項に記載の電源装置。
  8. 上記一次側半導体部品と上記二次側半導体部品との少なくとも一方は、上記回路基板に直接実装されている、請求項３〜５のいずれか一項に記載の電源装置。
  9. 上記回路基板には、上記電子部品とは異なる実装部品（１７）が実装されており、該実装部品は、上記基板法線方向から見たとき、上記電子部品及び上記接続部材のいずれとも重ならない位置に配されている、請求項２〜７のいずれか一項に記載の電源装置。
  10. 上記トランスと上記チョークコイルとは、上記接続端子部及び上記導体本体部を介して電気的に接続されている、請求項３〜９のいずれか一項に記載の電源装置。
  11. 上記一次側半導体部品と上記二次側半導体部品とは、上記接続端子部及び上記導体本体部を介して電気的に接続されている、請求項３〜１０のいずれか一項に記載の電源装置。
  12. 上記接続部材と上記回路基板との間の接続は、上記回路基板に形成されたスルーホール（６１）と該スルーホールに挿入された上記接続端子部とによって構成されている、請求項５又は７に記載の電源装置。
  13. 上記接続端子部は、径方向に変形可能なプレスフィット構造を有し、上記スルーホールの内壁面に圧接されている、請求項１２に記載の電源装置。
  14. 上記トランス又は上記チョークコイルは、コイル部の少なくとも一部が形成されたプリント基板（１４）を備え、上記接続部材と上記トランス又は上記チョークコイルとの接続は、上記プリント基板に形成されたスルーホール（１４１）と該スルーホールに挿入された上記接続端子部とによって構成されている、請求項５又は６に記載の電源装置。
  15. 上記接続端子部は、径方向に変形可能なプレスフィット構造を有し、上記スルーホールの内壁面に圧接されている、請求項１４に記載の電源装置。
  16. 上記一次側半導体部品及び上記二次側半導体部品の少なくとも一方の引出端子（３１、４１）は、上記回路基板に形成されたスルーホールに挿入されている、請求項８に記載の電源装置。
  17. 上記引出端子は、径方向に変形可能なプレスフィット構造を有し、上記スルーホールの内壁面に圧接されている、請求項１６に記載の電源装置。
  18. 上記接続部材は、接地される接地バスバー（７４）を備えている、請求項３〜１７に記載の電源装置。
  19. 上記接続部材は、上記接続端子部を露出させた状態で上記導体本体部の少なくとも一部を樹脂によって封止してなる封止部（７３）を備え、該封止部は、上記基板法線方向の両側から、上記第１積層体の一対の上記電子部品及び上記第２積層体の一対の上記電子部品によって挟持されている、請求項２〜１８のいずれか一項に記載の電源装置。
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