JP2022163097A - トランス及び電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作時の温度上昇及び電力損失が抑制されるトランス及び電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置において、トランスである回路装置１０５は、コア１０と、第１基板３０及びコアの少なくとも一部を囲んでいる第１コイルパターン２０を含む第１回路基板１５と、第２基板３１及びコアの少なくとも一部を囲んでいる第２コイルパターン２１を含む第２回路基板１６と、コア、第１回路基板及び第２回路基板を支持する放熱部材６０と、第１回路基板と放熱部材との間に配置されており、かつ、第１回路基板と放熱部材とに面接触している第１伝熱部材５０と、第１回路基板と第２回路基板との間に配置されており、かつ、第１回路基板と第２回路基板とに面接触している第２伝熱部材５１と、を備える。第１コイルパターンと第２コイルパターンとは、互いに電気的に絶縁されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路装置及び電力変換装置に関する。

特開２０１７－４１９９８号公報（特許文献１）は、トランスを備える電力変換装置を開示している。トランスは、コアと、一次コイルパターンと、二次コイルパターンとを含んでいる。一次コイルパターンが形成された第１基板と二次コイルパターンが形成された第２基板とは、互いに積層されている。

特開２０１７－４１９９８号公報

特許文献１に開示されたトランス及び電力変換装置では、一次コイルパターンが形成された第１基板と二次コイルパターンが形成された第１基板とが互いに空間を空けて積層されている。そのため、一次コイルパターンと二次コイルパターンとに電流を流してトランス及び電力変換装置を動作させる際、一次コイルパターンと二次コイルパターンとで発生した熱を、トランス及び電力変換装置の外部に放散させることが難しい。トランスの温度及び電力変換装置の温度が上昇して、トランス及び電力変換装置における電力損失が増大する。本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、動作時の温度上昇及び電力損失が抑制され得る回路装置及び電力変換装置を提供することである。

本発明の回路装置は、コアと、第１回路基板と、第２回路基板と、放熱部材と、第１伝熱部材と、第２伝熱部材とを備える。第１回路基板は、第１基板と、第１コイルパターンとを含む。第１コイルパターンは、コアの少なくとも一部を囲んでいる。第２回路基板は、第２基板と、第２コイルパターンとを含む。第２コイルパターンは、コアの少なくとも一部を囲んでいる。放熱部材は、コアと、第１回路基板と、第２回路基板とを支持している。第１伝熱部材は、第１回路基板と放熱部材との間に配置されており、かつ、第１回路基板と放熱部材とに面接触している。第２伝熱部材は、第１回路基板と第２回路基板との間に配置されており、かつ、第１回路基板と第２回路基板とに面接触している。

本発明の電力変換装置は、本発明の回路装置と、第１コイルパターンに流れる電流を制御するインバータ回路とを備える。

第１コイルパターンと第２コイルパターンとに電流を流して回路装置及び電力変換装置を動作させる際、第１コイルパターン及び第２コイルパターンで熱が発生する。第１コイルパターンで発生した熱は、第１伝熱部材を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材に伝達される。第２コイルパターンで発生した熱は、第２伝熱部材、第１回路基板及び第１伝熱部材を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材に伝達される。そのため、回路装置及び電力変換装置の動作時における回路装置及び電力変換装置の温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

実施の形態１に係る電力変換装置の回路図である。 実施の形態１に係る回路装置の概略斜視図である。 実施の形態１に係る回路装置の概略分解斜視図である。 実施の形態１に係る回路装置の概略平面図である。 実施の形態１に係る回路装置の、図４に示す断面線Ｖ－Ｖにおける概略断面図である。 実施の形態２に係る回路装置の概略平面図である。 実施の形態２に係る回路装置の、図６に示す断面線ＶＩＩ－ＶＩＩにおける概略断面図である。 実施の形態３に係る回路装置に含まれる第１回路基板（第１電子部品は省略）の概略平面図である。 実施の形態３に係る回路装置に含まれる第１回路基板の概略底面図である。 実施の形態３に係る回路装置に含まれる第２回路基板（第２電子部品は省略）の概略平面図である。 実施の形態３に係る回路装置に含まれる第２回路基板の概略底面図である。 実施の形態４に係る回路装置の概略断面図である。 実施の形態４に係る回路装置に含まれる第１回路基板の概略平面図である。 実施の形態４に係る回路装置に含まれる第２回路基板の概略平面図である。 実施の形態５に係る回路装置の概略断面図である。 実施の形態６に係る回路装置の概略断面図である。 実施の形態６に係る回路装置に含まれる第１回路基板の概略平面図である。 実施の形態６に係る回路装置に含まれる第２回路基板の概略平面図である。 実施の形態７に係る回路装置の概略断面図である。 実施の形態７に係る回路装置に含まれる第１回路基板の概略平面図である。 実施の形態７に係る回路装置に含まれる第２回路基板の概略平面図である。 実施の形態８に係る回路装置の概略断面図である。 実施の形態９に係る回路装置の概略平面図である。 実施の形態９に係る回路装置の、図２３に示す断面線ＸＸＩＶ－ＸＸＩＶにおける概略断面図である。 実施の形態１０に係る回路装置の概略平面図である。 実施の形態１０に係る回路装置の、図２５に示す断面線ＸＸＶＩ－ＸＸＶＩにおける概略断面図である。 実施の形態１１に係る回路装置に含まれる第１回路基板の概略平面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１を参照して、本実施の形態の電力変換装置１の回路構成の一例を説明する。本実施の形態の電力変換装置１は、例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータである。電力変換装置１は、インバータ回路２と、トランス回路３と、整流回路４と、コイル装置１００を含む平滑回路５と、制御回路６とを備える。電力変換装置１は、入力端子１１０に入力される直流電圧Ｖ_iを直流電圧Ｖ_oに変換して、直流電圧Ｖ_oを出力端子１１１から出力する。

インバータ回路２は、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを含む。スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）または絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などである。スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのそれぞれは、ケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）のような半導体材料によって形成されている。

トランス回路３は、トランス１０１を含む。トランス１０１は、一次側コイル導体１２０と、コア１０（図２から図５を参照）と、二次側コイル導体１２１とを含む。例えば、一次側コイル導体１２０は高電圧側コイル導体であり、二次側コイル導体１２１は低電圧側コイル導体である。一次側コイル導体１２０は、インバータ回路２に接続されている。二次側コイル導体１２１は、整流回路４に接続されている。二次側コイル導体１２１は、コア１０を介して、一次側コイル導体１２０に磁気的に結合している。

整流回路４は、ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを備える。ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのそれぞれは、Ｓｉ、ＳｉＣまたはＧａＮのような半導体材料によって形成されている。平滑回路５は、平滑コイルとしてのコイル装置１００と、コンデンサ９ａとを含む。

電力変換装置１は、インバータ回路２の前段に、平滑コイルとしてのコイル装置１０２と、コンデンサ９ｂとを備える。電力変換装置１は、インバータ回路２とトランス回路３との間に、共振コイルとしてのコイル装置１０３を備える。

電力変換装置１には、例えば、１００Ｖ以上６００Ｖ以下の直流電圧Ｖ_iが入力される。電力変換装置１は、例えば、１２Ｖ以上から１６Ｖ以下の直流電圧Ｖ_oを出力する。具体的には、入力端子１１０に入力された直流電圧Ｖ_iは、インバータ回路２によって第１の交流電圧に変換される。第１の交流電圧は、トランス回路３によって第１の交流電圧よりも低い第２の交流電圧に変換される。第２の交流電圧は、整流回路４によって整流される。平滑回路５は、整流回路４から出力された電圧を平滑にする。電力変換装置１は、平滑回路５から出力された直流電圧Ｖ_oを出力端子１１１から出力する。

入力端子１１０と、出力端子１１１と、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ及びコンデンサ９ａ，９ｂの少なくとも一つは、例えば、回路基板（第１回路基板１５、第２回路基板１６（図２から図５を参照））に搭載されている。回路基板は、放熱部材６０（図２から図５を参照）に取り付けられている。放熱部材６０は、例えば、電力変換装置１の筐体である。回路基板に、他の電子部品が搭載されてもよい。入力端子１１０と、出力端子１１１と、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ及びコンデンサ９ａ，９ｂの少なくとも一つを含む電子部品は、電力変換装置１の筐体に搭載されてもよい。

図２から図５を参照して、本実施の形態の回路装置１０５を説明する。電力変換装置１は、回路装置１０５を含む。なお、電力変換装置１は、実施の形態１の回路装置１０５に代えて、実施の形態２－１１の回路装置１０５ｂ－１０５ｉのいずれかを含んでもよい。回路装置１０５は、例えば、電力変換装置１に含まれるトランス１０１である。回路装置１０５は、コイル装置１００，１０２，１０３のいずれかであってもよい。回路装置１０５は、コア１０と、第１回路基板１５と、第２回路基板１６と、放熱部材６０と、第１伝熱部材５０と、第２伝熱部材５１とを備える。

コア１０は、磁性材料を含む。コア１０は、例えば、マンガン－亜鉛（Ｍｎ－Ｚｎ）系フェライトもしくはニッケル－亜鉛（Ｎｉ－Ｚｎ）系フェライトのようなフェライトコア、アモルファスコアまたはアイアンダストコアである。コア１０は、例えば、第１のコア部分１０ａと第２のコア部分１０ｂとを含む。例えば、コア１０は、ＥＩ型コアであり、第１のコア部分１０ａはＩ形状を有し、第２のコア部分１０ｂはＥ形状を有している。第２のコア部分１０ｂは、第１脚部１１ａ、第２脚部１１ｂ及び第３脚部１１ｃを有している。第２脚部１１ｂは、第１脚部１１ａと第３脚部１１ｃとの間に位置している。第１のコア部分１０ａは、放熱部材６０の凹部６０ｂ内に配置されている。第２のコア部分１０ｂは、第１のコア部分１０ａ上に積み重ねられている。コア１０の形状は特に限定されず、コア１０は、ＥＥ型コア、Ｕ型コア、ＵＵ型コア、ＥＥＲ型コアまたはＥＲ型コアであってもよい。

第１回路基板１５は、第１基板３０と、第１コイルパターン２０とを含む。第１回路基板１５は、例えば、プリント基板である。第１基板３０は、放熱部材６０の表面６０ａに面する第１主面３０ａと、第１主面３０ａとは反対側の第２主面３０ｂとを含む。第１基板３０は、電気的絶縁性を有する材料で形成されており、絶縁基板である。第１基板３０は、例えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などで形成されている。第１基板３０は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミック材料で形成されてもよい。第１基板３０に、第１主面３０ａから第２主面３０ｂまで延在する第１貫通孔３０ｈが設けられてもよい。コア１０の第２脚部１１ｂは、第１貫通孔３０ｈに挿入されている。コア１０の第２脚部１１ｂは、第１回路基板１５（第１基板３０）を貫通している。

第１コイルパターン２０は、一次側コイル導体１２０（図１を参照）に相当する。第１コイルパターン２０は、第１主面３０ａ上、第２主面３０ｂ上または第１基板３０中に設けられている。第１回路基板１５は、例えば、第１コイルパターン２０が第１主面３０ａ上または第２主面３０ｂ上に設けられている片面配線基板である。第１コイルパターン２０は、第１基板３０よりも低い電気抵抗率及び高い熱伝導率を有する材料で構成されている。第１コイルパターン２０は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、すず（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）合金、ニッケル（Ｎｉ）合金、金（Ａｕ）合金、銀（Ａｇ）合金またはすず（Ｓｎ）合金などの導電性材料で形成されている。第１コイルパターン２０は、例えば、１μｍ以上５０００μｍ以下の厚さを有する薄い導体層である。

第１コイルパターン２０は、コア１０の少なくとも一部を囲んでいる。第１コイルパターン２０は、例えば、第１脚部１１ａ、第２脚部１１ｂ及び第３脚部１１ｃの少なくとも１つを囲んでいる。特定的には、第１コイルパターン２０は、例えば、第１脚部１１ａと第２脚部１１ｂとの間の空間及び第２脚部１１ｂと第３脚部１１ｃとの間の空間を通って、コア１０の第２脚部１１ｂを囲んでいる。第１コイルパターン２０がコア１０の少なくとも一部を囲むことは、第１コイルパターン２０が、コア１０の少なくとも一部の周りに半ターン以上巻回されていることを意味する。本明細書では、コイルパターンが一つの巻数（ターン数）を有することは、第２脚部１１ｂのまわりにある、第１のコア部分１０ａと第２のコア部分１０ｂとによって囲まれた全ての空間を、コイルパターンが一回貫通することを意味する。第１コイルパターン２０の一部は、第１のコア部分１０ａと第２のコア部分１０ｂとの間に位置してもよい。

図２から図４に示されるように、インバータ回路２（図１を参照）を構成する第１電子部品４０が、第１回路基板１５及び第２回路基板１６の少なくとも１つの上に搭載されている。特定的には、第１電子部品４０は、第１回路基板１５の第２主面３０ｂ上に搭載されてもよい。第１電子部品４０は、例えば、スイッチング素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（図１を参照）である。第１電子部品４０は、第１コイルパターン２０に電気的に接続されている。

第２回路基板１６は、第２基板３１と、第２コイルパターン２１とを含む。第２回路基板１６は、例えば、プリント基板である。第２基板３１は、第１回路基板１５に面する第３主面３１ａと、第３主面３１ａとは反対側の第４主面３１ｂとを含む。第２基板３１は、電気的絶縁性を有する材料で形成されており、絶縁基板である。第２基板３１は、例えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などで形成されている。第２基板３１は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミック材料で形成されてもよい。第２基板３１に、第３主面３１ａから第４主面３１ｂまで延在する第２貫通孔３１ｈが設けられてもよい。コア１０の第２脚部１１ｂは、第２貫通孔３１ｈに挿入されている。コア１０の第２脚部１１ｂは、第２回路基板１６（第２基板３１）を貫通している。

第２コイルパターン２１は、二次側コイル導体１２１（図１を参照）に相当する。第２コイルパターン２１は、第３主面３１ａ上、第４主面３１ｂ上または第２基板３１中に設けられている。第２回路基板１６は、例えば、第２コイルパターン２１が第３主面３１ａ上または第４主面３１ｂ上に設けられている片面配線基板である。第２コイルパターン２１は、第１コイルパターン２０と異なる基板に設けられている。そのため、第２コイルパターン２１は、形状、厚さ、ターン数などの点において、第１コイルパターン２０とは容易に独立して設計され得る。第２コイルパターン２１は、第２基板３１よりも低い電気抵抗率及び高い熱伝導率を有する材料で構成されている。第２コイルパターン２１は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、すず（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）合金、ニッケル（Ｎｉ）合金、金（Ａｕ）合金、銀（Ａｇ）合金またはすず（Ｓｎ）合金などの導電性材料で形成されている。

第２コイルパターン２１は、例えば、１μｍ以上５０００μｍ以下の厚さを有する薄い導体層である。第２コイルパターン２１の厚さは、第１コイルパターン２０の厚さと異なってもよい。例えば、電力変換装置１が降圧ＤＣ／ＤＣコンバータである場合、一次側コイル導体１２０に対応する第１コイルパターン２０に流れる第１電流は、二次側コイル導体１２１に対応する第２コイルパターン２１に流れる第２電流よりも少ない。そのため、第１コイルパターン２０の厚さを第２コイルパターン２１の厚さよりも小さくしてもよい。

第２コイルパターン２１は、コア１０の少なくとも一部を囲んでいる。第２コイルパターン２１は、例えば、第１脚部１１ａ、第２脚部１１ｂ及び第３脚部１１ｃの少なくとも１つを囲んでいる。特定的には、第２コイルパターン２１は、例えば、第１脚部１１ａと第２脚部１１ｂとの間の空間及び第２脚部１１ｂと第３脚部１１ｃとの間の空間を通って、コア１０の第２脚部１１ｂを囲んでいる。第２コイルパターン２１がコア１０の少なくとも一部を囲むことは、第２コイルパターン２１が、コア１０の少なくとも一部の周りに半ターン以上巻回されていることを意味する。第２コイルパターン２１の一部は、第１のコア部分１０ａと第２のコア部分１０ｂとの間に位置してもよい。

コア１０の少なくとも一部（例えば、コア１０の第２脚部１１ｂ）に関して、第２コイルパターン２１は、第１コイルパターン２０とは異なる方向に巻回されている。第２コイルパターン２１は、コア１０を介して、第１コイルパターン２０に磁気的に結合している。第２回路基板１６は第１回路基板１５の少なくとも一部を覆っており、第１回路基板１５を機械的に保護している。

図２から図４に示されるように、整流回路４（図１を参照）を構成する第２電子部品４１，４２が、第１回路基板１５及び第２回路基板１６の少なくとも１つの上に搭載されている。特定的には、第２電子部品４１，４２は、第２回路基板１６の第４主面３１ｂ上に搭載されてもよい。第２電子部品４１，４２は、例えば、ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ（図１を参照）である。第２電子部品４１，４２は、第２コイルパターン２１に電気的に接続されている。

放熱部材６０は、コア１０と、第１回路基板１５と、第２回路基板１６とを支持している。放熱部材６０は、第１伝熱部材５０と、第２伝熱部材５１とをさらに支持している。放熱部材６０は、第１回路基板１５に面する表面６０ａを有している。凹部６０ｂが、放熱部材６０の表面６０ａに設けられている。コア１０の一部（第１のコア部分１０ａ）は、凹部６０ｂ内に収容されている。放熱部材６０は、コア１０（第１のコア部分１０ａ）に面接触している。第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１とに電流を流して回路装置１０５を動作させる際、磁気損失に起因するエネルギー損失がコア１０において発生して、コア１０は発熱する。コア１０で発生する熱は、低い熱抵抗で放熱部材６０に伝達され得る。回路装置１０５の動作時におけるコア１０の温度上昇及びコア１０における電力損失が抑制され得る。

コア１０と、第１回路基板１５と、第２回路基板１６とは、ねじ、ビスまたはリベットのような固定部材７０（図２５を参照）によって、放熱部材６０に固定されてもよい。コア１０と、第１回路基板１５と、第２回路基板１６とは、バネ（図示せず）によって放熱部材６０に向けて押圧されることによって、放熱部材６０に固定されてもよい。

放熱部材６０は、例えば、コア１０、第１回路基板１５及び第２回路基板１６を収容する電力変換装置１の筐体の一部を構成している。このため、コア１０と、第１回路基板１５と、第２回路基板１６と、第１伝熱部材５０と、第２伝熱部材５１とを放熱部材６０に固定するだけで、回路装置１０５（トランス１０１）が電力変換装置１に搭載され得る。回路装置１０５を電力変換装置１に搭載する前に回路装置１０５を組み立てておく必要がないため、電力変換装置１の製造コストが削減され得る。さらに、回路装置１０５自体の筐体が不要となるため、回路装置１０５を備えた電力変換装置１が小型化され得る。放熱部材６０は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ)以上の熱伝導率を有している。放熱部材６０は、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ)以上の熱伝導率を有してもよく、１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ)以上の熱伝導率を有してもよい。放熱部材６０は、電気的に接地されてもよい。

放熱部材６０は、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ＳＵＳ３０４のような鉄（Ｆｅ）合金、リン青銅のような銅（Ｃｕ）合金、または、ＡＤＣ１２のようなアルミニウム（Ａｌ）合金のような金属材料で形成されている。放熱部材６０は、熱伝導性フィラーを含有する樹脂材料で形成されてもよい。放熱部材６０に用いられる樹脂材料は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などである。放熱部材６０は、例えば、非磁性の材料で形成されている。放熱部材６０は、切削、ダイキャスト、鍛造、または、金型を用いた成型などの方法によって製造される。

第１伝熱部材５０は、第１回路基板１５と放熱部材６０との間に配置されており、かつ、第１回路基板１５と放熱部材６０とに面接触している。第１回路基板１５と第１伝熱部材５０と放熱部材６０とは、互いに積み重ねられている。第１伝熱部材５０は、第１回路基板１５を、放熱部材６０に、相対的に低い熱抵抗で、熱的に接続している。第１伝熱部材５０は、第１伝熱シートである。第１伝熱部材５０は、電気的絶縁性を有してもよい。電気的絶縁性を有する第１伝熱部材５０は、第１コイルパターン２０に面接触してもよい。第１伝熱部材５０は、コア１０に接触してもよい。

第１伝熱部材５０は、シリコーン、ウレタン、エポキシ、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フェノールもしくはポリイミドなどの樹脂材料、ガラス繊維またはアラミド繊維のような繊維材料、または、酸化アルミニウムもしくは窒化アルミニウムなどのセラミック材料で形成されてもよい。第１伝熱部材５０は、シリコーンゴムシートまたはウレタンゴムシートであってもよい。第１伝熱部材５０は、シリコーンゲル、シリコーングリースまたはシリコーン接着剤で形成されてもよい。

第１伝熱部材５０は、第１基板３０及び第２基板３１よりも高い熱伝導率を有している。第１伝熱部材５０は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有している。第１伝熱部材５０は、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有してもよく、１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有してもよい。第１伝熱部材５０は、弾性を有してもよい。第１回路基板１５を放熱部材６０に向けて押圧することによって、第１伝熱部材５０は、押し潰されてもよい。

第２伝熱部材５１は、第１回路基板１５と第２回路基板１６との間に配置されており、かつ、第１回路基板１５と第２回路基板１６とに面接触している。第１回路基板１５と第２伝熱部材５１と第２回路基板１６とは、互いに積み重ねられている。第２伝熱部材５１は、第２伝熱シートである。第２伝熱部材５１は、第２回路基板１６を、第１回路基板１５に、相対的に低い熱抵抗で、熱的に接続している。第２伝熱部材５１は、電気的絶縁性を有してもよい。電気的絶縁性を有する第２伝熱部材５１は、第１コイルパターン２０及び第２コイルパターン２１の少なくとも１つに面接触してもよい。第２伝熱部材５１は、コア１０に接触してもよい。

第２伝熱部材５１は、シリコーン、ウレタン、エポキシ、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フェノールもしくはポリイミドなどの樹脂材料、ガラス繊維またはアラミド繊維のような繊維材料、または、酸化アルミニウムもしくは窒化アルミニウムなどのセラミック材料で形成されてもよい。第２伝熱部材５１は、シリコーンゴムシートまたはウレタンゴムシートであってもよい。第２伝熱部材５１は、シリコーンゲル、シリコーングリースまたはシリコーン接着剤で形成されてもよい。第２伝熱部材５１は、第１伝熱部材５０と同じ材料で形成されてもよいし、第１伝熱部材５０と異なる材料で形成されてもよい。

第２伝熱部材５１は、第１基板３０及び第２基板３１よりも高い熱伝導率を有している。第２伝熱部材５１は、第１伝熱部材５０と同じ熱伝導率を有してもよいし、第１伝熱部材５０と異なる熱伝導率を有してもよい。第２伝熱部材５１は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有している。第２伝熱部材５１は、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有してもよく、１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有してもよい。第２伝熱部材５１は、弾性を有してもよい。第２回路基板１６を第１回路基板１５に向けて押圧することによって、第２伝熱部材５１は、押し潰されてもよい。

本実施の形態の回路装置１０５及び電力変換装置１の効果を説明する。
本実施の形態の回路装置１０５は、コア１０と、第１回路基板１５と、第２回路基板１６と、放熱部材６０と、第１伝熱部材５０と、第２伝熱部材５１とを備える。第１回路基板１５は、第１基板３０と、第１コイルパターン２０とを含む。第１コイルパターン２０は、コア１０の少なくとも一部を囲んでいる。第２回路基板１６は、第２基板３１と、第２コイルパターン２１とを含む。第２コイルパターン２１は、コア１０の少なくとも一部を囲んでいる。放熱部材６０は、コア１０と、第１回路基板１５と、第２回路基板１６とを支持している。第１伝熱部材５０は、第１回路基板１５と放熱部材６０との間に配置されており、かつ、第１回路基板１５と放熱部材６０とに面接触している。第２伝熱部材５１は、第１回路基板１５と第２回路基板１６との間に配置されており、かつ、第１回路基板１５と第２回路基板１６とに面接触している。

第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１とに電流を流して回路装置１０５を動作させる際、第１コイルパターン２０及び第２コイルパターン２１で熱が発生する。第１コイルパターン２０で発生した熱は、第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。第２コイルパターン２１で発生した熱は、第２伝熱部材５１、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。そのため、回路装置１０５の動作時における回路装置１０５の温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

回路装置１０５の動作時に第１電子部品４０で発生した熱は、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。回路装置１０５の動作時に第２電子部品４１，４２で発生した熱は、第２回路基板１６、第２伝熱部材５１、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。そのため、回路装置１０５の動作時における回路装置１０５の温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

本実施の形態の電力変換装置１は、回路装置１０５と、第１コイルパターン２０に流れる電流を制御するインバータ回路とを備える。第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１とに電流を流して電力変換装置１を動作させる際、第１コイルパターン２０及び第２コイルパターン２１で熱が発生する。第１コイルパターン２０で発生した熱は、第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。第２コイルパターン２１で発生した熱は、第２伝熱部材５１、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。そのため、電力変換装置１の動作時における電力変換装置１の温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

実施の形態２．
図６及び図７を参照して、実施の形態２に係る回路装置１０５ｂを説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｂは、実施の形態１の回路装置１０５と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。

回路装置１０５ｂでは、第１回路基板１５は、コア１０の少なくとも一部（例えば、コア１０の第２脚部１１ｂ）を囲む第３コイルパターン２２を含む。第３コイルパターン２２は、第１基板３０の厚さ方向に第１コイルパターン２０から離間している。第３コイルパターン２２は、第１主面３０ａ上、第２主面３０ｂ上または第１基板３０中に設けられている。第１回路基板１５は、例えば、第１コイルパターン２０が第２主面３０ｂ上に設けられており、かつ、第３コイルパターン２２が第１主面３０ａ上に設けられている両面配線基板である。第２主面３０ｂの平面視において、第３コイルパターン２２は、第１コイルパターン２０と同じ形状を有してもよいし、第１コイルパターン２０と異なる形状を有してもよい。

第３コイルパターン２２は、第１ビア電極２７を通じて、第１コイルパターン２０に電気的に接続されている。第１ビア電極２７は、第１基板３０の厚さ方向に沿って延在している。第１ビア電極２７は、第１主面３０ａから第２主面３０ｂまで延在してもよい。第１ビア電極２７は、第１基板３０の厚さ方向に沿って延在する孔内に導電材料（例えば、金属材料）を充填することによって形成されてもよいし、第１基板３０の厚さ方向に沿って延在する孔の表面上に導電膜（例えば、金属膜）を堆積することによって形成されてもよい。

回路装置１０５ｂでは、第２回路基板１６は、コア１０の少なくとも一部を囲む第４コイルパターン２３を含む。第４コイルパターン２３は、第２基板３１の厚さ方向に第２コイルパターン２１から離間している。第４コイルパターン２３は、第３主面３１ａ上、第４主面３１ｂ上または第２基板３１中に設けられている。第２回路基板１６は、例えば、第２コイルパターン２１が第４主面３１ｂ上に設けられており、かつ、第４コイルパターン２３が第３主面３１ａ上に設けられている両面配線基板である。第４主面３１ｂの平面視において、第４コイルパターン２３は、第２コイルパターン２１と同じ形状を有してもよいし、第２コイルパターン２１と異なる形状を有してもよい。

第４コイルパターン２３は、第２ビア電極２８を通じて、第２コイルパターン２１に電気的に接続されている。第２ビア電極２８は、第２基板３１の厚さ方向に沿って延在している。第２ビア電極２８は、第３主面３１ａから第４主面３１ｂまで延在してもよい。第２ビア電極２８は、第２基板３１の厚さ方向に沿って延在する孔内に導電材料（例えば、金属材料）を充填することによって形成されてもよいし、第２基板３１の厚さ方向に沿って延在する孔の表面上に導電膜（例えば、金属膜）を堆積することによって形成されてもよい。

電気的絶縁性を有する第１伝熱部材５０は、第３コイルパターン２２と放熱部材６０とに面接触してもよい。電気的絶縁性を有する第２伝熱部材５１は、第１コイルパターン２０と第４コイルパターン２３とに面接触してもよい。

回路装置１０５ｂは、第３コイルパターン２２及び第４コイルパターン２３の少なくとも１つを含んでいればよい。第１回路基板１５は、３層以上のコイルパターンを含んでもよい。第２回路基板１６は、３層以上のコイルパターンを含んでもよい。例えば、第１回路基板１５は、第１基板３０の内部に、コイルパターン（図示せず）をさらに含んでもよい。第２回路基板１６は、第２基板３１の内部に、コイルパターン（図示せず）をさらに含んでもよい。

本実施の形態の回路装置１０５ｂは、実施の形態１の回路装置１０５と同様の以下の効果を奏する。

本実施の形態の回路装置１０５ｂでは、第１回路基板１５は、コア１０の少なくとも一部を囲む第３コイルパターン２２を含む。第３コイルパターン２２は、第１基板３０の厚さ方向に第１コイルパターン２０から離間しており、かつ、第１ビア電極２７を通じて、第１コイルパターン２０に電気的に接続されている。

第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１と第３コイルパターン２２とに電流を流して回路装置１０５ｂを動作させる際、第１コイルパターン２０、第２コイルパターン２１及び第３コイルパターン２２で熱が発生する。第１コイルパターン２０及び第３コイルパターン２２で発生した熱は、第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。第２コイルパターン２１で発生した熱は、第２伝熱部材５１、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。第１コイルパターン２０で発生した熱は第３コイルパターン２２に伝達されるため、第１コイルパターン２０が過熱することが抑制され得る。そのため、回路装置１０５ｂの動作時における回路装置１０５ｂの温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

本実施の形態の回路装置１０５ｂでは、第２回路基板１６は、コア１０の少なくとも一部を囲む第４コイルパターン２３を含む。第４コイルパターン２３は、第２基板３１の厚さ方向に第２コイルパターン２１から離間しており、かつ、第２ビア電極２８を通じて、第２コイルパターン２１に電気的に接続されている。

第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１と第４コイルパターン２３とに電流を流して回路装置１０５ｂを動作させる際、第１コイルパターン２０、第２コイルパターン２１及び第４コイルパターン２３で熱が発生する。第１コイルパターン２０で発生した熱は、第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。第２コイルパターン２１及び第４コイルパターン２３で発生した熱は、第２伝熱部材５１、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。第２コイルパターン２１で発生した熱は第４コイルパターン２３に伝達されるため、第２コイルパターン２１が過熱することが抑制され得る。そのため、回路装置１０５ｂの動作時における回路装置１０５ｂの温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

実施の形態３．
図８から図１１を参照して、実施の形態３に係る回路装置を説明する。本実施の形態の回路装置は、実施の形態２の回路装置１０５ｂと同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。

本実施の形態では、第１回路基板１５における第１発熱量が第２回路基板１６における第２発熱量よりも大きい。本明細書において、第１回路基板１５における第１発熱量は、第１回路基板１５に形成されている全てのコイルパターン（例えば、第１コイルパターン２０及び第３コイルパターン２２）で発生する熱量を意味する。第２回路基板１６における第２発熱量は、第２回路基板１６に形成されている全てのコイルパターン（例えば、第２コイルパターン２１及び第４コイルパターン２３）で発生する熱量を意味する。第１回路基板１５における第１発熱量が第２回路基板１６における第２発熱量よりも大きくなるように、第１コイルパターン２０から第４コイルパターン２３は設計されている。第１回路基板１５は第２回路基板１６よりも、発熱量が多くかつ、放熱部材６０の近くに配置されている。そのため、本実施の形態の回路装置の温度上昇を低減することができる。

回路装置及び電力変換装置の仕様により、一次側コイル導体１２０および二次側コイル導体１２１の巻数比が定められる。巻数比から、一次側コイル導体１２０に印加される電圧と二次側コイル導体１２１に印加される電圧との間の比と、一次側コイル導体１２０に流れる電流と二次側コイル導体１２１に流れる電流との間の比とが定められる。巻数比から、第１回路基板１５及び第２回路基板１６に形成されるコイルパターンの形状及び層数が定められる。すなわち、巻数比から、第１回路基板１５及び第２回路基板１６に形成されるコイルパターンの長さが定められる。第１回路基板１５における第１発熱量が第２回路基板１６における第２発熱量よりも大きくなるように、第１回路基板１５及び第２回路基板１６に形成されるコイルパターンの幅、厚さまたは電気抵抗率の少なくとも一つが定められる。

以下、第１回路基板１５に一次側コイル導体１２０が形成されており、かつ、第２回路基板１６に二次側コイル導体１２１が形成されている場合を検討する。図８及び図９に示されるように、第１コイルパターン２０及び第３コイルパターン２２は、各々、コア１０の第２脚部１１ｂの周りに７／８ターン巻回されている。第１コイルパターン２０及び第３コイルパターン２２は、第１ビア電極２７によって、互いに電気的に直列に接続されている。第１コイルパターン２０及び第３コイルパターン２２は、全体として、コア１０の第２脚部１１ｂの周りに二ターン巻回されている。すなわち、一次側コイル導体１２０は、二ターンの一つの直列導体である。

図１０及び図１１に示されるように、第２コイルパターン２１及び第４コイルパターン２３は、各々、コア１０の第２脚部１１ｂの周りに一ターン巻回されている。第２コイルパターン２１及び第４コイルパターン２３は、第２ビア電極２８及び第３ビア電極２８ａによって、互いに電気的に並列に接続されている。すなわち、二次側コイル導体１２１は、一ターンの二並列導体である。一次側コイル導体１２０と二次側コイル導体１２１との間の巻数比は２：１である。

一次側コイル導体１２０に印加される第１電圧（Ｖ）をＶ₁、一次側コイル導体１２０に流れる第１電流（Ａ）をＩ₁、一次側コイル導体１２０の第１抵抗値（Ω）をＲ₁とすると、一次側コイル導体１２０の発熱量Ｗ₁（Ｗ）は、式（１）で与えられる。

Ｗ₁＝Ｉ₁×Ｖ₁＝Ｉ₁ ²×Ｒ₁ （１）
二次側コイル導体１２１に印加される第２電圧（Ｖ）をＶ₂、二次側コイル導体１２１に流れる第２電流（Ａ）をＩ₂、二次側コイル導体１２１の第２抵抗値（Ω）をＲ₂とすると、二次側コイル導体１２１の発熱量Ｗ₂（Ｗ）は、式（２）で与えられる。

Ｗ₂＝Ｉ₂×Ｖ₂＝Ｉ₂ ²×Ｒ₂ （２）
第１コイルパターン２０は、ｂ₁（ｍ）の幅と、Ｌ₁（ｍ）の長さと、ｔ₁（ｍ）の厚さと、ρ₁（Ω・ｍ）の電気抵抗率とを有している。第２コイルパターン２１は、ｂ₂（ｍ）の幅と、Ｌ₂（ｍ）の長さと、ｔ₂（ｍ）の厚さと、ρ₂（Ω・ｍ）の電気抵抗率とを有している。第３コイルパターン２２は、ｂ₃（ｍ）の幅と、Ｌ₃（ｍ）の長さと、ｔ₃（ｍ）の厚さと、ρ₃（Ω・ｍ）の電気抵抗率とを有している。第４コイルパターン２３は、ｂ₄（ｍ）の幅と、Ｌ₄（ｍ）の長さと、ｔ₄（ｍ）の厚さと、ρ₄（Ω・ｍ）の電気抵抗率とを有している。一次側コイル導体１２０の第１抵抗値Ｒ₁は式（３）で与えられる。二次側コイル導体１２１の第２抵抗値Ｒ₂は式（４）で与えられる。

一次側コイル導体１２０と二次側コイル導体１２１との間の巻数比は２：１であるため、Ｖ₁：Ｖ₂＝２：１、かつ、Ｉ₁：Ｉ₂＝１：２となる。ここで、ρ₁～ρ₄は互いに等しく、ｂ₁～ｂ₄は互いに等しく、Ｌ₁～Ｌ₄は互いに等しく、ｔ₁とｔ₃とは互いに等しく、ｔ₂とｔ₄とは互いに等しい場合、二次側コイル導体１２１の発熱量Ｗ₂に対する一次側コイル導体１２０の発熱量Ｗ₁の比は式（５）で与えられる。Ｗ₁／Ｗ₂が１より大きくなるように、第１コイルパターン２０の厚さｔ₁と第２コイルパターン２１の厚さｔ₂とが定められる。

Ｗ₁／Ｗ₂＝ｔ₂／２ｔ₁ （５）
また、ｔ₁とｔ₃とが互いに異なり、かつ、ｔ₂とｔ₄とが互いに異なる場合についても、Ｗ₁／Ｗ₂が１より大きくなるように、第１コイルパターン２０の厚さｔ₁と第２コイルパターン２１の厚さｔ₂と第３コイルパターン２２の厚さｔ₃と第４コイルパターン２３の厚さｔ₄とが定められる。なお、二次側コイル導体１２１の発熱量Ｗ₂が一次側コイル導体１２０の発熱量Ｗ₁よりも大きい場合には、二次側コイル導体１２１は第１回路基板１５が形成され、かつ、一次側コイル導体１２０は第２回路基板１６に形成される。

第１回路基板１５は、３層以上のコイルパターンを含んでもよい。第２回路基板１６は、３層以上のコイルパターンを含んでもよい。例えば、第１回路基板１５は、第１基板３０の内部に、コイルパターン（図示せず）をさらに含んでもよい。第２回路基板１６は、第２基板３１の内部に、コイルパターン（図示せず）をさらに含んでもよい。

実施の形態４．
図１２から図１４を参照して、実施の形態４に係る回路装置１０５ｃを説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｃは、実施の形態１の回路装置１０５と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。

回路装置１０５ｃでは、第１回路基板１５は、第１基板３０を貫通する伝熱ビア２９を含む。伝熱ビア２９は、第１伝熱部材５０と第２伝熱部材５１とに接触している。伝熱ビア２９は、第１基板３０の厚さ方向に沿って延在しており、第１主面３０ａから第２主面３０ｂまで延在している。伝熱ビア２９は、第１主面３０ａから第２主面３０ｂまで延在する孔内に熱伝導材料（例えば、金属材料）を充填することによって形成されてもよいし、第１主面３０ａから第２主面３０ｂまで延在する孔の表面上に熱伝導膜（例えば、金属膜）を堆積することによって形成されてもよい。伝熱ビア２９は、第１基板３０より高い熱伝導率を有している。

第１回路基板１５は、第１主面３０ａ上に設けられた第３コイルパターン２２をさらに含んでもよい。第１回路基板１５は、第１主面３０ａ上に設けられた第１導電パターン２６ａをさらに含んでもよい。第１導電パターン２６ａは、第３コイルパターン２２と同じ材料で形成されている。第１導電パターン２６ａは、コイルパターン（例えば、第１コイルパターン２０、第２コイルパターン２１及び第３コイルパターン２２）から電気的に絶縁されてもよい。

第１回路基板１５は、第２主面３０ｂ上に設けられた第２導電パターン２６ｂをさらに含んでもよい。第２導電パターン２６ｂは、第１コイルパターン２０と同じ材料で形成されている。第２導電パターン２６ｂは、コイルパターン（例えば、第１コイルパターン２０、第２コイルパターン２１及び第３コイルパターン２２）から電気的に絶縁されてもよい。伝熱ビア２９は、第１導電パターン２６ａと第２導電パターン２６ｂとに接触してもよい。伝熱ビア２９は、第２導電パターン２６ｂを第１導電パターン２６ａに電気的に接続する第３ビア電極として機能してもよい。

本実施の形態の回路装置１０５ｃは、実施の形態１の回路装置１０５と同様の以下の効果を奏する。

本実施の形態の回路装置１０５ｃでは、第１回路基板１５は、第１基板３０を貫通する伝熱ビア２９を含む。伝熱ビア２９は、第１伝熱部材５０と第２伝熱部材５１とに接触している。第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１と第３コイルパターン２２とに電流を流して回路装置１０５ｃを動作させる際、第１コイルパターン２０、第２コイルパターン２１及び第３コイルパターン２２で熱が発生する。第１コイルパターン２０及び第３コイルパターン２２で発生した熱は、第１伝熱部材５０を介して、相対的に低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。第２コイルパターン２１で発生した熱は、第２伝熱部材５１、伝熱ビア２９及び第１伝熱部材５０を介して、より低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。そのため、回路装置１０５ｃの動作時における回路装置１０５ｃの温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

実施の形態５．
図１５を参照して、実施の形態５に係る回路装置１０５ｄを説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｄは、実施の形態１の回路装置１０５と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。

放熱部材６０は、表面６０ａから第２回路基板１６に向けて突出する第１突出部６２を含む。第１突出部６２は、第１突出部６２を除く放熱部材６０の部分とは別部材であってもよい。第１突出部６２は、放熱部材６０と異なる材料で構成されてもよい。

回路装置１０５ｄは、第３伝熱部材５２をさらに備える。第３伝熱部材５２は、第２回路基板１６と第１突出部６２との間に配置されており、かつ、第２回路基板１６と第１突出部６２とに面接触している。第２回路基板１６と第３伝熱部材５２と第１突出部６２とは、互いに積み重ねられている。第３伝熱部材５２は、第２回路基板１６を第１突出部６２に熱的に接続している。第３伝熱部材５２は、第３伝熱シートである。第３伝熱部材５２は、電気的絶縁性を有してもよい。

第３伝熱部材５２は、シリコーンもしくはウレタンなどのゴム材、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、エポキシ、フェノールもしくはポリイミドなどの樹脂材料材、または、酸化アルミニウムもしくは窒化アルミニウムなどのセラミック材料で形成されてもよい。第３伝熱部材５２は、シリコーンゲル、シリコーングリースまたはシリコーン接着剤で形成されていてもよい。

第３伝熱部材５２は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有している。第１伝熱部材５０は、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有してもよく、１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有してもよい。第３伝熱部材５２は、弾性を有してもよい。第２回路基板１６を放熱部材６０に向けて押圧することによって、第３伝熱部材５２は、押し潰されてもよい。

本実施の形態の回路装置１０５ｄは、実施の形態１の回路装置１０５の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の回路装置１０５ｄは、第３伝熱部材５２をさらに備える。放熱部材６０は、第１回路基板１５に面する表面６０ａと、表面６０ａから第２回路基板１６に向けて突出する第１突出部６２とを含む。第３伝熱部材５２は、第２回路基板１６と第１突出部６２との間に配置されており、かつ、第２回路基板１６と第１突出部６２とに面接触している。

第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１とに電流を流して回路装置１０５ｄを動作させる際に第２コイルパターン２１で発生した熱は、第２伝熱部材５１、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０とを含む第１の放熱経路と、第３伝熱部材５２を含む第２の放熱経路とを通じて、より低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。そのため、回路装置１０５ｄの動作時における回路装置１０５ｄの温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

第２回路基板１６は、第３伝熱部材５２を介して第１突出部６２によって支持されている。そのため、回路装置１０５ｄに印加される振動または衝撃によって、第２回路基板１６が変形すること及び機械的に損傷を受けることが抑制され得る。

実施の形態６．
図１６から図１８を参照して、実施の形態６に係る回路装置１０５ｅを説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｅは、実施の形態１の回路装置１０５と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。

放熱部材６０は、表面６０ａから第２回路基板１６に向けて突出する第１突出部６２とを含む。第１突出部６２は、第１突出部６２を除く放熱部材６０の部分とは別部材であってもよい。第１突出部６２は、放熱部材６０の当該部分と異なる材料で構成されてもよい。

コア１０の一部（例えば、コア１０の第２脚部１１ｂ）及び第１突出部６２は、第１貫通孔３０ｈに挿入されている。コア１０の一部（例えば、コア１０の第２脚部１１ｂ）は、第２貫通孔３１ｈに挿入されているが、第１突出部６２は、第２貫通孔３１ｈに挿入されていない。第１突出部６２は、第１回路基板１５（第１基板３０）を貫通しているが、第２回路基板１６（第１基板３０）を貫通していない。

第２伝熱部材５１は、第２回路基板１６と第１突出部６２との間に配置されており、かつ、第２回路基板１６と第１突出部６２とに面接触している。第２回路基板１６と第２伝熱部材５１と第１突出部６２とは、互いに積み重ねられている。第２伝熱部材５１は、第２回路基板１６を第１突出部６２に熱的に接続している。放熱部材６０の表面６０ａの平面視において、第１突出部６２は、第２コイルパターン２１の一部に重なってもよい。

本実施の形態の回路装置１０５ｅは、実施の形態１の回路装置１０５の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の回路装置１０５ｅでは、放熱部材６０は、第１回路基板１５に面する表面６０ａと、表面６０ａから第２回路基板１６に向けて突出する第１突出部６２とを含む。第２伝熱部材５１は、第２回路基板１６と第１突出部６２との間に配置されており、かつ、第２回路基板１６と第１突出部６２とに面接触している。第１基板３０に第１貫通孔３０ｈが設けられている。コア１０の一部（コア１０の第２脚部１１ｂ）及び第１突出部６２は、第１貫通孔３０ｈに挿入されている。

第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１とに電流を流して回路装置１０５ｅを動作させる際に第２コイルパターン２１で発生した熱は、第２伝熱部材５１、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０とを含む第１の放熱経路と、第２伝熱部材５１及び第１突出部６２を含む第２の放熱経路とを通じて、より低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。そのため、回路装置１０５ｅの動作時における回路装置１０５ｅの温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

第２回路基板１６は、第２伝熱部材５１を介して第１突出部６２によって支持されている。そのため、回路装置１０５ｅに印加される振動または衝撃によって、第２回路基板１６が変形すること及び機械的に損傷を受けることが抑制され得る。

コア１０の一部（コア１０の第２脚部１１ｂ）及び第１突出部６２は、第１貫通孔３０ｈに挿入されている。そのため、第１回路基板１５及びコア１０は、放熱部材６０に対して位置合わせされ得る。回路装置１０５ｅに印加される振動または衝撃によって、第１回路基板１５及びコア１０が、放熱部材６０に対して、放熱部材６０の表面６０ａに沿う方向に変位することが防止され得る。

本実施の形態の回路装置１０５ｅでは、放熱部材６０の表面６０ａの平面視において、第１突出部６２は、第２コイルパターン２１の一部に重なってもよい。そのため、第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１とに電流を流して回路装置１０５ｅを動作させる際に第２コイルパターン２１で発生した熱は、第２伝熱部材５１及び第１突出部６２を含む第２の放熱経路を通じて、より低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。回路装置１０５ｅの動作時における回路装置１０５ｅの温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

実施の形態７．
図１９から図２１を参照して、実施の形態７に係る回路装置１０５ｆを説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｆは、実施の形態６の回路装置１０５ｅと同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。

放熱部材６０は、表面６０ａから第２回路基板１６に向けて突出する第２突出部６３をさらに含む。第２突出部６３は、第１突出部６２及び第２突出部６３を除く放熱部材６０の部分とは別部材であってもよい。第２突出部６３は、放熱部材６０の当該部分と異なる材料で構成されてもよい。

コア１０の一部（例えば、コア１０の第２脚部１１ｂ）、第２突出部６３は、第１貫通孔３０ｈに挿入されている。コア１０の一部（例えば、コア１０の第２脚部１１ｂ）は、第２貫通孔３１ｈに挿入されているが、第２突出部６３は、第２貫通孔３１ｈに挿入されていない。第２突出部６３は、第１回路基板１５（第１基板３０）を貫通しているが、第２回路基板１６（第２基板３１）を貫通していない。コア１０の一部（例えば、コア１０の第２脚部１１ｂ）は、第１突出部６２と第２突出部６３との間に配置されている。

第２伝熱部材５１は、第２回路基板１６と第２突出部６３との間に配置されており、かつ、第２回路基板１６と第２突出部６３とに面接触している。第２回路基板１６と第２伝熱部材５１と第２突出部６３とは、互いに積み重ねられている。第２伝熱部材５１は、第２回路基板１６を第２突出部６３に熱的に接続している。

本実施の形態の回路装置１０５ｆは、実施の形態６の回路装置１０５ｅの効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の回路装置１０５ｆでは、放熱部材６０は、表面６０ａから第２回路基板１６に向けて突出する第２突出部６３をさらに含む。第２伝熱部材５１は、第２回路基板１６と第２突出部６３との間に配置されており、かつ、第２回路基板１６と第２突出部６３とに面接触している。第１基板３０に第１貫通孔３０ｈが設けられている。コア１０の一部（コア１０の第２脚部１１ｂ）、第１突出部６２及び第２突出部６３は、第１貫通孔３０ｈに挿入されている。

第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１とに電流を流して回路装置１０５ｆを動作させる際に第２コイルパターン２１で発生した熱は、第２伝熱部材５１、第１回路基板１５及び第１伝熱部材５０とを含む第１の放熱経路と、第２伝熱部材５１及び第１突出部６２を含む第２の放熱経路と、第２伝熱部材５１及び第２突出部６３を含む第３の放熱経路とを通じて、より低い熱抵抗で、放熱部材６０に伝達される。そのため、回路装置１０５ｆの動作時における回路装置１０５ｆの温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

第２回路基板１６は、第２伝熱部材５１を介して第１突出部６２及び第２突出部６３によって支持されている。そのため、回路装置１０５ｆに印加される振動または衝撃によって、第２回路基板１６が変形すること及び機械的に損傷を受けることが抑制され得る。

コア１０の一部（コア１０の第２脚部１１ｂ）、第１突出部６２及び第２突出部６３は、第１貫通孔３０ｈに挿入されている。そのため、第１回路基板１５及びコア１０は、放熱部材６０に対して位置合わせされ得る。回路装置１０５ｆに印加される振動または衝撃によって、第１回路基板１５及びコア１０が、放熱部材６０に対して、放熱部材６０の表面６０ａに沿う方向に変位することが防止され得る。

実施の形態８．
図２２を参照して、実施の形態８に係る回路装置１０５ｇを説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｇは、実施の形態１の回路装置１０５と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。

回路装置１０５ｇでは、第２伝熱部材５１は、複数の伝熱部分層（例えば、第１伝熱部分層５７及び第２伝熱部分層５８）によって構成されている。複数の伝熱部分層は、互いに積層されている。例えば、第２伝熱部材５１は、第１伝熱部分層５７及び第２伝熱部分層５８を積層することによって形成されている。第１伝熱部分層５７は、第１回路基板１５に面接触している。第２伝熱部分層５８は、第２回路基板１６に面接触している。複数の伝熱部分層（例えば、第１伝熱部分層５７及び第２伝熱部分層５８）は、各々、電気的絶縁性を有している。複数の伝熱部分層は、互いに同じ厚さを有してもよいし、互いに異なる厚さを有してもよい。複数の伝熱部分層は、互いに同じ材料で構成されてもよいし、互いに異なる材料で構成されてもよい。

第２コイルパターン２１は、第３主面３１ａ上に設けられている。電気的絶縁性を有する第２伝熱部材５１は、第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１とに面接触している。

本実施の形態の回路装置１０５ｇの効果は、実施の形態１の回路装置１０５の効果に加えて、以下の効果を奏する。本実施の形態の回路装置１０５ｇでは、第２伝熱部材５１は、複数の伝熱部分層によって構成されている。複数の伝熱部分層は、互いに積層されている。複数の伝熱部分層は、各々、電気的絶縁性を有している。そのため、仮に、複数の伝熱部分層の一部の層がボイドを含み、回路装置１０５ｇの動作時に複数の伝熱部分層の当該一部の層が絶縁破壊しても、複数の伝熱部分層の残りの層が、第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１との間の電気的絶縁を確保することができる。回路装置１０５ｇの動作時に、ボイドに起因して第１コイルパターン２０と第２コイルパターン２１との間に放電（例えば、部分放電またはコロナ放電）が発生することが抑制され得る。第２コイルパターン２１は、第１コイルパターン２０からより確実に電気的に絶縁され得る。

実施の形態９．
図２３及び図２４を参照して、実施の形態９に係る回路装置１０５ｈを説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｈは、実施の形態８の回路装置１０５ｇと同様の構成を備え、実施の形態８の回路装置１０５ｇと同様の効果を奏するが、主に以下の点で異なる。

本実施の形態の回路装置１０５ｈでは、第２伝熱部材５１は、第１伝熱部分層５７と、第２伝熱部分層５８と、第３伝熱部分層５９とを含む。第１伝熱部分層５７と第２伝熱部分層５８と第３伝熱部分層５９とは、互いに積層されている。第１伝熱部分層５７は、電気的絶縁性を有し、かつ、第１回路基板１５に面接触している。第２伝熱部分層５８は、電気的絶縁性を有し、かつ、第２回路基板１６に面接触している。第３伝熱部分層５９は、第１伝熱部分層５７と第２伝熱部分層５８との間に配置されている。第３伝熱部分層５９は、第１伝熱部分層５７及び第２伝熱部分層５８よりも高い熱伝導率を有している。第３伝熱部分層５９は、例えば、１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有している。

第３伝熱部分層５９は、導電性を有してもよいし、電気的絶縁性を有してもよい。第３伝熱部分層５９は、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、すず（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）合金、ニッケル（Ｎｉ）合金、金（Ａｕ）合金、銀（Ａｇ）合金、すず（Ｓｎ）合金、鉄（Ｆｅ）合金などの金属材料によって形成されている。第３伝熱部分層５９は、グラファイトやセラミックスなどの非金属材料によって形成されてもよい。第３伝熱部分層５９は、第１伝熱部分層５７によって、第１コイルパターン２０から電気的に絶縁されている。第３伝熱部分層５９は、第２伝熱部分層５８によって、第２コイルパターン２１から電気的に絶縁されている。第３伝熱部分層５９は、第１コイルパターン２０及び第２コイルパターン２１に磁気的に結合していない。そのため、回路装置１０５ｈの動作時に、第３伝熱部分層５９は発熱しない。

本実施の形態に係る回路装置１０５ｈの効果を説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｈは、実施の形態８の回路装置１０５ｇの効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の回路装置１０５ｈでは、第２伝熱部材５１は、第１伝熱部分層５７と、第２伝熱部分層５８と、第３伝熱部分層５９とを含む。第１伝熱部分層５７と第２伝熱部分層５８と第３伝熱部分層５９とは、互いに積層されている。第１伝熱部分層５７は、電気的絶縁性を有し、かつ、第１回路基板１５に面接触している。第２伝熱部分層５８は、電気的絶縁性を有し、かつ、第２回路基板１６に面接触している。第３伝熱部分層５９は、第１伝熱部分層５７と第２伝熱部分層５８との間に配置されており、かつ、第１伝熱部分層５７及び第２伝熱部分層５８よりも高い熱伝導率を有している。そのため、第３伝熱部分層５９は、第１コイルパターン２０及び第２コイルパターン２１で発生した熱を、第３伝熱部分層５９が延在する方向（放熱部材６０の表面６０ａに沿う方向）に拡げる。回路装置１０５ｈの動作時に、回路装置１０５ｈが局所的に過熱することが防止され得る。回路装置１０５ｈの動作時における回路装置１０５ｈの温度上昇及び電力損失が抑制され得る。

実施の形態１０．
図２５及び図２６を参照して、実施の形態１０に係る回路装置１０５ｉを説明する。本実施の形態の回路装置１０５ｉは、実施の形態１の回路装置１０５と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。

回路装置１０５ｉでは、第２回路基板１６の第２厚さｄ₂は、第１回路基板１５の第１厚さｄ₁よりも大きい。第１回路基板１５において第１コイルパターン２０が第１主面３０ａ上または第２主面３０ｂ上に形成されている場合には、第１回路基板１５の第１厚さｄ₁は、第１基板３０の厚さと第１コイルパターン２０の厚さとの和として定義される。第１回路基板１５において第１コイルパターン２０が第１基板３０中に形成されている場合には、第１回路基板１５の第１厚さｄ₁は、第１基板３０の厚さとして定義される。

第２回路基板１６において第２コイルパターン２１が第３主面３１ａ上または第４主面３１ｂ上に形成されている場合には、第２回路基板１６の第２厚さｄ₂は、第２基板３１の厚さと第２コイルパターン２１の厚さとの和として定義される。第２回路基板１６において第２コイルパターン２１が第２基板３１中に形成されている場合には、第２回路基板１６の第２厚さｄ₂は、第２基板３１の厚さとして定義される。第１回路基板１５及び第２回路基板１６は、ねじ、ビスまたはリベットのような固定部材７０を用いて、放熱部材６０に固定されている。

本実施の形態の回路装置１０５ｉは、実施の形態１の回路装置１０５の効果に加えて、以下の効果を奏する。実施の形態の回路装置１０５ｉでは、第２回路基板１６の第２厚さｄ₂は、第１回路基板１５の第１厚さｄ₁よりも大きい。そのため、第２回路基板１６は、第１回路基板１５よりも大きな剛性を有している。回路装置１０５ｉに印加される振動または衝撃によって、回路装置１０５ｉが機械的に損傷を受けることが防止され得る。

実施の形態１１．
図２７を参照して、実施の形態１１に係る回路装置及び電力変換装置を説明する。本実施の形態の回路装置及び電力変換装置は、実施の形態１の回路装置１０５及び電力変換装置１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。

本実施の形態の回路装置及び電力変換装置では、インバータ回路２（図１を参照）を構成する第１電子部品４０，４３を制御する制御回路６が、第１回路基板１５及び第２回路基板１６の少なくとも１つの上に配置されている。例えば、制御回路６は、第１回路基板１５（特定的には、第２主面３０ｂ）上に配置されている。

第１回路基板１５及び第２回路基板１６の少なくとも１つは、第３導電パターン２５を含む。第３導電パターン２５は、制御回路６を、第１電子部品４０，４３に電気的に接続している、例えば、第１回路基板１５は、第１基板３０（特定的には、第２主面３０ｂ）上に設けられている第３導電パターン２５を含む。第３導電パターン２５に流れる電流は、第１コイルパターン２０及び第２コイルパターン２１に流れる電流よりも小さい。そのため、第３導電パターン２５の厚さは、第１コイルパターン２０の厚さよりも小さくてもよい。第３導電パターン２５の厚さは、第２コイルパターン２１の厚さよりも小さくてもよい。

本実施の形態の回路装置及び電力変換装置は、実施の形態１の効果に加えて、以下の効果を奏する。本実施の形態の回路装置及び電力変換装置１では、第１電子部品４０，４３を制御する制御回路６が、第１回路基板１５及び第２回路基板１６の少なくとも１つの上に搭載されている。第１回路基板１５及び第２回路基板１６の少なくとも１つは、第３導電パターン２５を含む。第３導電パターン２５は、制御回路６を、第１電子部品４０，４３に電気的に接続している。

そのため、制御回路６と第１電子部品４０，４３とを電気的に接続するためのケーブル及びコネクタが省略されて、回路装置及び電力変換装置は小型化され得る。さらに、制御回路６と第１電子部品４０，４３とを接続する第３導電パターン２５の長さを短くすることができるため、第１電子部品４０，４３への電磁ノイズの影響が低減され得る。

今回開示された実施の形態１－１１はすべ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。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１－１１の少なくとも２つを組み合わせてもよい。例えば、電力変換装置１は、実施の形態１－１１の回路装置１０５，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆ，１０５ｇ，１０５ｈ，１０５ｉのいずれかを備えている。本発明の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１ 電力変換装置、２ インバータ回路、３ トランス回路、４ 整流回路、５ 平滑回路、６ 制御回路、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ スイッチング素子、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ ダイオード、９ａ，９ｂ コンデンサ、１０ コア、１０ａ 第１のコア部分、１０ｂ 第２のコア部分、１１ａ 第１脚部、１１ｂ 第２脚部、１１ｃ 第３脚部、１５ 第１回路基板、１６ 第２回路基板、２０ 第１コイルパターン、２１ 第２コイルパターン、２２ 第３コイルパターン、２３ 第４コイルパターン、２５ 第３導電パターン、２６ａ 第１導電パターン、２６ｂ 第２導電パターン、２７ 第１ビア電極、２８ 第２ビア電極、２８ａ 第３ビア電極、２９ 伝熱ビア、３０ 第１基板、３０ａ 第１主面、３０ｂ 第２主面、３０ｈ 第１貫通孔、３１ 第２基板、３１ａ 第３主面、３１ｂ 第４主面、３１ｈ 第２貫通孔、４０，４３ 第１電子部品、４１，４２ 第２電子部品、５０ 第１伝熱部材、５１ 第２伝熱部材、５２ 第３伝熱部材、５７ 第１伝熱部分層、５８ 第２伝熱部分層、５９ 第３伝熱部分層、６０ 放熱部材、６０ａ 表面、６０ｂ 凹部、６２ 第１突出部、６３ 第２突出部、７０ 固定部材、１００，１０２，１０３ コイル装置、１０１ トランス、１０５，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆ，１０５ｇ，１０５ｈ，１０５ｉ 回路装置、１１０ 入力端子、１１１ 出力端子、１２０ 一次側コイル導体、１２１ 二次側コイル導体。

Claims (14)

1. トランスであって、前記トランスは、
   コアと、
   第１基板と第１コイルパターンとを含む第１回路基板とを備え、前記第１コイルパターンは、前記トランスの一次側コイル導体であり、かつ、前記コアの少なくとも一部を囲んでおり、
   第２基板と第２コイルパターンとを含む第２回路基板を備え、前記第２コイルパターンは、前記トランス二次側コイル導体であり、かつ、前記コアの少なくとも一部を囲んでおり、
   前記コアと、前記第１回路基板と、前記第２回路基板とを支持する放熱部材と、
   前記第１回路基板と前記放熱部材との間に配置されており、かつ、前記第１回路基板と前記放熱部材とに面接触している第１伝熱部材と、
   前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に配置されており、かつ、前記第１回路基板と前記第２回路基板とに面接触している第２伝熱部材とを備え、
   前記第１コイルパターンと前記第２コイルパターンとは、互いに電気的に絶縁されている、トランス。
2. 前記第１回路基板は、前記コアの少なくとも一部を囲む第３コイルパターンを含み、
   前記第３コイルパターンは、前記第１基板の厚さ方向に前記第１コイルパターンから離間しており、かつ、第１ビア電極を通じて、前記第１コイルパターンに電気的に接続されている、請求項１に記載のトランス。
3. 前記第２回路基板は、前記コアの少なくとも一部を囲む第４コイルパターンを含み、
   前記第４コイルパターンは、前記第２基板の厚さ方向に前記第２コイルパターンから離間しており、かつ、第２ビア電極を通じて、前記第２コイルパターンに電気的に接続されている、請求項１または請求項２に記載のトランス。
4. 前記第１回路基板は、前記第１基板を貫通する伝熱ビアを含み、
   前記伝熱ビアは、前記第１伝熱部材と前記第２伝熱部材とに接触している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトランス。
5. 第３伝熱部材をさらに備え、
   前記放熱部材は、前記第１回路基板に面する表面と、前記表面から前記第２回路基板に向けて突出する突出部とを含み、
   前記第３伝熱部材は、前記第２回路基板と前記突出部との間に配置されており、かつ、前記第２回路基板と前記突出部とに面接触している、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトランス。
6. 前記放熱部材は、前記第１回路基板に面する表面と、前記表面から前記第２回路基板に向けて突出する突出部とを含み、
   前記第２伝熱部材は、前記第２回路基板と前記突出部との間に配置されており、かつ、前記第２回路基板と前記突出部とに面接触しており、
   前記第１基板に貫通孔が設けられており、
   前記コアの一部及び前記突出部は、前記貫通孔に挿入されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトランス。
7. 前記表面の平面視において、前記突出部は、前記第２コイルパターンの一部に重なっている、請求項６に記載のトランス。
8. 前記第１回路基板における第１発熱量は、前記第２回路基板における第２発熱量よりも大きい、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のトランス。
9. 前記第２伝熱部材は、複数の伝熱部分層によって構成されており、
   前記複数の伝熱部分層は、互いに積層されており、
   前記複数の伝熱部分層は、各々、電気的絶縁性を有している、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のトランス。
10. 前記第２伝熱部材は、第１伝熱部分層と、第２伝熱部分層と、第３伝熱部分層とを含み、
    前記第１伝熱部分層と前記第２伝熱部分層と前記第３伝熱部分層とは、互いに積層されており、
    前記第１伝熱部分層は、電気的絶縁性を有し、かつ、前記第１回路基板に面接触しており、
    前記第２伝熱部分層は、電気的絶縁性を有し、かつ、前記第２回路基板に面接触しており、
    前記第３伝熱部分層は、前記第１伝熱部分層と前記第２伝熱部分層との間に配置されており、かつ、前記第１伝熱部分層及び前記第２伝熱部分層よりも高い熱伝導率を有している、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のトランス。
11. 前記第２回路基板の第２厚さは、前記第１回路基板の第１厚さよりも大きい、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のトランス。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の前記トランスと、
    前記第１コイルパターンに流れる電流を制御するインバータ回路とを備える、電力変換装置。
13. 前記インバータ回路を構成する電子部品が、前記第１回路基板及び前記第２回路基板の少なくとも１つの上に搭載されている、請求項１２に記載の電力変換装置。
14. 前記電子部品を制御する制御回路が、前記第１回路基板及び前記第２回路基板の少なくとも１つの上に搭載されており、
    前記第１回路基板及び前記第２回路基板の前記少なくとも１つは導電パターンを含み、前記導電パターンは、前記制御回路を前記電子部品に電気的に接続している、請求項１３に記載の電力変換装置。
    

Images