JP2782212B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、基板上に複数の電子部品が搭載されて構成
されるスイッチング電源装置に関する。

（従来の技術） この種のスイッチング電源装置としては、例えば、第
７図に示すような内部構成を備えるものがある。

図において、符号101は長方形状のプリント基板であ
り、プリント基板101上には、コンデンサ102とチョーク
コイル103とからなるノイズフィルター回路104と、ダイ
オード105とコンデンサ106とからなる入力側整流平滑回
路107と、トランス108と、ダイオード109とコンデンサ1
10とからなる出力側整流平滑回路111と、パワートラン
ジスタ112とその駆動回路113とからなるスイッチ回路11
4と、フォトカプラ115や抵抗素子116等からなる検出回
路117が設けられ、側部には入出力端子部120が設けられ
ている。

第８部はその回路構成を示すもので、入出力端子部12
0の入力側から入力された交流電圧は、ノイズフィルタ
ー回路104を通り入力側整流平滑回路107で直流電圧とさ
れてトランス108の１次側に与えられ、トランス108はス
イッチ回路114からの信号によりON/OFFされることによ
り交流電圧を２次側へ送出し、この交流電圧は出力側整
流平滑回路111で再び直流電圧とされて、入出力端子部1
20の出力側に与えられるようになっている。また、検出
回路117は、トランス108の２次側の出力電圧を検出し、
その出力電圧の変動に対応した検出出力をスイッチ回路
114の駆動回路113に出力するように設けており、駆動回
路113はその検出出力の入力に応答してパワートランジ
スタ112をON/OFF制御する構成となっている。

そして、スイッチング電源装置は、第９図に示すよう
に、外面にケーシング121が設けられることにより完成
され、例えば制御盤内等における各種装置に組み込まれ
て使用される。

その場合、例えば第９図に示すように、各種装置に、
水平方向にディン（DIN）レール124を設け、そのディン
レール124に対して上記スイッチング電源装置をその背
面側を係止して取り付けるようなことがある。この取り
付け形態では、スイッチング電源装置の複数やそれ以外
の装置を多数並列に取り付けることができる。この場
合、スイッチング電源装置の前後長さＬが非常に長いの
で、その背面側をディンレール124に取り付けるとその
突出距離が長くなるとともに、背面が取り付けに十分な
面積を備えないので、取り付けが不安定になりやすいの
で、第９図に示すような取り付け用アダプター126を用
いて、ディンレール等への取り付けを安定的に行わせる
ようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来のスイッチング電源装置では、ス
イッチング電源を構成する種々な電子部品のうち、トラ
ンス108と、スイッチ回路114のパワートランジスタ112
と、出力側整流平滑回路111のダイオード109とが、空中
伝導ノイズを発生することがあるが、このノイズが、入
出力端子部120の入力側に侵入すると、この入力側に接
続される外部交流電源（図示省略）に悪影響が及ぶの
で、入力側にノイズフィルター回路104を設けて前記ノ
イズを除去するようにしている。なお、出力側には、負
荷機器が接続されるが、この負荷機器には、一般的に、
ノイズフィルター回路を具備しているので、この出力側
に前述のノイズが侵入しても、さしたる問題とならな
い。

しかしながら、上記従来例では、単一のプリント基板
に対して上記各電子部品を実装していて、ケーシング10
1の内部が単一の空間になっているため、前記ノイズ発
生源となる電子部品から発生したノイズが、ノイズフィ
ルター回路104と入力端子との接続部位に対して比較的
容易に侵入するおそれがある。

したがって、本発明は、入力端子とその近傍に配置さ
れる電子部品との接続部位に、ノイズが侵入するのを回
避できる構造とすることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明第１のスイッチング電源装置においては、立体
的に組み合わされかつ複数の電子部品が振り分けて実装
される複数の基板と、この複数の基板が収納されるケー
シングとを備え、前記ケーシングが、少なくとも開口を
備えたほぼ筒形の箱体と、箱体にその開口部を覆う状態
で取り付けられる蓋体とから構成され、前記複数の基板
のうち、箱体の内面に相対配置される基板に、空中伝導
ノイズの発生源となりうる電子部品が搭載され、前記複
数の基板のうち、前記ケーシングの蓋体の内面に相対配
置される基板における蓋体側の面に、前記蓋体を介して
取り付けられる入力端子部と接続される電子部品が搭載
されている、ことを特徴としている。

本発明第２のスイッチング電源装置においては、立体
的に組み合わされかつ複数の電子部品が振り分けて実装
される複数の基板と、前記複数の基板が収納されるケー
シングとを備え、前記ケーシングが、少なくとも前部側
に開口を備えた箱体と、箱体にその開口部を覆う状態で
取り付けられる蓋体とから構成され、このケーシングに
前記各基板を収納した状態においてこれら各基板のうち
の少なくとも１つが前記箱体の前部に取り付けた前部蓋
体の内面に相対して、また少なくとも１つが前記箱体の
後部内面に相対して配置され、前記箱体の後部内面に相
対する基板に、空中伝導ノイズの発生源となりうる電子
部品が搭載され、前記蓋体の内面に相対配置される基板
における蓋体側の面に、蓋体を介して取り付けられる入
力端子部と接続される電子部品が搭載されている、こと
を特徴としている。

本発明第３のスイッチング電源装置においては、上記
第１または第２の装置における前記複数の電子部品それ
ぞれが、ノイズフィルター回路と、このノイズフィルタ
ー回路からの交流電圧を直流電圧とする入力側整流平滑
回路と、この入力側整流平滑回路からの直流電圧が１次
側に与えられるトランスと、このトランスにスイッチ信
号を与えるスイッチ回路と、前記トランスの２次側から
与えられる交流電圧を直流電圧として出力する出力側整
流平滑回路とを含み、前記ノイズフィルター回路が、前
記蓋体側に配置の基板に搭載されかつ前記入力端子部に
接続される電子部品である、ことを特徴としている。

本発明第４のスイッチング電源装置においては、上記
第１または第２の装置における前記複数の電子部品それ
ぞれが、ノイズフィルター回路と、このノイズフィルタ
ー回路からの交流電圧を直流電圧とする入力側整流平滑
回路と、この入力側整流平滑回路からの直流電圧が１次
側に与えられるトランスと、このトランスにスイッチ信
号を与えるスイッチ回路と、前記トランスの２次側から
与えられる交流電圧を直流電圧として出力する出力側整
流平滑回路とを含み、少なくとも前記トランスが電源動
作時に前記空中伝導ノイズの発生源となりうる電子部品
とされ、前記ノイズフィルター回路が、前記蓋体側に配
置の基板に搭載されかつ前記入力端子部に接続される電
子部品とされるものである、ことを特徴としている。

（作用） 本発明では、要するに、電子部品が実装される基板に
ついて複数の基板を組み合わせて立体的に構成するとと
もに、これらの各基板に対して電子部品を振り分けて搭
載し、このうちの１つの基板でもって、入力端子部とそ
の近傍に配置される電子部品との接続部位を、ノイズ発
生源となりうる電子部品から隔離させるように工夫して
いる。この隔離により、ノイズ発生源となる電子部品か
らノイズが発生したときでも、このノイズが入力端子部
とその近傍に配置される電子部品との接続部位に到達す
るまでに当該ノイズを減衰させることができて、前記接
続部位への侵入を回避できるようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。第１図は本発明の実施例に係るスイッチング電源装
置の外観斜視図、第２図は同分解斜視図、第３図は、同
内部構成を示す横断面図、第４図は同内部構成を示す縦
断面図である。なお、本発明のスイッチング電源装置の
回路構成は、第８図に示す従来例に示すものと同様であ
るのでその説明は省略する。

図において、符号１は外形を構成する樹脂製ケーシン
グであり、このケーシング１は、前部側に開口を備え後
部側が有底とされたほぼ角筒形の箱体２と、箱体２の開
口を覆う状態に取り付けられる蓋体３とから構成されて
いる。

箱体２は、その後部側におけるベース部４から周壁部
５が一体に立設されて有底角筒形に構成されており、そ
の周壁部５はその正面形状において４角部のそれぞれが
段状に凹部６となった長方形状となっている。そして、
周壁部５の長手方向に位置する一対の側部5aのそれぞれ
には、放熱用のスリット孔７が格子状に設けられてお
り、それら側部5a面と直交する方向に位置する一対の側
部5bの開口に近い位置には係止孔８が設けられている。
ベース部４の上記の各凹部６に対応する位置には、取り
付け孔10のそれぞれが設けられている。

ベース部４の背面には、第５図に示すように、長手方
向に取り付け溝12が設けられており、その取り付け溝12
の下側部には取り付け溝12側に弾力的に突出する樹脂製
の係止部材13が設けられている。

蓋体３はその正面形状が箱体２の周壁部５の正面形状
と同様であり、その下縁に１対の入力端子部14と１個の
アース端子部15とが設けられ、上縁に２対の出力端子部
16が設けられている。上記のそれぞれの端子部14,15,16
は、端子金具に端子ネジが装着されて構成されている。
それら上下縁に直交する側縁の奥側には、箱体２へ取り
付ける際に周壁部５に設けられた係止孔８に内側から係
止する係止片18が突出して設けられている。また、蓋体
３の上面には調整用孔19と作動表示孔17とがそれぞれ設
けられている。

そして、蓋体３は箱体２に、上記の係止片18を係止孔
８に係止させる状態において一体に固定される。

次に、装置の内部構成についつて説明する。

ケーシング１内には、ほぼ角筒形に組み合わせた４つ
の基板20〜23が収納されている。これら各基板20〜23に
は、下記するように、スイッチング電源を構成する複数
の電子部品が適宜振り分けて実装されている。

第１基板20は、蓋体３の各端子部14,15,16の端子金具
の下端が半田付けで連結固定されることにより蓋体３の
内面側に対して若干の隙間を介して取り付けられてい
る。この第１基板20において蓋体３に相対する面側に、
ノイズフィルター回路を構成するコイル25aとコンデン
サ25b、入力側整流平滑回路を構成するダイオード25c、
ヒューズ25d等が搭載されている。

第２〜第４基板21〜23は、平面視ほぼコ字形に結合さ
れている。つまり、第２基板21と第３基板22とが平行に
配置され、第４基板23がそれらに対して直交配置されて
いて、第２、第３基板21,22の一端部が第４基板24の両
端部に電気的な接続も可能な連結具28により連結されて
いる。このように一体とされた第２〜第４基板21〜23
は、ケーシング１の箱体２に対して第４基板23を箱体２
の後部に正対する姿勢で収納し、第４基板の中央位置に
設けられた取り付け孔30から箱体２のベース部４に対し
て固定ネジ29をねじ込むことにより固定状態とされる。
第１基板20と、第２、第３基板21,22との電気的接続は
各リード線32により行っている。

そして、第２基板21の第３基板22に相対する面には入
力側整流平滑回路を構成するコンデンサ33a等が、第３
基板22の第２基板21に相対する面には出力側整流平滑回
路を構成するコンデンサ34a、感度検出回路を構成する
ホトカプラ34b、調整ネジ34c、作動表示灯34d等が、第
４基板23の箱体２のベース部４に相対する面と相反する
面にはトランス38aが搭載されている。

第４基板23は、第６図に示すように、その第２と第３
基板21,22に連結される側の中央部に一対の突出部42を
備えており、これに対し第２と第３基板21,22の第４基
板23に連結される側には中央に一対の切欠部44が設けら
れている。そして、第２及び第３基板21,22と第４基板2
3とが連結される際には、上記第４基板23の突出部42が
第２と第３基板21,22それぞれの切欠部44を通して第２
と第３基板21,22の裏面側に突出し、その第４基板23の
突出部42上にパワートランジスタ38bとダイオード38cそ
れぞれの固定リード部38b1,38c1の端部が接続されてい
る。

46のそれぞれは上記パワートランジスタ38bとダイオ
ード38cとの放熱体としてのヒートシンクであり、パワ
ートランジスタ38bとダイオード38cとは一方ではこれら
ヒートシンク46の、第２と第３基板21,22の裏面に相対
するように位置する折り曲げ片47の内面側に一体に固定
されている。ヒートシンク46は金属板が打ち抜き及び折
り曲げ加工されることにより形成され、その折り曲げ部
48には係止部49が付設された開口50が設けられている。
そして、ヒートシンク46はその係止部49に第４基板23の
突出部42の端部が係止されることにより固定されてい
る。

パワートランジスタ38bとダイオード38cとを一方では
第２と第３基板21,22に、他方ではヒートシンク46のそ
れぞれに固定する場合、第２と第３基板21,22とヒート
シンク46との間に相対的変位が発生すると、パワートラ
ンジスタ38bとダイオード38cとの第２、第３基板21,22
への固定リード部38b₁,38c₁が切断する恐れがあるが、
上記のように第４基板23とヒートシンク46とが固定され
るので上記の相対的変位は発生せず、これにより上記固
定リード部38b₁,38c₁の切断の恐れはない。

そして、上記のように第２と第３と第４基板21,22,23
とが連結されるとともに、ヒートシンク46のそれぞれが
一体に付設された内部構成体51は、所定の方向において
箱体２内に組み込まれ、その際ヒートシンク46の折り曲
げ片47のそれぞれは、箱体２の凹部６が設けられること
により周壁部５の側部5d内面に形成される収納スペース
52内に丁度嵌装される状態となる。上記の内部構成体51
の箱体２への組み込みは、蓋体３に一体に固定された第
１基板20にリード線32を介して第２基板、第３基板、第
４基板21,22,23側が接続された状態で行われ、その組み
込みとともに蓋体３の箱体２上への取り付けも行われ
る。

上記において本発明の特徴は、電子部品を実装する基
板として、４つの基板20〜23を用いて立体的に構成する
とともに、これらの各基板20〜23に対して電子部品を振
り分けて搭載し、このうちの第１基板20でもって、入力
端子部14とノイズフィルター回路との接続部を、ノイズ
発生源となりうる電子部品であるトランス38a、パワー
トランジスタ38b、ダイオード38c、特にはトランス38a
から隔離させるようにしていることである。

これにより、ノイズ発生源となる電子部品（トランス
38a、パワートランジスタ38b、ダイオード38c）からノ
イズが発生されても、入力端子部14とノイズフィルター
回路との接続部位に直接侵入するのを回避できるように
なり、ほとんどノイズフィルター回路で除去されるよう
になる。このため、装置からのノイズ発生を低減でき
る。

この他、上記実施例では、立体的に構成した４つの基
板20〜23を収納するケーシング１も同様に立体的に構成
していることによって、その背面形状も第５図に示すよ
うに広くとれるようになり、第１図に示すように、ディ
ンレール60への取り付けが取り付け溝12を係止すること
により安定的に行えるもので、その取り付け状態におい
てもディンレール60からの電源装置の突出距離はそれほ
ど大きくないので、安定して固定される。

上記のディンレール60への電源装置の取り付けは、ま
ず取り付け溝12の上側に設けられた係止部12aにディン
レール60の上係止縁60aを係止するようにしてディンレ
ール60に取り付け溝12を押し込んで行い、その押し込み
途中においてディンレール60の下係止縁60bが係止部材1
3のテーパー部13aを押圧すると、係止部材13はその弾力
片13bの付勢力に抗して取り付け溝12から押し出される
方向に移動され、下係止縁60bがテーパー部13aを過ぎた
状態において弾力片13bの弾力により係止部材13は取り
付け溝12側に復帰し、ディンレール60の下係止縁60bが
テーパー部13aの内面側に係止する。

なお、出力側にノイズフィルター回路を設ける場合
は、やはり第１基板20に設けるようにすればよい。

また、上記の実施例においては、入力端子部14と出力
端子部16とをケーシング１面に分離配置しており、この
ような構成とすれば入力リード線と出力リード線とが分
離して配線されるので、これにより両リード線が近接す
ることによる高周波ノイズの干渉が回避でき、これによ
っても装置からのノイズ発生を低減できる。

（発明の効果） 本発明では、要するに、電子部品が実装される基板に
ついて複数の基板を組み合わせて立体的に構成するとと
もに、これらの各基板に対して電子部品を振り分けて搭
載し、このうちの１つの基板でもって、入力端子部とそ
の近傍に配置される電子部品との接続部位を、ノイズ発
生源となりうる電子部品から隔離させるようにしている
から、この隔離により、ノイズ発生源となる電子部品か
らノイズが発生したときでも、このノイズが入力端子部
とその近傍に配置される電子部品との接続部位に到達す
るまでに当該ノイズを減衰させることができて、前記接
続部位への侵入を回避できるようになる。

したがって、この電源装置の入力端子部に接続される
外部電源に対して、ノイズが及ぶのを防止できるので、
該外部電源に接続される他の機器へ悪影響を与えずに済
むようになるなど、信頼性の向上に大きく貢献できるよ
うになる。

また、本発明では、仮に、単一の基板を用いている従
来例と、電子部品の実装数を同じにする場合だと、複数
の基板個々の面積を従来例の基板に比べて単純に小さく
できるようになるから、電源装置全体の外形をコンパク
トにできるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の実施例に関し、第１図は
本発明の実施例に係るスイッチング電源装置の外観斜視
図、第２図は同分解斜視図、第３図は同内部構成を示す
横断面図、第４図は同内部構成を示す縦断面図、第５図
は同背面図、第６図は内部構成体の底面図である。 第７図ないし第９図は従来例に関し、第７図はスイッチ
ング電源装置の内部構成図、第８図は回路構成を示すブ
ロック回路図、第９図は外観斜視図である。 なお、第１図ないし第６図において、１はケーシング、
14は入力端子部、16は出力端子部、20は第１基板、21は
第２基板、22は第３基板、23は第４基板である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鰐石 哲也 岡山県岡山市海吉2075番地 岡山立石電 機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−177168（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−204263（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−145088（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−91786（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−178376（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−191763（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−133823（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭51−20433（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭54−39633（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 7/14,7/02 H02M 3/28,7/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立体的に組み合わされかつ複数の電子部品
   が振り分けて実装される複数の基板と、 この複数の基板が収納されるケーシングとを備え、 前記ケーシングが、少なくとも開口を備えたほぼ筒形の
   箱体と、箱体にその開口部を覆う状態で取り付けられる
   蓋体とから構成され、 前記複数の基板のうち、箱体の内面に相対配置される基
   板に、空中伝導ノイズの発生源となりうる電子部品が搭
   載され、 前記複数の基板のうち、前記ケーシングの蓋体の内面に
   相対配置される基板における蓋体側の面に、前記蓋体を
   介して取り付けられる入力端子部と接続される電子部品
   が搭載されている、ことを特徴とするスイッチング電源
   装置。
2. 【請求項２】立体的に組み合わされかつ複数の電子部品
   が振り分けて実装される複数の基板と、 前記複数の基板が収納されるケーシングとを備え、 前記ケーシングが、少なくとも前部側に開口を備えた箱
   体と、箱体にその開口部を覆う状態で取り付けられる蓋
   体とから構成され、 このケーシングに前記各基板を収納した状態においてこ
   れら各基板のうちの少なくとも１つが前記箱体の前部に
   取り付けた前部蓋体の内面に相対して、また少なくとも
   １つが前記箱体の後部内面に相対して配置され、 前記箱体の後部内面に相対する基板に、空中伝導ノイズ
   の発生源となりうる電子部品が搭載され、 前記蓋体の内面に相対配置される基板における蓋体側の
   面に、蓋体を介して取り付けられる入力端子部と接続さ
   れる電子部品が搭載されている、ことを特徴とするスイ
   ッチング電源装置。
3. 【請求項３】前記複数の電子部品それぞれが、ノイズフ
   ィルター回路と、このノイズフィルター回路からの交流
   電圧を直流電圧とする入力側整流平滑回路と、この入力
   側整流平滑回路からの直流電圧が１次側に与えられるト
   ランスと、このトランスにスイッチ信号を与えるスイッ
   チ回路と、前記トランスの２次側から与えられる交流電
   圧を直流電圧として出力する出力側整流平滑回路とを含
   み、前記ノイズフィルター回路が、前記蓋体側に配置の
   基板に搭載されかつ前記入力端子部に接続される電子部
   品である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の
   スイッチング電源装置。
4. 【請求項４】前記複数の電子部品それぞれが、ノイズフ
   ィルター回路と、このノイズフィルター回路からの交流
   電圧を直流電圧とする入力側整流平滑回路と、この入力
   側整流平滑回路からの直流電圧が１次側に与えられるト
   ランスと、このトランスにスイッチ信号を与えるスイッ
   チ回路と、前記トランスの２次側から与えられる交流電
   圧を直流電圧として出力する出力側整流平滑回路とを含
   み、 少なくとも前記トランスが電源動作時に前記空中伝導ノ
   イズの発生源となりうる電子部品とされ、 前記ノイズフィルター回路が、前記蓋体側に配置の基板
   に搭載されかつ前記入力端子部に接続される電子部品と
   されるものである、ことを特徴とする請求項１または２
   に記載のスイッチング電源装置。