JP3176298U - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で危険電圧回路と安全電圧回路との間の絶縁距離を確保し、絶縁トランス及びその周辺部品の高密度実装を可能にするスイッチング電源装置を提供する
【解決手段】絶縁トランス３８は、絶縁被覆された電線により形成され、引き出された電線の端部が前記絶縁被覆から露出して危険電圧回路４８の一部となる一次側巻線と、引き出された端部が安全電圧回路の一部となる二次側巻線と、各巻線が巻回された磁性コア４６とを備える。磁性コア４６の危険電圧回路４８に近接する下面の部分及び側面部分を、一体成形された底板部５８ｂと縦板部６０ａとで覆う第一絶縁樹脂部材６０を備える。磁性コア４６の危険電圧回路４８に近接する上面の部分及び側面部分を、一体成形された天板部１６ａと縦板部７０ａとで覆う第二絶縁樹脂部材７０を備える。縦板部６０ａ，７０ａは互いに重なるように磁性コア４６を覆う。
【選択図】図８

Description

この考案は、危険電圧回路と安全電圧回路との間が絶縁トランスを介して絶縁されているスイッチング電源装置に関する。

電子機器を使用する際の安全性を高めるため、世界各国の安全規格の中で、高電圧で動作を行う危険電圧回路と低電圧で動作する安全電圧回路との間に確保すべき絶縁距離（空間距離、沿面距離）が規定されている。

スイッチング電源装置は、様々な電子機器に搭載され、世界各国で使用されることが想定されるので、上記の安全規格を充足するように設計がされるのが一般的である。例えば、商用電源AC100〜200Vのような高電圧が入力され、数十ボルト以下の低電圧を出力するスイッチング電源装置は、入力電源側の危険電圧回路と負荷側の安全電圧回路とを、絶縁トランスを介して区分する絶縁型のスイッチング電源回路が使用され、危険電圧回路に属する部品（絶縁トランスの一次側巻線を含む）と安全電圧回路に属する部品（絶縁トランスの二次側巻線を含む）との間に規定の絶縁距離を確保する構造設計が行われる。絶縁トランスの磁性コアは、通常は導電物であり、危険電圧回路か安全電圧回路のいずれか一方に属する部品として考慮する必要がある。

その一方で、スイッチング電源装置の小型化の要請に応えるため、近年、スイッチング電源回路内の部品を高密度実装することが必須となっている。従って、安全な絶縁距離の確保と装置の小型化とを両立させることが、大きな課題となっている。

従来、例えば特許文献１に示すように、一次及び二次巻線と、それらが巻回されているコアと、一次巻線を引き出した一次側端子と、二次巻線を引き出した二次側端子と、一次側端子とコアとの間及びコア底面部に接する面に開口部を有する絶縁カバーとを備えたスイッチング電源装置の絶縁トランスが開示されている。この絶縁トランスは、一次側端子が危険電圧回路の一部となり、二次側端子及びコアが安全電圧回路の一部となり、一次側端子とコアとの間に絶縁カバーとを設けることによって、一次側端子とコアとの配置を近づけながらも所定の絶縁距離が確保できるものである。また、コア底面部の絶縁カバー開口部に相対する位置に放熱板が設けられ、絶縁トランスの発熱を回路基板に伝導放熱させる構造になっている。

特開２０１１−９４１８号公報

特許文献１の絶縁トランスの構造の場合、例えば、一次側端子の上端部とコア（又は二次巻線）の上端部との間の空間距離を確保するため、絶縁カバーが回路基板から起立する高さをコアよりも高くしなければならず、スイッチング電源装置の薄形化を妨げる要因になっていた。

この考案は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、簡単な構造で危険電圧回路と安全電圧回路との間の絶縁距離を確保し、絶縁トランス及びその周辺部品の高密度実装を可能にするスイッチング電源装置を提供することを目的とする。

この考案は、危険電圧回路と安全電圧回路との間が絶縁トランスを介して絶縁されているスイッチング電源装置であって、前記絶縁トランスは、絶縁被覆された電線により形成され、引き出された電線の端部が前記絶縁被覆から露出して前記危険電圧回路の一部となる一次側巻線と、引き出された端部が前記安全電圧回路の一部となる二次側巻線と、前記一次側巻線及び前記二次側巻線が巻回された磁性コアとで構成され、前記磁性コアの前記危険電圧回路に近接する下面部分及び側面部分を、一体成形された底板部と縦板部とで覆う第一絶縁樹脂部材と、前記磁性コアの前記危険電圧回路に近接する上面部分及び側面部分を、一体成形された天板部と縦板部とで覆う第二絶縁樹脂部材とが設けられ、前記第一及び第二絶縁樹脂部材が、前記縦板部同士が互いに重なるように、前記磁性コアの前記側面部分を覆うスイッチング電源装置である。

さらに、前記第一及び第二絶縁樹脂部材が、前記磁性コアから露出して前記危険電圧回路に近接する前記二次側巻線の部分を、前記縦板部同士が互いに重なるように覆う構造になっている。

前記絶縁トランスは、前記一次側巻線の端部が接続され、回路基板に接続されて前記危険電圧回路の一部となる一次側端子、及び前記二次側巻線の端部が接続され、回路基板に接続されて前記安全電圧回路の一部となる二次側端子が、絶縁樹脂構造体を介して前記磁性コアに対して一体に固定され、前記第一絶縁樹脂部材が前記絶縁樹脂構造体と一体に成形されている。

また、前記回路基板の上方を覆う絶縁樹脂ケースが設けられ、前記第二絶縁樹脂部材が前記絶縁樹脂ケースの内側に一体に成形されている。

前記磁性コアが実装される前記回路基板は、金属板の表面に絶縁層を介して回路パターンが形成された金属基板であり、前記磁性コアは前記下面が平坦であり、前記下面にはんだ付け可能な金属製の伝熱板が貼着され、前記第一絶縁樹脂部材の前記底板部は、厚みが前記伝熱板よりも薄く、前記磁性コアの前記下面の前記底板部のない部分に貼着され、前記絶縁トランスの実装状態で、前記磁性コアの下面が前記金属基板に対向し、前記伝熱板が前記安全電圧回路の一部である前記回路パターンにはんだ付けされている。

この考案のスイッチング電源装置は、安全電圧回路の一部である磁性コアが簡単な構造の第一及び第二絶縁樹脂部材に覆われ、磁性コアと危険電圧回路とが近くに配置されても十分な絶縁距離（沿面距離、空間距離）を確保することができるので、スイッチング電源装置の小型化、薄形化が容易になる。

この考案のスイッチング電源装置の第一実施形態を示す斜視図である。 第一実施形態のスイッチング電源装置の絶縁樹脂ケースを外した状態を示す斜視図である。 第一実施形態のスイッチング電源装置の回路構成を示すブロック図である。 第一実施形態のスイッチング電源装置の絶縁トランスを示す斜視図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。 第一実施形態のスイッチング電源装置の絶縁樹脂ケースを示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）、底面図（ｃ）である。 第一実施形態のスイッチング電源装置の、絶縁樹脂ケースを取り付ける前の絶縁トランス周辺部の構造を模式的に表わした平面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）である。 第一実施形態のスイッチング電源装置の、絶縁樹脂ケースを取り付けた状態での絶縁トランス周辺部の構造を模式的に表わした平面図である。 図７の拡大Ｂ−Ｂ断面図である。 この考案のスイッチング電源装置の第二実施形態を示す斜視図である。 第二実施形態のスイッチング電源装置の絶縁樹脂ケースを外した状態を示す斜視図である。 第二実施形態のスイッチング電源装置の回路構成を示すブロック図である。 第二実施形態のスイッチング電源装置の絶縁トランスを示す斜視図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。 第二実施形態のスイッチング電源装置の絶縁樹脂ケースを示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）、底面図（ｃ）である。 第二実施形態のスイッチング電源装置の、絶縁樹脂ケースを取り付けた状態での絶縁トランス周辺部の構造を模式的に表わした平面図である。

以下、この考案のスイッチング電源装置の第一実施形態について、図１〜図８に基づいて説明する。第一実施形態のスイッチング電源装置１０は、業界標準である１／２ブリックと呼ばれる薄形の外形を有し、図１に示すように、第一の回路基板である略矩形の金属基板１２と、金属基板１２の上面の周縁部を囲む絶縁樹脂枠１４と、絶縁樹脂枠１４の上面に取り付けられて金属基板１２の上方を覆う絶縁樹脂ケース１６とを備えている。絶縁樹脂ケース１６を取り外した内部には、図２に示すように、金属基板１２の上方に略平行に配置された第二の回路基板である補助基板１８が設けられている。

スイッチング電源装置１０の内部回路は、図３に示すように、交流の入力電源（例えば、AC200V）から入力電圧Viが供給される一対の入力端子２２、入力電圧Viを全波整流する整流回路２４、主スイッチング素子２６ａをＰＦＣ（Power Factor Correction）制御回路２６ｂで駆動して入力電流Iiを正弦波状に整形する昇圧チョッパ型の力率改善コンバータ２６、力率改善コンバータ２６が出力する高電圧（例えば、DC380V）を数十ボルト以下の低電圧（例えば、DC5V）に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２８、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の出力電圧を負荷３０に供給する一対の出力端子３２、及び、各種の制御制御用の信号が入力又は出力される図示しない制御端子で構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、ここでは、電力変換部がシングルエンディッドフォワード型に構成され、一次側回路３４と二次側回路３６との間に、絶縁トランス３８及びフォトカプラ４０が接続されている。一次側回路３４は、主スイッチング素子３４ａと、主スイッチング素子３４ａを所定のオン時間及びオフ時間で駆動する一次側制御回路３４ｂとを備えている。二次側回路３６は、同期整流用の２つの整流素子３６ａと、整流素子３６ａを駆動する駆動回路３６ｂと、インダクタとコンデンサとでローパスフィルタを構成し、整流電圧を平滑する平滑回路３６ｃと、平滑回路３６ｃのコンデンサの両端に発生する出力電圧を観測し、基準電圧に対する誤差信号をフォトカプラ４０の発光側ダイオード４０ａに向けて出力する二次側制御回路３６ｄとを備えている。フォトカプラ４０は、互いに絶縁された発光側ダイオード４０ａと受光側トランジスタ４０ｂとを備え、発光側ダイオード４０ａに入力された誤差信号を受光側トランジスタ４０ｂから出力し、一次側制御回路３４ｂに伝送する。

絶縁トランス３８は、２つの一次側巻線４２（４２ａ，４２ｂ）を備え、一方の一次側巻線４２ａは、主スイッチング素子３４ａと直列に接続されて電力変換用に使用され、他方の一次側巻線４２ｂは、一次側制御回路３４ｂへの電源供給用に使用されている。一次側巻線４２ａ，４２ｂは、いずれも強固な絶縁被覆が施された電線（例えば、三層絶縁電線）等が用いられている。さらに、２つの二次側巻線４４（４４ａ，４４ｂ）を備え、一方の二次側巻線４４ａは、抵抗値低減のために銅板でコイルが形成され、整流素子３６ａと直列に接続されて電力変換用に使用されている。他方の二次側巻線４４ｂは一般的なエナメル電線であり、駆動回路３６ｂに接続されて整流素子３６ａがオンオフするタイミングの制御に使用されている。また、図３では省略してあるが、絶縁トランス３８は、一次側及び二次側巻線４２，４４が巻回された磁性コア４６を備えている。磁性コア４６は、例えばMn-Zn系のフェライト材等の導電物であり、一次側巻線４２との間の絶縁は強固であるが、二次側巻線４４との間の絶縁は、いわゆる機能絶縁上の必要最低限の絶縁性を有している。

スイッチング電源装置１０の回路の場合、安全規格上、整流回路２６、一次側回路３４、一次側巻線４２及び受光側トランジスタ４０ｂの回路部分が、一定以上の高電圧が発生する危険電圧回路４８に区分され、二次側巻線４４、磁性コア４６、二次側回路３６及び発光側ダイオード４０ａの部分が、一定以下の低電圧しか発生しない安全電圧回路５０に区分される。

金属基板１２は、図２に示すように、アルミや銅などの金属板の表面に絶縁層を介して回路パターンが形成されており、発熱部品を放熱する働きをする。従って、絶縁トランス３８等、主に損失の大きい部品が実装されている。

絶縁トランス３８は、図４に示すように、低背で縦型のＥＩ型の磁性コア４６を備え、Ｅコアの中足部に一次側及び二次側巻線４２，４４が巻回され、Ｅコアの３つの足の先端にＩコアを当接させ、外周面にコア止めテープ５２を捲いて固定されている。ここでは、コア止めテープ５２は、危険電圧回路４８と安全電圧回路５０との間の絶縁性に関与しないものであり、接着剤等で固定されているのと等価である。

また、絶縁トランス３８は、一次側及び二次側端子５４，５６と、各端子を保持し磁性コア４６に対して固定する絶縁樹脂構造体５８とを備えている。一次側端子５４は、一次側巻線４２の端部が絶縁被覆を除去して接続され、さらに回路基板（金属基板１２又は補助基板１８）に接続されて危険電圧回路４８の一部となる端子である。二次側端子５６は、二次側巻線４４の端部が接続され、さらに回路基板（金属基板１２又は補助基板１８）に接続されて安全電圧回路５０の一部となる端子である。絶縁樹脂構造体５８は、磁性コア４６の一方の外足部の側方に一次側端子５４を集めて保持すると共に、磁性コア４６の外足部がない一方の側方に二次側端子５６を集めて保持する端子保持部５８ａと、端子保持部５８ａから連続する平坦な底板部５８ｂとが一体成形されたものである。一次側及び二次側端子５４，５６は、底板部５８ｂが磁性コア４６の平坦な下面４６ａの部分に接着剤等で貼り付けられることにより、固定されている。

また、絶縁トランス３８は、磁性コア４６の一次側端子５４を設けた側の下面４６ａの部分及び外足部の側面部分を覆う底板部５８ｂ及び縦板部６０ａが、一体に成形されて成る第一絶縁樹脂部材６０を備えている。また、縦板部６０ａは、磁性コア４６から露出して一次側端子５４に近接する二次側巻線４４ａの部分も覆っている。ここで、第一絶縁樹脂部材６０の底板部５８ｂは、絶縁樹脂構造体５８の底板部５８ｂと兼用されているので、同一の符号を付してある。

さらに、絶縁トランス３８は、磁性コア４６の平坦な下面４６ａの中央部にはんだ付け可能な金属製の伝熱板６４が貼着されている。伝熱板６４は、厚みが第一絶縁樹脂部材６０の底板部５８ｂよりも厚く、磁性コア４６の下面４６ａのほぼ中央であって、底板部５８ｂのない部分に設けられている。

金属基板１２には、図２に示すように、絶縁トランス３８等、主に損失の大きい部品が実装されている。金属基板１２の四隅には、円筒状の金属製のスペーサ６６が立設されている。スペーサ６６は、下端部が金属基板１２の図示しない挿入孔の内側に嵌入されている。また、金属基板１２の上方に、金属基板１２に実装された大型部品（絶縁トランス３８等）の部分を切り欠いた形状の補助基板１８が設けられている。補助基板１８は、ガラスエポキシ等を基材とする両面実装用の回路基板であり、危険電圧回路４８と安全電圧回路５０とが規定の沿面距離を空けて区分して設けられている。フォトカプラ４０は図示していないが、単体で安全な絶縁構造を有しており、危険電圧回路４８と安全電圧回路５０との間に跨るように配置されている。また、所定の箇所に金属ピンである入力端子２２、出力端子３２、及び制御端子６８が立設されている。矩形の枠体である絶縁樹脂枠１４は、金属基板１２の上面の周縁部に配置され、スペーサ６６に嵌合して固定されている。

絶縁樹脂ケース１６は、図５に示すように、下面が開口した低背の箱体であり、金属基板１２と略同形状の底板１６ａの端部に、スペーサ６６や各端子２２，３２，６８が挿通可能な複数の孔が設けられている。４つの側面１６ｂは高さが等しく、対向する２つの側面の各２箇所に、絶縁樹脂枠１４に係合する係合部１６ｃが設けられている。

また、絶縁樹脂ケース１６には、組み立てた状態で、絶縁トランス３８の磁性コア４６における一次側端子５４を設けた側の上面４６ｂの部分及び外足部の側面部分を覆う天板部１６ａ及び縦板部７０ａが、一体に成形されて成る第二絶縁樹脂部材７０を備えている。縦板部７０ａは、磁性コア４６から露出して一次側端子５４に近接する二次側巻線４４ａの部分も覆う。ここで、第二絶縁樹脂部材７０の天板部１６ａは、絶縁樹脂ケース１６の底板１６ａの一部が兼用されているので、同一の符号を付してある。縦板部７０ａは、底板１６ａの１つの側面１６ｂ寄りの位置に立設され、図１に示す組み立て状態で、絶縁トランス３８の縦板部６０ａと磁性コア４６との間のコの字状の隙間６２に差し込まれる。

スイッチング電源装置１０を組み立てるときは、まず、金属基板１２の上面にはんだペーストを印刷し、その上に部品を搭載し、金属基板１２の四隅にスペーサの一端を嵌挿し、金属基板１２にヒータ及び熱風により加熱してはんだ付けを行う。同様に、補助基板１８も、はんだペーストを印刷し、その上に部品を搭載し、熱風により加熱してはんだ付けを行う。次に、補助基板１８を金属基板１２に重ね置き、はんだごて等を用いて必要箇所のはんだ付けを行い接続する。そして、上方から絶縁樹脂ケース３８を上から被せ、係合部１６ｃを絶縁樹脂枠１４に係合させると、図１に示す組み立て状態になる。絶縁樹脂ケース１６の底板１６ａは、磁性コア４６の上方に僅かな隙間を空けて重なる。

図６は、絶縁樹脂ケース３８を被せる直前の内部の状態を示しており、絶縁トランス３８は、磁性コア４６の下面４６ａに固着された伝熱板６４が、金属基板１２上の図示しない回路パターンにはんだ付けされている。従って、一次側及び二次側巻線４２，４４の発熱と磁性コア４６自体の発熱が伝熱板６４を通じて金属基板１２に効率よく伝わり、優れた放熱性を得ることができる。また、伝熱板６４がはんだ付けされる回路パターンは安全電圧回路５０に属するものであり、導電物である磁性コア４６は、安全電圧回路５０の部品となる。

図６（ｂ）の構図では、２つの一次側端子５４が視認できる。一方の一次側端子５４は、下端部がＬ字状になって、金属基板１２上の危険電圧回路４８に属する図示しない回路パターンにはんだ付けされ、他方の一次側端子５４は、上端部が補助基板１８の危険電圧回路４８に属する図示しない回路パターンにはんだ付けされている。

図７は、絶縁樹脂ケース３８を被せた後の内部の状態を示しており、絶縁樹脂ケース１６と一体の第二絶縁樹脂部材７０の縦板部７０ａが、絶縁トランス３８の縦板部６０ａと磁性コア４６との間のコの字状の隙間６２に位置している。これにより、磁性コア４６における一次側端子５４を設けた側の上面４６ｂの部分及び側面の部分が、天板部１６ａ及び縦板部７０ａによって覆われる。

ここで、危険電圧回路４８と安全電圧回路５０との間の絶縁距離について、図７（ｂ）を用いて説明する。なお、図７（ｂ）では、絶縁性に関与しないコア止めテープ５２の記載を省略してある。図７（ｂ）から分かるように、危険電圧回路４０に属する点P1と安全電圧回路５０に属する点S1は、直線距離が近いものの、２つの点の間に第一絶縁樹脂部材６０が存在しているので、十分な空間距離及び沿面距離が確保される。また、危険電圧回路４０に属する点P2と安全電圧回路５０に属する点S2は、直線距離が近いものの、２つの点の間に第二絶縁樹脂部材７０が存在しているので、十分な空間距離及び沿面距離が確保される。その他の点についても、第一及び第二絶縁樹脂６０，７０のいずれか一方、又は両方が二重に存在し、十分な絶縁距離が確保される。

以上説明したように、第一実施形態のスイッチング電源装置１０は、安全電圧回路５０の一部である磁性コア４６が、簡単な構造の第一及び第二絶縁樹脂部材６０，７０によって覆われるので、危険電圧回路４８と安全電圧回路５０との間に十分な絶縁距離（沿面距離、空間距離）を確保することができ、スイッチング電源装置１０の小型化、薄形化が容易になる。

また、第一絶縁樹脂部材６０は、絶縁トランス３８の絶縁樹脂構造体５８と一体に成形され、金属基板１２に絶縁トランス３８を実装すれば同時に取り付けられるので、組み立てや位置決めが容易である。同様に、第二絶縁樹脂部材７０が絶縁樹脂ケース１６と一体に成形され、絶縁樹脂ケース１６を金属基板１２に被れば同時に取り付けられるので、組み立てや位置決めが容易である。しかも、第一絶縁樹脂部材６０及び磁性コア４６の間の隙間６２に、第二絶縁樹脂部材７０がゆとりを持って差し込まれる構造なので、絶縁トランス３８を金属基板１２に実装する際の位置ずれや各部材の寸法誤差等が吸収され、無理なく組み立てることができる。また、第一絶縁樹脂部材６０は、底板部５８ｂが磁性コア４６の下面４６ａの全体を覆う必要がないので、絶縁トランス３８の放熱性を向上させるための伝熱板６４を取り付ける位置を、比較的自由に定めることができる。

次に、この考案のスイッチング電源装置の第二実施形態について、図９〜図１４に基づいて説明する。ここで、上記実施形態のスイッチング電源装置１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。第二実施形態のスイッチング電源装置７２は、図９、図１０に示すように、業界標準である１／４ブリックと呼ばれる薄形の外形を有している。上記のスイッチング電源装置１０の１／２ブリックよりも床面積が小さいが、第一の回路基板である略矩形の金属基板１２と、金属基板１２の上面の周縁部を囲む絶縁樹脂枠１４と、絶縁樹脂枠１４の上面に取り付けられて金属基板１２の上方を覆う絶縁樹脂ケース１６を備え、内側に補助基板１８が設けられている、という基本構造は同じである。

スイッチング電源装置７２の内部回路は、図１１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８内部の回路構成がフライバック型であり、絶縁トランス７４を介して危険電圧回路４８と安全電圧回路５０とに区分されている。絶縁トランス７４の巻線の構成は、上記の絶縁トランス３８と比べると、一次及び二次側巻線４２ａ，４２ｂ，４４ａは同様であるが、不要な二次側巻線４４ｂが削除されている。

絶縁トランス７４は、図１２に示すように、低背で縦型のＥＩ型の磁性コア４６を備え、Ｅコアの中足部に一次側及び二次側巻線４２，４４が巻回され、Ｅコアの３つの足の先端にＩコアを当接させ、外周面にコア止めテープ５２を捲いて固定されている。

また、絶縁トランス７４は、一次側端子５４と、二次側端子５６と、これらを保持して磁性コア４６に固定するための絶縁樹脂構造体７６とを備えている。絶縁樹脂構造体７６は、磁性コア４６の一方の外足部の側方及び外足部がない一方の側方に一次側端子５４を保持すると共に、磁性コア４６の外足部がない他方の側方に二次側端子５６を集めて保持する端子保持部７６ａと、端子保持部７６ａから連続する平坦な底板部７６ｂとが一体成形されたものである。一次側及び二次側端子５４，５６は、底板部７６ｂが磁性コア４６の平坦な下面４６ａの部分に接着剤等で貼り付けられることにより、固定されている。

また、絶縁トランス７４は、上記の絶縁トランス３８と同様に、磁性コア４６の一次側端子５４を設けた側の下面４６ａの部分及び外足部の側面部分を覆う底板部７６ｂ及び縦板部６０ａが、一体に成形されて成る第一絶縁樹脂部材６０を備えている。また、縦板部６０ａは、磁性コア４６から露出して一次側端子５４に近接する二次側巻線４４ａの部分も覆っている。ここで、第一絶縁樹脂部材６０の底板部７６ｂは、絶縁樹脂構造体７６の底板部７６ｂと兼用されているので、同一の符号を付してある。ただし、この実施形態の絶縁トランス７４は、一次側端子５４の配置が上記の絶縁トランス３８と異なっているので、それに合わせて縦板部６０ａの形状がＬ字状に変更されている。磁性コア４６の平坦な下面４６ａの中央部に伝熱板６４が貼着されている構造は同様である。

金属基板１２には、図１０に示すように、絶縁トランス７４等、主に損失の大きい部品が実装されている。金属基板１２の対角の二隅に、円筒状の金属製のスペーサ６６が立設されている。また、金属基板１２の上方に、金属基板１２に実装された大型部品（絶縁トランス７４等）の部分を切り欠いた形状の補助基板１８が設けられている。

絶縁樹脂ケース７８の底板１６ａは、図１３に示すように、上記の絶縁樹脂ケース１６の底板１６ａよりも小さい。また、絶縁樹脂ケース７８には、縦板部７０ａ及び天板部１６ａが一体に成形されて成る第二絶縁樹脂部材７０が一体に設けられている。縦板部７０ａ及び天板部１６ａは、組み立てた状態で、上記と同様に、絶縁トランス７４の磁性コア４６における一次側端子５４を設けた側の上面４６ｂの部分及び外足部の側面部分を覆う天板部１６ａ及び縦板部７０ａを覆い、さらに、磁性コア４６から露出して一次側端子５４に近接する二次側巻線４４ａの部分を覆う。ただし、この実施形態の絶縁トランス７４は、一次側端子５４の配置が上記の絶縁トランス３８と異なっているので、それに合わせて、縦板部７０ａの形状がＬ字状に変更されている。
スイッチング電源装置７２の組み立て状態では、図１４に示すように第二絶縁樹脂部材７０の縦板部７０ａが、絶縁トランス７４の縦板部６０ａと磁性コア４６との間のＬ字状の隙間６２に差し込まれている。これにより、磁性コア４６における一次側端子５４を設けた側の上面４６ｂの部分及び側面の部分が、天板部１６ａ及び縦板部７０ａによって覆われる。ここでは、磁性コア４６の中足部４６ｃが二次側端子５６側に寄せて設けられ、巻線４２ａ，４２ｂ，４４ａが反対側からはみ出さないようになっているので、縦板部７０ａを差し込むときに巻線４２ａ，４２ｂ，４４ａを傷つける心配がない。

以上説明したように、第二実施形態のスイッチング電源装置７２は、絶縁トランス７４の一次側及び二次側端子５４，５６の配置が上記の絶縁トランス３８と異なるが、それに合わせて第一及び第二絶縁部材６０，７０の縦板部６０ａ，７０ａの形状が変更され、危険電圧回路４８と安全電圧回路５０との間に十分な絶縁距離（沿面距離、空間距離）を確保することができる。従って、第一実施形態のスイッチング電源装置１０と同様に、電源装置の小型化、薄形化が容易である。

なお、この考案のスイッチング電源装置は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、スイッチング電源装置の回路構成は、危険電圧回路と安全電圧回路との間を絶縁トランスを介して絶縁する構成を備えたものであればよく、図３、図１１の回路における力率改善コンバータ２６を設けない構成、出力電圧の制御にフォトカプラ４０を使用しない構成でもよい。直流の高電圧が入力される場合は、整流回路２４及び力率改善コンバータ２６を設けない構成にすることができる。

また、上記実施形態では、第一絶縁樹脂部材６０が絶縁樹脂構造体５８，７６と一体成形され、絶縁トランス３８，７４の一部となっているが、第一絶縁樹脂部材を単独の部品として設けてもよいし、例えば、図１の絶縁樹脂枠１４のような他の絶縁樹脂部材と一体に設けてもよい。同様に、第二絶縁樹脂部材７０が絶縁樹脂ケース１６，７８と一体成形され、絶縁樹脂ケース１６，７８の一部となっているが、第二絶縁樹脂部材を単独の部品として設けて回路基板に取り付けたり、絶縁トランスに取り付けたりてもよい。

また、磁性コアは、縦型か横型を問わないし、ＥＥ型、ＥＥＲ型、ポット型その他の形状に変更してもよい。回路基板の種類も自由であり、金属基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板など、公知のものから自由に選択することができる。

１０，７２ スイッチング電源装置
１２ 金属基板（回路基板）
１６，７８ 絶縁樹脂ケース
１６ａ 底板
１８ 補助基板（回路基板）
３８，７４ 絶縁トランス
４２，４２ａ，４２ｂ 一次側巻線
４４，４４ａ，４４ｂ 二次側巻線
４６ 磁性コア
４６ａ 下面
４６ｂ 上面
４８ 危険電圧回路
５０ 安全電圧回路
５４ 一次側端子
５６ 二次側端子
５８，７６ 絶縁樹脂構造体
５８ａ，７６ａ 端子保持部
５８ｂ 底板部
６０ 第一絶縁樹脂部材
６０ａ 縦板部
６２ 隙間
６４ 伝熱板
７０ 第二絶縁樹脂部材
７０ａ 縦板部

Claims (5)

1. 危険電圧回路と安全電圧回路との間が絶縁トランスを介して絶縁されているスイッチング電源装置において、
   前記絶縁トランスは、絶縁被覆された電線により形成され、引き出された電線の端部が前記絶縁被覆から露出して前記危険電圧回路の一部となる一次側巻線と、引き出された端部が前記安全電圧回路の一部となる二次側巻線と、前記一次側巻線及び前記二次側巻線が巻回された磁性コアとで構成され、
   前記磁性コアの前記危険電圧回路に近接する下面部分及び側面部分を、一体成形された底板部と縦板部とで覆う第一絶縁樹脂部材と、
   前記磁性コアの前記危険電圧回路に近接する上面部分及び側面部分を、一体成形された天板部と縦板部とで覆う第二絶縁樹脂部材とが設けられ、
   前記第一及び第二絶縁樹脂部材が、前記縦板部同士が互いに重なるように、前記磁性コアの前記側面部分を覆うことを特徴とするスイッチング電源装置。
2. 前記第一及び第二絶縁樹脂部材が、前記磁性コアから露出して前記危険電圧回路に近接する前記二次側巻線の部分を、前記縦板部同士が互いに重なるように覆う請求項１記載のスイッチング電源装置。
3. 前記絶縁トランスは、前記一次側巻線の端部が接続され、回路基板に接続されて前記危険電圧回路の一部となる一次側端子、及び前記二次側巻線の端部が接続され、回路基板に接続されて前記安全電圧回路の一部となる二次側端子が、絶縁樹脂構造体を介して前記磁性コアに対して一体に固定され、
   前記第一絶縁樹脂部材が前記絶縁樹脂構造体と一体に成形されている請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。
4. 前記回路基板の上方を覆う絶縁樹脂ケースが設けられ、前記第二絶縁樹脂部材が前記絶縁樹脂ケースの内側に一体に成形されている請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。
5. 前記磁性コアが実装される前記回路基板は、金属板の表面に絶縁層を介して回路パターンが形成された金属基板であり、
   前記磁性コアは前記下面が平坦であり、前記下面にはんだ付け可能な金属製の伝熱板が貼着され、
   前記第一絶縁樹脂部材の前記底板部は、厚みが前記伝熱板よりも薄く、前記磁性コアの前記下面の前記底板部のない部分に貼着され、
   前記絶縁トランスの実装状態で、前記磁性コアの下面が前記金属基板に対向し、前記伝熱板が前記安全電圧回路の一部である前記回路パターンにはんだ付けされている請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。

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