JP3512013B2 - マグネトロン駆動用電源装置 - Google Patents
マグネトロン駆動用電源装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジなどの
ようにマグネトロンを用いて誘電加熱を行う高周波加熱
装置の技術分野で、主としてマグネトロンを駆動する電
源の冷却を向上したマグネトロン駆動用電源装置に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、マグネトロン駆動用電源装置とし
て用いるスイッチング電源は、図４に示すように、その
半導体スイッチング素子１のスイッチング損失での温度
上昇による素子の破壊を防ぐため、アルミで構成した放
熱フィン２にビス３で固定し、スイッチング損失によっ
て発生した熱を放熱フィン２に熱伝導させ、放熱フィン
で放熱している。さらに、半導体スイッチング素子１が
発生するスイッチング損失を放熱フィン２に効率よく熱
伝導させるため、半導体スイッチング素子１のコレクタ
ー部４を背面に露出させ、伝導性の良い熱伝導充填材を
塗布し、放熱フィン２と接触させることで熱伝導を良く
していた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高周波
加熱装置の高出力化に伴い、マグネトロン駆動用電源の
半導体スイッチング素子は、高耐圧のものが必要になっ
てきている。高耐圧の半導体スイッチング素子は歩留ま
りが悪く高価であるので、入手が困難であるという課題
を有していた。従って、マグネトロン駆動用電源は図５
に示すように、２個直列に接続した汎用性のある中耐圧
の半導体スイッチング素子で構成される回路が使用され
るようになってきた。すなわち、商用電源５が整流部６
により直流化し、半導体スイッチング素子７，８で構成
されるスイッチング部９で高周波化される。その高周波
を昇圧トランス１０で昇圧し、高圧倍電圧整流回路部１
１で倍電圧整流して、マグネトロン１２に供給される。 【０００４】ところが、従来の放熱フィンに半導体スイ
ッチング素子を取付ける構成では、１個の放熱フィンに
２個の半導体スイッチング素子７，８を固定することに
なるが、回路的には一方の半導体スイッチング素子７の
コレクター端子部１３と、他方の半導体スイッチング素
子８のエミッター端子部１４とを接続し、同電位にしな
ければならない。一方、半導体スイッチング素子７，８
のスイッチング損失を効率よく放熱フィンに熱伝導させ
るには、半導体スイッチング素子７のコレクター端子部
１３と同電位のコレクター部を背面に露出させ、伝導性
の良い熱伝導充填材を塗布し、放熱フィンと接触させね
ばならない。しかし、熱伝導を良くした背面のコレクタ
ー部露出の半導体スイッチング素子を２個そのまま１個
の放熱フィンに取り付けると、コレクター部同志が同電
位になり、図５の回路を構成することができない。 【０００５】従って、図６に示すように，放熱フィンを
放熱フィン１５、１６に２分割し、それぞれに１個づつ
背面にコレクター部１７，１８を露出させた半導体スイ
ッチング素子１９，２０をビス２１，２２で取付け、し
かも２個の放熱フィン１５，１６間を電気的に絶縁し、
同電位にならないようにする必要があった。あるいは、
図７に示すように、１個の放熱フィン２３に２個の半導
体スイッチング素子２４，２５を取付けるには、スイッ
チング損失の大きい半導体スイッチング素子２４の背面
にコレクター部２６を露出させ、それをビス２７で放熱
フィン２３に取付け、他方の半導体スイッチング素子２
５は、背面のコレクター部を外装構成する樹脂で電気的
に絶縁し、それをビス２８で放熱フィン２３に取付けて
いた。 【０００６】このように、前者では２個の放熱フィンを
必要とし、しかもその２個の放熱フィンの間を電気的に
絶縁する必要があるので、マグネトロン駆動用電源装置
を構成する上で放熱フィンの設置の面において不利であ
るという課題を有していた。 【０００７】また、後者では１個の放熱フィンに取り付
け可能であるが、半導体スイッチング素子の１個が、背
面のコレクター部を外装樹脂で電気的に絶縁しているた
め、熱伝導的にもスイッチング損失による熱を放熱フィ
ンに伝え難く、十分に冷やすために放熱フィンを大きく
する必要が生じたり、放熱フィンを冷却する冷却ファン
を大きくする必要が生じるので、マグネトロン駆動用電
源装置を構成する上で放熱フィンや冷却フィンの設置の
面で不利であるという課題を有していた。 【０００８】また別の方法として、熱伝導を良くした背
面のコレクター部を露出の半導体スイッチング素子を２
個使用し、それらの１個を放熱フィン７に取付ける時、
背面のコレクター部を露出の半導体スイッチング素子と
放熱フィン７の間に絶縁性と熱伝導性を持ったシリコン
シートやマイカ板などを介在させて取付けていた。しか
し、シリコンシートやマイカ板の熱伝導率は１．０〜
１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋであり、
しかも厚みが０．３〜１．０ｍｍもあるので、半導体ス
イッチング素子の発生する熱を放熱フィンに伝え難く、
十分に冷やすために放熱フィンを大きくする必要が生じ
たり、放熱フィンを冷却する冷却ファンを大きくする必
要が生じるという課題を有していた。 【０００９】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、マグネトロン駆動用電源装置が２個直列に接続した
半導体スイッチング素子で構成する場合でも、１個の放
熱フィンに取付け可能で、しかも放熱フィンへの熱伝導
が良いコレクター部を背面に露出させた半導体スイッチ
ング素子を２個使い、さらに簡単な構成で１個の半導体
スイッチング素子のコレクター部を放熱フィンから電気
的に絶縁し、半導体スイッチング素子が生ずる熱を良い
熱伝導で放熱フィンに放熱するマグネトロン駆動用電源
装置を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明のマグネトロン駆動用電源装置は、半
導体スイッチング素子と、放熱フィンと、スペーサー
と、熱伝導充填材とからなり、半導体スイッチング素子
のコレクター部を背面に露出させ、１個の半導体スイッ
チング素子の露出したコレクター部は熱伝導率が０．５
〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋのスペ
ーサーを介し、熱伝導充填材を塗布充填して放熱フィン
に取付け、もう１個の半導体スイッチング素子の露出し
たコレクター部はスペーサーを介さず直接に熱伝導充填
材を塗布して同一放熱フィンに取付け、前記２個の半導
体スイッチング素子を直列に接続し、前記１個の半導体
スイッチング素子の露出したコレクター部は、スペーサ
ーによって放熱フィンから電気的に絶縁され、かつスイ
ッチング損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導する
べく前記スペーサーに孔を２個以上設け、そのスペーサ
ーの孔に熱伝導充填材を塗布充填したものである。 【００１１】これによって、１個の半導体スイッチング
素子の露出したコレクター部は、スペーサーによって放
熱フィンから電気的に絶縁され、熱伝導的には熱伝導充
填材を塗布充填されているので、スイッチング損失によ
る熱を効果的に放熱フィンに伝導するものである。 【００１２】 【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、特に、
半導体スイッチング素子と、放熱フィンと、スペーサー
と、熱伝導充填材とからなり、半導体スイッチング素子
のコレクター部を背面に露出させ、１個の半導体スイッ
チング素子の露出したコレクター部は、熱伝導率が０．
５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋのス
ペーサーに孔を２個以上設け、１個の半導体スイッチン
グ素子の露出したコレクター部は熱伝導率が０．５〜
１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋのスペー
サーを介し、熱伝導充填材を塗布充填して放熱フィンに
取付け、もう１個の半導体スイッチング素子の露出した
コレクター部はスペーサーを介さず直接に熱伝導充填材
を塗布して同一放熱フィンに取付け、前記２個の半導体
スイッチング素子を直列に接続し、前記１個の半導体ス
イッチング素子の露出したコレクター部は、スペーサー
によって放熱フィンから電気的に絶縁され、かつスイッ
チング損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導するべ
く前記スペーサーに孔を２個以上設け、そのスペーサー
の孔に熱伝導充填材を塗布充填しそのスペーサーの孔に
熱伝導充填材を塗布充填することにより、スペーサーに
設けた孔に熱伝導充填材が入り、スイッチング損失によ
る熱を効果的に放熱フィンに伝導するようになり、マグ
ネトロン駆動用電源装置を構成する上で放熱フィンを１
個にすることができ、スイッチング損失による熱を効果
的に放熱フィンに伝導するので、冷却ファンも小型化が
できる。 【００１３】 【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。 【００１４】（参考例１） 図１は、本発明の第１の参考例におけるマグネトロン駆
動用電源装置の要部斜視図、図２は、同マグネトロン駆
動用電源装置の要部断面図を示すものである。図１にお
いて、半導体スイッチング素子２９の背面には、ビス３
０を挿入する孔３１の周囲に、露出したコレクター部３
２の面より１ｍｍ以下の高さを持ち、半導体スイッチン
グ素子２９の外装を構成する絶縁性の合成樹脂で成形さ
れたスペーサー３３が設けられている。また、同じ背面
の外装下部の両側にも、露出したコレクター部３２の面
より１ｍｍ以下の高さを持ち、外装を構成する絶縁性の
合成樹脂で成形されたスペーサー３４，３５が設けられ
ている。もう１個の半導体スイッチング素子３６の背面
には、コレクター部３７が露出しており、ビス３８を挿
入する孔３９の周囲には、露出したコレクター部３７の
面と同一高さで、半導体スイッチング素子２９の外装を
構成する絶縁性の合成樹脂で成形された絶縁面４０が設
けられている。この半導体スイッチング素子２９の背面
に、熱伝導充填材４１を塗布充填し、ビス３０で放熱フ
ィン４２に取付け、もう１個の半導体スイッチング素子
３６の背面に露出したコレクター部３７にも熱伝導充填
材４１を塗布し、同一放熱フィン４２にビス３８で取付
けて構成する。しかもその２個の半導体スイッチング素
子を直列に接続して構成している。 【００１５】以上のように構成されたマグネトロン駆動
用電源装置について、以下にその動作、作用を説明す
る。 【００１６】まず、１個の半導体スイッチング素子２９
の露出したコレクター部３２は、ビス３０で放熱フィン
４２に取付けられても、スペーサー３３，３４，３５に
よって放熱フィン４２から電気的に絶縁され、さらに熱
伝導的には熱伝導充填材４１を塗布充填されているの
で、スイッチング損失による熱を効果的に放熱フィン４
２に伝導するようになる。また、もう１個の半導体スイ
ッチング素子３６の背面に露出したコレクター部３７に
も熱伝導充填材４１を塗布し、同一放熱フィン４２にビ
ス３８で取付けているので、スイッチング損失による熱
を効果的に放熱フィン４２に伝導するようになる。 【００１７】以上のように、本参考例においては１個の
半導体スイッチング素子２９の露出したコレクター部３
２は、スペーサー３３，３４，３５を介し、熱伝導充填
材４１を塗布充填して放熱フィン４２に取付け、もう１
個の半導体スイッチング素子３６の露出したコレクター
部３７は、スペーサーを介さず直接に熱伝導充填材４１
を塗布して同一放熱フィン４２に取付けられ、しかもそ
の２個の半導体スイッチング素子を直列に接続されてい
るので、それぞれの半導体スイッチング素子２９，３６
のスイッチング損失による熱を効果的に放熱フィン４２
に伝導するようになり、マグネトロン駆動用電源装置を
構成する上で放熱フィン４２を１個にすることができ、
スイッチング損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導
するので、冷却ファンも小型化ができる。 【００１８】また、本参考例では、２個の半導体スイッ
チング素子の内、いずか１個の半導体スイッチング素子
にスペーサーを設け、１個の放熱フィンに２個の半導体
スイッチング素子をビスで取付けても、半導体スイッチ
ング素子を２個直列に接続した図５の回路図では、例え
ばスペーサーを設けた１個の半導体スイッチング素子７
のスペーサー間にかかる電圧は、半導体スイッチング素
子８のコレクターとエミッター間の電圧となり、反対に
半導体スイッチング素子８にスペーサーを設け、１個の
放熱フィンに２個の半導体スイッチング素子をビスで取
付けても、半導体スイッチング素子８のスペーサー間に
かかる電圧は、同じ半導体スイッチング素子８のコレク
ターとエミッター間の電圧となる。 【００１９】従って、いずれの半導体スイッチング素子
にスペーサーを設けても、スペーサー間即ち背面に露出
したコレクター部と放熱フィンの間の高さは、半導体ス
イッチング素子８のコレクターとエミッター間の電圧に
耐える高さであれば良いと言うことになる。 【００２０】さらに、参考例では、半導体スイッチング
素子２９の背面に、ビス３０を挿入する孔３１の周囲に
スペーサー３３を、同じ背面の外装下部の両側にも、ス
ペーサー３４，３５を設けたが、２個の半導体スイッチ
ング素子の内いずれにスペーサーを設けるかは、それぞ
れの半導体スイッチング素子が、スイッチング損失によ
り発生する発熱の大きさにより、発熱が少ない半導体ス
イッチング素子にスペーサーを設けた方が有利であるこ
とは言うまでもない。 【００２１】また、本参考例では、２個の半導体スイッ
チング素子の内、いずか１個の半導体スイッチング素子
にスペーサーを３ヶ所設けたが、スペーサーの数と形状
は、ビスで半導体スイッチング素子を取付けた時、背面
の露出したコレクター部と放熱フィンの取付け面が、ス
ペーサーによりほぼ均一な高さに保たれれば、スペーサ
ーの数や形状に制約がないことは言うまでもない。 【００２２】（実施例１） 図３は、本発明の第１の実施例におけるマグネトロン駆
動用電源装置の要部斜視図である。図３において、４７
はスペーサー、４８は取付け孔、４９は孔で、参考例１
の構成と異なるところはスペーサーを半導体スイッチン
グ素子とは別に設け、そのスペーサーの熱伝導率を０．
５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋとし
た点である。なお、参考例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。 【００２３】まず、２個の半導体スイッチング素子４
０，４３には、それぞれコレクター部３７，４５が露出
されている。また、スペーサー４７はその熱伝導率が
０．５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋ
の材料で構成され、そのスペーサー４７には半導体スイ
ッチング素子４３のビス３０挿入する穴４４に合わせ
て、孔４８が設けられている。その孔４８周囲には、熱
伝導充填材４１を充填される孔４９が、複数個設けられ
ている。 【００２４】半導体スイッチング素子４３をビス３０で
放熱フィン４２に取付ける時、スペーサー４７を介在さ
せ熱伝導充填材４１を塗布充填し、ビス３０で放熱フィ
ン４２に取付けられる。半導体スイッチング素子３６は
実施例１と同一取付け構造を有し、説明を省略する。こ
のように１個の半導体スイッチング素子４３の露出した
コレクター部４５は、ビス３０で放熱フィン４２に取付
けられても、スペーサー４７によって放熱フィン４２か
ら電気的に絶縁され、さらに熱伝導的にはスペーサー４
７に熱伝導充填材４１を塗布充填されているので、スイ
ッチング損失による熱を効果的に放熱フィン４２に伝導
するようになる。また、もう１個の半導体スイッチング
素子３６の背面に露出したコレクター部３７にも熱伝導
充填材４１を塗布し、同一放熱フィン４２にビス３８で
取付けているので、スイッチング損失による熱を効果的
に放熱フィン４２に伝導するようになる。 【００２５】以上のように、本実施例においては１個の
半導体スイッチング素子４３の露出したコレクター部４
５は、スペーサ−４７を介し、熱伝導充填材４１を塗布
充填して放熱フィン４２に取付け、もう１個の半導体ス
イッチング素子３６の露出したコレクター部３７はスペ
ーサーを介さず直接に熱伝導充填材４１を塗布して同一
放熱フィン４２に取付けられ、しかもその２個の半導体
スイッチング素子を直列に接続されているので、それぞ
れの半導体スイッチング素子４３，３６のスイッチング
損失による熱を効果的に放熱フィン４２に伝導するよう
になり、マグネトロン駆動用電源装置を構成する上で放
熱フィン４２を１個にすることができ、スイッチング損
失による熱を効果的に放熱フィンに伝導するので、冷却
ファンも小型化ができる。 【００２６】また、本実施例では、スペーサーを熱伝導
率が０．５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・Ｋの材料で構成し、しかも半導体スイッチング素子と
は別に設けたことにより、材料に合成樹脂やマイカーな
どを使用でき、樹脂成型加工や外形抜きおよび孔加工な
どの機械加工が容易にすることができる。 【００２７】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、１個の
半導体スイッチング素子の露出したコレクター部は、ス
ペーサーによって放熱フィンから電気的に絶縁され、熱
伝導的には熱伝導充填材を塗布充填されているので、ス
イッチング損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導す
るようになり、マグネトロン駆動用電源装置を構成する
上で放熱フィンを１個にすることができ、スイッチング
損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導するので、冷
却ファンも小型化ができる。
ようにマグネトロンを用いて誘電加熱を行う高周波加熱
装置の技術分野で、主としてマグネトロンを駆動する電
源の冷却を向上したマグネトロン駆動用電源装置に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、マグネトロン駆動用電源装置とし
て用いるスイッチング電源は、図４に示すように、その
半導体スイッチング素子１のスイッチング損失での温度
上昇による素子の破壊を防ぐため、アルミで構成した放
熱フィン２にビス３で固定し、スイッチング損失によっ
て発生した熱を放熱フィン２に熱伝導させ、放熱フィン
で放熱している。さらに、半導体スイッチング素子１が
発生するスイッチング損失を放熱フィン２に効率よく熱
伝導させるため、半導体スイッチング素子１のコレクタ
ー部４を背面に露出させ、伝導性の良い熱伝導充填材を
塗布し、放熱フィン２と接触させることで熱伝導を良く
していた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高周波
加熱装置の高出力化に伴い、マグネトロン駆動用電源の
半導体スイッチング素子は、高耐圧のものが必要になっ
てきている。高耐圧の半導体スイッチング素子は歩留ま
りが悪く高価であるので、入手が困難であるという課題
を有していた。従って、マグネトロン駆動用電源は図５
に示すように、２個直列に接続した汎用性のある中耐圧
の半導体スイッチング素子で構成される回路が使用され
るようになってきた。すなわち、商用電源５が整流部６
により直流化し、半導体スイッチング素子７，８で構成
されるスイッチング部９で高周波化される。その高周波
を昇圧トランス１０で昇圧し、高圧倍電圧整流回路部１
１で倍電圧整流して、マグネトロン１２に供給される。 【０００４】ところが、従来の放熱フィンに半導体スイ
ッチング素子を取付ける構成では、１個の放熱フィンに
２個の半導体スイッチング素子７，８を固定することに
なるが、回路的には一方の半導体スイッチング素子７の
コレクター端子部１３と、他方の半導体スイッチング素
子８のエミッター端子部１４とを接続し、同電位にしな
ければならない。一方、半導体スイッチング素子７，８
のスイッチング損失を効率よく放熱フィンに熱伝導させ
るには、半導体スイッチング素子７のコレクター端子部
１３と同電位のコレクター部を背面に露出させ、伝導性
の良い熱伝導充填材を塗布し、放熱フィンと接触させね
ばならない。しかし、熱伝導を良くした背面のコレクタ
ー部露出の半導体スイッチング素子を２個そのまま１個
の放熱フィンに取り付けると、コレクター部同志が同電
位になり、図５の回路を構成することができない。 【０００５】従って、図６に示すように，放熱フィンを
放熱フィン１５、１６に２分割し、それぞれに１個づつ
背面にコレクター部１７，１８を露出させた半導体スイ
ッチング素子１９，２０をビス２１，２２で取付け、し
かも２個の放熱フィン１５，１６間を電気的に絶縁し、
同電位にならないようにする必要があった。あるいは、
図７に示すように、１個の放熱フィン２３に２個の半導
体スイッチング素子２４，２５を取付けるには、スイッ
チング損失の大きい半導体スイッチング素子２４の背面
にコレクター部２６を露出させ、それをビス２７で放熱
フィン２３に取付け、他方の半導体スイッチング素子２
５は、背面のコレクター部を外装構成する樹脂で電気的
に絶縁し、それをビス２８で放熱フィン２３に取付けて
いた。 【０００６】このように、前者では２個の放熱フィンを
必要とし、しかもその２個の放熱フィンの間を電気的に
絶縁する必要があるので、マグネトロン駆動用電源装置
を構成する上で放熱フィンの設置の面において不利であ
るという課題を有していた。 【０００７】また、後者では１個の放熱フィンに取り付
け可能であるが、半導体スイッチング素子の１個が、背
面のコレクター部を外装樹脂で電気的に絶縁しているた
め、熱伝導的にもスイッチング損失による熱を放熱フィ
ンに伝え難く、十分に冷やすために放熱フィンを大きく
する必要が生じたり、放熱フィンを冷却する冷却ファン
を大きくする必要が生じるので、マグネトロン駆動用電
源装置を構成する上で放熱フィンや冷却フィンの設置の
面で不利であるという課題を有していた。 【０００８】また別の方法として、熱伝導を良くした背
面のコレクター部を露出の半導体スイッチング素子を２
個使用し、それらの１個を放熱フィン７に取付ける時、
背面のコレクター部を露出の半導体スイッチング素子と
放熱フィン７の間に絶縁性と熱伝導性を持ったシリコン
シートやマイカ板などを介在させて取付けていた。しか
し、シリコンシートやマイカ板の熱伝導率は１．０〜
１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋであり、
しかも厚みが０．３〜１．０ｍｍもあるので、半導体ス
イッチング素子の発生する熱を放熱フィンに伝え難く、
十分に冷やすために放熱フィンを大きくする必要が生じ
たり、放熱フィンを冷却する冷却ファンを大きくする必
要が生じるという課題を有していた。 【０００９】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、マグネトロン駆動用電源装置が２個直列に接続した
半導体スイッチング素子で構成する場合でも、１個の放
熱フィンに取付け可能で、しかも放熱フィンへの熱伝導
が良いコレクター部を背面に露出させた半導体スイッチ
ング素子を２個使い、さらに簡単な構成で１個の半導体
スイッチング素子のコレクター部を放熱フィンから電気
的に絶縁し、半導体スイッチング素子が生ずる熱を良い
熱伝導で放熱フィンに放熱するマグネトロン駆動用電源
装置を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明のマグネトロン駆動用電源装置は、半
導体スイッチング素子と、放熱フィンと、スペーサー
と、熱伝導充填材とからなり、半導体スイッチング素子
のコレクター部を背面に露出させ、１個の半導体スイッ
チング素子の露出したコレクター部は熱伝導率が０．５
〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋのスペ
ーサーを介し、熱伝導充填材を塗布充填して放熱フィン
に取付け、もう１個の半導体スイッチング素子の露出し
たコレクター部はスペーサーを介さず直接に熱伝導充填
材を塗布して同一放熱フィンに取付け、前記２個の半導
体スイッチング素子を直列に接続し、前記１個の半導体
スイッチング素子の露出したコレクター部は、スペーサ
ーによって放熱フィンから電気的に絶縁され、かつスイ
ッチング損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導する
べく前記スペーサーに孔を２個以上設け、そのスペーサ
ーの孔に熱伝導充填材を塗布充填したものである。 【００１１】これによって、１個の半導体スイッチング
素子の露出したコレクター部は、スペーサーによって放
熱フィンから電気的に絶縁され、熱伝導的には熱伝導充
填材を塗布充填されているので、スイッチング損失によ
る熱を効果的に放熱フィンに伝導するものである。 【００１２】 【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、特に、
半導体スイッチング素子と、放熱フィンと、スペーサー
と、熱伝導充填材とからなり、半導体スイッチング素子
のコレクター部を背面に露出させ、１個の半導体スイッ
チング素子の露出したコレクター部は、熱伝導率が０．
５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋのス
ペーサーに孔を２個以上設け、１個の半導体スイッチン
グ素子の露出したコレクター部は熱伝導率が０．５〜
１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋのスペー
サーを介し、熱伝導充填材を塗布充填して放熱フィンに
取付け、もう１個の半導体スイッチング素子の露出した
コレクター部はスペーサーを介さず直接に熱伝導充填材
を塗布して同一放熱フィンに取付け、前記２個の半導体
スイッチング素子を直列に接続し、前記１個の半導体ス
イッチング素子の露出したコレクター部は、スペーサー
によって放熱フィンから電気的に絶縁され、かつスイッ
チング損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導するべ
く前記スペーサーに孔を２個以上設け、そのスペーサー
の孔に熱伝導充填材を塗布充填しそのスペーサーの孔に
熱伝導充填材を塗布充填することにより、スペーサーに
設けた孔に熱伝導充填材が入り、スイッチング損失によ
る熱を効果的に放熱フィンに伝導するようになり、マグ
ネトロン駆動用電源装置を構成する上で放熱フィンを１
個にすることができ、スイッチング損失による熱を効果
的に放熱フィンに伝導するので、冷却ファンも小型化が
できる。 【００１３】 【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。 【００１４】（参考例１） 図１は、本発明の第１の参考例におけるマグネトロン駆
動用電源装置の要部斜視図、図２は、同マグネトロン駆
動用電源装置の要部断面図を示すものである。図１にお
いて、半導体スイッチング素子２９の背面には、ビス３
０を挿入する孔３１の周囲に、露出したコレクター部３
２の面より１ｍｍ以下の高さを持ち、半導体スイッチン
グ素子２９の外装を構成する絶縁性の合成樹脂で成形さ
れたスペーサー３３が設けられている。また、同じ背面
の外装下部の両側にも、露出したコレクター部３２の面
より１ｍｍ以下の高さを持ち、外装を構成する絶縁性の
合成樹脂で成形されたスペーサー３４，３５が設けられ
ている。もう１個の半導体スイッチング素子３６の背面
には、コレクター部３７が露出しており、ビス３８を挿
入する孔３９の周囲には、露出したコレクター部３７の
面と同一高さで、半導体スイッチング素子２９の外装を
構成する絶縁性の合成樹脂で成形された絶縁面４０が設
けられている。この半導体スイッチング素子２９の背面
に、熱伝導充填材４１を塗布充填し、ビス３０で放熱フ
ィン４２に取付け、もう１個の半導体スイッチング素子
３６の背面に露出したコレクター部３７にも熱伝導充填
材４１を塗布し、同一放熱フィン４２にビス３８で取付
けて構成する。しかもその２個の半導体スイッチング素
子を直列に接続して構成している。 【００１５】以上のように構成されたマグネトロン駆動
用電源装置について、以下にその動作、作用を説明す
る。 【００１６】まず、１個の半導体スイッチング素子２９
の露出したコレクター部３２は、ビス３０で放熱フィン
４２に取付けられても、スペーサー３３，３４，３５に
よって放熱フィン４２から電気的に絶縁され、さらに熱
伝導的には熱伝導充填材４１を塗布充填されているの
で、スイッチング損失による熱を効果的に放熱フィン４
２に伝導するようになる。また、もう１個の半導体スイ
ッチング素子３６の背面に露出したコレクター部３７に
も熱伝導充填材４１を塗布し、同一放熱フィン４２にビ
ス３８で取付けているので、スイッチング損失による熱
を効果的に放熱フィン４２に伝導するようになる。 【００１７】以上のように、本参考例においては１個の
半導体スイッチング素子２９の露出したコレクター部３
２は、スペーサー３３，３４，３５を介し、熱伝導充填
材４１を塗布充填して放熱フィン４２に取付け、もう１
個の半導体スイッチング素子３６の露出したコレクター
部３７は、スペーサーを介さず直接に熱伝導充填材４１
を塗布して同一放熱フィン４２に取付けられ、しかもそ
の２個の半導体スイッチング素子を直列に接続されてい
るので、それぞれの半導体スイッチング素子２９，３６
のスイッチング損失による熱を効果的に放熱フィン４２
に伝導するようになり、マグネトロン駆動用電源装置を
構成する上で放熱フィン４２を１個にすることができ、
スイッチング損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導
するので、冷却ファンも小型化ができる。 【００１８】また、本参考例では、２個の半導体スイッ
チング素子の内、いずか１個の半導体スイッチング素子
にスペーサーを設け、１個の放熱フィンに２個の半導体
スイッチング素子をビスで取付けても、半導体スイッチ
ング素子を２個直列に接続した図５の回路図では、例え
ばスペーサーを設けた１個の半導体スイッチング素子７
のスペーサー間にかかる電圧は、半導体スイッチング素
子８のコレクターとエミッター間の電圧となり、反対に
半導体スイッチング素子８にスペーサーを設け、１個の
放熱フィンに２個の半導体スイッチング素子をビスで取
付けても、半導体スイッチング素子８のスペーサー間に
かかる電圧は、同じ半導体スイッチング素子８のコレク
ターとエミッター間の電圧となる。 【００１９】従って、いずれの半導体スイッチング素子
にスペーサーを設けても、スペーサー間即ち背面に露出
したコレクター部と放熱フィンの間の高さは、半導体ス
イッチング素子８のコレクターとエミッター間の電圧に
耐える高さであれば良いと言うことになる。 【００２０】さらに、参考例では、半導体スイッチング
素子２９の背面に、ビス３０を挿入する孔３１の周囲に
スペーサー３３を、同じ背面の外装下部の両側にも、ス
ペーサー３４，３５を設けたが、２個の半導体スイッチ
ング素子の内いずれにスペーサーを設けるかは、それぞ
れの半導体スイッチング素子が、スイッチング損失によ
り発生する発熱の大きさにより、発熱が少ない半導体ス
イッチング素子にスペーサーを設けた方が有利であるこ
とは言うまでもない。 【００２１】また、本参考例では、２個の半導体スイッ
チング素子の内、いずか１個の半導体スイッチング素子
にスペーサーを３ヶ所設けたが、スペーサーの数と形状
は、ビスで半導体スイッチング素子を取付けた時、背面
の露出したコレクター部と放熱フィンの取付け面が、ス
ペーサーによりほぼ均一な高さに保たれれば、スペーサ
ーの数や形状に制約がないことは言うまでもない。 【００２２】（実施例１） 図３は、本発明の第１の実施例におけるマグネトロン駆
動用電源装置の要部斜視図である。図３において、４７
はスペーサー、４８は取付け孔、４９は孔で、参考例１
の構成と異なるところはスペーサーを半導体スイッチン
グ素子とは別に設け、そのスペーサーの熱伝導率を０．
５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋとし
た点である。なお、参考例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。 【００２３】まず、２個の半導体スイッチング素子４
０，４３には、それぞれコレクター部３７，４５が露出
されている。また、スペーサー４７はその熱伝導率が
０．５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋ
の材料で構成され、そのスペーサー４７には半導体スイ
ッチング素子４３のビス３０挿入する穴４４に合わせ
て、孔４８が設けられている。その孔４８周囲には、熱
伝導充填材４１を充填される孔４９が、複数個設けられ
ている。 【００２４】半導体スイッチング素子４３をビス３０で
放熱フィン４２に取付ける時、スペーサー４７を介在さ
せ熱伝導充填材４１を塗布充填し、ビス３０で放熱フィ
ン４２に取付けられる。半導体スイッチング素子３６は
実施例１と同一取付け構造を有し、説明を省略する。こ
のように１個の半導体スイッチング素子４３の露出した
コレクター部４５は、ビス３０で放熱フィン４２に取付
けられても、スペーサー４７によって放熱フィン４２か
ら電気的に絶縁され、さらに熱伝導的にはスペーサー４
７に熱伝導充填材４１を塗布充填されているので、スイ
ッチング損失による熱を効果的に放熱フィン４２に伝導
するようになる。また、もう１個の半導体スイッチング
素子３６の背面に露出したコレクター部３７にも熱伝導
充填材４１を塗布し、同一放熱フィン４２にビス３８で
取付けているので、スイッチング損失による熱を効果的
に放熱フィン４２に伝導するようになる。 【００２５】以上のように、本実施例においては１個の
半導体スイッチング素子４３の露出したコレクター部４
５は、スペーサ−４７を介し、熱伝導充填材４１を塗布
充填して放熱フィン４２に取付け、もう１個の半導体ス
イッチング素子３６の露出したコレクター部３７はスペ
ーサーを介さず直接に熱伝導充填材４１を塗布して同一
放熱フィン４２に取付けられ、しかもその２個の半導体
スイッチング素子を直列に接続されているので、それぞ
れの半導体スイッチング素子４３，３６のスイッチング
損失による熱を効果的に放熱フィン４２に伝導するよう
になり、マグネトロン駆動用電源装置を構成する上で放
熱フィン４２を１個にすることができ、スイッチング損
失による熱を効果的に放熱フィンに伝導するので、冷却
ファンも小型化ができる。 【００２６】また、本実施例では、スペーサーを熱伝導
率が０．５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・Ｋの材料で構成し、しかも半導体スイッチング素子と
は別に設けたことにより、材料に合成樹脂やマイカーな
どを使用でき、樹脂成型加工や外形抜きおよび孔加工な
どの機械加工が容易にすることができる。 【００２７】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、１個の
半導体スイッチング素子の露出したコレクター部は、ス
ペーサーによって放熱フィンから電気的に絶縁され、熱
伝導的には熱伝導充填材を塗布充填されているので、ス
イッチング損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導す
るようになり、マグネトロン駆動用電源装置を構成する
上で放熱フィンを１個にすることができ、スイッチング
損失による熱を効果的に放熱フィンに伝導するので、冷
却ファンも小型化ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１におけるマグネトロン駆動用
電源装置の要部斜視図 【図２】同マグネトロン駆動用電源装置の要部断面図 【図３】本発明の実施例１におけるマグネトロン駆動用
電源装置の要部斜視図 【図４】従来のマグネトロン駆動用電源装置の要部斜視
図 【図５】従来のマグネトロン駆動用電源装置の回路図 【図６】従来のマグネトロン駆動用電源装置の要部斜視
図 【図７】従来のマグネトロン駆動用電源装置の要部斜視
図 【符号の説明】 ２９ 半導体スイッチング素子 ３２ コレクター部 ３３、３４、３５ スペーサー ３６ 半導体スイッチング素子 ３７ コレクター部 ４３ 半導体スイッチング素子 ４５ コレクター部 ４７ スペーサー ４８、４９ 孔
電源装置の要部斜視図 【図２】同マグネトロン駆動用電源装置の要部断面図 【図３】本発明の実施例１におけるマグネトロン駆動用
電源装置の要部斜視図 【図４】従来のマグネトロン駆動用電源装置の要部斜視
図 【図５】従来のマグネトロン駆動用電源装置の回路図 【図６】従来のマグネトロン駆動用電源装置の要部斜視
図 【図７】従来のマグネトロン駆動用電源装置の要部斜視
図 【符号の説明】 ２９ 半導体スイッチング素子 ３２ コレクター部 ３３、３４、３５ スペーサー ３６ 半導体スイッチング素子 ３７ コレクター部 ４３ 半導体スイッチング素子 ４５ コレクター部 ４７ スペーサー ４８、４９ 孔
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05B 6/64
H05B 6/12
H01L 23/40
H05K 7/20
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 半導体スイッチング素子と、放熱フィン
と、スペーサーと、熱伝導充填材とからなり、半導体ス
イッチング素子のコレクター部を背面に露出させ、１個
の半導体スイッチング素子の露出したコレクター部は熱
伝導率が０．５〜１．５×１０＾−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓ
ｅｃ・Ｋのスペーサーを介し、熱伝導充填材を塗布充填
して放熱フィンに取付け、もう１個の半導体スイッチン
グ素子の露出したコレクター部はスペーサーを介さず直
接に熱伝導充填材を塗布して同一放熱フィンに取付け、
前記２個の半導体スイッチング素子を直列に接続し、前
記１個の半導体スイッチング素子の露出したコレクター
部は、スペーサーによって放熱フィンから電気的に絶縁
され、かつスイッチング損失による熱を効果的に放熱フ
ィンに伝導するべく前記スペーサーに孔を２個以上設
け、そのスペーサーの孔に熱伝導充填材を塗布充填した
マグネトロン駆動用電源装置。
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