JP4385393B2 - Connection structure between printed circuit board and heat sink - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置の回路部品を実装するプリント基板と、このプリント基板のグランドパターンに接続され、発熱部品を放熱する放熱板との接続構造に関し、特にEMI(電磁気妨害)の低減を図ったプリント基板と放熱板との接続構造に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
図2は、この種のプリント基板に搭載される一般的な電源装置の回路図を示したものである。同図において、1は例えばAC100Vの交流電源、L,Nはこの交流電源1を接続する電源装置2の入力端子で、入力端子+Vi,−Viに印加された交流入力電圧は、整流器4および平滑コンデンサ5により整流平滑された後、スイッチング素子6とトランス7からなるインバータ8により電力変換され、トランス7の二次巻線に誘起した電圧を出力側整流平滑回路9により整流平滑することで、出力端子+Vo,−Voに所定の直流出力電圧を供給するようにしている。
【0003】
また、11〜16はいずれも高周波電位を持っては不都合な箇所の配線回路をグランドラインに高周波的に短絡させるためのバイパスコンデンサであり、ここでは、交流入力電圧ラインとグランドライン間に接続されるバイパスコンデンサ11,12と、直流入力電圧ラインとグランドライン間に接続されるバイパスコンデンサ13,14と、直流出力電圧ラインとグランドライン間に接続されるバイパスコンデンサ15,16とを備えている。そしてこのグランドラインは、入力端子L,Nとともに電源装置の一次側にあるグランド端子FGに接続される。
【0004】
ところで、こうした電源装置2は、例えば特開平5‐328710号公報にも指摘されているように、トランジスタやFET(電界効果トランジスタ)などからなるスイッチング素子6や、他の発熱部品を放熱するために、構造上これらの発熱部品を放熱板に接続する必要がある。そして、このような放熱板は大面積の導体となるために、通常はプリント基板上に形成したグランドパターンに接地して同電位とすることにより、電源装置2としての動作の安定や、誘導妨害の除去などを図っている。
【0005】
ここで、従来のプリント基板と放熱板の接続構造を図3で説明すると、21はプリント基板20の絶縁基材、22はこの絶縁基材21上に形成されたグランドパターンで、具体的に図示してはいないが、プリント基板20の一側すなわちここでは右側に、トランス7の一次側部品が実装され、プリント基板20の他側すなわち左側に、トランス7の二次側部品が実装される。23は前記図2のバイパスコンデンサ15,16に相当する二次側コンデンサであり、そのリード線の一端がグランドパターン22の二次側端部に形成したメッキスルーホール25に半田付け接続される。グランドパターン22の一次側端部には、別のメッキスルーホール26が形成されており、ここに前記図2で示したグランド端子FGが接続される。なお、ここには図示していないが、他のバイパスコンデンサ11〜16も、二次側コンデンサ23と同様にそのリード線の一端がグランドパターン22に接続される。
【0006】
27は放熱板に相当する金属製の放熱フィンであり、これは例えば前記スイッチング素子6などの発熱部品に熱的に接続される。そして、放熱フィン27の下端に形成した連結片28は二次側コンデンサ23近傍のグランドパターン22に接続される。前記グランド端子FGは電源装置2を収容する金属筐体(図示せず)に接続されるもので、これによりグランドパターン22ひいては放熱フィン27を金属筐体と同電位に保つようにしている。
【0007】
しかし、従来の図3に示す接続構造では、グランドパターン22の二次側から一次側に流れる高調波電流の一部が、二次側コンデンサ23の近傍にある接続片28から放熱フィン27にバイパスして流れ込み、この放熱フィン27があたかもノイズの放射源となって、雑音端子電圧が増加するという問題がある。
【0008】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、放熱板からの電磁気妨害を効果的に低減させることのできるプリント基板と放熱板との接続構造を提供することをその目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるプリント基板と放熱板との接続構造は、電源装置の構成部品を搭載するプリント基板と、このプリント基板のグランドパターンに接続される放熱板との接続構造において、前記電源装置の入力ライン近傍にある前記グランドパターンの接続部に、前記放熱板を一点で接続させたものである。
【0010】
このようにすると、電源装置の一次側コンデンサや二次側コンデンサを通過してグランドパターンに侵入する高調波電流は、グランドパターンの二次側から一次側に向けて流れるが、放熱板は電源装置の出力側ではなく、入力ライン近傍にあるグランドパターンの一点にのみ接続されるため、高調波電流は放熱板に流れ込まない。このため、放熱板はノイズの放射源とならず、放熱板からの電磁気妨害を効果的に低減させることが可能になる。
【0011】
【発明の実施形態】
以下、本発明における好ましい各実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、前記従来例で示した図2や図3と同一部分には同一符号を付し、その共通する箇所の詳細な説明は重複するため省略する。特に、図2に示す回路図は従来例と同じため、その構成および動作に関する説明は省略する。
【0012】
図1は、本発明の一実施例を示すプリント基板20と放熱板としての放熱フィン27との接続構造を示している。同図において、本実施例では、放熱フィン27をグランド端子FGと同電位にするに当たり、この放熱フィン27の連結片28に接続するグランドパターン22の接続部31が、電源装置2の入力ライン(この場合は、図2に示す入力端子L,Nから整流器4に至るまでのライン)近傍のグランド端子FGに隣接して設けられる。この接続部31は、実際には固定部材であるねじ32が挿通可能なメッキスルーホールにて形成され、その他にはグランドパターン22に放熱フィン27と接続する接続部は存在しない。また、一次側コンデンサ(図示せず)や二次側コンデンサ23を構成する全てのバイパスコンデンサ11〜16は、その一端が共通のグランドパターン22に接続され、放熱フィン27には接続されない。つまり、放熱フィン27はグランドパターン22の接続部31に一点で接続される。そして、この放熱フィン27との接続部31は、一次側コンデンサや二次側コンデンサとの接続部であるどのメッキスルーホール25よりも、グランドパターン22の入力側に設けられる。そして、前記ねじ32をプリント基板20の半田面より接続部31に挿通し、放熱フィン27の連結片28に形成したタップ穴に螺着することにより、放熱フィン27とプリント基板20とを固定するようになっている。
【0013】
しかして本実施例では、プリント基板20上に実装された電源装置2が動作して、この電源装置2を構成するスイッチング素子6などの発熱部品が発熱すると、その熱が熱伝導性の良好な金属性の放熱フィン27に直ちに伝導吸収され、電源装置2を収容する金属筐体(図示せず)の外部に排出される。
【0014】
一方、スイッチング素子6のスイッチングに伴なう高調波電流が、バイパスコンデンサ11〜16を構成する一次側コンデンサや二次側コンデンサ23を通過して、グランドパターン22に侵入する。この高周波電流はグランドパターン22の二次側から一次側にあるグランド端子FGを介して金属筐体に流れるが、放熱フィン27の連結片28はグランドパターン22の二次側ではなく、入力ライン近傍に一点で接続されるので、高調波電流の一部がそこからバイパスして放熱フィン27に流れ込むことはない。したがって、放熱フィン27がノイズの放射源とはならず、放熱フィン27からの電磁気妨害を効果的に低減させることが可能になる。
【0015】
以上のように本実施例は、電源装置2の構成部品を搭載するプリント基板20と、このプリント基板20のグランドパターン22に接続される放熱板としての放熱フィン27との接続構造において、電源装置2の入力ライン近傍にあるグランドパターン22の接続部31に、放熱フィン27を一点で接続させるように構成している。
【0016】
このようにすると、一次側コンデンサや二次側コンデンサ23を通過してグランドパターン22に侵入する高調波電流は、このグランドパターン22の二次側から一次側に向けて流れるが、放熱フィン27は電源装置2の出力側ではなく、入力ライン近傍にあるグランドパターン22の一点にのみ接続されるため、高調波電流は放熱フィン27に流れ込まない。このため、放熱フィン27はノイズの放射源とならず、放熱フィン27からの電磁気妨害を効果的に低減させることが可能になる。
【0017】
特に本実施例では、電源装置2に組み込まれる全てのバイパスコンデンサ11〜16との接続部よりもさらに電源装置2の入力側に、前記接続部31が設けられているので、電源装置2内に一次側コンデンサや二次側コンデンサがいかに設けられていても、放熱フィン27に高調波電流がバイパスして流れ込まず、ノイズに対して信頼性の高い電源装置2を構築することができる。
【0018】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば図2においては、交流入力電圧を所望の直流出力電圧に変換する電源装置2の回路図を示したが、直流入力電圧を直流出力電圧に変換する電源装置2でもよく、その回路構成は特に限定されない。また放熱フィン27の形状なども、本発明の範疇において適宜変形させてよい。さらに接続部31も、例えばねじ32などの固定部材を用いずに、直接半田付け接続できる構造としてもよい。
【0019】
【発明の効果】
本発明は、電源装置の構成部品を搭載するプリント基板と、このプリント基板のグランドパターンに接続される放熱板との接続構造において、前記電源装置の入力ライン近傍にある前記グランドパターンの接続部に、前記放熱板を一点で接続させたものであり、放熱板からの電磁気妨害を効果的に低減させることのできるプリント基板と放熱板との接続構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるプリント基板と放熱板との接続構造を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施例および従来例に共通する電源装置の回路図である。
【図3】従来例におけるプリント基板と放熱板との接続構造を示す断面図である。
【符号の説明】
20 プリント基板
22 グランドパターン
27 放熱フィン(放熱板)
31 接続部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a connection structure between a printed circuit board on which circuit components of a power supply device are mounted and a heat radiating plate connected to the ground pattern of the printed circuit board to dissipate heat generating components, and particularly to reduce EMI (electromagnetic interference). The present invention relates to a connection structure between a printed circuit board and a heat sink.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 2 is a circuit diagram of a general power supply device mounted on this type of printed circuit board. In the figure, 1 is, for example, an AC power supply of 100 V AC, L and N are input terminals of a
[0003]
Reference numerals 11 to 16 are bypass capacitors for short-circuiting a wiring circuit at an inconvenient location with a high-frequency potential to the ground line in a high-frequency manner. Here, the bypass capacitors are connected between the AC input voltage line and the ground line.
[0004]
By the way, such a
[0005]
Here, the conventional connection structure between the printed circuit board and the heat sink will be described with reference to FIG. 3. 21 is an insulating base material of the printed
[0006]
[0007]
However, in the conventional connection structure shown in FIG. 3, a part of the harmonic current flowing from the secondary side to the primary side of the
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a connection structure between a printed board and a heat sink that can effectively reduce electromagnetic interference from the heat sink.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The connection structure between the printed circuit board and the heat sink in the present invention is the connection structure between the printed circuit board on which the components of the power supply device are mounted and the heat sink connected to the ground pattern of the printed circuit board. The heat sink is connected at one point to a connection portion of the ground pattern in the vicinity.
[0010]
In this way, the harmonic current that passes through the primary and secondary capacitors of the power supply device and enters the ground pattern flows from the secondary side of the ground pattern toward the primary side. The harmonic current does not flow into the heat sink because it is connected to only one point of the ground pattern in the vicinity of the input line, not on the output side. For this reason, the heat radiating plate does not become a noise radiation source, and electromagnetic interference from the heat radiating plate can be effectively reduced.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 and 3 shown in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description of common portions is omitted because it is redundant. In particular, since the circuit diagram shown in FIG. 2 is the same as that of the conventional example, description of the configuration and operation is omitted.
[0012]
FIG. 1 shows a connection structure between a printed
[0013]
Thus, in this embodiment, when the
[0014]
On the other hand, the harmonic current accompanying switching of the
[0015]
As described above, in this embodiment, in the connection structure between the printed
[0016]
In this way, the harmonic current that passes through the primary side capacitor and the
[0017]
In particular, in the present embodiment, the
[0018]
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, FIG. 2 shows a circuit diagram of the
[0019]
【The invention's effect】
The present invention provides a connection structure between a printed circuit board on which components of a power supply device are mounted and a heat sink connected to the ground pattern of the printed circuit board. The heat sink is connected at one point, and a connection structure between the printed board and the heat sink that can effectively reduce electromagnetic interference from the heat sink can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a connection structure between a printed board and a heat sink in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply apparatus common to an embodiment of the present invention and a conventional example.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a connection structure between a printed circuit board and a heat sink in a conventional example.
[Explanation of symbols]
20 Printed circuit board
22 Ground pattern
27 Heat dissipation fin (heat sink)
31 Connection
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