JP4963505B2 - 電圧変換装置及び電気負荷駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、インダクタンス成分を共有する第１ループ回路と第２ループ回路とを備える電圧変換装置及びこれを用いる電気負荷駆動装置に関する。

従来から、トランスの一次コイルに接続された一次側回路と、トランスの二次コイルに接続された二次側回路とを有するスイッチング電源回路において、一次側回路側の電極パターンと、二次側回路側の電極パターンとを対向して配置することで、当該電極パターン間の絶縁層をコンデンサ用の誘電体として機能させて等価的コンデンサを構成し、当該等価的コンデンサによりノイズ対策用のコンデンサを構成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１１０４５２号公報

ところで、トランスを用いない非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、例えば図１に示すように、インダクタンスＬを共有すると共にそれぞれコンデンサＣ１，Ｃ２を有する第１ループ回路及び第２ループ回路を備え、第１又は第２ループ回路に設けられるスイッチング素子Ｑ１又はＱ２をＯＮ／ＯＦＦ動作させることで電圧変換が実現される。このとき、第１及び第２コンデンサは、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を平滑化すると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の発生ノイズを低減する機能を有する。このような図１に示す回路構成は、一般的に、図２に示すように、プリント基板上に第１ループ回路及び第２ループ回路を同一面又は別面上に並べて配置することで実現される。

しかしながら、図１及び図２に示すような従来の回路構成では、例えばスイッチング素子Ｑ１をＯＮ／ＯＦＦ動作させるときに、第１ループ回路と第２ループ回路に交互に電流が流れるので、第１ループ回路を貫く磁界と、第２ループ回路を貫く磁界とが交互に発生する。このとき、第１ループ回路と第２ループ回路に流れる電流のそれぞれの向きは、図１の矢印に示すように逆方向であるので、第１ループ回路を貫く磁界と第２ループ回路を貫く磁界の方向は逆向きとなる。かかる構成では、スイッチング素子Ｑ１の高速（短時間）のＯＮ／ＯＦＦ動作に伴って向きが逆の磁界が高速（短時間）で交互に発生し、当該磁界の変動に起因したノイズが発生するという問題がある。

これに対して、第１ループ回路と第２ループ回路とが、それぞれのループ回路に対する法線方向で互いに対向するように、第１ループ回路と第２ループ回路をプリント基板の上面及び下面にそれぞれ配置すると（図７等参照）、第１ループ回路と第２ループ回路に形成される磁界変動に起因したノイズを効果的に低減することができる。即ち、かかるループ対向構成では、第１ループ回路を貫く磁界と第２ループ回路を貫く磁界の方向とを同一方向となり、第１ループ回路と第２ループ回路に形成される磁界変動に起因したノイズを効果的に低減することができる。

しかしながら、上述のような第１ループ回路と第２ループ回路が対向配置されるループ対向構成では、第１ループ回路と第２ループ回路のそれぞれにおけるスイッチング素子同士が、プリント基板の上面と下面から略対向する位置関係となり、熱が集中し易い構造となる問題点がある。

そこで、本発明は、第１ループ回路と第２ループ回路に形成される磁界変動に起因したノイズを効果的に低減しつつ、スイッチング素子の熱を効果的に放熱することができる電圧変換装置及びこれを用いる電気負荷駆動装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、インダクタンス成分を共有する第１ループ回路と第２ループ回路とを備え、前記第１ループ回路に設けられる第１スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作に伴い前記第１ループ回路と前記第２ループ回路に交互に電流が流れる電圧変換装置であって、
前記第１ループ回路のスイッチング素子のＯＮ動作時に形成される前記第１ループ回路を貫く磁界の向きと、前記第１ループ回路の第１スイッチング素子のＯＮ動作後のＯＦＦ動作時に形成される前記第２ループ回路を貫く磁界の向きが同方向であり、
前記第１ループ回路と前記第２ループ回路とが、それぞれのループ回路に対する法線方向で互いに対向するように、前記第１ループ回路と前記第２ループ回路がプリント基板の上面及び下面にそれぞれ配置され、
前記プリント基板の表面に放熱板が配置され、
前記プリント基板の内層に、前記放熱板にスルーホールを介して接続される金属材料のベタパターンが設けられることを特徴とする、電圧変換装置が提供される。

本発明によれば、第１ループ回路と第２ループ回路に形成される磁界変動に起因したノイズを効果的に低減しつつ、スイッチング素子の熱を効果的に放熱することができる電圧変換装置が得られる。

従来のＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成を示す図である。 従来のＤＣ−ＤＣコンバータの部品配置を示す図である。 本発明による一実施例に係る電圧変換装置１の回路構成を示す図である。 電気負荷４０の接続方法のその他の例を示す図である。 本発明による一実施例に係る電圧変換装置１の回路配置を概念的に示す図である。 図５に示す回路配置を採用した電圧変換装置１における磁束変動低減効果を説明する波形図である。 本実施例に係る電圧変換装置１の回路配置を実現するための具体例を示す図である。 放熱板７０の配置方法の一例を示すプリント基板の断面図である。 放熱板７０の配置方法のその他の一例を示すプリント基板の断面図である。 放熱板７０の配置方法の更なるその他の一例を示すプリント基板の断面図である。 放熱板７０の固定方法の一例を示す断面図である。 本発明による電気負荷駆動装置２００の一実施例を示す構成図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図３は、本発明による電圧変換装置１の一実施例の回路構成を示す図である。本実施例の電圧変換装置１の回路構成自体は、図１に示した従来のＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成と同様である。

具体的には、電圧変換装置１は、同期整流型の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、第１ループ回路１０と第２ループ回路１２とを備える。電圧変換装置１の出力端子２０には、駆動対象の電気負荷４０が接続される。第１ループ回路１０と第２ループ回路１２は、インダクタンスＬを共有する。

第１ループ回路１０は、インダクタンスＬに加えて、スイッチング素子Ｑ１とコンデンサＣ１とを有する。スイッチング素子Ｑ１は、本例では、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field−effect transistor）であるが、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のような他のトランジスタであってもよい。スイッチング素子Ｑ１は、＋端子と出力端子２０の間に、インダクタンスＬと直列に接続される。このとき、スイッチング素子Ｑ１は、ドレイン側が＋端子に接続されると共に、ソース側がインダクタンスＬに接続される。コンデンサＣ１は、＋端子と出力端子２０の間に、スイッチング素子Ｑ１とインダクタンスＬに対して並列に接続される。

同様に、第２ループ回路１２は、インダクタンスＬに加えて、スイッチング素子Ｑ２とコンデンサＣ２とを有する。スイッチング素子Ｑ１は、本例では、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等のような他のトランジスタであってもよい。スイッチング素子Ｑ２は、−端子と出力端子２０の間に、インダクタンスＬと直列に接続される。このとき、スイッチング素子Ｑ２は、ドレイン側がインダクタンスＬに接続されると共に、ソース側が−端子に接続される。コンデンサＣ２は、−端子と出力端子２０の間に、スイッチング素子Ｑ２とインダクタンスＬに対して並列に接続される。

＋端子には、第１の直流電源（図１０の直流電源２０３参照）が接続され、−端子には、第１の直流電源よりも電圧が低い第２の直流電源（図示せず）が接続される。第１の直流電源及び第２の直流電源の定格電圧は、第２の直流電源の方が第１の直流電源よりも低い限り、任意であってよい。典型的には、−端子には、グランド（即ちＯＶ）が接続される。以下では、説明の複雑化を防止するために、特に言及しない限り、−端子はグランドに接続されているものとする。

コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、主に、電圧変換装置１の出力電圧を平滑化すると共に、電圧変換装置１における発生ノイズを低減する機能を有する。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の容量は、好ましくは、同一に設定される。また、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２としては、好ましくは、劣化の影響を低減するために、耐久劣化し難いセラミックタイプのコンデンサが用いられる。

スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、一方がＯＮ時に他方がＯＦＦとなるように制御される。スイッチング素子Ｑ１及びＱ２の制御態様の詳細（例えばデットタイムの設定・調整方法等）は、任意である。

図３に示す例において、動作時、スイッチング素子Ｑ２がオンすると、それに同期してスイッチング素子Ｑ１がオフとなり、第２ループ回路１２に図中の矢印で示す向きのループで電流Ｉ２が流れる。スイッチング素子Ｑ２がオンからオフに反転すると、それに同期してスイッチング素子Ｑ１がオフからオンに反転し、第１ループ回路１０に図中の矢印で示す向きのループで電流Ｉ１が流れる。このようにして、スイッチング素子Ｑ２がオンしている間の時間（オンデューティ）を適切に制御することで、第１の直流電源の電圧を所望の電圧に変換（降圧変換）して出力端子２０に出力することができる。

尚、図３に示す例では、電気負荷４０の他端（出力端子２０側でない端子）に＋端子が接続されているので、スイッチング素子Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ動作が実質的にデューティを決定し、スイッチング素子Ｑ１は同期整流用スイッチング素子として機能する。尚、例えばエネルギ効率よりもコストを優先する場合は、スイッチング素子Ｑ１が省略されてもよい（ダイオードのみとなる）。また、例えば、図４に示すように、電気負荷４０の他端（出力端子２０側でない端子）に−端子が接続されてもよい。この場合、図３の示す例とは逆に、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ動作が実質的にデューティを決定し、スイッチング素子Ｑ２は同期整流用スイッチング素子として機能する。尚、図４に示す例においても、例えばエネルギ効率よりもコストを優先する場合は、スイッチング素子Ｑ２が省略されてもよい（ダイオードのみとなる）。

ところで、図２を参照して上述したように、図３に示すような電圧変換装置１の回路構成をそのまま平面的に配置すると、スイッチング素子Ｑ２を高速にＯＮ／ＯＦＦ動作させるときに、第１ループ回路１０を貫く磁界と、第２ループ回路１２を貫く逆方向の磁界とが交互に高速に発生し、当該磁界の高周波変動に起因した高周波ノイズが発生するという問題が生ずる。

そこで、本実施例では、以下で詳説する如く、電圧変換装置１の回路構成を適切に配置することで、第１ループ回路１０と第２ループ回路１２に形成される磁界変動に起因したノイズを効果的に低減することを可能としている。以下、これについて詳説する。

図５は、本実施例に係る電圧変換装置１の回路配置を概念的に示す図である。尚、図５以降の幾つかの図においては、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に対して並列に配置されるダイオードの図示は省略されている。

本実施例では、図５に示すように、スイッチング素子Ｑ２をＯＮ／ＯＦＦ動作させること（及びそれに同期してスイッチング素子Ｑ１をＯＦＦ／ＯＮ動作させること）に伴って交互に発生する磁束（及びそれに伴い磁界）について、第１ループ回路１０を貫く磁束φ１の向きと、第２ループ回路１２を貫く磁束φ２の向きとが、同方向になるように構成される。換言すると、第１ループ回路１０と第２ループ回路１２とが、図５に示すように、それぞれのループ回路に対する法線方向で互いに対向するように配置される。即ち、第１ループ回路１０と第２ループ回路１２とが、図３のラインＸ−Ｘに沿って折り曲げるようにして対向配置される。

図６は、図５に示す回路配置を採用した電圧変換装置１における磁束変動低減効果を説明する波形図である。

上述の如く、スイッチング素子Ｑ２及びＱ１が互いに反転した所定のデューティで駆動されると、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すような波形で、第２ループ回路１２及び第１ループ回路１０に電流が流れる。このとき、第２ループ回路１２及び第１ループ回路１０に流れる電流に起因して、図６（Ｃ）及び（Ｂ）に示すような波形（時系列）で、第２ループ回路１２を貫く磁束φ２及び第１ループ回路１０を貫く磁束φ１が発生する。このような磁束φ２及びφ１は、スイッチング素子Ｑ２及びＱ１が高速に駆動されることから、それぞれは短時間に大きく変動する。本実施例では、図６（Ｃ）及び（Ｂ）に示す磁束φ２と磁束φ１とが同一方向であるので、これらの波形（時系列）を足し合わせると、図６（Ｅ）に示すような急峻な変動が無くなった波形となる。即ち、時間的変動の少ない磁束変化が実現される。このように、図５に示す回路配置を採用した電圧変換装置１によれば、磁束φ１＋φ２の高周波変動による発生ノイズを効果的に低減することができる。

図７は、本実施例に係る電圧変換装置１の回路配置を実現するための具体例を示す図である。

図７に示す例では、プリント基板の一方の面（本例では表面）に第１ループ回路１０が配置され、同プリント基板の他方の面（本例では裏面）に第２ループ回路１２が配置される。尚、共有のインダクタンスＬは、プリント基板のいずれか一方の面に配置され、第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２にスルーホールを介して共有されてよい。本例では、インダクタンスＬは、第１ループ回路１０の主要構成と共にプリント基板の表面に配置され、スルーホールにより第２ループ回路１２に接続されている。

ところで、上述の発明が解決しようとする課題の欄で記載したように、上述のような第１ループ回路１０と第２ループ回路１２が対向配置されるループ対向構成では、第１ループ回路１０と第２ループ回路１２のそれぞれにおけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２同士が、プリント基板の上面と下面から略対向する位置関係となり、熱が集中し易い構造となる。そこで、以下では、かかる熱を効率的に外部に放出するための本実施例による放熱構造について詳説する。

図８は、本実施例の電圧変換装置１の第１ループ回路１０と第２ループ回路１２が形成されたプリント基板の断面図である。図８には、放熱板７０の配置方法の一例が示されている。

放熱板７０は、図８に示すように、プリント基板８０の一方の面（本例では裏面）に配置される。放熱板７０は、伝熱性の材料（例えばアルミブロック）で形成されてよい。放熱板７０は、放熱性を高めるためにフィン等が表面に形成されてもよい。

プリント基板８０は、銅のような金属材料のベタパターンで形成された伝熱層８２が設けられる。即ち、プリント基板８０は、伝熱性材料からなる伝熱層８２を備える。図示の例では、プリント基板８０は、プリプレグからなる中間層８１を備え、中間層８１にベタパターンの伝熱層８２が設けられる。伝熱層８２は、プリント基板８０の表面に対して法線方向で見た上面視で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の搭載領域を完全に含む領域に延在する共に、放熱板７０の搭載領域を含む領域に延在する。尚、典型的には、伝熱層８２は、プリント基板８０の表面積の略全体に対応する面積で設けられる。

プリント基板８０には、スルーホール７２が形成される。スルーホール７２は、プリント基板８０の表面に対して法線方向で見た上面視で、放熱板７０の搭載領域内で伝熱層８２を貫通するように形成される。スルーホール７２は、例えば銅メッキ等により、伝熱層８２と放熱板７０との間の伝熱性を確保する。このようにして、伝熱層８２はスルーホール７２を介して放熱板７０に伝熱的に接続される。

図８に示す例では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からの熱は、図８に矢印（太い実線の矢印）にて示すように、伝熱層８２に伝わり、次いで伝熱層８２からスルーホール７２を介して放熱板７０に伝わることで、放熱される。このようにして、図８に示す例によれば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２同士がプリント基板８０の上面と下面から略対向する位置関係となり熱が局部に集中し易い構造であっても、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からの熱を効率的に放熱することができ、熱の局部的な集中を防止することができる。

また、伝熱層８２が銅のベタパターンのような金属層で構成されている場合、図８に矢印（太い破線の矢印）にて概念的に示すように、伝熱層８２による磁界の抑制効果を得ることができる。即ち、伝熱層８２は、上述の第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２を貫く磁束の変化を抑制するように働き、上述の第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２を貫く磁界の変動を抑制することができる。尚、図６（Ｃ）、図６（Ｃ）及び図６（Ｅ）には、かかる伝熱層８２による磁界変動抑制効果が概念的に示される。即ち、図６（Ｃ）、図６（Ｃ）及び図６（Ｅ）には、伝熱層８２が存在しない場合の波形が点線で示され、伝熱層８２が存在する場合の波形が実線で示されている。

図９は、本実施例の電圧変換装置１の第１ループ回路１０と第２ループ回路１２が形成されたプリント基板の断面図である。図９には、放熱板７０の配置方法のその他の一例が示されている。

図９に示す例では、放熱板７０は、プリント基板８０の側面に接触して配置される。伝熱層８２は、プリント基板８０の側面まで至るように設けられる。即ち、伝熱層８２は、プリント基板８０の側面にて、放熱板７０に接触するように設けられる。このため、図９に示す例では、図８に示す例のようなスルーホール７２は不要となる。伝熱層８２は、プリント基板８０の表面に対して法線方向で見た上面視で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の搭載領域を完全に含む領域に延在する。また、伝熱層８２は、好ましくは、上述の磁界の変動抑制効果を得るために、プリント基板８０の表面に対して法線方向で見た上面視で、第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２の全体を含む範囲に設けられる。

図９に示す例では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からの熱は、図９に矢印（太い実線の矢印）にて示すように、伝熱層８２に伝わり、次いで伝熱層８２から放熱板７０に伝わることで、放熱される。このようにして、図９に示す例によれば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２同士がプリント基板８０の上面と下面から略対向する位置関係となり熱が局部に集中し易い構造であっても、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からの熱を効率的に放熱することができ、熱の局部的な集中を防止することができる。また、図８に示す例と同様に、伝熱層８２は、上述の第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２を貫く磁束の変化を抑制するように働き、上述の第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２を貫く磁界の変動を抑制することができる。

図９に示す例において、放熱板７０は、他方の端部（プリント基板８０の側面側でない方の端部）が電圧変換装置１の筐体（図示せず）に固定されてもよい。或いは、放熱板７０は、電圧変換装置１の筐体と一体に形成されてもよい。即ち、放熱板７０の機能は、電圧変換装置１の金属製の筐体により実現されてもよい。

図１０は、本実施例の電圧変換装置１の第１ループ回路１０と第２ループ回路１２が形成されたプリント基板の断面図である。図１０には、放熱板７０の配置方法の更なるその他の一例が示されている。

図１０に示す例では、放熱板７０は、プリント基板８０の側面（側方）に設けられる。但し、図１０に示す例では、図９に示す例と異なり、放熱板７０は、プリント基板８０の側面に直接接触するのではなく、プリント基板８０の端部の一方の面（本例では裏面）を支持するように配置される。放熱板７０は、同様の構成で、プリント基板８０の複数の端部をそれぞれ支持する態様で、複数個設定されてもよい。例えば、放熱板７０は、プリント基板８０の端部を全周に亘って支持するように設けられてもよい。また、放熱板７０は、図１０に示すように、電圧変換装置１の筐体９０に固定されてもよいし、電圧変換装置１の筐体９０と一体に形成されてもよい。後者の場合、放熱板７０は、電圧変換装置１の金属製の筐体９０の内方に突出した部位により構成されてもよい。

伝熱層８２は、プリント基板８０の側面から出て放熱板７０まで至るように設けられる。即ち、伝熱層８２は、プリント基板８０の側面を越えて延在し、下方に延在して放熱板７０に接触するように設けられる。このため、図１０に示す例では、図８に示す例のようなスルーホール７２は不要となる。同様に、伝熱層８２は、プリント基板８０の表面に対して法線方向で見た上面視で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の搭載領域を完全に含む領域に延在する。また、伝熱層８２は、好ましくは、上述の磁界の変動抑制効果を得るために、プリント基板８０の表面に対して法線方向で見た上面視で、第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２の全体を含む範囲に設けられる。

図１０に示す例では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からの熱は、図１０に矢印（太い実線の矢印）にて示すように、伝熱層８２に伝わり、次いで伝熱層８２から放熱板７０に伝わることで、放熱される。このようにして、図１０に示す例によれば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２同士がプリント基板８０の上面と下面から略対向する位置関係となり熱が局部に集中し易い構造であっても、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からの熱を効率的に放熱することができ、熱の局部的な集中を防止することができる。また、図８に示す例と同様に、伝熱層８２は、上述の第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２を貫く磁束の変化を抑制するように働き、上述の第１ループ回路１０及び第２ループ回路１２を貫く磁界の変動を抑制することができる。

図１１は、放熱板７０の固定方法の一例を示す断面図である。図１１は、放熱板７０の固定方法の一例を図８に示した放熱板７０の配置方法に適用した場合を示す。図１１に示す例では、放熱板７０は、プリント基板８０に形成されたスルーホール７２を貫通するネジ６０により締結・固定される。この目的のため、放熱板７０には、プリント基板８０に対向する側に、雌ネジ山が切られた穴が形成される。ネジ６０の頭部は、スルーホール７２の径よりも大きい。また、ネジ６０の軸部の径は、スルーホール７２の径と略同様であってよい。

図１２は、本発明による電気負荷駆動装置２００の一実施例を示す構成図である。

本実施例の電気負荷駆動装置２００は、電気負荷駆動回路装置２０１と、制御目標信号発生装置（ＰＣＭ）２０２と、直流電源２０３とを備える。電気負荷駆動回路装置２０１は、上述の電圧変換装置１を備えると共に、内部電源回路１０１、入力信号インターフェース回路１０２、スイッチングデューティ生成回路１０３及びスイッチング素子駆動回路１０４を備える。尚、端子Ｔ１及びＴ４は、上述の＋端子に対応し、端子Ｔ３は−端子に対応し、Ｔ５は電圧変換装置１の出力端子２０に対応する。

図１２に示す例では、電気負荷４０は、誘導性負荷であり、車両のエンジンに用いられるフューエルポンプである。但し、電気負荷４０は、ファンや、ステアリングのアシストモータ等のような、任意の電気負荷であってよい。また、符号Ｓ１で示されるスイッチは、イグニッションスイッチに相当する。

制御目標信号発生装置２０２は、マイクロコンピューターにより構成され、例えば車両のエンジンを制御するＥＦＩ・ＥＣＵであってよい。制御目標信号発生装置２０２は、フューエルポンプの制御目標値（例えば目標回転数）を決定し、当該制御目標値を表す制御目標信号を電気負荷駆動回路装置２０１に入力する。尚、制御目標信号発生装置２０２は、直流電源２０３からの電源電圧に基づき動作するが、内部に降圧回路等を備えてもよい。

制御目標信号発生装置２０２からの制御目標信号は、制御目標信号発生装置２０２の入力信号インターフェース回路１０２で処理され、スイッチングデューティ生成回路１０３により当該制御目標値を実現するためのデューティが決定される。そして、決定されたデューティに従ってスイッチング素子駆動回路１０４によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がＯＮ／ＯＦＦ制御される。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、降圧型の電圧変換装置が用いられているが、昇圧型や双方向の電圧変換装置に適用されてもよい。

Ｌ インダクタンス
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｑ１ スイッチング素子
Ｑ２ スイッチング素子
１ 電圧変換装置
１０ 第１ループ回路
１２ 第２ループ回路
２０ 出力端子
４０ 電気負荷
７０ 放熱板
７２ スルーホール
８０ プリント基板
８２ 伝熱層
９０ 筐体
２０３ 直流電源

Claims (4)

1. インダクタンス成分を共有する第１ループ回路と第２ループ回路とを備え、前記第１ループ回路に設けられる第１スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作に伴い前記第１ループ回路と前記第２ループ回路に交互に電流が流れる電圧変換装置であって、
   前記第１ループ回路のスイッチング素子のＯＮ動作時に形成される前記第１ループ回路を貫く磁界の向きと、前記第１ループ回路の第１スイッチング素子のＯＮ動作後のＯＦＦ動作時に形成される前記第２ループ回路を貫く磁界の向きが同方向であり、
   前記第１ループ回路と前記第２ループ回路とが、それぞれのループ回路に対する法線方向で互いに対向するように、前記第１ループ回路と前記第２ループ回路がプリント基板の上面及び下面にそれぞれ配置され、
   前記プリント基板の表面に放熱板が配置され、
   前記プリント基板の内層に、前記放熱板にスルーホールを介して接続される金属材料のベタパターンが設けられることを特徴とする、電圧変換装置。
2. インダクタンス成分を共有する第１ループ回路と第２ループ回路とを備え、前記第１ループ回路に設けられる第１スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作に伴い前記第１ループ回路と前記第２ループ回路に交互に電流が流れる電圧変換装置であって、
   前記第１ループ回路のスイッチング素子のＯＮ動作時に形成される前記第１ループ回路を貫く磁界の向きと、前記第１ループ回路の第１スイッチング素子のＯＮ動作後のＯＦＦ動作時に形成される前記第２ループ回路を貫く磁界の向きが同方向であり、
   前記第１ループ回路と前記第２ループ回路とが、それぞれのループ回路に対する法線方向で互いに対向するように、前記第１ループ回路と前記第２ループ回路がプリント基板の上面及び下面にそれぞれ配置され、
   前記プリント基板の側面に放熱板が配置され、
   前記プリント基板の内層に、前記放熱板に接続される金属材料のベタパターンが設けられることを特徴とする、電圧変換装置。
3. 前記放熱板は、当該電圧変換装置の筐体に固定され又は筐体に一体化され、前記放熱板は、前記プリント基板の端部を支持するように設けられる、請求項２に記載の電圧変換装置。
4. 電気負荷を駆動する電気負荷駆動装置であって、
   直流電源と、
   前記直流電源から受けた直流電源の電圧レベルを変換して前記電気負荷に出力する請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の電圧変換装置と、
   前記電圧変換装置を制御する制御装置とを含むことを特徴とする、電気負荷駆動装置。

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