JP5644628B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
該電子回路基板に平行に配置されたベースプレートと、
該ベースプレートと一体に形成され、上記電子回路基板に対して所定の間隔をおいて対向配置されると共に、内部に冷媒が流れる冷媒流路を備えた冷却器とを備え、
上記冷却器と上記電子回路基板との間の隙間は、上記ベースプレートと上記電子回路基板との間の隙間よりも狭く、
上記複数の電子部品には、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、上記ベースプレートの法線方向における長さが上記半導体モジュールよりも長い大型電子部品とがあり、
上記半導体モジュールは上記冷却器と上記電子回路基板との間に介在して該冷却器に接触し、上記大型電子部品は上記電子回路基板と上記ベースプレートとの間に介在しており、
上記電子回路基板には、交流電源から供給される電力の力率を高めるPFC回路と、該PFC回路に接続したDC−DC変換回路とが形成され、上記電子回路基板には、上記冷却器に対向した冷却器対向領域と、上記ベースプレートに対向したプレート対向領域とがあり、上記PFC回路と上記DC−DC変換回路とは上記半導体モジュールおよび上記大型電子部品をそれぞれ有し、上記PFC回路および上記DC−DC変換回路は、上記冷却器対向領域と上記プレート対向領域とに渡って形成され、
上記PFC回路を構成する上記半導体モジュールと、上記DC−DC変換回路を構成する上記半導体モジュールとは、それぞれ上記冷却器対向領域に配置され、
上記PFC回路を構成する上記大型電子部品と、上記DC−DC変換回路を構成する上記大型電子部品とは、それぞれ上記プレート対向領域に配置され、
上記PFC回路が形成された上記冷却器対向領域と上記プレート対向領域とは互いに隣接し、上記DC−DC変換回路が形成された上記冷却器対向領域と上記プレート対向領域とは互いに隣接していることを特徴とするスイッチング電源装置にある(請求項1)。
しかしながら、ベースプレートと電子回路基板との間の隙間を広げ、この隙間に大型電子部品を配置すれば、電子回路基板を一枚にした場合でも、法線方向におけるスイッチング電源装置の長さを短くすることができる。これにより、スイッチング電源装置を小型化することができる。
上記大型電子部品は、例えばコイル、コンデンサ、トランス等の、半導体モジュールに比べて単位体積あたりの発熱量が小さい電子部品であることが好ましい。
この場合には、導入パイプと導出パイプとが、ベースプレートに平行な方向に延出しているため、ベースプレートの法線方向における、スイッチング電源装置の長さを短くすることができる。スイッチング電源装置は、ベースプレートに平行な方向から見た面積の方が、ベースプレートの法線方向から見た面積よりも小さい場合が多い。そのため、導入パイプおよび導出パイプは、上記法線方向に延出させた場合よりも、ベースプレートに平行な方向に延出させた方が、スイッチング電源装置をコンパクトにすることができ、小型化しやすくなる。
この場合には、PFC回路およびDC−DC変換回路が、上記冷却器対向領域と上記プレート対向領域とに渡って形成されている。すなわち、PFC回路およびDC−DC変換回路において、半導体モジュールが搭載されている領域(冷却器対向領域)と、大型電子部品が搭載されている領域(プレート対向領域)とが隣接している。そのため、半導体モジュールと大型電子部品とを、電子回路基板上において短い配線を使って接続することができる。これにより、電子回路基板における、配線の占める割合が減り、電子回路基板2の面積を小さくしやすくなる。
この場合には、フィルタに含まれる大型電子部品を、ベースプレートの法線方向における隙間が狭い領域(冷却器対向領域)ではなく、該法線方向における隙間が広い領域(プレート対向領域)に配置することが可能になる。
この場合には、導入パイプおよび導出パイプは、入力フィルタ及び出力フィルタが形成されているプレート対向領域を通過せず、また、PFC回路及びDC−DC変換回路に含まれるプレート対向領域も通過しなくなる。そのため、プレート対向領域により多くの大型電子部品を搭載することが可能となり、スイッチング電源装置を小型化しやすくなる。
本発明の実施例にかかるスイッチング電源装置につき、図1〜図5を用いて説明する。
図1、図2に示すごとく、本例のスイッチング電源装置1は、電子回路基板2と、ベースプレート3と、冷却器4とを備える。
電子回路基板2は、複数の電子部品5を搭載している。ベースプレート3は、電子回路基板2に平行に配置されている。冷却器4は、ベースプレート3と一体に形成されている。冷却器4は、電子回路基板2に対して所定の間隔をおいて対向配置されると共に、内部に冷媒10が流れる冷媒流路40を備える。
半導体モジュール5aは冷却器4と電子回路基板2との間に介在して冷却器4に接触している。大型電子部品5bは電子回路基板2とベースプレート3との間に介在している。
また、上述したように、冷却器4は導入パイプ41と導出パイプ42とを有する。これら導入パイプ41と導出パイプ42とは、PFC回路12およびDC−DC変換回路13における冷却器対向領域21とプレート対向領域22とが隣接する隣接方向(X方向)であって、プレート対向領域22とは反対方向に延出している。
本例では、図2に示すごとく、ベースプレート3と電子回路基板2との間の隙間d2を、冷却器4と電子回路基板2との間の隙間d1よりも広くした。そして、電子回路基板2と冷却器4との間に半導体モジュール5aを介在させると共に、電子回路基板2とベースプレート3との間に大型電子部品5bを介在させた。このようにすると、スイッチング電源装置1を小型化することが可能になる。すなわち、電子回路基板2を一枚にした場合に、仮に、図7に示すごとく、電子回路基板92におけるベースプレート93とは反対側の表面920に大型電子部品96を配置したとすると、法線方向(Z方向)におけるスイッチング電源装置91の長さHが長くなってしまい、小型化が困難になる。
しかしながら、本例のようにベースプレート3と電子回路基板2との間の隙間d2を広げ、この隙間d2に大型電子部品5bを配置すれば、電子回路基板2を一枚にした場合でも、法線方向(Z方向)におけるスイッチング電源装置1の長さを短くすることができる。これにより、スイッチング電源装置1を小型化することが可能になる。
このようにすると、PFC回路12およびDC−DC変換回路13において、半導体モジュール5aが搭載されている領域(冷却器対向領域21)と、大型電子部品5bが搭載されている領域(プレート対向領域22)とが隣接するため、半導体モジュール5aと大型電子部品5bとを、電子回路基板2上において短い配線を使って接続することができる。そのため、電子回路基板2における、配線の占める割合が減り、電子回路基板2の面積を小さくしやすくなる。
この場合には、フィルタ11,14に含まれる大型電子部品5bを、ベースプレート3の法線方向(Z方向)における隙間が狭い領域(冷却器対向領域21)ではなく、法線方向(Z方向)における隙間が広い領域(プレート対向領域22)に配置することが可能になる。
このようにすると、導入パイプ41および導出パイプ42は、入力フィルタ11及び出力フィルタ14が形成されているプレート対向領域22a,22dを通過せず、また、PFC回路12及びDC−DC変換回路13に含まれるプレート対向領域22b,22cも通過しなくなる。そのため、プレート対向領域22により多くの大型電子部品5bを搭載することが可能となり、スイッチング電源装置1を小型化しやすくなる。
2 電子回路基板
21 冷却器対向領域
22 プレート対向領域
3 ベースプレート
4 冷却器
41 導入パイプ
42 導出パイプ
5 電子部品
5a 半導体モジュール
5b 大型電子部品
Claims (3)
- 複数の電子部品を搭載した電子回路基板と、
該電子回路基板に平行に配置されたベースプレートと、
該ベースプレートと一体に形成され、上記電子回路基板に対して所定の間隔をおいて対向配置されると共に、内部に冷媒が流れる冷媒流路を備えた冷却器とを備え、
上記冷却器と上記電子回路基板との間の隙間は、上記ベースプレートと上記電子回路基板との間の隙間よりも狭く、
上記複数の電子部品には、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、上記ベースプレートの法線方向における長さが上記半導体モジュールよりも長い大型電子部品とがあり、
上記半導体モジュールは上記冷却器と上記電子回路基板との間に介在して該冷却器に接触し、上記大型電子部品は上記電子回路基板と上記ベースプレートとの間に介在しており、
上記電子回路基板には、交流電源から供給される電力の力率を高めるPFC回路と、該PFC回路に接続したDC−DC変換回路とが形成され、上記電子回路基板には、上記冷却器に対向した冷却器対向領域と、上記ベースプレートに対向したプレート対向領域とがあり、上記PFC回路と上記DC−DC変換回路とは上記半導体モジュールおよび上記大型電子部品をそれぞれ有し、上記PFC回路および上記DC−DC変換回路は、上記冷却器対向領域と上記プレート対向領域とに渡って形成され、
上記PFC回路を構成する上記半導体モジュールと、上記DC−DC変換回路を構成する上記半導体モジュールとは、それぞれ上記冷却器対向領域に配置され、
上記PFC回路を構成する上記大型電子部品と、上記DC−DC変換回路を構成する上記大型電子部品とは、それぞれ上記プレート対向領域に配置され、
上記PFC回路が形成された上記冷却器対向領域と上記プレート対向領域とは互いに隣接し、上記DC−DC変換回路が形成された上記冷却器対向領域と上記プレート対向領域とは互いに隣接していることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 請求項1に記載のスイッチング電源装置において、上記電子回路基板には、上記交流電源と上記PFC回路との間に介在する入力フィルタと、上記DC−DC変換回路に接続した出力フィルタとが形成され、上記入力フィルタと上記出力フィルタとは上記プレート対向領域にのみ形成されていることを特徴とするスイッチング電源装置。
- 請求項2に記載のスイッチング電源装置において、上記PFC回路と上記DC−DC変換回路とは互いに隣接するように形成され、上記冷却器は上記冷媒流路に上記冷媒を導入する導入パイプと、上記冷媒流路から上記冷媒が導出する導出パイプとを備え、上記導入パイプと上記導出パイプとは、上記PFC回路および上記DC−DC変換回路における上記冷却器対向領域と上記プレート対向領域とが隣接する隣接方向であって、該プレート対向領域とは反対方向に延出しており、上記PFC回路および上記DC−DC変換回路を上記隣接方向に直交する方向から挟む位置に、上記入力フィルタと上記出力フィルタとが形成されていることを特徴とするスイッチング電源装置。
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