JP5716598B2

JP5716598B2 - Power supply

Info

Publication number: JP5716598B2
Application number: JP2011167973A
Authority: JP
Inventors: 輝之梶田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-08-01
Also published as: JP2013034273A

Description

本発明は、基板やケースなどを有する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device having a substrate, a case, and the like.

従来では、小型化が図られた水冷方式のスイッチング電源に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。このスイッチング電源は、スイッチング回路、メイントランス、整流回路、平滑回路をベースプレート上に有する。ベースプレート上に形成される台座部の内部には、電子部品を冷却するための冷媒流路が形成されている。スイッチング回路の制御を行う制御基板は、ベースプレートの上方に配置されている（特許文献１の図６を参照）。 Conventionally, an example of a technology related to a water-cooled switching power supply that has been reduced in size has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). This switching power supply has a switching circuit, a main transformer, a rectifier circuit, and a smoothing circuit on a base plate. A coolant channel for cooling the electronic component is formed inside the pedestal formed on the base plate. A control board for controlling the switching circuit is disposed above the base plate (see FIG. 6 of Patent Document 1).

特開２００４−２９７８８７号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-297887

しかし、上記特許文献１の図６では図示が省略されているが、スイッチング回路の制御を行うための回路素子は、制御基板の上面に実装せざるを得ない。ベースプレートの上面（すなわち制御基板の下方）には、上記スイッチング回路やメイントランス等が実装されるため、制御基板用の回路素子を実装するスペースを確保し難いからである。仮に制御基板に回路素子を実装するとしても、実装時の高さが低い回路素子（いわゆるチップ部品などの表面実装品）に制限される。回路素子を含む実装品は、形状や大きさ等の形態が様々であるため、デッドスペースが生じ得る。特許文献１の図６では、ベースプレートの上面に体格の大きなメイントランス等を配置するので、大きなデッドスペースが生じ易い。したがって、装置全体が大型化するという問題がある。 However, although not shown in FIG. 6 of Patent Document 1, the circuit element for controlling the switching circuit has to be mounted on the upper surface of the control board. This is because the switching circuit, the main transformer, and the like are mounted on the upper surface of the base plate (that is, below the control board), so that it is difficult to secure a space for mounting the circuit elements for the control board. Even if a circuit element is mounted on the control board, it is limited to a circuit element having a low height during mounting (a surface-mounted product such as a so-called chip component). Since mounted products including circuit elements have various shapes such as shapes and sizes, dead space can occur. In FIG. 6 of Patent Document 1, since a main transformer or the like having a large physique is disposed on the upper surface of the base plate, a large dead space is likely to occur. Therefore, there exists a problem that the whole apparatus enlarges.

また、大きな電流（例えば１０[Ａ]や３０[Ａ]等）が流れる電源装置では、回路素子（例えばトランス，コンデンサ，コイル等）の体格が大きくならざるを得ない。このような回路素子を制御基板に配置したり、ケース内に収容しようとすると、制御基板や回路素子等の体格が大きくならざるを得ず、製品の小型化（特に高さ）が困難であった。一方、ベースプレートの上面に回路用部品の相互間を電気的に接続するバスバーを配置しようとすると、当該バスバーを配置するための空間も別途必要になる。このようにバスバーの配置空間も必要になるので、製品の小型化がさらに困難になる。 Further, in a power supply device through which a large current (for example, 10 [A] or 30 [A]) flows, the physique of circuit elements (for example, a transformer, a capacitor, a coil, etc.) must be large. If such a circuit element is arranged on the control board or accommodated in the case, the size of the control board, the circuit element, etc. must be increased, and it is difficult to downsize the product (especially the height). It was. On the other hand, if an attempt is made to arrange a bus bar for electrically connecting circuit components on the upper surface of the base plate, a space for arranging the bus bar is also required. As described above, since the space for arranging the bus bars is also required, it becomes more difficult to reduce the size of the product.

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、従来よりもケース内のデッドスペースを低減し、かつ、製品の小型化が可能な電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a power supply apparatus capable of reducing the dead space in the case and reducing the size of the product as compared with the prior art.

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、少なくとも半導体素子を配置する基板と前記基板を収容するケースとを有する電源装置において、前記基板の一面に対向して配置され回路用部品の相互間を電気的に接続するためのインサートバスバーを有し、前記ケース内には前記基板の一面と前記基板の一面に対向する前記ケースの対向面との間に形成される第１空間以外の第２空間に配置される一以上の回路素子をさらに有し、前記回路素子の接続端子は前記基板と前記インサートバスバーとの間に配置されるとともに前記インサートバスバーに備えられる端子台の端子と電気的に接続され、前記端子台は、前記基板の一面に対向するとともに、前記第１空間に配置されることを特徴とする。 The invention according to claim 1, which has been made to solve the above problem, is a power supply device having at least a substrate on which a semiconductor element is disposed and a case for housing the substrate, and is arranged to face one surface of the substrate. And an insert bus bar for electrically connecting the parts to each other, the first case formed in the case between one surface of the substrate and the opposite surface of the case facing the one surface of the substrate. One or more circuit elements disposed in a second space other than the space, and a connection terminal of the circuit element is disposed between the substrate and the insert bus bar and a terminal block provided in the insert bus bar The terminal block is electrically connected to the terminal, and the terminal block faces one surface of the substrate and is disposed in the first space .

この構成によれば、半導体素子を含む実装品やインサートバスバーなどを第１空間に配置し、体格の大きな回路素子（例えば整流素子，トランス，フィルタ部等）を第２空間に配置する。基板の一面とケースの対向面との間には、半導体素子を含む実装品やインサートバスバーを配置し、しかもインサートバスバーの端子台を基板の一面に対向させるので、従来よりもケース内のデッドスペースを低減することができる。また、体格の大きな回路素子を第２空間に配置することでケースに収容する部品全体の高さが抑えられ、ケース全体（すなわち製品としての電源装置）も従来より小型化することができる。 According to this configuration, a mounted product including a semiconductor element, an insert bus bar, and the like are arranged in the first space, and a large-sized circuit element (for example, a rectifying element, a transformer, and a filter unit) is arranged in the second space. Between the surface of the board and the facing surface of the case, a mounting product including semiconductor elements and an insert bus bar are arranged, and the terminal block of the insert bus bar faces the surface of the board, so that the dead space in the case is more than conventional. Can be reduced. In addition, by arranging a circuit element having a large physique in the second space, the height of the entire component housed in the case can be suppressed, and the entire case (that is, a power supply device as a product) can be made smaller than before.

なお「半導体素子」は、半導体による電子部品または電子部品の根幹である機能中心部の素子であれば任意である。例えば、スイッチング素子（ＦＥＴ，ＩＧＢＴ，ＧＴＯ，パワートランジスタ等を含む）、整流素子（整流回路や整流器等を含む）などが該当する。「ケース」は基板や冷却部など収容可能であれば任意である。例えば、単体のケースでもよく、仕切部（例えば仕切壁や仕切面など）によって複数の空間が形成されるブロック体にかかる一の空間からなるケースでもよい。「インサートバスバー」は、端子（端子台を含む）や配線（導電線）などを有し、回路用部品の相互間を電気的に接続するために所定形状に形成された部材である。「回路用部品」と「回路素子」は電気回路に用いる部品や素子という意味で同義であるが、インサートバスバーの電気的な接続を行う対象物と第２空間に配置する対象物とを区別するために用いる。回路用部品に含まれる回路素子があったり、回路素子に含まれる回路用部品があったりする。「基板」は、少なくとも半導体素子および実装品を実装可能な板状部材であれば任意であり、層数（単層や多層等）を問わない。「基板の一面」は、実装品が実装される基板の特定面を意味し、以下では簡単のために「実装表面」と呼ぶことにする。この称呼に伴って、同基板における実装表面とは反対側の面を「実装裏面」と呼ぶことにする。「実装品」は、素子（例えば半導体素子や回路素子等を含む）や部品（例えば接続線，台座，端子台等を含む）などのように基板に実装可能なものが該当し、表面実装品であるか否かを問わない。実装裏面に実装品を配置するか否かを問わない。形態（形状や大きさ等が該当し、特に高さ）が異なる実装品を「異型部品」と呼ぶ場合がある。「回路素子の接続端子」は回路素子を電気的に接続可能な部材であれば任意であり、端子のみならず、リード線等を含む。 The “semiconductor element” is optional as long as it is an electronic component made of a semiconductor or an element at the center of the function that is the basis of the electronic component. For example, switching elements (including FETs, IGBTs, GTOs, power transistors, and the like), rectifying elements (including rectifier circuits and rectifiers), and the like are applicable. The “case” is optional as long as it can accommodate a substrate, a cooling unit, and the like. For example, it may be a single case, or may be a case consisting of a single space covering a block body in which a plurality of spaces are formed by a partition portion (for example, a partition wall or a partition surface). The “insert bus bar” is a member having a terminal (including a terminal block), wiring (conductive wire), and the like and formed in a predetermined shape for electrically connecting circuit components to each other. “Circuit components” and “circuit elements” are synonymous in terms of components and elements used in an electric circuit, but distinguish an object to be electrically connected to an insert bus bar from an object to be arranged in the second space. Use for. There may be a circuit element included in the circuit component or a circuit component included in the circuit element. The “substrate” is arbitrary as long as it is a plate-like member on which at least a semiconductor element and a mounted product can be mounted, and the number of layers (single layer, multilayer, etc.) does not matter. The “one surface of the substrate” means a specific surface of the substrate on which the mounted product is mounted, and is hereinafter referred to as “mounting surface” for simplicity. Along with this designation, the surface of the substrate opposite to the mounting surface is referred to as a “mounting back surface”. “Mounted product” refers to a device that can be mounted on a substrate, such as an element (including a semiconductor element, a circuit element, etc.) or a component (including a connection line, a pedestal, a terminal block, etc.). Whether or not. It does not matter whether or not the mounted product is arranged on the back surface of the mounting. Mounted products having different forms (shapes, sizes, etc., and particularly heights) may be referred to as “atypical parts”. The “circuit element connection terminal” is arbitrary as long as it is a member that can electrically connect the circuit element, and includes not only the terminal but also a lead wire and the like.

請求項２に記載の発明は、前記インサートバスバーは、前記基板の一面に実装品が実装されない部位または表面実装品が実装される部位と対向する位置に配置され、電力源から供給される電力を入力する入力部を有することを特徴とする。この構成によれば、インサートバスバーの入力部は基板の一面と対向する位置に配置されるものの、基板の一面には実装品が実装されない部位または表面実装品が実装される部位である。入力部の下方がケースで仕切られるため、電源装置の遮熱性を向上させ、外部への熱害を減らすことができる。また、基板とインサートバスバーとを合わせた全体の高さを低く抑えられるので、ケース全体（すなわち製品としての電源装置）をより小型化することができる。 According to a second aspect of the present invention, the insert bus bar is disposed at a position facing a portion where a mounted product is not mounted on one surface of the substrate or a portion where a surface mounted product is mounted, and receives electric power supplied from a power source. An input unit for inputting is provided. According to this configuration, although the input portion of the insert bus bar is disposed at a position facing one surface of the substrate, the portion on which the mounting product is not mounted or the surface mounting product is mounted on one surface of the substrate. Since the lower part of the input unit is partitioned by the case, it is possible to improve the heat shielding property of the power supply device and reduce heat damage to the outside. Further, since the overall height of the substrate and the insert bus bar can be kept low, the entire case (that is, the power supply device as a product) can be further downsized.

請求項３に記載の発明は、前記インサートバスバーは、前記基板の一面と、前記ケースの対向面との間に配置されることを特徴とする。この構成によれば、インサートバスバー、半導体素子を含む実装品が配置された基板の一面とケースの対向面との間に配置される。言い換えれば、体格の大きな回路素子（例えば整流素子，トランス，フィルタ部等）は配置されない。よって、ケースに収容する部品全体の高さが抑えられるので、ケース全体（すなわち製品としての電源装置）をより小型化することができる。 The invention described in claim 3 is characterized in that the insert bus bar is disposed between one surface of the substrate and the opposing surface of the case. According to this structure, it arrange | positions between one surface of the board | substrate with which the mounting goods containing an insert bus bar and a semiconductor element are arrange | positioned, and the opposing surface of a case. In other words, a circuit element having a large physique (for example, a rectifying element, a transformer, a filter unit, etc.) is not arranged. Therefore, since the height of the whole component accommodated in the case is suppressed, the entire case (that is, the power supply device as a product) can be further downsized.

請求項４に記載の発明は、前記インサートバスバーは、前記インサートバスバー自体を前記ケースに固定するための固定部を有することを特徴とする。この構成によれば、固定部を通じてインサートバスバーがケースに固定されるので、振動等の外部要因を受けてもケース内でガタつくことがない。固定手段は、長期に亘って固定状態を堅持可能であれば任意である。固定方法の一例は、ボルトやネジ等の締結部材を用いる締結や、母材を溶かすことでハンダ付けやアーク溶接等を行う接合、接着剤を用いる接着などが該当する。 The invention described in claim 4 is characterized in that the insert bus bar has a fixing portion for fixing the insert bus bar itself to the case. According to this configuration, since the insert bus bar is fixed to the case through the fixing portion, it does not rattle in the case even if it receives external factors such as vibration. The fixing means is optional as long as the fixing state can be maintained over a long period of time. Examples of the fixing method include fastening using fastening members such as bolts and screws, joining using soldering or arc welding by melting a base material, and bonding using an adhesive.

請求項５に記載の発明は、一以上の前記固定部は、導電性部材で形成され、グラウンドと電気的に接続されることを特徴とする。この構成によれば、導電性部材で形成される固定部についてはグラウンドと電気的に接続される。一般的にケースは同電位部（０[Ｖ]とは限らない）であるグラウンドの電位が採用されるので、固定部を通じてインサートバスバーの配線の一部をグラウンドの電位にすることができる。 The invention according to claim 5 is characterized in that the one or more fixing portions are formed of a conductive member and are electrically connected to a ground. According to this configuration, the fixed portion formed of the conductive member is electrically connected to the ground. In general, since the ground potential which is the same potential portion (not necessarily 0 [V]) is employed in the case, a part of the wiring of the insert bus bar can be set to the ground potential through the fixing portion.

請求項６に記載の発明は、前記ケースは、前記対向面の一部が前記基板の一面に向かって突出して形成されて冷却を行うための冷却部を有し、前記対向面は、前記基板に実装される実装品と対向することを特徴とする。この構成によれば、冷却部によって半導体素子を含む実装品を冷却することができる。「冷却部」には、実装品を冷却可能であれば任意の装置や部品等を適用できる。例えば、冷媒（空気，水，油などの流体）が流れる通路を有する部位・部品・装置等、冷却用フィン（放熱フィン）、ヒートポンプなどのうちで一以上が該当する。 According to a sixth aspect of the present invention, the case has a cooling portion for cooling by forming a part of the facing surface protruding toward one surface of the substrate, and the facing surface is formed of the substrate. It is characterized by being opposed to a mounted product mounted on. According to this configuration, the mounted product including the semiconductor element can be cooled by the cooling unit. Any device or component can be applied to the “cooling section” as long as the mounted product can be cooled. For example, one or more of the parts, parts, and devices having passages through which refrigerant (fluid such as air, water, and oil) flows, cooling fins (radiation fins), heat pumps, and the like are applicable.

請求項７に記載の発明は、前記対向面は、前記端子台と近づくように、前記端子台に向けて突起する突起部を有することを特徴とする。この構成によれば、突起部が近づくので、冷却部から伝わる冷たさが突起部を通じて端子台も冷却できる。そのため、端子台に備える端子に電流が流れて発熱しても、その発熱を吸収することができる。 The invention according to claim 7 is characterized in that the facing surface has a protruding portion that protrudes toward the terminal block so as to approach the terminal block. According to this configuration, since the protruding portion approaches, the cold transmitted from the cooling portion can also cool the terminal block through the protruding portion. Therefore, even if a current flows through a terminal provided in the terminal block and generates heat, the generated heat can be absorbed.

電源装置の構成例を模式的に示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structural example of a power supply device typically. 電源装置の構成例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structural example of a power supply device. 図２に示す矢印Ｄａ方向から見た電源装置の構成例を示す側面図である。It is a side view which shows the structural example of the power supply device seen from the arrow Da direction shown in FIG. 図２に示すIV−IV線矢視の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the IV-IV line arrow shown in FIG. 図２に示すＶ−Ｖ線矢視の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the VV arrow shown in FIG. ケース内の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement | positioning in a case. インサートバスバーの構成例を示す三面図である。It is a three-plane figure which shows the structural example of an insert bus bar. 図６に示す矢印Ｄｃ方向から見た配置例を示す側面図である。It is a side view which shows the example of arrangement | positioning seen from the arrow Dc direction shown in FIG. 電源装置の回路構成例を模式的に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows typically the circuit structural example of a power supply device.

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示してはいない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。連続符号は記号「〜」を用いて呼ぶ。例えば「接続端子Ｔ１〜Ｔ６」は、「接続端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６」を意味する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Unless otherwise specified, “connect” means electrical connection. Each figure shows elements necessary for explaining the present invention, and does not show all actual elements. When referring to directions such as up, down, left and right, the description in the drawings is used as a reference. The continuous code is called using the symbol “˜”. For example, “connection terminals T1 to T6” mean “connection terminals T1, T2, T3, T4, T5, T6”.

まず、電源装置の全体的な構成例について図１〜図４を参照しながら説明する。図１には電源装置の構成例を模式的に分解斜視図で示す。図２には電源装置の構成例を平面図で示す。図３にはインサートバスバーの構成例を三面図で示す。図４にはケースに収容される要素の配置例を模式的に平面図で示す。 First, an overall configuration example of the power supply device will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a configuration example of a power supply device. FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of the power supply device. FIG. 3 shows a configuration example of the insert bus bar in three views. FIG. 4 is a plan view schematically showing an arrangement example of elements accommodated in the case.

図１に示す電源装置１０は、いわゆる「ＤＣ−ＤＣコンバータ」であって、電力源（例えばバッテリや燃料電池等）から供給される直流電圧を目的の電圧に変換して出力する機能を担う。この電源装置１０は、大別してケース１１、プリント基板１２、図示しない収容部品などを有する。「収容部品」は、ケース１１内に収容される部品等であって、プリント基板１２上には配置されない素子や部品等を意味する。例えば、回路素子（具体的には整流素子，トランス，フィルタ部等）や、後述するインサートバスバー（図３，図４を参照）などが該当する。 The power supply device 10 shown in FIG. 1 is a so-called “DC-DC converter”, and has a function of converting a DC voltage supplied from a power source (for example, a battery or a fuel cell) into a target voltage and outputting the voltage. The power supply device 10 roughly includes a case 11, a printed board 12, a housing component (not shown), and the like. The “accommodating component” means a component or the like that is accommodated in the case 11 and is not arranged on the printed circuit board 12. For example, circuit elements (specifically, rectifying elements, transformers, filter units, etc.), insert bus bars (see FIGS. 3 and 4) described later, and the like are applicable.

ケース１１は、ケース蓋１１ａとケース本体１１ｂとで構成される。ケース本体１１ｂは、一面を開口させた箱状筐体である。図１の例では簡単のために直方体状の形成例を示すが、プリント基板１２や収容部品などを収容可能であれば、形成する形状は任意である。ケース蓋１１ａは、ケース本体１１ｂの開口部を覆う蓋である。本形態のケース１１は金属で形成するが、一部または全部について使用環境条件（例えば温度，磁気遮蔽，剛性等）を満たす他の材料（例えば樹脂等）で形成してもよい。 The case 11 includes a case lid 11a and a case main body 11b. The case main body 11b is a box-shaped housing having one surface opened. In the example of FIG. 1, a rectangular parallelepiped-shaped formation example is shown for the sake of simplicity, but the shape to be formed is arbitrary as long as the printed circuit board 12, housing components, and the like can be accommodated. The case lid 11a is a lid that covers the opening of the case body 11b. Although the case 11 of this embodiment is formed of metal, it may be formed of another material (for example, resin) that satisfies a usage environment condition (for example, temperature, magnetic shielding, rigidity, etc.) for a part or all of it.

プリント基板１２は、実装表面１２ａおよび実装裏面１２ｂの両面でプリント配線がなされ、実装品を配置して実装する基板である。実装品は、素子（例えば半導体素子や回路素子等を含む）や部品（例えば接続線，台座，端子台等を含む）などのように基板に実装可能なものが該当し、表面実装品であるか否かを問わない。図１には、実装表面１２ａに半導体素子群Ｑｇや実装品Ｐ１〜Ｐ６などを実装した例を示す。実装品Ｐ１〜Ｐ６などには、異型部品が含まれる。半導体素子群Ｑｇも実装品の一つであり、図１や図２等に示す半導体素子Ｑ１，Ｑ２が該当する。半導体素子Ｑ１，Ｑ２には、例えばＦＥＴ（具体的にはＭＯＳＦＥＴ，ＪＦＥＴ，ＭＥＳＦＥＴ等）、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ、パワートランジスタなどのスイッチング素子を適用できる。一方、実装裏面１２ｂはプリント配線のみとするか、実装する高さが低い表面実装品のみを配置する。なお、図１では簡単のために選択的に実装品Ｐ１〜Ｐ６を示すが、実際のプリント基板１２には多数の実装品が配置して実装される。 The printed board 12 is a board on which printed wiring is made on both the mounting surface 12a and the mounting back surface 12b, and a mounted product is arranged and mounted. Mounted products are those that can be mounted on a substrate such as elements (including semiconductor elements, circuit elements, etc.) and components (including connection lines, pedestals, terminal blocks, etc.), and are surface mounted products. Whether or not. FIG. 1 shows an example in which the semiconductor element group Qg, the mounted products P1 to P6, and the like are mounted on the mounting surface 12a. The mounted products P1 to P6 and the like include atypical parts. The semiconductor element group Qg is also one of the mounted products, and corresponds to the semiconductor elements Q1 and Q2 shown in FIGS. As the semiconductor elements Q1 and Q2, switching elements such as FETs (specifically MOSFETs, JFETs, MESFETs, etc.), IGBTs, GTOs, and power transistors can be applied. On the other hand, the mounting back surface 12b is only printed wiring or only a surface mounting product with a low mounting height is arranged. In FIG. 1, the mounted products P1 to P6 are selectively shown for simplicity, but a large number of mounted products are arranged and mounted on the actual printed circuit board 12.

図１に示す台座１３や冷却部１４は、ケース１１の内部（特にケース本体１１ｂ）に備えられる。複数の台座１３および冷却部１４のうちで一方または双方は、ケース本体１１ｂと一体形成してもよく、別体形成した上で固定手段（例えばボルトやネジ等の締結部材を用いる締結や、母材を溶かすことでハンダ付けやアーク溶接等を行う接合など）によって固定してもよい。複数の台座１３は、プリント基板１２をケース１１内に収容するにあたって、ケース本体１１ｂに固定するために用いる。 The pedestal 13 and the cooling unit 14 shown in FIG. 1 are provided inside the case 11 (particularly the case main body 11b). One or both of the pedestal 13 and the cooling unit 14 may be formed integrally with the case main body 11b, and may be formed separately and then fixed using fastening means (for example, fastening members such as bolts and screws, The material may be fixed by melting or joining by performing soldering, arc welding, or the like. The plurality of pedestals 13 are used for fixing the printed circuit board 12 to the case main body 11 b when the printed circuit board 12 is accommodated in the case 11.

冷却部１４は、半導体素子群Ｑｇ、プリント基板１２の実装品、ケース１１内の収容部品等を冷却する機能を担う。本形態の冷却部１４は、冷媒（例えば水，空気，油等）を通すための冷媒通路を内部に有する（図示せず）。冷却部１４には、冷媒を流すための入出口となる接続部１４ａ，１４ｂを有する。接続部１４ａ，１４ｂにはホース等の接続部材で物理的に接続し、冷却部１４と図示しない冷却装置（例えばラジエータ等）との間で冷媒が流れるように構成される。このように冷媒を介して冷却を確実に行うため、冷却部１４は熱伝導率が高い材料で形成するのが望ましい。 The cooling unit 14 has a function of cooling the semiconductor element group Qg, the mounted product of the printed circuit board 12, the housing components in the case 11, and the like. The cooling unit 14 according to the present embodiment has a refrigerant passage for passing a refrigerant (for example, water, air, oil, etc.) (not shown). The cooling part 14 has connection parts 14a and 14b serving as inlets and outlets for flowing the refrigerant. The connecting portions 14a and 14b are physically connected by a connecting member such as a hose, and are configured such that the refrigerant flows between the cooling portion 14 and a cooling device (not shown) such as a radiator. In order to reliably perform cooling through the refrigerant in this way, it is desirable that the cooling unit 14 be formed of a material having high thermal conductivity.

プリント基板１２や収容部品などを収容した後の電源装置１０を図２に示す。具体的には、ケース蓋１１ａで覆わない状態の平面図を示す。図２に示すケース１１内には、半導体素子群Ｑｇや実装品群Ｐｇを配置したプリント基板１２のほかに、整流素子１５，トランス１６，フィルタ部１７等のような回路素子が配置される。 FIG. 2 shows the power supply device 10 after accommodating the printed circuit board 12 and the accommodating components. Specifically, the top view of the state which is not covered with case lid 11a is shown. In the case 11 shown in FIG. 2, in addition to the printed circuit board 12 on which the semiconductor element group Qg and the mounted product group Pg are arranged, circuit elements such as a rectifying element 15, a transformer 16, a filter unit 17, and the like are arranged.

プリント基板１２は、ケース１１内に収容されて固定されている。このプリント基板１２の実装表面１２ａは、ケース１１の対向面１１ｆと対向する。よって、プリント基板１２に配置される実装品群Ｐｇ（実装品Ｐ１〜Ｐ６）もまた対向面１１ｆと対向する。この対向面１１ｆを含む部位（仕切壁や仕切面など）は「仕切部」に相当する。 The printed circuit board 12 is accommodated in the case 11 and fixed. The mounting surface 12 a of the printed circuit board 12 faces the facing surface 11 f of the case 11. Therefore, the mounted product group Pg (mounted products P1 to P6) arranged on the printed circuit board 12 also faces the facing surface 11f. The part (partition wall, partition surface, etc.) including this facing surface 11f corresponds to a “partition section”.

整流素子１５は、例えば整流回路や整流器などが該当する。トランス１６は変圧器としての機能を担い、具体的な構成例については後述する（図５を参照）。フィルタ部１７は、出力電力（特に直流電力であり、以下同様である。）の交流成分を低減したり除去したりする機能を有すれば任意であり、パッシブフィルタ（ＬＣ回路，ＲＬＣ回路，ＲＣ回路等）やアクティブフィルタ等の種類を問わない。これらの回路素子は、実装表面１２ａと対向面１１ｆとの間に形成される空間（以下では「第１空間」と呼ぶ；図１，図４を参照）以外の空間（以下では「第２空間」と呼ぶ；図１，図２を参照）に配置される。 The rectifying element 15 corresponds to, for example, a rectifier circuit or a rectifier. The transformer 16 functions as a transformer, and a specific configuration example will be described later (see FIG. 5). The filter unit 17 is optional as long as it has a function of reducing or removing the AC component of the output power (particularly DC power, the same applies hereinafter), and a passive filter (LC circuit, RLC circuit, RC). Circuit or the like) or active filter. These circuit elements have a space (hereinafter referred to as “second space”) other than a space (hereinafter referred to as “first space”; see FIGS. 1 and 4) formed between the mounting surface 12a and the opposing surface 11f. "; See FIG. 1 and FIG. 2).

上記フィルタ部１７は、ノイズの影響を受け易く、出力電力に重畳され易い。そのため、トランス１６とフィルタ部１７との間にはシールド部Ｓ１を配置し、プリント基板１２とフィルタ部１７との間にはシールド部Ｓ２を配置する。シールド部Ｓ１，Ｓ２には、ノイズの影響を低減または遮断できる電磁シールドであれば形状，厚み，材料（素材）等は任意である。例えば、金属板（板金を含む），金属メッシュ，発泡金属等が該当する。また、所定形状（例えば板状や筐体状等）に成形された樹脂部材の表面や裏面に金属インクまたは同様の物質でメッキしたものでもよい。本形態ではシールド部Ｓ１，Ｓ２を個別に配置したが、Ｌ字状に一体成形して配置してもよい。シールド部Ｓ１，Ｓ２の一部に貫通穴をあける場合、当該貫通穴や接続線Ｊ１，Ｊ２との隙間も同様にシールドするのが望ましい。ただし、絶縁等を確保するために隙間が必要な場合には、接続線Ｊ１，Ｊ２を通すことが可能な最小の貫通穴にするのが望ましい。シールド部Ｓ１，Ｓ２の一部として、ケース１１の一部（壁部や床部等）を構成するのが望ましい。ケース本体１１ｂと同様な形状（すなわち一面が開口する箱状の筐体）のシールド部を形成して、フィルタ部１７全体を覆う構成としてもよい。 The filter unit 17 is easily affected by noise and is easily superimposed on the output power. Therefore, a shield part S1 is arranged between the transformer 16 and the filter part 17, and a shield part S2 is arranged between the printed board 12 and the filter part 17. The shape, thickness, material (material), etc. of the shield portions S1 and S2 are arbitrary as long as they are electromagnetic shields that can reduce or block the influence of noise. For example, a metal plate (including a sheet metal), a metal mesh, a foam metal, and the like are applicable. Alternatively, the resin member formed into a predetermined shape (for example, a plate shape or a housing shape) may be plated with metal ink or a similar material on the front or back surface of the resin member. In this embodiment, the shield portions S1 and S2 are individually arranged. However, they may be integrally formed in an L shape. When a through hole is made in a part of the shield portions S1 and S2, it is desirable to shield the clearance between the through hole and the connecting lines J1 and J2. However, when a gap is necessary to ensure insulation or the like, it is desirable to use the smallest through hole through which the connection lines J1 and J2 can be passed. It is desirable to constitute a part of the case 11 (a wall part, a floor part, etc.) as a part of the shield parts S1, S2. It is good also as a structure which forms the shield part of the same shape as the case main body 11b (namely, the box-shaped housing | casing which one surface opens), and covers the filter part 17 whole.

図３に示すように、電源装置１０のケース１１と電力変換装置２０のケース２１とは一体形成されている。電力変換装置２０は、いわゆる「インバータ」であるが、その構成や機能作用等については周知であるので図示および説明を省略する。 As shown in FIG. 3, the case 11 of the power supply device 10 and the case 21 of the power conversion device 20 are integrally formed. The power conversion device 20 is a so-called “inverter”, but its configuration, functional operation, and the like are well known, and thus illustration and description thereof are omitted.

図４および図５に示すように、プリント基板１２は、ケース１１内に収容されて固定されている。このプリント基板１２の実装表面１２ａは、ケース１１の対向面１１ｆと対向する。よって、プリント基板１２に配置される実装品群Ｐｇ（実装品Ｐ１〜Ｐ６）もまた対向面１１ｆと対向する。この対向面１１ｆを含む部位（仕切壁や仕切面など）は「仕切部」に相当する。 As shown in FIGS. 4 and 5, the printed circuit board 12 is accommodated in the case 11 and fixed. The mounting surface 12 a of the printed circuit board 12 faces the facing surface 11 f of the case 11. Therefore, the mounted product group Pg (mounted products P1 to P6) arranged on the printed circuit board 12 also faces the facing surface 11f. The part (partition wall, partition surface, etc.) including this facing surface 11f corresponds to a “partition section”.

図４に示す冷却部１４は、少なくとも半導体素子群Ｑｇ（半導体素子Ｑ１，Ｑ２）に向かって、対向面１１ｆの一部が突出して形成されている。図１の例では、ケース１１の隅部（図面左側の隅部）を上方に向けて突出させている。冷却部１４の上面には半導体素子群Ｑｇ（図４では半導体素子Ｑ２）が直接的にまたは間接的に接触して配置（固定）されている。間接的に接触する形態としては、例えば冷却部１４と半導体素子群Ｑｇとの間に絶縁シート等の部材を介在させる形態などが該当する。実装品Ｐ１，Ｐ２などは、実装品群Ｐｇのうちで発熱性が高い部品である。発熱性が高い実装品Ｐ１，Ｐ２などを冷却部１４の近傍に配置することで、当該実装品の冷却効率を高めることができる。 The cooling unit 14 shown in FIG. 4 is formed such that a part of the facing surface 11f protrudes at least toward the semiconductor element group Qg (semiconductor elements Q1, Q2). In the example of FIG. 1, the corner of the case 11 (the corner on the left side of the drawing) is protruded upward. A semiconductor element group Qg (semiconductor element Q2 in FIG. 4) is arranged (fixed) on the upper surface of the cooling unit 14 in direct or indirect contact. For example, a form in which a member such as an insulating sheet is interposed between the cooling unit 14 and the semiconductor element group Qg corresponds to the form of indirect contact. The mounted products P1, P2, etc. are components having high heat generation in the mounted product group Pg. By disposing the mounting products P1, P2 and the like having high heat generation properties in the vicinity of the cooling unit 14, the cooling efficiency of the mounting product can be increased.

トランス１６は、図２に示すように整流素子１５やフィルタ部１７とともに、プリント基板１２の長辺側と平行状にケース本体１１ｂ内に収容される。「平行状」は、平行に限らず、所定の許容角度（例えば１０度や２０度等）範囲内の非平行を含む。またトランス１６は、図５に示すように第１空間（すなわちプリント基板１２の一面と対向する対向面１１ｆとで挟まれる空間）以外の第２空間に配置される。「回路素子の接続端子」に相当する１次側端子１６ｔ１および２次側端子１６ｔ２，１６ｔ３は、いずれもトランス１６から引き出される導電部材であって、例えば端子やリード線等が該当する。１次側端子１６ｔ１は、インサートバスバー１９の接続端子台１９ｃに向けて引き出され、プリント基板１２とインサートバスバー１９との間に配置される（図６を参照）。これに対して、トランス１６の２次側端子１６ｔ２は整流素子１５に向かう方向に引き出され、同じく２次側端子１６ｔ３はフィルタ部１７に向かう方向に引き出される。 As shown in FIG. 2, the transformer 16 is housed in the case body 11 b in parallel with the long side of the printed circuit board 12 together with the rectifying element 15 and the filter unit 17. “Parallel” is not limited to parallel, but includes non-parallel within a predetermined allowable angle (for example, 10 degrees, 20 degrees, etc.). As shown in FIG. 5, the transformer 16 is disposed in a second space other than the first space (that is, a space sandwiched between the opposing surface 11f facing one surface of the printed circuit board 12). The primary side terminal 16t1 and the secondary side terminals 16t2 and 16t3 corresponding to “circuit element connection terminals” are both conductive members drawn from the transformer 16, and correspond to, for example, terminals and lead wires. The primary side terminal 16t1 is pulled out toward the connection terminal block 19c of the insert bus bar 19, and is disposed between the printed circuit board 12 and the insert bus bar 19 (see FIG. 6). On the other hand, the secondary side terminal 16t2 of the transformer 16 is pulled out in the direction toward the rectifying element 15, and the secondary side terminal 16t3 is similarly pulled out in the direction toward the filter unit 17.

次に、ケース１１内に収容するプリント基板１２，インサートバスバー１９，収容部品の配置例について、図６を参照しながら説明する。図６には、プリント基板１２の実装表面１２ａ側における所定位置にインサートバスバー１９を配置した状態を示し、半導体素子群Ｑｇや実装品Ｐ１〜Ｐ６等も併せて示す。第１空間に配置される収容部品（すなわち整流素子１５，トランス１６，フィルタ部１７など）は、プリント基板１２の長辺側と平行状に収容される。 Next, an arrangement example of the printed circuit board 12, the insert bus bar 19, and the housing components housed in the case 11 will be described with reference to FIG. 6. FIG. 6 shows a state in which the insert bus bar 19 is arranged at a predetermined position on the mounting surface 12a side of the printed circuit board 12, and also shows a semiconductor element group Qg, mounted products P1 to P6, and the like. The housing components (that is, the rectifying element 15, the transformer 16, the filter unit 17, etc.) disposed in the first space are housed in parallel with the long side of the printed circuit board 12.

インサートバスバー１９は、その全体の一部または全部を、実装表面１２ａに配置した実装品群Ｐｇと対向面１１ｆとの隙間に挿入して配置する。特に、トランス１６の１次側端子１６ｔ１とインサートバスバー１９の接続端子台１９ｃとを接続するにあたって、その接続距離が最短になるような構成としている。インサートバスバー１９に備える接続端子Ｔ１〜Ｔ６等は、各端子に対応するプリント基板１２の接続部（例えばスルーホールや接続端子等）と接続される。 The insert bus bar 19 is disposed by inserting a part or the whole of the insert bus bar 19 into a gap between the mounting product group Pg disposed on the mounting surface 12a and the facing surface 11f. In particular, when connecting the primary side terminal 16t1 of the transformer 16 and the connection terminal block 19c of the insert bus bar 19, the connection distance is the shortest. The connection terminals T1 to T6 and the like provided in the insert bus bar 19 are connected to connection portions (for example, through holes and connection terminals) of the printed circuit board 12 corresponding to the respective terminals.

図６に二点鎖線で示す冷却部１４は、少なくとも半導体素子群Ｑｇ（半導体素子Ｑ１，Ｑ２）に向かって、対向面１１ｆの一部が突出して形成されている。図１の例では、ケース１１の短辺隅部（図面左側の隅部）を上方に向けて突出させている。冷却部１４の上面には半導体素子群Ｑｇ（半導体素子Ｑ１，Ｑ２）が直接的または間接的に接触して配置されている。間接的に接触する形態としては、例えば冷却部１４と半導体素子群Ｑｇとの間に絶縁シート等の部材を介在させる形態などが該当する。実装品Ｐ１，Ｐ２などは、実装品群Ｐｇのうちで発熱性が高い部品である。発熱性が高い実装品Ｐ１，Ｐ２などを冷却部１４の近傍に配置することで、当該実装品の冷却効率を高めることができる。 The cooling unit 14 indicated by a two-dot chain line in FIG. 6 is formed such that a part of the facing surface 11f protrudes at least toward the semiconductor element group Qg (semiconductor elements Q1, Q2). In the example of FIG. 1, the short side corner of the case 11 (the left side corner in the drawing) is protruded upward. A semiconductor element group Qg (semiconductor elements Q1, Q2) is disposed on the upper surface of the cooling unit 14 in direct or indirect contact. For example, a form in which a member such as an insulating sheet is interposed between the cooling unit 14 and the semiconductor element group Qg corresponds to the form of indirect contact. The mounted products P1, P2, etc. are components having high heat generation in the mounted product group Pg. By disposing the mounting products P1, P2 and the like having high heat generation properties in the vicinity of the cooling unit 14, the cooling efficiency of the mounting product can be increased.

第１空間に配置されるインサートバスバー１９の構成例について、図７を参照しながら説明する。図７（Ａ）には平面図を示し、図７（Ｂ）には図７（Ａ）の右側から見た側面図を示し、図７（Ｃ）には図７（Ａ）の下側から見た側面図を示す。 A configuration example of the insert bus bar 19 disposed in the first space will be described with reference to FIG. 7A shows a plan view, FIG. 7B shows a side view seen from the right side of FIG. 7A, and FIG. 7C shows the bottom view of FIG. 7A. A side view is shown.

図７に示すインサートバスバー１９は、プリント基板１２よりも先にケース本体１１ｂに収容されて固定される。このインサートバスバー１９は、バスバー本体１９ｂに対して、固定部１９ａ，１９ｄ，１９ｆ、接続端子台１９ｃ、入力部１９ｅ、接続端子Ｔ１〜Ｔ６などを備える。これらの各要素はバスバー本体１９ｂの一面側（接続表面１９ｇ側）に配置され、他面側（接続裏面１９ｈ側）には何も配置されない。固定部１９ａ，１９ｄ，１９ｆは、インサートバスバー１９をケース本体１１ｂ（具体的には対向面１１ｆ）に固定手段（例えばボルトやネジ等の締結部材を用いる締結等）によって固定する部位である。これらの固定部１９ａ，１９ｄ，１９ｆは、実装品Ｐ１〜Ｐ６など（異型部品を含む）と対向しない位置に備えるのが望ましく、一以上の固定部（本形態では固定部１９ｄ）を導電性部材で形成するのが望ましい。バスバー本体１９ｂは絶縁性材料（例えば樹脂等）で図示するような所定形状に形成される。例えば、鋳造や射出成形等によるモールディングで成形される。接続端子台１９ｃは「端子台」に相当し、実装表面１２ａおよびトランス１６の双方と対向する位置に備えられ、トランス１６の１次側端子１６ｔ１と接続するための複数（図７（Ａ）の例では４つ）の端子からなる端子群１９ｃｔを有する。接続端子台１９ｃは、バスバー本体１９ｂと一体成形するのが望ましい。 The insert bus bar 19 shown in FIG. 7 is accommodated and fixed in the case main body 11b prior to the printed circuit board 12. The insert bus bar 19 includes fixed portions 19a, 19d, and 19f, a connection terminal block 19c, an input portion 19e, connection terminals T1 to T6, and the like with respect to the bus bar main body 19b. Each of these elements is arranged on one side (the connection surface 19g side) of the bus bar body 19b, and nothing is arranged on the other side (the connection back surface 19h side). The fixing portions 19a, 19d, and 19f are portions that fix the insert bus bar 19 to the case body 11b (specifically, the facing surface 11f) by fixing means (for example, fastening using a fastening member such as a bolt or a screw). These fixing portions 19a, 19d, and 19f are preferably provided at positions that do not face the mounted products P1 to P6 and the like (including atypical parts), and one or more fixing portions (in this embodiment, the fixing portion 19d) are provided as conductive members. It is desirable to form with. The bus bar main body 19b is formed in a predetermined shape as illustrated with an insulating material (for example, resin or the like). For example, it is molded by molding such as casting or injection molding. The connection terminal block 19c corresponds to a “terminal block”, is provided at a position facing both the mounting surface 12a and the transformer 16, and includes a plurality of terminals (in FIG. 7A) for connecting to the primary terminal 16t1 of the transformer 16. In the example, a terminal group 19ct including four terminals is provided. The connection terminal block 19c is desirably formed integrally with the bus bar main body 19b.

接続端子台１９ｃの端子群１９ｃｔに電流が流れると、当該電流の大きさにもよるが少なからず発熱する。そのため、接続端子台１９ｃ自体を冷却するのが望ましい。そこで図４や図５に示すように、接続端子台１９ｃに向けて突起させる突起部１１ｇを対向面１１ｆに形成する。この突起部１１ｇは、接続端子台１９ｃの近傍に位置し、インサートバスバー１９を組み付ける際の支えとしての機能をも担う。突起部１１ｇが接続端子台１９ｃに近づくので、冷却部１４の冷たさが図４に矢印Ｄｂで示すように伝わり、突起部１１ｇを通じて接続端子台１９ｃも冷却できる。端子群１９ｃｔに電流が流れて発熱しても、その発熱を吸収することができる。 When current flows through the terminal group 19ct of the connection terminal block 19c, heat is generated not a little depending on the magnitude of the current. Therefore, it is desirable to cool the connection terminal block 19c itself. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, a protruding portion 11g that protrudes toward the connection terminal block 19c is formed on the facing surface 11f. The protrusion 11g is located in the vicinity of the connection terminal block 19c and also functions as a support when the insert bus bar 19 is assembled. Since the protrusion 11g approaches the connection terminal block 19c, the cooling of the cooling section 14 is transmitted as shown by the arrow Db in FIG. 4, and the connection terminal block 19c can also be cooled through the protrusion 11g. Even if a current flows through the terminal group 19ct and generates heat, the generated heat can be absorbed.

入力部１９ｅは、電力源から供給される電力を入力する部位であり、電力源との間を接続する接続部材（例えばケーブル等）を固定する。この入力部１９ｅは、図８に示すように、実装表面１２ａに実装品Ｐ１〜Ｐ７等が実装されない部位（すなわちプリント配線のみの部位）と対向する位置のインサートバスバー１９に配置される（図６や図７をも参照）。なお二点鎖線で示すように、プリント基板１２と入力部１９ｅとの間に空間が確保される限りにおいて、実装する高さの低い表面実装品Ｐａ，Ｐｂ（例えばＩＣ，抵抗器，コンデンサ等のようなチップ部品）に対向する位置に入力部１９ｅを配置してもよい。 The input unit 19e is a part that inputs power supplied from a power source, and fixes a connection member (for example, a cable) that connects the power source. As shown in FIG. 8, the input portion 19e is disposed on the insert bus bar 19 at a position facing a portion where the mounted products P1 to P7 and the like are not mounted on the mounting surface 12a (ie, a portion having only printed wiring) (FIG. 6). And also see FIG. As indicated by a two-dot chain line, as long as a space is secured between the printed circuit board 12 and the input unit 19e, the surface mount products Pa and Pb (for example, IC, resistor, capacitor, etc.) to be mounted are low. The input unit 19e may be arranged at a position facing the chip component.

上述のように構成される電源装置１０を回路図で示すと、図９のようになる。ただし、図９に示す回路図は一例にすぎず、主要部を示す。 A circuit diagram of the power supply device 10 configured as described above is shown in FIG. However, the circuit diagram shown in FIG. 9 is only an example, and shows a main part.

図９において、電力源Ｅdcは直流電力を入力部１９ｅを介して電源装置１０に供給する。電力源Ｅdcには、例えばバッテリや燃料電池が用いられる。電力源Ｅdcのプラス端子は、チョークコイルＬ１０，コンデンサＣ１０およびインサートバスバー１９を経て、トランス１６の１次側端子に接続される。一方、電力源Ｅdcのマイナス端子は、チョークコイルＬ１０，コンデンサＣ１０，コンデンサＣ１２およびインサートバスバー１９を経て、トランス１６の１次側端子１６ｔ１に接続される。チョークコイルＬ１０は入力フィルタとして機能し、コンデンサＣ１０は直流電力の充放電を繰り返し行う。 In FIG. 9, the power source Edc supplies DC power to the power supply device 10 via the input unit 19e. For example, a battery or a fuel cell is used as the power source Edc. The plus terminal of the power source Edc is connected to the primary side terminal of the transformer 16 via the choke coil L10, the capacitor C10, and the insert bus bar 19. On the other hand, the negative terminal of the power source Edc is connected to the primary side terminal 16t1 of the transformer 16 through the choke coil L10, the capacitor C10, the capacitor C12, and the insert bus bar 19. The choke coil L10 functions as an input filter, and the capacitor C10 repeatedly charges and discharges DC power.

プリント基板１２は、半導体素子Ｑ１，Ｑ２、コンデンサＣ１１，Ｃ１２、ドライブ回路１２ｃ、制御回路１２ｄ、検出回路１２ｅなどを有する。半導体素子Ｑ１，Ｑ２は、ドライブ回路１２ｃから伝達される駆動信号に従って個別にスイッチングが制御される。検出回路１２ｅはフィルタ部１７の出力側の電圧（すなわち電圧Ｖｄ）を検出する。制御回路１２ｄは、電圧Ｖｄが目標電圧となるように、ドライブ回路１２ｃを駆動する指令信号Ｖc^*を出力する。目標電圧は、制御回路１２ｄ内の記録媒体に予め記録したり、外部装置（例えばＥＣＵ等）から入力したりする。ドライブ回路１２ｃは、指令信号Ｖc^*に基づいて、上述した駆動信号を生成して出力する。 The printed circuit board 12 includes semiconductor elements Q1 and Q2, capacitors C11 and C12, a drive circuit 12c, a control circuit 12d, a detection circuit 12e, and the like. Switching of the semiconductor elements Q1 and Q2 is individually controlled according to the drive signal transmitted from the drive circuit 12c. The detection circuit 12e detects the voltage (namely, voltage Vd) on the output side of the filter unit 17. The control circuit 12d outputs a command signal Vc ^* for driving the drive circuit 12c so that the voltage Vd becomes the target voltage. The target voltage is recorded in advance on a recording medium in the control circuit 12d, or input from an external device (for example, ECU). The drive circuit 12c generates and outputs the drive signal described above based on the command signal Vc ^* .

半導体素子Ｑ１，Ｑ２は直列接続される。ただし、２つの半導体素子Ｑ２（図１，図２，図６を参照）は並列接続される。二点鎖線で示すダイオードＤ１，Ｄ２はフリーホイールダイオードとして機能し、半導体素子Ｑ１，Ｑ２に内蔵されたものでもよく、外付けしたものでもよい。コンデンサＣ１１は、半導体素子Ｑ１のドレイン端子と接続端子台１９ｃとの間に接続される。コンデンサＣ１２は、上述したように電力源Ｅdcのマイナス端子と接続端子台１９ｃとの間に介在して接続される。電力源Ｅdcのマイナス端子およびコンデンサＣ１２の一方側端子は、半導体素子Ｑ２のソース端子に共通して接続される。 Semiconductor elements Q1, Q2 are connected in series. However, the two semiconductor elements Q2 (see FIGS. 1, 2, and 6) are connected in parallel. Diodes D1 and D2 indicated by two-dot chain lines function as freewheeling diodes, and may be incorporated in semiconductor elements Q1 and Q2 or may be externally attached. The capacitor C11 is connected between the drain terminal of the semiconductor element Q1 and the connection terminal block 19c. As described above, the capacitor C12 is connected between the negative terminal of the power source Edc and the connection terminal block 19c. The negative terminal of power source Edc and one side terminal of capacitor C12 are commonly connected to the source terminal of semiconductor element Q2.

接続端子台１９ｃの端子群１９ｃｔは、トランス１６の１次側端子１６ｔ１と接続する。トランス１６の２次側端子１６ｔ２，１６ｔ３は、整流素子１５，コンデンサＣ１３，フィルタ部１７などと接続する。整流素子１５は、２次側端子１６ｔ２から出力される交流電力を整流する機能を担う。図９には二相全波整流を行う構成を示すが、単相ブリッジ整流を行う構成としてもよい。コンデンサＣ１３は、整流素子１５によって整流された出力電力を平滑化する機能を担う。フィルタ部１７は、リアクトル（コイル）Ｌ１７とコンデンサＣ１７とを有し、２次側端子１６ｔ３から出力される出力電力に含まれる高周波成分を除去したり、整流に伴う出力電力（特に直流電圧）の脈動を抑制したりする機能を担う。整流素子１５やコンデンサＣ１７の一方側端子は、共通電位となるグラウンドＮに接続される。整流素子１５，コンデンサＣ１２，フィルタ部１７によって安定化された出力電力は、出力機器３０に出力される。出力機器３０には、直流の電力を必要とする任意の機器を適用できる。 The terminal group 19ct of the connection terminal block 19c is connected to the primary side terminal 16t1 of the transformer 16. The secondary terminals 16t2 and 16t3 of the transformer 16 are connected to the rectifying element 15, the capacitor C13, the filter unit 17, and the like. The rectifying element 15 has a function of rectifying AC power output from the secondary side terminal 16t2. Although FIG. 9 shows a configuration that performs two-phase full-wave rectification, a configuration that performs single-phase bridge rectification may be used. The capacitor C13 has a function of smoothing the output power rectified by the rectifying element 15. The filter unit 17 includes a reactor (coil) L17 and a capacitor C17, and removes high frequency components included in the output power output from the secondary side terminal 16t3, or outputs power (particularly DC voltage) accompanying rectification. Responsible for suppressing pulsation. One side terminals of the rectifying element 15 and the capacitor C17 are connected to the ground N serving as a common potential. The output power stabilized by the rectifying element 15, the capacitor C <b> 12, and the filter unit 17 is output to the output device 30. The output device 30 can be any device that requires DC power.

上述した実施の形態によれば、以下に示す各効果が得られる。まず請求項１に対応し、電源装置１０は、実装表面１２ａ（基板の一面）に対向して配置されるインサートバスバー１９を有し、ケース１１内には実装表面１２ａと対向面１１ｆとの間に形成される第１空間以外の第２空間に配置されるトランス１６等（一以上の回路素子）をさらに有し、トランス１６の１次側端子１６ｔ１（接続端子）はプリント基板１２とインサートバスバー１９との間に配置されるとともにインサートバスバー１９に備えられる接続端子台１９ｃ（端子台）の端子群１９ｃｔ（端子）と接続され、接続端子台１９ｃは実装表面１２ａに対向するとともに、第１空間に配置される構成とした（図４，図５，図８を参照）。この構成によれば、半導体素子Ｑ１，Ｑ２、実装品Ｐ１〜Ｐ７、インサートバスバー１９などを第１空間に配置し、体格の大きな回路素子（例えば整流素子１５，トランス１６，フィルタ部１７等）を第２空間に配置する。実装表面１２ａと対向面１１ｆとの間には、半導体素子Ｑ１，Ｑ２、実装品Ｐ１〜Ｐ７、インサートバスバー１９などを配置し、しかも接続端子台１９ｃを実装表面１２ａに対向させるので、従来よりもケース１１内のデッドスペースを低減することができる。また、体格の大きな回路素子を第２空間に配置することでケース１１に収容する部品全体の高さが抑えられ、電源装置１０を従来より小型化することができる。 According to the above-described embodiment, the following effects can be obtained. First, according to claim 1, the power supply device 10 includes an insert bus bar 19 disposed to face the mounting surface 12 a (one surface of the substrate), and the case 11 has a space between the mounting surface 12 a and the facing surface 11 f. And a transformer 16 and the like (one or more circuit elements) disposed in a second space other than the first space formed in the first space, and a primary side terminal 16t1 (connection terminal) of the transformer 16 is a printed circuit board 12 and an insert bus bar. 19 and is connected to a terminal group 19ct (terminal) of a connection terminal block 19c (terminal block) provided in the insert bus bar 19, and the connection terminal block 19c faces the mounting surface 12a and has a first space. was structured so as to be disposed (see FIG. 4, FIG. 5, FIG. 8). According to this configuration, the semiconductor elements Q1 and Q2, the mounted products P1 to P7, the insert bus bar 19 and the like are arranged in the first space, and a large-sized circuit element (for example, the rectifier element 15, the transformer 16, the filter unit 17, etc.) is provided. Arrange in the second space. Between the mounting surface 12a and the opposing surface 11f, the semiconductor elements Q1, Q2, mounting products P1 to P7, the insert bus bar 19 and the like are arranged, and the connection terminal block 19c is opposed to the mounting surface 12a. A dead space in the case 11 can be reduced. In addition, by arranging circuit elements having a large physique in the second space, the height of the entire component housed in the case 11 can be suppressed, and the power supply device 10 can be made smaller than before.

請求項２に対応し、インサートバスバー１９は、実装表面１２ａに実装品Ｐ１〜Ｐ７が実装されない部位と対向する位置に配置され、電力源Ｅdcから供給される直流電力を入力する入力部１９ｅを有する構成とした（図８を参照）。この構成によれば、インサートバスバー１９の入力部１９ｅは実装表面１２ａと対向する位置に配置されるものの、実装表面１２ａには実装品Ｐ１〜Ｐ７が実装されない部位である。入力部１９ｅの下方がケース１１（具体的には対向面１１ｆ）で仕切られるため、電源装置１０の遮熱性を向上させ、外部への熱害を減らすことができる。また、プリント基板１２とインサートバスバー１９とを合わせた全体の高さを低く抑えられ、電源装置１０をより小型化できる。 Corresponding to claim 2, the insert bus bar 19 has an input part 19e that is arranged at a position facing the part where the mounting products P1 to P7 are not mounted on the mounting surface 12a and inputs DC power supplied from the power source Edc. It was set as the structure (refer FIG. 8). According to this configuration, although the input portion 19e of the insert bus bar 19 is disposed at a position facing the mounting surface 12a, the mounting products P1 to P7 are not mounted on the mounting surface 12a. Since the lower part of the input unit 19e is partitioned by the case 11 (specifically, the facing surface 11f), the heat shielding property of the power supply device 10 can be improved and the heat damage to the outside can be reduced. Further, the total height of the printed circuit board 12 and the insert bus bar 19 can be kept low, and the power supply device 10 can be further downsized.

請求項３に対応し、インサートバスバー１９は、実装表面１２ａと対向面１１ｆとの間に配置される構成とした（図４，図５，図８を参照）。この構成によれば、実装表面１２ａと対向面１１ｆとの間には、体格の大きな回路素子（例えば整流素子１５，トランス１６，フィルタ部１７等）は配置されない。よって、ケース１１に収容する部品全体の高さが抑えられるので、電源装置１０をより小型化することができる。 Corresponding to claim 3, the insert bus bar 19 is arranged between the mounting surface 12a and the facing surface 11f (see FIGS. 4, 5, and 8). According to this configuration, a large-sized circuit element (for example, the rectifying element 15, the transformer 16, the filter unit 17, etc.) is not disposed between the mounting surface 12a and the facing surface 11f. Therefore, since the height of the whole component accommodated in the case 11 is suppressed, the power supply device 10 can be further downsized.

請求項４に対応し、インサートバスバー１９は、インサートバスバー１９自体をケース１１に固定するための固定部１９ａ，１９ｄ，１９ｆを有する構成とした（図７を参照）。この構成によれば、固定部１９ａ，１９ｄ，１９ｆを通じてインサートバスバー１９自体がケース１１に固定されるので、振動等の外部要因を受けてもケース１１内でガタつくことがない。 Corresponding to claim 4, the insert bus bar 19 is configured to have fixing portions 19a, 19d, 19f for fixing the insert bus bar 19 itself to the case 11 (see FIG. 7). According to this configuration, the insert bus bar 19 itself is fixed to the case 11 through the fixing portions 19a, 19d, and 19f. Therefore, even if an external factor such as vibration is received, there is no backlash in the case 11.

請求項５に対応し、固定部１９ｄは導電性部材で形成され、グラウンドＮと接続される構成とした（図７（Ａ）を参照）。この構成によれば、固定部１９ｄはケース１１に固定されることでグラウンドＮと接続される。また、固定部１９ｄを通じてインサートバスバー１９の配線の一部をグラウンドＮの電位にすることができる。 Corresponding to claim 5, the fixing portion 19d is formed of a conductive member and connected to the ground N (see FIG. 7A). According to this configuration, the fixing portion 19 d is connected to the ground N by being fixed to the case 11. Further, a part of the wiring of the insert bus bar 19 can be set to the ground N potential through the fixing portion 19d.

請求項６に対応し、ケース１１は対向面１１ｆの一部が実装表面１２ａに向かって突出して形成されて冷却を行うための冷却部１４を有し、対向面１１ｆはプリント基板１２に実装される実装品Ｐ１〜Ｐ７と対向する構成とした（図１〜図４を参照）。この構成によれば、冷却部１４によって半導体素子Ｑ１，Ｑ２や実装品Ｐ１，Ｐ２等を冷却することができる。 Corresponding to claim 6, the case 11 has a cooling part 14 for cooling by forming a part of the opposing surface 11f protruding toward the mounting surface 12a, and the opposing surface 11f is mounted on the printed circuit board 12. The mounting products P1 to P7 are configured to face each other (see FIGS. 1 to 4). According to this configuration, the cooling elements 14 can cool the semiconductor elements Q1, Q2, the mounted products P1, P2, and the like.

請求項７に対応し、対向面１１ｆは、接続端子台１９ｃと近づくように、接続端子台１９ｃに向けて突起させる突起部１１ｇを有する構成とした（図１，図４，図５を参照）。この構成によれば、突起部１１ｇが接続端子台１９ｃに近づくので、冷却部１４から伝わる冷たさが突起部１１ｇを通じて接続端子台１９ｃも冷却できる。そのため、接続端子台１９ｃに備える端子に電流が流れて発熱しても、その発熱を吸収することができる。なお図示しないが、接続端子台１９ｃに直接的または間接的に接触するように突起部１１ｇを突起させる構成としても、同様の効果が得られる。 Corresponding to claim 7, the opposing surface 11f is configured to have a protrusion 11g that protrudes toward the connection terminal block 19c so as to approach the connection terminal block 19c (see FIGS. 1, 4, and 5). . According to this configuration, since the protrusion 11g approaches the connection terminal block 19c, the cold transmitted from the cooling unit 14 can also cool the connection terminal block 19c through the protrusion 11g. Therefore, even if a current flows through the terminals provided in the connection terminal block 19c and generates heat, the generated heat can be absorbed. Although not shown in the drawing, the same effect can be obtained even when the protruding portion 11g is protruded so as to be in direct or indirect contact with the connection terminal block 19c.

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。 [Other Embodiments]
Although the form for implementing this invention was demonstrated above, this invention is not limited to the said form at all. In other words, various forms can be implemented without departing from the scope of the present invention. For example, the following forms may be realized.

上述した実施の形態では、第２空間に配置される回路素子としてトランス１６を適用した（図２，図６を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、インサートバスバー１９の接続端子台１９ｃと接続し、かつ、第２空間に配置されるトランス１６以外の他の回路素子を適用してもよい。他の回路素子は、例えば整流素子１５、フィルタ部１７、コンデンサ、インダクタなどが該当する。単に回路素子の相違に過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。 In the embodiment described above, the transformer 16 is applied as a circuit element disposed in the second space (see FIGS. 2 and 6). Instead of (or in addition to) this form, a circuit element other than the transformer 16 connected to the connection terminal block 19c of the insert bus bar 19 and disposed in the second space may be applied. Other circuit elements correspond to, for example, the rectifying element 15, the filter unit 17, a capacitor, an inductor, and the like. Since the difference is merely the circuit element, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、プリント基板１２は、実装表面１２ａと実装裏面１２ｂとを有する基板を適用した（図１〜図７を参照）。この形態に代えて、一以上の中間層を含む多層基板を適用してもよく、ユニバーサル基板を適用してもよい。いずれの基板にせよ、半導体素子群Ｑｇや実装品群Ｐｇを配置することができるので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the printed board 12 is a board having the mounting surface 12a and the mounting back surface 12b (see FIGS. 1 to 7). Instead of this form, a multilayer substrate including one or more intermediate layers may be applied, or a universal substrate may be applied. Regardless of the substrate, since the semiconductor element group Qg and the mounted product group Pg can be arranged, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、冷却部１４は、対向面１１ｆから実装表面１２ａに向けて突出させ、その突出部位に冷媒が流れる冷媒通路を有する構成とした（図１，図２，図４を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、他の冷却手段を構成してもよい。他の冷却手段は、例えば冷却用フィン（放熱フィン）、ヒートポンプなどのうちで一以上が該当する。他の冷却手段で構成した場合でも、半導体素子群Ｑｇや実装品を冷却できるので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the cooling unit 14 is configured to protrude from the facing surface 11f toward the mounting surface 12a and to have a refrigerant passage through which refrigerant flows (see FIGS. 1, 2, and 4). ). Instead of (or in addition to) this form, other cooling means may be configured. The other cooling means corresponds to one or more of cooling fins (radiation fins), heat pumps, and the like. Even when configured by other cooling means, since the semiconductor element group Qg and the mounted product can be cooled, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、冷却部１４は、ケース本体１１ｂ（ケース１１）の短辺部（直線や曲線を問わない）に沿って端部に配置する構成とした（図１，図２，図４を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、ケース本体１１ｂの長辺部（直線や曲線を問わない）に沿って端部に配置する構成としてもよく、端部以外の部位（例えば中央部等）に配置する構成としてもよい。長辺部に沿って配置すると、冷却を行う部位や面積等が増えるので、ケース１１内の冷却効率を高めることができる。 In the above-described embodiment, the cooling unit 14 is configured to be disposed at the end along the short side portion (regardless of a straight line or a curve) of the case body 11b (case 11) (FIGS. 1, 2, and 3). 4). Instead of (or in addition to) this form, a configuration may be adopted in which the case main body 11b is disposed at the end along the long side (regardless of a straight line or a curve). It is good also as a structure arrange | positioned. If it arrange | positions along a long side part, since the site | part which performs cooling, an area, etc. will increase, the cooling efficiency in case 11 can be improved.

上述した実施の形態では、プリント基板１２の実装表面１２ａとケース１１の対向面１１ｆとの間にインサートバスバー１９を配置する構成とした（図２，図４を参照）。この形態に代えて、プリント基板１２の実装裏面１２ｂとケース１１のケース蓋１１ａとの間にインサートバスバー１９を配置する構成としてもよい。この場合の実装裏面１２ｂには、上述した実施の形態における実装表面１２ａと同様の実装品を実装する。単にインサートバスバー１９の配置が相違するに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the embodiment described above, the insert bus bar 19 is arranged between the mounting surface 12a of the printed circuit board 12 and the facing surface 11f of the case 11 (see FIGS. 2 and 4). Instead of this form, the insert bus bar 19 may be arranged between the mounting back surface 12b of the printed circuit board 12 and the case lid 11a of the case 11. In this case, a mounting product similar to the mounting surface 12a in the above-described embodiment is mounted on the mounting back surface 12b. Since the arrangement of the insert bus bar 19 is merely different, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、実装表面１２ａに配置した実装品群Ｐｇと対向面１１ｆとの隙間にインサートバスバー１９を配置する構成とした（図５，図８を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、実装品群Ｐｇと対向面１１ｆとの隙間に他の部品を配置してもよい。他の部品は、例えばバスバーやファンなどが該当する。隙間を利用して配置するので、デッドスペースをさらに縮小することができる。なお、ファン（扇風機）は冷却部１４の近傍に配置するのが望ましい。ケース１１内に封入された空気を循環または拡散させて、ケース１１内の全体を効率良く冷却することができる。 In the above-described embodiment, the insert bus bar 19 is arranged in the gap between the mounting product group Pg arranged on the mounting surface 12a and the facing surface 11f (see FIGS. 5 and 8). Instead of (or in addition to) this form, other components may be disposed in the gap between the mounted product group Pg and the facing surface 11f. Other parts correspond to, for example, a bus bar and a fan. Since the gap is used for arrangement, the dead space can be further reduced. Note that the fan (fan) is preferably disposed in the vicinity of the cooling unit 14. The air enclosed in the case 11 can be circulated or diffused to cool the entire case 11 efficiently.

上述した実施の形態は、ＤＣ−ＤＣコンバータの電源装置１０に適用した（図１〜図８を参照）。この形態に代えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ以外の他の電源装置に適用してもよい。他の電源装置には、例えばＡＣ−ＤＣコンバータやインバータなどの電源装置が該当する。他の電源装置が、プリント基板１２や、冷却部１４を備えるケース１１、インサートバスバー１９、トランス１６等の回路素子などで構成される場合には、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 The above-described embodiment is applied to the power supply device 10 of the DC-DC converter (see FIGS. 1 to 8). It may replace with this form and may apply to other power supplies other than a DC-DC converter. The other power supply device corresponds to a power supply device such as an AC-DC converter or an inverter. In the case where the other power supply device is configured by circuit elements such as the printed circuit board 12, the case 11 having the cooling unit 14, the insert bus bar 19, and the transformer 16, the same effects as those of the above-described embodiment are obtained. be able to.

１０電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
１１，２１ケース
１１ｆ対向面
１１ｇ突起部
１２プリント基板（基板）
１２ａ実装表面（基板の一面）
１４冷却部
１５整流素子（回路素子）
１６トランス（回路素子）
１６ｔ１１次側端子（接続端子）
１７フィルタ部（回路素子）
１９インサートバスバー
１９ａ，１９ｄ，１９ｆ固定部
１９ｃ接続端子台（端子台）
１９ｅ入力部
２０電力変換装置
３０出力機器
Ｑｇ半導体素子群
Ｑ１，Ｑ２，… 半導体素子
Ｐ１〜Ｐ７，… 実装品
Ｔ１〜Ｔ６，… 接続端子
Ｅdc 電力源
Ｎグラウンド 10 Power supply (DC-DC converter)
11, 21 Case 11f Opposing surface 11g Protrusion 12 Printed circuit board (board)
12a Mounting surface (one side of the board)
14 Cooling unit 15 Rectifier (circuit element)
16 transformer (circuit element)
16t1 Primary side terminal (connection terminal)
17 Filter section (circuit element)
19 Insert bus bar 19a, 19d, 19f Fixed part 19c Connection terminal block (terminal block)
19e Input unit 20 Power converter 30 Output device Qg Semiconductor element group Q1, Q2, ... Semiconductor elements P1 to P7, ... Mounted products T1 to T6 ... Connection terminal Edc Power source N Ground

Claims

In a power supply device having at least a substrate on which a semiconductor element is disposed, and a case for housing the substrate,
The insert bus bar is disposed to face one surface of the substrate, and electrically connects between circuit components,
In the case, one or more circuit elements disposed in a second space other than the first space formed between one surface of the substrate and the facing surface of the case facing the one surface of the substrate. In addition,
The connection terminal of the circuit element is disposed between the substrate and the insert bus bar, and is electrically connected to a terminal of a terminal block provided in the insert bus bar,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the terminal block faces one surface of the substrate and is disposed in the first space .

The insert bus bar is disposed at a position facing a part where a mounting product is not mounted on one surface of the substrate or a part where a surface mounting product is mounted, and has an input unit for inputting power supplied from a power source. The power supply device according to claim 1.

The power supply apparatus according to claim 1, wherein the insert bus bar is disposed between one surface of the substrate and a facing surface of the case.

The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the insert bus bar includes a fixing portion for fixing the insert bus bar itself to the case.

The power supply apparatus according to claim 4, wherein the one or more fixing parts are formed of a conductive member and are electrically connected to a ground.

The case has a cooling part for cooling by being formed such that a part of the facing surface protrudes toward one surface of the substrate,
The power supply device according to claim 1, wherein the facing surface faces a mounted product mounted on the substrate.

The power supply device according to claim 6, wherein the facing surface has a protruding portion that protrudes toward the terminal block so as to approach the terminal block.