JP6035952B2

JP6035952B2 - 電源装置

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Publication number: JP6035952B2
Application number: JP2012167233A
Authority: JP
Inventors: 治彦早苗; 雅樹佐藤
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Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
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Description

本発明は、電源装置に関する。

従来から、ハイブリッドカーや電気自動車等に用いられる車載用のスイッチング電源装置として種々のものが提案され、実用に供されている。これらの電源装置に用いられるトランスとしては、巻線パターンを持つコイル基板を使用したものが知られている。

電源装置においては、コイル基板のように動作時に高温になる発熱体が多く設けられているため、発熱体からの放熱を目的とした構造が種々検討されている。例えば、特許文献１には、発熱体が搭載された基板を搭載面とは逆側の面に対して導熱部材及びヒートパイプを熱的に接続することで、これらを介して放熱部材に対して放熱をする構造が示されている。

特開平９−２３２４８８号公報

しかしながら、特許文献１記載の放熱構造では、発熱体の上面からの放熱に対してヒートパイプを設けていることから、構造が複雑となると共に部品点数が増えるためにコストが高くなる可能性がある。また、ヒートパイプ自体は機械的な作用に対して強い部材ではなく、この放熱構造を他の構成に適用することが困難である。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、部品点数が少なくても放熱が好適に行われる電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、複数のコイル基板が厚さ方向に積層された積層コイル基板と、前記積層コイル基板が主面上に載置され、放熱機能を有するベースプレートと、前記積層コイル基板のうち前記ベースプレート側とは逆側である上面に対して熱的に接続すると共に、前記ベースプレートに対して熱的に接続する熱伝導領域を備える熱伝導部材と、を備えることを特徴とする。

上記の電源装置によれば、積層コイル基板の上面に対して、ベースプレートと熱的に接続された熱伝導部材が熱的に接続される。この結果、積層コイルにおいて発生した熱は積層コイル基板の上面からも熱伝導部材を介してベースプレートに対して伝熱されるため、放熱効果を高めることができる。また、放熱のために用いられる部材は熱伝導部材のみであって、部品点数の増加を抑制した状態で放熱効果を高めることができる。

ここで、前記熱伝導部材は、前記積層コイル基板の側面とも熱的に接続する態様とすることもできる。

上記のように積層コイル基板の側面と熱伝導部材とが熱的に接続する態様であることで、放熱効果をさらに高めることができる。

また、前記積層コイル基板に形成された回路パターンの略中央部に挿入されて磁路を形成する磁性体コアをさらに備え、前記熱伝導部材は、前記積層コイル基板の前記上面側において、前記磁性体コアと熱的に接続する態様としてもよい。

上記のように磁性体コアに対して熱的に接続する態様をさらに備えることで、磁性体コアからも放熱を効果的に行うことができる。

ここで、前記磁性体コアは、前記積層コイル基板の前記上面側において、前記熱伝導部材により覆われる態様としてもよい。

また、前記積層コイル基板と前記熱伝導部材の間には熱伝導性樹脂が設けられる態様とすることもできる。

積層コイル基板と熱伝導部材との間に熱伝導性樹脂をさらに備えることにより、当該樹脂の柔軟性により熱伝導部材とコイル基板との衝突による破損等を回避することができる。

また、前記ベースプレートに対して前記積層コイル基板が複数載置され、前記熱伝導部材は、前記複数の前記積層コイル基板に対して熱的に接続する態様とすることができる。

このようにベースプレート上に載置された積層コイル基板が複数ある場合に、これらからの放熱を１つの熱伝導部材によって行う構成を備える場合、放熱効果を高める構成を１つの熱伝導部材で実施することができ、部品点数を増やすことなく放熱効果を高めることができる。

また、前記厚さ方向から見たとき、前記熱伝導部材はその中央に前記熱伝導領域を備える態様とすることもできる。

熱伝導部材の中央に熱伝導領域を備えることにより、熱伝導領域が熱伝導部材の端部に設けられている場合と比較して、熱伝導部材からベースプレートに対する放熱をより効率よく行うことが可能となる。

本発明によれば、部品点数が少なくても放熱が好適に行われる電源装置が提供される。

本実施形態に係る電源装置であるＡＣ−ＤＣコンバータの概略構成を説明する斜視図である。図１のＡＣ−ＤＣコンバータの回路構成を説明する図である。図１のＡＣ−ＤＣコンバータを構成するコイル部品の構造を示す分解斜視図である。コイル部品１０に含まれる主回路基板、コイル基板及び複数の接続部材の構造を説明する分解斜視図である。図３及び図４に示すコイル部品に係る部材を積層させた構成について説明する斜視図である。熱伝導部材の構成を説明する平面図及び底面図である。熱伝導部材を上方から見たときの概略斜視図である。熱伝導部材を下方から見たときの概略斜視図である。図１のIX−IX矢視図である。図１のX−X矢視図である。本実施形態に係る電源装置の変形例について説明する図であり、図１０の一部を拡大した図に対応する。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の図１〜１０では、回路図である図２を除き、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を記載している。

図１は、本実施形態に係る電源装置であるＡＣ−ＤＣコンバータの概略構成を説明する斜視図である。また、図２は、図１のＡＣ−ＤＣコンバータの回路構成を説明する図である。本実施形態に係るＡＣ−ＤＣコンバータ１００は、例えば、ＡＣ８５Ｖ〜２７０Ｖ程度の電圧Ｖｉｎを高圧バッテリ等の外部へ供給される直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換し、出力する機能を有する。

ＡＣ−ＤＣコンバータ１００は、図１に示すように、筺体１０１の底面を構成するベースプレート１０２に対して、入力平滑回路（入力フィルタ）１１０、ＤＣ−ＤＣスイッチング回路１２４、力率改善回路用チョークコイル１３０，１３１、力率改善スイッチング回路１３４（ＰＦＣ：Power Factor Correction）、トランス１４０、共振用チョークコイル１４５、整流回路１５０、及び、出力用チョークコイル１６１と出力平滑回路（出力フィルタ）１６２とからなる平滑回路１６０、がそれぞれ固定されている。

筺体１０１は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１００の構成部材を収容する金属製ケースの一部を構成する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１００では、筺体１０１の内部に上記の電気部品を収容した後にカバーで覆われる。各構成部材は筺体１０１の底面を構成するベースプレート１０２の上に取り付けられる。また、筺体１０１はアルミニウム等の金属からなり、ベースプレート１０２の裏面側（図１の下側：素子や基板が固定される面とは逆の面側）には、放熱用のフィンが取り付けられる。そして、放熱用のフィンが空冷されてベースプレート１０２の裏面側が冷却されることにより、ベースプレート１０２の表面側に固定されたＡＣ−ＤＣコンバータ１００の各素子において発生する熱がベースプレート１０２に伝熱し、ベースプレート１０２の裏面側から外部に放熱される。このように、ベースプレート１０２は放熱機能を有するヒートシンクとして機能する。なお、ベースプレート１０２と放熱用のフィンとは上記のように互いに異なる部材から構成されていてもよいし、同一の部材から構成されていてもよい。また、空冷による放熱用のフィンを取り付ける構成に代えて、ベースプレート１０２の裏面側に水冷用の冷却液流路を設けて、ベースプレート１０２の裏面側を水冷することで、ベースプレート１０２の裏面側から外部に放熱する構成としてもよい。

次に、図１に示すAＣ−ＤＣコンバータ１００を構成するコイル部品１０について説明する。

図３は、図１のＡＣ−ＤＣコンバータ１００を構成するコイル部品１０の構造を示す分解斜視図である。また、図４は、コイル部品１０に含まれる主回路基板９０、コイル基板２０Ａ〜Ｃ・３０Ａ〜Ｃ、及びこれらを接続する接続部材の構造を説明する分解斜視図である。また、図５は、図３及び図４に示すコイル部品１０に係る部材を積層させた構成について説明する斜視図である。

図３〜５に示すように、コイル部品１０は、主回路基板９０、主回路基板９０の上に積層された３枚のコイル基板２０Ａ〜Ｃ、第１の磁性体コア７１、第２の磁性体コア７２を備えており、これらは、図１に示すＡＣ−ＤＣコンバータ１００の出力チョークコイル１６１及びトランス１４０として機能する。また、図４，５に示すように、コイル部品１０は、主回路基板９０の上であってコイル基板２０Ａ〜Ｃとは別の位置に積層された３枚のコイル基板３０Ａ〜Ｃ、第３の磁性体コア７３、第４の磁性体コア７４を備えており、これらは、図１に示すＡＣ−ＤＣコンバータ１００の力率改善回路用チョークコイル１３０，１３１として機能する。さらに、コイル部品１０には、第５の磁性体コア７５が設けられて、これが共振用チョークコイル１４５として機能する。共振用チョークコイル１４５のコイル状の回路パターンは、主回路基板９０に巻回されている。

主回路基板９０は、樹脂等の絶縁材料からなるベース板の表裏面に導体からなる回路パターンを形成し、さらに樹脂等の絶縁材料によって回路パターンを覆うことにより形成される。回路パターンの導体は、主回路基板９０に対して接続する半導体素子等の電子部品に対して接続されて、ＡＣ−ＤＣコンバータ１００における電源回路を構成する。

第１の磁性体コア７１、第３の磁性体コア７３及び第４の磁性体コア７４は、それぞれＹ軸方向に沿って配置された２つの脚部を備えるＵ型コア（７１Ａ，７３Ａ，７４Ａ）と、Ｙ軸方向に沿って延びる平板状のＩ型コア（７１Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ）とが対向した構成とされている。また、第２の磁性体コア７２は、４つの脚部を備える２つの四脚コア７２Ａ，７２Ｂが対向して配置された構成となっている。また、第５の磁性体コア７５は、上部のＩ型コア７５Ａと下部のＵ型コア７５Ｂとにより構成される。それぞれのコアは、コイル状の回路パターンが形成された基板の略中央部に挿通されて、磁路を形成する。

主回路基板９０には、第１の磁性体コア７１のＵ型コア７１Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔９１Ａ，９１Ｂ、第２の磁性体コア７２を構成する２つの四脚コア７２Ａ，７２Ｂの脚部を挿通するための４つの貫通孔９２Ａ〜９２Ｄ、第３の磁性体コア７３のＵ型コア７３Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔９３Ａ，９３Ｂ、第４の磁性体コア７４のＵ型コア７４Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔９４Ａ，９４Ｂが設けられている。これらの貫通孔の周囲に回路パターンが形成されている。さらに、主回路基板９０には、後述の熱伝導部材５０とベースプレート１０２とを当接させるためのＹ軸方向に伸びる貫通孔９５，９６が設けられるが、詳細は後述する。貫通孔９６は、第５の磁性体コア７５のうち上方に伸びる２つの脚部を備えるＵ型コア７５Ｂの脚部の一方を挿通するための貫通孔として機能する。Ｕ型コア７５Ｂの他方の脚部は、主回路基板９０にさらに設けられた貫通孔９７に挿通される。

コイル基板２０Ａ〜Ｃ及び３０Ａ〜ＣはＹ軸方向が長手方向となる略平板状の基板である。これらは、電気絶縁性を有する樹脂等の絶縁部材からなる基板の内部に銅等の金属からなるコイル及び導体配線が埋め込まれたものであり、それぞれ絶縁部材とコイル及び導体配線となる導体とが交互に積層されることによって作成されている。コイル基板２０Ａ〜２０Ｃは、これら３枚が積層された状態で主回路基板９０上に積層される。同様に、コイル基板３０Ａ〜３０Ｃは、これら３枚が積層された状態で、コイル基板２０Ａ〜２０Ｃとは別の位置で主回路基板９０上に積層される。すなわち、主回路基板９０及びコイル基板２０Ａ〜２０Ｃは厚さ方向に積層されることで第１の積層コイル基板を構成する。また、主回路基板９０及びコイル基板３０Ａ〜３０Ｃは厚さ方向に積層されることで第２の積層コイル基板を構成する。主回路基板９０とコイル基板２０Ａとの間、コイル基板２０Ａとコイル基板２０Ｂとの間、コイル基板２０Ｂとコイル基板２０Ｃとの間等の積層コイル基板を構成する基板同士の間には放熱性を有するサーマルコンパウンドが塗布される。これにより、隣接する基板の間での伝熱が好適に行われる。

コイル基板２０Ａ〜２０Ｃのうち、コイル基板２０Ａは、第１の磁性体コア７１のＵ型コア７１Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔２１１Ａ，２１１Ｂ、第２の磁性体コア７２を構成する２つのコア７２Ａ，７２Ｂの脚部を挿通するための４つの貫通孔２１２Ａ〜２１２Ｄを備える。また、コイル基板２０Ｂは、第１の磁性体コア７１のＵ型コア７１Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔２２１Ａ，２２１Ｂ、第２の磁性体コア７２を構成する２つのコア７２Ａ，７２Ｂの脚部を挿通するための４つの貫通孔２２１Ａ〜２２２Ｄを備える。また、コイル基板２０Ｃは、コイル基板２０Ｂの上方のうち、第２の磁性体コア７２の周辺側（図３〜５において右側）のみに積層され、第２の磁性体コア７２を構成する２つのコア７２Ａ，７２Ｂの脚部を挿通するための４つの貫通孔２３１Ａ〜２３２Ｄを備える。コイル基板２０Ａ〜２０Ｃでは、それぞれに設けられたコアの脚部を挿通するための貫通孔の周囲に回路パターンが形成されている。

すなわち、本実施形態に係るコイル部品１０においては、第１の磁性体コア７１の周囲には、主回路基板９０、コイル基板２０Ａ，２０Ｂの３枚の基板が積層されて、これらが出力チョーク回路用チョークコイル１６１を形成する。また、第２の磁性体コア７２の周囲には、主回路基板９０、コイル基板２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの４枚の基板が積層されて、これらがトランス１４０を形成する。なお、この積層枚数は回路の構成により変化するので、上記の構成に限定されるものではない。

また、主回路基板９０、コイル基板２０Ａ〜Ｃにはそれぞれ回路接続用の貫通孔９０１，２０１，２０２，２０３が設けられ、当該貫通孔の内部に基板内部の導体が露出する構成とされている。そして、各基板の貫通孔それぞれに対して、金属製の複数のＩ型端子４１又はＵ型端子４２が挿通される。これにより、Ｉ型端子４１及びＵ型端子４２を介して、主回路基板９０内部の導体及びコイル基板２０Ａ〜Ｃ内部の導体が電気的に接続される。

コイル基板３０Ａ〜３０Ｃについては、主回路基板９０の上に３枚の基板が下からこの順となるように積層されている。コイル基板３０Ａは、第３の磁性体コア７３のＵ型コア７３Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔３１１Ａ，３１１Ｂ、第４の磁性体コア７３のＵ型コア７４Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔３１２Ａ，３１２Ｂを備える。また、コイル基板３０Ｂは、第３の磁性体コア７３のＵ型コア７３Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔３２１Ａ，３２１Ｂ、第４の磁性体コア７４を構成する２つのコア７４Ａ，７４Ｂの脚部を挿通するための２つの貫通孔３２２Ａ，３２２Ｂを備える。また、コイル基板３０Ｃは、第３の磁性体コア７３のＵ型コア７３Ａの脚部を挿通するための２つの貫通孔３３１Ａ，３３１Ｂ、第４の磁性体コア７４を構成する２つのコア７４Ａ，７４Ｂの脚部を挿通するための２つの貫通孔３３２Ａ，３３２Ｂを備える。コイル基板３０Ａ〜３０Ｃでは、それぞれに設けられたコアの脚部を挿通するための貫通孔の周囲に回路パターンが形成されている。

すなわち、本実施形態に係るコイル部品１０においては、第３の磁性体コア７３及び第４の磁性体コア７４の周囲には、主回路基板９０、コイル基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの３枚の基板が積層されて、これらが力率改善回路用チョークコイル１３０，１３１を形成する。

また、主回路基板９０、コイル基板３０Ａ〜Ｃにはそれぞれ回路接続用の貫通孔９０２，３０３（コイル基板３０Ａ，３０Ｂに設けられた貫通孔は図４には示されていないが、コイル基板２０Ａ〜Ｃに設けられた貫通孔２０１，２０２，２０３と同様の構成を有する）が設けられ、当該貫通孔の内部に基板内部の導体が露出する構成とされている。そして、各基板の貫通孔それぞれに対して、金属製の複数のＩ型端子４３又はＵ型端子４４が挿通される。これにより、Ｉ型端子４３及びＵ型端子４４を介して、主回路基板９０内部の導体及びコイル基板３０Ａ〜Ｃ内部の導体が電気的に接続される。

次に、図３に戻り、ベースプレート１０２の形状について説明する。筺体１０１の底面を構成するベースプレート１０２は、コイル部品１０の形状に対応した凹凸がつけられている。具体的には、ベースプレート１０２に対して主回路基板９０は当接するように取り付けられるが、第１の磁性体コア７１のうち下方に配置されるＩ型コア７１Ｂが配置される位置には、Ｉ型コア７１Ｂの形状に対応した凹部１１１が設けられる。これにより、コイル部品１０は、Ｉ型コア７１Ｂの底面と側面とがそれぞれ凹部１１１と接するようにベースプレート１０２に対して載置される。同様に、第２の磁性体コア７２のうち下方に配置されるコア７２Ｂが配置される位置にも、コア７２Ｂの形状に対応した凹部１１２が設けられる。これにより、コイル部品１０は、第２の磁性体コア７２のコア７２Ｂの底面が凹部１１２と接するようにベースプレート１０２に対して取り付けられる。

さらに、第３の磁性体コア７３のうち下方に配置されるＩ型コア７３Ｂが配置される位置には、Ｉ型コア７３Ｂの形状に対応した凹部１１３が設けられる。これにより、コイル部品１０は、Ｉ型コア７３Ｂの底面と側面とがそれぞれ凹部１１３と接するようにベースプレート１０２に対して取り付けられる。同様に、第４の磁性体コア７４のうち下方に配置されるＩ型コア７４Ｂが配置される位置にも、Ｉ型コア７４Ｂの形状に対応した凹部１１４が設けられる。これにより、コイル部品１０は、第４の磁性体コア７４のＩ型コア７４Ｂの底面が凹部１１４と接するようにベースプレート１０２に対して取り付けられる。

上記の構成を有することにより、これによって、コア７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂがベースプレート１０２に対して固定されると共に、コア７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂからベースプレート１０２に対して好適に放熱することができるため、ベースプレート１０２による冷却効果が高められる。

次に、コイル部品１０の上部に設けられる熱伝導部材５０について図６〜８を用いて説明する。図６は、熱伝導部材５０の構成を説明する上面図及び底面図（裏面図）である。また、図７は、熱伝導部材５０を上方から見たときの概略斜視図であり、図８は、熱伝導部材５０を下方から見たときの概略斜視図である。

熱伝導部材５０は、例えば、アルミニウム・銅等の熱伝導性を有する材料から構成されるが、剛性を考慮するとアルミニウムから構成されることが好ましい。熱伝導部材５０は、略平板上の形状をなし、その大きさは、主回路基板９０の上に積層されたコイル基板２０Ａ〜２０Ｃ及びコイル基板３０Ａ〜３０Ｃの上方を覆うような大きさとされ、コイル基板２０Ａ〜２０Ｃ及びコイル基板３０Ａ〜３０Ｃの上方に積層するように設けられる。すなわち、熱伝導部材の裏面側の主面５０Ａはコイル基板２０Ｂ，２０Ｃ及びコイル基板３０Ｃと当接する構成とされる。

熱伝導部材５０には、第１の磁性体コア７１、第３の磁性体コア７３及び第４の磁性体コア７４が設けられる位置に対応して貫通孔５１，５３，５４が設けられている。これらの貫通孔５１，５３，５４は、第１の磁性体コア７１、第３の磁性体コア７３及び第４の磁性体コア７４の形状にそれぞれ対応するように設けられている。また、第２の磁性体コア７２の上部については、貫通孔は設けられておらず、第２の磁性体コア７２の上側の四脚コア７２Ａの天面を覆うように凹部５２が形成されている。なお、熱伝導部材５０を取り付ける際には凹部５２と第２の磁性体コア７２との間に熱伝導性樹脂からなる放熱シート８１（図３参照）が設けられる。同様に、第５の磁性体コア７５の上部については、貫通孔は設けられておらず、第５の磁性体コア７５の上側のＩ型コア７５Ａの天面を覆うように凹部５５が形成されている。なお、熱伝導部材５０を取り付ける際には凹部５５と第５の磁性体コア７５との間に熱伝導性樹脂からなる放熱シート８２（図３参照）が設けられる。

なお、放熱シートは他の位置に挟む構成としてもよく、例えば、コイル基板２０と熱伝導部材５０との間にも熱伝導性の樹脂を挟み込む態様としてもよい。

また、熱伝導部材５０の裏面側には、裏面側の主面５０Ａから下方へ突出する凸部５５〜５７が設けられる。凸部５５には、Ｙ軸方向に沿って２つのネジ穴５５Ａ，５５Ｂが設けられる。また、凸部５６にはネジ穴５６Ａが設けられ、凸部５７にはネジ穴５７Ａが設けられる。これらの凸部の上面を形成する領域、すなわち図８において斜線で示す領域は、ベースプレート１０２に対してこれらを組み立て時にベースプレート１０２と当接する熱伝導領域５０Ｂとなる。

さらに、凹部５２の側面には、開孔５９が設けられる。この開孔５９が設けられることで、熱伝導部材５０をコイル部品１０に対して取り付けた際に、凹部５２おいて第２の磁性体コア７２の上部の四脚コア７２Ａ及び放熱シート８１が内部の適切な位置に配置されたかを確認することができる。

ここで、上記のコイル部品１０に対して熱伝導部材５０を取り付け、且つこれらを筺体１０１に収容した場合について、図１，３及び図９，１０を用いて説明する。図９は、図１のIX−IX矢視図であり、図１０は、図１のX−X矢視図である。

図３に示すように、主回路基板９０に対してコイル基板２０Ａ〜２０Ｃ，３０Ａ〜３０Ｃを積層させた後に、これらを第１の磁性体コア７１、第２の磁性体コア７２、第３の磁性体コア７３、第４の磁性体コア７４及び第５の磁性体コア７５により挟み込んだ後に、これらの上方から熱伝導部材５０が重ねられる。このとき、主回路基板９０及びコイル基板２０Ａ〜２０Ｃ，３０Ａ〜３０Ｃと、熱伝導部材５０とが当接する位置には、サーマルコンパウンドが塗布される。これにより、熱伝導部材５０と、コイル基板２０の密着性がより増加し、放熱効果が向上する。

ここで、熱伝導部材５０には、貫通孔５１，５３，５４が設けられているため、第１の磁性体コア７１、第３の磁性体コア７３、及び第４の磁性体コア７４の上側のＵ型コア７１Ａ，７３Ａ，７４Ａがそれぞれ貫通孔５１，５３，５４に挿通される。また、第２の磁性体コア７２はその上面が放熱シート８１を介して熱伝導部材５０の凹部５２に当接される。また、第５の磁性体コア７５はその上面が放熱シート８２を介して熱伝導部材５０の凹部５５に当接される。第２の磁性体コア７２及びその周囲を巻回する回路はトランス１４０として機能し、第５の磁性体コア７５及びその周囲を巻回する回路は共振用チョークコイル１４５として機能する。これらのコイルによる発熱量は他のコイルよりも大きくなり、高熱となる。したがって、コアの上面を覆うように熱伝導部材５０を設けることで、伝熱面積が広くなり、より放熱効果が向上する。

また、図９及び図１０に示すように、熱伝導部材５０の底面（下面）５０Ａは積層コイル基板の上面（すなわち、コイル基板２０Ｂ，２０Ｃ，３０Ｃのうちのいずれかの上面）に対して当接する。さらに、図１０に示すように、熱伝導部材５０の底面（下面）５０Ａは、積層コイル基板の側面（図１０では、主回路基板９０及びコイル基板２０Ａ〜２０Ｃの側面）に対して当接する。

さらに、熱伝導部材５０の凸部５５〜５７は、主回路基板９０の貫通孔９５，９６を挿通し、凸部５５〜５７の上面の熱伝導領域５０Ｂがベースプレート１０２と当接する構成となる。そして、凸部５５〜５７に設けられたネジ穴５５Ａ，５５Ｂ，５６Ａ，５７Ａに対してそれぞれネジ９８が取り付けられることで、熱伝導部材５０がベースプレート１０２に対して固定される。

これにより、熱伝導領域５０Ｂを介して、熱伝導部材５０とベースプレート１０２とが熱的に接続される。また、熱伝導部材５０は、積層コイル基板の上面（すなわち、コイル基板２０Ｂ，２０Ｃ，３０Ｃのうちのいずれかの上面）とも熱的に接続される。したがって、熱伝導部材５０と当接するコイル基板２０Ａ〜２０Ｃ，３０Ａ〜３０Ｃ、第２の磁性体コア７２（特に上方のコア７２Ａ）において発生した熱は、熱伝導部材５０から熱伝導領域５０Ｂを介してベースプレート１０２に対して伝熱される。このため、従来のように主回路基板９０上に取り付けられた部品において発生した熱をベースプレート１０２の裏面側からのみ放熱する従来の構成と比較して、コイル基板の上面や側面、または各コアの上面や側面から熱伝導部材５０を介して効率よくベースプレート１０２に伝熱を行うことができ、その結果冷却効果を高めることができる。

また、熱伝導部材５０の凸部５５〜５７により構成される熱伝導領域５０Ｂが厚さ方向から見た際に熱伝導部材５０の中央付近とされている。すなわち、チョークコイル１３０、１３１と、１次側２次側を絶縁するトランス１４０、２次側整流回路の一部を構成するチョークコイル１６１のほぼ中間点に配置される。これにより、どの巻線部品からも均等に熱がネジへ伝わるため、より効果的にネジ９８及び熱伝導領域５０Ｂを介してベースプレート１０２へ放熱することができる。更に、熱伝導領域５０Ｂが端部に形成されている場合と比較して、コイル基板２０Ａ〜２０Ｃ及びコイル基板３０Ａ〜３０Ｃの双方からの放熱を効果的に行うことができる。

また、ベースプレート１０２に対して熱伝導部材５０をネジ９８により固定する構成とすることにより、熱伝導部材５０の物理的な固定を行うこともできる。そして、熱伝導部材５０をベースプレート１０２に対してネジ９８で固定することによって、熱伝導部材５０とベースプレート１０２とにより挟まれた主回路基板９０及びコイル基板２０Ａ〜２０Ｃ，３０Ａ〜３０Ｃの固定も可能となる。また、熱伝導部材５０に対して天面が当接している第２の磁性体コア７２及び第５の磁性体コア７５も移動が制限されると共に、第１の磁性体コア７１、第３の磁性体コア７３及び第４の磁性体コア７５についても上側のコアの外周が熱伝導部材５０により囲われているため、特に水平方向（ＸＹ平面方向）への移動が制限される。

以上の構造を取ることで、コイル基板２０Ａ〜２０Ｃ，３０Ａ〜３０Ｃで発生した熱は厚さ方向下側からベースプレート１０２へも伝わるが、同時に厚さ方向上側へも伝わり、熱伝導部材５０を介してベースプレート１０２へ熱を伝達することができる。これによりトランス、チョークで発生した熱は効果的にベースプレート１０２へ伝えることができ、冷却効果を高めることができる。

以上のように、本実施形態に係る電源装置であるＡＣ−ＤＣコンバータ１００においては主回路基板９０及びコイル基板２０Ａ〜２０Ｃにより構成される積層コイル基板の上面に対して、ベースプレート１０２と熱的に接続された熱伝導部材５０が熱的に接続される。この結果、積層コイル基板において発生した熱は積層コイル基板の上面からも熱伝導部材５０を介してベースプレート１０２に対して伝熱されるため、放熱効果を高めることができる。また、放熱のために用いられる部材は熱伝導部材５０のみであることから、部品点数の増加を抑制した状態で放熱効果を高めることができる。

また、積層コイル基板の側面と熱伝導部材５０とが熱的に接続する態様を有しているため、放熱効果をさらに高めることができる。また、上記のＡＣ−ＤＣコンバータ１００では、第２の磁性体コア７２に対して熱的に接続する態様をさらに備えることで、磁性体コアからも放熱を効果的に行うことができる。特に、第２磁性体コア７２のように、熱伝導部材５０により覆われる態様とした場合には、伝熱領域の面積が大きくなることから、放熱性をさらに高めることができる。

また、コイル基板２０Ａと熱伝導部材５０の間には熱伝導性樹脂である放熱シートが設けられる構成を備える場合、当該樹脂の柔軟性により熱伝導部材とコイル基板との衝突による破損等を回避することができる。

また、本実施形態に係るＡＣ−ＤＣコンバータ１００のように、ベースプレート１０２上に載置された積層コイル基板が複数ある場合に、これらからの放熱を１つの熱伝導部材５０によって行う構成とすることで、部品点数を増やすことなく放熱効果を高めることができる。同時に、力率改善回路の一部を構成するチョークコイル１３０、１３１と、１次側２次側を絶縁するトランス１４０と、２次側整流回路の一部を構成するチョークコイル１６１は、主回路基板９０のほぼ中央部に配置されることで、組立の容易性、部材管理の容易性についても向上する。

また、厚さ方向から見たとき、熱伝導部材５０の中央に熱伝導領域５０Ｂを備える態様とすることで、熱伝導領域が熱伝導部材５０の端部に設けられている場合と比較して、熱伝導部材５０からベースプレートに対する放熱をより効率よく行うことが可能となる。

以上、本実施形態の実施形態について説明したが、本実施形態に係る電源装置は適宜変更ができる。例えば、上記実施形態では電源装置の一例として、ＡＣ−ＤＣコンバータについて説明したが、ＤＣ−ＤＣコンバータ等他の構成を有する電源装置に適用することもできる。

また、熱伝導性部材５０及びベースプレート１０２の形状は、適宜変更することができる。ここで、図１１を用いて熱伝導部材５０とベースプレート１０２とが当接する構造の変形例について説明する。図１１は、本実施形態に係るＡＣ−ＤＣコンバータ１００の変形例について説明する図であり、図１０の一部を拡大した図に対応した図である。上記の実施形態では、ベースプレート１０２に向かって突出するする凸部５５〜５７を熱伝導部材５０が備える構成について説明したが、図１１のように、ベースプレート１０２側において熱伝導部材５０に向かって突出する凸部１０５が形成されている構成であってもよい。このように、熱伝導部材５０及びベースプレート１０２の形状は適宜変更ができる。

また、ここでは、第２の磁性体コア７２以外の磁性体コアに関しては、熱伝導部材５０との直接の干渉を避けているが、コアの冷却が必要な場合は、第２の磁性体コア７２と同様にコアに熱伝導部材５０を接触させる構造としてもよい。また、磁性体コアの上面を熱伝導部材５０が覆う構成に代えて、磁性体コアの側面と熱伝導部材５０とを熱的に接続される構造としてもよい。

１０…コイル部品、２０Ａ〜２０Ｃ，３０Ａ〜３０Ｃ…コイル基板、５０…熱伝導部材、５０Ｂ…熱伝導領域、７１〜７５…磁性体コア、９０…主回路基板、１００…ＡＣ−ＤＣコンバータ（電源装置）、１０１…筺体、１０２…ベースプレート。

Claims

複数のコイル基板が厚さ方向に積層された積層コイル基板と、
前記積層コイル基板が主面上に載置され、放熱機能を有するベースプレートと、
前記積層コイル基板のうち前記ベースプレート側とは逆側である上面に対して当接して熱的に接続する主面を有し、前記ベースプレートに対して熱的に接続する熱伝導領域を備える熱伝導部材と、
を備えることを特徴とする電源装置。
前記熱伝導部材は、前記積層コイル基板の側面とも熱的に接続する
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
前記積層コイル基板に形成された回路パターンの略中央部に挿入されて磁路を形成する磁性体コアをさらに備え、
前記熱伝導部材は、前記積層コイル基板の前記上面側において、前記磁性体コアと熱的に接続する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電源装置。
前記磁性体コアは、前記積層コイル基板の前記上面側において、前記熱伝導部材により覆われる
ことを特徴とする請求項３記載の電源装置。
前記積層コイル基板と前記熱伝導部材の間には熱伝導性樹脂が設けられる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源装置。
前記ベースプレートに対して前記積層コイル基板が複数載置され、
前記熱伝導部材は、前記複数の前記積層コイル基板に対して熱的に接続する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源装置。
前記厚さ方向から見たとき、前記熱伝導部材はその中央に前記熱伝導領域を備える
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置。