JP6436052B2 - Insulated power converter - Google Patents

Insulated power converter Download PDF

Info

Publication number
JP6436052B2
JP6436052B2 JP2015206668A JP2015206668A JP6436052B2 JP 6436052 B2 JP6436052 B2 JP 6436052B2 JP 2015206668 A JP2015206668 A JP 2015206668A JP 2015206668 A JP2015206668 A JP 2015206668A JP 6436052 B2 JP6436052 B2 JP 6436052B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
transformer
metal plate
winding
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015206668A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017079545A (en
Inventor
知行 間瀬
知行 間瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2015206668A priority Critical patent/JP6436052B2/en
Publication of JP2017079545A publication Critical patent/JP2017079545A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6436052B2 publication Critical patent/JP6436052B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

本発明は、絶縁型電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to an insulated power converter.

絶縁型電力変換装置を構成する各種電子部品を共通の基板に搭載することが行われている(例えば、特許文献1等)。   Various electronic components constituting the insulated power converter are mounted on a common substrate (for example, Patent Document 1).

特開平3−135370号公報JP-A-3-135370

トランスの一次側にも二次側にも同一の導電材によるパターンを用いると大型化を招く。つまり、特許文献1では、トランスの一次側の電圧と二次側の電圧とが異なるが、電圧が低い方を基準にトランスの一次側のパターンとトランスの二次側のパターンとを構成している。そのため、電流容量の大きい部分だけでなく電流容量の小さい部分にも厚い導電材を用いることになって大型化してしまう。   Use of the same conductive material pattern on the primary side and the secondary side of the transformer leads to an increase in size. That is, in Patent Document 1, the voltage on the primary side of the transformer is different from the voltage on the secondary side, but the primary side pattern of the transformer and the secondary side pattern of the transformer are configured on the basis of the lower voltage. Yes. Therefore, a thick conductive material is used not only in a portion having a large current capacity but also in a portion having a small current capacity, resulting in an increase in size.

本発明の目的は、大型化を抑制することができる電力変換装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the power converter device which can suppress an enlargement.

請求項1に記載の発明では、基板と、前記基板に設けられる入力端子と、前記基板に設けられる出力端子と、一次側の巻線および前記一次側の巻線の巻数とは異なる巻数を有する二次側の巻線を備え、前記基板に設けられるトランスと、前記入力端子と前記一次側の巻線との間に設けられる第1のパターンと、前記出力端子と前記二次側の巻線との間に設けられる第2のパターンとを有するパターンと、を有する絶縁型電力変換装置であって、前記トランスの一次側および前記トランスの二次側のうち電圧が低い方における前記パターンの一部が金属板で構成されるとともに、前記パターンの他部が前記金属板より断面積が小さい金属箔で構成され、前記金属板は前記基板の前記パターンに対して半田で実装されていることを要旨とする。   In the first aspect of the present invention, the substrate, the input terminal provided on the substrate, the output terminal provided on the substrate, and the number of turns of the primary side winding and the primary side winding are different. A transformer provided on the substrate; a first pattern provided between the input terminal and the primary winding; and the output terminal and the secondary winding. An insulation type power conversion device having a second pattern provided between the first side of the transformer and the secondary side of the transformer, the one of the patterns on the lower voltage side. The part is made of a metal plate, the other part of the pattern is made of a metal foil having a smaller cross-sectional area than the metal plate, and the metal plate is mounted with solder on the pattern of the substrate. The gist.

請求項1に記載の発明によれば、トランスの一次側およびトランスの二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板で構成され、金属板は基板に対して実装されている。また、パターンの他部が金属板より断面積が小さい金属箔で構成されている。よって、電圧が低い方を基準にトランスの一次側のパターンとトランスの二次側のパターンとを構成して電流容量の小さい部分にも金属板を使いる場合に比べ、本発明においてはトランスの一次側およびトランスの二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板で、また、他部が金属箔で構成されているので、大型化を抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, a part of the pattern on the lower voltage side of the primary side of the transformer and the secondary side of the transformer is constituted by the metal plate, and the metal plate is mounted on the substrate. . Moreover, the other part of the pattern is comprised with the metal foil whose cross-sectional area is smaller than a metal plate. Therefore, compared to the case where the transformer primary side pattern and the transformer secondary side pattern are configured on the basis of the lower voltage and a metal plate is also used in a portion with a small current capacity, in the present invention, the transformer Since a part of the pattern on the lower side of the primary side and the secondary side of the transformer is made of a metal plate and the other part is made of a metal foil, an increase in size can be suppressed.

請求項2に記載のように、請求項1に記載の絶縁型電力変換装置において、前記一次側の巻線は前記基板に半田で実装され、前記二次側の巻線は前記基板に半田で実装され、前記トランスのコアが挿通された貫通孔の周囲に前記巻線を構成する金属板が実装されるとよい。   As described in claim 2, in the insulated power converter according to claim 1, the primary side winding is mounted on the substrate by solder, and the secondary side winding is soldered on the substrate. It is preferable that a metal plate constituting the winding is mounted around a through hole that is mounted and through which the core of the transformer is inserted.

本発明によれば、大型化を抑制することができる。   According to the present invention, an increase in size can be suppressed.

実施形態における絶縁型DC−DCコンバータを示す平面図。The top view which shows the insulation type DC-DC converter in embodiment. 絶縁型DC−DCコンバータの斜視図。The perspective view of an insulation type DC-DC converter. 絶縁型DC−DCコンバータの電気的構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the electrical constitution of an insulation type DC-DC converter. 絶縁型DC−DCコンバータの分解斜視図。The exploded perspective view of an insulation type DC-DC converter. 絶縁型DC−DCコンバータの斜視図。The perspective view of an insulation type DC-DC converter. 絶縁型DC−DCコンバータの斜視図。The perspective view of an insulation type DC-DC converter. 絶縁型DC−DCコンバータの斜視図。The perspective view of an insulation type DC-DC converter. 絶縁型DC−DCコンバータの斜視図。The perspective view of an insulation type DC-DC converter. 基板の平面図。The top view of a board | substrate. 基板の下面図。The bottom view of a board | substrate. 基板の一部断面図。The partial cross section figure of a board | substrate. (a),(b)は絶縁型DC−DCコンバータの一部断面図。(A), (b) is a partial cross section figure of an insulation type DC-DC converter. (a)はトランス部分を示す平面図、(b)は(a)のA−A線での断面図。(A) is a top view which shows a trans | transformer part, (b) is sectional drawing in the AA of (a). (a)はトランス部分を示す平面図、(b)は(a)のA−A線での断面図。(A) is a top view which shows a trans | transformer part, (b) is sectional drawing in the AA of (a).

以下、絶縁型DC−DCコンバータに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図3に示すように、絶縁型電力変換装置としての絶縁型DC−DCコンバータ10は、フォワード形DC−DCコンバータであって、トランス11を備えている。トランス11は一次巻線11aと二次巻線11bを備えている。絶縁型DC−DCコンバータ10は自動車用であり、車両に搭載される。絶縁型DC−DCコンバータ10は、トランス11の一次側の入力電圧を降圧してトランス11の二次側に出力する。例えば、300ボルトを入力して12ボルトに降圧して出力する。後記する基板40に設けられるトランス11は、一次側の巻線、および、一次側の巻線の巻数とは異なる巻数を有する二次側の巻線を備える。
Hereinafter, an embodiment embodied in an insulated DC-DC converter will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 3, an insulated DC-DC converter 10 as an insulated power converter is a forward DC-DC converter, and includes a transformer 11. The transformer 11 includes a primary winding 11a and a secondary winding 11b. The insulated DC-DC converter 10 is for an automobile and is mounted on a vehicle. The insulated DC-DC converter 10 steps down the input voltage on the primary side of the transformer 11 and outputs it to the secondary side of the transformer 11. For example, input 300 volts, step down to 12 volts and output. The transformer 11 provided on the substrate 40 to be described later includes a primary side winding and a secondary side winding having a number of turns different from the number of turns of the primary side winding.

トランス11の一次巻線11aには一次電流I1として15Aが流れるとともに二次巻線11bには二次電流I2として80Aが流れる。つまり、トランス11の一次側の電圧がトランス11の二次側の電圧より大きい場合、トランス11の二次側に流れる電流はトランス11の一次側に流れる電流より大きな電流になる。   15A flows as the primary current I1 in the primary winding 11a of the transformer 11, and 80A flows as the secondary current I2 in the secondary winding 11b. That is, when the voltage on the primary side of the transformer 11 is larger than the voltage on the secondary side of the transformer 11, the current flowing on the secondary side of the transformer 11 is larger than the current flowing on the primary side of the transformer 11.

一次巻線11aの一方の端子は入力端子と接続され、入力端子はバッテリ12の正極端子と接続される。一次巻線11aの他方の端子は一次側スイッチング素子14を介して接地されている。一次側スイッチング素子14としてパワーMOSFETが用いられている。   One terminal of the primary winding 11 a is connected to the input terminal, and the input terminal is connected to the positive terminal of the battery 12. The other terminal of the primary winding 11 a is grounded via the primary side switching element 14. A power MOSFET is used as the primary side switching element 14.

入力端子とトランス11の一次巻線11aとの間には平滑コンデンサ13の正極が接続され、平滑コンデンサ13の負極は接地されている。平滑コンデンサ13には電解コンデンサが使用される。平滑コンデンサ13によりトランス11の一次側電圧が平滑される。   A positive electrode of the smoothing capacitor 13 is connected between the input terminal and the primary winding 11a of the transformer 11, and a negative electrode of the smoothing capacitor 13 is grounded. An electrolytic capacitor is used as the smoothing capacitor 13. The primary side voltage of the transformer 11 is smoothed by the smoothing capacitor 13.

トランス11の二次巻線11bにはダイオード16,17よりなる整流回路が接続されている。ダイオード16は、トランス11の二次側のグランドにアノードが接続され、トランス11の二次巻線11bの一方端にカソードが接続される。ダイオード17は、ダイオード16のアノードにアノードが接続され、トランス11の二次巻線11bの他方端にカソードが接続される。   A rectifier circuit composed of diodes 16 and 17 is connected to the secondary winding 11 b of the transformer 11. The diode 16 has an anode connected to the ground on the secondary side of the transformer 11 and a cathode connected to one end of the secondary winding 11 b of the transformer 11. The diode 17 has an anode connected to the anode of the diode 16 and a cathode connected to the other end of the secondary winding 11 b of the transformer 11.

さらに、コンデンサ19がダイオード17に並列接続されている。直列接続されたコイル18a,18bが、トランス11の二次巻線11bとコンデンサ19との間に設けられている。また、コンデンサ21がコンデンサ19に並列接続されている。コイル20が、コンデンサ19とコンデンサ21との間に設けられている。   Further, a capacitor 19 is connected to the diode 17 in parallel. Coils 18 a and 18 b connected in series are provided between the secondary winding 11 b of the transformer 11 and the capacitor 19. A capacitor 21 is connected to the capacitor 19 in parallel. A coil 20 is provided between the capacitor 19 and the capacitor 21.

一次側スイッチング素子14のゲート端子に制御IC15が接続されている。制御IC15から一次側スイッチング素子14のゲート端子にパルス信号が出力され、このパルス信号により一次側スイッチング素子14がスイッチングされる。一次側スイッチング素子14がオンしているときに一次側の電源からエネルギーを二次側へ供給する。一次側スイッチング素子14がオフしているときにコイル18a,18b,20に溜め込んだエネルギーを出力へ放出する。詳しくは、直流電圧が平滑コンデンサ13を通してトランス11の一次巻線11aに供給され、制御IC15により、一次側スイッチング素子14がオン/オフ制御され、このオン/オフ動作における、一次側スイッチング素子14のオン期間において一次巻線11aに一次電流が流れ、トランス11の起電力で二次電流が流れる。一次側スイッチング素子14がオフしているときにコイル18a,18b,20の電流がコイル18a,18b,20の逆起電力でダイオードD17経由で出力に流れる。   A control IC 15 is connected to the gate terminal of the primary side switching element 14. A pulse signal is output from the control IC 15 to the gate terminal of the primary side switching element 14, and the primary side switching element 14 is switched by this pulse signal. When the primary side switching element 14 is on, energy is supplied from the primary side power source to the secondary side. When the primary side switching element 14 is off, the energy stored in the coils 18a, 18b, 20 is released to the output. Specifically, a DC voltage is supplied to the primary winding 11 a of the transformer 11 through the smoothing capacitor 13, and the primary side switching element 14 is on / off controlled by the control IC 15, and the primary side switching element 14 in this on / off operation is controlled. During the ON period, a primary current flows through the primary winding 11a, and a secondary current flows due to the electromotive force of the transformer 11. When the primary side switching element 14 is off, the current of the coils 18a, 18b, 20 flows to the output via the diode D17 by the counter electromotive force of the coils 18a, 18b, 20.

制御IC15には検出回路22が接続され、検出回路22により出力電圧Voutが検出される。検出回路22による出力電圧Voutの測定結果が制御IC15に送られる。制御IC15は検出回路22による出力電圧Voutの測定結果をフィードバック信号として出力電圧Voutが所望の一定値となるように一次側スイッチング素子14のデューティを制御する。   A detection circuit 22 is connected to the control IC 15, and the output voltage Vout is detected by the detection circuit 22. The measurement result of the output voltage Vout by the detection circuit 22 is sent to the control IC 15. The control IC 15 controls the duty of the primary side switching element 14 so that the output voltage Vout becomes a desired constant value using the measurement result of the output voltage Vout by the detection circuit 22 as a feedback signal.

このように絶縁型DC−DCコンバータ10の駆動に伴いスイッチング損失や導通損失により一次側スイッチング素子14や整流素子(ダイオード16,17)は発熱する。
以下、具体的構造について説明する。
As described above, the primary side switching element 14 and the rectifier elements (diodes 16 and 17) generate heat due to the switching loss and conduction loss as the isolated DC-DC converter 10 is driven.
Hereinafter, a specific structure will be described.

図1に絶縁型DC−DCコンバータ10の平面図を、図2に絶縁型DC−DCコンバータ10の斜視図を、図4に絶縁型DC−DCコンバータ10の分解斜視図を示す。
図4に示すように、絶縁型DC−DCコンバータ10は、放熱部材としてのアルミケース30と、基板40と、上下一対のコア60と、上下一対のコア70と、上下一対のコア80と、を備える。基板40には、入力端子100,101と出力端子102が設けられている。絶縁型DC−DCコンバータ10は、入力端子100,101とトランスの一次側の巻線との間に設けられる第1のパターンと、出力端子102とトランスの二次側の巻線との間に設けられる第2のパターンとを有するパターンを有する。基板40は、図11に示すように、絶縁性のコア部材120の上面に、パターニングされた金属箔121が形成されているとともに、コア部材120の下面に、パターニングされた金属箔122が形成されている。
FIG. 1 is a plan view of the insulated DC-DC converter 10, FIG. 2 is a perspective view of the insulated DC-DC converter 10, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the insulated DC-DC converter 10.
As shown in FIG. 4, the insulated DC-DC converter 10 includes an aluminum case 30 as a heat dissipation member, a substrate 40, a pair of upper and lower cores 60, a pair of upper and lower cores 70, a pair of upper and lower cores 80, Is provided. The substrate 40 is provided with input terminals 100 and 101 and an output terminal 102. The insulated DC-DC converter 10 includes a first pattern provided between the input terminals 100 and 101 and the primary winding of the transformer, and an output terminal 102 and the secondary winding of the transformer. And a second pattern provided. As shown in FIG. 11, the substrate 40 has a patterned metal foil 121 formed on the upper surface of the insulating core member 120 and a patterned metal foil 122 formed on the lower surface of the core member 120. ing.

図4に示すように、コア60は、下コア61と上コア62よりなる。下コア61は、I型コアであり、下コア61は、水平方向に延設された板状をなしている。上コア62はE型コアであり、上コア62は、長方形の板状をなし、水平方向に延設された本体部62aと、本体部62aの一方の面(下面)の中央部から突出する中央磁脚62bと、本体部62aの一方の面(下面)の端部から突出する両側磁脚62c,62dとからなる。中央磁脚62bは円柱状をなしている。   As shown in FIG. 4, the core 60 includes a lower core 61 and an upper core 62. The lower core 61 is an I-type core, and the lower core 61 has a plate shape extending in the horizontal direction. The upper core 62 is an E-shaped core, and the upper core 62 has a rectangular plate shape, and protrudes from a central portion of a main body portion 62a extending in the horizontal direction and one surface (lower surface) of the main body portion 62a. The center magnetic leg 62b and the both side magnetic legs 62c and 62d projecting from the end of one surface (lower surface) of the main body 62a. The central magnetic leg 62b has a cylindrical shape.

同様に、コア70は下コア71と上コア72よりなる。下コア71は、I型コアであり、下コア71は、水平方向に延設された板状をなしている。上コア72はE型コアであり、上コア72は、長方形の板状をなし、水平方向に延設された本体部72aと、本体部72aの一方の面(下面)の中央部から突出する中央磁脚72bと、本体部72aの一方の面(下面)の端部から突出する両側磁脚72c,72dとからなる。中央磁脚72bおよび両側磁脚72c,72dは角柱状をなしている。   Similarly, the core 70 includes a lower core 71 and an upper core 72. The lower core 71 is an I-type core, and the lower core 71 has a plate shape extending in the horizontal direction. The upper core 72 is an E-type core, and the upper core 72 has a rectangular plate shape, and protrudes from a central portion of a main body portion 72a extending in the horizontal direction and one surface (lower surface) of the main body portion 72a. It consists of a central magnetic leg 72b and both side magnetic legs 72c and 72d protruding from the end of one surface (lower surface) of the main body 72a. The central magnetic leg 72b and the both-side magnetic legs 72c and 72d have a prismatic shape.

また、コア80は下コア81と上コア82よりなる。下コア81は、I型コアであり、下コア81は、水平方向に延設された板状をなしている。上コア82はU型コアであり、上コア82は、長方形の板状をなし、水平方向に延設された本体部82aと、本体部82aの一方の面(下面)の端部から突出する両側磁脚82b,82cとからなる。両側磁脚82b,82cは角柱状をなしている。   The core 80 includes a lower core 81 and an upper core 82. The lower core 81 is an I-type core, and the lower core 81 has a plate shape extending in the horizontal direction. The upper core 82 is a U-shaped core. The upper core 82 has a rectangular plate shape, and protrudes from a main body 82a extending in the horizontal direction and an end of one surface (lower surface) of the main body 82a. It consists of both-side magnetic legs 82b and 82c. Both side magnetic legs 82b and 82c have a prismatic shape.

そして、アルミケース30の上に、下コア61,71,81が配置され、その上に基板40が配置され、その上に、上コア62,72,82が配置される。ここで、下コア61の上面と上コア62の中央磁脚62bとが突き合わされるとともに下コア61の上面と上コア62の両側磁脚62c,62dとが突き合わされる。同様に、下コア71の上面と上コア72の中央磁脚72bとが突き合わされるとともに下コア71の上面と上コア72の両側磁脚72c,72dとが突き合わされる。また、下コア81の上面と上コア82の両側磁脚82b,82cとが突き合わされる。   The lower cores 61, 71, 81 are disposed on the aluminum case 30, the substrate 40 is disposed thereon, and the upper cores 62, 72, 82 are disposed thereon. Here, the upper surface of the lower core 61 and the central magnetic leg 62b of the upper core 62 are butted together, and the upper surface of the lower core 61 and both side magnetic legs 62c and 62d of the upper core 62 are butted. Similarly, the upper surface of the lower core 71 and the central magnetic leg 72b of the upper core 72 are abutted, and the upper surface of the lower core 71 and both side magnetic legs 72c and 72d of the upper core 72 are abutted. Further, the upper surface of the lower core 81 and both side magnetic legs 82b and 82c of the upper core 82 are brought into contact with each other.

図8に示すように、放熱用のベース部材であるアルミケース30は、四角板状の本体部31を有し、その上面には、コア60の位置決め用の突部32a,32b,32c,32d、および、コア70,80の位置決め用の突部32e,32f,32g,32hが形成されている。そして、突部32a,32b,32c,32dにより図7に示すように下コア61が位置決めされた状態でアルミケース30上に配置される。また、図8の突部32e,32f,32g,32hにより図7に示すように下コア71および下コア81が位置決めされた状態でアルミケース30上に配置される。   As shown in FIG. 8, an aluminum case 30 as a heat radiating base member has a square plate-like main body 31, and on its upper surface, protrusions 32a, 32b, 32c, 32d for positioning the core 60 are provided. And the protrusions 32e, 32f, 32g, and 32h for positioning the cores 70 and 80 are formed. Then, the lower core 61 is positioned on the aluminum case 30 as shown in FIG. 7 by the protrusions 32a, 32b, 32c, and 32d. Further, the lower core 71 and the lower core 81 are positioned on the aluminum case 30 as shown in FIG. 7 by the protrusions 32e, 32f, 32g, and 32h in FIG.

また、図8に示すように、アルミケース30の本体部31の上面には、パワー素子載置用の突部33a,33b,33cが形成されている。突部33a,33b,33cの上面は平坦化されている。突部33aの上面には放熱シート36a(図7参照)を介して図6に示すようにパワー素子37が後記金属板56(図12参照)を介して配置される。パワー素子37は図3のダイオード16,17に相当する。図8の突部33bの上面には放熱シート36b(図7参照)を介して図6に示すようにパワー素子38が後記金属板57(図12参照)を介して配置される。パワー素子38は図3の一次側スイッチング素子14に相当する。図8の突部33cの上面には放熱シート36c(図7参照)を介して図6に示すように基板40上のパワー素子39が配置される。   Further, as shown in FIG. 8, on the upper surface of the main body 31 of the aluminum case 30, projections 33a, 33b, 33c for mounting power elements are formed. The upper surfaces of the protrusions 33a, 33b, and 33c are flattened. As shown in FIG. 6, a power element 37 is disposed on the upper surface of the protrusion 33a via a metal plate 56 (see FIG. 12) as shown in FIG. The power element 37 corresponds to the diodes 16 and 17 in FIG. As shown in FIG. 6, the power element 38 is disposed on the upper surface of the protrusion 33 b of FIG. 8 via a metal plate 57 (see FIG. 12), as shown in FIG. 6, via a heat radiation sheet 36 b (see FIG. 7). The power element 38 corresponds to the primary side switching element 14 of FIG. As shown in FIG. 6, a power element 39 on the substrate 40 is disposed on the upper surface of the protrusion 33c of FIG. 8 via a heat dissipation sheet 36c (see FIG. 7).

図8に示すように、アルミケース30の本体部31の上面には、複数の基板載置用突起34が設けられている。そして、各基板載置用突起34の上に、図6に示すように基板40が載置される。そして、図2,4に示すように、ネジSc4を各基板載置用突起34に螺入することにより基板40がアルミケース30に固定される。   As shown in FIG. 8, a plurality of substrate mounting protrusions 34 are provided on the upper surface of the main body 31 of the aluminum case 30. Then, the substrate 40 is placed on each substrate placement protrusion 34 as shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 4, the board 40 is fixed to the aluminum case 30 by screwing the screws Sc <b> 4 into the board mounting protrusions 34.

図8に示すように、アルミケース30の本体部31の上面における突部33aの両端にはネジ締結用突起35a,35bが形成されている。
図8に示すように、アルミケース30の本体部31の上面にはブラケット締結用突起35c,35d,35eが形成されている。
As shown in FIG. 8, screw fastening protrusions 35 a and 35 b are formed on both ends of the protrusion 33 a on the upper surface of the main body 31 of the aluminum case 30.
As shown in FIG. 8, bracket fastening protrusions 35 c, 35 d, and 35 e are formed on the upper surface of the body portion 31 of the aluminum case 30.

そして、図2,4に示すように、コア60は上面に金属製押え板であるブラケット90が配置され、ブラケット90の一端部を貫通するネジSc1をアルミケース30のブラケット締結用突起35cに螺入することによりブラケット90の他端側によりコア60がアルミケース30に押圧および支持される。   As shown in FIGS. 2 and 4, the core 60 is provided with a bracket 90 that is a metal presser plate on the upper surface, and a screw Sc1 that penetrates one end of the bracket 90 is screwed into the bracket fastening projection 35 c of the aluminum case 30. As a result, the core 60 is pressed and supported by the aluminum case 30 by the other end of the bracket 90.

同様に、コア70は上面に金属製押え板であるブラケット91が配置され、ブラケット91の一端部を貫通するネジSc2をアルミケース30のブラケット締結用突起35dに螺入することによりブラケット91の他端側によりコア70がアルミケース30に押圧および支持される。   Similarly, a bracket 91 which is a metal presser plate is disposed on the upper surface of the core 70, and a screw Sc2 penetrating one end of the bracket 91 is screwed into the bracket fastening protrusion 35 d of the aluminum case 30, so that The core 70 is pressed and supported by the aluminum case 30 by the end side.

また、コア80は上面に金属製押え板であるブラケット92が配置され、ブラケット92の一端部を貫通するネジSc3をアルミケース30のブラケット締結用突起35eに螺入することによりブラケット92の他端側によりコア80がアルミケース30に押圧および支持される。   The core 80 is provided with a bracket 92 which is a metal presser plate on the upper surface, and the other end of the bracket 92 is screwed into the bracket fastening protrusion 35e of the aluminum case 30 by screwing a screw Sc3 penetrating one end of the bracket 92. The core 80 is pressed and supported by the aluminum case 30 by the side.

図9には基板40の上面を示すとともに図10には基板40の下面を示す。
図9に示すように、基板40の上面には、トランス11の一次側のパターンとしての巻回部41が実装されている。つまり、巻回部41により図3の一次巻線11aが構成されている。巻回部41は、金属の断面円形の線材を渦巻状に成形したものである。この線材の表面は樹脂の絶縁材で被覆されている。一次巻線を構成する巻回部41の両端は基板40を貫通して基板40の下面に延びている。基板40における巻回部41の配置部分における巻回部41の中央には円形の貫通孔42が形成されている。つまり、貫通孔42の周囲に巻回部41が延設(実装)されている。また、基板40における巻回部41の配置部分における巻回部41の両側には貫通孔43および切欠き44が形成されている。貫通孔42にはコア60の上コア(E型コア)62の中央磁脚62bが挿通する。また、貫通孔43および切欠き44には上コア62の両側磁脚62c,62dが挿通する。
FIG. 9 shows the upper surface of the substrate 40 and FIG. 10 shows the lower surface of the substrate 40.
As shown in FIG. 9, a winding portion 41 as a primary pattern of the transformer 11 is mounted on the upper surface of the substrate 40. That is, the primary winding 11a of FIG. The winding part 41 is formed by forming a metal wire having a circular cross section into a spiral shape. The surface of the wire is covered with a resin insulating material. Both ends of the winding portion 41 constituting the primary winding penetrate the substrate 40 and extend to the lower surface of the substrate 40. A circular through hole 42 is formed at the center of the winding portion 41 in the portion where the winding portion 41 is disposed on the substrate 40. That is, the winding part 41 is extended (mounted) around the through hole 42. In addition, a through hole 43 and a notch 44 are formed on both sides of the winding part 41 in the arrangement part of the winding part 41 in the substrate 40. The central magnetic leg 62b of the upper core (E-type core) 62 of the core 60 is inserted into the through hole 42. Further, both side magnetic legs 62 c and 62 d of the upper core 62 are inserted into the through hole 43 and the notch 44.

図10に示すように、基板40の下面には、トランスの二次側のパターンとしての第1金属板45が実装されている。つまり、第1金属板45のパターンにより図3の二次巻線11bが構成されている。第1金属板45は、銅板を、プレス加工により、「Ω」字状に形成したものである。第1金属板45の一端および他端は基板40を貫通して基板40の上面に延びている。第1金属板45は、貫通孔42の周囲に延びている。即ち、貫通孔42の周囲に第1金属板45が延設(実装)されている。   As shown in FIG. 10, a first metal plate 45 as a pattern on the secondary side of the transformer is mounted on the lower surface of the substrate 40. That is, the secondary winding 11b of FIG. 3 is configured by the pattern of the first metal plate 45. The first metal plate 45 is a copper plate formed into a “Ω” shape by press working. One end and the other end of the first metal plate 45 penetrate the substrate 40 and extend to the upper surface of the substrate 40. The first metal plate 45 extends around the through hole 42. That is, the first metal plate 45 is extended (mounted) around the through hole 42.

図9に示すように、基板40の上面には、コイル18aの導線部を構成する第2金属板46が実装されている。つまり、第2金属板46のパターンにより図3のコイル18aが構成されている。第2金属板46は、銅板を、プレス加工により、四角環状に形成したものである。第2金属板46の一端および他端は基板40を貫通して基板40の下面に延びている。基板40における第2金属板46の配置部分における中央には矩形の貫通孔47が形成されている。また、基板40における第2金属板46の配置部分における両側には矩形の貫通孔48,49が形成されている。貫通孔47にはコア70の上コア(E型コア)72の中央磁脚72bが挿通する。また、貫通孔48,49には上コア72の両側磁脚72c,72dが挿通する。   As shown in FIG. 9, on the upper surface of the substrate 40, the second metal plate 46 constituting the conductor portion of the coil 18a is mounted. That is, the coil 18a of FIG. 3 is configured by the pattern of the second metal plate 46. The second metal plate 46 is a copper plate formed into a quadrangular ring shape by pressing. One end and the other end of the second metal plate 46 penetrate the substrate 40 and extend to the lower surface of the substrate 40. A rectangular through-hole 47 is formed at the center of the substrate 40 where the second metal plate 46 is disposed. In addition, rectangular through holes 48 and 49 are formed on both sides of the substrate 40 where the second metal plate 46 is disposed. The central magnetic leg 72b of the upper core (E-type core) 72 of the core 70 is inserted into the through hole 47. In addition, both side magnetic legs 72c and 72d of the upper core 72 are inserted into the through holes 48 and 49.

図10に示すように、基板40の下面には、コイル18b,20の導線部等を構成する第3金属板50が実装されている。つまり、第3金属板50のパターンにより図3のコイル18b,20等が構成されている。第3金属板50は、銅板を、プレス加工により、所望の形状にしたものである。第3金属板50の端部C,D,Eは基板40を貫通して基板40の上面に延びている。第3金属板50は、貫通孔47の周囲および後記貫通孔52,53の間に延びている。   As shown in FIG. 10, a third metal plate 50 that constitutes the conductor portions of the coils 18 b and 20 is mounted on the lower surface of the substrate 40. That is, the coils 18b and 20 in FIG. 3 are constituted by the pattern of the third metal plate 50. The third metal plate 50 is a copper plate formed into a desired shape by pressing. Ends C, D, and E of the third metal plate 50 penetrate the substrate 40 and extend to the upper surface of the substrate 40. The third metal plate 50 extends around the through hole 47 and between the through holes 52 and 53 described later.

図10において端部Cに図3のコイル18aが繋がり、図10の端部Dに図3のコンデンサ19が繋がり、図10の端部Eに図3のコンデンサ21が繋がる。
図10に示すように、基板40の下面には制御素子としての制御IC51が基板40に実装されている。制御IC51は、樹脂部51aを有し、側面からリード51bが突設されている。
10, the coil 18a of FIG. 3 is connected to the end C, the capacitor 19 of FIG. 3 is connected to the end D of FIG. 10, and the capacitor 21 of FIG. 3 is connected to the end E of FIG.
As shown in FIG. 10, a control IC 51 as a control element is mounted on the substrate 40 on the lower surface of the substrate 40. The control IC 51 has a resin portion 51a, and a lead 51b is projected from the side surface.

また、図9,10に示すように、基板40には長方形の貫通孔52,53が形成されている。基板40における貫通孔52,53の間を第3金属板50が延設されている。貫通孔52,53にはコア80の上コア(U型コア)82の両側磁脚82b,82cが挿通する。   9 and 10, rectangular through holes 52 and 53 are formed in the substrate 40. A third metal plate 50 extends between the through holes 52 and 53 in the substrate 40. Both side magnetic legs 82 b and 82 c of the upper core (U-shaped core) 82 of the core 80 are inserted into the through holes 52 and 53.

図9,10に示すように、基板40には長方形の貫通孔54が形成されている。基板40の下面における貫通孔54の形成箇所には、図12(a)に示すように、貫通孔54の開口部に重なるように帯板状の第4金属板56が実装されている。詳しくは、第4金属板56は両端が基板40の下面に、はんだ付けにて固定されている。第4金属板56は銅板よりなる。第4金属板56には凸部56aが形成され、凸部56aが貫通孔54内に配置されている。即ち、第4金属板56は貫通孔54において屈曲形成され、下面開口部から上面開口に延び、かつ、上面開口部において基板上面と面一となっている。この面一となっている部位にパワー素子(トランスの二次側のダイオード)37が基板40に接合(実装)されている。パワー素子37は樹脂部37aを有し、下面に下面電極37bが形成されているとともに、図12(b)に示すように側面から電極としてのリード37cが突設されている。パワー素子37の下面電極37bが第4金属板56に接合(実装)されている。基板40の上面においてパワー素子37のリード37cが基板40の上面の金属箔121aと接合(実装)されている。   As shown in FIGS. 9 and 10, a rectangular through hole 54 is formed in the substrate 40. As shown in FIG. 12A, a strip-shaped fourth metal plate 56 is mounted at the formation position of the through hole 54 on the lower surface of the substrate 40 so as to overlap the opening of the through hole 54. Specifically, both ends of the fourth metal plate 56 are fixed to the lower surface of the substrate 40 by soldering. The fourth metal plate 56 is made of a copper plate. A convex portion 56 a is formed on the fourth metal plate 56, and the convex portion 56 a is disposed in the through hole 54. That is, the fourth metal plate 56 is bent at the through hole 54, extends from the lower surface opening to the upper surface opening, and is flush with the upper surface of the substrate at the upper surface opening. A power element (secondary diode of the transformer) 37 is bonded (mounted) to the substrate 40 at the same level. The power element 37 has a resin portion 37a, a lower surface electrode 37b is formed on the lower surface, and leads 37c as electrodes protrude from the side surface as shown in FIG. The lower surface electrode 37 b of the power element 37 is joined (mounted) to the fourth metal plate 56. Leads 37 c of the power element 37 are bonded (mounted) to the metal foil 121 a on the upper surface of the substrate 40 on the upper surface of the substrate 40.

第4金属板56は図3の2つのダイオード16,17の共通のアノードとグランドを繋ぐラインを形成している。
第4金属板56の凸部56aの上面と基板40の上面とを面一にすることにより基板40の上面の金属箔121aとパワー素子(トランスの二次側のダイオード16,17)のリード37cとを接続しやすくしている。
The fourth metal plate 56 forms a line connecting the common anode of the two diodes 16 and 17 of FIG. 3 and the ground.
By making the upper surface of the convex portion 56a of the fourth metal plate 56 and the upper surface of the substrate 40 flush with each other, the metal foil 121a on the upper surface of the substrate 40 and the lead 37c of the power element (diodes 16 and 17 on the secondary side of the transformer). It is easy to connect with.

同様に、図9,10に示すように、基板40には長方形の貫通孔55が形成されている。そして、図12を用いて説明したものと同様なパワー素子の放熱構成となっている。
つまり、基板40の下面における貫通孔55の形成箇所には、図12(a)に示すように、貫通孔55の開口部に重なるように帯板状の第5金属板57が実装されている。詳しくは、第5金属板57は両端が基板40の下面に、はんだ付けにて固定されている。第5金属板57は銅板よりなる。第5金属板57には凸部57aが形成され、凸部57aが貫通孔55内に配置されている。即ち、第5金属板57は貫通孔55において屈曲形成され、下面開口部から上面開口に延び、かつ、上面開口部において基板上面と面一となっている。この面一となっている部位にパワー素子(パワーMOSFET)38が基板40に接合(実装)されている。
Similarly, as shown in FIGS. 9 and 10, a rectangular through hole 55 is formed in the substrate 40. And it is the heat dissipation structure of the power element similar to what was demonstrated using FIG.
That is, as shown in FIG. 12A, a band-shaped fifth metal plate 57 is mounted on the bottom surface of the substrate 40 so as to overlap the opening of the through hole 55. . Specifically, both ends of the fifth metal plate 57 are fixed to the lower surface of the substrate 40 by soldering. The fifth metal plate 57 is made of a copper plate. A convex portion 57 a is formed on the fifth metal plate 57, and the convex portion 57 a is disposed in the through hole 55. That is, the fifth metal plate 57 is bent at the through hole 55, extends from the lower surface opening to the upper surface opening, and is flush with the upper surface of the substrate at the upper surface opening. A power element (power MOSFET) 38 is bonded (mounted) to the substrate 40 at the same level.

図12(a)に示すように、パワー素子38は樹脂部38aを有し、下面に下面電極38bが形成されているとともに、図12(b)に示すように側面から電極としてのリード38cが突設されている。パワー素子38の下面電極38bが第5金属板57に接合(実装)されている。基板40の上面においてパワー素子38のリード38cが基板40の上面の金属箔121aと接合(実装)されている。   As shown in FIG. 12 (a), the power element 38 has a resin portion 38a, a lower surface electrode 38b is formed on the lower surface, and a lead 38c as an electrode from the side surface as shown in FIG. 12 (b). Projected. The lower electrode 38 b of the power element 38 is joined (mounted) to the fifth metal plate 57. On the upper surface of the substrate 40, the lead 38c of the power element 38 is joined (mounted) to the metal foil 121a on the upper surface of the substrate 40.

図12(a),(b)に示すように、アルミケース30の本体部31の上面に形成された突部33aは、基板40の貫通孔54に向かって延びている。突部33aの平坦な上面と第4金属板56との間には放熱シート36aが介在されている。これにより、第4金属板56とアルミケース30とは熱的に繋がっている。つまり、パワー素子37は第4金属板56および放熱シート36aを介してアルミケース30と熱的に結合している。その結果、パワー素子37で発生する熱は第4金属板56および放熱シート36aを介してアルミケース30に放熱される。このとき、パワー素子37に発生する熱は、樹脂を介さずに逃がしやすくなっている。また、基板40の下面にダイオードを配置するとモールド樹脂を介して放熱することになり、放熱性が悪いが、本実施形態ではパワー素子(ダイオード)37の放熱性に優れている。   As shown in FIGS. 12A and 12B, the protrusion 33 a formed on the upper surface of the main body 31 of the aluminum case 30 extends toward the through hole 54 of the substrate 40. A heat radiating sheet 36 a is interposed between the flat upper surface of the protrusion 33 a and the fourth metal plate 56. Thereby, the 4th metal plate 56 and the aluminum case 30 are thermally connected. That is, the power element 37 is thermally coupled to the aluminum case 30 via the fourth metal plate 56 and the heat dissipation sheet 36a. As a result, heat generated in the power element 37 is radiated to the aluminum case 30 via the fourth metal plate 56 and the heat radiating sheet 36a. At this time, the heat generated in the power element 37 is easily released without passing through the resin. Further, when a diode is disposed on the lower surface of the substrate 40, heat is radiated through the mold resin, and the heat dissipation is poor, but in this embodiment, the power element (diode) 37 is excellent in heat dissipation.

同様に、アルミケース30の本体部31の上面に形成された突部33bは、基板40の貫通孔55に向かって延びている。突部33bの平坦な上面と第5金属板57との間には放熱シート36bが介在されている。これにより、第5金属板57とアルミケース30とは熱的に繋がっている。つまり、パワー素子38は第5金属板57および放熱シート36bを介してアルミケース30と熱的に結合している。その結果、パワー素子38で発生する熱は第5金属板57および放熱シート36bを介してアルミケース30に放熱される。よって、パワー素子38の放熱性に優れている。   Similarly, the protrusion 33 b formed on the upper surface of the main body 31 of the aluminum case 30 extends toward the through hole 55 of the substrate 40. A heat dissipation sheet 36b is interposed between the flat upper surface of the protrusion 33b and the fifth metal plate 57. Thereby, the 5th metal plate 57 and the aluminum case 30 are thermally connected. That is, the power element 38 is thermally coupled to the aluminum case 30 via the fifth metal plate 57 and the heat dissipation sheet 36b. As a result, the heat generated in the power element 38 is radiated to the aluminum case 30 via the fifth metal plate 57 and the heat radiating sheet 36b. Therefore, the heat dissipation of the power element 38 is excellent.

本実施形態では、トランス11の一次側およびトランス11の二次側のうち電圧が低い方である二次側におけるパターンの一部が金属板45,46,50で構成されている。また、パターンの他部が金属板45,46,50より断面積が小さい金属箔121,122で構成されている。詳しくは、大電流が流れる部位が主に金属板(45,46,50)で構成され、大電流が流れない部位が主に金属箔(121,122)で構成されている。このように必要な箇所のみ厚銅板である金属板45,46,50を用いており、小型化が図られている。   In the present embodiment, a part of the pattern on the secondary side having the lower voltage among the primary side of the transformer 11 and the secondary side of the transformer 11 is configured by the metal plates 45, 46, and 50. The other part of the pattern is made up of metal foils 121 and 122 having a smaller cross-sectional area than the metal plates 45, 46 and 50. Specifically, the portion through which a large current flows is mainly composed of metal plates (45, 46, 50), and the portion through which a large current does not flow is mainly composed of metal foils (121, 122). Thus, the metal plates 45, 46, and 50, which are thick copper plates, are used only at necessary portions, and the size is reduced.

このように、絶縁型DC−DCコンバータ10は、基板40と、入力端子100,101と、出力端子102と、トランス11と、入力端子100,101と一次側の巻線との間に設けられる第1のパターンと、出力端子102と二次側の巻線との間に設けられる第2のパターンとを有するパターンと、を有する。トランス11の一次側およびトランス11の二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板46,50で構成されるとともに、パターンの他部が金属板46,50より断面積が小さい金属箔121,122で構成され、金属板46,50は基板40のパターンに対して半田で実装されている。また、一次側の巻線(巻回部41)は基板40の一方の面に半田で実装され、二次側の巻線(金属板45)は基板40の他方の面に半田で実装され、トランスのコア60が挿通された貫通孔42の周囲に二次巻線を構成する金属板45が実装される。   As described above, the insulated DC-DC converter 10 is provided between the substrate 40, the input terminals 100 and 101, the output terminal 102, the transformer 11, the input terminals 100 and 101, and the primary winding. A pattern having a first pattern and a second pattern provided between the output terminal 102 and the secondary winding. A part of the pattern on the lower side of the primary side of the transformer 11 and the secondary side of the transformer 11 is constituted by the metal plates 46 and 50, and the other part of the pattern has a smaller sectional area than the metal plates 46 and 50. It consists of metal foils 121 and 122, and the metal plates 46 and 50 are mounted on the pattern of the substrate 40 with solder. The primary side winding (winding portion 41) is mounted on one surface of the substrate 40 with solder, and the secondary side winding (metal plate 45) is mounted on the other surface of the substrate 40 with solder, A metal plate 45 constituting the secondary winding is mounted around the through hole 42 through which the core 60 of the transformer is inserted.

次に、組み付け工程について説明する。
図8に示すようにアルミケース30を用意する。そして、図7に示すように、アルミケース30に各下コア61,71,81を嵌め込む。また、放熱シート36a,36b,36cを搭載する。
Next, the assembly process will be described.
An aluminum case 30 is prepared as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 7, the lower cores 61, 71, 81 are fitted into the aluminum case 30. Moreover, heat dissipation sheets 36a, 36b, and 36c are mounted.

さらに、図6に示すように、アルミケース30の上に基板40を搭載する。そして、図5に示すように、上コア62,72,82を搭載する。そして、ネジSc4を基板40を貫通してアルミケース30に螺入して基板40をアルミケース30に固定する。   Further, as shown in FIG. 6, a substrate 40 is mounted on the aluminum case 30. Then, as shown in FIG. 5, the upper cores 62, 72, and 82 are mounted. Then, the screw Sc4 passes through the substrate 40 and is screwed into the aluminum case 30 to fix the substrate 40 to the aluminum case 30.

また、上コア62,72,82上に金属製押え板であるブラケット90,91,92を配置し、ネジSc1,Sc2,Sc3をアルミケース30に螺入してブラケット90,91,92によりコア60,70,80を押さえて固定する。   Further, brackets 90, 91, 92, which are metal pressing plates, are arranged on the upper cores 62, 72, 82, and screws Sc1, Sc2, Sc3 are screwed into the aluminum case 30, and the cores are formed by the brackets 90, 91, 92. Hold 60, 70, 80 and fix.

次に、作用について説明する。
図1,2,4において、パワー素子38(図3の一次側スイッチング素子14に相当)のスイッチング動作に伴いトランスの一次巻線を構成する巻回部41、二次巻線を構成する第1金属板45に電流が流れる。パワー素子37(ダイオード16,17に相当)およびパワー素子38(一次側スイッチング素子14に相当)に発生する熱は金属板56,57を介してアルミケース30に伝わり、アルミケース30から大気に逃がされる。
Next, the operation will be described.
1, 2, and 4, the winding portion 41 that constitutes the primary winding of the transformer and the first that constitutes the secondary winding in accordance with the switching operation of the power element 38 (corresponding to the primary side switching element 14 in FIG. 3). A current flows through the metal plate 45. Heat generated in the power element 37 (corresponding to the diodes 16 and 17) and the power element 38 (corresponding to the primary side switching element 14) is transferred to the aluminum case 30 via the metal plates 56 and 57, and is released from the aluminum case 30 to the atmosphere. It is.

また、トランスの二次巻線側において、80Aが流れない箇所にも金属板によるパターンを用いる場合と対比する。トランスの二次巻線側においては全て80Aが流れるわけではないので、本実施形態では、必要な箇所のみに金属板を用いており、これにより省スペース化が図られている。   Further, in contrast to the case where a pattern made of a metal plate is used at a location where 80 A does not flow on the secondary winding side of the transformer. Since 80 A does not always flow on the secondary winding side of the transformer, in this embodiment, a metal plate is used only at a necessary portion, thereby saving space.

つまり、大電流が流れない部位については金属板を使わないように高密度配置可能な金属箔でパターニングすることにより高密度実装ができる。また、大電流が流れる部位に対して金属板45,46,50を、基板40に、はんだ付けして電気的に接続する。このようにすることにより小型化が図られる。   In other words, high-density mounting can be achieved by patterning a portion where a large current does not flow with a metal foil that can be arranged at high density without using a metal plate. Further, the metal plates 45, 46, and 50 are soldered and electrically connected to the substrate 40 with respect to the portion where a large current flows. In this way, the size can be reduced.

また、パワー素子37,38の熱が金属板56,57および放熱シート36a,36bを介してアルミケース30に放熱される。よって、熱伝導性が劣る部材である絶縁基板を介さないので高放熱化が図られる。その結果、パワー素子の高放熱を併せ持つ一体構造基板を構築することができる。   The heat of the power elements 37 and 38 is radiated to the aluminum case 30 through the metal plates 56 and 57 and the heat radiating sheets 36a and 36b. Therefore, since the insulating substrate which is a member with inferior thermal conductivity is not interposed, high heat dissipation is achieved. As a result, it is possible to construct an integrated structure substrate that also has high heat dissipation of the power element.

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)絶縁型電力変換装置としての絶縁型DC−DCコンバータ10の構成として、基板40と、基板40に設けられる入力端子100,101と、基板40に設けられる出力端子102を有する。絶縁型DC−DCコンバータ10は、一次側の巻線および一次側の巻線の巻数とは異なる巻数を有する二次側の巻線を備え、基板40に設けられるトランス11を有する。絶縁型DC−DCコンバータ10は、入力端子100,101と一次側の巻線との間に設けられる第1のパターンと、出力端子102と二次側の巻線との間に設けられる第2のパターンとを有するパターンと、を有する。トランス11の一次側およびトランス11の二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板46,50で構成されるとともに、パターンの他部が金属板46,50より断面積が小さい金属箔121,122で構成され、金属板46,50は基板40のパターンに対して半田で実装されている。よって、電圧が低い方を基準にトランスの一次側のパターンとトランスの二次側のパターンとを構成して電流容量の小さい部分にも金属板を使いる場合に比べ、本実施形態においてはトランスの一次側およびトランスの二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板45,46,50で、また、他部が金属箔121,122で構成されているので、大型化を抑制することができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The configuration of the insulated DC-DC converter 10 as an insulated power converter includes a substrate 40, input terminals 100 and 101 provided on the substrate 40, and an output terminal 102 provided on the substrate 40. Insulated DC-DC converter 10 includes a primary winding and a secondary winding having a number of turns different from that of the primary winding, and includes transformer 11 provided on substrate 40. The insulated DC-DC converter 10 includes a first pattern provided between the input terminals 100 and 101 and the primary winding, and a second pattern provided between the output terminal 102 and the secondary winding. And a pattern having the following pattern. A part of the pattern on the lower side of the primary side of the transformer 11 and the secondary side of the transformer 11 is constituted by the metal plates 46 and 50, and the other part of the pattern has a smaller sectional area than the metal plates 46 and 50. It consists of metal foils 121 and 122, and the metal plates 46 and 50 are mounted on the pattern of the substrate 40 with solder. Therefore, compared to the case where the primary side pattern of the transformer and the secondary side pattern of the transformer are configured on the basis of the lower voltage and a metal plate is also used in a portion with a small current capacity, in this embodiment, the transformer is Part of the pattern on the lower side of the primary side and the secondary side of the transformer is composed of metal plates 45, 46, and 50, and the other part is composed of metal foils 121 and 122. Can be suppressed.

(2)成型された一次側の巻線(巻回部41)は基板40に半田で実装され、成型された二次側の巻線(金属板45)は基板40に半田で実装される。このため、トランスのコア60が挿通された貫通孔42の周囲に巻線を構成する金属板45を、他の実装部品と同時に半田で実装することができる。   (2) The molded primary winding (winding portion 41) is mounted on the substrate 40 with solder, and the molded secondary winding (metal plate 45) is mounted on the substrate 40 with solder. For this reason, the metal plate 45 constituting the winding around the through hole 42 through which the core 60 of the transformer is inserted can be mounted with solder simultaneously with other mounting components.

(3)基板40にはコア60が貫通する貫通孔42が設けられており、貫通孔42の周りに第1金属板45が実装されることにより基板40の剛性が下がることを抑制できる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
(3) The substrate 40 is provided with a through-hole 42 through which the core 60 penetrates, and the first metal plate 45 is mounted around the through-hole 42, so that the rigidity of the substrate 40 can be suppressed from decreasing.
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.

・図14においては二次巻線としての金属板45bの厚さがt2であり、幅がW2である。これに対し、図13に示すように二次巻線としての金属板45aの厚さは、t2よりも厚いt1であり、幅がW2よりも狭いW1である。このように、図14に比べて図13に示すように巻線の小型化を図るようにしてもよい。つまり、金属板(45a,45b)の厚さt1を厚くして幅W1を狭くすることにより巻枠を小さくして小型化を図ることができる。即ち、上コア62における金属板によるパターンを入れるだけのスペースを狭くし巻枠を小さくすることにより小型化を図るようにしてもよい。   In FIG. 14, the thickness of the metal plate 45b as the secondary winding is t2, and the width is W2. On the other hand, as shown in FIG. 13, the thickness of the metal plate 45a as the secondary winding is t1, which is thicker than t2, and is W1, whose width is narrower than W2. In this way, the windings may be made smaller as shown in FIG. 13 than in FIG. In other words, by reducing the width W1 by increasing the thickness t1 of the metal plates (45a, 45b), the winding frame can be reduced and the size can be reduced. That is, it is possible to reduce the size of the upper core 62 by narrowing the space for the metal plate pattern and reducing the winding frame.

・パワー素子として、例えば低ON抵抗MOSを使用することで低損失化を図る上で好ましい。
・一次側スイッチング素子としてパワーMOSFET以外にも、例えばIGBT等を用いてもよい。
-For example, a low ON resistance MOS is used as a power element, which is preferable in terms of reducing loss.
In addition to the power MOSFET, for example, an IGBT or the like may be used as the primary side switching element.

・金属板45,46,50は銅板以外の金属板で構成してもよい。
・放熱シート36a,36bに代わり放熱グリスを用いてもよい。
・コンバータは昇圧型であってもよい。つまり、トランスの一次側の入力電圧を昇圧してトランスの二次側に出力するものであってもよい。この場合、トランスの一次側およびトランスの二次側のうち電圧が低い方である一次側におけるパターンの一部が金属板で構成され、パターンの他部が金属板より断面積が小さい金属箔で構成され、金属板は基板に対して実装されている。
-You may comprise the metal plates 45, 46, 50 with metal plates other than a copper plate.
-Heat radiation grease may be used instead of the heat radiation sheets 36a and 36b.
-The converter may be a boost type. That is, the input voltage on the primary side of the transformer may be boosted and output to the secondary side of the transformer. In this case, a part of the pattern on the primary side of the transformer and the secondary side of the transformer, which has the lower voltage, is formed of a metal plate, and the other part of the pattern is a metal foil having a smaller cross-sectional area than the metal plate. It is comprised and the metal plate is mounted with respect to the board | substrate.

・絶縁型DC−DCコンバータに限るものではなく他の絶縁型電力変換装置に適用してもよい。   -It is not restricted to an insulation type DC-DC converter, You may apply to another insulation type power converter device.

10…絶縁型DC−DCコンバータ、11…トランス、40…基板、41…巻回部、45…第1金属板、46…第2金属板、50…第3金属板、100…入力端子、101…入力端子、102…出力端子、121…金属箔、122…金属箔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Insulation type DC-DC converter, 11 ... Transformer, 40 ... Board | substrate, 41 ... Winding part, 45 ... 1st metal plate, 46 ... 2nd metal plate, 50 ... 3rd metal plate, 100 ... Input terminal, 101 ... input terminal, 102 ... output terminal, 121 ... metal foil, 122 ... metal foil.

Claims (2)

基板と、
前記基板に設けられる入力端子と、
前記基板に設けられる出力端子と、
一次側の巻線および前記一次側の巻線の巻数とは異なる巻数を有する二次側の巻線を備え、前記基板に設けられるトランスと、
前記入力端子と前記一次側の巻線との間に設けられる第1のパターンと、前記出力端子と前記二次側の巻線との間に設けられる第2のパターンとを有するパターンと、
を有する絶縁型電力変換装置であって、
前記トランスの一次側および前記トランスの二次側のうち電圧が低い方における前記パターンの一部が金属板で構成されるとともに、前記パターンの他部が前記金属板より断面積が小さい金属箔で構成され、前記金属板は前記基板の前記パターンに対して半田で実装されていることを特徴とする絶縁型電力変換装置。
A substrate,
An input terminal provided on the substrate;
An output terminal provided on the substrate;
A primary side winding and a secondary side winding having a number of turns different from the number of turns of the primary side winding, and a transformer provided on the substrate;
A pattern having a first pattern provided between the input terminal and the primary winding, and a second pattern provided between the output terminal and the secondary winding;
An insulated power converter having
A part of the pattern on the lower side of the primary side of the transformer and the secondary side of the transformer is made of a metal plate, and the other part of the pattern is a metal foil having a smaller cross-sectional area than the metal plate. An insulated power conversion device comprising: the metal plate mounted on the pattern of the substrate with solder.
前記一次側の巻線は前記基板に半田で実装され、前記二次側の巻線は前記基板に半田で実装され、前記トランスのコアが挿通された貫通孔の周囲に前記巻線を構成する金属板が実装されることを特徴とする請求項1に記載の絶縁型電力変換装置。   The primary winding is mounted on the substrate with solder, the secondary winding is mounted on the substrate with solder, and the winding is configured around a through-hole through which the transformer core is inserted. The insulated power converter according to claim 1, wherein a metal plate is mounted.
JP2015206668A 2015-10-20 2015-10-20 Insulated power converter Active JP6436052B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015206668A JP6436052B2 (en) 2015-10-20 2015-10-20 Insulated power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015206668A JP6436052B2 (en) 2015-10-20 2015-10-20 Insulated power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017079545A JP2017079545A (en) 2017-04-27
JP6436052B2 true JP6436052B2 (en) 2018-12-12

Family

ID=58665612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015206668A Active JP6436052B2 (en) 2015-10-20 2015-10-20 Insulated power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6436052B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11462352B2 (en) 2017-08-07 2022-10-04 Sony Corporation Electronic component, power supply device, and vehicle
JP6509401B1 (en) * 2018-04-17 2019-05-08 三菱電機株式会社 Power converter
KR102634417B1 (en) * 2018-05-28 2024-02-06 엘지이노텍 주식회사 Converter

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5152374B2 (en) * 2011-07-04 2013-02-27 株式会社豊田自動織機 Wiring board
JP6056783B2 (en) * 2014-02-07 2017-01-11 株式会社豊田自動織機 Trance

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017079545A (en) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6056783B2 (en) Trance
KR101317820B1 (en) Electronic unit
JP2007097390A (en) Switching power supply equipment
JP6432167B2 (en) Winding parts and power supply
JP5715991B2 (en) Power converter
JP6436052B2 (en) Insulated power converter
JP5240529B2 (en) Switching power supply
JP6261032B2 (en) Multilayer printed circuit boards, magnetic devices
JP3180974U (en) DC-DC converter
JP6678816B2 (en) Power converter
JP2015079778A (en) Coil-integrated printed circuit board and magnetic device
JP6737225B2 (en) Power converter
US10660193B2 (en) Multilayer substrate
JP4362869B2 (en) Sheet metal wiring structure
JP2008271752A (en) Wiring structure of full bridge circuit
JP6460477B2 (en) Electronics
JP6638324B2 (en) Power converter
JP6064790B2 (en) DC-DC converter
JP7081476B2 (en) Circuit board configuration
JP2017079268A (en) Semiconductor device
JP2008187780A (en) Output circuit structure of power supply device
JP4001078B2 (en) High frequency heating device
JP4854554B2 (en) Output circuit structure of power supply
JP2008108937A (en) Heat dissipation structure of inductance component
JP6638338B2 (en) Support member and power supply

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181005

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181016

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181029

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6436052

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151