JP6504400B2 - Power supply and lighting - Google Patents

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本発明の実施形態は、電源装置および照明器具に関する。   Embodiments of the present invention relate to a power supply and a luminaire.

電源装置として、スイッチング素子を用いて所定の電圧および電流を生成するスイッチング電源装置がある。スイッチング電源装置においては、スイッチング素子のオンとオフとを断続的に切替えて高周波電流を生成し、電力変換のためのインダクタに送る。このようなスイッチング電源装置では、スイッチング周波数を高周波化することによって、使用部品を小型化することが可能となり、高密度実装により装置の小型化が可能になる。   As a power supply device, there is a switching power supply device that generates a predetermined voltage and current using a switching element. In a switching power supply, on and off of switching elements are switched intermittently to generate high frequency current, which is sent to an inductor for power conversion. In such a switching power supply device, it is possible to miniaturize parts used by increasing the switching frequency, and to miniaturize the device by high-density mounting.

一方で、スイッチング電源装置では、スイッチングノイズに基づく電磁妨害波(Electro Magnetic Interference:EMI)が発生する。EMIは、入力配線および出力配線にノイズとして混入する。このため、スイッチング電源装置には、ノイズを抑制するためのノイズフィルタが設けられる。スイッチング電源装置においては、電力変換のためのインダクタと、ノイズフィルタのインダクタとの結合を抑制することが重要である。   On the other hand, in a switching power supply, electromagnetic interference (EMI) is generated based on switching noise. EMI is mixed into the input and output wiring as noise. For this reason, the switching power supply apparatus is provided with a noise filter for suppressing noise. In a switching power supply device, it is important to suppress coupling between an inductor for power conversion and an inductor of a noise filter.

特開2012−079498号公報JP, 2012-079498, A

本発明の実施形態は、電力変換のためのインダクタと、ノイズを抑制するためのインダクタとの結合を抑制した電源装置および照明器具を提供する。   Embodiments of the present invention provide a power supply and a luminaire in which coupling between an inductor for power conversion and an inductor for suppressing noise is suppressed.

実施形態に係る電源装置は、第1面を有する基板と、前記第1面上に設けられた絶縁性の本体を含み、電源線の一方に直列に接続された第1インダクタと、前記第1面上に設けられた絶縁性の本体を含み、スイッチング素子によってスイッチング駆動される第2インダクタと、前記第1面上で、前記第1インダクタの本体と前記第2インダクタの本体との間でそれぞれに隣接して設けられた絶縁性の本体を含み、前記電源線間に接続されたコンデンサと、を備える。前記コンデンサの本体は、前記第1インダクタの本体から離間して配置され、前記第2インダクタの本体に接触している
A power supply device according to an embodiment includes a substrate having a first surface, an insulating main body provided on the first surface, a first inductor serially connected to one of power supply lines, and the first inductor. A second inductor provided on the surface, the second inductor being switch-driven by the switching element, and on the first surface, between the main body of the first inductor and the main body of the second inductor; And a capacitor connected between the power supply lines. The body of the capacitor is spaced apart from the body of the first inductor and is in contact with the body of the second inductor .

本実施形態では、第1インダクタと第2インダクタとの間に設けられたコンデンサの本体が第1インダクタの本体と離間して配置されるので、第2インダクタで発生したノイズを第1インダクタに伝導することを抑制することができる。   In this embodiment, since the main body of the capacitor provided between the first inductor and the second inductor is disposed apart from the main body of the first inductor, the noise generated in the second inductor is conducted to the first inductor Can be suppressed.

図1(a)は、第1の実施形態に係るスイッチング電源装置の外観を例示する正面図であり、図1(b)は、平面図である。FIG. 1A is a front view illustrating the appearance of the switching power supply device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a plan view. 図2(a)はフィルタ用のインダクタの外観を例示する正面図、図2(b)は、フィルタ用のインダクタの外観を例示する平面図である。図2(c)は、フィルタ用のコンデンサの外観を例示する正面図、図2(d)は、フィルタ用のコンデンサの外観を例示する平面図である。図2(e)は、スイッチング用のインダクタの外観を例示する正面図、図2(f)は、スイッチング用のインダクタの外観を例示する平面図である。FIG. 2A is a front view illustrating the appearance of an inductor for a filter, and FIG. 2B is a plan view illustrating the appearance of an inductor for a filter. FIG. 2C is a front view illustrating the appearance of the filter capacitor, and FIG. 2D is a plan view illustrating the appearance of the filter capacitor. FIG. 2E is a front view illustrating the appearance of the switching inductor, and FIG. 2F is a plan view illustrating the appearance of the switching inductor. 第1の実施形態のスイッチング電源装置を例示する回路図である。It is a circuit diagram which illustrates the switching power supply device of a 1st embodiment. 第1の実施形態のスイッチング電源装置の製造方法の一部を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a part of manufacturing method of the switching power supply device of 1st Embodiment. スイッチング電源装置のノーマルモードノイズの測定例の表である。It is a table | surface of the example of a measurement of the normal mode noise of a switching power supply device. 図6(a)は、第2の実施形態のスイッチング電源装置の外観を例示する正面図である。図6(b)は、第2の実施形態のスイッチング電源装置の外観を例示する平面図である。FIG. 6A is a front view illustrating the appearance of the switching power supply device according to the second embodiment. FIG. 6B is a plan view illustrating the appearance of the switching power supply device according to the second embodiment. 第3の実施形態に係る照明器具を例示する部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which illustrates the lighting fixture concerning a 3rd embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of sizes between parts, and the like are not necessarily the same as the actual ones. In addition, even in the case of representing the same portion, the dimensions and ratios may be different from one another depending on the drawings.
In the specification of the present application and the drawings, the same elements as those described above with reference to the drawings are denoted by the same reference numerals, and the detailed description will be appropriately omitted.

(第1の実施形態)
図1(a)は、第1の実施形態に係るスイッチング電源装置の外観を例示する正面図であり、図1(b)は、平面図である。
図2(a)はフィルタ用のインダクタの外観を例示する正面図、図2(b)は、フィルタ用のインダクタの外観を例示する平面図である。図2(c)は、フィルタ用のコンデンサの外観を例示する正面図、図2(d)は、フィルタ用のコンデンサの外観を例示する平面図である。図2(e)は、スイッチング用のインダクタの外観を例示する正面図、図2(f)は、スイッチング用のインダクタの外観を例示する平面図である。
図3は、本実施形態のスイッチング電源装置を例示する回路図である。
図4は、本実施形態のスイッチング電源装置の製造方法の一部を説明するための模式図である。
図5は、スイッチング電源装置のノーマルモードノイズの測定例の表である。
図1(a)および図1(b)に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置10は、基板12と、ノイズフィルタ14と、インダクタ18と、を備える。スイッチング電源装置10は、電源入力端子10a,10bと、出力端子10c,10dと、を含む。電源入力端子10a,10bには、交流電源2が接続される。交流電源2は、たとえば商用電源である。出力端子10cは、出力端子10dの電位に対して正の電位が出力される。出力端子10c,10dには、発光モジュール60が接続されている。発光モジュール60は、直流電力の供給を受けて点灯する発光素子61を含む。発光モジュール60は、この例では、直列に接続された複数個の発光素子61を含んでいる。スイッチング電源装置10は、交流電源2から交流電力を供給されて、直流電力に変換して出力するAC−DCコンバータである。
First Embodiment
FIG. 1A is a front view illustrating the appearance of the switching power supply device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a plan view.
FIG. 2A is a front view illustrating the appearance of an inductor for a filter, and FIG. 2B is a plan view illustrating the appearance of an inductor for a filter. FIG. 2C is a front view illustrating the appearance of the filter capacitor, and FIG. 2D is a plan view illustrating the appearance of the filter capacitor. FIG. 2E is a front view illustrating the appearance of the switching inductor, and FIG. 2F is a plan view illustrating the appearance of the switching inductor.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the switching power supply device of the present embodiment.
FIG. 4 is a schematic view for explaining a part of the method of manufacturing the switching power supply device of the present embodiment.
FIG. 5 is a table of measurement examples of normal mode noise of the switching power supply device.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the switching power supply device 10 according to the present embodiment includes a substrate 12, a noise filter 14, and an inductor 18. The switching power supply 10 includes power supply input terminals 10a and 10b and output terminals 10c and 10d. An alternating current power supply 2 is connected to the power supply input terminals 10a and 10b. AC power supply 2 is, for example, a commercial power supply. The output terminal 10c outputs a positive potential with respect to the potential of the output terminal 10d. A light emitting module 60 is connected to the output terminals 10c and 10d. The light emitting module 60 includes a light emitting element 61 which is turned on upon receiving the supply of direct current power. The light emitting module 60 includes a plurality of light emitting elements 61 connected in series in this example. The switching power supply device 10 is an AC-DC converter that is supplied with AC power from the AC power supply 2, converts the power into DC power, and outputs the DC power.

基板12は、第1面12aと、第2面12bと、を含む。第2面12bは、第1面12aの反対側の面である。以下では、第1面12aは、X軸およびX軸に直交するY軸に平行に設けられているものとする。また、第1面12aは、X軸およびY軸に直交するZ軸の正方向に向いているものとする。したがって、第2面12bは、X軸およびY軸に平行であり、Z軸の負方向に向く。   The substrate 12 includes a first surface 12 a and a second surface 12 b. The second surface 12 b is a surface opposite to the first surface 12 a. In the following, it is assumed that the first surface 12a is provided in parallel to the X axis and the Y axis orthogonal to the X axis. In addition, the first surface 12 a is oriented in the positive direction of the Z axis orthogonal to the X axis and the Y axis. Therefore, the second surface 12 b is parallel to the X axis and the Y axis and directed in the negative direction of the Z axis.

基板12は、図示はしないが、絶縁性の基材と、基材の片面または両面に銅はく等の導電材料によって形成された配線とを含む。絶縁性の基材は、たとえば紙フェノールや、ガラスエポキシ等である。以下では、基板12は、基材の両面に配線が形成された両面基板であるものとして説明するが、両面基板に限らず、片面基板や、その他の多層基板であってもよい。   Although not shown, the substrate 12 includes an insulating base, and a wire formed of a conductive material such as copper foil on one side or both sides of the base. The insulating base is, for example, paper phenol, glass epoxy or the like. Hereinafter, the substrate 12 will be described as a double-sided substrate in which the wiring is formed on both sides of the base material, but the substrate 12 is not limited to the double-sided substrate, and may be a single-sided substrate or another multilayer substrate.

基板12の形状は、任意の形状とすることができる。基板12の形状は、たとえば、長方形とすることができる。この例では、基板12は、長方形の部分と台形の部分とを含む。長方形の部分は、X軸方向に長辺を有している。台形の部分は、長方形の部分の短辺に接続された短辺と、この短辺に対向する長辺とを有している。この例の基板12の形状は、X軸の正方向では、所定の位置まで同一幅で、その所定の位置よりもX軸の正方向に進むにつれて幅が広くなるような形状としている。これは、後述する他の実施形態の照明器具を構成する場合に口金部に挿入するのに適した形状である。   The shape of the substrate 12 can be any shape. The shape of the substrate 12 can be, for example, rectangular. In this example, the substrate 12 includes a rectangular portion and a trapezoidal portion. The rectangular portion has a long side in the X-axis direction. The trapezoidal portion has a short side connected to the short side of the rectangular portion and a long side opposite to the short side. The shape of the substrate 12 in this example is the same width up to a predetermined position in the positive direction of the X axis, and the width becomes wider as it moves in the positive direction of the X axis than the predetermined position. This is a shape suitable to be inserted into the base when forming a lighting apparatus of another embodiment described later.

ノイズフィルタ14およびインダクタ18は、基板12の第1面12aに実装されている。ノイズフィルタ14は、インダクタ15と、コンデンサ16と、を含む。インダクタ15、コンデンサ16およびインダクタ18は、X軸方向に沿って、この順で基板12の第1面12a上に配置されている。つまり、コンデンサ16は、ノイズフィルタ14のインダクタ15とインダクタ18との間に設けられている。また、この例では、電源入力端子10a,10bは、インダクタ15よりもX軸の負方向に設けられている。出力端子10c,10dは、インダクタ18よりもX軸の正方向に設けられている。   The noise filter 14 and the inductor 18 are mounted on the first surface 12 a of the substrate 12. The noise filter 14 includes an inductor 15 and a capacitor 16. The inductor 15, the capacitor 16 and the inductor 18 are disposed on the first surface 12a of the substrate 12 in this order along the X-axis direction. That is, the capacitor 16 is provided between the inductor 15 and the inductor 18 of the noise filter 14. Further, in this example, the power supply input terminals 10 a and 10 b are provided in the negative direction of the X axis relative to the inductor 15. The output terminals 10 c and 10 d are provided in the positive direction of the X axis more than the inductor 18.

図2(a)および図2(b)に示すように、インダクタ15は、本体15aと端子15b,15cとコイル15dとを含む。本体15aは、Z軸方向に中心軸C1を含むドラム形状を含む。このドラム形状は、磁性体のコアであり、線材が巻回されコイル15dを形成している。インダクタ15は、コイルの中心軸C1がZ軸にほぼ平行になるように基板12上に配置される。コイルの両端は、それぞれ端子15b,15cに接続されている。端子15b,15cは、本体15aの下部で本体15aの径の対向する位置に設けられている。端子15b,15cは、銅や銅を含む合金等の高導電材料によって形成されている。インダクタ15は、下部に設けられた端子15b,15cによって基板12の第1面12a上に形成された配線パターンに接続されている。インダクタ15の本体15aは、X軸方向に平行な長さL1を含む。インダクタ15の本体15aは、Y軸方向に平行な長さ(幅)W1を含む。インダクタ15の本体15aは、Z軸方向に平行な長さ(高さ)H1を含む。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the inductor 15 includes a main body 15a, terminals 15b and 15c, and a coil 15d. The main body 15a includes a drum shape including the central axis C1 in the Z-axis direction. This drum shape is a core of a magnetic body, and a wire is wound to form a coil 15d. The inductor 15 is disposed on the substrate 12 such that the central axis C1 of the coil is substantially parallel to the Z axis. Both ends of the coil are connected to the terminals 15b and 15c, respectively. The terminals 15 b and 15 c are provided at positions opposite to the diameter of the main body 15 a at the lower part of the main body 15 a. The terminals 15 b and 15 c are formed of a highly conductive material such as copper or an alloy containing copper. The inductor 15 is connected to the wiring pattern formed on the first surface 12 a of the substrate 12 by the terminals 15 b and 15 c provided at the lower part. The main body 15a of the inductor 15 includes a length L1 parallel to the X-axis direction. The main body 15a of the inductor 15 includes a length (width) W1 parallel to the Y-axis direction. The main body 15a of the inductor 15 includes a length (height) H1 parallel to the Z-axis direction.

図2(c)および図2(d)に示すように、コンデンサ16は、本体16aと端子16b,16cとを含む。本体16aは、X軸方向に平行な長さL2と、Y軸方向に平行な長さ(幅)W2と、Z軸方向に平行な長さ(高さ)H2とを含む、ほぼ直方体形状である。本体16aは、合成樹脂等絶縁性の材料によって形成されている。端子16b,16cは、本体16aの下部でY軸方向の両端に設けられている。端子16b,16cは、銅や銅を含む合金等の高導電材料からなる導線(リード線)によって形成されている。コンデンサ16は、下部に設けられた端子16b,16cによって基板12の第1面12a上に形成された配線パターンに接続されている。コンデンサ16は、たとえばフィルムコンデンサである。   As shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), the capacitor 16 includes a main body 16a and terminals 16b and 16c. The main body 16a has a substantially rectangular parallelepiped shape including a length L2 parallel to the X-axis direction, a length (width) W2 parallel to the Y-axis direction, and a length (height) H2 parallel to the Z-axis direction is there. The main body 16 a is formed of an insulating material such as a synthetic resin. The terminals 16 b and 16 c are provided at both ends in the Y axis direction at the lower part of the main body 16 a. The terminals 16 b and 16 c are formed of a lead made of a highly conductive material such as copper or an alloy containing copper. The capacitor 16 is connected to the wiring pattern formed on the first surface 12 a of the substrate 12 by the terminals 16 b and 16 c provided at the lower part. The capacitor 16 is, for example, a film capacitor.

図2(e)および図2(f)に示すように、インダクタ18は、本体18aと、端子18b〜18eとを含む。本体18aは、X軸方向に平行な長さL3と、Y軸方向に平行な長さ(幅)W3と、Z軸方向に平行な長さ(高さ)H3とを含む、ほぼ直方体形状である。インダクタ18の本体18aにおいては、X軸に平行な方向に延伸する中心軸C2を有する直方体状の磁性体のコアに線材が巻回されている。つまり、インダクタ18の近傍では、インダクタ18が駆動されることによって、X軸に平行な方向成分の磁界が発生する。磁性体のコアには、後述するように、主巻線36として、DC−DCコンバータ30のチョークコイルが巻回され、補助巻線37として、出力素子31の駆動巻線が巻回されている。主巻線36の両端には、端子18b,18cが接続されており、補助巻線37の両端には、端子18d,18eが接続されている。端子18b〜18eは、本体18aの下部で、Y軸に平行な対向する辺に設けられている。インダクタ18は、下部に設けられた端子18b〜18eによって基板12の第1面12a上に形成された配線パターンに接続されている。なお、インダクタ15,18は、インダクタ15のコイルの中心軸C1およびインダクタ18のコイルの中心軸C2が互いに直交するように配置してされていればよく、上述の配置には限られない。   As shown in FIGS. 2 (e) and 2 (f), the inductor 18 includes a body 18a and terminals 18b-18e. The main body 18a has a substantially rectangular parallelepiped shape including a length L3 parallel to the X-axis direction, a length (width) W3 parallel to the Y-axis direction, and a length (height) H3 parallel to the Z-axis direction. is there. In the main body 18a of the inductor 18, a wire is wound around the core of a rectangular parallelepiped magnetic body having a central axis C2 extending in a direction parallel to the X-axis. That is, in the vicinity of the inductor 18, the inductor 18 is driven to generate a magnetic field of a direction component parallel to the X axis. As described later, a choke coil of the DC-DC converter 30 is wound around the core of the magnetic body as the main winding 36, and a drive winding of the output element 31 is wound around the auxiliary winding 37. . Terminals 18 b and 18 c are connected to both ends of the main winding 36, and terminals 18 d and 18 e are connected to both ends of the auxiliary winding 37. The terminals 18 b to 18 e are provided on the lower side of the main body 18 a and on opposite sides parallel to the Y axis. The inductor 18 is connected to the wiring pattern formed on the first surface 12 a of the substrate 12 by the terminals 18 b to 18 e provided at the lower part. The inductors 15 and 18 may be disposed as long as the central axis C1 of the coil of the inductor 15 and the central axis C2 of the coil of the inductor 18 are orthogonal to each other, and is not limited to the above-described arrangement.

インダクタ15、コンデンサ16、およびインダクタ18は、X軸に沿って配置されており、各部品の間には、部品実装時の精度や自動実装機のチャッキング等のためのスペースが設けられている。具体的には、インダクタ15の本体15aの下部とコンデンサ16の本体16aの下部との間には、スペースΔ1が設けられている。コンデンサ16の本体16aの下部とインダクタ18の本体18aの下部との間には、スペースΔ2が設けられている。スペースΔ1,Δ2は、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。たとえば、スペースΔ1>Δ2とすることによって、インダクタ15とコンデンサ16とを接触しにくくすることができる。スペースΔ1,Δ2は、短い方がこれらの部品の実装面積を実質的に小さくすることができるので好ましい。スペースΔ1,Δ2は、各部品の長さL1〜L3のそれぞれより十分短い長さである。   The inductor 15, the capacitor 16, and the inductor 18 are disposed along the X-axis, and a space is provided between each component for the accuracy in component mounting and chucking of the automatic mounting machine, etc. . Specifically, a space Δ1 is provided between the lower portion of the main body 15 a of the inductor 15 and the lower portion of the main body 16 a of the capacitor 16. A space Δ2 is provided between the lower portion of the main body 16 a of the capacitor 16 and the lower portion of the main body 18 a of the inductor 18. Spaces Δ1 and Δ2 may be the same length or may be different lengths. For example, by setting the space Δ1> Δ2, the contact between the inductor 15 and the capacitor 16 can be made difficult. It is preferable that the spaces Δ1 and Δ2 be short because the mounting area of these components can be substantially reduced. The spaces Δ1 and Δ2 are sufficiently shorter than the lengths L1 to L3 of the respective parts.

また、インダクタ15の本体15aの上部とコンデンサ16の本体16aの上部との間には、スペースΔ1よりも長いスペースΔ1'が設けられている。つまり、コンデンサ16の本体16aの上部は、X軸の正方向に傾くように配置されている。コンデンサ16の本体16aの上部とインダクタ18の本体18aの上部との間には、スペースΔ2よりも小さいスペースΔ2'が設けられている。好ましくは、スペースΔ2'は、0である。この場合には、コンデンサ16の本体16aは、隣接するインダクタ18の本体18aに接触している。   A space Δ1 ′ longer than the space Δ1 is provided between the upper portion of the main body 15a of the inductor 15 and the upper portion of the main body 16a of the capacitor 16. That is, the upper portion of the main body 16a of the capacitor 16 is disposed to be inclined in the positive direction of the X axis. A space Δ2 ′ smaller than the space Δ2 is provided between the upper portion of the main body 16 a of the capacitor 16 and the upper portion of the main body 18 a of the inductor 18. Preferably, the space Δ2 ′ is zero. In this case, the body 16 a of the capacitor 16 is in contact with the body 18 a of the adjacent inductor 18.

基板12の第1面12aには、上述したインダクタ15、コンデンサ16およびインダクタ18がX軸の正方向に向かってこの順で配置されている。また、第1面12aには、その他の、比較的高さが高い大型の部品、たとえば平滑回路22のための電界コンデンサが搭載されている。電界コンデンサは、実装後の高さを抑えるために、本体を横向きにして搭載されている。その他の高さの低い整流回路20や抵抗器、コンデンサ等は、第2面12bにも搭載されている。   The inductor 15, the capacitor 16 and the inductor 18 described above are disposed in this order on the first surface 12a of the substrate 12 in the positive direction of the X-axis. Also, on the first surface 12a, other large parts with relatively high height, for example, an electric field capacitor for the smoothing circuit 22 are mounted. In order to reduce the height after mounting, the electric field capacitor is mounted with the main body sideways. Other low-height rectifier circuits 20, resistors, capacitors and the like are also mounted on the second surface 12b.

基板12のX軸方向の長さは、インダクタ15の本体15aの長さL1、コンデンサ16の本体16aの長さL2およびインダクタ18の本体18aの長さL3の合計値に、他の大型の部品の長さを加えて概ね設定される。   The length of the substrate 12 in the X-axis direction is the sum of the length L1 of the main body 15a of the inductor 15, the length L2 of the main body 16a of the capacitor 16 and the length L3 of the main body 18a of the inductor 18 It is roughly set by adding the length of

基板12のY軸方向の長さ(幅)は、インダクタ15の本体15aの幅W1、コンデンサ16の本体16aの幅W2およびインダクタ18の本体18aの幅W3のうちもっとも幅の広いものによって概ね設定される。   The length (width) of the substrate 12 in the Y-axis direction is generally set by the widest of the width W1 of the main body 15a of the inductor 15, the width W2 of the main body 16a of the capacitor 16, and the width W3 of the main body 18a of the inductor 18. Be done.

スイッチング電源装置10のZ軸方向の長さ(高さ)は、インダクタ15の本体15aの高さH1、コンデンサ16の本体16aの高さH2およびインダクタ18の本体18aの高さH3のうちもっとも高さの高いものによって概ね設定される。   The length (height) of the switching power supply 10 in the Z-axis direction is the highest among the height H1 of the main body 15a of the inductor 15, the height H2 of the main body 16a of the capacitor 16, and the height H3 of the main body 18a of the inductor 18. It is generally set by the high ones.

コンデンサ16は、導線(リード線)を端子16b,16cとするラジアル部品なので、基板12に実装後、本体16aの上部は、X軸方向に傾けることができる。本体16aの上部をX軸の正方向に傾けることによって、スイッチング電源装置10の高さを抑えることができる。   The capacitor 16 is a radial component in which the lead wires are used as the terminals 16b and 16c. Therefore, after mounting on the substrate 12, the upper portion of the main body 16a can be inclined in the X-axis direction. The height of the switching power supply 10 can be reduced by inclining the upper portion of the main body 16 a in the positive direction of the X axis.

後述するように、インダクタ15の本体15a、コンデンサ16の本体16aおよびインダクタ18の本体18aのそれぞれの外形寸法は、スイッチング電源装置10のスイッチング周波数を高周波化することによって小型化される。上述したように基板12の寸法は設定されるので、スイッチング周波数の高周波化によって基板12の面積を低減することができ、スイッチング電源装置10は小型化される。   As described later, the external dimensions of the main body 15a of the inductor 15, the main body 16a of the capacitor 16, and the main body 18a of the inductor 18 are miniaturized by increasing the switching frequency of the switching power supply device 10. As described above, since the dimensions of the substrate 12 are set, the area of the substrate 12 can be reduced by increasing the switching frequency, and the switching power supply 10 can be miniaturized.

図3に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置10は、ノイズフィルタ14と、整流回路20と、平滑回路22と、DC−DCコンバータ30と、を含む。ノイズフィルタ14のインダクタ15は、コンデンサ16とともに、スイッチング電源装置10の電力変換動作(後に説明するようにスイッチング動作)によって発生したノイズを外部に伝導することを抑制する。インダクタ15の一端は、電源入力端子10a,10bのいずれか(この例では電源入力端子10a)に接続されている。インダクタ15の他端は、コンデンサ16の一端に接続されている。つまり、インダクタ15は、電源線2a,2bのうちの一方に直列に挿入されている。コンデンサ16の他端は、電源入力端子10bに接続されている。つまり、コンデンサ16は、電源線2a,2bの間(線間)に接続されている。ノイズフィルタ14は、L形のノーマルモードノイズフィルタである。ノイズフィルタ14には、インダクタ15の一端とコンデンサ16の他端との間にさらにコンデンサを接続してπ形のノーマルモードノイズフィルタとしてもよい。なお、この例のように、電源線2a,2bの一方に、スイッチング電源装置10の保護のためにヒューズを挿入してもよい。   As shown in FIG. 3, the switching power supply device 10 of the present embodiment includes a noise filter 14, a rectifier circuit 20, a smoothing circuit 22, and a DC-DC converter 30. The inductor 15 of the noise filter 14, together with the capacitor 16, suppresses the conduction of noise generated by the power conversion operation (switching operation as described later) of the switching power supply device 10 to the outside. One end of the inductor 15 is connected to one of the power supply input terminals 10a and 10b (in this example, the power supply input terminal 10a). The other end of the inductor 15 is connected to one end of the capacitor 16. That is, the inductor 15 is inserted in series in one of the power supply lines 2a and 2b. The other end of the capacitor 16 is connected to the power input terminal 10b. That is, the capacitor 16 is connected between the power supply lines 2a and 2b (between the lines). The noise filter 14 is an L-shaped normal mode noise filter. In the noise filter 14, a capacitor may be further connected between one end of the inductor 15 and the other end of the capacitor 16 to form a π-type normal mode noise filter. As in this example, a fuse may be inserted into one of the power supply lines 2a and 2b to protect the switching power supply 10.

整流回路20は、入力端子20a,20bと出力端子20c,20dとを含む。整流回路20の入力端子20a,20bは、ノイズフィルタ14を介して交流電源2に接続される。整流回路20は、入力端子20a,20bに入力された交流電圧を整流して脈流を出力端子20c,20dから出力する。出力端子20cは、出力端子20dに対して正の電圧を出力する。整流回路20は、たとえばダイオードブリッジである。ダイオードブリッジからなる整流回路20は、全波整流された脈流を出力する。   The rectifier circuit 20 includes input terminals 20a and 20b and output terminals 20c and 20d. The input terminals 20 a and 20 b of the rectifier circuit 20 are connected to the AC power supply 2 via the noise filter 14. The rectifier circuit 20 rectifies the AC voltage input to the input terminals 20a and 20b and outputs a pulsating current from the output terminals 20c and 20d. The output terminal 20c outputs a positive voltage to the output terminal 20d. The rectifier circuit 20 is, for example, a diode bridge. A rectifier circuit 20 composed of a diode bridge outputs a full-wave rectified pulsating current.

平滑回路22は、整流回路20の出力端子20c,20dに接続されている。平滑回路22は、たとえば平滑コンデンサである。平滑回路22は、整流回路20から脈流電圧を入力して、ほぼ一定の直流電圧に変換する。   The smoothing circuit 22 is connected to the output terminals 20 c and 20 d of the rectifier circuit 20. Smoothing circuit 22 is, for example, a smoothing capacitor. The smoothing circuit 22 receives the pulsating current voltage from the rectifying circuit 20 and converts it into a substantially constant DC voltage.

DC−DCコンバータ30は、出力素子31と、定電流素子32と、整流素子33と、インダクタ18と、平滑コンデンサ34と、を含む。出力素子31および定電流素子32は、直列に接続されている。出力素子31および定電流素子32の直列接続体は、整流回路20の出力端子20c,20dの間で整流素子33と直列に接続されている。インダクタ18は、一端が出力素子31および定電流素子32の直列接続体と整流素子33との接続ノードn1に接続されている。インダクタ18の他端は、スイッチング電源装置10の出力端子10cに接続されている。平滑コンデンサ34の両端は、スイッチング電源装置10の出力端子10c,10dにそれぞれ接続されている。   The DC-DC converter 30 includes an output element 31, a constant current element 32, a rectifying element 33, an inductor 18, and a smoothing capacitor 34. The output element 31 and the constant current element 32 are connected in series. A series connected body of the output element 31 and the constant current element 32 is connected in series to the rectifying element 33 between the output terminals 20 c and 20 d of the rectifying circuit 20. One end of the inductor 18 is connected to a connection node n 1 of the series connection of the output element 31 and the constant current element 32 and the rectifying element 33. The other end of the inductor 18 is connected to the output terminal 10 c of the switching power supply device 10. Both ends of the smoothing capacitor 34 are connected to the output terminals 10 c and 10 d of the switching power supply 10 respectively.

出力素子31は、この例では、ノーマリオン形のスイッチング素子である。出力素子31は、たとえば高電子移動度トランジスタ(High Electron Mobility Transistor、HEMT)が用いられる。HEMTには、たとえばワイドバンドギャップ半導体を用いることができる。ワイドバンドギャップ半導体とは、シリコンよりもバンドギャップの広い、たとえば窒化ガリウム(GaN)や炭化珪素(SiC)等をいう。   The output element 31 is a normally on switching element in this example. As the output element 31, for example, a high electron mobility transistor (HEMT) is used. For example, a wide band gap semiconductor can be used for the HEMT. The wide band gap semiconductor refers to, for example, gallium nitride (GaN) or silicon carbide (SiC) having a wider band gap than silicon.

定電流素子32は、この例では、ノーマリオン形の素子である。定電流素子32には、出力素子31と同様に、ワイドバンドギャップ半導体を用いたHEMTを用いることができる。   The constant current element 32 is a normally on type element in this example. As the constant current element 32, similarly to the output element 31, a HEMT using a wide band gap semiconductor can be used.

出力素子31の制御端子(ゲート)には、ゲート駆動回路が接続されている。ゲート駆動回路は、結合コンデンサ35と、補助巻線37と、ダイオード38と、抵抗器39とを含む。結合コンデンサ35一端は、出力素子31のゲートに接続され、他端は補助巻線37の一端に接続されている。補助巻線37の他端は、接続ノードn1に接続されている。補助巻線37は、インダクタ18の補助巻線である。つまり、補助巻線37は、主巻線36と磁気結合され、主巻線36に発生する磁束に応じて電圧を出力する。ダイオード38および抵抗器39は、出力素子31のゲートにソースに対して正の電圧が印加されないように出力素子31のゲートソース間をクランプする。   A gate drive circuit is connected to the control terminal (gate) of the output element 31. The gate drive circuit includes a coupling capacitor 35, an auxiliary winding 37, a diode 38 and a resistor 39. One end of the coupling capacitor 35 is connected to the gate of the output element 31, and the other end is connected to one end of the auxiliary winding 37. The other end of the auxiliary winding 37 is connected to the connection node n1. The auxiliary winding 37 is an auxiliary winding of the inductor 18. That is, the auxiliary winding 37 is magnetically coupled to the main winding 36 and outputs a voltage according to the magnetic flux generated in the main winding 36. The diode 38 and the resistor 39 clamp between the gate and the source of the output element 31 so that a positive voltage is not applied to the gate of the output element 31 with respect to the source.

定電流素子32の制御端子(ゲート)には、ゲート電圧制御回路が接続されている。ゲート電圧設定回路は、ダイオード40と、定電圧ダイオード41と、コンデンサ42と、抵抗器43〜46と、トランジスタ47と、オペアンプ48と、コンデンサ49と、基準電圧源51と、抵抗器52と、を含む。ダイオード40は、ノーマリオン形のHEMTである定電流素子32のゲートソース間に正の電圧が印加されないようにクランプする。定電圧ダイオード41およびコンデンサ42は抵抗器43〜46とともにローパスフィルタとして機能する。また、抵抗器43,45は、接続ノードn1の電圧をトランジスタ47の出力電流に応じて分圧する。抵抗器43,45によって分圧された電圧は、抵抗器44を介して定電流素子32のゲートに印加される。   A gate voltage control circuit is connected to the control terminal (gate) of the constant current element 32. The gate voltage setting circuit includes a diode 40, a constant voltage diode 41, a capacitor 42, resistors 43 to 46, a transistor 47, an operational amplifier 48, a capacitor 49, a reference voltage source 51, a resistor 52, including. The diode 40 clamps so that a positive voltage is not applied between the gate and the source of the constant current element 32 which is a normally-on type HEMT. The constant voltage diode 41 and the capacitor 42 together with the resistors 43 to 46 function as a low pass filter. Further, the resistors 43 and 45 divide the voltage of the connection node n1 in accordance with the output current of the transistor 47. The voltage divided by the resistors 43 and 45 is applied to the gate of the constant current element 32 through the resistor 44.

ゲート電圧制御回路のうち、抵抗器46、トランジスタ47、およびオペアンプ48は、差動増幅回路を構成する。この差動増幅回路は、基準電圧源51と、抵抗器52の両端の電圧との間の電圧差を増幅して出力する。つまり、ゲート電圧制御回路は、差動増幅回路によって検出されたDC−DCコンバータ30の出力電流を一定にするように定電流素子32のゲート電圧を設定する。   Of the gate voltage control circuit, the resistor 46, the transistor 47, and the operational amplifier 48 constitute a differential amplifier circuit. The differential amplifier circuit amplifies and outputs a voltage difference between the reference voltage source 51 and the voltage across the resistor 52. That is, the gate voltage control circuit sets the gate voltage of the constant current element 32 so as to make the output current of the DC-DC converter 30 detected by the differential amplifier circuit constant.

以上の構成を含むDC−DCコンバータ30は、整流回路20で整流され、平滑回路22で平滑された非安定の直流電圧を定電流に変換して出力する。定電流値は、発光モジュール60に流す電流値に応じて、基準電圧源51および抵抗器52によって設定される。DC−DCコンバータ30は、臨界モードで動作し、主としてインダクタ18のインダクタンス値によってスイッチング周波数が決定される。スイッチング周波数は、たとえば1MHz程度に設定される。   The DC-DC converter 30 including the above configuration converts the non-stable DC voltage rectified by the rectification circuit 20 and smoothed by the smoothing circuit 22 into a constant current and outputs it. The constant current value is set by the reference voltage source 51 and the resistor 52 in accordance with the current value flowing to the light emitting module 60. The DC-DC converter 30 operates in the critical mode, and the switching frequency is determined mainly by the inductance value of the inductor 18. The switching frequency is set to, for example, about 1 MHz.

DC−DCコンバータ30のスイッチング周波数が高く設定された場合には、インダクタ18のインダクタンス値や、平滑コンデンサ34の静電容量値を小さくすることができ、これらの部品の外形寸法を小型にすることができる。また、DC−DCコンバータ30のスイッチング周波数を高く設定した場合には、抑制する伝導ノイズの周波数もスイッチング周波数とその高調波成分となるので、ノイズフィルタ14のカットオフ周波数を高くすることができる。したがって、ノイズフィルタ14を構成するインダクタ15およびコンデンサ16の外形寸法を小型にすることができる。   When the switching frequency of the DC-DC converter 30 is set high, the inductance value of the inductor 18 and the capacitance value of the smoothing capacitor 34 can be reduced, and the external dimensions of these components can be made smaller. Can. In addition, when the switching frequency of the DC-DC converter 30 is set high, the frequency of the conducted noise to be suppressed also becomes the switching frequency and its harmonic component, so the cutoff frequency of the noise filter 14 can be increased. Therefore, the external dimensions of the inductor 15 and the capacitor 16 that constitute the noise filter 14 can be reduced.

なお、上述の回路例は、高周波スイッチング動作が可能なDC−DCコンバータの回路例として示したものであり、たとえば500kHz以上のスイッチング周波数で動作するDC−DCコンバータの回路であれば、昇圧形、昇降圧形やトランス絶縁方式等、他の回路構成あってもかまわない。また、力率改善回路等が追加されていてもよい。また、インダクタ18を駆動する電圧波形は、矩形波に限らず正弦波等であってよい。   The above-mentioned circuit example is shown as a circuit example of a DC-DC converter capable of high-frequency switching operation. For example, if it is a circuit of a DC-DC converter operating at a switching frequency of 500 kHz or more, a step-up type There may be other circuit configurations such as a buck-boost type or a transformer isolation type. Also, a power factor improvement circuit or the like may be added. The voltage waveform for driving the inductor 18 is not limited to a rectangular wave, and may be a sine wave or the like.

本実施形態のスイッチング電源装置10の動作について説明する。
本実施形態のスイッチング電源装置10では、インダクタ15、コンデンサ16およびインダクタ18がこの順でX軸の正方向に向かって配置されている。インダクタ18は、出力素子31、定電流素子32および整流素子33によって、DC−DCコンバータ30のスイッチング周波数で駆動される。インダクタ18の主巻線36には、両端には矩形波状の電圧が印加され、矩形波電圧に応じた三角波状の電流が流れる。DC−DCコンバータ30のスイッチング周波数は、1MHz以上に設定されている。たとえばスイッチング周波数が1MHzの場合には、1MHzを基本波とする矩形波電圧および三角波電流がインダクタ18の主巻線36には印加され、流れる。1MHzを基本波とする矩形波電圧等は、ノーマルモードノイズとなって交流電源2が接続されている側の電源線2a,2bを伝導する。これら1対の電源線2a,2bに両端が接続されたコンデンサ16は、ノーマルモードノイズを短絡してノーマルモードノイズが交流電源2の側へ伝導することを抑止する。交流電源2の側に一部漏えいしたノーマルモードノイズは、インダクタ15によって減衰され、外部へ漏えいすることが防止される。
The operation of the switching power supply 10 of the present embodiment will be described.
In the switching power supply 10 of the present embodiment, the inductor 15, the capacitor 16 and the inductor 18 are disposed in this order in the positive direction of the X axis. The inductor 18 is driven at the switching frequency of the DC-DC converter 30 by the output element 31, the constant current element 32 and the rectifying element 33. A rectangular wave voltage is applied to both ends of the main winding 36 of the inductor 18, and a triangular wave current corresponding to the rectangular wave voltage flows. The switching frequency of the DC-DC converter 30 is set to 1 MHz or more. For example, when the switching frequency is 1 MHz, a rectangular wave voltage and a triangular wave current having a fundamental wave of 1 MHz are applied to the main winding 36 of the inductor 18 and flow. A rectangular wave voltage or the like having a fundamental wave of 1 MHz becomes normal mode noise and is conducted through the power supply lines 2a and 2b to which the AC power supply 2 is connected. The capacitor 16 whose both ends are connected to the pair of power supply lines 2a and 2b shorts the normal mode noise and suppresses the conduction of the normal mode noise to the AC power supply 2 side. The normal mode noise that is partially leaked to the side of the AC power supply 2 is attenuated by the inductor 15 and prevented from leaking to the outside.

コンデンサ16は、その本体16aがインダクタ15の本体15aから離間しているので、本体16aを形成する絶縁材料の誘電率に応じた静電結合や、磁気誘導による結合を生じにくい。そのため、コンデンサ16に流入したノーマルモードノイズは、インダクタ15の側に伝導することが防止される。   Since the main body 16a of the capacitor 16 is separated from the main body 15a of the inductor 15, it is difficult to cause electrostatic coupling or magnetic induction coupling according to the dielectric constant of the insulating material forming the main body 16a. Therefore, the normal mode noise flowing into the capacitor 16 is prevented from conducting to the side of the inductor 15.

コンデンサ16の本体16aが、インダクタ18の本体18aに接触するように設けられている場合には、本体16aの上部は、X軸の正方向に傾く。そのため、コンデンサ16の本体16aとインダクタ15の本体15aとの間には、スペースΔ1より長いΔ1'が形成されることが保証される。   When the body 16a of the capacitor 16 is provided to be in contact with the body 18a of the inductor 18, the upper portion of the body 16a is inclined in the positive direction of the X axis. Therefore, it is ensured that a Δ1 ′ longer than the space Δ1 is formed between the body 16 a of the capacitor 16 and the body 15 a of the inductor 15.

本実施形態のスイッチング電源装置10では、基板12へのインダクタ15、コンデンサ16およびインダクタ18の実装時に、それぞれスペースΔ1,Δ2を設けるように配置される。図4に示すように、これらの部品を実装後に、インダクタ15の本体15aとコンデンサ16の本体16aとの間に、スペースΔ1よりも長い、先端のX軸方向の長さLjを有する治具Jが挿入される。コンデンサ16の端子16b,16cは、Y軸に沿って設けられているので、治具Jの挿入によって、本体16aの上部は、インダクタ18の側に倒れ、スペースΔ1'(>Δ1)が確保される。好ましくは、コンデンサ16の本体16aは、インダクタ18の本体18aに接触することによって、スペースΔ1'が確保される。なお、X軸方向の長さLjがΔ1よりも小さい治具Jをインダクタ15とコンデンサ16の間に挿入することによって、インダクタ15とコンデンサ16とを接触させないようにしてもよい。   In the switching power supply device 10 of the present embodiment, when the inductor 15, the capacitor 16 and the inductor 18 are mounted on the substrate 12, the spaces Δ1 and Δ2 are provided. As shown in FIG. 4, after mounting these parts, a jig J having a length Lj in the X-axis direction of the tip longer than the space Δ1 between the main body 15a of the inductor 15 and the main body 16a of the capacitor 16 Is inserted. Since the terminals 16b and 16c of the capacitor 16 are provided along the Y axis, insertion of the jig J causes the upper portion of the main body 16a to fall to the side of the inductor 18 to secure a space Δ1 ′ (> Δ1). Ru. Preferably, the body 16 a of the capacitor 16 is in contact with the body 18 a of the inductor 18 to secure a space Δ1 ′. The inductor 15 and the capacitor 16 may not be in contact with each other by inserting a jig J having a length Lj in the X-axis direction smaller than Δ1 between the inductor 15 and the capacitor 16.

本実施形態のスイッチング電源装置10の作用および効果について説明する。
本実施形態のスイッチング電源装置10では、インダクタ15、コンデンサ16およびインダクタ18は、X軸方向に平行に、それぞれの本体の下部の間にスペースΔ1,Δ2を含むように配置されているので、基板12上に高密度に実装することができる。インダクタ15の本体15aの上部とコンデンサ16の本体16aの上部との間には、スペースΔ1よりも長いスペースΔ1'を設けているので、インダクタ15およびコンデンサ16の相互の容量結合および磁気結合を低減することができる。そのため、コンデンサ16を流れるノーマルモードノイズをインダクタ15の側に伝導することを防止することができる。
The operation and effects of the switching power supply device 10 of the present embodiment will be described.
In switching power supply 10 of the present embodiment, inductor 15, capacitor 16 and inductor 18 are disposed parallel to the X-axis direction so as to include spaces Δ1 and Δ2 between the lower portions of the respective bodies. 12 can be mounted at high density. Since a space Δ1 ′ longer than space Δ1 is provided between the upper portion of body 15a of inductor 15 and the upper portion of body 16a of capacitor 16, mutual capacitive coupling and magnetic coupling of inductor 15 and capacitor 16 are reduced can do. Therefore, the conduction of normal mode noise flowing through capacitor 16 to the side of inductor 15 can be prevented.

スペースΔ1'は、コンデンサ16の本体16aの上部とインダクタ18の本体18aの上部との間のスペースΔ2'を0とすることによって、十分な長さを確保することができる。このスペースΔ2'は、スイッチング電源装置10の製造工程中に、インダクタ15の本体15aとコンデンサ16の本体16aとの間に治具Jを挿入することによって実現することができる。なお、スペースΔ2'を0、すなわちコンデンサ16の本体16aとインダクタ18の本体18aとを接触させることによって、ノイズが発生したり、他の特性に影響を与えたりすることはない。   The space Δ1 ′ can have a sufficient length by setting the space Δ2 ′ between the upper portion of the main body 16a of the capacitor 16 and the upper portion of the main body 18a of the inductor 18 to zero. The space Δ2 ′ can be realized by inserting a jig J between the main body 15 a of the inductor 15 and the main body 16 a of the capacitor 16 during the manufacturing process of the switching power supply device 10. It should be noted that, by bringing the space Δ2 ′ into 0, that is, by bringing the main body 16a of the capacitor 16 and the main body 18a of the inductor 18 into contact with each other, noise is not generated or other characteristics are not affected.

近接して配置されているインダクタ15,18のそれぞれのコイルの中心軸C1,C2は、ほぼ直角になるように配置されている。そのため、インダクタ15は、高周波スイッチング駆動されるインダクタ18が発生する磁界に相互誘導により結合することがほとんどないので、電源線に漏えいするノーマルモードノイズを抑制することができる。   The central axes C1 and C2 of the coils of the inductors 15 and 18 disposed in close proximity to each other are disposed substantially at right angles. Therefore, since the inductor 15 is hardly coupled to the magnetic field generated by the inductor 18 driven by high frequency switching by mutual induction, it is possible to suppress normal mode noise leaked to the power supply line.

図5には、ノーマルモードノイズを測定した結果が示されている。図5の上段には、コンデンサ16の本体16aをノイズフィルタ14のインダクタ15の本体15aから離間させ、コンデンサ16の本体16aをスイッチング駆動されるインダクタ18の本体18aに接触させた場合の測定結果を示す。図5の下段には、コンデンサ16の本体16aをノイズフィルタ14のインダクタ15の本体15aに接触させた場合のノーマルモードノイズのピーク値を示す。図5の比較により各測定周波数において、6%〜10%程度のノイズ低減の効果が認められる。   FIG. 5 shows the result of measuring the normal mode noise. In the upper part of FIG. 5, the measurement result when the main body 16a of the capacitor 16 is separated from the main body 15a of the inductor 15 of the noise filter 14 and the main body 16a of the capacitor 16 is brought into contact with the main body 18a of the inductor 18 to be switched is Show. The lower part of FIG. 5 shows the peak value of normal mode noise when the main body 16 a of the capacitor 16 is in contact with the main body 15 a of the inductor 15 of the noise filter 14. From the comparison of FIG. 5, an effect of noise reduction of approximately 6% to 10% is recognized at each measurement frequency.

(第2の実施形態)
図6(a)は、本実施形態のスイッチング電源装置の外観を例示する正面図であり、図6(b)は、本実施形態のスイッチング電源装置の外観を例示する平面図である。
第1の実施形態の場合では、インダクタ15の本体15aとコンデンサ16の本体16aとの間に治具を挿入することによって、スペースΔ1'を確保することとしたが、他の方法によってもよい。本実施形態のスイッチング電源装置110では、インダクタ15の本体15aとコンデンサ16の本体16aとの間にスペーサ111を設けている。スペーサ111は、合成樹脂等の絶縁部材である。
Second Embodiment
FIG. 6A is a front view illustrating the appearance of the switching power supply device of the present embodiment, and FIG. 6B is a plan view illustrating the appearance of the switching power supply device of the present embodiment.
In the case of the first embodiment, the space Δ1 ′ is secured by inserting a jig between the main body 15a of the inductor 15 and the main body 16a of the capacitor 16. However, another method may be used. In the switching power supply device 110 of the present embodiment, the spacer 111 is provided between the main body 15 a of the inductor 15 and the main body 16 a of the capacitor 16. The spacer 111 is an insulating member such as a synthetic resin.

スペーサ111は、先端のX軸方向の長さが、スペースΔ1よりも長く設定されている。スペーサ111は、先端をZ軸の負方向に向けて、インダクタ15の本体15aとコンデンサ16の本体16aとの間に挿入されている。スペーサ111は、この例のように、Z軸の正方向に向かって長くなるくさび型であってもよい。   The length of the tip of the spacer 111 in the X-axis direction is set longer than the space Δ1. The spacer 111 is inserted between the main body 15 a of the inductor 15 and the main body 16 a of the capacitor 16 with the tip directed in the negative direction of the Z axis. The spacer 111 may have a wedge shape which becomes longer in the positive direction of the Z axis as in this example.

スペーサ111は、インダクタ15、コンデンサ16およびインダクタ18が基板12の第1面12a上に実装された後に上述の箇所に挿入される。スペーサ111は、Z軸の負方向に向かって挿入されることによって、コンデンサ16の本体16aの上部がインダクタ18の側に傾く。たとえば、スペーサ111は、くさび型状であり、上述の箇所に挿入されて、コンデンサ16の本体16aの上部がインダクタ18の本体18aに接触することによって固定される。接着剤等を用いて固定するようにしてもよい。   The spacer 111 is inserted into the above-mentioned place after the inductor 15, the capacitor 16 and the inductor 18 are mounted on the first surface 12 a of the substrate 12. The spacer 111 is inserted in the negative direction of the Z axis, whereby the upper portion of the main body 16 a of the capacitor 16 is inclined to the side of the inductor 18. For example, the spacer 111 is wedge-shaped, and is inserted in the above-mentioned place, and is fixed by the upper part of the main body 16a of the capacitor 16 contacting the main body 18a of the inductor 18. It may be fixed using an adhesive or the like.

スペーサ111は、好ましくは、コンデンサ16の本体16aの誘電率よりも小さい誘電率を有する絶縁材料である。   Spacer 111 is preferably an insulating material having a dielectric constant less than that of body 16 a of capacitor 16.

本実施形態のスイッチング電源装置110の作用および効果について説明する。
本実施形態のスイッチング電源装置110では、インダクタ15の本体15aとコンデンサ16の本体16aとの間に設けられたスペーサ111を含んでいる。スペーサ111は、インダクタ15の本体15aとコンデンサ16の本体16aとの間のスペースΔ1よりも長い先端の長さを有しているので、スペースΔ1以上のスペースを確保することができる。スペーサ111をくさび型状にすることによって、コンデンサ16の本体16aをインダクタ18の本体18aに接触させることができ、スペースΔ1'を確保することができる。
The operation and effects of the switching power supply device 110 of the present embodiment will be described.
The switching power supply 110 of this embodiment includes a spacer 111 provided between the main body 15 a of the inductor 15 and the main body 16 a of the capacitor 16. Since the spacer 111 has a tip length longer than the space Δ1 between the main body 15a of the inductor 15 and the main body 16a of the capacitor 16, a space of at least the space Δ1 can be secured. By forming the spacer 111 in a wedge shape, the main body 16 a of the capacitor 16 can be brought into contact with the main body 18 a of the inductor 18, and a space Δ1 ′ can be secured.

(第3の実施形態)
図7は、本実施形態に係る照明器具を例示する部分断面図である。
図7に示すように、本実施形態の照明器具1は、スイッチング電源装置10と、発光モジュール60と、ベース120と、筐体122と、透光シールド124と、を備える。スイッチング電源装置10は、照明器具1内に収納されている。
Third Embodiment
FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating the lighting apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 7, the lighting fixture 1 of the present embodiment includes a switching power supply device 10, a light emitting module 60, a base 120, a housing 122, and a light transmission shield 124. The switching power supply 10 is housed in the lighting apparatus 1.

ベース120は、スイッチング電源装置10の一部を収納するとともに、スイッチング電源装置10の電源入力端子10a,10bを外部の交流電源2に接続する。ベース120は、電球型の照明器具1における口金部である。   The base 120 accommodates part of the switching power supply 10 and connects the power input terminals 10 a and 10 b of the switching power supply 10 to the external AC power supply 2. The base 120 is a base in the light bulb-shaped lighting device 1.

筐体122は、たとえばアルミニウムを含む金属で形成されており、ベース120とともにスイッチング電源装置10および発光モジュール60を収納する。筐体122は、スイッチング電源装置10の基板12および発光モジュール60と熱的に結合させることによって、これらで発生する熱を効率よく放熱するヒートシンクとしての機能を有する。   The housing 122 is formed of, for example, a metal containing aluminum, and houses the switching power supply 10 and the light emitting module 60 together with the base 120. The housing 122 is thermally coupled to the substrate 12 of the switching power supply device 10 and the light emitting module 60 to function as a heat sink for efficiently dissipating the heat generated by these.

透光シールド124は、発光モジュール60上に設けられた発光素子61から放射される光を透過するとともに発光モジュール60を保護する。   The translucent shield 124 transmits the light emitted from the light emitting element 61 provided on the light emitting module 60 and protects the light emitting module 60.

本実施形態の照明器具1の作用および効果について説明する。
本実施形態の照明器具1では、上述したスイッチング電源装置10は、高周波スイッチング動作が可能であるため、インダクタ15,18やコンデンサ16等の部品の外形サイズを小型にすることができる。そのため、電球型の照明器具1の口金部分(ベース120)に収納することができるので照明器具1としても小型化が可能であるとともに、デザインの自由度を大きくとることができる。
The operation and effects of the lighting fixture 1 of the present embodiment will be described.
In the lighting fixture 1 of the present embodiment, the above-described switching power supply 10 is capable of high-frequency switching operation, so the external size of the components such as the inductors 15 and 18 and the capacitor 16 can be reduced. Therefore, since it can be stored in the base portion (base 120) of the light bulb-shaped lighting fixture 1, the lighting fixture 1 can be miniaturized as well, and the degree of freedom in design can be taken large.

以上説明した実施形態によれば、電力変換のためのインダクタと、ノイズを抑制するためのインダクタとの結合を抑制した電源装置および照明装置を実現することができる。   According to the embodiment described above, it is possible to realize the power supply device and the lighting device in which the coupling between the inductor for power conversion and the inductor for suppressing noise is suppressed.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。   While certain embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the scope of equivalents thereof. In addition, the embodiments described above can be implemented in combination with each other.

1 照明器具、2 交流電源、10 スイッチング電源装置、12 基板、12a 第1面、12b 第2面、14 ノイズフィルタ、15 インダクタ、16 コンデンサ、18 インダクタ、20 整流回路、22 平滑回路、30 DC−DCコンバータ、31 出力素子、32 定電流素子、33 整流素子、34 平滑コンデンサ、35 結合コンデンサ、36 主巻線、37 補助巻線、38,40 ダイオード、39 抵抗器、41 定電圧ダイオード、42 コンデンサ、43〜46 抵抗器、47 トランジスタ、48 オペアンプ、49 コンデンサ、51 基準電圧源、52 抵抗器、60 発光モジュール、61 発光素子、110 スイッチング電源装置、111 スペーサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 luminaire, 2 alternating current power supply, 10 switching power supply devices, 12 board | substrates, 12a 1st surface, 12b 2nd surface, 14 noise filter, 15 inductors, 16 capacitors, 18 inductors, 20 rectification circuits, 22 smoothing circuits, 30 DC- DC converter, 31 output elements, 32 constant current elements, 33 rectifying elements, 34 smoothing capacitors, 35 coupling capacitors, 36 main windings, 37 auxiliary windings, 38, 40 diodes, 39 resistors, 41 constant voltage diodes, 42 capacitors , 43 to 46 resistors, 47 transistors, 48 operational amplifiers, 49 capacitors, 51 reference voltage sources, 52 resistors, 60 light emitting modules, 61 light emitting elements, 110 switching power supplies, 111 spacers

Claims (5)

第1面を有する基板と、
前記第1面上に設けられた絶縁性の本体を含み、電源線の一方に直列に接続された第1インダクタと、
前記第1面上に設けられた絶縁性の本体を含み、スイッチング素子によってスイッチング駆動される第2インダクタと、
前記第1面上で、前記第1インダクタの本体と前記第2インダクタの本体との間でそれぞれに隣接して設けられた絶縁性の本体を含み、前記電源線間に接続されたコンデンサと、
を備え、
前記コンデンサの本体は、前記第1インダクタの本体から離間して配置され、前記第2インダクタの本体に接触している電源装置。
A substrate having a first surface,
A first inductor including an insulating body provided on the first surface and connected in series to one of the power supply lines;
A second inductor that includes an insulating body provided on the first surface and is switch-driven by a switching element;
A capacitor connected between the power supply lines, including an insulating body provided adjacent to each other between the body of the first inductor and the body of the second inductor on the first surface;
Equipped with
The power supply device, wherein a main body of the capacitor is disposed apart from a main body of the first inductor and is in contact with a main body of the second inductor .
前記コンデンサの本体と、前記第1インダクタの本体との間に設けられた絶縁部材をさらに備えた請求項1記載の電源装置。 A main body of the capacitor, further comprising Claim 1 Symbol mounting power supply insulating member provided between the body of the first inductor. 前記第1インダクタ、前記コンデンサ、および前記第2インダクタは、第1方向に沿って配置され、
前記コンデンサは、前記コンデンサの本体の両端に接続端子を含み、
前記コンデンサの接続端子は、前記第1面上で前記第1方向に交差する第2方向に沿って設けられている請求項1または2に記載の電源装置。
The first inductor, the capacitor, and the second inductor are disposed along a first direction,
The capacitor includes connection terminals at both ends of the body of the capacitor,
Connection terminals of the capacitor, the power supply device according to claim 1 or 2 is provided along a second direction crossing the first direction on the first surface.
前記第1インダクタのコイルの中心軸は、前記第2インダクタのコイルの中心軸と直交するように配置された請求項記載の電源装置。 The power supply device according to claim 3 , wherein a central axis of a coil of the first inductor is disposed to be orthogonal to a central axis of a coil of the second inductor. 請求項1〜のいずれか1つに記載の電源装置と、
前記電源装置の出力に接続された照明負荷と、
を備えた照明器具。
The power supply device according to any one of claims 1 to 4 .
A lighting load connected to the output of the power supply;
Lighting fixtures.
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