JP6607053B2 - 電源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電源装置に関する。
基板上に複数の電子部品が搭載された電源装置では、電子部品から生じるノイズが問題となる場合がある。そのため、ノイズの影響を低減させるための構成が種々検討されている。また、電子部品には高温に発熱するものが含まれるため、電源装置では、電子部品を冷却するための放熱手段の配置についても検討が行われている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−278936号公報
電源装置は近年小型化の要求が高まっているが、搭載される電子部品からの放熱及びノイズの低減と、装置の小型化とを両立させることは容易ではない。
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、搭載される電子部品からの放熱、装置内で発生するノイズの影響の低減、及び、装置の小型化を実現可能な電源装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、回路基板と、前記回路基板に接続されるパワー部品、及びフィルタ部品と、前記回路基板と、前記パワー部品と、前記フィルタ部品とを収容する筐体と、を備える電源装置であって、前記筐体は、底面側に放熱用のフィンを備えた平坦面と、前記平坦面からフィン側に突出する突出部と、を備えるベースプレートを含み、前記パワー部品及び前記回路基板は前記平坦面上に載置されると共に、前記フィルタ部品は前記突出部に収容されることを特徴とする。
上記の電源装置のように、ノイズ発生源となる可能性があり回路基板に搭載されるパワー部品は、回路基板と共に筐体内のベースプレートにおける平坦面に載置され、フィルタ部品は、平坦面からフィン側に突出する突出部に収容される。これにより、回路基板及びパワー部品は、平坦面の裏面側に設けられるフィンによって冷却されるため、電子部品からの放熱効果は維持される。また、電源装置では、フィルタ部品が突出部に収容される構成とすることで、パワー部品からのノイズがフィルタ部品に到達することを防ぐことができ、装置内で発生するノイズの影響を低減させることができる。さらに、フィルタ部品が受けるノイズを低減するためにさらなるシールド等を設ける必要がなく、更に部品サイズが大型となりがちなフィルタ部品を突出部に収容する構成とすることで、装置の小型化を実現可能となる。
ここで、前記突出部にリード部品がさらに収容される態様とすることができる。
リード部品もベースプレートの突出部に収容する構成とすることで、ノイズの影響を更に低減させることが可能となる。
また、前記フィンの少なくとも一部は、前記突出部と干渉しない方向に延在している態様とすることができる。
フィンが突出部と干渉しない方向に延在している場合、フィンに沿った空気の移動が突出部に妨げられることを防ぐことができるため、フィンによる電源装置の平坦面の裏面側の冷却効果が高められる。
本発明によれば、搭載される電子部品からの放熱、電源装置内で発生するノイズの影響の低減、及び、装置の小型化を実現可能な電源装置が提供される。
本発明の実施形態に係る電源装置の機能構成を説明するブロック図である。 実施形態に係る電源装置の構成を配置する概略断面図である。 実施形態に係る電源装置の底面図である。 パワー部品とフィルタ部品(入力フィルタ)との間に電磁シールドを設けない場合に入力フィルタで検出されるノイズの測定結果である。 パワー部品とフィルタ部品(入力フィルタ)との間に電磁シールドを設けた場合に入力フィルタで検出されるノイズの測定結果である。 電源装置の第1変形例を説明する底面図である。 電源装置の第2変形例を説明する底面図である。 電源装置の第3変形例を説明する底面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態に係る電源装置の機能構成を説明するブロック図である。本実施形態で説明する電源装置1は、例えば、入力端子に接続された高圧バッテリから入力された直流電圧を電圧変換(降圧)し、所望の直流出力電圧を生成するスイッチング電源装置等である。また、図2は、電源装置1における各構成の配置を説明する概略断面図であり、図3は、電源装置1の底面図である。
図1に示すように、電源装置1は、入力端子2と出力端子3との間に、入力フィルタ4、スイッチング回路5、高周波トランス6、平滑フィルタ7、及びEMCフィルタ8を含んで構成される。入力フィルタ4、スイッチング回路5、高周波トランス6、平滑フィルタ7、及びEMCフィルタ8は、電子部品と回路基板との組み合わせによって構成されている。例えば、入力フィルタ4は、チョークコイル等を含んで構成される。スイッチング回路5は、トランジスタ等のスイッチ素子を含んで構成される。高周波トランス6は、トランスコアとインダクタ等を含んで構成される。平滑フィルタ7は、整流回路素子、チョークコイル又は電解コンデンサ等を含んで構成される。また、EMCフィルタ8は、ノイズフィルタ用のコンデンサ等を含んで構成される。また、入力フィルタ4、スイッチング回路5、高周波トランス6、平滑フィルタ7、及びEMCフィルタ8の間は、主回路基板(図2の主回路基板20)に形成された回路パターン又はバスバー等の導電部品等によって電気的に接続されている。これらが動作することにより、電源装置1としての所望の機能が発揮される。
電源装置1を構成する各機能部のうち、入力フィルタ4、スイッチング回路5、高周波トランス6、平滑フィルタ7、及びEMCフィルタ8は、筐体10に収容される。そして、入力端子2及び出力端子3が筐体10の内外を接続すると共に、電源装置1と外部装置との接続を行う。
電源装置1を構成する各機能部に含まれる電子部品のうち、スイッチング回路5、高周波トランス6及び平滑フィルタ7に含まれる電子部品には、ノイズ発生源となり得る電子部品が含まれている。電源装置1においてスイッチング動作を行うと、電子部品内のスイッチ素子や整流回路素子等からスイッチングノイズが発生する場合がある。このように、スイッチングノイズを発生する可能性のある電子部品がノイズ発生源となり得る電子部品である。本実施形態では、このような電子部品をパワー部品という。
一方、電源装置1においてスイッチングノイズが発生した場合に影響を受けやすい電子部品も電源装置1に含まれる。すなわち、電源装置1を構成する各機能部に含まれる電子部品のうち、入力フィルタ4及びEMCフィルタ8に含まれる電子部品は、電源装置1においてスイッチングノイズを受けることによる機能低下を受けやすい。元来、入力フィルタ4及びEMCフィルタ8は、入力端子2又は出力端子3の近辺に設けられて、外部からの又は外部への配線上を伝わるノイズを抑制する機能を有するが、内部で発生したスイッチングノイズを受けると、本来のノイズ抑制機能を十分に果たすことができない。そこで、本実施形態に係る電源装置1では、ノイズ発生源となり得る電子部品とノイズの影響を受ける電子部品との配置を変更することで、電源装置1におけるノイズの低減を実現する。
図2に示すように、筐体10は、電源装置1の構成部材を収容する金属製ケースの一部を構成する。筐体10は、底部を形成するベースプレート11とベースプレート11を取り囲む側壁12とを含んで構成される。電源装置1では、筐体10の内部に上記の主回路基板20(回路基板)及び電子部品を収容した後にカバー13で覆われる。
筐体10はアルミニウム等の金属からなり、平面視で略矩形状である。ベースプレート11の平坦面11aの裏面側には、放熱用のフィン14が取り付けられる。さらに、ベースプレート11における平坦面11aと異なる領域には、底面のフィン14側へ突出することで筐体10の内部に空間が形成された突出部15が形成される。突出部15は底面部15aと底面部15aの周囲を覆う側壁部15bとを含んで構成される。筐体10の側壁12と接続する側の側壁部15bは、側壁12と連続した面を形成している。また、突出部15の底面部15aは、フィン14の先端と同様の高さ位置とされる(図2参照)。これにより、突出部15内の空間体積を十分に確保することができると共に、電源装置1全体としての大型化を避けることができる。この点については後述する。
また、筐体10の側壁12には、筐体10の内外を連通する入力端子2及び出力端子3が取り付けられる。入力端子2及び出力端子3は、平面視の略矩形状の筐体10における側壁12のうち、対向して設けられる短辺側の2つの側壁12にそれぞれ設けられる。これにより、筐体10の内部において、対向して設けられた短辺側の側壁12の一方側の入力端子2から他方側の出力端子3へ電力の移動経路が形成される。
図3に示すように、電源装置1における放熱用のフィン14は、延在方向が筐体10の側壁12のうち短辺側の側壁と平行となるように設けられる。電源装置1では、外部の送風器等の冷却手段によってフィン14に沿って空気が移動する。これにより、フィン14に沿って移動する空気が冷媒としての機能を果たし、ベースプレート11における平坦面11aの裏面側が冷却される。これにより、ベースプレート11の表面側に固定された電源装置1の各電子部品において発生する熱がベースプレート11に伝熱し、ベースプレート11の平坦面11aの裏面側から外部に放熱される。このように、ベースプレート11は、放熱機能を有するヒートシンクとして機能する。
なお、図3に示すように、フィン14が延びる向きは、突出部15と干渉しない方向とされている。すなわち、フィン14に沿って移動する空気が突出部15によって移動を制限されないように、フィン14の延在方向が設定されている。これにより、フィン14によるベースプレート11の裏面側の冷却効果が高められる。
図2に戻り、筐体10の内部における電源装置1の各部材の配置について説明する。主回路基板20は、筐体10におけるベースプレート11の平坦面11a上に載置される。また、主回路基板20に対して接続される電子部品のうち、ノイズ発生源となり得る電子部品、すなわち、パワー部品22が主回路基板20上であって且つベースプレート11の平坦面11a上となる位置に取り付けられる。パワー部品22は、ノイズ発生源となり得る部品であるが、同時に高温となりやすい所謂発熱部品である場合が多い。したがって、主回路基板20上且つベースプレート11の平坦面11a上となる位置にパワー部品22を取り付けることで、パワー部品22で発生した熱を主回路基板20及びベースプレート11の平坦面11aを介して放熱することができる。したがって、電源装置1全体としての放熱性が高められる。
また、筐体10の突出部15内には、パワー部品22とは異なるフィルタ部品24が収容される。フィルタ部品24としては、本実施形態では、例えば入力フィルタ4が挙げられる。このような構成とした場合、入力端子2は、突出部15内の入力フィルタ4とバスバー等を介して接続される。また、出力端子3は、主回路基板20とバスバー等を介して接続される。
上記の電源装置1において、パワー部品22には含まれない、すなわちノイズ発生源となる電子部品とは異なる部品を、フィルタ部品24と同様に突出部15に収容する構成とすることもできる。突出部15に収容可能な部品としては、入力フィルタ4の後段であって、且つスイッチング回路5よりは前段に設けられるリード部品(ディスクリート部品)が挙げられる。リード部品(ディスクリート部品)がパワー部品22からのノイズを受けた場合には、フィルタ部品24に対して伝導ノイズを与える可能性がある。したがって、リード部品(ディスクリート部品)も、パワー部品22からのノイズを回避することが好ましい部品であるため、突出部15に収容することで、ノイズの低減を実現することができる。特に、リード部品(ディスクリート部品)が他の電子部品と比較して背高である場合には、突出部15内に収容することが電源装置1の小型化に有用となることがある。
本実施形態に係る電源装置1を上記の構成とすることによる効果について説明する。上述のように電源装置1内において、スイッチング動作の際にパワー部品22から発生するスイッチングノイズは、入力フィルタ4等のフィルタ部品24に影響を及ぼす可能性がある。ここで、フィルタ部品24に対して影響を及ぼす可能性があるスイッチングノイズは主に放射ノイズである。放射ノイズが相当量ある場合、フィルタ部品24が電源装置1内から装置外へのノイズのフィルタリングを十分に行えない場合がある。
フィルタ部品24に対するパワー部品22による放射ノイズの影響を防ぐためには、フィルタ部品24を電磁シールドで保護する方法を用いることが考えられるが、電源装置1の一部の部品を電磁シールドで覆うことは装置の大型化につながる可能性がある。したがって、装置の小型化が要求されている場合には、電源装置1の一部の部品を電磁シールドで覆うことは現実的な解決策とならないことが考えられる。
これに対して、本実施形態に係る電源装置1では、突出部15内にフィルタ部品24が収容されることで、フレームグランドとなる筐体10の一部が電磁シールドの代替として機能する。図2の破線L1はパワー部品22とフィルタ部品24との端部同士を結んだ線であり、図2の2本の破線L1で挟まれた領域は、パワー部品22からの放射ノイズが直接フィルタ部品24に伝搬する際の進路と想定される領域である。ここで、図2の2本の破線L1で挟まれた領域の一部では、パワー部品22とフィルタ部品24との間に筐体10のベースプレート11の平坦面11a及び突出部15の側壁部15bが設けられるため、パワー部品22からの放射ノイズが直接フィルタ部品24に伝搬することが防がれる。したがって、突出部15内にフィルタ部品24を収容することで、パワー部品22からの放射ノイズを低減させることができ、フィルタ部品24におけるノイズの影響を抑制することができる。
また、電源装置1では、高温となりがちな発熱部品でもあるパワー部品22はベースプレート11の平坦面11a上に載置された主回路基板20の上に設けることで、パワー部品22からの放熱を十分に行うことができる。
また、突出部15にフィルタ部品24を収容することで、電子部品からの放熱、ノイズの低減を実現しながら、装置としての小型化を実現することができる。電源装置1において、フィルタ部品24は、他の電子部品として背高である場合がある。したがって、フィルタ部品24を筐体10のベースプレート11の平坦面11a上(又はベースプレート11の平坦面11a上に載置された主回路基板20上)に取り付けると、フィルタ部品24の高さに応じて電源装置1の筐体10における側壁12の高さを設定する必要がある場合があった。すなわち、電源装置1の小型化(特に高さ方向の小型化:低背化)が、フィルタ部品24の高さによって制限される場合があった。
これに対して、本実施形態に係る電源装置1では、フィルタ部品24を突出部15に収容することで、電源装置1におけるベースプレート11の平坦面11aよりも上方にフィルタ部品24を配置する必要がなくなるため、低背化を実現することが可能となる。ベースプレート11の平坦面11aの裏面側にはフィン14が設けられるが、従来は筐体10の底面全面がベースプレート11の平坦面11aとなっていたため、筐体10の底面全面にフィン14が設けられていた。フィン14は、空気の通路を形成するための部材であるため、必要とされる冷却能力に応じた高さを必要とする。本実施形態の電源装置1では、筐体10の底面全面に設けられていたフィン14の一部を突出部15とし、その内部にフィルタ部品24を収容する構成とすることで、背高なフィルタ部品24の上端部が他の電子部品よりも上方に突出することを防ぐことができる。また、突出部15の底面部15aをフィン14の下端と同じ高さ位置とすることで、突出部15を設けることによる電源装置1の大型化を防ぐことができる。
また、電源装置1では、フィルタ部品24を突出部15に収容することで、フィルタ部品24に対するノイズの低減が実現されている。フィルタ部品24を主回路基板20等と同じ高さに配置する場合、ノイズを低減するためには別途シールド等を設ける必要があるが、電源装置1ではシールド等を改めて設ける必要がないため、この点からも電源装置1の小型化を実現することができる。
なお、フィン14を用いて冷却する必要性が高い発熱部品であるパワー部品22はベースプレート11の平坦面11a上に載置されている主回路基板20の上にあるため、フィン14の一部を突出部15に変更したことによって内部の電子部品の冷却が不十分になることは防がれている。また、突出部15に収容されるフィルタ部品24は、他の電子部品と比較して高温となりやすい発熱部品ではないため、フィン14の裏面側に配置をしなくても電源装置1全体としての放熱性には影響を与えない。このように、本実施形態に係る電源装置1は、突出部15を設けてこの内部にフィルタ部品24を収容する構成とすることで、電子部品からの放熱、ノイズの低減を実現しながら、装置としての小型化を実現することが可能となる。
また、リード部品(ディスクリート部品)が他の電子部品と比較して背高である場合には、フィルタ部品24と同じくリード部品についても突出部15に収容する構成とすることで装置としての更なる小型化が可能となる。
ここで、フィルタ部品24に電磁シールドを設けることによる効果について、図4及び図5を参照しながら説明する。図4及び図5は、パワー部品とフィルタ部品(入力フィルタ)との間に電磁シールド、つまりベースプレート11や突出部15を設けることによって入力フィルタで検出されるノイズの変化を測定したものであり、図4は、電磁シールドを設けない場合に入力フィルタで検出されるノイズを測定したものであり、図5は、パワー部品と入力フィルタとの間にシールドを設けた場合のノイズを測定したものである。図4及び図5では、水平方向のノイズ成分のみを測定した結果を示している。なお、ベースプレート11及び突出部15を構成する底面部15a及び側壁部15bには、厚さ0.6mmのアルミ板を用いている。
図4と図5とを比較した結果、パワー部品22とフィルタ部品24との間にベースプレート11や突出部15の側壁部15bを電磁シールドとして介在させることで、特に200MHzよりも高い周波数領域のノイズが低減されることが確認された。このように、フィルタ部品24を突出部15内に収容することによって、フィルタ部品24におけるノイズが低減されることが確認された。
なお、電源装置1では、フィルタ部品24に含まれる入力フィルタ4に接続する入力端子2が、筐体10の側壁12であって且つ主回路基板20よりも上方に取り付けられているが、入力端子2の取り付け位置を図2の入力端子2Aの位置、すなわち、主回路基板20よりも下方であって、突出部15の側壁部15bに取り付ける構成としてもよい。入力端子2が主回路基板20よりも上方となる位置に取り付けられている場合、パワー部品22からの放射ノイズがフィルタ部品24(入力フィルタ4)と入力端子2との間を接続するバスバー等に到達しやすくなる。したがって、突出部15を設けることでフィルタ部品24に対する放射ノイズを低減させることはできるが、バスバー等を介してパワー部品22からの放射ノイズの影響を受けてしまう可能性が考えられる。これに対して、入力端子の取り付け位置を突出部15の側壁部15bとすることで、入力端子2と入力フィルタ4との間を接続する接続部材に対するノイズを低減することもできる。
なお、上記実施形態では、電源装置1に設けた突出部15の一例について説明したが、突出部15の配置例は適宜変更することができる。以下、いくつかの変形例について説明するが、電源装置1の変形例は以下の例に限定されるものではない。
まず、図6は、第1変形例に係る電源装置1Aの底面図である。電源装置1Aは、突出部を2つ設けている点が電源装置1と相違する。
電源装置1では、入力端子2に接続する入力フィルタ4をフィルタ部品24として収容する突出部15が設けられていたが、出力端子3側のEMCフィルタ8等については放射ノイズを考慮した構成を備えていなかった。これに対して、電源装置1Aでは、出力端子3側にも突出部16を設け、入力端子2側の入力フィルタ4等をフィルタ部品24として突出部15内に収容すると共に、出力端子3側のEMCフィルタ8等をフィルタ部品25として突出部16内に収容する構成とする。出力端子3側のフィルタ部品25としては、チョークコイルやコンデンサ等が挙げられる。特に、EMCフィルタ8に電解コンデンサ等のリード部品(ディスクリート部品)が含まれている場合、突出部16内にこれらの部品を収容することが好ましい。突出部15と突出部16との間は、電源装置1と同様に裏面にフィン14が取り付けられたベースプレート11の平坦面11aが設けられる。これにより、主回路基板20上のパワー部品22からの放熱を好適に行うことができる。また、フィルタ部品24,25をそれぞれ突出部15,16に収容する構成とすることで、フィルタ部品24,25が受けるパワー部品22からの放射ノイズを低減させることができる。また、電源装置1と同様に、装置全体の小型化を達成することも可能となる。
図7は、第2変形例に係る電源装置1Bの底面図である。電源装置1Bは、突出部を2つ設けている点は電源装置1Aと同様であるが、突出部15の形状が電源装置1Aと相違する。
例えば、突出部15に収容すべきフィルタ部品24が小さい場合は、電源装置1Bのように突出部15を小型化することができる。この場合、入力端子2の取り付け位置も突出部15に対応して変更することで、フィルタ部品24(入力フィルタ4)と入力端子2との間を接続する部材の長さを短くすることができる。突出部15,16は、上述のように入力端子2の後段又は出力端子3の前段の部品を収容する機能を有するため、入力端子2又は出力端子3に近接して配置することが好ましい。突出部15を小型化することに形成された領域はベースプレート11の平坦面11aが延長して形成され、フィルタ部品24,25とは異なる部品がベースプレート11の平坦面11a上に取り付けられる。延長されたベースプレート11の平坦面11aの裏面にもフィン14が形成されて、ベースプレート11の裏面側の冷却が行われる。この場合、図7に示すように、フィン14の延在方向に突出部15が設けられる場合もある。フィン14の延在方向に突出部15が設けられる場合、フィン14に沿って移動する空気の一部が突出部15により移動を遮られることになる。このような領域は、フィン14と突出部15とが干渉しない領域と比較して、空冷による冷却性能を十分に発揮できない可能性がある。したがって、フィン14と突出部15とが干渉する領域とは異なる領域、すなわち、フィン14と突出部15とが干渉しない領域にパワー部品22のような発熱部品を載置することで、装置全体の放熱性を十分に確保できる。
図8は、第3変形例に係る電源装置1Cの底面図である。電源装置1Cは、突出部15が小型化されている点は電源装置1Bと同様であるが、突出部16が設けられていない点及びフィン14の延在方向が電源装置1Bと相違する。
電源装置1Cでは、フィン14が筐体10の側壁12のうち長辺側の側壁と平行となるように設けられる。したがって、外部の送風器等の冷却手段によって送風される空気は、筐体10の長手方向に沿って移動する。このように、フィン14の延在方向は特に限定されず、適宜変更することができる。また、電源装置1Cのようにフィン14の延在方向を変更した場合でも、フィン14と突出部15とが干渉しない領域にパワー部品22のような発熱部品を載置することで、装置全体の放熱性を十分に確保できる。
以上、本発明の一実施形態の電源装置について説明したが、本発明は、上記実施形態の態様に限定されない。
例えば、上記実施形態では、筐体10内に1枚の回路基板(主回路基板20)のみが収容される場合について説明したが、電源装置1には複数の回路基板が含まれていてもよい。その場合、パワー部品22は、複数の回路基板の何れかに接続されていればよい。また、上記実施形態では、パワー部品22は、主回路基板20上に搭載されている場合について説明したが、主回路基板20上に取り付けられていない構成であってもよい。
また、上記実施形態では、少なくとも入力端子2側に突出部15が設けられ、入力端子2側のフィルタ部品24が突出部15に対して収容された構成について説明したが、出力端子3側のみに突出部16を設け、出力端子3側のフィルタ部品25が突出部16に対して収容される構成としてもよい。入力端子2側及び出力端子3側の少なくとも一方に突出部が設けられ、一方側のフィルタ部品が収容される構成とした場合でも、ノイズの影響を低減することができる。したがって、搭載される電子部品からの放熱、電源装置内で発生するノイズの影響の低減、及び、装置の小型化を実現可能な電源装置が得られる。
さらに、上記実施形態では、フィルタ部品24の大部分が突出部15に対して収容された構成について説明したが、フィルタ部品24の少なくとも一部が突出部15に対して収容されていれば、ノイズの影響の低減、及び、装置の小型化を実現可能な電源装置が得られる。
1,1A〜1C…電源装置、10…筐体、11…ベースプレート、11a…平坦面、12…側壁、14…フィン、15,16…突出部、20…主回路基板、22…パワー部品、24,25…フィルタ部品。

Claims (3)

  1. 回路基板と、
    前記回路基板に接続されるパワー部品、及びフィルタ部品と、
    前記回路基板と、前記パワー部品と、前記フィルタ部品とを収容する筐体と、
    を備える電源装置であって、
    前記筐体は、底面側に放熱用のフィンを備えた平坦面と、前記平坦面からフィン側に突出する突出部と、を備えるベースプレートを含み、
    前記回路基板は、パワー部品の載置面とは逆側の面が前記平坦面と対向し、且つ、前記パワー部品が前記平坦面に対応した位置となるように、前記平坦面上に載置され、
    前記パワー部品は、前記回路基板上に載置されて、前記回路基板及び平坦面を介した放熱が行われ、
    前記フィルタ部品は、前記回路基板における前記パワー部品の載置面よりも前記突出部側に全体が配置された状態で、前記突出部に収容される電源装置。
  2. 前記突出部にリード部品がさらに収容される請求項1に記載の電源装置。
  3. 前記フィンの少なくとも一部は、前記突出部と干渉しない方向に延在している請求項1又は2に記載の電源装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000051228A1 (fr) * 1999-02-24 2000-08-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Appareil d'alimentation haute puissance
JP4266059B2 (ja) 1999-03-19 2009-05-20 Idec株式会社 スイッチング電源装置
JP2002134968A (ja) * 2000-10-25 2002-05-10 Sony Computer Entertainment Inc 回路基板ユニット、電子機器
JP4034937B2 (ja) 2001-01-09 2008-01-16 本田技研工業株式会社 車両の制御装置
ES2655254T3 (es) * 2006-01-16 2018-02-19 Mitsubishi Electric Corporation Circuito de control de motor y unidad exterior de aparato de aire acondicionado
JP2009064916A (ja) 2007-09-05 2009-03-26 Kokusan Denki Co Ltd 電子ユニット及びその製造方法
JP2011234559A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Sanyo Electric Co Ltd インバータ装置及びこれを搭載した電動車両
DE112012004841T5 (de) * 2011-11-21 2014-08-14 Autonetworks Technologies, Ltd. Gleichstromwandler
JP5813582B2 (ja) * 2012-06-01 2015-11-17 株式会社日本自動車部品総合研究所 電気機器
US8922034B2 (en) * 2012-07-27 2014-12-30 Illinois Tool Works Inc. Power converter for engine generator
JP2014044007A (ja) * 2012-08-27 2014-03-13 Toshiba Corp 空気調和機の室外機
JP2014192229A (ja) 2013-03-26 2014-10-06 Keihin Corp 車両用電子制御装置
CN104682457B (zh) * 2013-11-26 2017-08-29 台达电子企业管理(上海)有限公司 电子装置及汽车的充电装置

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