JPH03135373A - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は小型薄型化を実現したスイッチング電源装置に
関する。

（口〉従来の技術 スイッチング電源は第１８図に示すように、商用交流電
源を直接整流平滑回路（１１１）で直流に変換し、発振
回路（１２１）からの高周波例えば１００ＫＨｚ〜５０
０ＫＨｚのパルスでスイッチングトランジスタ（１３１
）をスイッチングし、スイッチングトランジスタ（１３
１）のコレクタ負荷であるフェライトトランス（１４１
）の２次側より出力電圧を得るものである。２次側の出
力電圧は２次側の整流電圧の変動を誤差増幅器（１５１
）で検出し、この出力をホトカブラを介してパルス幅変
調回路（１６１）に印加し、発振器（１２１）からの高
周波基準パルスをパルス幅変調させて安定化のフィード
バック制御系を形成している。

かかるスイッチング電源は、従来の低周波トランスを小
型軽量の高周波トランス＜１４１）に置換でき、電源装
置の小型軽量化に大いに寄与するのである。この様なス
イッチング電源は、例えは実公昭６２−１９１０７号公
報（８０２Ｍ　３／３３５　）に記載されている。

しかしながらスイッチング電源にはスイッチングノイズ
を発生させる宿命があり、このノイズが商用交流電源Ａ
Ｃラインに重畳して他の機器に影響を及ぼさないよう何
らかのノイズ対策が不可欠となる。この対策として、ス
イッチング周波数およびその高調波を除去するためにノ
イズフィルタとなるチョークコイルを電源回路に挿入す
る。

−船釣ノイズフィルタの回路は、第１８図に示すように
商用交流電源（１０１）と整流平滑回路（１１１）との
間に挿入される。Ｌはコモンモードチョークコイルであ
り、Ｃ１はノーマルモードノイズ低減用コンデンサでｔ
＆）、Ｃ２，Ｃ３はコモンモードおよびノーマルモード
の両モードのノイズ低減用コンデンサである。

小型のコモンモードチョークフィルとしては、例えば特
開昭６２−５３０１３号公報（ＨＯ３Ｈ７１０９）等で
示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来より既製のチョークコイルは、いず
れもある程度の厚みを有し、表面実装を要するハイブリ
ッド型集積回路には不向きである難点があった。そのた
め、ダイオードブリッジ回路以降の後段回路のみを小型
薄型化したもの、または前記後段回路と前記グイオード
ブリッジ回路等の前段回路の一部を１パツケージ化した
ものは実現可能であったが、前記ノイズフィルタを収納
できないので、スイッチング電源回路全てを１パツケー
ジ化したものは存在しなかった。従って、前記ノイズフ
ィルタが外付けとなるので、電子機器の小型薄型化の要
求を十分に満足できない欠点があった。

（二〉課題を解決するだめの手段 本発明は上記従来の欠点に鑑み成されたもので、ノイズ
フィルタ回路を構成するデータフィルタ（１１）を、前
記後段回路の薄型パルストランス（１４）やチョークコ
イル（１６）の厚みと同程度に小型薄型化し、前記前段
回路と前記後段回路を構成する全ての回路部品を同一基
板（１）上に集積化することにより、スイッチング電源
装置の小型薄型化を実現するものである。

また最も発熱量が大きいスイッチングＩＣ（１３）を金
属基板（１）のほぼ中央付近に配置することによって、
装置の熱分散をも考慮したスイッチング電源装置を提供
するものである。

（＊）作用 本発明によれば、ノイズフィルタ回路用電子部品のデー
タフィルタ（１１）を薄型化することによって他のパル
ストランス（１４）、チョークコイル（１６）、第１の
平滑コンデンサ（１２）、ノイズフィルタ（９）等の従
来から薄型であった部品との高さをそろえることができ
、そのためノイズフィルタ回路をも同一基板上に収納で
きる。従ってスイッチング電源装置全体を小型薄型化で
きる。

さらにスイッチングＩＣ（１３）を基板り１）の中央に
配置することによって、熱放散が悪化する小型化パッケ
ージにおいても、最も効率良く熱分散を行うことが可能
となる。

（へ）実施例 本発明のスイッチング′ＷＬ源装置は、第１図に示す如
く、比較的大型の絶縁基板（１）と、その絶縁基板＜１
）上に形成された所望形状の導電路（２）に搭載された
複数の電子部品より成る前段回路（６）および後段回路
（７）と、前段回路（７）および後段回路（４）を完全
に密封するケース材（１９〉とから構成されている。

絶縁基板（１）（以下基板という）は２０ｃＩＴｌ×３
０ＣＴｎサイズの比較的大型の基板が用いられる。

基板（１）としては例えば、フェノール基板、ガラスエ
ポキシ基板あるいは絶縁処理された金属基板が用いられ
る。本実施例では熱放散性の優れた金属製のアルミニウ
ム基板が用いられ、その表面には周知の陽極酸化技術に
よって酸化アルミニウム膜がコーティングされている。

本実施例で用いられる基板（１）の厚みは放熱を考慮し
てＩＩｍ〜４匝の比較的肉厚の基板が選択して用いられ
ている。

基板＜１）の−主面には１０〜７０μ厚のエポキシある
いはポリイミド等の絶縁樹脂層（図示しない）が貼着さ
れ、更にその絶縁樹脂層上には１０〜１０５μ厚の銅箔
（図示しない）が絶縁樹脂層ト同時にローラーあるいは
ポットプレス等の手段により貼着されている。なお、基
板（１）上に貼着される鋼箔は基板（１）の全域に亘っ
て一定の厚みを有するかもしくは部分的に銅箔の厚みを
異ならしめて貼着する様に設計される。本実施例では比
較的大きな電流容量および作業性を考慮し、基板（１）
全域に亘って７０μの銅箔が貼着されているものとする
。

基板＜１）の−平面上に設けられた銅箔表面上にはスク
リーン印刷によって所望形状の導電路を露出してレジス
トでマスクされ、貴金属（金、銀、白金）メツキ層が銅
箔表面にメツキされる。然る後、レジストを除去して貴
金属メツキ層をマスクとして銅箔のエツチングを行い所
望の導電路（２）が形成される。

導電路（２）上には複数の電子部品が搭載され交流電源
を整流する前段回路（６）と、その前段回路（６）によ
って整流された電源を所定の出力電源に変換する後段回
路（７）が同一平面上に形成されている。

前段回路（６）を構成する主な電子部品は、コンデンサ
（８）と、このコンデンサ（８）とＬＣ共振フィルタ回
路を構成してスイッチング部分のＩＯＫ〜５００にの比
較的低い周波数のノイズを除去するためのノイズフィル
タ（９）と、交流電源を直流電源に整流する整流回路（
１０）とから構成されている。

以下に前段回路（６）の各主部品について説明する。

コンデンサ（８）は第１図からは明らかでないが１６１
ｆｆｌｌＸ２５ｆｆｌｌｌＸ８１１ｆｌｌの直方体形状
であり、コンデンサ（８）の端子が導電路（２）に半田
で接続される。

ノイズフィルタ（９）は第２図および第３図に示す如く
、絶縁導体（９ａ）をスパイラル状に巻回し絶縁薄板（
９ｂ）（９ｃ）で挾持され且つその中央部付近で帯状に
フェライト（９ｄ）を配置して形成される。その形状は
３２ｍｍＸ５０ａ＋Ｘ９ｍｍの扁平直方体形状であり、
４コーナに設けられた端子（９ｅ）が導電路（２）に半
田で接！ａされる。

整流回路（１０）は周知の如く、ダイオード部品がブリ
ッジ構成をなす様に導電路（２）と半田で接続される。

次に後段回路（７）を構成する主な電子部品はノイズフ
ィルタ（９）で除去されない外来ノイズを含む高周波お
よび低周波のノイズを除去するデータフィルタ（１１）
と、整流回路（１０）で整流された直流電源を平滑する
第１の平滑コンデンサ（１２）と、パルストランス（１
４）の１次巻線に流れる電流をスイッチングコントロー
ルするスイッチングＩＣ（１３）と、１次巻線および２
次巻線を備えたパルストランス（１４）と、パルストラ
ンス（１４）より変換された２次巻線側の出力を整流す
る整流ダイオード（１５）と、パルストランス（１４）
から出力された励磁電流を蓄積し外部の負荷へエネルギ
ーを放出するチョークコイル（１６）と、チョークコイ
ル（１６）を介してリップル成分を含んだリップル電流
を平滑する第２の平滑コンデンサ（２０）とから構成さ
れている。

以下に後段回路（７）の各主部品について説明する。

本発明で最大の特徴とするところはデータフイルタ（１
１）である。以下にそのデータフィルタ（１１）につい
て詳述に説明する。

第４図はデータフィルタ〈１１）の上面図であり、第５
図は扁平フェライトコアの側面図であり、第６図Ａ、Ｂ
は絶縁被覆した導体の上面図およびその断面図である。

データフィルタ（１１）は、扁平フェライトコア（１１
８）と、絶縁被覆した複数本の箔状導体（ｌｌｂ）とで
構成されている。

扁平フェライトコア（ｌｌａ）は、同一特性を有する均
一のフェライト材料（例えば日本フェライト材のＧＰ−
７）を焼成して形成される。形状は扁平で直方体であり
、貫通孔（ｌｌｃ）は薄い側面に直交するように延在き
れている。貫通孔（ｌｌｃ）は１以上形成されるが、電
源ラインに挿入される用途から２個離間して設けられる
のが通常である。

従って図面では貫通孔＜１ｌｃ）を２個有する扁平フェ
ライトコア（ｌｌａ）が示されている。この図面を参照
すると、フェライトコア（ｌｌａ）は４６１ＴＩＩＩＸ
３０Ｔ１１ＴＩＸ８１１１１１１の扁平直方体形状であ
り、貫通孔（１１ｃ）は４６＋１１＋１Ｘ８ＴＩｉｌｌ
の側面から対向面まで直線状に延在され、８！ＩＩｎの
厚みの中央に位置している。

貫通孔（ｌｌｃ）の断面は１３ｍｎＸ０．６＋１１１ｎ
であり、両賞通孔（ｌｉｅ）（ｌｌｃ）間は８τはど離
している。この貫通孔（ｌｌｃ）は４ｍｎの厚みのフェ
ライト板に０．３１の深さの溝を形成したのち、２枚の
フェライト板を貼り合わせて形成される。

複数本の導体（１１ｂ）は、錫メツキ軟鋼平角線（１１
ｅ）を複数本平行に延在させ、ポリエステル（ｌｌｆ）
でサンドイッチして接着して形成されている。錫メツキ
軟鋼平角線（ｌｉｅ）は１つの導体（ｌｌｂ＞当り４本
とし、厚み０．１下で幅１．２７ＴＩＩＩｌのものを用
い、線間ピッチは２．５４１＋１１１に配置した。従っ
て導体（ｌｌｂ）の仕上がり厚はポリエステル（ｌｌｆ
）を加えて、０．４３１ｆｆｌｌになっている。

この導体（ｌｌｂ）は貫通孔（ｌｌｃ）に１枚ずつ挿入
され、導体（ｌｌｂ）の両端はフェライトコア（ｌｌａ
）より突出している。きらに導体（ｌｌｂ＞端部の錫メ
ツキ軟鋼平角線（ｌｉｅ）は露出されており、データフ
ィルタと他の回路との接続に用いられる。

次にこのデータフィルタ（１１）の等価回路図を第７図
に示す。このデータフィルタ（１１）は導体（１１ｂ〉
とフェライトコア（ｌｌａ）間で形成されるし成分とポ
リエステル（ｌｌｆ）を誘電体層として導体（ｌｌｂ）
とフェライトコア（ｌｌａ）間で形成されるＣ成分とを
有する。しかもこのＣ成分はＬ成分とフェライトグラン
ド（ＦＧ）間に挿入されるため、コモンモードノイズ低
減用コンデンサとしての働きを有する。本実施例ではこ
のし成分は約２μＨ，Ｃ成分は５〜２５ＰＦを得ている
。

さらに第８図および第９図に本発明によるデータフィル
タの特性を示す。第８図は第４図に具体的に説明したデ
ータフィルタ（１１）のインダクタンスの周波数特性を
示し、インダクタンスは約３ＭＨｚまで平坦に約２μＨ
であり、１０ＭＨｚでも約０．７μＨを有している。一
方、第９図は同様にインピーダンスの周波数特性であり
、約３　ＭＨｚより急峻に立ち上がっている。この結果
、このデータフィルタ（１１）は５０Ｈｚ〜約２０ＭＨ
ｚの広帯域に渡ってフィルタ効果を有し、スイッチング
周波数５００ＫＨｚのスイッチング電源においても５０
０ＫＨｚとその高調波のスイッチングノイズを確実に除
去できる。

ところで、このデータフィルタ（１１）を基板（１）上
に搭載する場合は導体（ｌｌｂ）の先端部と導電路（２
）とを半田で固着することで行われる。更に述べると、
導体ｍｂ）は電源ラインとなる導電路（２）間を接続す
る様にデータフィルタ（１１）が面実装されることにな
る。尚、データフィルタ（１１）の高さは、ノイズフィ
ルタ（９）、第１の平滑コンデンサ（１２）、パルスト
ランス（１４）、チョークコイル（１６）等が実現可能
な高さとほぼ同じ高さに設定されている。

第１の平滑コンデンサ（１２）は７０１！ｌｌｌＸ１０
０ＴＩＩＩＩＸ６１１ｆｆｉｌサイズの薄型の電解コン
デンサが用いられ上述した導体（ｌｌｂ）で近傍の導電
路（２）と接続される。更に述べると第１の平滑コンデ
ンサ〈１２）は第１０図に示す如く、コンデンサ（１２
ａ）上面には接続ビン（図示しない）が上方に向いて設
けられている。コンデンサ（１２ａ）上には接続ビンと
対応するスルーホールを有した絶縁板（１２ｂ）が配置
される。絶縁板（１２ｂ）の上面にはスルーホールから
延在された接続用の導電パターン（１２ｃ）が形成きれ
ている。スルーホールに半田が被覆されるとコンデンサ
（１２ａ）と導体パターン（１２ｃ）とが電気的に一体
化され導電路（２）と接続する接続用の導体パターン（
１２ｃ）が上面側に配置されることになる。

スイッチングＩＣ（１３）は第１１図に示す如く、絶縁
処理されたアルミニウム基板（１３ａ）上にエポキシあ
るいはポリイミド等の絶縁樹脂層（１３ｂ）を介して所
望形状に形成された導電路（１３ｃ）上にパワートラン
ジスタ（１３ｄ）、トランジスタ、チップ抵抗、および
チップコンデンサ等の複数の回路素子（１３ｅ）が固着
されて構成される。アルミニウム基板（１３ａ）上に搭
載されたパワートランジスタ（１３ｄ）および複数の回
路素子（１３ｅ）はエポキシ系の樹脂（１３ｆ）によっ
て被覆処理されている。本実施例で用いられるアルミニ
ウム基板（１３ａ）は３　ｇ　ａｎ　ｘ６０１Ｔｉｌｌ
のサイズを有している。また、基板（１３ａ）の−周端
部には外部リードが導出されている。

スイッチングＩＣ（１３）は最とも発熱を有するもので
あり、基板（１）上に搭載する場合はその発熱の熱分散
を考慮して基板（１）の略中央付近に搭載する様に設計
される。

スイッチングＩ　Ｃ（１３）を基板（１）に搭載する場
合は、第１１図の如く、基板（１）上にスイッチングＩ
Ｃ（１３）の相対向する周端辺より突出する導体（１３
ｇ）を設けておき、Ｚ型の取付金具（１３ｈ）でスイッ
チングＩＣ（１３）の周端辺を固定し導体（１３ｇ）と
金具（１３ｈ）とを半田付けして一体化する。即ち、ス
イッチングＩＣ（１３）は別工程であらかじめ形成され
ており、基板（１）上に平面的に搭載した後にスイッチ
ングＩＣ（１３）の外部リードと導電路（２）を半田で
接続する。

基板（１）の略中央部に配置されたスイッチングＩＣ（
１３）の隣接する周辺には後述するパルストランス（１
４）およびチョークコイル（１６）等のある程度発熱を
有する部品が配置され各部品の発熱を基板（１）を用い
て効率よく放熱される様に設計されている。

パルストランス（１４）は第１２図および第１３図に示
す如く、蛇腹状に形成された金属箔（１４ａ）と絶縁層
（図示しない）を複数層に積層しフェライトコア（１４
ｂ）で挾持する様に形成される。即ち、金属箔（１４ａ
）は１次巻線用（１４ａ’）、２次巻線用（１４８″）
およびスイッチングＩ　Ｃ（１３）の補助電源の補助巻
線（１４ａ”’）の夫々の巻線が絶縁層を介して形成き
れ、夫々の巻線から接続用端子（１４ｂ’）（１４ｂ″
）（１４ｂ”’）が導出され所定の導電路（２〉と接続
される。

図中からはあきらかではないがこのパルストランス（１
４）のサイズは３０１１１１１Ｘ６０ｆｆｌｌｌＸ８ｍ
ｌの扁平直方体形状である。

ｔｉダイオード（１５）はパルストランス（１４）の出
力を整流するものであるだけでよいため通常の電子部品
ダイオードが用いられる。

チョークコイル（１６）は第１４図および第１５図に示
す如く、パルストランス（１４）と同様に蛇腹状に形成
された金属箔（１６ａ）と絶縁層（図示しない）を複数
層に積層しフェライトコア（１６ｂ）で挾持する様に形
成される。金属箔（１６ａ）の両端には接続用端子（１
６ｃ）が導出され所定の導電路（２）と接続される。チ
ョークコイル（１６）の大きさは図中から明らかでない
が２５１１＋１Ｘ６０１１１＋１Ｘ８１１１１１の扁平
直方体形状である。

第２の平滑コンデンサ（２０）はダイオード（１５）と
同様に小型の部品より構成されている。

ところで、前段回路（６）および後段回路（７）が形成
された基板（１）上にはＡＣ入力を行う外部コネクタ（
１７）が接続される。

外部フネクタ（１７）はエポキシ樹脂等の絶縁樹脂板（
１７ｃ　）で形成され、基板（１）に固着する固着領域
（１７ａ）と外部回路と接続されるコネクタ領域（１７
ｂ）とを有している。固着領域（１７ａ）の周端辺には
複数のスルーホール（１７ｄ）が形成されており、その
スルーホール（１７ｄ）を複数個含む様にその両面には
導体（１７ｅ）（１７ｅ’）が形成されている。この導
体（１７ｅ）（１７ｅ’　）が延在されるコネクタ領域
（１７ｂ）上には各導体（１７ｅ）（１７ｅ’　）から
延在された複数の接続端子＜１７ｆ〉（１７ｆ′〉が形
成されている。接続端子（１７ｆ）は交流電源用の端子
であり、接続端子（１７ｆ’）はフレームグランド（ア
ース）用のグランド端子である。

外部コネクタク１７）を基板（１）上に固着する場合コ
ネクタ領域（１７ｂ）を突出する様に配置して半田で固
着する。このとき、半田は毛細管現象でスルーホール（
１７ｄ）内に充填されるので基板（１）と外部フネクタ
（１７）は少ないスペースで強固に固着されることにな
る。この様に本発明の外部コネクタ（１７）を用いれば
金属基板（１）にコネクタ端子を容易にしかも少ないス
ペースで強固に固着することができる。

一方、外部コネクタ（１７）が固着された基板＜１）の
反対の周端部には図示されないが外部の負荷へ出力電源
を供給するリード線が固着きれている。

ところで、上述した基板（１）は固定部材（１８）を介
してケース材（１９）と一体止される。

第１図Ｂは本実施例で用いられる固定部材＜１８）を示
す斜視図である。本実施例の固定部材（１８）はアルミ
ニウム製の固定部材（１８ａ）と樹脂製の固定部材（１
８ｂ）の２種類を組合せて用いられる。

夫々の固定部材（１８ａ）（１８ｂ）は基板（１）が大
型サイズであるために発生するそりを防止するために基
板（１）の周端辺に配置される。このとき、アルミニウ
ム製の固定部材（１８ａ）は外部コネクタ（１７）およ
び外部リード線が固着されていない方へ配置きれ、樹脂
製の固定部材（１８ｂ）は外部コネクタ（１７）および
リード線が配置される方へ配置される。

夫々の周端辺に配置された夫々の固定部材（１８ａ）（
１８ｂ）は各フーナ部においてネジ（１８ｃ）で一体止
される。また、夫々の固定部材（１８ａ）（１８ｂ）の
所望位置には固定用の貫通孔（１８ｄ）が形成され、基
板（１）とネジ（図示しない）で固定される。

このとき、アルミニウム製の固定部材（１８ａ）が配置
される基板（１）上にはアース用の導電路（２ａ）が形
成されており、基板（１）とネジ（図示しない）止めす
る際にアース用導電路（２ａ〉と導通される。

一方、樹脂製の固定部材（１８ｂ）は外部フネクタ（１
７）およびリード線を基板（１〉と挾持するかたちとな
り外部コネクタ（１７〉およびリード線の剥離を防止す
る役目を行う。

基板（１）の周端辺に夫々の固定部材（１８ａ）（１８
ｂ）を固定した後、第１図Ｃに示す如く、金属製のケー
ス材（１９）を固定することで薄型のスイッチング電源
回路が完成される。

ケース材（１９）と夫々の固定部材（１８ａ）（１８ｂ
）は金属製のネジ（図示しない）によって固定される。

この結果、基板（１）上に形成されたアース用導電路（
２ａ）は金属製の固定部材（１８ａ）を介してケース材
（１９）と導通し同電位となりシールド効果を備えるこ
とになる。

また、基板（１）上で発熱した熱は基板（１）で放熱さ
れると共に金属製の固定部材（１８ｇ）を伝導してケー
ス材（１９）で更にその熱が放出される。即ち、基板（
１）とケース材（１９）との両面で放熱が行える。

本発明では基板（１）上に搭載された全ての部品の高さ
が１０１１１１以下としたことで前段回路〈６）と後段
回路（７）を実装した電源ユニットを超薄型で対応する
ことができる。しかも上述した如く、放熱のための専用
のフィンを不必要で実現することが可能となった。

以下に本発明を用いたコンピュータ用の電源のスイッチ
ング電源回路について具体例を示す。

第１６図はスイッチングレギュレータの回路図を示す。

商用交流電源ＡＣは、先ずコンデンサ（３１）とノイズ
フィルタ（３２）とで構成する第１のフィルタ回路（３
３）を通り、ダイオードＤ、−Ｄ４から成るブリッジ回
路（３４）により整流され、続いてデータフィルタ（３
５〉とコンデンサ（３６）（３７）（３ｇ＞から成る第
２のフィルタ回路（３９）に印加される。第１のフィル
タ回ｆｆｉ　（３３）はコンデンサ（３１）のコンダク
タンスＣとノイズフィルタ（３２）のインダクタンスＬ
により比較的狭い帯域幅の周波数特性しか得られないの
で、５０ＫＨｚ〜５００　ＫＨｚの低周波ノイズを除去
できるよう、また第２のフィルタ回路（陳）はデータフ
ィルタ（３５）により比較的広い帯域幅の周波数特性が
得られるので、コンデンサ（３６）　（３７）　（３８
）によりＩ　ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの高周波ノイズを除去
するように夫々の素子の値が決められている。尚、第２
のフィルタ回路（η）をブリッジ回路（ハ）より商用文
ｆｆ１ｔｆｉＡｃ側に配置しても回路的には何ら支障無
い。（４０）はフレームグランドである。

ブリッジ回路（３４）により余波整流された電源電圧は
平滑コンデンサ（４１）により平滑化きれ、その直流電
圧はパルストランス（４２）の１次巻線側を介してスイ
ッチングトランジスタ（４３）のソースに印加されてい
る。スイッチングトランジスタ（４３）のゲートには発
振回路（４４）の高周波例えば１００ＫＨ２〜５００Ｋ
Ｈｚのパルスがパルス幅変調回路（４５）でパルス変調
されて印加されており、この信号によってスイッチング
トランジスタ（４３）がスイッチングされる。（４６〉
はスイッチングトランジスタ（４３）に流れる電流を検
出し、パルス幅変調回路（４５）によってトランジスタ
に流れる電流を制限しつつ電源を過負荷から保護する為
のカレントトランス、（４７）はパルストランス（４２
）のフライバック電圧からスイッチングトランジスタ（
４３）を保護する為のスナバ回路である。

スイッチングトランジスタ（４３）のＯＮ時、パルスト
ランス（４２）の１次巻線側に前記直流電圧が入力され
ることによってパルストランス（４２）の２次巻線側に
誘起される電圧は、整流ダイオードＤ。

で整流さ、れ、チョークコイル（４８）とコンデンサ（
４９）から成る出力フィルタ（５０）で平滑されること
により直流に変換されて出力電圧ＯＵＴとして出力され
る。スイッチングトランジスタ（４３）のＯＦＦ時、チ
ョークコイル（４８）に蓄積されたエネルギーは、ダイ
オードＤ、と出力フィルタ（５０）により直流に変換さ
れて出力電圧ＯＵＴとして供給される。

出力電圧ＯＵＴは、電圧の安定化を行うための誤差検出
回路（５１）と、内部機器を過電圧から保護するための
過電圧検出回路（５２）に同時に印加される。誤差検出
回路（５１）は、基準電圧を作るツェナーダイオード（
５３）および抵抗Ｒ，と、ホトカブラのホトダイオード
（５４）を駆動するためのトランジスタ（５５）と、ト
ランジスタ（５５）をバイアスするための抵抗Ｒ＊、Ｒ
ｓとから成り、トランジスタ（５５）はベースに印加さ
れた電圧が増大しツェナーダイオード（５３）の基準電
圧より大きくなるとホトダイオード（５４）にｘｉを流
して発光させる。ホトカブラの受光部（５６）はホトダ
イオード（５４）と先約に結合されており、ホトダイオ
ード（５４）の発光量が増すに従って導通状態になり、
パルス幅変調回路（４５）を制御してスイッチングトラ
ンジスタ（４３）のベースに印加されるパルス幅を狭く
シ、スイッチング期間を短くすることにより出力電圧Ｏ
ＵＴを減少させる様に働く。−実出力電圧が減少してト
ランジスタ（５５）のベース電圧が低下すると、ホトダ
イオード（５４）の発光量が減少し、パルス幅変調回路
（４５）は前述と逆の動作をし、出力電圧ＯＵＴを上昇
させるように働く。このように出力電圧ＯＵＴをホトカ
ブラでパルス幅変調回路（４５）に帰還することによっ
て電圧の安定化がなされる。過電圧保護回路（５２〉は
、基準電圧を作るツェナーダイオード（５７）と、ホト
サイリスタのホトダイオード（５８）とから成り、ツェ
ナーダイオード（５７）は出力電圧ＯＵＴがその基準電
圧を超えると導通してホトダイオード（５８）に電流を
流し、ホトダイオード（５８）を発光させる。ホトサイ
リスタの受光部（５９）はホトダイオード（５８）の発
光によって導通状態となり、電源電圧発生回路（６０）
に作用してスイッチングＩＣ（６１）の各回路への電源
供給を停止し、スイッチングレギュレータ回路の動作を
停止する。

このように出力電圧ＯＵＴをホトサイリスタで帰還する
ことにより、出力電圧ＯＵＴが異常値になった場合に内
部機器を過電圧から保護する。

以上の動作を行うことで商用交流電源を所定の出力を有
す直流電源に変換することができコンピュータシステム
の電源ユニット部として用いられる。

第１７図は第１６図で示したスイッチングレギュレータ
回路を本実施例の基板（１）上に実装した場合を示す平
面図であり、実装される各部品の符号は第１６図の回路
図で示した符号と同一にしである。

第１７図に示す如く、基板（１）の周端辺および中央部
にはアース用の導電路〈２ａ〉が形成されている。中央
部のアース用導電路（２ａ）は前段回路（６）と後段回
路（７）とを仕切る様にパターンニングされている。前
段回路（６）および後段回路（７）が形成される基板（
１）上の導電路（２）は各部品が接続されている。即ち
、（１７）は外部コネクタ、（３１）はコンデンサ、（
３２）はノイズフィルタ、（３４）は整流回路、（３５
）はデータフィルタ、＜４１＞は平滑コンデンサ、（４
６）はカレントトランス、（６１）はスイッチングＩ　
Ｃ，（４２）はパルストランス、（４８）はチョークコ
イル、（４９）はコンデンサである。

第１７図から明らかな如く、基板（１）の略中央部にも
っとも発熱を有するスイッチングＩＣ（６１）が配置さ
れ、その隣接する周辺にはある程度発熱を有するパルス
トランス（４２）およびチョークコイル（４８）が配置
されている。更に薄型データフィルタ（３５）は電源ラ
イン間に配置されている。

この基板（１〉には第１図ＢおよびＣに示した固定部材
とケース材とが用いられて完全封止が行われスイッチン
グ電源装置が実現される。

本実施例では後段回路（７）にデータフィルタ（１１）
が配置されているが、前段回路（６）側にデータフィル
タ（１１）を配置することも可能である。

（ト〉発明の効果 以上に説明した通り、本発明によれば、ノイズフィルタ
回路を構成するデータフィルタ（１１）をも小型薄型化
し、スイッチングレギュレータ回路の前段回路と後段回
路を全て同一基板上に集積化することにより、小型薄型
化を実現したスイッチング電源装置を実現できる利点を
有する。そのため電子機器の小型化に一層寄与できる利
点を有する。

また、全ての回路構成部品を放熱性良好なる金属基板上
に表面実装したので、放熱特性に優れる利点をも有する
。

さらに、発熱量が最も大きいスイッチングＩＣ（１３）
を基板（１）中央に配置することによって熱分布を均一
化できるので、放熱設計が容易となり最も効率的な放熱
特性を持たせることができる利点をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１７図は本発明を説明するための図であり
、第１図Ａ乃至第１図Ｃは本発明のスイッチング電源装
置を示す斜視図、第２図と第３図は夫々ノイズフィルタ
（９）を示す平面図と側面図、第４図と第５図は夫々デ
ータフィルタ（１１）を示す平面図と側面図、第６図Ａ
と第６図Ｂは夫々データフィルタ（１１）の箔状導体（
１１蜀を示す平面図と側面図、第７図はデータフィルタ
（１１）の等価回路を示す回路図、第８図と第９図はデ
ータフィルタ（１１）の周波数特性を示す特性図、第１
０図は第１の平滑コンデンサ（１２）を示す斜視図、第
１１図はスイッチングＩＣ（１３）を示す断面図、第１
２図と第１３図は夫々パルストランス（１４）を示す平
面図と側面図、第１４図と第１５図は夫々チョークコイ
ル（１６）を示す平面図と側面図、第１６図はスイッチ
ングレギュレータの回路図、第１７図は金属基板（１）
上の導電路（２）パターンと主要部品の配置を示すため
の平面図である。 第１８図は従来例を説明するための回路図である。 〈１〉・・・金属基板、　（９）・・・ノイズフィルタ
、　（１１）・・・データフィルタ、　（１３）・・・
スイッチングＩＣ，（１４）・・・パルストランス、（
１６）・・・チョークコイル。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用交流電源に接続された整流回路とノイズを除
   去するノイズフィルタとを有した前段回路と、 スイッチング動作を行うスイッチング回路と前記スイッ
   チング回路の負荷となるパルストランスとを有した後段
   回路とを備えたスイッチング電源装置において、 前記前段回路および後段回路を同一絶縁基板上に搭載し
   且つ発熱を有する前記スイッチング回路を前記絶縁基板
   の略中央部分に配置したことを特徴とするスイッチング
   電源装置。
2. （２）前記絶縁基板は絶縁処理されたアルミニウム基板
   を用いたことを特徴とする請求項１記載のスイッチング
   電源装置。
3. （３）前記絶縁基板上に形成される導電路は銅箔が用い
   られたことを特徴とする請求項１記載のスイッチング電
   源装置。
4. （４）前記スイッチング回路は絶縁処理された金属基板
   上に形成されていることを特徴とする請求項１記載のス
   イッチング電源装置。
5. （５）前記金属基板上に形成されるスイッチング回路は
   ベアチップおよび印刷抵抗体を備えてなることを特徴と
   する請求項４記載のスイッチング電源装置。
6. （６）前記金属基板は取付け金具により前記絶縁基板上
   に固着搭載されることを特徴とする請求項４記載のスイ
   ッチング電源装置。
7. （７）前記スイッチング回路に隣接して他の発熱を有す
   る電子部品を配置したことを特徴とする請求項１記載の
   スイッチング電源装置。