JPH03145925A - 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。

（ロ）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フ（１３１
’）をスイッチングし、スイッチングトランジスタ（１
３１）の：２レクタ負荷であるフエライトト・ランス（
１４１）の２次側より出力電圧を得るものである。２次
（ＩＩＩの出力電圧は２次（ＩＩＩの整流電圧の変動を
誤象増幅器（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）からの高周波基壁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１Ｅ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生するのである。この様な
スイッチング電源は、例えば実装ＩＶ？　６２−１９１
０７号公報（ＨＯ２Ｍ　３／３３５　）　ニ記載されて
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。

一般的ノイズフィルタの回路部、第１８図に示すように
商用文流電Ｗ（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あ
り、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コイルとしては、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−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ダイオード
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〉課題を解決するための手段 木兄ｆ’Ｊｉ　ｉま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（１
１）を、前記前段回路の薄型パルストランス（１４）や
チＥ’ｌ−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
路部品を同一絶縁金属基板（１〉上に集積化し、基板の
少なくとも一側辺周端部の所定位置に電源と接続される
外部コネクタしてスイッチング／ｉｆ　、ｉ％ｉ装置の
小型薄型化を実現するものである。

（ネ）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。

更に本発明では絶縁金属基板〈１〉上に外部コネクタを
備えていることにより、電源部とダイレクトで接続が行
え電源線の引回し線を不要とする。

（へ〉実施例 本発明のスイッチング電源装置は、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（６〉および後段回路（７）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２０ｃｍＸ３０Ｃ
ｒｌ＋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ディングされている。

本実施例で用いられる基板（１）の厚みは放熱を考慮し
て１ｍｍ〜４ｍ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）が絶縁相脂層と同時にローラーあるい辻
ホットプレス等の手段により貼着されている。なお、基
板＜１）Ｊ：に貼着される銅箔番よ基板（１）の全域に
亘って一定の厚みを市するかもしく４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するし基板
（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−主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１６ｍ
ｎＸ２５ｎｙｎＸｇｍｎ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指状に
フェライト（９ｄ〉を配置して形成される。その形状は
３２ｔＩＩＩＩＸ５０１１１＋１Ｘ９１１１１１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）に半田で接続される。

整流回路（ｌＯ〉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ィルタ（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（ｌｌ
ａ）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１１本７１９７１社の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（ｌｉｅ）は薄い（ｌｌｆ而にＶｔ交するよ
うに延、ＩＨＨすれている。ｎ通孔（Ｉｌｃ）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（ｌｌｃ）を２側石４″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４６ｍｍｘ３０
１ＴｆｌｌＸ８ｍｌｌｌの扁平直方体形状であり、貫通
孔（ｌｌｃ）は４６ｍｍｘＢｎｖｎの側面から対向面ま
で直線状に延在され、８ｍの厚みの中央に位置している
。

貫通孔（ｌｉｅ）の断面は１３１ＴＩＴＩＸ０．６＋１
１１＋＋であり、内置通孔（ｌｌｃ）（ｌｉｅ）間はＢ
ｒｒｒｎはと離している。この貫通孔（Ｌｉｅ）は４ｍ
ｎの厚みのフェライト板に０．３ｍの深さの満を形成し
たのら、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（ｌｌｂ）は、錫メツキ軟銅平角線（１１
Ｃ）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
＠銅平角線（ｌｉｅ）は１つの導体（ｌｌｂ）当り４本
とし、厚み０．１ｍで幅１．２７ｍｍのものを用い、線
間ピッチは２．５４１１１１１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、０．４３ｍｍ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。さらに導体（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Ｌ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Ｌ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３　Ｍｔ（ｚまで平坦に約２
μＨ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２０
ＭＨｚ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５００　ＫＨｚのスイッチング電源におい
ても５００ＫＨｚ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（ｌｌｂ＞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７ＱｎｗｎＸ１００ｎ
ｉｎｘｓｎｙｎ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（１２ａ）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）上には接続ピ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　）が形成されている。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）ｔ−１第１１図に示す如く、
絶縁処理されたアルミニラｌ、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。アルミニラｌ、基板（１３ａ
　Ｌｌ二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（１
３ｆ）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３０１１１＋ｌＸ６
０ｍｍ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）は最っ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ＩＣ（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ＩＣ
（１３）の相対向する周端辺より突出する導体（１３ｇ
）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ＩＤ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）で挟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ＩＣ（１３）の補助電源の補助巻！
！（１４ａ”’）の夫々の巻線が絶縁層を介して形成さ
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３０ｎｎｘ　６　ｏｖｎＸ　Ｂｒｒｔｎ
の扁平直方体形状である。

整流グイオード（１５）ｉよパルストランス（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２５１＋１１１Ｘ　６０１１１ｍＸ　８ＴＩＩＩｌ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。

外部コネクタ（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（１７ｂ
）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社導
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（１７ｃ）（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（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〉と外部コネクタ
（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′：１ネクタ（１７〉を用い
れは金属基板（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ｆ′Ｌ荷へ出力
′電源を供給するリード線が固着されている。

ところで、上述した基板（１）は固定０１；材（１８）
を介し千り゛−ス材（１９）と一体止される。

第ｊ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
ニウム類の固定部材（１８ａ）と樹脂製の固定部材（１
８ｂ）の２種類を相合せて用いられる。

夫々の固定部材（１８ａ）（１８ｂ）ｔ、を基板（１）
が大型量ナイスであるために発生ずるそりを防止を−る
ために基板（１）の周端辺に配置される。このとき、ア
ルミニラｌ、製の固定部材（１８ａ）４よ外部ニー１ネ
クタ（１７）および外部リード線が固着されていない方
へ配置され、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）は各コ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、アルミニウム類の固定部材（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）は外部コネクタ（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
装置が完成される。

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
れると井に金属製の固定部材（１８ａ）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１０ｍＩｎ以下としたことで前段回路（６）と後段Ｉ
ｎｌ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「Ｉ丁ｆｅ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、−Ｄ、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）（３８）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
タ回路（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、５
０ＫＨｚ〜５００ＫＨｚ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（３９〉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（３９）をブリッジ回路（３４）より商用交流＄Ｅ
源ＡＣ側に配置しても回路的には何ら支障無い、　（４
０）はフレームグランドである。

ブリッジ回路（３４）により全波整流された電ｆｉ電圧
は平滑コンデンサ（４１〉により平滑化され、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１００ＫＨ２〜５００
ＫＨｚ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人力され
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Ｄ６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（４
８）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ＯＵ
Ｔ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
口路（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、ホトカプ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Ｒｔ、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）に電流を流
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）と先師に結合されており、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
し、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。−力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り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をホトサイリスクで帰還する
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ズテム
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ＩＣ
５（４２）はパルス［・ランス、＜４８）はチョーク＝
１イル、（４９）は１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
っとも発熱をイｆ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稈度発熱を有−１ろパ
ルストランス（４２〉およびチ三１−クコイル（４８〉
が配置されている。更に薄型データフィル々（３５）は
電源ライン間に配置されている。

この基板（１）に（ま第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）にテークフィルタ（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Ｈ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。

更に、本発明では金属基板に絶縁体よりなる外部コネク
タが固着されているため交流電源と接続する際にコネク
タ端子での接続が行え着脱が容易に行える。

史に外部コネクタは絶縁体で形成されているので金属基
板とショートする恐れが全くないため信頼性の向−にが
図れるものでｉ）る。

更に、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イｆ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（
ｌｌｂ）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
１０図は第１の平滑’Ｊ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１２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
ニ】イル（１６〉を示す平面図と側面図、第１６図はス
イッチングレキュレータの回路図、第１７図ζよφ属基
板（１）−ヒの導電路（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：１イル。

Claims (5)

【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、 前記前段回路および後段回路を同一絶縁金属基板上に搭
   載したスイッチング電源装置において、前記基板の少な
   くとも一側辺周端部の所定位置に前記商用交流電源に接
   続される外部コネクターを配置したことを特徴とするス
   イッチング電源装置。
2. （２）前記外部コネクターは絶縁樹脂板で形成され、前
   記基板に固着される固着領域と前記電源に接続されるコ
   ネクタ領域とを有し、前記固着領域に複数のスルーホー
   ルを設け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）前記外部コネクターは前記基板の周端部に配置さ
   れた樹脂製の固定部材と前記基板とで固定されているこ
   とを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
4. （４）前記絶縁金属基板は絶縁処理されたアルミニュウ
   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。
5. （５）前記絶縁金属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。