JPH0340759A - Ｄｃ―ｄｃコンバータ - 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】 産業上の利用分野 この発明は、直流入力電圧を異なった直流出力電圧に変
圧スるコンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）の冷却構成
に関する。

従来技術 ＤＣ−ＤＣコンバータは電子機器や産業機器（コンピュ
ータ、電話交換機、半導体検査装置など）の制御部にこ
れらの電源として多くが用いられており、最近ではスイ
ッチング周波数がＩＭＨ２に達する超高周波スイッチン
グのものが現れ、小型・軽量化が進むとともに、コンバ
ータ自体電子機器の狭いスペースに押込まれる傾向が強
くなっている。

一方、現在のところどのように効率の良いＤＣ−ＤＣコ
ンバータであっても発熱を避けられない。

つまり、コンバータを構成する回路中に組込まれた、直
流電源をパルス化するためのトランジスタ（ＭＯＳ　　
ＦＥＴなどのスイッチング素子）、変圧のための高周波
トランス、あるいは整流平滑のためのダイオード等で入
力電力の一部が熱として消費される。

そして、ＤＣ−ＤＣコンバータでは回路構成や使用部品
の耐熱性から、そのモジュールのケーシングにおけるベ
ースプレートの温度が８５℃以下に維持されるのが好ま
しく（現況）、ベースプレートにヒートシンクを接合し
て発生する熱を外部に放出している。

また、自然空冷で熱放出が不足する場合はモジュールの
外面に冷却ファンを装着して強制空冷を行っている。こ
の場合に、前記の小型・軽量化が進む中（スイッチング
周波数の１／２乗に比例して体積を小さくすることがで
きる）で冷却の重要度が増すとともに、その構造も小形
化、シンプル化を要求されている。

ところで、従来の冷却ファンのモータは、モジュールの
ＤＣ−ＤＣ変換回路から直接リード線を引出して電源と
しており、リード線の引出しが煩わしい上、リード線か
ら高周波雑音が輻射されたり、リード線が冷却ファンに
よる送風を阻害してしまうなどの難点があった。

発明が解決しようとする課題 この発明は、冷却ファンを備え、冷却ファン用モータの
駆動にリード線を必要としないＤＣ−ＤＣコンバータの
提供を課題とする。

課題を解決するための手段 ＤＣ−ＤＣ変換回路の一次側と二次側を連結する変圧器
にトランスを磁気結合させる。

前記トランスを冷却ファン用モータの電源とする。

作用 変圧器が駆動されると、これに磁気結合されたトランス
に電圧が誘起され、冷却ファン用モータの電源となる。

実施例 第２，３図はＤＣ−ＤＣコンバータ（以下、単にコンバ
ータという）の構造を示している。

コンバータの本体（ＤＣ−ＤＣ変換回路部分）は基板１
に実装されて樹脂ケース２の内部にポツティング（樹脂
を注入し固化め）され、該樹脂ケース２の上面にアルミ
ニウム酸のベースプレート３が装着されている。

さらに、ベースプレート３の上面には多数のフィン４を
備えたヒートシンク５が密着されている。

ヒートシンク５の中央は平らに切欠かれ、モータ一体型
の冷却ファン６とポットコア型トランス７が固定されて
いる。

第１図は回路構成の概要を示し、鎖線より下方のコンバ
ータ側８は一次側のスイッチング回路９と、出力整流回
路１０および出力平滑回路■１からなる二次側が高周波
変圧器１２で連結され、出力側からスイッチング回路９
に、設定された定電圧、定電流を維持し、また、過電圧
から回路を保護するなどの機能を有する制御回路１３が
接続されている。

なお、この制御回路１３はＴＲ１Ｍ端子を備え、本コン
バータに接続してこれを利用する電子機器などからの要
求に応じ（制御信号によって）、出力電圧を調整する機
能も有する。つまり、制御信号によってコンバータにお
けるスイッチング回路（前記スイッチング素子を備える
）のスイッチング周波数が変更され、高周波変圧器１２
の二次側電圧が調整される。

鎖線より上方の冷却ファンの側１４ではトランス７の巻
線の両端に該ファンのモータＭが接続されている。モー
タＭは１２ｖ、０．４Ｗのブラシレス直流モータで、実
施例としたコンバータの入力電圧範囲は１０〜３７０　
ｖ、出力電圧範囲は５〜４８ｖである。トランス７から
の電源を整流しモータＭとして他のタイプのものを利用
することもある。

トランス７はボットコア型で、第３図に示すように下方
に位置する高周波変圧器↓２にできるだけ近接させて取
付け、高周波変圧器１２と磁気的に結合させる。

すなわち、ヒートシンク５の基部に開口１５を設けると
ともにこれ対応するベースプレート３の個所に樹脂で遮
蔽した開口１６を設け、さらにベースプレート３の開口
周縁にザグリを入れて、トランス７と高周波変圧器１２
とを１〜２ｍｍまで近接させている。

冷却ファン６およびトランス７はヒートシンク５を取り
つけてコンバータを完成してから、ヒートシンク５上面
の切欠いた平面部にビス止めあるいは接着により固定す
る。

なお、高周波変圧器１２の上端面は放熱効果を上げるた
めにベースプレート３の内側面に密着されている。

コンバータが作動されると、直流入力がスイッチング回
路９において高周波のパルスに分割され、高周波変圧器
２の一次側コイルの電圧が高い周波数で脈動し、同変圧
器１２に同じ高周波の交番磁界が生じる。

これにより、−次側電力が所定の電圧比で二次側に伝達
され、ついで整流平滑されて直流出力となる。

この間、制御回路１３はこの出力が安定するように機能
するが、前記のように制御回路１３のＴＲ１Ｍ端子に電
子機器からの制御信号が伝達されると、これによって指
令された電圧あるいは電流を維持するように作動する。

これと同時に前記の高周波交番磁界は、磁気的に結合さ
れたトランス７に作用してその巻数に応じた電圧を誘起
しモータＭの電源となる。

なお、この電圧は高周波変圧器１２における交番磁界の
周波数が変化するとこれに比例して変化するから、前記
モータＭの回転数すなわち冷却ファン６の送風量はコン
バータの出力に比例して自動的に増減する。

以上は実施例であって、本願発明は図示し説明した具体
的構造に限定されるものではない。

発明の効果 磁気結合により冷却ファン用モータの電源を得るので、
リード線などで、コンバータ内部と外部を連結する必要
がなく、また、冷却ファンやその電源となるトランスは
、コンバータ内部の変換回路とは構造的に隔離している
ので、ヒートシンク上面にこれらを完全な後付けで取り
つけることができるから、組立て作業が簡単になる。

リード線を必要としないから、高周波雑音を輻射する心
配が少なく、引回したリード線によって冷却ファンの送
風を阻害したり、リード線の被覆が熱で破損することに
よるトラブルなどを防止することができる。

コンバータの出力に冷却ファンの回転数を自動的に比例
させることができ、能率の良い冷却を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は回路構成のブロック図、第２図は一部を切欠い
た斜視図、第３図は縦斯面図である。 １・・・回路基板、２・・・樹脂ケース、３・・・ベー
スプレート、４・・・フィン、５・・・ヒートシンク、
６・・・冷却用ファン、 ７・・・トランス、 １２・・・高周波変圧器、 １５゜ １６・・・開口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＤＣ−ＤＣ変換回路の一次側と二次側を連結する変圧器
   に冷却ファン用モータの電源となるトランスを磁気結合
   させてあることを特徴としたＤＣ−ＤＣコンバータ。