JPH06101928B2 - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
- Publication number
- JPH06101928B2 JPH06101928B2 JP1164192A JP16419289A JPH06101928B2 JP H06101928 B2 JPH06101928 B2 JP H06101928B2 JP 1164192 A JP1164192 A JP 1164192A JP 16419289 A JP16419289 A JP 16419289A JP H06101928 B2 JPH06101928 B2 JP H06101928B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- power supply
- shaped conductor
- heat
- conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の技術分野〕 本発明は、スイッチング電源における放熱構造に関する
ものである。
ものである。
スイッチング周波数が高くなるにつれて、大きな体積を
占める電力トランス、チョークコイル、平滑コンデンサ
が小さく構成できるようになり、スイッチング電源の小
型化が進みつつある。
占める電力トランス、チョークコイル、平滑コンデンサ
が小さく構成できるようになり、スイッチング電源の小
型化が進みつつある。
しかし周波数が高くなると、プリント基板の回路や回路
素子における発熱が多くなる。
素子における発熱が多くなる。
一石式やインバータ式のように、スイッチング素子によ
り駆動される電力トランスにより入力側と出力側が絶縁
されている電源においては、入力側は主として発振回路
の改善により発熱を少なくすることが図られているが、
出力側の回路の改善はあまり行われていない。
り駆動される電力トランスにより入力側と出力側が絶縁
されている電源においては、入力側は主として発振回路
の改善により発熱を少なくすることが図られているが、
出力側の回路の改善はあまり行われていない。
そのために出力側の回路の発熱が多くその放熱のため
に、前記した部品や回路素子が小さくなっているにもか
かわらず、電源全体の小型化が期待するほど進んでいな
いのが現状である。
に、前記した部品や回路素子が小さくなっているにもか
かわらず、電源全体の小型化が期待するほど進んでいな
いのが現状である。
本発明の課題は、スイッチング素子を経た後の出力側の
回路の放熱を効率よく行って、電源全体の小型化、特に
薄型化を実現することにある。
回路の放熱を効率よく行って、電源全体の小型化、特に
薄型化を実現することにある。
本発明のスイッチング電源は、スイッチング素子を経た
後の出力端子に接続するホット側とコールド側の電源ラ
インの夫々一部分を板状導電体により構成し、該電源ラ
インに接続し、発熱する回路素子を最も上側にしてその
下側に片側の板状導電体、熱伝導性絶縁体、残りの側の
板状導電体、別の熱伝導性絶縁体を順次重ね合わせて筐
体上に固定してあることを特徴とする。
後の出力端子に接続するホット側とコールド側の電源ラ
インの夫々一部分を板状導電体により構成し、該電源ラ
インに接続し、発熱する回路素子を最も上側にしてその
下側に片側の板状導電体、熱伝導性絶縁体、残りの側の
板状導電体、別の熱伝導性絶縁体を順次重ね合わせて筐
体上に固定してあることを特徴とする。
以下、本発明のスイッチング電源の実施例を示す第１
図、第２図を参照しながら説明うる。第１図は回路図、
第２図は放熱構造の断面の説明図である。
図、第２図を参照しながら説明うる。第１図は回路図、
第２図は放熱構造の断面の説明図である。
１石式のスイッチング電源を示す第１図において、１は
スイッチング素子、２はスイッチング素子１により駆動
される電力トランス、３は整流ダイオード、４はフライ
ホイールダイオード、５はチョークコイル、６は平滑コ
ンデンサ、７と８は夫々板状導電体である。板状導電体
７、８は、放熱性の優れた厚みが1mm程度の銅板を用い
るとよい。
スイッチング素子、２はスイッチング素子１により駆動
される電力トランス、３は整流ダイオード、４はフライ
ホイールダイオード、５はチョークコイル、６は平滑コ
ンデンサ、７と８は夫々板状導電体である。板状導電体
７、８は、放熱性の優れた厚みが1mm程度の銅板を用い
るとよい。
スイッチング素子１はトランス２の入力側の１次巻線９
に直列接続しており、商用電源10から整流回路11により
得られた直流を断続する。12はスイッチング素子１の制
御回路、13は入力コンデンサである。
に直列接続しており、商用電源10から整流回路11により
得られた直流を断続する。12はスイッチング素子１の制
御回路、13は入力コンデンサである。
トランス２の出力側の２次巻線14の片側は、ダイオード
３、板状導電体７、チョークコイル５を経てホット側の
出力端子15に接続し、他方は板状導電体８を経てコール
ド側の出力端子16に接続する。
３、板状導電体７、チョークコイル５を経てホット側の
出力端子15に接続し、他方は板状導電体８を経てコール
ド側の出力端子16に接続する。
板状導電体７と板状導電体８は、夫々ホット側とコール
ド側の電源ライン17、18内に接続してあり、その一部分
を構成している。ダイオード４とコンデンサ６は電源ラ
イン17、18間に接続しているが、ダイオード４は板状導
電体７と板状導電体８間に接続している。またダイオー
ド３の一端は、板状導電体７に接続する。
ド側の電源ライン17、18内に接続してあり、その一部分
を構成している。ダイオード４とコンデンサ６は電源ラ
イン17、18間に接続しているが、ダイオード４は板状導
電体７と板状導電体８間に接続している。またダイオー
ド３の一端は、板状導電体７に接続する。
そして、このようなスイッチング電源の回路はプリント
基板の導体パターンにより回路素子間を接続して形成さ
れるが、電源ライン17、18の一部分を断面積の広い板状
導電体７と板状導電体８で構成することにより、電源ラ
インの発熱を少なくすると共に、放熱を良好にする。
基板の導体パターンにより回路素子間を接続して形成さ
れるが、電源ライン17、18の一部分を断面積の広い板状
導電体７と板状導電体８で構成することにより、電源ラ
インの発熱を少なくすると共に、放熱を良好にする。
また、ダイオード３、ダイオード４と板状導電体７、８
を重ね合わすことにより発熱する回路素子の放熱も良好
にできる。
を重ね合わすことにより発熱する回路素子の放熱も良好
にできる。
すなわち、発熱する回路素子であるダイオード３、ダイ
オード４、板状導電体７、板状導電体８は、第２図に示
すように重ね合わせて筐体20に固定される。
オード４、板状導電体７、板状導電体８は、第２図に示
すように重ね合わせて筐体20に固定される。
ダイオード３、ダイオード４は、そのカソードが接続す
る板状導電体７の表面に固定される。
る板状導電体７の表面に固定される。
板状導電体７の下には熱伝導性絶縁板21を介して板状導
電体８がある。さらに別の熱伝導性絶縁板22を重ね合わ
せて筐体20に固定される。熱伝導性絶縁板21、22は、例
えば熱伝導性の優れたシリコーンのプラスチックシート
を用いるとよい。熱伝導性絶縁板21は板状導電体７、８
間、熱伝導性絶縁板22は板状導電体８、筐体20間を夫々
絶縁する。
電体８がある。さらに別の熱伝導性絶縁板22を重ね合わ
せて筐体20に固定される。熱伝導性絶縁板21、22は、例
えば熱伝導性の優れたシリコーンのプラスチックシート
を用いるとよい。熱伝導性絶縁板21は板状導電体７、８
間、熱伝導性絶縁板22は板状導電体８、筐体20間を夫々
絶縁する。
このように出力側の電源ライン17、18の一部分を放熱性
のよい板状導電体７、８で構成し、最上部の板状導電体
７に発熱するダイオード３、４を固定した状態で板状導
電体７、８を重ね合わせて筐体20に固定することによ
り、ダイオード３、４と電源ライン17、18からの熱が、
筐体20に効率良く放熱される。さらに、電力トランス２
の一部分であるコア23を板状導電体８の表面に固定し、
その放熱を行うこともできる。なお、フライバック方式
の場合には、ダイオード４は不要である。
のよい板状導電体７、８で構成し、最上部の板状導電体
７に発熱するダイオード３、４を固定した状態で板状導
電体７、８を重ね合わせて筐体20に固定することによ
り、ダイオード３、４と電源ライン17、18からの熱が、
筐体20に効率良く放熱される。さらに、電力トランス２
の一部分であるコア23を板状導電体８の表面に固定し、
その放熱を行うこともできる。なお、フライバック方式
の場合には、ダイオード４は不要である。
重ね合わされた板状導電体と熱伝導性絶縁板の厚みは、
他の回路部分が構成されるプリント基板と大差ないの
で、筐体20からの高さをそのプリント基板とほぼ同じに
して、互いに隣接させて筐体20に固定できる。
他の回路部分が構成されるプリント基板と大差ないの
で、筐体20からの高さをそのプリント基板とほぼ同じに
して、互いに隣接させて筐体20に固定できる。
第３図はダイオード３、ダイオード４、板状導電体７、
板状導電体８の配置の一例を平面的に示す説明図であ
る。
板状導電体８の配置の一例を平面的に示す説明図であ
る。
ダイオード３、４の放熱板を兼ねたカソード面19を板状
導電体７の表面に接触させて固定し、ダイオード４のア
ノードに接続する導線24を板状導電体８に接続する。板
状導電体７の孔25はチョークコイル５の片側の端子が挿
入し固定される孔であり、板状導電体８の孔26は電力ト
ランス２の２次巻線14のコールド側の端子が挿入し固定
される孔である。一点鎖線は、電力トランス２の配置さ
れる位置を表している。電力トランス２は、側面のコア
を板状導電体８の一部を折り曲げて垂直に立てた部分27
に接触させることによりコアの放熱を行える。電力トラ
ンス２やチョークコイル５は、プリント基板と板状導電
体８、板状導電体７にまたがって配置される。なお、第
３図では熱伝導性絶縁板21、22の図示を省略してある。
導電体７の表面に接触させて固定し、ダイオード４のア
ノードに接続する導線24を板状導電体８に接続する。板
状導電体７の孔25はチョークコイル５の片側の端子が挿
入し固定される孔であり、板状導電体８の孔26は電力ト
ランス２の２次巻線14のコールド側の端子が挿入し固定
される孔である。一点鎖線は、電力トランス２の配置さ
れる位置を表している。電力トランス２は、側面のコア
を板状導電体８の一部を折り曲げて垂直に立てた部分27
に接触させることによりコアの放熱を行える。電力トラ
ンス２やチョークコイル５は、プリント基板と板状導電
体８、板状導電体７にまたがって配置される。なお、第
３図では熱伝導性絶縁板21、22の図示を省略してある。
第４図は本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す
部分回路図である。
部分回路図である。
入力側で直流を高周波の交流に変換した後、出力側で整
流するインバータ式のスイッチング電源の出力側の回路
図だけを示している。
流するインバータ式のスイッチング電源の出力側の回路
図だけを示している。
電力トランス30の２次巻線31の片側は整流ダイオード3
2、板状導電体33、チョークコイル34を経てホット側の
出力端子35に接続し、他方は整流ダイオード36を経て板
状導電体33に接続する。
2、板状導電体33、チョークコイル34を経てホット側の
出力端子35に接続し、他方は整流ダイオード36を経て板
状導電体33に接続する。
２次巻線31の中央のタップは、板状導電体37を経てコー
ルド側の出力端子38に接続する。
ルド側の出力端子38に接続する。
２次巻線31の片側から出力端子35までのホット側の電源
ライン39の一部分、２次巻線31のタップから出力端子38
までのコールド側の電源ライン40の一部分を夫々板状導
電体33、板状導電体37により構成する。41は、平滑コン
デンサである。
ライン39の一部分、２次巻線31のタップから出力端子38
までのコールド側の電源ライン40の一部分を夫々板状導
電体33、板状導電体37により構成する。41は、平滑コン
デンサである。
このようなスイッチング電源においても、ダイオード3
2、ダイオード36を板状導電体33に固定し、その下側に
伝導性絶縁板を介して板状導電体37、別の伝導性絶縁板
を順次重ね合わせて筐体に固定することにより、ダイオ
ード32、36と電源ライン39、40の熱の良好な放熱構造を
得ることができる。
2、ダイオード36を板状導電体33に固定し、その下側に
伝導性絶縁板を介して板状導電体37、別の伝導性絶縁板
を順次重ね合わせて筐体に固定することにより、ダイオ
ード32、36と電源ライン39、40の熱の良好な放熱構造を
得ることができる。
第５図は本発明のスイッチング電源のさらに別の実施例
を示す回路図であり、チョッパ式のスイッチング電源の
スイッチング素子より出力側の回路図を示してある。
を示す回路図であり、チョッパ式のスイッチング電源の
スイッチング素子より出力側の回路図を示してある。
スイッチング素子50は板状導電体51、チョークコイル52
を介してホット側の出力端子53に接続しており、ホット
側の電源ライン54の一部分を板状導電体51で構成する。
出力端子55に接続するコールド側の電源ライン56の一部
分も板状導電体57で構成される。板状導電体51と板状導
電体57間には、フライホイールダイオード58を接続す
る。59は、平滑コンデンサ、60はスイッチング素子50の
制御回路である。
を介してホット側の出力端子53に接続しており、ホット
側の電源ライン54の一部分を板状導電体51で構成する。
出力端子55に接続するコールド側の電源ライン56の一部
分も板状導電体57で構成される。板状導電体51と板状導
電体57間には、フライホイールダイオード58を接続す
る。59は、平滑コンデンサ、60はスイッチング素子50の
制御回路である。
ダイオード58を板状導電体51に固定し、その下側に伝導
性絶縁板を介して板状導電体57、さらに別の伝導性絶縁
板を順次重ね合わせて筐体に固定することにより、ダイ
オード58と電源ライン54、56の熱の良好な放熱構造を得
ることができる。
性絶縁板を介して板状導電体57、さらに別の伝導性絶縁
板を順次重ね合わせて筐体に固定することにより、ダイ
オード58と電源ライン54、56の熱の良好な放熱構造を得
ることができる。
なお、実施例ではいずれもホット側の電源ラインの板状
導電体を上側にして重ね合わせた。これは、発熱する回
路素子であるダイオードのカソードがホット側の板状導
電体に接続しており、片面に露呈している放熱板を兼ね
たカソード電極を下にして該板状導電体表面に固定する
ことにより電気的な接続も同時に行えるといった回路素
子の取りつけ易さを考慮したものであり、ホット側とコ
ールド側の板状導電体の位置を逆にしてもよい。
導電体を上側にして重ね合わせた。これは、発熱する回
路素子であるダイオードのカソードがホット側の板状導
電体に接続しており、片面に露呈している放熱板を兼ね
たカソード電極を下にして該板状導電体表面に固定する
ことにより電気的な接続も同時に行えるといった回路素
子の取りつけ易さを考慮したものであり、ホット側とコ
ールド側の板状導電体の位置を逆にしてもよい。
また、発熱する回路素子としてダイオード以外の他の回
路素子、例えば平滑コンデンサを板状導電体に固定する
こともできる。
路素子、例えば平滑コンデンサを板状導電体に固定する
こともできる。
なお、板状導電体は出力側の電源ラインのどこにあって
もよいが、ダイオードのような少なくとも発熱する回路
素子の一端が接続する位置に用いることが、重ね合わせ
て筐体に固定する場合に都合がよい。
もよいが、ダイオードのような少なくとも発熱する回路
素子の一端が接続する位置に用いることが、重ね合わせ
て筐体に固定する場合に都合がよい。
以上述べたように、本発明のスイッチング電源は、スイ
ッチング素子よりも出力側の電源ラインの一部分を板状
導電体により構成し、その板状導電体に発熱する回路素
子を固定して重ね合わせることにより、電源ラインと回
路素子の熱を効率的に放熱することができる。さらに、
電力トランスのコアを板状導電体に接触させる場合に
は、コアの放熱も可能になる。電源ラインの導体パター
ンの一部分を板状導電体に置きかえるだけで他の放熱用
の部品を必要としないので構造も簡単である。板状導電
体を重ね合わせた厚みは、プリント基板程度で薄いの
で、放熱のために全体構造が厚くなることはない。
ッチング素子よりも出力側の電源ラインの一部分を板状
導電体により構成し、その板状導電体に発熱する回路素
子を固定して重ね合わせることにより、電源ラインと回
路素子の熱を効率的に放熱することができる。さらに、
電力トランスのコアを板状導電体に接触させる場合に
は、コアの放熱も可能になる。電源ラインの導体パター
ンの一部分を板状導電体に置きかえるだけで他の放熱用
の部品を必要としないので構造も簡単である。板状導電
体を重ね合わせた厚みは、プリント基板程度で薄いの
で、放熱のために全体構造が厚くなることはない。
従って電源回路全体の小型化、特に薄型化に大きく寄与
することができる。実験では出力が100W、5Vにスイッチ
ング電源の厚みを従来に比較して1/2程度まで薄くでき
た。
することができる。実験では出力が100W、5Vにスイッチ
ング電源の厚みを従来に比較して1/2程度まで薄くでき
た。
第１図は本発明のスイッチング電源の実施例を示す回路
図、第２図は放熱構造の断面を示す説明図、３図は放熱
構造の配置の一例を平面的に示す説明図、第４図は本発
明のスイッチング電源の他の実施例を示す部分回路図、
第５図はさらに別の実施例を示す部分回路図である。 1:スイッチング素子、2:電力トランス ７、8:板状導電体
図、第２図は放熱構造の断面を示す説明図、３図は放熱
構造の配置の一例を平面的に示す説明図、第４図は本発
明のスイッチング電源の他の実施例を示す部分回路図、
第５図はさらに別の実施例を示す部分回路図である。 1:スイッチング素子、2:電力トランス ７、8:板状導電体
Claims (2)
- 【請求項１】スイッチング素子を経た後の出力端子に接
続するホット側とコールド側の電源ラインの夫々一部分
を板状導電体により構成し、該電源ラインに接続し、発
熱する回路素子を最も上側にして、その下側に片側の板
状導電体、熱伝導性絶縁体、残りの側の板状導電体、別
の熱伝導性絶縁体を順次重ね合わせて筐体上に固定して
あることを特徴とするスイッチング電源。 - 【請求項２】少なくともいずれかの板状導電体にスイッ
チング素子により駆動される電力トランスのコアを接触
させてある特許請求の範囲第１項記載のスイッチング電
源。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1164192A JPH06101928B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | スイッチング電源 |
| US07/542,947 US5072332A (en) | 1989-06-27 | 1990-06-25 | Heat-dissipating structure for a switching power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1164192A JPH06101928B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | スイッチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332360A JPH0332360A (ja) | 1991-02-12 |
| JPH06101928B2 true JPH06101928B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=15788434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1164192A Expired - Lifetime JPH06101928B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | スイッチング電源 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5072332A (ja) |
| JP (1) | JPH06101928B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5204804A (en) * | 1992-01-15 | 1993-04-20 | General Electric Company | GTO module with piggyback bypass diode |
| US5675192A (en) * | 1995-10-11 | 1997-10-07 | International Business Machines Corporation | Printed circuit board with header for magnetics all mounted to mother board |
| US5946188A (en) * | 1998-07-29 | 1999-08-31 | Epsilon Electronics, Inc. | Car amplifier incorporating a peltier device for cooling |
| US6459586B1 (en) | 2000-08-15 | 2002-10-01 | Galaxy Power, Inc. | Single board power supply with thermal conductors |
| US6518868B1 (en) * | 2000-08-15 | 2003-02-11 | Galaxy Power, Inc. | Thermally conducting inductors |
| DE10310141A1 (de) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Schaltungsanordnung für zu kühlende Bauelemente und entsprechendes Kühlungsverfahren |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3420535C2 (de) * | 1984-06-01 | 1986-04-30 | Anton Piller GmbH & Co KG, 3360 Osterode | Halbleiter-Modul für eine schnelle Schaltanordnung |
| US4754390A (en) * | 1987-04-29 | 1988-06-28 | International Business Machines Corporation | Conductively cooled switching regulator |
| US4812733A (en) * | 1987-10-27 | 1989-03-14 | Richard Tobey | Computer element performance enhancer |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP1164192A patent/JPH06101928B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-06-25 US US07/542,947 patent/US5072332A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0332360A (ja) | 1991-02-12 |
| US5072332A (en) | 1991-12-10 |
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