JPS62169400A

JPS62169400A - パワ−モジユ−ル

Info

Publication number: JPS62169400A
Application number: JP16793585A
Authority: JP
Inventors: 信夫松本; 久子森; 敏明佐藤; 泰彦堀尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-07-30
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1987-07-25

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】産業上の利用分野本発明は、ＯＡ機器等に使用する電源装置のパワーモジ
ュールに関するものであり、特に安定化電源の電力回路
部分の小型化を達成するモジュール構成に関するもので
ある。

従来の技術近年、電子装置の小型化が要求され低電力系の小型化、
軽量化が著しく進歩をしている。しかしながら、大電力
系、特に、電源回路に関しては、低電力系に対応する寸
法重量の軽減はいまだ見られるに至らない。

つまり、低電力系の装着技術あるいは装着法も大電力系
においてはほとんど用をなしていないのが実情である。

これは、大電力素子の放熱の問題と、大電力素子を近傍
に配置しなければならないことから生ずる問題に起因す
るものである。

従って、現在は、１次２次間の回路の分離と放熱の関係
で、電力系半導体側々に大型ヒートシンクを取り付ける
方法を採用しているため、各素子はディスクリートで構
成されている。

たとえば、熱設計については、誠文堂新光社発行のスイ
ッチングレギュレータの設計法とパワーデバイスの使い
かたのＰ１７２−Ｐ１７７に記載されている。また、デ
ィスクリートで構成したスイッチングレギュレータの例
として、日経エレクトロニクスの１９８０年６月９日発
行のＰ１了５−Ｐ２Ｓ５に記載がある。

発明が解決しようとする問題点上記のような構成では、電力半導体をヒートシンクに取
り付けること、１次２次の回路の分離、さらに、熱放散
のだめの空間的相互配置とが問題となる。また、このよ
うなことは、電源毎に設計しなければならず、アセンブ
ル工程に大きく影響を与えるものである。さらに、スイ
ッチング電源においては、各素子間の配線の長さが雑音
に関わってくる。そのため、１次２次回路の電力素子と
変換トランスを近接して配置することが望ましいが上記
空間的相互配置の問題により、困難であるという問題を
有していた。

本発明は、上記問題に鑑み、１次２次回路を分離した状
態で、１次２次回路と変換トランスの距離を極力短くシ
、かつ、個々の熱的分離を行い効果的な熱放散を可能と
したパワーモジュールを提供するものである。

問題点を解決するだめの手段上記問題点を解決するために本発明のパワーモジュール
は、少なくとも１次あるいは２次回路の電力部を各々１
枚の金属基板で構成されたモジュール基板上に集積させ
、かつ、このモジュール基板の近傍に変換トランスを配
置し、上記モジュール基板の放熱面がモジュールの表面
に出るように、それぞれを熱伝導がよく、電気的絶縁性
のすぐれた樹脂で結合し、一体のモジュール構成にした
ものである。

作用本発明は上記構成により、１次２次回路の分離が図られ
、かつ、変換トランスとの距離も短く配置することがで
きる。さらに、各基板の電力素子から発生する熱は、パ
ワーモジュール全体かう放散させると共に、基板から直
接放散させることも可能であり、しかも、放熱設計も電
力素子個別に対応する必要がない。

従って、一体モジュールにすることにより小型化が可能
となり、アセンブリ工程も簡単なものとなる。

実施例以下本発明の一実施例のパワーモジュールについて図面
を参照しながら説明する。

第１図人、Ｂは、本発明の第１の実施例におけるパワー
モジュールの立体図とその平面図である。

ここで、本発明の特徴を述べる前に本発明のモジュール
が適用できる電源回路の一例を第２図に示す。第２図は
、ＤＣ−Ｉ）Ｇコンバータ型のフライバック方式スイッ
チング電源回路であり、すでに公知となっているもので
ある。第２図において８は直流電源、９は出力負荷１４
の出力電圧を安定するためにスイッチングトランジスタ
１ｏのオンオフを制御する制御回路、１１．１３はスイ
ッチングトランジスタ１ｏと整流ダイオード１２に付加
したスナバ回路、３は変換トランスである。

これらで構成されたフライバック方式スイッチング電源
はすでに公知となっているため、この動作説明は省略す
る。

第２図の構成部品の中で、１次側で発熱する部分が人で
示す部品群であり、また、２次側で発熱する部分がＢで
示す部品群である。まだ、ノイズの観点から、部品群Ａ
、Ｂと変換トランス３の配線は極力短くすることが望ま
しい。さらに、部品群人とＢは絶縁の問題により、回路
を分離する必要がある。

上記電源回路を本発明のパワーモジュールで構成したも
のが第１図人、Ｂに示すものである。

第１図Ａ、Ｂにおいて、１は第２図の部品群人を集積し
た１次側モジュール基板、２は第２図の部品群Ｂを集積
した２次側モジュール基板、１次および２次モジュール
基板１，２ば、熱放散のよい金属基板（例えばアルミ基
板）で構成する。３は変換トランス、４はモジュール全
体を結合する電気的絶縁物、例えば、ポリエステル系樹
脂やエポキシ系樹脂のように電気的絶縁性に優れ、放熱
効果の高い樹脂である。（以下、電気的絶縁物を単に樹
脂と呼ぶ。）７は各モジュール基板１，２の端子である
。ここで、モジュール基板１と２は互いに素子５，６を
取シ付けている素子面が対向するように配置し、さらに
上記モジュール基板１゜２の素子面間に変換トランス３
を配置する。上記のように配置したモジュール基板１，
２の放熱面が表面に出るように、モジュール基板１．２
と変換トランス３全体を樹脂４でモールドし、一体のモ
ジュールとする。

以上のような構成にて、熱伝導率の良い樹脂４を使用す
ることにより、モジュール基板１，２からの放熱および
樹脂部分からの放熱も可能となり、各電力素子毎に放熱
を考える必要もなくなり、まだ、各モジュール基板１，
２と変換トランス３の配線も短くすることができる。さ
らに、商品群ＡとＢを別々のモジュール基板化するため
、回路の分離がはかられる。

従って、従来ディスクリートで組立てていたノ４ワー回
路部分を、１次２次回路の分離を行いつつ小型にするこ
とができる。

次に本発明の第２の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

ここでも、第１の実施例と同様に第２図の電源回路を適
用したパワーモジュールについて説明する。

第３図Ａ、Ｂは、本発明の第２の実施例におけるパワー
モジュールの立体図とその平面図である。

図中において、第１の実施例と同一のものには同一番号
を付している。

ここで、モジュール基板１と２は互いに素子５゜６を取
り付けている素子面が対向するように配置し、さらに、
対向するモジュール基板１，２の横に変換トランス３を
配置する。

上記のように配置したモジュール基板１，２の放熱面が
表面に出るように、モジュール基板１゜２と変換トラン
ス３全体を樹脂４でモールドし、一体のモジュールとす
る。

以上のような構成にて、第１の実施例と同様に熱伝導率
の良い樹脂４を使用し上記構成をとることにより、各モ
ジュール基板１，２からの放熱に加え変換トランス３の
放熱が第１の実施例と比較して、より樹脂４全体から熱
を放散しやすくなる利点がある。また、各モジュール基
板１，２と変換トランス３の配線も第１の実施例と同様
に短くすることができる。さらに、部品群ＡとＢを別々
のモジュール基板化するため、回路の分離がはかられる
。従って、従来ディスクリートで組立てていたパワー回
路部分を１次２次回路の分離を行いつつ小型にすること
ができる。

更に本発明の第３の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第４図人、Ｂは、本発明の第３の実施例におけるパワー
モジュールの立体図とその平面図である。

ここで、モジュール基板１と２を一直線上に並べ、かつ
、素子面が同一方向となるように配置しさらに、上記モ
ジュール基板１，２の素子面側に変換トランス３を配置
する。上記のように配置したモジュール基板１，２の放
熱面が表面に出るように、モジュール基板１，２と変換
トランス３全体を樹［ｔｊ４でモールドし、一体のモジ
ュールとする。

以上のような構成にて、第１の実施例と同様に熱伝導率
の良い樹脂４を使用し、上記構成をとることにより、各
モジュール基板１，２からの放熱に加え変換トランス３
の放熱が、樹脂４全体からの放熱も可能となる利点があ
る。また、各モジュール基板１，２と変換トランス３の
配線も第１の実施例と同様に短くすることができる。さ
らに、部品群ＡとＢを別々のモジュール基板化するため
、回路の分離がはかられる。従って、従来ディスクリー
トで組立てていたパワー回路部分を１次２次回路の分離
を行いつつ小型にすることができる。

また、前記第１から第３までの実施例では、１次２次モ
ジュール基板１，２と変換トランス３とを一体としたが
、回路構成や放熱設計により、第１図に対応する第５図
のように、１次または２次モジュール基板１又は２のみ
、変換トランス３と一体モジュールとすることも可能で
ある。

なお、第１．第２および、第３の実施例では、フライバ
ンク方式スイッチング電源を用いて説明をしたが、フラ
イバック方式にかぎらず他の方式のスイッチング電源や
他の安定化電源においても当然可能である。

さらに、モジュール基板１または２には、電力回路部分
のみの実装を示しだが、制御回路をも含めることもでき
、逆に、電力回路部分のスナバ回路を外部にて実装する
こともできる。

また、電源回路に用いられる補助電源回路部分も本発明
のパワーモジュール内に組み込むことも当然考えられる
ものである。

一体モジュールとする方法としては、例えば、モジュー
ル基板１または２と変換トランス３とを配置したあと、
樹脂４によりモールドして結合する方法や変換トランス
３のみを先にモールドし、後からモジュール基板１また
は２を付ける方法がある。

発明の効果以上のように本発明は、モジュール基板化した１次また
は２次の回路と、変換トランスとを樹脂テ結合し、一体
モジュールとすることにより各素子の配線が短くなり、
全体として小型化となる。

マタ、モジュール表面に、各素子が集約したモジュール
基板の放熱面が出ているため、放熱を効果的に行える。

【図面の簡単な説明】第１図人ｔ　Ｂ　＋第３図Ａ、Ｂ、第４図Ａ、Ｂ。オヨび第５図Ａ、Ｂは本発明の実施例におけるパワーモ
ジュールの立体図と平面図１第２図は本発明のパワーモ
ジュールに適したスイッチング電源の参考回路図である
。１・・・・・・１次側モジュール基板、２・・・・・・
２次側モジュール基板、３・・・・・・変換トランス、
４・・・・・・樹脂、５・・・・・・１次側電力素子、
６・・・・・・２次側電力素子、７・・・・・・接続リ
ード。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
２　図第　４　図第５図手続補正書（オ入２昭和！２年２月タロ昭和６０年特許願第１６７９３５　　号２発明の名称パワーモジュール３補正をする者事件との関係　　　　　　特　　　許　　　出　　　願
　　　人任　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地
名　称　（５８２）松下電器産業株式会社代表者　　　
　谷　　井　　昭　　雄４代理人　〒５７１住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内２−゛−−〜＼〔連絡先電話（東京）４３７−１１２１東京法務分室）
　　　　−”　　′７、補正の内容明細書第１２ページ第９行の「参考回路図Ｊを「回路図
」に補正いたします。

Claims

【特許請求の範囲】

　電源装置内の１次側回路の一部を集積化した１次側モ
ジュール基板、および２次側回路の一部を集積化した２
次側モジュール基板の双方もしくはいずれか一方と、変
換トランスとを電気的絶縁物で結合し、１次側および２
次側モジュール基板を金属基板で構成し、かつ、モジュ
ール基板の放熱面が、表面に出るように電気絶縁物に結
合したことを特徴とするパワーモジュール。