JPS625696A

JPS625696A - パワ−モジユ−ル

Info

Publication number: JPS625696A
Application number: JP14555985A
Authority: JP
Inventors: 敏明佐藤; 久子森; 泰彦堀尾; 信夫松本; 和彦西井; 田渕　勝美
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1987-01-12

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ノくワーモジ
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パワーモジュールに関するもの
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１だ見られるに至らない。

つまシ、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、電力系牛導体個々に大型ヒートシンクを取シ付ける
方法を採用しているため、各素子はディスク１．１−　
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１７２ページ〜１７７ページに記載されてい
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１９
８０年６月９日発行の１７６ページ〜１８６ページに記
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、アセンプ
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させ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クシ
、かつ５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１枚の
モジュール基板上に集積させ、かつ、このモジュール基
板の近傍にトランスを配置し、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出
来る。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ら容易に放散させることが可能で
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
となシ、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−ＤＣコンバータ型のフライバンク方式スイッチ
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５は直流電源、６は出力負荷１３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７
のオンオフを制御する制御回路、８．１０はスイッチン
グトランジスタ７と整流ダイオード１１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・
）でいるため、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。また、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Ａ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図人、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、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。）１８は各モジュール基板の端子
である。ここで、モジュール基板１と２は互いに素子１
７．１９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、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
國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、また、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、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。

次に、本発明の第２の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１７．１９
を取υ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の素子面に垂直に変換ト
ランス３の長手方向がくるように配置する。上記のよう
に配置したモジュール基板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、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（！：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ｔ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図ム、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、変
換トランス３の放熱が、樹脂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。

続いて、本発明の第４の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テ説明スる。

第６図ム、Ｂは、本発明の第４の実施例におけるパワー
モジュールの立体図と平面図である。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の素子面に垂直に変換トランス３の
長手方向がくるように配置する。上記のように配置した
モジュール基板１゜２と変換トランス３全体を樹脂４で
モールド踵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、変
換トランス３の放熱は、第３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。まだ
、各モジュール基板１．２と変換トランス３の配線も第
３の実施例と同様に短くすることができる。さらに、部
品群人と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、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４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図と第４図に対応
する第６図、第３図と第６図に対応する第７図のように
１次または２次モジュール基板１，２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．第３および、第４の実施例では、フ
ライバッ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轟然可能である。

さらに、モジュール基板１、または、モジュール基板２
には、電力回路部分のみの実装を示したが、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。

本実施例では、モジュール基板全体を樹脂内に埋め込ん
だが、モジュール基板の放熱面をモジュールの外壁とし
、より放熱効果を高めることも当然考えられる。

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で結合し、
一体モジュールとすることによシ各素子の配線が短くな
り、また、全体として小型となり、各素子がモジュール
基板上に集約するため放熱を集中して行え、熱設計も簡
単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）と（Ｂ）、第３図（Ａ）と（Ｂ）、第４図
（Ａ）との）。第５図体）と（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、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回路図、第６図、
第７図は本発明の実施例を利用した他のモジュール構成
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・・・・・・電気的絶縁物、１７．１９・・・・・・
モジュール基板上の素子。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／　
−−−１災イ只ｖｔ＞゛エールｔげミシυｋ、４−Ｍ届第３図第４図第５図

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、一体モジュ
ールとしたことを特徴とするパワーモジュール。