JPS628599A - パワ−モジユ−ル - Google Patents
パワ−モジユ−ルInfo
- Publication number
- JPS628599A JPS628599A JP14754485A JP14754485A JPS628599A JP S628599 A JPS628599 A JP S628599A JP 14754485 A JP14754485 A JP 14754485A JP 14754485 A JP14754485 A JP 14754485A JP S628599 A JPS628599 A JP S628599A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- module
- power
- primary
- heat
- heat dissipation
- 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.)
- Pending
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
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。
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
本発明は電力回路や変換トランスの放熱に関するもので
あり、特にスイッチング電源の電力回路部分（変換トラ
ンスも含む）の放熱性を向上させるパワーモジュールに
関するものである。
あり、特にスイッチング電源の電力回路部分（変換トラ
ンスも含む）の放熱性を向上させ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軽量
化が著しく進歩している。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ほどの進
歩はみられない。
化が著しく進歩している。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ほどの進
歩はみられない。
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役をなしていないのが実情である。
においてはほとんど役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に起因する。
に配置しなければならないことに起因する。
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ン／りを取り付ける方
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。
、電力系半導体側々に大型ヒートン／りを取り付ける方
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Ｐ１７５−Ｐ２Ｓ５に記載がある。
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Ｐ１７５−Ｐ２Ｓ５に記載がある。
発明が解決しようとする問題点
上記の様な構成では、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、さらに熱放散のた
めの空間的相互配置とが問題とカる。またこの様なこと
は電源毎に設計しなければならず、アセンブリ工程に大
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
ンスを近傍に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る
。
付けること、１次２次の回路の分離、さらに熱放散のた
めの空間的相互配置とが問題とカる。またこの様なこと
は電源毎に設計しなければならず、アセンブリ工程に大
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
ンスを近傍に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る
。
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ｑよシ効果的な放熱を可能とするパワーモジュール
を提供するものである。
態でｑよシ効果的な放熱を可能とするパワーモジュール
を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明のパワ、−モジュー
ルは、１次２次回路の電力部を各々１枚の基板上に集約
させ、かつ近傍にトランスを配置し、それぞれを良熱伝
導性の電気的絶縁材料で結合し、尚この時表面積を多く
しモジュールの放熱効果を向上させる目的で、前記良熱
伝導性樹脂からなる突起物を全体あるいは部分的に形成
し、一体モジュールとしたものである。
ルは、１次２次回路の電力部を各々１枚の基板上に集約
させ、かつ近傍にトランスを配置し、それぞれを良熱伝
導性の電気的絶縁材料で結合し、尚この時表面積を多く
しモジュールの放熱効果を向上させる目的で、前記良熱
伝導性樹脂からなる突起物を全体あるいは部分的に形成
し、一体モジュールとしたものである。
作用
本発明は上記構成により、１次２次電力回路をモジュー
ル化し、この基板と変換トランスとを良熱伝導性の電気
的絶縁材料で結合し、この時この回路構成部分に付ける
べき放熱フィンも同時に前記材料で形成することによシ
、パワーモジュール内の発生熱を均一化し、さらにこの
樹脂製の放熱フィン全体からの効果的な放熱が可能とな
る。またモジュール全体の絶縁性も向上し、加えて放熱
フィンと回路構成部分が一体成型できる為、製造工程も
簡単になる。さらに振動、衝撃に対する強度改善にもな
る。またモジュール全体として熱設計が容易とな・り小
型化に大きく貢献する。
ル化し、この基板と変換トランスとを良熱伝導性の電気
的絶縁材料で結合し、この時この回路構成部分に付ける
べき放熱フィンも同時に前記材料で形成することによシ
、パワーモジュール内の発生熱を均一化し、さらにこの
樹脂製の放熱フィン全体からの効果的な放熱が可能とな
る。またモジュール全体の絶縁性も向上し、加えて放熱
フィンと回路構成部分が一体成型できる為、製造工程も
簡単になる。さらに振動、衝撃に対する強度改善にもな
る。またモジュール全体として熱設計が容易とな・り小
型化に大きく貢献する。
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。
を参照しながら説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例のパワーモジュールの
立体図と平面図である。
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Ｉ）Ｏ−ＤＣ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シ、すでに公知となっている
ものである。第２図において６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７０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
知となっている為、この動作説明は省略する。
スイッチング電源回路であシ、すでに公知となっている
ものである。第２図において６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７０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
知となっている為、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ムで
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、部品群人、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は絶縁の問題によシ、回路を分離
する必要がある。
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、部品群人、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は絶縁の問題によシ、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図に示すものである。
のが第１図に示すものである。
第１図において、１は第２図の部品群人をモジュール化
した１次側モジュール基板、２は第２図の部品群Ｂをモ
ジュール化した２次側モジュール基板、３は変換トラン
ス、４は回路構成部の結合と放熱フィン部を一体成型し
た無機フィラーを含有したポリエステル系、エポキシ系
等の良熱伝導性の電気的絶縁材料である。ここでモジュ
ール基板１と２は互いに素子１９．２０を取り付けてい
る素子面が対向する様に配置し、さらに上記モジュール
基板１，２と変換トランス３とを隣接して配置する。上
記の様に配置したモジュール基板１゜２と変換トランス
３との結合と、この回路構成部の上下面を除く４面に構
成した放熱フィンを同一材料の良熱伝導性の絶縁材料４
で同時に成型し一体モジュールとする。
した１次側モジュール基板、２は第２図の部品群Ｂをモ
ジュール化した２次側モジュール基板、３は変換トラン
ス、４は回路構成部の結合と放熱フィン部を一体成型し
た無機フィラーを含有したポリエステル系、エポキシ系
等の良熱伝導性の電気的絶縁材料である。ここでモジュ
ール基板１と２は互いに素子１９．２０を取り付けてい
る素子面が対向する様に配置し、さらに上記モジュール
基板１，２と変換トランス３とを隣接して配置する。上
記の様に配置したモジュール基板１゜２と変換トランス
３との結合と、この回路構成部の上下面を除く４面に構
成した放熱フィンを同一材料の良熱伝導性の絶縁材料４
で同時に成型し一体モジュールとする。
以上の構成の様に、良熱伝導性の絶縁材料を使用するこ
とによシ１次側モジュール基板１と２次側モジュール基
板２と変換トランス３から発生する熱を均一化し、モジ
ュール全体で発生した熱を良熱伝導性の樹脂全体を介し
て効果的に放熱できる。放熱フィンも同時に一体成型で
きる為、製造工程の削減と信頼性面の向上に大きく寄与
できる。
とによシ１次側モジュール基板１と２次側モジュール基
板２と変換トランス３から発生する熱を均一化し、モジ
ュール全体で発生した熱を良熱伝導性の樹脂全体を介し
て効果的に放熱できる。放熱フィンも同時に一体成型で
きる為、製造工程の削減と信頼性面の向上に大きく寄与
できる。
さらに各電力素子毎に放熱を考える必要もなくなり、各
モジュール基板と変換トランスの配線も短くでき、小型
化に大きく寄与する。
モジュール基板と変換トランスの配線も短くでき、小型
化に大きく寄与する。
第３図は基板モジュールと変換トランスを含む平行な２
面に良熱伝導性の絶縁材料で放熱フィン部を形成したも
のである。
面に良熱伝導性の絶縁材料で放熱フィン部を形成したも
のである。
第４図は１次２次モジュール基板の発熱のみが大きい場
合に、モジュール基板からの放熱をより効果的に行える
ようにしたものである。さらに第５図は変換トランスの
発熱のみが大きい場合などに変換トランス面のみに前記
材料でヒートシンクを形成し、特に変換トランスからの
放熱をより効果的に行える様にしたものである。モジュ
ール基板を埋めこんだものと露出させたものを示しであ
る。また接続端子部を除く全面（６面）に突起物を形成
し放熱効果をよシ向上させたものも考えられる。
合に、モジュール基板からの放熱をより効果的に行える
ようにしたものである。さらに第５図は変換トランスの
発熱のみが大きい場合などに変換トランス面のみに前記
材料でヒートシンクを形成し、特に変換トランスからの
放熱をより効果的に行える様にしたものである。モジュ
ール基板を埋めこんだものと露出させたものを示しであ
る。また接続端子部を除く全面（６面）に突起物を形成
し放熱効果をよシ向上させたものも考えられる。
尚本実施例は１次側モジュール基板と２次側モジュール
基板は素子を取り付けている面が対向する様に配置し、
さらに上記モジュール基板と変換トランスとを平行にか
つ隣接して配置したものであるが、モジュール基板と変
換トランスの相互の位置関係はこれのみに限らず以下に
記述する位置関係であってもよい。第１番目は１次側モ
ジュール基板と２次側モジュール基板の素子面が対向す
る様にモジュール基板を配置しかつ変換トランスが上記
モジュール基板の間に位置する構成、第２番目は１次側
モジュール基板と２次側モジュール基板を一直線上に並
べかつ素子面が同一方向となる様にモジュール基板を配
置し、さらに変換トランスが上記モジュール基板の素子
面側に位置する構成である。
基板は素子を取り付けている面が対向する様に配置し、
さらに上記モジュール基板と変換トランスとを平行にか
つ隣接して配置したものであるが、モジュール基板と変
換トランスの相互の位置関係はこれのみに限らず以下に
記述する位置関係であってもよい。第１番目は１次側モ
ジュール基板と２次側モジュール基板の素子面が対向す
る様にモジュール基板を配置しかつ変換トランスが上記
モジュール基板の間に位置する構成、第２番目は１次側
モジュール基板と２次側モジュール基板を一直線上に並
べかつ素子面が同一方向となる様にモジュール基板を配
置し、さらに変換トランスが上記モジュール基板の素子
面側に位置する構成である。
また放熱フィンの役目を果たす、良熱伝導性の樹脂でで
きた突起物の形状また形成個所も実施例で示したものの
みでないことは言うまでもない。
きた突起物の形状また形成個所も実施例で示したものの
みでないことは言うまでもない。
最後に本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限らず他の
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。
を用いて説明をしたが、フライバック方式に限らず他の
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。
発明の効果
以上の様に、本発明によれば１次２次電力回路をモジュ
ール化し、この基板と変換トランスとを良熱伝導性の電
気的絶縁材料で結合し、この時この回路構成部分に付け
るべき放熱フィンも同時に前記材料で形成することによ
り、パワーモジュール内の発生熱を均一化しさらにこの
樹脂製の放熱フィン全体からの効果的な放熱が可能とな
る。またモジュール全体の絶縁性も向上し、加えて放熱
フィンと回路構成部分が一体成型できる為、製造工程も
簡単になる。さらに振動、衝撃に対する改善となり、ま
たモジュール全体として熱設計が容易となり小型化に大
きく貢献する。
ール化し、この基板と変換トランスとを良熱伝導性の電
気的絶縁材料で結合し、この時この回路構成部分に付け
るべき放熱フィンも同時に前記材料で形成することによ
り、パワーモジュール内の発生熱を均一化しさらにこの
樹脂製の放熱フィン全体からの効果的な放熱が可能とな
る。またモジュール全体の絶縁性も向上し、加えて放熱
フィンと回路構成部分が一体成型できる為、製造工程も
簡単になる。さらに振動、衝撃に対する改善となり、ま
たモジュール全体として熱設計が容易となり小型化に大
きく貢献する。
第１図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が適
用できる電源回路の回路図、第３図、第４図、第５図は
本発明の他の実施例の平面図である。 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・・・・・・良熱伝導性の電気的絶縁物、１９．２０
・・・・・・モジュール基板上の素子、１８・・・・・
・接続端子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名＜−
−−ｓｒ刀暑４カブ（奔シフうン（づじ毒と一門Ｏ〕ｑ ３・−デ七た■ラシス 勇２ １１！Ｉ”−スイツテンク゛トランジスタ１１
−−一芝５友夕゛イスード 男 ３ 図 ４−一、答痴唯゛烏吃木に弁ｉ宥ンｉしＩｇノ／
ｆ’１
体図と平面図、第２図は本発明のパワーモジュールが適
用できる電源回路の回路図、第３図、第４図、第５図は
本発明の他の実施例の平面図である。 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・・・・・・良熱伝導性の電気的絶縁物、１９．２０
・・・・・・モジュール基板上の素子、１８・・・・・
・接続端子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名＜−
−−ｓｒ刀暑４カブ（奔シフうン（づじ毒と一門Ｏ〕ｑ ３・−デ七た■ラシス 勇２ １１！Ｉ”−スイツテンク゛トランジスタ１１
−−一芝５友夕゛イスード 男 ３ 図 ４−一、答痴唯゛烏吃木に弁ｉ宥ンｉしＩｇノ／
ｆ’１
Claims (1)
- （１）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と、交換トランスとを良熱伝導性
の電気的絶縁材料で結合し、前記絶縁材料からなる突起
物を全体あるいは部分的に形成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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14754485A JPS628599A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | パワ−モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14754485A JPS628599A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | パワ−モジユ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS628599A true JPS628599A (ja) | 1987-01-16 |
Family
ID=15432719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14754485A Pending JPS628599A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | パワ−モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS628599A (ja) |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP14754485A patent/JPS628599A/ja active Pending
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