JPWO2017119261A1 - DC / DC converter - Google Patents
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Abstract
平面サイズを低減できかつ放熱性能を高めることができる、DC/DCコンバータを提供する。DC/DCコンバータ(10)は、ヒートシンク(12)と、ヒートシンク(12)の上方に配されたパワーモジュール(14)と、パワーモジュール(14)の上方に配された回路基板(16)と、回路基板(16)に実装されたチョークコイル(18)とを備える。ここで、パワーモジュール(14)は、開口部(OP1)が形成された金属板(22)によってヒートシンク(12)に取り付けられる。回路基板(16)は、チョークコイル(18)が下方に突出し、かつ平面視で開口部(OP1)と重なるように、台座(12bおよび24)によって保持される。放熱シート(26)は、チョークコイル(18)および金属板(22)の各々と接触するようにチョークコイル(18)の下方に配される。Provided is a DC / DC converter capable of reducing a planar size and improving heat dissipation performance. The DC / DC converter (10) includes a heat sink (12), a power module (14) disposed above the heat sink (12), a circuit board (16) disposed above the power module (14), And a choke coil (18) mounted on a circuit board (16). Here, the power module (14) is attached to the heat sink (12) by the metal plate (22) in which the opening (OP1) is formed. The circuit board (16) is held by the pedestals (12b and 24) so that the choke coil (18) protrudes downward and overlaps the opening (OP1) in plan view. The heat dissipation sheet (26) is disposed below the choke coil (18) so as to come into contact with each of the choke coil (18) and the metal plate (22).
Description
この発明は、DC/DCコンバータに関し、特に、ヒートシンクと、ヒートシンクの上方に配されたパワーモジュールと、パワーモジュールの上方に配された基板と、基板に実装されたインダクタ素子と、を備えるDC/DCコンバータに関する。 The present invention relates to a DC / DC converter, and more particularly to a DC / DC converter including a heat sink, a power module disposed above the heat sink, a substrate disposed above the power module, and an inductor element mounted on the substrate. The present invention relates to a DC converter.
この種のコンバータの一例が、特許文献1に開示されている。この文献によれば、パワーモジュール,トランスおよびチョークコイルが、冷却ブロックの載置面に熱伝導性の高いシリコングリースを介して配置される。コンデンサや制御回路が実装された配線基板は、パワーモジュールに一体成形され、配線基板側に突出する接続端子によって接続されるとともに、冷却ブロックの載置面から突出した支柱にネジ止め固定される。 An example of this type of converter is disclosed in
しかし、特許文献1では、チョークコイルが平面視でパワーモジュールを回避する位置に配されるため、平面サイズが大型化するという課題がある。 However, in
ここで、チョークコイルをパワーモジュールの上方に配するようにすれば、平面サイズの小型化が図られる。しかし、このような構造では、チョークコイルが冷却ブロックから離れて配置される構造となるため、放熱性能(特にチョークコイルで発生した熱を放出する性能)が低下するという課題が生じる。 Here, if the choke coil is arranged above the power module, the planar size can be reduced. However, in such a structure, since the choke coil is arranged away from the cooling block, there arises a problem that the heat dissipation performance (particularly, the performance of releasing heat generated by the choke coil) is deteriorated.
それゆえに、この発明の主たる目的は、平面サイズを低減できかつ放熱性能を高めることができる、DC/DCコンバータを提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a DC / DC converter capable of reducing the plane size and improving the heat radiation performance.
この発明に係るDC/DCコンバータは、ヒートシンクと、ヒートシンクの上方に配されたパワーモジュールと、パワーモジュールの上方に配された基板と、基板に実装されたインダクタ素子と、を備えるDC/DCコンバータであって、パワーモジュールをヒートシンクに取り付ける金属製の取り付け部材と、インダクタ素子が下方に突出しかつ平面視でパワーモジュールと重なるように基板を保持する保持部材と、インダクタ素子および取り付け部材の各々と接触するようにインダクタ素子の下方に配された樹脂部材と、をさらに備える。 A DC / DC converter according to the present invention includes a heat sink, a power module disposed above the heat sink, a substrate disposed above the power module, and an inductor element mounted on the substrate. A metal mounting member for attaching the power module to the heat sink, a holding member for holding the substrate so that the inductor element protrudes downward and overlaps the power module in plan view, and the inductor element and the mounting member are in contact with each other And a resin member disposed below the inductor element.
基板に実装されたインダクタ素子は、平面視でパワーモジュールと重なる。これによって、DC/DCコンバータの平面サイズを抑制することができる。また、樹脂部材は、基板に実装されたインダクタ素子と接触するとともに、パワーモジュールをヒートシンクに取り付ける金属製の取り付け部材と接触する。インダクタ素子で発生した熱は、樹脂部材および取り付け部材を経てヒートシンクに達する。これによって、放熱性能を高めることができる。 The inductor element mounted on the substrate overlaps the power module in plan view. Thereby, the planar size of the DC / DC converter can be suppressed. The resin member contacts the inductor element mounted on the substrate and also contacts a metal mounting member that mounts the power module to the heat sink. The heat generated in the inductor element reaches the heat sink through the resin member and the attachment member. Thereby, the heat dissipation performance can be enhanced.
好ましくは、取り付け部材は上下方向に開口する開口部を有してパワーモジュールをヒートシンクに押圧する金属板を含み、樹脂部材は金属板とパワーモジュールとの間に配され、インダクタ素子は開口部を通して樹脂部材と接触する。 Preferably, the attachment member includes a metal plate that has an opening that opens in the vertical direction and presses the power module against the heat sink, the resin member is disposed between the metal plate and the power module, and the inductor element passes through the opening. Contact with the resin member.
パワーモジュールを金属板によってヒートシンクに押圧することで、パワーモジュールからヒートシンクへの放熱性能を確保できる。また、パワーモジュールとインダクタ素子との間に樹脂部材が介在し、パワーモジュールとインダクタ素子が直接接触しないことでパワーモジュールやインダクタ素子が損傷する懸念が軽減される。また、上下方向に開口する開口部を金属板に形成し、インダクタ素子を開口部を通して樹脂部材と接触させることで、DC/DCコンバータの低背化が図られる。 By pressing the power module against the heat sink with a metal plate, heat dissipation performance from the power module to the heat sink can be secured. In addition, since a resin member is interposed between the power module and the inductor element and the power module and the inductor element are not in direct contact, the concern that the power module and the inductor element are damaged is reduced. Moreover, the opening part opened to an up-down direction is formed in a metal plate, and a DC / DC converter is reduced in height by making an inductor element contact a resin member through an opening part.
好ましくは、取り付け部材はパワーモジュールをヒートシンクに押圧する平坦な金属板を含み、樹脂部材は金属板とインダクタ素子との間に配され、取り付け部材とパワーモジュールとの間に追加の樹脂部材が配される。平坦な金属板を採用することで、放熱性能が向上する。 Preferably, the attachment member includes a flat metal plate that presses the power module against the heat sink, the resin member is disposed between the metal plate and the inductor element, and an additional resin member is disposed between the attachment member and the power module. Is done. By adopting a flat metal plate, heat dissipation performance is improved.
この発明によれば、平面サイズを低減できかつ放熱性能を高めることができる。 According to the present invention, the planar size can be reduced and the heat dissipation performance can be improved.
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
[実施例1]
図1および図2を参照して、この実施例のDC/DCコンバータ10は、ヒートシンク12と、ヒートシンク12の上方に配されたパワーモジュール14と、パワーモジュール14の上方に配された回路基板(基板)16と、回路基板16に実装された複数のチョークコイル(インダクタ素子)18および複数の電解コンデンサ20とを備える。上方から眺めたとき、ヒートシンク12および回路基板16の各々の輪郭は共通のサイズの長方形を描く。[Example 1]
1 and 2, a DC /
この実施例では、当該長方形の短辺および長辺にX軸およびY軸をそれぞれ割り当て、当該長方形に直交する方向にZ軸を割り当てる。このとき、X軸方向の負側および正側がそれぞれ左側および右側に対応し、Y軸方向の負側および正側がそれぞれ前側および後側に対応し、Z軸方向の正側および負側がそれぞれ上側および下側に対応する。以下では、こうして割り当てられたXYZ軸を基準として、DC/DCコンバータ10を構成する部材の構造やお互いの位置関係を説明する。 In this embodiment, an X axis and a Y axis are assigned to the short side and the long side of the rectangle, respectively, and a Z axis is assigned to a direction orthogonal to the rectangle. At this time, the negative side and the positive side in the X-axis direction correspond to the left side and the right side, respectively, the negative side and the positive side in the Y-axis direction correspond to the front side and the rear side, respectively, and the positive side and negative side in the Z-axis direction correspond to the upper side and Corresponds to the lower side. Below, the structure of the member which comprises the DC /
ヒートシンク12は、上面に凹部CC1が設けられた長方形の金属板12aと、金属板12aの上面に一体成形された金属製の5つの台座12bおよび2つの台座12cと、金属板12aの下面に一体成形された金属製の複数のフィン12dとによって構成される。 The
詳しくは、凹部CC1は、上面中央よりもやや前側の位置に設けられる。上方から眺めたとき、凹部CC1の輪郭は長方形を描き、その長辺および短辺はそれぞれ左右方向および前後方向に延在する。また、凹部CC1の深さは、パワーモジュール14を構成するモジュール本体14a(詳細は後述)が位置決めできる程度の深さであれば良い。さらに、凹部CC1の底面にはグリス28が塗布される。 Specifically, the recess CC1 is provided at a position slightly ahead of the center of the upper surface. When viewed from above, the outline of the recess CC1 is rectangular, and the long side and the short side extend in the left-right direction and the front-rear direction, respectively. Moreover, the depth of the recessed part CC1 should just be a depth which can position the module
また、5つの台座12bのうちの4つは金属板12aの上面の四隅にそれぞれ設けられ、残りの1つは金属板12aの上面の後端部でかつ左右方向における中央の位置に設けられる。ただし、後方の2つの隅部に設けられた2つの台座12bは、他の3つの台座12bよりも小さい。こうして設けられた5つの台座12bの上面には、上下方向に延在する孔(黒丸で示す)が形成され、孔の内周面には雌螺子が切られる。 Further, four of the five
2つの台座12cはいずれも帯状に形成され、上方から眺めて凹部CC1の左側および右側にそれぞれ設けられる。各々の台座12cの長さは凹部CC1の輪郭を描く長方形の短辺の長さと一致し、台座12cの両端は当該長方形の短辺の両端に合わせられる。また、各々の台座12cの上面の高さは、凹部CC1にパワーモジュール14を搭載したときのモジュール本体14aの上面よりも高い位置となる。 The two
凹部CC1の左側の台座12cについては、その右側面が凹部CC1の左内側面と面一とされる。凹部CC1の右側の台座12cについては、その左側面が凹部CC1の右内側面と面一とされる。さらに、いずれの台座12cについても、その上面の長さ方向両端には上下方向に延在する孔(黒丸で示す)が形成され、孔の内周面には雌螺子が切られる。 As for the
なお、上下方向に延在する孔(黒丸で示す)は、前端部に設けられた2つの台座12bの間の2つの位置に追加的に形成され、さらに左後端部に設けられた台座12bの右側,右後端部に設けられた台座12bの左側,後端部の左右中央に設けられた台座12bの左側および右側に1つずつ追加的に形成される。雌螺子は、これらの孔の内周面にも切られる。 In addition, the hole (indicated by a black circle) extending in the vertical direction is additionally formed at two positions between the two
複数のフィン12dは、金属板12aの下面において左右方向に等間隔で配され、前後方向に延在する。各々のフィン12dの長さは金属板12aの輪郭を描く長辺の長さと一致し、各々のフィン12dの長さ方向両端は当該長辺の両端に合わせられる。 The plurality of
図4(A)をさらに参照して、金属板12aの上面の後端部には、2つの台座24が載置される。詳しくは、一方の台座24は左後端部に設けられた台座12bと後端部の左右中央に設けられた台座12bとの間に載置され、他方の台座24は後端部の左右中央に設けられた台座12bと右後端部に設けられた台座12bとの間に載置される。 Still referring to FIG. 4A, two
各々の台座24は、左側および右側にそれぞれ突出する2つの脚を有し、2つの脚の各々には上下方向に貫通する貫通孔(黒丸で示す)が形成される。こうして形成された貫通孔は、台座24を金属板12aの上面に載置したときに、金属板12aの上面の後端部に形成された貫通孔と重なる。 Each
パワーモジュール14は、樹脂でモールドされたモジュール本体14aと、モジュール本体14aから突出する複数のリード14bとによって構成される。 The
詳しくは、モジュール本体14aは直方体状に形成され、その上面または下面は長方形をなす。当該長方形の長辺の長さは凹部CC1の長辺の長さよりやや短く、当該長方形の短辺の長さは凹部CC1の短辺の長さよりやや短い。 Specifically, the module
複数のリード14bの一部はモジュール本体14aの前側面から前方に突出し、複数のリード14bの他の一部はモジュール本体14aの後側面から後方に突出する。突出する高さ位置は、前側面の高さ方向中央よりもやや上側の位置である。また、前側面から突出した複数のリード14bのうちの2つには、黒丸で示す2つの貫通孔がそれぞれ形成される。さらに、貫通孔を有しない残りのリード14dは、前方または後方に突出した後に上方向に屈曲し、上方向に延在する。 Part of the plurality of
パワーモジュール14を凹部CC1に嵌合させると、貫通孔を有する2つのリード14bは、金属板12aの上面の前端部に形成された2つの孔の上に配される。また、リード14bに形成された貫通孔は、金属板12aの上面の前方に形成された孔と重なる。 When the
図4(B)に示すように、4つの螺子部材(外周面に雄螺子が形成され、材料は金属)30は、2つの台座24に設けられた合計4つの貫通孔に螺入され、さらには金属板12aの上面の後端部に形成された合計4つの孔に螺入される。この結果、台座24が金属板12aに固定される。また、2つの螺子部材(外周面に雄螺子が形成され、材料は金属)32は、リード14bに形成された2つの貫通孔に螺入され、さらには金属板12aの上面の前端部に形成された2つの孔に螺入される。この結果、貫通孔を有する2つのリード14bが金属板12aに固定される。 As shown in FIG. 4B, four screw members (male screws are formed on the outer peripheral surface and the material is metal) 30 are screwed into a total of four through holes provided in the two
モジュール本体14aの上面には、長方形の放熱シート(樹脂部材)26が貼着される。詳しくは、放熱シート26の長辺および短辺の長さは、モジュール本体14aの上面がなす長方形の長辺および短辺の長さと一致する。放熱シート26は、その輪郭がモジュール本体14aの上面の輪郭と重なるように、モジュール本体14aの上面に貼着される。 A rectangular heat dissipating sheet (resin member) 26 is attached to the upper surface of the module
金属板22は、パワーモジュール14が凹部CC1に嵌合され、かつ放熱シート26がモジュール本体14aの上面に貼着された後に、台座12cに取り付けられる。詳しくは、金属板22の輪郭は長方形を描き、その長辺の長さは左側の台座12cの左側面から右側の台座12cの右側面までの距離と一致する。また、当該長方形の短辺の長さは、台座12cの長さと一致する。 The
金属板22の中央には、上下方向に開口する開口部OP1が形成される。開口部OP1もまた長方形をなし、その長辺は左右方向に延在する一方、その短辺は前後方向に延在する。金属板22の上面の四隅には、金属板22の下面にまで達する貫通孔(黒丸で示す)が形成され、貫通孔の内周面には雌螺子が切られる。 In the center of the
図5(A)に示すように、金属板22は、その左側面が左側の台座12cの左側面に対して面一となり、その右側面が右側の台座12cの右側面に対して面一となるように、2つの台座12cに載置される。上方から眺めると、金属板22に形成された4つの貫通孔は、2つの台座12cに形成された合計4つの孔とそれぞれ重なる。4つの螺子部材(外周面に雄螺子が形成され、材料は金属)34は、金属板22に形成された4つの貫通孔に螺入され、さらには2つの台座12cに形成された合計4つの孔に螺入される。この結果、金属板22が台座12cに固定される。パワーモジュール14は、こうして固定された金属板22によってヒートシンク12に押圧される。 As shown in FIG. 5A, the
図1に戻って、回路基板16の上面の端部には、回路基板16の下面にまで達する7つの貫通孔(黒丸で示す)が形成される。このうち、4つの貫通孔は4隅に形成され、3つの貫通孔は左右に並ぶように後端部に形成される。 Returning to FIG. 1, seven through holes (indicated by black circles) reaching the lower surface of the
また、回路基板16の上面の前側には2つの貫通孔HL1が形成され、回路基板16の上面の略中央には複数の貫通孔HL2が形成される。さらに、回路基板16の下面には、回路パターンPT1〜PT3が形成される。4つのチョークコイル18および6つの電解コンデンサ20は、このような構造をなす回路基板16の下面に実装される。 In addition, two through holes HL1 are formed on the front side of the upper surface of the
図5(B)を参照して、回路基板16の上面または下面の四隅を金属板12aの上面または下面の四隅に合わせると、チョークコイル18は、上方から眺めて開口部OP1と重なる位置に配され、電解コンデンサ20は、上方から眺めてモジュール本体14aの後側面と台座12bまたは24との間の位置に配される。 Referring to FIG. 5B, when the four corners of the upper or lower surface of the
また、回路基板16の端部に形成された7つの貫通孔は、5つの台座12bおよび2つの台座24に形成された合計7つの孔にそれぞれ重なる。さらに、回路基板16の上面に形成された貫通孔HL1またはHL2は、上方に屈曲したリード14bの先端と重なる。 Further, the seven through holes formed in the end portion of the
図6に示すように、5つの螺子部材(外周面に雄螺子が形成され、材料は金属)36および2つの螺子部材(外周面に雄螺子が形成され、材料は金属)38は、回路基板16に形成された7つの貫通孔に螺入され、さらに5つの台座12bおよび2つの台座24に形成された合計7つの孔に螺入される。この結果、回路基板16がヒートシンク12に固定され、リード14bが貫通孔HL1またはHL2を通して回路基板16の上方に突出する。 As shown in FIG. 6, five screw members (male screws are formed on the outer peripheral surface and the material is metal) 36 and two screw members (male screws are formed on the outer peripheral surface and the material is metal) 38 are the circuit board. 16 is screwed into seven through holes, and is further screwed into a total of seven holes formed in the five
図6に示すA−A´断面は図7(A)に示す構造をなし、図6に示すB−B´断面は図7(B)に示す構造をなす。 The AA ′ cross section shown in FIG. 6 has the structure shown in FIG. 7A, and the BB ′ cross section shown in FIG. 6 has the structure shown in FIG. 7B.
台座12bおよび24の高さは、回路基板16をヒートシンク12に固定したときにチョークコイル18の下端面とモジュール本体14aの上面との間に空隙が形成される高さに調整される。また、放熱シート26の自然状態での厚みは、この空隙の高さを上回る厚みに調整される。したがって、回路基板16をヒートシンク12に固定した状態では、放熱シート26がチョークコイル18によって継続的に押圧される。 The heights of the
チョークコイル18で発生した熱は、こうして押圧された放熱シート26に伝達された後、モジュール本体14aおよびヒートシンク12(厳密には、金属板12aおよびフィン12d)を経て外部に放出されるとともに、金属板22およびヒートシンク12(厳密には、台座12c,金属板12aおよびフィン12d)を経て外部に放出される。 The heat generated by the
なお、モジュール本体14aで発生した熱は、金属板12aを経てフィン12dから放出される。 The heat generated in the module
このような構造をなすDC/DCコンバータ10の等価回路を図8に示す。図8において、インダクタL1はチョークコイル18によって実現され、キャパシタC1およびC2は電解コンデンサ20によって実現される。また、制御回路CTR1および電界効果型のトランジスタTR1,TR2は、モジュール本体14a内に設けられる。 An equivalent circuit of the DC /
これを踏まえて、入力端子Tinは、キャパシタC1およびC2の各々の一方端とトランジスタTR2のドレインに接続される。トランジスタTR2のソースは、トランジスタTR1のドレインおよびインダクタL1の一方端に接続される。グランド端子Tgndは、キャパシタC1の他方端およびトランジスタTR1のソースに接続される。出力端子Toutは、キャパシタC2の他方端およびインダクタL1の他方端に接続される。トランジスタTR1およびTR2のゲートは、制御回路CTR1に接続される。 Based on this, the input terminal Tin is connected to one end of each of the capacitors C1 and C2 and the drain of the transistor TR2. The source of the transistor TR2 is connected to the drain of the transistor TR1 and one end of the inductor L1. The ground terminal Tgnd is connected to the other end of the capacitor C1 and the source of the transistor TR1. The output terminal Tout is connected to the other end of the capacitor C2 and the other end of the inductor L1. The gates of the transistors TR1 and TR2 are connected to the control circuit CTR1.
入力端子Tinには48Vの直流電圧が印加され、トランジスタTR1およびTR2は制御回路CTR1によってオン/オフされる。この結果、12Vの直流電圧が出力端子Toutから出力される。こうして、非絶縁型でかつ降圧型のDC/DCコンバータ10が実現される。 A DC voltage of 48V is applied to the input terminal Tin, and the transistors TR1 and TR2 are turned on / off by the control circuit CTR1. As a result, a DC voltage of 12V is output from the output terminal Tout. Thus, the non-insulated and step-down DC /
以上の説明から分かるように、DC/DCコンバータ10は、ヒートシンク12と、ヒートシンク12の上方に配されたパワーモジュール14と、パワーモジュール14の上方に配された回路基板16と、回路基板16に実装されたチョークコイル18とを備える。ここで、パワーモジュール14は、金属板22によってヒートシンク12に取り付けられる。より詳しくは、金属板22は、上下方向に開口する開口部OP1を有し、パワーモジュール14をヒートシンク12に押圧する。 As can be seen from the above description, the DC /
回路基板16は、チョークコイル18が下方に突出し、かつ平面視でパワーモジュール14および開口部OP1と重なるように、台座12b,24および螺子部材36,38によって保持される。放熱シート26は、チョークコイル18および金属板22の各々と接触するようにチョークコイル18の下方に配される。より詳しくは、放熱シート26は、金属板22とパワーモジュール14との間に配され、チョークコイル18は開口部OP1を通して放熱シート26と接触する。 The
回路基板16に実装されたチョークコイル18は、平面視でパワーモジュール14と重なる。これによって、DC/DCコンバータ10の平面サイズを抑制することができる。また、放熱シート26は、回路基板16に実装されたチョークコイル18と接触するとともに、パワーモジュール14をヒートシンク12に取り付ける金属板22と接触する。チョークコイル18で発生した熱は、上述の通り、放熱シート26から、モジュール本体14aや金属板22を経てヒートシンク12に伝達され、その後に外部に放出される。これによって、放熱性能を高めることができる。 The
さらに、パワーモジュール14は金属板22によってヒートシンク12に押圧されるため、パワーモジュール14からヒートシンク12への放熱性能を確保できる。また、パワーモジュール14とチョークコイル18との間に放熱シート26が介在し、パワーモジュール14とチョークコイル18とが直接接触しないため、パワーモジュール14やチョークコイル18が損傷する懸念を軽減できる。また、金属板22には上下方向に開口する開口部OP1が形成され、チョークコイル18は開口部OP1を通して放熱シート26と接触するため、DC/DCコンバータ10の低背化が可能となる。
[実施例2]Furthermore, since the
[Example 2]
図9および図10を参照して、他の実施例のDC/DCコンバータ10´の構造は、開口部OP1を有しない平坦な金属板22´が金属板22の代わりに採用され、2枚の放熱シート26aおよび26bが放熱シート26の代わりに採用される点を除き、上述のDC/DCコンバータ10の構造と同様である。したがって、同様の構造に関する重複した説明は極力省略する。 Referring to FIGS. 9 and 10, in the structure of the DC /
金属板22と同様、金属板22´の輪郭は長方形を描き、その長辺の長さは左側の台座12cの左側面から右側の台座12cの右側面までの距離と一致する。また、当該長方形の短辺の長さは、台座12cの長さと一致する。金属板22´の上面の四隅には、金属板22´の下面にまで達する貫通孔(黒丸で示す)が形成され、貫通孔の内周面には雌螺子が切られる。パワーモジュール14は、このような金属板22´によってヒートシンク12に押圧される。 Similar to the
放熱シート26aおよび26bの各々の形状は、放熱シート26の形状と一致する。詳しくは、放熱シート26a,26bの長辺および短辺の長さは、モジュール本体14aの上面がなす長方形の長辺および短辺の長さと一致する。放熱シート26aは金属板22´の上面中央に貼着され、放熱シート26bは金属板22´の下面中央に貼着される。このとき、放熱シート26a,26bの長辺は左右方向に延在し、放熱シート26a,26bの短辺は前後方向に延在する。 The shape of each of the
図10に示すC−C´断面は図11(A)に示す構造をなし、図10に示すD−D´断面は図11(B)に示す構造をなす。 The cross section CC ′ shown in FIG. 10 has the structure shown in FIG. 11A, and the cross section DD ′ shown in FIG. 10 has the structure shown in FIG.
台座12b,24の高さおよび金属板22´の厚みは、回路基板16をヒートシンク12に固定したときにチョークコイル18の下端面と金属板22´の上面との間に空隙が形成されるように調整される。また、放熱シート26aの自然状態での厚みは、この空隙の高さを上回る厚みに調整される。したがって、回路基板16をヒートシンク12に固定した状態では、放熱シート26aがチョークコイル18によって継続的に押圧される。 The height of the
チョークコイル18で発生した熱は、こうして押圧された放熱シート26aに伝達された後、金属板22´,放熱シート26b,モジュール本体14aおよびヒートシンク12(厳密には、金属板12aおよびフィン12d)を経て外部に放出されるとともに、金属板22´およびヒートシンク12(厳密には、台座12c,金属板12aおよびフィン12d)を経て外部に放出される。ただし、樹脂・金属間の熱抵抗の相違から、チョークコイル18で発生した熱の多くは、後者の放熱経路を経て外部に放出される。 The heat generated in the
なお、モジュール本体14aで発生した熱は、金属板12aを経てフィン12dから放出されると共に放熱シート26b、金属板22´を経てヒートシンク12に放出される。 The heat generated in the module
この実施例では、平坦な金属板22´が採用され、放熱シート26aはチョークコイル18と金属板22´との間に配される。金属板22´の上面および下面の面積は、開口部OP1が形成されていない分だけ金属板22の上面および下面の面積よりも大きい。このため、金属板22を採用するDC/DCコンバータ10に比べて、放熱性能を高めることができる。 In this embodiment, a
なお、上述の実施例では、非絶縁型のDC/DCコンバータ10または10´を想定しているが、この発明は絶縁型のDC/DCコンバータにも適用することができる。この場合、インダクタ素子としてはトランスが想定される。また、スイッチング素子はパワーモジュールに設けられる。 In the above-described embodiment, the non-insulated DC /
なお、上述した複数の実施例の構成は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせることができることは言うまでもない。 Needless to say, the configurations of the above-described embodiments can be appropriately combined within a consistent range.
10,10´ …DC/DCコンバータ
12 …ヒートシンク
12a …金属板
12b …台座(保持部材の一部)
12c …台座
14 …パワーモジュール
14a …モジュール本体
14b …リード
16 …回路基板(基板)
18 …チョークコイル(インダクタ素子)
22,22´ …金属板(取り付け部材)
24 …台座(保持部材の一部)
26,26a …放熱シート(樹脂部材)
26b …放熱シート(追加の樹脂部材)
28 …グリス
36,38 …螺子部材(保持部材の他の一部)
OP1 …開口部10, 10 '... DC /
12c ...
18 ... Choke coil (inductor element)
22, 22 '... Metal plate (attachment member)
24: Pedestal (part of holding member)
26, 26a ... heat dissipation sheet (resin member)
26b ... Heat dissipation sheet (additional resin member)
28 ...
OP1 ... opening
複数のリード14bの一部はモジュール本体14aの前側面から前方に突出し、複数のリード14bの他の一部はモジュール本体14aの後側面から後方に突出する。突出する高さ位置は、前側面の高さ方向中央よりもやや上側の位置である。また、前側面から突出した複数のリード14bのうちの2つには、黒丸で示す2つの貫通孔がそれぞれ形成される。さらに、貫通孔を有しない残りのリード14bは、前方または後方に突出した後に上方向に屈曲し、上方向に延在する。
Some of the plurality of
Claims (3)
前記ヒートシンクの上方に配されたパワーモジュールと、
前記パワーモジュールの上方に配された基板と、
前記基板に実装されたインダクタ素子と、
を備えるDC/DCコンバータであって、
前記パワーモジュールを前記ヒートシンクに取り付ける金属製の取り付け部材と、
前記インダクタ素子が下方に突出しかつ平面視で前記パワーモジュールと重なるように前記基板を保持する保持部材と、
前記インダクタ素子および前記取り付け部材の各々と接触するように前記インダクタ素子の下方に配された樹脂部材と、
をさらに備える、DC/DCコンバータ。A heat sink,
A power module disposed above the heat sink;
A substrate disposed above the power module;
An inductor element mounted on the substrate;
A DC / DC converter comprising:
A metal attachment member for attaching the power module to the heat sink;
A holding member that holds the substrate so that the inductor element protrudes downward and overlaps the power module in plan view;
A resin member disposed below the inductor element so as to be in contact with each of the inductor element and the mounting member;
A DC / DC converter further comprising:
前記樹脂部材は前記金属板と前記パワーモジュールとの間に配され、
前記インダクタ素子は前記開口部を通して前記樹脂部材と接触する、請求項1記載のDC/DCコンバータ。The attachment member includes a metal plate that has an opening that opens in the vertical direction and presses the power module against the heat sink,
The resin member is disposed between the metal plate and the power module,
The DC / DC converter according to claim 1, wherein the inductor element is in contact with the resin member through the opening.
前記樹脂部材は前記金属板と前記インダクタ素子との間に配され、
前記取り付け部材と前記パワーモジュールとの間に追加の樹脂部材が配される、請求項1記載のDC/DCコンバータ。
The mounting member includes a flat metal plate that presses the power module against the heat sink,
The resin member is disposed between the metal plate and the inductor element,
The DC / DC converter according to claim 1, wherein an additional resin member is disposed between the attachment member and the power module.
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