JP2011050160A - 絶縁型ｄｃ−ｄｃコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】基板に整流用素子が実装されるとともにバスバーを介して基板にトランスの２次巻線が接続された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいてノイズの低減を図る。
【解決手段】トランス３０は筐体３５の底面から一定の高さＨ１において２次巻線の一端用の第１の接続端子３６と他端用の第２の接続端子３７と中間タップ用の第３の接続端子３８とが水平方向において接続端子３６と接続端子３７との間に接続端子３８を挟んだ状態で配置されている。チョークコイル４０は基板７０の上方に配置され、トランス３０の筐体３５からの接続端子３８に向かって延びる接続端子４２が接続端子３８と接続されている。基板７０のドレイン用の導電層７３が平面視においてトランス３０の筐体３５からの第１の接続端子３６の突出方向に延設されるとともにドレイン用の導電層７４が平面視においてトランス３０の筐体３５からの第２の接続端子３７の突出方向に延設されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータに関するものである。

ＤＣ−ＤＣコンバータは、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子を用いてスイッチングを行い、直流電圧を得る。スイッチング時にはスイッチングノイズおよびその高調波成分が発生し、ＡＭ帯（５１０〜１７１０ｋＨｚ）ラジオノイズレベルを悪化させる原因となる。外部機器に悪影響を及ぼさないため、ラジオノイズレベルを低減する必要がある。

特許文献１では、プリントコイルを用いた２組のトランス間に２次側における半導体整流素子、フライホイール用半導体素子を配置することによって２次側回路における配線パターン、特に、２次側電流が遮断して流れるループを短くし、寄生インダクタンスを小さくしてスイッチング半導体素子のスイッチング損失および放射ノイズを小さくしている。

特開２００７−２７４７５９号公報

基板に同期整流用ＭＯＳＦＥＴを実装するとともにトランスを基板とは別体に設けた場合において、図９に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の２次側において、同期整流用ＭＯＳＦＥＴ１１１または同期整流用ＭＯＳＦＥＴ１１２がオン時にトランスＴから電流が流れ、オフ時には流れない。これを数１００ｋＨｚの高周波で繰り返したとき、スイッチング周波数（数１００ｋＨｚ）とその高調波電流が出力側に伝導する。また、電流が流れる経路によりループＲ１，Ｒ２が形成されると、磁界が発生し放射ノイズや結合が発生する原因となる。これらはいずれもノイズレベルを悪化させる要因となり、特にＡＭ帯（５１０〜１７１０ｋＨｚ）においては、ノイズレベル悪化が車載時にラジオに悪影響を及ぼし問題となる。そのため、ノイズレベルを低減する必要があり、出力側にフィルタ回路（平滑フィルタＦ１）を追加するだけでなく、コンバータ内部でのノイズ発生そのものを減らす対策が必須である。

本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、基板に整流用素子が実装されるとともにバスバーを介して基板にトランスの２次巻線が接続された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいてノイズの低減を図ることにある。

請求項１に記載の発明では、２次巻線に中間タップを有し、筐体の底面から一定の高さにおいて２次巻線の一端用の第１の接続端子と他端用の第２の接続端子と中間タップ用の第３の接続端子とが水平方向において前記第１の接続端子と第２の接続端子との間に第３の接続端子を挟んだ状態で配置されたトランスと、前記トランスとは別体に、かつ、前記トランスの第１、第２、第３の接続端子の下方に配置され、前記トランスの第１の接続端子に第１のバスバーを介して電気的に接続される第１の導電層と、前記トランスの第２の接続端子に第２のバスバーを介して電気的に接続される第２の導電層と、グランド電位となる第３の導電層とがパターニングされた基板と、前記基板の前記第１の導電層と第３の導電層とを電気的につなぐように前記基板に実装された第１の整流用素子と、前記基板の前記第２の導電層と第３の導電層とを電気的につなぐように前記基板に実装された第２の整流用素子と、前記基板の上方に配置され、平面視において前記トランスの筐体からの前記第３の接続端子に向かって延びる接続端子が前記トランスの第３の接続端子と電気的に接続されたチョークコイルと、を備えた絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記基板における第１の導電層が、平面視において前記トランスの筐体からの前記第１の接続端子の突出方向に延設されるとともに、前記基板における第２の導電層が、平面視において前記トランスの筐体からの前記第２の接続端子の突出方向に延設されてなることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、チョークコイルは基板の上方に配置され、平面視においてトランスの筐体からの第３の接続端子に向かって延びる接続端子がトランスの第３の接続端子と電気的に接続されている。基板とトランスとは別体であり、基板は、第１の導電層、第２の導電層、および、グランド電位となる第３の導電層がパターニングされ、第１の導電層がトランスの第１の接続端子に第１のバスバーを介して電気的に接続され、第２の導電層がトランスの第２の接続端子に第２のバスバーを介して電気的に接続されている。

ここで、基板における第１の導電層が、平面視においてトランスの筐体からの第１の接続端子の突出方向に延設されているので、トランスの第１の接続端子、第１のバスバー、基板の第１の導電層による配線と、トランスの第３の接続端子、チョークコイルの接続端子による配線とを接近させることができ、この各配線を逆向きに電流が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することにより、放射ノイズを低減することができる。

同様に、基板における第２の導電層が、平面視においてトランスの筐体からの第２の接続端子の突出方向に延設されているので、トランスの第２の接続端子、第２のバスバー、基板の第２の導電層による配線と、トランスの第３の接続端子、チョークコイルの接続端子による配線とを接近させることができ、この各配線を逆向きに電流が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することにより、放射ノイズを低減することができる。

請求項２に記載の発明では、２次巻線に中間タップを有し、筐体の底面から一定の高さにおいて２次巻線の一端用の第１の接続端子と他端用の第２の接続端子と中間タップ用の第３の接続端子とが水平方向において前記第１の接続端子と第２の接続端子との間に第３の接続端子を挟んだ状態で配置されたトランスと、前記トランスとは別体に、かつ、前記トランスの第１、第２、第３の接続端子の下方に配置され、前記トランスの第１の接続端子に第１のバスバーを介して電気的に接続される第１の導電層と、前記トランスの第２の接続端子に第２のバスバーを介して電気的に接続される第２の導電層と、グランド電位となる第３の導電層とがパターニングされた基板と、前記基板の前記第１の導電層と第３の導電層とを電気的につなぐように前記基板に実装された第１の整流用素子と、前記基板の前記第２の導電層と第３の導電層とを電気的につなぐように前記基板に実装された第２の整流用素子と、前記基板の上方に配置され、平面視において前記トランスの筐体からの前記第３の接続端子に向かって延びる接続端子が前記トランスの第３の接続端子と電気的に接続されたチョークコイルと、を備えた絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記基板における第１の導電層が、平面視において前記トランスの筐体からの前記第１の接続端子の突出方向から前記第２の導電層に接近する方向に曲げて延設されるとともに、前記基板における第２の導電層が、平面視において前記トランスの筐体からの前記第２の接続端子の突出方向から第１の導電層に接近する方向に曲げて延設されてなることを要旨とする。

請求項２に記載の発明によれば、チョークコイルは基板の上方に配置され、平面視においてトランスの筐体からの第３の接続端子に向かって延びる接続端子がトランスの第３の接続端子と電気的に接続されている。基板とトランスとは別体であり、基板は、第１の導電層、第２の導電層、および、グランド電位となる第３の導電層がパターニングされ、第１の導電層がトランスの第１の接続端子に第１のバスバーを介して電気的に接続され、第２の導電層がトランスの第２の接続端子に第２のバスバーを介して電気的に接続されている。

ここで、基板における第１の導電層が、平面視においてトランスの筐体からの第１の接続端子の突出方向から第２の導電層に接近する方向に曲げて延設されているので、トランスの第１の接続端子、第１のバスバー、基板の第１の導電層による配線と、トランスの第３の接続端子、チョークコイルの接続端子による配線とを接近させることができ、この各配線を逆向きに電流が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することにより、放射ノイズを低減することができる。

同様に、基板における第２の導電層が、平面視においてトランスの筐体からの第２の接続端子の突出方向から第１の導電層に接近する方向に曲げて延設されているので、トランスの第２の接続端子、第２のバスバー、基板の第２の導電層による配線と、トランスの第３の接続端子、チョークコイルの接続端子による配線とを接近させることができ、この各配線を逆向きに電流が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することにより、放射ノイズを低減することができる。

請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記第１の整流用素子および前記第２の整流用素子は、前記トランスの１次巻線を流れる電流の向きの変化に同期してオン・オフする同期整流用ＭＯＳＦＥＴであるとよい。

請求項４に記載のように、請求項３に記載の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記第１の整流用素子を構成する第１の同期整流用ＭＯＳＦＥＴおよび前記第２の整流用素子を構成する第２の同期整流用ＭＯＳＦＥＴは、パッケージの下面にドレイン端子を有するとともにパッケージの側面にソース端子を有し、前記基板上に第１の同期整流用ＭＯＳＦＥＴと第２の同期整流用ＭＯＳＦＥＴとが、ソース端子が互いに背面側にくるように実装されているとよい。

請求項５に記載のように、請求項１または２に記載の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記第１の整流用素子および前記第２の整流用素子は、前記トランスの１次巻線を流れる電流の向きの変化に同期してオン・オフする同期整流用ＩＧＢＴであるとよい。

請求項６に記載のように、請求項５に記載の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記第１の整流用素子を構成する第１の同期整流用ＩＧＢＴおよび前記第２の整流用素子を構成する第２の同期整流用ＩＧＢＴは、パッケージの下面にコレクタ端子を有するとともにパッケージの側面にエミッタ端子を有し、前記基板上に第１の同期整流用ＩＧＢＴと第２の同期整流用ＩＧＢＴとが、エミッタ端子が互いに背面側にくるように実装されているとよい。

本発明によれば、基板に整流用素子が実装されるとともにバスバーを介して基板にトランスの２次巻線が接続された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいてノイズの低減を図ることができる。

実施形態における絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成図。 （ａ）は第１の実施形態における絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの平面図、（ｂ）は絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの正面図。 第１の実施形態における絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図。 第１の実施形態における基板の平面図。 （ａ）は比較のための絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの平面図、（ｂ）は絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの正面図。 比較のための絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図。 第２の実施形態における絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図。 第２の実施形態における基板の平面図。 絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１の回路構成図に示すように、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１はブリッジ回路１０とトランス３０と同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２，２３，２４とチョークコイル４０とコンデンサ５０を備えている。

この絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、例えば自動車に搭載され、走行モ−タ用の高電圧のバッテリの電圧を補機の電源に適した低電圧に変更するＤＣ−ＤＣコンバータに使用される。

ブリッジ回路１０は、複数のアームから構成され、アームを構成するスイッチング素子をオン・オフ制御することにより直流電源の直流電圧を交流電圧に変換する。スイッチング素子のスイッチング動作は数１００Ｈｚで行なわれる。

トランス３０は絶縁構造を有しており、１次巻線３１、２次巻線３２およびコア３３で構成されている。１次巻線３１はブリッジ回路１０に接続されている。トランス３０は２次巻線３２に中間タップ３２ｃを有し、中間タップ３２ｃが、チョークコイル４０とコンデンサ５０よりなる平滑フィルタを介してプラス側出力端子６１に接続されている。詳しくは、チョークコイル４０の一端が２次巻線３２の中間タップ３２ｃに接続され、チョークコイル４０の他端がプラス側出力端子６１に接続されている。また、コンデンサ５０の一端がプラス側出力端子６１に接続され、コンデンサ５０の他端がマイナス側（グランド側）出力端子６２に接続されている。

トランス３０の２次巻線３２の両端のうちの一端３２ａは、並列接続された同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２を介してマイナス側出力端子６２に接続されている。詳しくは、両同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２のドレインが２次巻線３２の一端３２ａに接続されるとともに両同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２のソースがマイナス側出力端子６２に接続されている。

また、トランス３０の２次巻線３２の他端３２ｂは、並列接続された同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４を介してマイナス側出力端子６２に接続されている。詳しくは、両同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４のドレインが２次巻線３２の他端３２ｂに接続されるとともに両同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４のソースがマイナス側出力端子６２に接続されている。

各同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のゲートは、図示しない制御装置に接続されている。各同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１〜２４は、制御装置からの制御指令によりオン・オフされるようになっている。この際、両同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２は、同期してオン・オフ動作される。同様に、両同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４は、同期してオン・オフ動作される。また、ＭＯＳＦＥＴ２１，２２およびＭＯＳＦＥＴ２３，２４は、トランス３０の１次巻線３１を流れる電流の向きの変化に同期して相補的にオン・オフ、即ち、交互にオン・オフされるようになっている。そして、トランス３０の２次巻線３２に発生する交流を整流する。また、チョークコイル４０およびコンデンサ５０で構成される平滑フィルタは、各同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１〜２４で整流された交流成分を平滑してプラス側出力端子６１に出力する。

次に、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１の部品配置について説明する。
絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、図２（ｂ）に示すように、金属製ケース８０内に構成部品が収納される。金属製ケース８０は、具体的にはアルミケースである。ここで、図２は、金属製ケース８０内に収納される部品のうちのトランス３０と、チョークコイル４０と、基板７０と、同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１〜２４と、図１のコンデンサ５０を構成するチップコンデンサ５１〜５８を示す。また、図３は、トランス３０の２次巻線３２での接続端子３６，３７，３８と、チョークコイル４０と、基板７０と、同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１〜２４と、図１のコンデンサ５０を構成するチップコンデンサ５１〜５８を示す。図４は、基板７０の平面図を示す。

基板７０は、四角形状の金属板７１と、金属板７１の上面に形成された電気絶縁層７２と、電気絶縁層７２上にパターニングされた導電層７３，７４，７５，７６，７７により構成されている。第１の導電層７３および第２の導電層７４はドレイン用である。また、第３の導電層７５はソース用であり、グランド電位となる。さらに、導電層７６はチップコンデンサ接続用である。また、導電層７７はＤＣ出力となる。図２（ｂ）に示すように基板７０の厚さＨ１は、例えば数ｍｍである。

基板７０は金属製ケース８０の内部において金属製ケース８０の底面に配置され、図示しないネジにより基板７０が金属製ケース８０に固定されている。基板７０は金属製ケース８０に接触しているので、基板７０に実装された電子部品（ＭＯＳＦＥＴ２１〜２４等）が発する熱を基板７０を通して金属製ケース８０に逃がすことができ、放熱性に優れている。

トランス３０は金属製ケース８０の底面に固定されている。トランス３０は基板７０に対し隣接した位置に配置され、基板７０とトランス３０とは別体に配置されている。トランス３０は、箱型をなす筐体３５の底面から一定の高さＨ２（図２（ｂ）参照）において筐体３５の一側面に２次巻線３２の一端３２ａ用の第１の接続端子３６と他端３２ｂ用の第２の接続端子３７と中間タップ３２ｃ用の第３の接続端子３８とが水平方向に延設されている。各接続端子３６，３７，３８は帯板状をなし、水平方向において第１の接続端子３６と第２の接続端子３７との間に第３の接続端子３８を挟んだ状態で配置されている（接続端子３６，３７の間に中間タップ３２ｃ用の接続端子３８が位置している）。上記の接続端子３６，３７，３８の高さＨ２は、例えば数ｃｍである。

第１の整流用素子を構成する第１の同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２および第２の整流用素子を構成する第２の同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４は、箱型の樹脂製のパッケージ９０の下面にドレイン端子Ｄを有し、パッケージ９０の側面にソース端子Ｓおよびゲート端子Ｇを有している。ソース端子Ｓおよびゲート端子Ｇは帯板状をなし、パッケージ９０の側面から並設した状態で突設されている。

第１の整流用素子としての同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２は、基板７０の第１の導電層７３と第３の導電層７５とを電気的につなぐように基板７０に実装されている。つまり、基板７０の第１の導電層７３（ドレイン用）の上に同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２が搭載され、ドレイン端子Ｄと第１の導電層７３とが接合されている。また、同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２のソース端子Ｓはソース用の第３の導電層７５と接合されている。

同様に、第２の整流用素子としての同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４は、基板７０の第２の導電層７４と第３の導電層７５とを電気的につなぐように基板７０に実装されている。つまり、基板７０の第２の導電層７４（ドレイン用）の上に同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４が搭載され、ドレイン端子Ｄと第２の導電層７４とが接合されている。また、同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４のソース端子Ｓはソース用の第３の導電層７５と接合されている。

各同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のゲート端子Ｇは図示しない接続部材を介して制御装置と電気的に接続されている。
第１の同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２と第２の同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４とは、基板７０上にソース端子Ｓが互いに背面側にくるように実装されている。即ち、ソース端子Ｓが外側を向くように配置されている。

基板７０のＤＣ出力用の導電層７７と導電層７６との間にチップコンデンサ５１，５２，５３，５４が架設され、チップコンデンサ５１〜５４の電極と導電層７６，７７とが接合されている。また、導電層７６とソース用の第３の導電層７５との間にチップコンデンサ５５，５６，５７，５８が架設され、チップコンデンサ５５〜５８の電極と導電層７５，７６とが接合されている。

また、チョークコイル４０は基板７０の上方に配置されている。チョークコイル４０は、筐体（ケース）４１が箱型をなし、対向する端面のうちの一方の面から帯板状の接続端子４２が水平方向に延びているとともに対向する端面のうちの他方の面から帯板状の接続端子４３が水平方向に延びている。接続端子４２，４３は平面視においてトランス３０の筐体３５からの第３の接続端子３８の突出方向Ｃ３（図４参照）に向かって延びている。チョークコイル４０の接続端子４２とトランス３０の２次巻線３２の中間タップ用の接続端子３８とはその先端部同士が重ねられ、両者を貫通するボルトＢ１により締結されている。チョークコイル４０の接続端子４３は銅製のバスバー１０２を通して基板７０の導電層７７と電気的に接続されている。詳しくは、チョークコイル４０の接続端子４３とバスバー１０２の一端部とがボルトＢ２により締結され、バスバー１０２の他端部が導電層７７に接合されている。

このように、チョークコイル４０は、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第３の接続端子３８の突出方向Ｃ３に延びる接続端子４２がトランス３０の第３の接続端子３８と電気的に接続されている。

トランス３０の２次巻線３２の一端３２ａ側の接続端子３６は銅製の第１のバスバー１００とボルトＢ３により締結され、第１のバスバー１００の他端側は下方に折り曲げられて基板７０の第１の導電層７３と接合されている。同様に、トランス３０の２次巻線３２の他端３２ｂ側の接続端子３７は銅製の第２のバスバー１０１とボルトＢ４により締結され、第２のバスバー１０１の他端側は下方に折り曲げられて基板７０の第２の導電層７４に接合されている。

このようにトランス３０とは別体の基板７０は、トランス３０の第１、第２、第３の接続端子３６，３７，３８の下方に配置され、トランス３０の第１の接続端子３６に第１のバスバー１００を介して電気的に接続される第１の導電層７３と、トランス３０の第２の接続端子３７に第２のバスバー１０１を介して電気的に接続される第２の導電層７４と、グランド電位となる第３の導電層７５とがパターニングされた構成となっている。

ここで、図４に示すように基板７０における第１の導電層７３が、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第１の接続端子３６の突出方向Ｃ１に延設されるとともに、基板７０における第２の導電層７４が、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第２の接続端子３７の突出方向Ｃ２に延設されている。

このように、基板７０においてドレイン用の第１の導電層７３および第２の導電層７４は平行かつ直線的に延設されている。ドレイン用の第１の導電層７３および第２の導電層７４の間における上方に中間タップ用の接続端子３８、チョークコイル４０の接続端子４２が延びている。これにより、電流が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することになる。詳細は後述する。

次に、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１の作用を説明する。
図１において、トランス３０の１次巻線３１に交流電力が供給され、１次巻線３１に図１の矢印Ａ１方向に電流が流れるときに、２次巻線３２には矢印Ａ２方向に電流が流れる。このとき、２次巻線３２に流れる電流が中間タップ３２ｃおよび平滑フィルタ（チョークコイル４０、コンデンサ５０）を経てプラス側出力端子６１から出力されるように、ＭＯＳＦＥＴ２３，２４がオン状態に制御され、ＭＯＳＦＥＴ２１，２２がオフ状態に制御される。

一方、トランス３０の１次巻線３１に矢印Ａ１方向の逆方向に電流が流れるときに、２次巻線３２には矢印Ａ２方向の逆方向に電流が流れる。このとき、２次巻線３２に流れる電流が中間タップ３２ｃおよび平滑フィルタ（チョークコイル４０、コンデンサ５０）を経てプラス側出力端子６１から出力されるように、ＭＯＳＦＥＴ２１，２２がオン状態に制御され、ＭＯＳＦＥＴ２３，２４がオフ状態に制御される。即ち、１次巻線３１に交流が継続して供給されるとき、２次巻線３２に発生する電流は、交流の向きの変更に同期してＭＯＳＦＥＴが交互にオン・オフ制御されることにより、２次巻線３２に発生した電流は直流としてプラス側出力端子６１から出力される。

基板７０においてドレイン用の第１の導電層７３および第２の導電層７４が中央に並設され、その両側においてソース用の第３の導電層７５が形成され、このドレイン用の第１および第２の導電層７３，７４の一端にバスバー１００，１０１を介してトランス３０の第１および第２の接続端子３６，３７が接続されている。

よって、基板７０における第１の導電層７３が、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第１の接続端子３６の突出方向Ｃ１に延設されているので、トランス３０の第１の接続端子３６、第１のバスバー１００、基板７０の第１の導電層７３による配線と、トランス３０の第３の接続端子３８、チョークコイル４０の接続端子４２による配線とを接近させることができる。この各配線を逆向きに電流Ａ１０，Ａ１１（図２参照）が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することにより、放射ノイズを低減することができる。

同様に、基板７０における第２の導電層７４が、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第２の接続端子３７の突出方向Ｃ２に延設されているので、トランス３０の第２の接続端子３７、第２のバスバー１０１、基板７０の第２の導電層７４による配線と、トランス３０の第３の接続端子３８、チョークコイル４０の接続端子４２による配線とを接近させることができる。この各配線を逆向きに電流が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することにより、放射ノイズを低減することができる。

図５，６には、比較用の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを示す。
図５，６において、基板７０における導電層１２０および導電層１２１がドレイン用であり、導電層１２２がソース（グランド）用である。導電層１２２が基板７０の中央に位置し、導電層１２２の両側に導電層１２０および導電層１２１が延設されている。導電層１２０および導電層１２１は平面視「Ｌ」字状に屈曲形成されている。そして、導電層１２０と導電層１２２との間に同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２が架設・接合され、導電層１２１と導電層１２２との間に同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４が架設・接合されている。導電層１２０の一端部に第１のバスバー１００によりトランスの２次巻線３２の接続端子３６が電気的に接続されている。また、導電層１２１の一端部に第２のバスバー１０１によりトランスの２次巻線３２の接続端子３７が電気的に接続されている。

このように、ソース用の導電層１２２を中央に形成し、その両側においてドレイン用の導電層１２０，１２１を延設し、このドレイン用の導電層１２０，１２１の一端側を曲げてトランス３０に接近させている。また、同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２と同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４とはソース端子Ｓが互いに向かい合わせになるように配置している。電流が流れる経路によりバスバー１００，１０１を経由したループが形成され（図１参照）、ソース（グランド）用の導電層１２２を中央に配置する場合、ループの内側の部分の面積が大きくなる。

これに対し、図２〜図４に示す実施形態では、同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１〜２４とトランス３０の２次巻線３２との間の距離が短くなり、トランス３０の２次巻線３２と同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２，２３，２４との間の電流経路によるループの内側の部分の面積を減らせる。これによっても、ループにより発生する磁界放射および結合の影響を低減することができる。

以上のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）基板７０における第１の導電層７３を平面視においてトランス３０の筐体３５からの第１の接続端子３６の突出方向Ｃ１に延設するとともに基板７０における第２の導電層７４を平面視においてトランス３０の筐体３５からの第２の接続端子３７の突出方向Ｃ２に延設した。これにより、スイッチングに伴うノイズが低減でき、そのため、出力ラインに重畳するＡＭ帯ノイズレベルを低減することができる。よって、ＡＭ帯伝導ラジオノイズレベルを低減することができる。また、部品配置を変更するだけで済み、コストアップがない。

（２）第１の整流用素子および第２の整流用素子は、トランス３０の１次巻線を流れる電流の向きの変化に同期してオン・オフする同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２，２３，２４であるので、ダイオードを用いた場合よりも導電状態での電圧降下を低減でき、ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率を向上することができる。

（３）第１の整流用素子を構成する第１の同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２および第２の整流用素子を構成する第２の同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４は、パッケージ９０の下面にドレイン端子Ｄを有するとともにパッケージ９０の側面にソース端子Ｓを有し、基板７０上に第１の同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２と第２の同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２３，２４とが、ソース端子Ｓが互いに背面側にくるように実装されている。これにより、ループの内側の部分の面積を小さくすることができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図７には、図３に代わる本実施形態における絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図を示す。図８には、図４に代わる本実施形態における基板７０の平面図を示す。
図７，８に示すように、基板７０における第１の導電層８３が、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第１の接続端子３６の突出方向Ｃ１から第２の導電層８４に接近する方向に曲げて延設されている。また、基板７０における第２の導電層８４が、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第２の接続端子３７の突出方向Ｃ２から第１の導電層８３に接近する方向に曲げて延設されている。

よって、基板７０における第１の導電層８３が、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第１の接続端子３６の突出方向Ｃ１から第２の導電層８４に接近する方向に曲げて延設されているので、トランス３０の第１の接続端子３６、第１のバスバー１００、基板７０の第１の導電層８３による配線と、トランス３０の第３の接続端子３８、チョークコイル４０の接続端子４２による配線とを接近させることができる。その結果、この各配線を逆向きに電流が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することにより、放射ノイズを低減することができる。

同様に、基板７０における第２の導電層８４が、平面視においてトランス３０の筐体３５からの第２の接続端子３７の突出方向Ｃ２から第１の導電層８３に接近する方向に曲げて延設されているので、トランス３０の第２の接続端子３７、第２のバスバー１０１、基板７０の第２の導電層８４による配線と、トランス３０の第３の接続端子３８、チョークコイル４０の接続端子４２による配線とを接近させることができる。その結果、この各配線を逆向きに電流が流れる際に発生する磁束同士が互いに弱め合うように作用することにより、放射ノイズを低減することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・ボルトＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４により接続端子同士を接続したが、これに代わり溶接にて接続してもよい。

・同期整流用ＭＯＳＦＥＴ２１，２２，２３，２４を用いたが、これに限るものではない。例えば、ＭＯＳＦＥＴに代わりＩＧＢＴを用いてもよい。つまり、第１の整流用素子および第２の整流用素子は、トランス３０の１次巻線３１を流れる電流の向きの変化に同期してオン・オフする同期整流用ＩＧＢＴである。また、第１の整流用素子を構成する第１の同期整流用ＩＧＢＴおよび第２の整流用素子を構成する第２の同期整流用ＩＧＢＴは、パッケージの下面にコレクタ端子を有するとともにパッケージの側面にエミッタ端子を有している。そして、基板７０上に第１の同期整流用ＩＧＢＴと第２の同期整流用ＩＧＢＴとが、エミッタ端子が互いに背面側にくるように実装されている。

・整流用素子としてトランジスタに代わりダイオードを用いてもよい。

１…絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ、２１…同期整流用ＭＯＳＦＥＴ、２２…同期整流用ＭＯＳＦＥＴ、２３…同期整流用ＭＯＳＦＥＴ、２４…同期整流用ＭＯＳＦＥＴ、３０…トランス、３１…１次巻線、３２…２次巻線、３２ａ…一端、３２ｂ…他端、３２ｃ…中間タップ、３５…筐体、３６…第１の接続端子、３７…第２の接続端子、３８…第３の接続端子、４０…チョークコイル、４２…接続端子、７０…基板、７３…第１の導電層、７４…第２の導電層、７５…第３の導電層、８３…第１の導電層、８４…第２の導電層、９０…パッケージ、１００…第１のバスバー、１０１…第２のバスバー、Ｄ…ドレイン端子、Ｇ…ゲート端子、Ｓ…ソース端子。

Claims (6)

1. ２次巻線に中間タップを有し、筐体の底面から一定の高さにおいて２次巻線の一端用の第１の接続端子と他端用の第２の接続端子と中間タップ用の第３の接続端子とが水平方向において前記第１の接続端子と第２の接続端子との間に第３の接続端子を挟んだ状態で配置されたトランスと、
   前記トランスとは別体に、かつ、前記トランスの第１、第２、第３の接続端子の下方に配置され、前記トランスの第１の接続端子に第１のバスバーを介して電気的に接続される第１の導電層と、前記トランスの第２の接続端子に第２のバスバーを介して電気的に接続される第２の導電層と、グランド電位となる第３の導電層とがパターニングされた基板と、
   前記基板の前記第１の導電層と第３の導電層とを電気的につなぐように前記基板に実装された第１の整流用素子と、
   前記基板の前記第２の導電層と第３の導電層とを電気的につなぐように前記基板に実装された第２の整流用素子と、
   前記基板の上方に配置され、平面視において前記トランスの筐体からの前記第３の接続端子に向かって延びる接続端子が前記トランスの第３の接続端子と電気的に接続されたチョークコイルと、
   を備えた絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
   前記基板における第１の導電層が、平面視において前記トランスの筐体からの前記第１の接続端子の突出方向に延設されるとともに、前記基板における第２の導電層が、平面視において前記トランスの筐体からの前記第２の接続端子の突出方向に延設されてなることを特徴とする絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ。
2. ２次巻線に中間タップを有し、筐体の底面から一定の高さにおいて２次巻線の一端用の第１の接続端子と他端用の第２の接続端子と中間タップ用の第３の接続端子とが水平方向において前記第１の接続端子と第２の接続端子との間に第３の接続端子を挟んだ状態で配置されたトランスと、
   前記トランスとは別体に、かつ、前記トランスの第１、第２、第３の接続端子の下方に配置され、前記トランスの第１の接続端子に第１のバスバーを介して電気的に接続される第１の導電層と、前記トランスの第２の接続端子に第２のバスバーを介して電気的に接続される第２の導電層と、グランド電位となる第３の導電層とがパターニングされた基板と、
   前記基板の前記第１の導電層と第３の導電層とを電気的につなぐように前記基板に実装された第１の整流用素子と、
   前記基板の前記第２の導電層と第３の導電層とを電気的につなぐように前記基板に実装された第２の整流用素子と、
   前記基板の上方に配置され、平面視において前記トランスの筐体からの前記第３の接続端子に向かって延びる接続端子が前記トランスの第３の接続端子と電気的に接続されたチョークコイルと、
   を備えた絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
   前記基板における第１の導電層が、平面視において前記トランスの筐体からの前記第１の接続端子の突出方向から前記第２の導電層に接近する方向に曲げて延設されるとともに、前記基板における第２の導電層が、平面視において前記トランスの筐体からの前記第２の接続端子の突出方向から第１の導電層に接近する方向に曲げて延設されてなることを特徴とする絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ。
3. 前記第１の整流用素子および前記第２の整流用素子は、前記トランスの１次巻線を流れる電流の向きの変化に同期してオン・オフする同期整流用ＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ。
4. 前記第１の整流用素子を構成する第１の同期整流用ＭＯＳＦＥＴおよび前記第２の整流用素子を構成する第２の同期整流用ＭＯＳＦＥＴは、パッケージの下面にドレイン端子を有するとともにパッケージの側面にソース端子を有し、前記基板上に第１の同期整流用ＭＯＳＦＥＴと第２の同期整流用ＭＯＳＦＥＴとが、ソース端子が互いに背面側にくるように実装されていることを特徴とする請求項３に記載の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ。
5. 前記第１の整流用素子および前記第２の整流用素子は、前記トランスの１次巻線を流れる電流の向きの変化に同期してオン・オフする同期整流用ＩＧＢＴであることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ。
6. 前記第１の整流用素子を構成する第１の同期整流用ＩＧＢＴおよび前記第２の整流用素子を構成する第２の同期整流用ＩＧＢＴは、パッケージの下面にコレクタ端子を有するとともにパッケージの側面にエミッタ端子を有し、前記基板上に第１の同期整流用ＩＧＢＴと第２の同期整流用ＩＧＢＴとが、エミッタ端子が互いに背面側にくるように実装されていることを特徴とする請求項５に記載の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ。

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