JP2018142590A - Power supply device, and switching hub comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に電源装置、及びこれを備えたスイッチングハブに関し、より詳細には電源回路を有する電源装置、及びこれを備えたスイッチングハブに関する。 The present invention generally relates to a power supply device and a switching hub including the power supply device, and more particularly to a power supply device including a power supply circuit and a switching hub including the power supply device.
従来、発熱量の大きいスイッチLSIを搭載したスイッチングハブが開示されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のスイッチングハブは、高性能化のために、動作クロック周波数の高速化及び回路の高集積化を行った発熱量が大きいスイッチLSIを搭載している。スイッチングハブは、発熱量の大きいスイッチLSIに接触させる大型のヒートシンクを設け、そのヒートシンクのフィン部を筐体外部に露出させている。また、筐体のカバーとヒートシンクを一体にしている。
Conventionally, a switching hub on which a switch LSI with a large amount of heat generation is mounted has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). The switching hub of
しかし、特許文献1のスイッチングハブでは、筐体とヒートシンクが一体であり、スイッチLSI(回路部品)から発生した熱により、筐体が局所的に温度上昇していた。
However, in the switching hub of
本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、筐体の局所的な温度上昇を抑制することができる電源装置、及びこれを備えたスイッチングハブを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said reason, The objective is to provide the power supply device which can suppress the local temperature rise of a housing | casing, and a switching hub provided with the same.
本発明の一態様に係る電源装置は、基板と、複数の回路部品と、筐体と、放熱構造と、を備える。前記基板は、第1実装面、及び前記第1実装面と反対側の第2実装面を有する。前記複数の回路部品は、前記基板に実装されており電源回路を構成する。前記筐体は、前記基板及び前記複数の回路部品を収納し、前記基板の前記第1実装面と対向する第1内面、及び前記基板の前記第2実装面と対向する第2内面を有する。前記放熱構造は、前記複数の回路部品のうち、電気的に並列接続され互いに共通の機能を有する複数の並列部品を放熱する。前記筐体は、前記第1実装面と前記筐体の前記第1内面との間の距離が、前記第2実装面と前記筐体の前記第2内面との間の距離よりも短くなるように、前記基板を収納している。前記複数の並列部品は、前記基板の前記第1実装面に配置されている。前記基板は、前記第1実装面に設けられており前記複数の並列部品の各々と電気的に接続されているパッドを有する。前記放熱構造は、前記基板の前記第2実装面側に配置されており前記パッドを介して前記複数の並列部品の各々と熱結合している。 A power supply device according to one embodiment of the present invention includes a substrate, a plurality of circuit components, a housing, and a heat dissipation structure. The substrate has a first mounting surface and a second mounting surface opposite to the first mounting surface. The plurality of circuit components are mounted on the substrate and constitute a power supply circuit. The housing houses the substrate and the plurality of circuit components, and has a first inner surface facing the first mounting surface of the substrate and a second inner surface facing the second mounting surface of the substrate. The heat dissipation structure dissipates a plurality of parallel components that are electrically connected in parallel and have a common function among the plurality of circuit components. The housing is configured such that a distance between the first mounting surface and the first inner surface of the housing is shorter than a distance between the second mounting surface and the second inner surface of the housing. In addition, the substrate is accommodated. The plurality of parallel components are disposed on the first mounting surface of the substrate. The substrate includes a pad provided on the first mounting surface and electrically connected to each of the plurality of parallel components. The heat dissipation structure is disposed on the second mounting surface side of the substrate and is thermally coupled to each of the plurality of parallel components via the pad.
本発明の一態様に係るスイッチングハブは、前記電源装置と、通信制御ユニットと、を備える。前記通信制御ユニットは、前記電源装置から電力供給され、ネットワーク上における2以上の電子機器間のデータの通信制御を行う。 A switching hub according to an aspect of the present invention includes the power supply device and a communication control unit. The communication control unit is supplied with power from the power supply device and controls data communication between two or more electronic devices on a network.
本発明の電源装置、及びこれを備えたスイッチングハブは、筐体の局所的な温度上昇を抑制することができるという効果がある。 The power supply device of the present invention and the switching hub provided with the power source device have an effect that a local temperature rise of the housing can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。下記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。なお、以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各構成要素の寸法比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is only one of various embodiments of the present invention. The following embodiment can be variously modified according to the design or the like as long as the object of the present invention can be achieved. In addition, each figure demonstrated in the following embodiment is a typical figure, and the dimension ratio of each component does not necessarily reflect an actual dimension ratio.
<概要>
本実施形態の電源装置1の分解斜視図を図1に示し、電源装置1を備えるスイッチングハブ7を用いたネットワークのシステム構成図を図2に示す。
<Overview>
An exploded perspective view of the
本実施形態のスイッチングハブ7は、電源回路10を有する電源装置1と、通信制御ユニット70と、を備える。
The
スイッチングハブ7は、例えばLAN(Local Area Network)ケーブル等の通信線が接続可能な接続ポートを複数備えている。スイッチングハブ7の接続ポートに通信線を介して通信機能を備える電子機器8が接続されることにより、ネットワークが形成される。図2の例では、電子機器8として、ルータ81、パーソナルコンピュータ82、無線アクセスポイント83、IP(Internet Protocol)電話84、ネットワークカメラ85がスイッチングハブ7に接続されている。
The
電源装置1の電源回路10は、例えば商用電源等の電源9から供給される交流電力を直流電力に変換して通信制御ユニット70に出力する。電源回路10は、基板2に実装された複数の回路部品3で構成されている。複数の回路部品3は、例えば、抵抗、コンデンサ、インダクタ、ダイオード、トランス、半導体素子等である。半導体素子とは、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等のトランジスタ、ダイオード、IC部品(IC:Integrated Circuit)等である。電源回路10は、例えば整流回路、昇圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路、制御回路等を有している。整流回路は、例えば複数のダイオードを備えたブリッジ回路で構成される。昇圧チョッパ回路、及び降圧チョッパ回路は、例えば、インダクタ、ダイオード、スイッチング素子等で構成される。制御回路は、例えば、昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路それぞれのスイッチング素子の動作を制御するIC部品等で構成される。
The power supply circuit 10 of the
通信制御ユニット70は、電源回路10から供給される電力により動作するように構成されている。通信制御ユニット70は、ネットワーク上の2以上の電子機器8間におけるデータの通信制御を行うように構成されている。具体的には、通信制御ユニット70は、例えばMAC(Media Access Control)アドレスに基づいて、2以上の電子機器8間において信号の中継(転送)を行う。通信制御ユニット70は、接続ポートに接続されている電子機器8のMACアドレスを参照し、MACアドレスで指定された電子機器8に信号を伝送する。したがって、ネットワークにおける通信効率が向上し、通信負荷が軽減される。なお、スイッチングハブ7は、ルータ機能、無線アクセスポイント機能等を備えていてもよい。
The
<詳細>
以下に、本実施形態の電源装置1について詳細に図1、図3A〜図7を参照して説明する。本実施形態の電源装置1は、基板2と、複数の回路部品3と、放熱構造4と、熱伝導部材51と、絶縁部材52と、放熱部材53と、筐体6と、を備える。
<Details>
Below, the
基板2は、例えばガラスエポキシ基板等のプリント基板であり、厚さ方向からの平面視が略矩形状に形成されている。基板2は、厚さ方向に交差する一面である第1実装面201と、第1実装面201と反対側の第2実装面202とを有しており、複数の回路部品3が実装されている。基板2は、膜状の配線路を構成する導電体(例えば銅箔)を有している。基板2に実装された複数の回路部品3は、基板2の導電体により互いに電気的に接続される。
The board |
本実施形態では、複数の回路部品3のうち、高さ寸法が相対的に小さい回路部品3が第1実装面201に配置され、高さ寸法が相対的に大きい回路部品3が第2実装面202に配置されている。ここでいう高さ寸法とは、回路部品3が基板2に実装された状態における基板2の厚さ方向に沿った寸法である。
In the present embodiment, among the plurality of
第1実装面201に配置されている回路部品3は、表面実装部品(SMD:Surface Mount Device)である。本実施形態では、表面実装部品は、例えば、チップ型の回路素子(抵抗、コンデンサ、インダクタ、ダイオード等)、IC部品等である。表面実装部品は、基板2の第1実装面201に表面実装されている。具体的には、表面実装部品の電極は、基板2の第1実装面201におけるレジスト層から露出した導電体に、半田で電気的及び機械的に接続されている。
The
第2実装面202に配置されている回路部品3は、ラジアルリード、アキシャルリード等を有するリードタイプ部品である。本実施形態では、リードタイプ部品は、例えば、電解コンデンサ、トランス、巻線型インダクタ、バリスタ、IC部品、コネクタ等である。リードタイプ部品は、基板2にスルーホール実装されている。具体的には、リードタイプ部品のリード電極は、基板2の第1実装面201において、半田で基板2の導電体と電気的及び機械的に接続されている。
The
また、複数の回路部品3には、複数(本実施形態では2つ)の並列部品31が含まれている(図3B参照)。2つの並列部品31は、電気的に並列接続され互いに共通の機能を有する回路部品である。2つの並列部品31は、第1実装面201に配置されている。本実施形態では、2つの並列部品31は、互いに同一品種、同一品番の回路部品であり、例えば電源回路10における昇圧チョッパ回路を構成するnチャネルのMOSFETである場合を例にして説明する。
The plurality of
2つの並列部品31(MOSFET)のドレイン端子は、互いに電気的に接続されており、例えばインダクタを介して整流回路の正極側出力端に電気的に接続されている。2つの並列部品31(MOSFET)のソース端子は、互いに電気的に接続されている。2つの並列部品31(MOSFET)のゲート端子は、互いに電気的に接続されており、例えばオン/オフを制御する制御回路(例えばIC部品)に電気的に接続されている。2つの並列部品31(MOSFET)は、制御回路により、同じタイミングでオン/オフする。ここでいう「同じタイミング」とは、厳密に同時である必要がなく、並列部品31(MOSFET)の個体差等によりオン/オフするタイミングがずれていてもよい。2つの並列部品31(MOSFET)が電気的に並列接続されていることにより、並列部品31(MOSFET)が1つである場合に比べて、2つの並列部品31(MOSFET)の各々に流れる電流が半分となる。これにより、並列部品31(MOSFET)の1個当たりの発熱量を抑制することができる。 The drain terminals of the two parallel components 31 (MOSFETs) are electrically connected to each other, and are electrically connected to the positive output side of the rectifier circuit via an inductor, for example. The source terminals of the two parallel components 31 (MOSFETs) are electrically connected to each other. The gate terminals of the two parallel components 31 (MOSFETs) are electrically connected to each other, and are electrically connected to, for example, a control circuit (for example, an IC component) that controls on / off. The two parallel components 31 (MOSFETs) are turned on / off at the same timing by the control circuit. The “same timing” here does not have to be strictly the same, and the on / off timing may be shifted due to individual differences of the parallel parts 31 (MOSFETs). Since the two parallel components 31 (MOSFETs) are electrically connected in parallel, the current flowing through each of the two parallel components 31 (MOSFETs) can be compared to the case where there is only one parallel component 31 (MOSFET). It becomes half. Thereby, the emitted-heat amount per one parallel component 31 (MOSFET) can be suppressed.
2つの並列部品31は、第1実装面201に実装された表面実装部品であり、ドレイン端子、ソース端子、ゲート端子のそれぞれが、基板2の第1実装面201においてレジスト層から露出した導電体であるパッドに、半田で電気的及び機械的に接続されている。なお、図3Bでは、基板2の第1実装面201に設けられた複数のパッドのうち、2つの並列部品31(MOSFET)の各々のソース端子が接続されるパッド(第1パッド21)のみを図示しており、他のパッドの図示を省略している。つまり、図3Bでは、第1実装面201に実装される複数の回路部品3のうち、並列部品31以外の回路部品3、及び並列部品31のドレイン端子、ゲート端子が接続されるパッドの図示を省略している。
The two
上述したように、第1パッド21は、基板2の第1実装面201に設けられた導電体(銅箔)である。第1パッド21は、半田により2つの並列部品31の各々と機械的に接続されることにより、2つの並列部品31と熱結合している。第1パッド21は、放熱性向上のために、他のパッドに比べて面積が大きく形成されていることが好ましい。なお、第1パッド21は、一部がレジスト層により覆われていてもよい。
As described above, the
また、本実施形態の電源装置1は、並列部品31から発生した熱を基板2の第2実装面202側へ放熱する放熱構造4を備えている。本実施形態の放熱構造4は、第2パッド22、スルーホールビア23、導電部材24、熱伝導シート41、及び金属体42を備えている(図5参照)。
Further, the
第2パッド22は、基板2の第2実装面202に設けられた導電体(銅箔)であり、レジスト層から露出している。なお、図3Aでは、基板2の第2実装面202に設けられた複数のパッドのうち、第2パッド22のみを図示しており、他のパッドの図示を省略している。
The
第2パッド22は、基板2の厚さ方向において、第1パッド21の少なくとも一部と重なるように構成されている。つまり、第1パッド21と第2パッド22とは、基板2の基材(ガラスエポキシ樹脂)を介して一部が対向している。これにより、第2パッド22は、第1パッド21と熱結合する。したがって、第2パッド22は、第1パッド21を介して2つの並列部品31と熱結合し、2つの並列部品31が発生した熱を、基板2の第2実装面202側において放熱することができる。第2パッド22は、第1パッド21と同様に、放熱性向上のために、他のパッドに比べて面積が大きく形成されていることが好ましい。なお、第2パッド22は、一部がレジスト層により覆われていてもよい。
The
スルーホールビア23は、基板2を厚さ方向に貫通する貫通孔であり、貫通孔の内周面に沿って導電体(銅箔)が設けられている。スルーホールビア23は、基板2における第1パッド21と第2パッド22とが重なる部分に形成されており、第1パッド21と第2パッド22とを電気的に接続する。第2パッド22は、スルーホールビア23を介して第1パッド21と熱結合する。したがって、スルーホールビア23により、第1パッド21と第2パッド22との間における熱抵抗が低減する。本実施形態では、放熱構造4は、スルーホールビア23を複数(本実施形態では9つ)備えており、9つのスルーホールビア23が基板2の長手方向に沿って一列に形成されている。これにより、第1パッド21と第2パッド22との間における熱抵抗がより低減する。なお、スルーホールビア23の個数は、9つに限らず、1又は9以外の複数であってもよい。また、複数のスルーホールビア23が複数列に形成されていてもよい。
The through-hole via 23 is a through-hole penetrating the
導電部材24は、例えば半田であり、スルーホールビア23の内側に配置されている。つまり、各スルーホールビア23は、導電部材24である半田で埋められている。これにより、第1パッド21と第2パッド22との間における熱抵抗がより低減する。
The
熱伝導シート41は、図4,5に示すように、第2パッド22と金属体42とで挟まれるように配置されている。熱伝導シート41は、空気よりも高い熱伝導率を有しており、第2パッド22と金属体42との間における熱抵抗を低減させる。熱伝導シート41は、例えば、シート状に形成されたシリコーンゴムであり、電気絶縁性及び弾性を有する。熱伝導シート41は、基板2の厚さ方向からの平面視が矩形状に形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the heat
金属体42は、例えばアルミニウム等で構成されたヒートシンクである。金属体42は、基板2の厚さ方向から見た平面視が矩形の板状に形成されており、熱伝導シート41に接着されている。これにより、金属体42は、熱伝導シート41を介して第2パッド22と熱結合する。つまり、金属体42は、熱伝導シート41、第2パッド22、導電部材24、スルーホールビア23、及び第1パッド21を介して、2つの並列部品31と熱結合されている。金属体42は、2つの並列部品31が発生した熱を、基板2の第2実装面202側において放熱することができる。金属体42は、放熱性を向上させるために、複数の溝が形成されていてもよい。
The
また、図1に示すように、基板2に対して第1実装面201側に熱伝導部材51、絶縁部材52、及び放熱部材53が設けられている。
As shown in FIG. 1, a
熱伝導部材51は、基板2の第1実装面201に配置された2つの並列部品31と、金属製の放熱部材53との間における熱抵抗を低減させる部材であり、空気よりも高い熱伝導率を有する。熱伝導部材51は、例えば、シート状に形成されえたシリコーンゴムであり、電気絶縁性及び弾性を有する。熱伝導部材51は、基板2の厚さ方向から見た平面視が矩形状に形成されている。熱伝導部材51は、基板2の第1実装面201に配置された複数の回路部品3のうち少なくとも2つの並列部品31を覆い、一面が2つの並列部品31と接触するように基板2に対して第1実装面201側に配置されている。本実施形態では、熱伝導部材51は、基板2の第1実装面201に配置された複数の回路部品3(2つの並列部品31を含む)の全てを覆うように、基板2に対向する一面が、基板2の第1実装面201と略同じ大きさに形成されている。
The
絶縁部材52は、電気絶縁性を有する材料(例えば樹脂等)で構成されており、折り曲げ可能なシート状に形成されている。絶縁部材52は、基板2に実装された複数の回路部品3(2つの並列部品31を含む)と、金属製の放熱部材53との間の電気絶縁性を確保する。本実施形態の絶縁部材52は、矩形体状の筐体6におけるケース本体61の内面に沿うように形成されており、絶縁主片521と、一対の絶縁側片522と、を有する。絶縁主片521は、基板2の第1実装面201よりも面積が僅かに大きい矩形板状に形成されており、一面が熱伝導部材51の他面と接触するように配置されている。一対の絶縁側片522は、絶縁主片521の短手方向の両端から絶縁主片521と交差する方向に突出するように形成されており、基板2の短手方向の両側の端部を覆う。絶縁部材52は、熱伝導率を向上させるために熱伝導性フィラーを含んでいることが好ましい。
The insulating
放熱部材53は、例えばアルミニウム等の金属板で構成されており、絶縁部材52、及び熱伝導部材51を介して並列部品31と熱結合するように構成されている。放熱部品は、筐体6におけるケース本体61の内面に沿うように曲げ加工されており、放熱主片531と、一対の放熱側片532と、を有する。放熱主片531は、短手方向の寸法が絶縁部材52の絶縁主片521よりも僅かに大きい矩形板状に形成されている。放熱主片531は、絶縁部材52の絶縁主片521の他面側に配置されており、絶縁主片521と対向する。一対の放熱側片532は、放熱主片531の短手方向の両端から放熱主片531と交差する方向に突出するように形成されている。一対の放熱側片532は、放熱主片531の短手方向において、絶縁部材52の一対の絶縁側片522と対向する。
The
筐体6は、ケース本体61とカバー62とを有する矩形体状に形成されており、複数の回路部品3が実装された基板2、放熱構造4、熱伝導部材51、絶縁部材52、及び放熱部材53を収納する。筐体6は、例えば樹脂等の電気絶縁性を有する材料で構成されている。ケース本体61及びカバー62は、一面が開口した矩形箱状に形成されている。筐体6は、ケース本体61とカバー62とが組み合わさることで内部に収納空間を形成する。この収納空間に、基板2の第1実装面201がケース本体61の第1内面611と対向し、基板2の第2実装面202がカバー62の第2内面621と対向するように、複数の回路部品3が実装された基板2が収納される。
The
図4に示すように、筐体6に基板2が収納された状態において、基板2の第1実装面201と筐体6のケース本体61の第1内面611との間の距離をL1とし、基板2の第2実装面202と筐体6のカバー62の第2内面621との間の距離をL2とする。筐体6は、距離L1が距離L2よりも短くなるように基板2を収納している(L1<L2)。
As shown in FIG. 4, in a state where the
また、図4に示すように、基板2の厚さ方向において、基板2の第2実装面202に配置された金属体42は、筐体6のカバー62の第2内面621と離れている。つまり、金属体42は、筐体6のカバー62の第2内面621との間に隙間が形成されるように配置されている。そのため、金属体42の熱がカバー62に伝わりにくい。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、ケース本体61は、第1内面611における四隅から矩形体状の4つの突部612が突出している。4つの突部612の各々には、基板2をケース本体61に固定するためのねじ63が機械的に結合されるねじ孔613が形成されている。基板2は、ねじ63が通る貫通孔251が形成された4つの固定片25を備えている。4つの固定片25は、基板2の四隅から基板2の長手方向に突出するように形成されている。基板2は、ねじ63が貫通孔251を通りケース本体61のねじ孔613に結合されることにより、ケース本体61に固定される。また、ねじ63によって基板2がケース本体61に固定されることにより、熱伝導部材51が基板2とケース本体61の第1内面611とで圧縮されて変形する。したがって、熱伝導部材51は、基板2の第1実装面201に配置された回路部品3(並列部品31を含む)、及び絶縁部材52の絶縁主片521と接触する。また、絶縁部材52は、絶縁主片521が、放熱部材53の放熱主片531と接触する。これにより、熱伝導部材51及び絶縁部材52を介した並列部品31と放熱部材53との間における熱抵抗が低減する。
The
本実施形態の電源装置1では、基板2の第1実装面201に配置された複数の並列部品31が発生した熱を、基板2の第2実装面202側に配置された放熱構造4で放熱するように構成されている。基板2は、第1実装面201と筐体6の第1内面611との間の距離L1が、第2実装面202と筐体6の第2内面612との間の距離L2よりも短くなるように筐体6に収納されている。つまり、電源装置1では、並列部品31が発生した熱が、基板2に対して筐体6の収納空間の中央側に放熱される。したがって、筐体6の局所的な温度上昇が抑制される。
In the
<変形例>
次に、本実施形態の電源装置1の第1変形例について図6A,6Bを参照して説明する。
<Modification>
Next, a first modification of the
第1変形例の電源装置1では、放熱構造4は、複数(第1変形例では2つ)の第2パッド22を備え、複数の第2パッド22が金属体42Aで電気的及び熱的に接続されている。また、第1パッド21は、複数(第1変形例では2つ)の分割パッド211に分割されている。
In the
図6Bに示すように、第1パッド21が、2つの並列部品31の間で分割されており、2つの分割パッド211の各々には、並列部品31が電気的に接続されている。
As shown in FIG. 6B, the
2つの第2パッド22は、基板2の基材(ガラスエポキシ樹脂)を介して2つの分割パッド211の一部と対向するように設けられている。具体的には、一方の分割パッド211の一部と、一方の第2パッド22の一部とが、基板2の基材を介して基板2の厚さ方向に対向している。また、他方の分割パッド211の一部と、他方の第2パッド22の一部とが、基板2の基材を介して基板2の厚さ方向に対向している。
The two
第1変形例の電源装置1では、放熱構造4は、2つのスルーホールビア23を備えている。2つのスルーホールビア23のうち、一方のスルーホールビア23は、一方の分割パッド211と一方の第2パッド22とを電気的に接続するように形成されている。他方のスルーホールビア23は、他方の分割パッド211と他方の第2パッド22とを電気的に接続するように形成されている。
In the
金属体42Aは、ジャンパ線で構成されている。金属体42Aの両端部が、第2実装面202側から2つのスルーホールビア23に通されている。金属体42Aは、導電部材24(半田)により2つの分割パッド211と電気的及び機械的に接続されている。したがって、金属体42Aは、基板2の第2実装面202から一部が突出した状態で、2つの第2パッド22と電気的に接続されている。
The
金属体42Aにより、2つの分割パッド211間、及び2つの第2パッド22間が電気的に接続されている。導電部材24を介して金属体42Aが第1パッド21(2つの分割パッド211)と機械的に接続されていることにより、金属体42Aが第1パッド21と直接的に熱結合するので、金属体42Aと第1パッド21との間における熱抵抗が低減する。したがって、金属体42Aと2つの並列部品31との間における熱抵抗が低減する。また、金属体42Aは、基板2の第2実装面202から突出することにより、放熱性が向上する。なお、金属体42Aの個数は、1つに限らず複数であってもよい。
The
また、本変形例では、2つの分割パッド211と、2つの第2パッド22とが対向するように構成されているが、この構成に限らない。基板2に設けられた1つの第2パッド22が、2つの分割パッド211と対向するように構成されていてもよい。また、分割されていない1つの第1パッド21が、2つの第2パッド22と対向するように構成されていてもよい。
In the present modification, the two divided
また、本変形例では、金属体42Aが、2つの分割パッド211間、及び2つの第2パッド22間を電気的に接続しているが、この構成に限らない。金属体42Aは、1つの第2パッド22と電気的及び機械的に接続するように構成されていてもよい。また、金属体42Aは、分割されていない1つの第1パッド21と電気的及び機械的に接続するように構成されていてもよい。
In the present modification, the
本実施形態の電源装置1の第2変形例について図7を参照して説明する。
A second modification of the
第2変形例の電源装置1では、放熱構造4は、複数(第2変形例では2つ)の第2パッド22を備え、複数の第2パッド22が金属体42Bで電気的及び熱的に接続されている。
In the
金属体42Bは、例えばアルミニウム等の金属箔で構成されている。金属体42Bは、図7に示すように、基板2の第2実装面202から遠ざかる方向へ凸となるように折り曲げられた状態で、基板2の第2実装面202に設けられている。金属体42Bは、2つの第2パッド22に半田で電気的及び機械的に接続されている。したがって、金属体42Bは、基板2の第2実装面202から突出した状態で、2つの第2パッド22と電気的に接続されている。金属体42Bは、2つの第2パッド22と直接的に熱結合するので、金属体42Bと2つの第2パッド22との間における熱抵抗が低減する。また、金属体42Bは、基板2の第2実装面202から突出することにより、放熱性が向上する。
The
なお、金属体42Bの形状は、上記の形状に限らず、基板2の第2実装面202に沿うように2つの第2パッド202に張り付けられていてもよい。
The shape of the
上述した例では、並列部品31がMOSFETである場合を例に説明したが、並列部品31は、MOSFETに限らず、例えば整流回路を構成するダイオード、電源回路10の出力段に設けられるダイオード等であってもよい。また、複数の並列部品31は、互いに同じ品番でなくてもよい。また、並列部品31は、表面実装部品に限らず、リードタイプ部品であってもよい。また、並列部品31の個数は、2つに限らず、3つ以上の複数であってもよい。また、互いに共通の機能を有する並列部品31の組が、複数組であってもよい。
In the above-described example, the case where the
また、電源装置1は、通信制御ユニット70を筐体6に収納した構成であってもよい。つまり、スイッチングハブ7は、電源回路10と通信制御ユニット70とを共通の筐体に収納した構成であってもよい。
Further, the
<まとめ>
第1態様に係る電源装置1は、基板2と、複数の回路部品3と、筐体6と、放熱構造4と、を備える。基板2は、第1実装面201、及び第1実装面201と反対側の第2実装面202を有する。複数の回路部品3は、基板2に実装されており電源回路10を構成する。筐体6は、基板2及び複数の回路部品3を収納し、基板2の第1実装面201と対向する第1内面611、及び基板2の第2実装面202と対向する第2内面621を有する。放熱構造4は、複数の回路部品3のうち、電気的に並列接続され互いに共通の機能を有する複数の並列部品31を放熱するように構成されている。筐体6は、第1実装面201と筐体6の第1内面611との間の距離L1が、第2実装面202と筐体6の第2内面621との間の距離L2よりも短くなるように、基板2を収納している。複数の並列部品31は、基板2の第1実装面201に配置されている。基板2は、第1実装面201に設けられており複数の並列部品31の各々と電気的に接続されている第1パッド21(パッド)を有する。放熱構造4は、基板2の第2実装面202側に配置されており第1パッド21を介して複数の並列部品31の各々と熱結合している。
<Summary>
The
上記構成により、電源装置1では、基板2において第1実装面201よりも筐体6の内面までの距離が離れている第2実装面202側において、並列部品31から発生した熱を放熱するので、筐体6の局所的な温度上昇を抑制することができる。
With the above configuration, in the
第2態様に係る電源装置1では、第1態様において、放熱構造4は、基板2の厚さ方向において、第1パッド21と少なくとも一部が重なる第2パッド22を有する。
In the
上記構成により、電源装置1では、第2パッド22が第1パッド21と熱結合し、放熱構造4は、並列部品31から発生した熱を基板2の第2実装面202側において効率よく放熱することができる。
With the above configuration, in the
第3態様に係る電源装置1では、第2態様において、放熱構造4は、第1パッド21と第2パッド22とを電気的に接続するスルーホールビア23を更に有する。
In the
上記構成により、電源装置1では、第1パッド21と第2パッド22との間における熱抵抗が低減し、放熱構造4は、並列部品31から発生した熱を基板2の第2実装面202側において効率よく放熱することができる。
With the above configuration, in the
第4態様に係る電源装置1では、第3態様において、放熱構造4は、スルーホールビア23の内側に配置されている導電部材24を更に有する。
In the
上記構成により、電源装置1では、第1パッド21と第2パッド22との間における熱抵抗が低減し、放熱構造4は、並列部品31から発生した熱を基板2の第2実装面202側において効率よく放熱することができる。
With the above configuration, in the
第5態様に係る電源装置1では、第2〜第4態様のいずれかにおいて、放熱構造4は、第2パッド22と熱結合している金属体42(42A,42B)を更に有する。
In the
上記構成により、電源装置1では、放熱構造4の放熱効率が向上し、並列部品31から発生した熱を基板2の第2実装面202側において効率よく放熱することができる。
With the above configuration, in the
第6態様に係る電源装置1では、第5態様において、金属体42A(42B)は、第2実装面202から突出し第2パッド22と電気的に接続される。
In the
上記構成により、電源装置1では、金属体42A(42B)の放熱効率が向上し、金属体42A(42B)と第2パッド22との間における熱抵抗が低減する。これにより、電源装置1では、放熱構造4が並列部品31から発生した熱を基板2の第2実装面202側において効率よく放熱することができる。
With the above configuration, in the
第7態様に係る電源装置1では、第5又は第6態様において、放熱構造4は、第2パッド22を複数有する。複数の第2パッド22は、金属体42を介して互いに熱結合している。
In the
上記構成により、電源装置1では、放熱構造4の放熱効率が向上し、並列部品31から発生した熱を基板2の第2実装面202側において効率よく放熱することができる。
With the above configuration, in the
第8態様に係る電源装置1では、第5〜第7態様のいずれかにおいて、金属体42と筐体6の第2内面621との間に隙間が形成されている。
In the
上記構成により、電源装置1では、金属体42から発生した熱が筐体6に伝わりにくくなり、筐体6の第2内面621における局所的な温度上昇を抑制することができる。
With the above configuration, in the
第9態様に係る電源装置1では、第1〜第8態様のいずれかにおいて、第1パッド21(パッド)は、互いに電気的に接続された複数の分割パッド211に分割されている。複数の分割パッド211の各々は、複数の並列部品31のうち少なくとも1つの並列部品31と電気的に接続されている。
In the
上記構成により、電源装置1では、複数の分割パッド211を離れて配置することができ、第1実装面201に複数の並列部品31を配置しやすくなる。
With the above configuration, in the
第10態様に係る電源装置1は、第1〜第9態様のいずれかにおいて、熱伝導部材51と、絶縁部材52と、放熱部材53と、を更に備える。熱伝導部材51は、複数の並列部品31を覆い、複数の並列部品31と熱結合している。絶縁部材52は、電気絶縁性を有する。放熱部材53は、金属で構成され、絶縁部材52を介して熱伝導部材51と熱結合している。
In any one of the first to ninth aspects, the
上記構成により、電源装置1では、並列部品31から発生した熱を基板2の第1実装面201側でも放熱することができる。
With the above configuration, in the
第11態様に係るスイッチングハブ7は、第1〜第10態様のいずれかの電源装置1と、通信制御ユニット70と、を備える。通信制御ユニット70は、電源装置1から電力供給され、ネットワーク上の2以上の電子機器8間におけるデータの通信制御を行う。
The
上記構成により、スイッチングハブ7では、電源装置1の筐体6の局所的な温度上昇を抑制することができる。
With the above configuration, the switching
1 電源装置
2 基板
201 第1実装面
202 第2実装面
21 第1パッド
211 分割パッド
22 第2パッド
24 導電部材
3 回路部品
31 並列部品
4 放熱構造
42 金属体
6 筐体
611 第1内面
621 第2内面
51 熱伝導部材
52 絶縁部材
53 放熱部材
7 スイッチングハブ
8 電子機器
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記基板に実装されており電源回路を構成する複数の回路部品と、
前記基板及び前記複数の回路部品を収納し、前記基板の前記第1実装面と対向する第1内面、及び前記基板の前記第2実装面と対向する第2内面を有する筐体と、
前記複数の回路部品のうち、電気的に並列接続され互いに共通の機能を有する複数の並列部品を放熱するための放熱構造と、を備える電源装置であって、
前記筐体は、前記第1実装面と前記筐体の前記第1内面との間の距離が、前記第2実装面と前記筐体の前記第2内面との間の距離よりも短くなるように、前記基板を収納し、
前記複数の並列部品は、前記基板の前記第1実装面に配置されており、
前記基板は、前記第1実装面に設けられており前記複数の並列部品と電気的に接続されているパッドを有し、
前記放熱構造は、前記基板の前記第2実装面側に配置されており前記パッドを介して前記複数の並列部品の各々と熱結合している
電源装置。 A substrate having a first mounting surface and a second mounting surface opposite to the first mounting surface;
A plurality of circuit components mounted on the substrate and constituting a power supply circuit;
A housing that houses the substrate and the plurality of circuit components, and that has a first inner surface facing the first mounting surface of the substrate and a second inner surface facing the second mounting surface of the substrate;
A heat dissipation structure for radiating heat from a plurality of parallel components electrically connected in parallel and having a common function among the plurality of circuit components,
The housing is configured such that a distance between the first mounting surface and the first inner surface of the housing is shorter than a distance between the second mounting surface and the second inner surface of the housing. And storing the substrate,
The plurality of parallel components are disposed on the first mounting surface of the substrate,
The substrate includes a pad provided on the first mounting surface and electrically connected to the plurality of parallel components;
The heat dissipation structure is disposed on the second mounting surface side of the substrate, and is thermally coupled to each of the plurality of parallel components via the pad.
請求項1に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein the heat dissipation structure includes a second pad that at least partially overlaps the first pad that is the pad in the thickness direction of the substrate.
請求項2に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 2, wherein the heat dissipation structure further includes a through-hole via that electrically connects the first pad and the second pad.
請求項3に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 3, wherein the heat dissipation structure further includes a conductive member disposed inside the through-hole via.
請求項2〜4のいずれか1項に記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 2 to 4, wherein the heat dissipation structure further includes a metal body thermally coupled to the second pad.
請求項5に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 5, wherein the metal body protrudes from the second mounting surface and is electrically connected to the second pad.
前記複数の第2パッドは、前記金属体を介して互いに熱結合している
請求項5又は6に記載の電源装置。 The heat dissipation structure has a plurality of the second pads,
The power supply apparatus according to claim 5, wherein the plurality of second pads are thermally coupled to each other through the metal body.
請求項5〜7のいずれか1項に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 5, wherein a gap is formed between the metal body and the second inner surface of the housing.
前記複数の分割パッドの各々は、前記複数の並列部品のうち少なくとも1つの並列部品と電気的に接続されている
請求項1〜8のいずれか1項に記載の電源装置。 The pad is divided into a plurality of divided pads that are electrically connected to each other;
The power supply device according to claim 1, wherein each of the plurality of divided pads is electrically connected to at least one parallel component among the plurality of parallel components.
電気絶縁性を有する絶縁部材と、
金属で構成され、前記絶縁部材を介して前記熱伝導部材と熱結合している放熱部材と、を更に備える
請求項1〜9のいずれか1項に記載の電源装置。 A heat conducting member that covers the plurality of parallel parts and is thermally coupled to the plurality of parallel parts;
An insulating member having electrical insulation;
The power supply device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a heat radiating member made of metal and thermally coupled to the heat conducting member via the insulating member.
前記電源装置から電力供給され、ネットワーク上の2以上の電子機器間におけるデータの通信制御を行う通信制御ユニットと、を備える
スイッチングハブ。 The power supply device according to any one of claims 1 to 10,
A communication control unit that is supplied with power from the power supply device and performs data communication control between two or more electronic devices on the network.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017035224A JP2018142590A (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Power supply device, and switching hub comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2017035224A Pending JP2018142590A (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Power supply device, and switching hub comprising the same |
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2017
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