JP2019068698A

JP2019068698A - Power conversion device and manufacturing method of power conversion device

Info

Publication number: JP2019068698A
Application number: JP2017195023A
Authority: JP
Inventors: 将司酒井; Shoji Sakai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2037-10-05
Also published as: JP6505187B2

Abstract

To provide a power conversion device capable of improving heat resistance and heat dissipation and being downsized.SOLUTION: A power conversion device 1 includes a transformer 2, a diode 4 having a body housing a diode element and a pin electrically isolated from the body, and a reactor 3. The pin of the diode 4 is fixed and electrically connected to a primary winding 3c of the reactor 3 by welding. A secondary winding of the transformer 2 is provided with a press-fit portion into which the body of the diode 4 is press-fit, and the body of the diode 4 is press-fit and fixed to the press-fit portion and is in contact with a base 6 via a heat dissipation sheet 5.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、電力変換装置および電力変換装置の製造方法に関し、例えば、電気自動車、ハイブリッド車などの車両に搭載される電力変換装置および電力変換装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a power conversion device and a method of manufacturing the power conversion device, for example, to a power conversion device mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and a method of manufacturing the power conversion device.

モータを駆動源とする電気自動車、および、モータを駆動源の１つとするハイブリッド車には、電力変換装置が搭載されている。 A power converter is mounted on an electric car whose source is a motor and a hybrid car whose source is a motor.

そのような電力変換装置の例としては、例えば、モータを駆動するためのインバータ、高圧バッテリ電圧から１２Ｖ系バッテリ電圧に降圧するためのＤＣ/ＤＣコンバータ、１２Ｖ系バッテリ電圧から高圧バッテリ電圧に昇圧するためのＤＣ/ＤＣコンバータ、商用電源から高圧バッテリに充電するための充電器、高圧バッテリからＡＣ１００Ｖを生成するインバータなどがある。 As an example of such a power conversion device, for example, an inverter for driving a motor, a DC / DC converter for stepping down from a high voltage battery voltage to a 12V battery voltage, and boosting from a 12V battery voltage to a high voltage battery voltage There is a DC / DC converter for charging, a charger for charging a high voltage battery from a commercial power source, an inverter for generating 100 V AC from a high voltage battery, and the like.

電気自動車およびハイブリッド車には、このような種々の電力変換装置が搭載されている。 Such various power converters are mounted on electric vehicles and hybrid vehicles.

近年の電気自動車およびハイブリッド車に要求される環境においては、各種搭載装置の小型化および低コスト化の要求が特に強く、車両に搭載される電力変換装置も例外ではない。 In the environment required for electric vehicles and hybrid vehicles in recent years, the demand for downsizing and cost reduction of various mounted devices is particularly strong, and power converters mounted on vehicles are no exception.

電力変換装置の小型化の実現のためには、搭載されるトランス及びリアクトルの磁性部品の小型化、および、ダイオード等の整流素子の小型化が必要となる。このような構成部品の小型化を実現しようとすると、必然的に発熱密度が増大してしまう。そのため、各構成部品の小型化を図る際に、各構成部品を性能保障温度以下にさせることが課題となる。 In order to realize the miniaturization of the power converter, it is necessary to miniaturize the magnetic components of the mounted transformer and reactor, and to miniaturize the rectifying element such as a diode. If it is attempted to miniaturize such components, the heat generation density inevitably increases. Therefore, in order to miniaturize each component, it is an issue to make each component have a performance guarantee temperature or less.

そこで、各構成部品の放熱性能及び耐熱性能の向上が必要不可欠である。 Therefore, it is essential to improve the heat radiation performance and the heat resistance performance of each component.

トランス、リアクトルなどの磁性部品の発熱要素には、巻線の銅損による発熱と、コア内部の鉄損による発熱とがある。磁性部品は、一般的には、銅線が巻回されたボビンをコアの脚部に挿入する構造を有している。そのため、巻線の放熱経路は、内側の巻線から最外周の巻線へ伝熱して最外周の巻線から放熱する放熱経路、または、巻線からコアへ伝熱してコアから放熱する放熱経路のいずれかとなる。 The heat generating elements of magnetic components such as transformers and reactors include heat generation due to copper loss of the winding and heat generation due to iron loss inside the core. The magnetic component generally has a structure in which a bobbin wound with a copper wire is inserted into the leg portion of the core. Therefore, the heat radiation path of the winding is a heat radiation path which transfers heat from the inner winding to the outermost winding and radiates heat from the outermost winding, or a heat radiation path which transfers heat from the winding to the core and radiates it from the core It will be either.

しかしながら、コア自体も鉄損により発熱するため、コアからの放熱の有効性は低く、逆に、コア自体の更なる温度上昇を引き起こす事態となる。 However, since the core itself generates heat due to iron loss, the effectiveness of heat dissipation from the core is low, and conversely, it causes a further temperature rise of the core itself.

そこで、トランスおよびリアクトルの積極的な放熱性向上策としては、例えば、特許文献１に記載の方法がある。 Then, there exists a method of patent document 1 as a positive heat dissipation improvement measure of a transformer and a reactor, for example.

特許文献１に記載の電子機器は、磁性コアと、絶縁基板に導体パターンが形成された配線板とを備えている。当該電子機器では、導体パターンを磁性コアの内部に通すことでコイルを構成している。導体パターンは、複数に分岐して磁性コアの内部に配置される挿通部を有している。電流は、複数に分岐された挿通部に分流して流れるので、各挿通部を流れる電流値は小さくなる。その結果、挿通部の発熱量が少なくなる。こうして、挿入部の温度が過剰に上昇することを抑制している。 The electronic device described in Patent Document 1 includes a magnetic core and a wiring board in which a conductor pattern is formed on an insulating substrate. In the electronic device, the coil is configured by passing the conductor pattern through the inside of the magnetic core. The conductor pattern has an insertion portion which is branched into a plurality and disposed inside the magnetic core. The current is divided and flowed into the plurality of branched insertion portions, so the value of the current flowing through each insertion portion is reduced. As a result, the amount of heat generation of the insertion portion is reduced. In this way, the temperature of the insertion portion is prevented from rising excessively.

なお、特許文献１においては、配線板と電子部品との接続については特に記載されていないため、一般的な半田付けが用いられていると想定される。 In addition, in patent document 1, since it does not describe in particular about the connection of a wiring board and an electronic component, it is assumed that general soldering is used.

特許第５８６７４９０号公報Patent No. 5867490

上述の特許文献１に記載されている電子機器は、挿通部を設けて電流を分流させることによって、放熱性の向上を図っている。しかしながら、この種の電子機器では、電子部品を配線板に実装する際に、電子部品と配線板との接合に半田を用いることが多い。そのため、配線板に大電流を流すと、電子部品と配線板とを接合している半田部分の温度が上昇する。また、配線板に電流が流れない場合には、半田部分の温度が下降する。このようにして、半田部分の温度は上昇と下降とを繰り返す。当該半田の温度サイクルによって、半田部分に半田クラックが発生する可能性があり、耐熱性の向上が図れないという課題があった。 The electronic device described in the above-mentioned patent document 1 aims at the improvement of heat dissipation by providing an insertion part and dividing an electric current. However, in this type of electronic device, when mounting an electronic component on a wiring board, solder is often used for bonding the electronic component and the wiring board. Therefore, when a large current flows through the wiring board, the temperature of the solder portion joining the electronic component and the wiring board rises. In addition, when no current flows in the wiring board, the temperature of the solder portion drops. In this way, the temperature of the solder portion repeats rising and falling. Due to the temperature cycle of the solder, solder cracks may occur in the solder portion, and there has been a problem that heat resistance can not be improved.

また、上述の特許文献１に記載されているような従来の電子機器において、各電子部品は、配線板を構成している絶縁基板の上面に設けられている。そのため、配線板に多くの電子部品を実装させる場合には、実装面積が大きくなるという課題があった。 Moreover, in the conventional electronic device as described in the above-mentioned patent document 1, each electronic component is provided in the upper surface of the insulated substrate which comprises the wiring board. Therefore, when mounting many electronic components on a wiring board, the subject that a mounting area becomes large occurred.

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、耐熱性の向上および小型化を図ることが可能な電力変換装置および電力変換装置の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made in order to solve this subject, and an object of this invention is to provide the manufacturing method of the power converter device and power converter device which can aim at heat resistance improvement and size reduction.

この発明は、ベースと、前記ベースの主面上に設けられたトランスと、前記ベースの前記主面上に設けられたダイオードと、前記ベースの前記主面上に設けられたリアクトルとを備え、前記ダイオードは、ダイオード素子を収納したボディと、前記ボディに電気的に絶縁されたピンとを有し、前記ダイオード素子の一方の端子は、前記ボディに電気的に接続され、前記ダイオード素子の他方の端子は、前記ピンに電気的に接続され、前記トランスの２次巻線及び前記リアクトルの１次巻線の一方に前記ダイオードの前記ピンが溶接または嵌合された状態で固定されて電気的に接続され、他方に前記ダイオードの前記ボディが圧入される貫通穴を有する圧入部が設けられ、前記ダイオードの前記ボディは、前記圧入部の前記貫通穴内に固定されている、電力変換装置である。 The present invention comprises a base, a transformer provided on the main surface of the base, a diode provided on the main surface of the base, and a reactor provided on the main surface of the base; The diode has a body containing a diode element and a pin electrically isolated from the body, and one terminal of the diode element is electrically connected to the body, and the other of the diode elements is A terminal is electrically connected to the pin, and the pin of the diode is fixed in a welded or fitted state to one of the secondary winding of the transformer and the primary winding of the reactor. There is provided a press-fit portion having a through-hole to be connected and the other to which the body of the diode is press-fit, and the body of the diode is fixed in the through-hole of the press-fit portion It has a power conversion device.

この発明に係る電力変換装置によれば、トランス、リアクトル、ダイオードなどの電子機器を実装する際に半田付けを使用しないことで耐熱性を向上させ、また、ダイオードを圧入させて固定する圧入部を設けることで従来に比べて実装面積を小さくすることで小型化を図ることができる。 According to the power conversion device according to the present invention, the heat resistance is improved by not using soldering when mounting electronic devices such as a transformer, a reactor, and a diode, and a press-fit portion for press-fitting and fixing a diode is used. By providing them, miniaturization can be achieved by reducing the mounting area as compared with the prior art.

この発明の実施の形態１の電力変換装置の構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the power converter device of Embodiment 1 of this invention. 図１の電力変換装置の平面図である。It is a top view of the power converter device of FIG. 図１の電力変換装置の側面図である。It is a side view of the power converter device of FIG. 図１の電力変換装置のトランスの構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the transformer of the power converter device of FIG. 図１の電力変換装置のリアクトルの構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the reactor of the power converter device of FIG. 図１の電力変換装置のダイオードの構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the diode of the power converter device of FIG. この発明の実施の形態２の電力変換装置の構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the power converter device of Embodiment 2 of this invention. 図７の電力変換装置の平面図である。It is a top view of the power converter device of FIG. 図８の電力変換装置の側面図である。It is a side view of the power converter device of FIG. 図７の電力変換装置のトランスの構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the transformer of the power converter device of FIG. この発明の実施の形態３の電力変換装置の構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the power converter device of Embodiment 3 of this invention. 図１１の電力変換装置の平面図である。It is a top view of the power converter device of FIG. 図１１の電力変換装置の側面図である。It is a side view of the power converter device of FIG. 図１１の電力変換装置のリアクトルの構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the reactor of the power converter device of FIG.

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明する。なお、各図において、同一または相当する部材および部位については同一符号を付して説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In the drawings, the same or corresponding members and portions will be described with the same reference numerals.

実施の形態１．
図１〜図６は、この発明の実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示す図である。図１は、本実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。図２は、図１の電力変換装置の平面図である。図３は、図１の電力変換装置の側面図である。図４は、図１の電力変換装置に設けられたトランスの構成を示す斜視図である。図５は、図１の電力変換装置に設けられたリアクトルの構成を示す斜視図である。図６は、図１の電力変換装置に設けられたダイオードの構成を示す斜視図である。 Embodiment 1
1 to 6 are diagrams showing the configuration of a power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the power conversion device according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view of the power conversion device of FIG. FIG. 3 is a side view of the power conversion device of FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a transformer provided in the power conversion device of FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a reactor provided in the power conversion device of FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a diode provided in the power conversion device of FIG.

本実施の形態１に係る電力変換装置１は、図１〜図３に示すように、基板としてのベース６の主面上に、トランス２と、リアクトル３と、ダイオード４と、放熱シート５とが設けられている。ベース６は、冷却器を含んで構成される。また、ダイオード４は、整流素子として機能する。 As shown in FIGS. 1 to 3, the power conversion device 1 according to the first embodiment includes the transformer 2, the reactor 3, the diode 4, and the heat dissipation sheet 5 on the main surface of the base 6 as a substrate. Is provided. The base 6 is configured to include a cooler. Moreover, the diode 4 functions as a rectifying element.

なお、図１〜図６においては、トランス２、リアクトル３、および、ダイオード４以外の他の構成部品、トランス２の１次側の構成部品、および、リアクトル３の２次側の構成部品についての図示を省略している。 1 to 6, components other than the transformer 2, the reactor 3 and the diode 4, components on the primary side of the transformer 2, and components on the secondary side of the reactor 3 Illustration is omitted.

以下、電力変換装置１に搭載された各構成部品の構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of each component mounted on the power conversion device 1 will be described.

まず、電力変換装置１に搭載されたトランス２の構成について説明する。図４に示すように、トランス２は、トランスコア２ａ，２ｂを有している。トランスコア２ａ，２ｂは、トランス上側コア２ａとトランス下側コア２ｂとを含んで構成されている。トランスコア２ａ，２ｂの脚部には、１次巻線２ｃと２次巻線２ｄ，２ｅとが巻回されている。２次巻線２ｄ，２ｅは、上側２次巻線２ｄと下側２次巻線２ｅとを含んで構成されている。 First, the configuration of the transformer 2 mounted on the power conversion device 1 will be described. As shown in FIG. 4, the transformer 2 has transformer cores 2a and 2b. The transformer cores 2a and 2b are configured to include a transformer upper core 2a and a transformer lower core 2b. The primary winding 2c and the secondary windings 2d and 2e are wound around the legs of the transformer cores 2a and 2b. The secondary windings 2d and 2e are configured to include an upper secondary winding 2d and a lower secondary winding 2e.

トランス２の積層状態について説明する。トランス２は、図４に示すように、下から順に、トランス下側コア２ｂ、下側２次巻線２ｅ、１次巻線２ｃ、上側２次巻線２ｄ、トランス上側コア２ａが、積層されている。 The layered state of the transformer 2 will be described. As shown in FIG. 4, in the transformer 2, a transformer lower core 2b, a lower secondary winding 2e, a primary winding 2c, an upper secondary winding 2d, and a transformer upper core 2a are stacked in this order from the bottom. ing.

トランス上側コア２ａの側面は、図４に示すように、Ｅ型形状を有している。すなわち、トランス上側コア２ａは、Ｉ型形状の本体と、本体に対して垂直に延びる３つの脚部とを含んで構成されている。なお、本体と脚部とは一体に形成されている。以下では、３つの脚部のうち、両端の脚部を外脚部２ａａ，２ａｂと呼び、中央の脚部を中脚部２ａｃと呼ぶこととする。 The side surface of the transformer upper core 2a has an E shape, as shown in FIG. That is, the transformer upper core 2a is configured to include an I-shaped main body and three legs extending perpendicularly to the main body. The main body and the leg portion are integrally formed. Hereinafter, among the three legs, the legs at both ends are referred to as outer legs 2aa and 2ab, and the central leg is referred to as middle leg 2ac.

同様に、トランス下側コア２ｂの側面は、図４に示すように、Ｅ型形状を有している。トランス下側コア２ｂとトランス上側コア２ａとは、互いに、同じ形状、同じ大きさを有している。トランス下側コア２ｂは、Ｉ型形状の本体と、本体に対して垂直に延びる３つの脚部とを含んで構成されている。なお、本体と脚部とは一体に形成されている。以下では、３つの脚部のうち、両端の脚部を外脚部２ｂａ，２ｂｂと呼び、中央の脚部を中脚部２ｂｃと呼ぶこととする。 Similarly, as shown in FIG. 4, the side surface of the transformer lower core 2 b has an E shape. The transformer lower core 2b and the transformer upper core 2a have the same shape and the same size. The transformer lower core 2b is configured to include an I-shaped main body and three legs extending perpendicularly to the main body. The main body and the leg portion are integrally formed. Hereinafter, among the three legs, the legs at both ends are referred to as outer legs 2ba and 2bb, and the central leg is referred to as middle leg 2bc.

トランス上側コア２ａの外脚部２ａａ，２ａｂは、それぞれ、トランス下側コア２ｂの外脚部２ｂａ，２ｂｂに当接している。また、トランス上側コア２ａの中脚部２ａｃは、トランス下側コア２ｂの中脚部２ｂｃに当接している。その結果、トランス上側コア２ａとトランス下側コア２ｂとは閉磁路を形成している。 The outer legs 2aa and 2ab of the transformer upper core 2a are in contact with the outer legs 2ba and 2bb of the transformer lower core 2b, respectively. The middle leg 2ac of the transformer upper core 2a is in contact with the middle leg 2bc of the transformer lower core 2b. As a result, the transformer upper core 2a and the transformer lower core 2b form a closed magnetic circuit.

また、１次巻線２ｃ、上側２次巻線２ｄ、下側２次巻線２ｅは、それぞれ、中脚部２ａｃおよび中脚部２ｂｃの外周を巻き回すように配置されている。外脚部２ａａ，２ａｂおよび外脚部２ｂａ，２ｂｂは、１次巻線２ｃ、上側２次巻線２ｄ、下側２次巻線２ｅの外側になるように配置されている。 Further, the primary winding 2c, the upper secondary winding 2d, and the lower secondary winding 2e are disposed so as to wind the outer peripheries of the middle leg 2ac and the middle leg 2bc, respectively. The outer legs 2aa and 2ab and the outer legs 2ba and 2bb are disposed outside the primary winding 2c, the upper secondary winding 2d, and the lower secondary winding 2e.

また、上側２次巻線２ｄの一端には、１つのダイオード４を圧入した状態で固定するための圧入部２ｇが設けられている。同様に、下側２次巻線２ｅの一端には、別のダイオード４を圧入した状態で固定するための圧入部２ｈが設けられている。圧入部２ｇ，２ｈは、それぞれ、２次巻線２ｄ，２ｅを厚さ方向に貫通した貫通穴を有している。ダイオード４は、当該貫通穴に圧入されて固定される。また、上側２次巻線２ｄの他端、および、下側２次巻線２ｅの他端には、固定部２ｆが設けられている。固定部２ｆは、２次巻線２ｄ，２ｅを、ベース６に固定するとともに、電気的に接続する。 Further, at one end of the upper secondary winding 2d, a press-fit portion 2g for fixing one diode 4 in a state of press-fitting is provided. Similarly, at one end of the lower secondary winding 2e, a press-fit portion 2h for fixing another diode 4 in a press-fit state is provided. The press-fit portions 2g and 2h respectively have through holes penetrating the secondary windings 2d and 2e in the thickness direction. The diode 4 is pressed into and fixed to the through hole. Further, a fixing portion 2f is provided at the other end of the upper secondary winding 2d and the other end of the lower secondary winding 2e. The fixing portion 2 f fixes the secondary windings 2 d and 2 e to the base 6 and electrically connects them.

本実施の形態１では、圧入部２ｇ，２ｈおよび固定部２ｆが、ベース６の主面に平行な方向において、互いに重ならないように配置されている。すなわち、圧入部２ｇ，２ｈおよび固定部２ｆは、図２の平面図で見た場合、並んで配置されており、互いにオーバーラップしていない。また、固定部２ｆは、圧入部２ｇ，２ｈの間に配置されている。本実施の形態１では、２個の圧入部２ｇ，２ｈが設けられているため、圧入部２ｇ，２ｈの間に固定部２ｆが配置されている。しかしながら、圧入部が３個以上の場合には、それらの複数の圧入部のうちの隣接するいずれか２つの圧入部の間に固定部２ｆを配置するようにする。圧入部２ｇ，２ｈおよび固定部２ｆの詳細については後述する。 In the first embodiment, the press-fit portions 2 g and 2 h and the fixing portion 2 f are arranged so as not to overlap with each other in the direction parallel to the main surface of the base 6. That is, the press-fit portions 2g and 2h and the fixing portion 2f are arranged side by side when viewed in the plan view of FIG. 2 and do not overlap each other. The fixed portion 2f is disposed between the press-fit portions 2g and 2h. In the first embodiment, since the two press-fit portions 2g and 2h are provided, the fixing portion 2f is disposed between the press-fit portions 2g and 2h. However, in the case where the number of press-fit portions is three or more, the fixing portion 2f is disposed between any two adjacent press-fit portions of the plurality of press-fit portions. Details of the press-fit portions 2g and 2h and the fixing portion 2f will be described later.

なお、トランス２において、トランス上側コア２ａとトランス下側コア２ｂとの間、１次巻線２ｃと上側２次巻線２ｄとの間、１次巻線２ｃと下側２次巻線２ｅとの間は、それぞれ、電気的な絶縁物によって絶縁距離を確保する必要があるが、本実施の形態では、それについての図示を省略している。 In transformer 2, between upper transformer core 2a and lower transformer core 2b, between primary winding 2c and upper secondary winding 2d, and primary winding 2c and lower secondary winding 2e. In the meantime, it is necessary to secure an insulation distance by an electrical insulator, but in the present embodiment, illustration thereof is omitted.

次に、電力変換装置１に搭載されたリアクトル３の構成について説明する。リアクトル３は、図５に示すように、リアクトルコア３ａ，３ｂを有している。リアクトルコア３ａ，３ｂは、リアクトル上側コア３ａとリアクトル下側コア３ｂとを含んで構成されている。リアクトルコア３ａ，３ｂの脚部には、１次巻線３ｃが巻回されている。 Next, the configuration of reactor 3 mounted on power conversion device 1 will be described. The reactor 3 has reactor cores 3a and 3b, as shown in FIG. Reactor cores 3a and 3b are configured to include reactor upper core 3a and reactor lower core 3b. The primary winding 3c is wound around the leg portions of the reactor cores 3a and 3b.

リアクトル３の積層状態について説明する。リアクトル３は、図５に示すように、下から順に、リアクトル下側コア３ｂ、巻線３ｃ、リアクトル上側コア３ａが積層されている。 The layered state of the reactor 3 will be described. As shown in FIG. 5, in the reactor 3, the reactor lower core 3b, the winding 3c, and the reactor upper core 3a are stacked in order from the bottom.

リアクトル上側コア３ａの側面は、図５に示すように、Ｅ型形状を有している。すなわち、リアクトル上側コア３ａは、Ｉ型形状の本体と、本体に対して垂直に延びる３つの脚部とを含んで構成されている。本体と脚部とは一体に形成されている。以下では、３つの脚部のうち、両端の脚部を外脚部３ａａ，３ａｂと呼び、中央の脚部を中脚部３ａｃと呼ぶこととする。 The side surface of the reactor upper core 3a has an E shape, as shown in FIG. That is, reactor upper core 3a is configured to include an I-shaped main body and three legs extending perpendicularly to the main body. The main body and the leg are integrally formed. Hereinafter, among the three legs, the legs at both ends are referred to as outer legs 3aa and 3ab, and the central leg is referred to as middle leg 3ac.

同様に、リアクトル下側コア３ｂの側面は、図５に示すように、Ｅ型形状を有している。リアクトル下側コア３ｂとリアクトル上側コア３ａとは、互いに、同じ形状、同じ大きさを有している。リアクトル下側コア３ｂは、Ｉ型形状の本体と、本体に対して垂直に延びる３つの脚部とを含んで構成されている。本体と脚部とは一体に形成されている。以下では、３つの脚部のうち、両端の脚部を外脚部３ｂａ，３ｂｂと呼び、中央の脚部を中脚部３ｂｃと呼ぶこととする。 Similarly, as shown in FIG. 5, the side surface of the reactor lower core 3 b has an E shape. Reactor lower core 3b and reactor upper core 3a have the same shape and the same size. The reactor lower core 3b is configured to include an I-shaped main body and three legs extending perpendicularly to the main body. The main body and the leg are integrally formed. Hereinafter, among the three legs, the legs at both ends are referred to as outer legs 3ba and 3bb, and the central leg is referred to as middle leg 3bc.

リアクトル上側コア３ａの外脚部３ａａ，３ａｂは、それぞれ、リアクトル下側コア３ｂの外脚部３ｂａ，３ｂｂに当接している。また、リアクトル上側コア３ａの中脚部３ａｃは、リアクトル下側コア３ｂの中脚部３ｂｃに当接している。その結果、リアクトル上側コア３ａとリアクトル下側コア３ｂとは閉磁路を形成している。 Outer legs 3aa and 3ab of reactor upper core 3a are in contact with outer legs 3ba and 3bb of reactor lower core 3b, respectively. The middle leg 3ac of the reactor upper core 3a is in contact with the middle leg 3bc of the reactor lower core 3b. As a result, the reactor upper core 3a and the reactor lower core 3b form a closed magnetic circuit.

また、１次巻線３ｃは、中脚部３ａｃおよび中脚部３ｂｃの外周を巻き回すように配置されている。外脚部３ａａ，３ａｂおよび外脚部３ｂａ，３ｂｂは、１次巻線３ｃの外側になるように配置されている。 The primary winding 3c is disposed to wind the outer circumference of the middle leg 3ac and the middle leg 3bc. The outer legs 3aa and 3ab and the outer legs 3ba and 3bb are disposed outside the primary winding 3c.

なお、リアクトル３において、リアクトル上側コア３ａと巻線３ｃとの間、および、リアクトル下側コア３ｂと巻線３ｃとの間は、それぞれ、電気的な絶縁物によって絶縁距離を確保する必要がある。ただし、本実施の形態では、絶縁距離を確保する状態の図示を省略している。 In reactor 3, between the reactor upper core 3a and the winding 3c, and between the reactor lower core 3b and the winding 3c, it is necessary to secure an insulation distance by an electrical insulator. . However, in the present embodiment, illustration of a state in which the insulation distance is secured is omitted.

次に、電力変換装置１に搭載されたダイオード４の構成について説明する。図６に示すように、ダイオード４は、下端部が閉口された円筒型のボディ４ａと、ボディ４ａの中心部に配置された棒状のピン４ｂとを含んで構成されている。ピン４ｂは、ボディ４ａの円筒形の軸方向に延設されている。また、ボディ４ａの内部には、ダイオード素子がモールド樹脂４ｃによって封入されている。 Next, the configuration of the diode 4 mounted on the power conversion device 1 will be described. As shown in FIG. 6, the diode 4 is configured to include a cylindrical body 4a whose lower end is closed and a rod-like pin 4b disposed at the center of the body 4a. The pin 4b is extended in the cylindrical axial direction of the body 4a. Further, inside the body 4a, a diode element is sealed by a mold resin 4c.

ダイオード素子のアノード端子は、ボディ４ａと電気的に接続されている。また、ダイオード素子のカソード端子は、ピン４ｂと電気的に接続されている。また、ボディ４ａとピン４ｂとの間には、モールド樹脂４ｃにより、電気的に絶縁できる絶縁距離が確保されている。 The anode terminal of the diode element is electrically connected to the body 4a. The cathode terminal of the diode element is electrically connected to the pin 4b. Further, an insulation distance which can be electrically insulated is secured between the body 4a and the pin 4b by the mold resin 4c.

次に、トランス２、リアクトル３、ダイオード４の実装状態について説明する。図１に示すように、ベース６の上面に、トランス２、リアクトル３、ダイオード４、および、放熱シート５が実装されている。 Next, mounting states of the transformer 2, the reactor 3, and the diode 4 will be described. As shown in FIG. 1, the transformer 2, the reactor 3, the diode 4, and the heat dissipation sheet 5 are mounted on the upper surface of the base 6.

トランス２の上側２次巻線２ｄおよび下側２次巻線２ｅは、板金などの導体で構成されている。トランス２の上側２次巻線２ｄの一端には、上述したように、ダイオード４を圧入するための圧入部２ｇが設けられている。当該一端は、図４に示すように、山折り、谷折りの順で、のべ２回折り曲げられて成形されることで、先端の平面部分が、放熱シート５を介して、ベース６に接触している。圧入部２ｇは、当該平面部分に設けられている。 The upper secondary winding 2d and the lower secondary winding 2e of the transformer 2 are made of a conductor such as a sheet metal. As described above, the press-fit portion 2 g for press-fitting the diode 4 is provided at one end of the upper secondary winding 2 d of the transformer 2. As shown in FIG. 4, the one end is bent twice in the order of mountain fold and valley fold so that the flat portion of the tip contacts the base 6 through the heat dissipation sheet 5. doing. The press-fit portion 2g is provided on the flat portion.

また、上側２次巻線２ｄの他端には、上側２次巻線２ｄを下側２次巻線２ｅと共にベース６と電気的に接続する固定部２ｆｄが設けられている。当該他端は、図４に示すように、山折り、谷折りの順で、のべ２回折り曲げられて成形されることで、先端の平面部分が、放熱シート５および後述する固定部２ｆｅを介して、ベース６に接触している。固定部２ｆｄは、当該平面部分に設けられている。 Further, at the other end of the upper secondary winding 2d, there is provided a fixing portion 2fd electrically connecting the upper secondary winding 2d to the base 6 together with the lower secondary winding 2e. As shown in FIG. 4, the other end is formed by bending twice in the order of mountain folding and valley folding, so that the flat portion of the tip is the heat dissipation sheet 5 and a fixing portion 2 fe described later. It is in contact with the base 6 through. The fixing portion 2fd is provided on the plane portion.

同様に、トランス２の下側２次巻線２ｅの一端には、上述したように、ダイオード４を圧入するための圧入部２ｈが設けられている。当該一端は、図４に示すように、山折り、谷折りの順で、のべ２回折り曲げられて成形されることで、先端の平面部分が、放熱シート５を介して、ベース６に接触している。圧入部２ｈは、当該一端の当該平面部分に設けられている。 Similarly, as described above, the press-fit portion 2 h for press-fitting the diode 4 is provided at one end of the lower secondary winding 2 e of the transformer 2. As shown in FIG. 4, the one end is bent twice in the order of mountain fold and valley fold so that the flat portion of the tip contacts the base 6 through the heat dissipation sheet 5. doing. The press-fit portion 2 h is provided on the flat surface portion at the one end.

また、下側２次巻線２ｅの他端には、下側２次巻線２ｅを上側２次巻線２ｄと共にベース６と電気的に接続する固定部２ｆｅが設けられている。当該他端は、図４に示すように、山折り、谷折りの順で、のべ２回折り曲げられて成形されることで、先端の平面部分が、放熱シート５を介して、ベース６に接触している。固定部２ｆｅは、当該他端の平面部分に設けられている。 Further, at the other end of the lower secondary winding 2e, a fixing portion 2fe electrically connecting the lower secondary winding 2e to the base 6 together with the upper secondary winding 2d is provided. As shown in FIG. 4, the other end is formed by bending twice in the order of mountain folding and valley folding and forming a flat portion of the tip on the base 6 through the heat dissipation sheet 5. It is in contact. The fixing portion 2 fe is provided on the flat portion of the other end.

以下では、固定部２ｆｄと固定部２ｆｅとを纏めて固定部２ｆと呼ぶこととする。固定部２ｆは、図４に示すように、貫通穴を備えて構成されている。当該貫通穴に、ボルト等の固定具が挿入されて、トランス２がベース６に設けられたボスに固定される。また、固定部２ｆは、導体で構成されたボルト等の固定具を介して、２次巻線２ｄ，２ｅとベース６とを電気的に接続している。放熱シート５は、ベース６に設けられたボスと干渉しないように、当該ボスの位置に対応させて穴もしくは切欠きを設けている。 Hereinafter, the fixing portion 2 fd and the fixing portion 2 fe are collectively referred to as a fixing portion 2 f. The fixing portion 2 f is configured to have a through hole as shown in FIG. 4. A fixing tool such as a bolt is inserted into the through hole, and the transformer 2 is fixed to a boss provided on the base 6. The fixing portion 2 f electrically connects the secondary windings 2 d and 2 e to the base 6 through a fixing tool such as a bolt formed of a conductor. The heat dissipation sheet 5 is provided with a hole or a notch corresponding to the position of the boss so as not to interfere with the boss provided on the base 6.

トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅに設けられた圧入部２ｇ，２ｈは、それぞれ、貫通穴を備えて構成されている。圧入部２ｇ，２ｈには、それぞれ、ダイオード４のボディ４ａが圧入される。ダイオード４のボディ４ａを圧入する際には、ダイオード４のボディ４ａの予め設定された水平位置と、圧入部２ｇ，２ｄの平面部分の上面とが、同一の平面内になるように位置合わせされる。こうして、ダイオード４のボディ４ａが、放熱シート５に接触する位置になるまで、ボディ４ａを圧入部２ｇ，２ｈ内に圧入する。これにより、ダイオード４のボディ４ａは、放熱シート５を介して、ベース６に接触される。その結果、ダイオード４で発生した熱は、放熱シート５を介して、ベース６に伝熱され、ベース６から外部に放熱される。 The press-fit portions 2g and 2h provided in the secondary windings 2d and 2e of the transformer 2 are each configured to have a through hole. The body 4a of the diode 4 is press-fit into the press-fit portions 2g and 2h, respectively. When press-fitting the body 4a of the diode 4, the preset horizontal position of the body 4a of the diode 4 and the upper surface of the plane portion of the press-fit portions 2g and 2d are aligned so as to be in the same plane. Ru. Thus, the body 4a is press-fit into the press-fit portions 2g and 2h until the body 4a of the diode 4 comes into contact with the heat dissipation sheet 5. Thus, the body 4 a of the diode 4 is in contact with the base 6 via the heat dissipation sheet 5. As a result, the heat generated by the diode 4 is transferred to the base 6 through the heat dissipation sheet 5 and dissipated from the base 6 to the outside.

また、リアクトル３の１次巻線３ｃは、板金などの導体で構成されている。１次巻線３ｃには、図３に示されるように、圧入部２ｇ，２ｈに圧入された２つのダイオード４のピン４ｂが、それぞれ、溶接された状態で固定されている。これにより、１次巻線３ｃとダイオード４のピン４ｂとは、電気的に接続される。 Moreover, the primary winding 3c of the reactor 3 is comprised by conductors, such as a sheet metal. As shown in FIG. 3, pins 4b of two diodes 4 press-fit into the press-fit portions 2g and 2h are fixed to the primary winding 3c in a welded state, respectively. Thereby, the primary winding 3c and the pin 4b of the diode 4 are electrically connected.

さらに詳細に説明すれば、本実施の形態１においては、図２及び図３に示すように、リアクトル３の１次巻線３ｃの側面の２ヶ所に溶接部３ｃａが形成されている。溶接部３ｃａは、１次巻線３ｃの側面から突起するように棒状の突起部を形成し、当該突起部をＬ字形状に上方に向かって折り曲げることで形成される。すなわち、溶接部３ｃａは、１次巻線３ｃの側面から垂直方向に延設されている。溶接部３ｃａは、図３に示すように、ダイオード４のピン４ｂと溶接により接合される。なお、溶接部３ｃａと１次巻線３ｃとは一体成型される。 More specifically, in the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, welds 3 ca are formed at two places on the side surface of primary winding 3 c of reactor 3. The welding portion 3ca is formed by forming a bar-like protrusion so as to protrude from the side surface of the primary winding 3c, and bending the protrusion upward in an L shape. That is, the welding portion 3ca is extended in the vertical direction from the side surface of the primary winding 3c. The weld 3ca is welded to the pin 4b of the diode 4 as shown in FIG. The weld 3ca and the primary winding 3c are integrally molded.

放熱シート５は、電気絶縁性を持った材質から構成されている。放熱シート５は、図１に示すように、ベース６の全面に対して設けられておらず、ベース６の主面の一部に対して設けられている。具体的には、放熱シート５は、圧入部２ｇ，２ｈが設けられている２次巻線２ｄ，２ｅの平面部分、および、固定部２ｆが設けられた２次巻線２ｄ，２ｅの平面部分が配置されている領域に対してのみ設けられている。 The heat dissipation sheet 5 is made of a material having electrical insulation. As shown in FIG. 1, the heat dissipation sheet 5 is not provided on the entire surface of the base 6, but is provided on a part of the main surface of the base 6. Specifically, the heat dissipation sheet 5 is a flat portion of the secondary windings 2d and 2e provided with the press-fit portions 2g and 2h, and a flat portion of the secondary windings 2d and 2e provided with the fixing portion 2f. Are provided only for the area in which the

以上のように、本実施の形態１に係る電力変換装置は、ベース６上に各構成部品を実装する際に、半田付けを用いずに、溶接および圧入により各構成部品を固定するようにした。この結果、従来のような配線板に電子部品を半田付けした構成とは異なり、温度サイクルにおける半田クラックの発生のような故障が無く、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。すなわち、本実施の形態１に係る電力変換装置は、半田付けを使用していないため、半田の使用温度可能範囲を上回った場合においても正常に動作するように、製品の耐熱温度を高くすることができる。 As described above, the power conversion device according to the first embodiment fixes each component by welding and press fitting without using soldering when mounting each component on the base 6. . As a result, unlike the conventional configuration in which the electronic component is soldered to the wiring board, there is no failure such as the occurrence of solder cracks in the temperature cycle, and the reliability with respect to the temperature cycle can be improved. That is, since the power conversion device according to the first embodiment does not use soldering, the heat-resistant temperature of the product should be increased so that it can operate normally even when the usable temperature range of the solder is exceeded. Can.

また、従来は、配線板が電子部品によって橋渡しされる状態で実装されていた。これに対して、本実施の形態１では、ダイオード４が、トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅとリアクトル３の１次巻線３ｃとで上下から挟み込まれる状態で実装されているため、実装面積を小さくすることができる。 Also, conventionally, the wiring board is mounted in a state of being bridged by electronic parts. On the other hand, in the first embodiment, since the diode 4 is mounted in a state of being sandwiched from above and below by the secondary windings 2 d and 2 e of the transformer 2 and the primary winding 3 c of the reactor 3 The area can be reduced.

さらに、ダイオードの冷却経路は、配線板にダイオードを半田付けで実装する従来の場合には、ダイオード→半田→金属板→放熱シート→ベースであった。これに対し、本実施の形態１におけるダイオードの冷却経路は、ダイオード４が放熱シート５と接していることで、ダイオード４→放熱シート５→ベース６となる。このように、ダイオードの冷却経路が短くなることによって、熱抵抗が低下し、放熱性能を向上させることができる。 Furthermore, in the conventional case where the diode is mounted on the wiring board by soldering, the cooling path of the diode is diode → solder → metal plate → heat dissipation sheet → base. On the other hand, in the diode cooling path in the first embodiment, the diode 4 → the heat dissipating sheet 5 → the base 6 because the diode 4 is in contact with the heat dissipating sheet 5. Thus, thermal resistance can be reduced by shortening the cooling path of the diode, and heat dissipation performance can be improved.

また、ダイオードの実装面積は、配線板に半田付けでダイオードを実装する従来の場合には、ダイオード＋半田付けエリア＋電極の絶縁距離に相当する面積が必要であった。これに対し、本実施の形態１におけるダイオードの実装面積は、ダイオード＋圧入代のみの面積だけが必要となる。このため、本実施の形態１に係る電力変換装置は、ダイオード４の実装面積を小さくすることができ、その結果、装置の小型化が可能となる。 Moreover, in the case of the conventional mounting area of a diode by soldering to a wiring board, the area corresponded to the insulation distance of a diode + soldering area + electrode was required. On the other hand, the mounting area of the diode in the first embodiment requires only the area of the diode plus the press-fit allowance. Therefore, in the power conversion device according to the first embodiment, the mounting area of the diode 4 can be reduced, and as a result, the device can be miniaturized.

また、ダイオードの実装工程としては、配線板に半田付けでダイオードを実装する従来の場合は、配線板に板半田実装→ダイオード実装→半田リフローという各工程が必要であった。これに対し、本実施の形態１におけるダイオードの実装工程は、圧入部２ｇ，２ｈに圧入→ピン４ｂを巻線３に溶接という２つの工程のみである。このため、本実施の形態１に係る電力変換装置は、組立性向上、低コスト化が可能となる。 Further, in the case of the conventional mounting process of diodes on a wiring board by soldering, each process of board solder mounting → diode mounting → solder reflow on the wiring board is required. On the other hand, the mounting process of the diode in the first embodiment is only two processes of press-fitting the press-fit portions 2g and 2h and welding the pin 4b to the winding 3. Therefore, the power conversion device according to the first embodiment can improve the assemblability and reduce the cost.

なお、本実施の形態１では、トランスコア２ａ，２ｂおよびリアクトルコア３ａ，３ｂをＥ型形状としたが、本発明は、その場合に限定されるものではない。例えば、トランスコア２ａ，２ｂおよびリアクトルコア３ａ，３ｂをＥ型とＩ型の組合せ等で構成してもよい。すなわち、トランスコアおよびリアクトルコアは、閉磁路を構成できる形状であれば、いずれの形状でも構わない。 Although transformer cores 2a and 2b and reactor cores 3a and 3b have an E shape in the first embodiment, the present invention is not limited to that case. For example, transformer cores 2a and 2b and reactor cores 3a and 3b may be configured by a combination of E type and I type. That is, the transformer core and the reactor core may have any shape as long as they can form a closed magnetic circuit.

また、本実施の形態１では、ダイオード４のピン４ｂとリアクトル３の巻線３ｃとを溶接により固定するとして説明したが、本発明は、その場合に限定されるものではない。プレスフィット、かしめ等の他の接合方法を用いて、ダイオード４のピン４ｂとリアクトル３の巻線３ｃとを嵌合して接合するようにしても構わない。 In the first embodiment, the pin 4b of the diode 4 and the winding 3c of the reactor 3 are fixed by welding, but the present invention is not limited to that case. The pin 4b of the diode 4 and the winding 3c of the reactor 3 may be fitted and joined using another joining method such as press fitting or caulking.

なお、プレスフィットとは、接合する部材の一方にスルーホールを設け、他方にプレスフィット部を設けておき、当該プレスフィット部をスルーホール内に圧入して嵌合することによって固定させる接合方法である。 The press fit is a bonding method in which a through hole is provided in one of the members to be joined, a press fit portion is provided in the other, and the press fit portion is fixed by press-fitting and fitting in the through hole. is there.

また、かしめとは、接合する部材の少なくとも一方を塑性加工して接合する方法で、接合する部材の一方を他方にはめ合い嵌合して延性を有する部材を塑性変形させて結合させる接合方法である。プレスフィットおよびかしめのいずれの接合方法も、嵌合により接合するもので、半田を使用しないため、半田クラックの問題を回避することができる。 In addition, caulking is a method of plastically working at least one of members to be joined and joining, in which one of the members to be joined is fitted and fitted to the other, and the member having ductility is plastically deformed and joined. is there. Both the press fitting and the caulking joining method are joining by fitting, and since the solder is not used, the problem of the solder crack can be avoided.

また、本実施の形態１では、ダイオード４のボディ４ａとベース６との間に、電気絶縁性を持った放熱シート５を設ける構成としたが、本発明は、その場合に限定されるものではない。放熱シート５の代わりに、ペースト、絶縁塗装等の電気絶縁性を持った放熱部材を設けるようにしても構わない。 In the first embodiment, the heat dissipation sheet 5 having electrical insulation is provided between the body 4a of the diode 4 and the base 6, but the present invention is not limited to that case. Absent. Instead of the heat dissipating sheet 5, a heat dissipating member having electrical insulation such as paste or insulating coating may be provided.

また、本実施の形態１において、トランス２およびリアクトル３の巻線ターン数、及び、ダイオード４の個数は、必要とする電気回路によって適宜変更されることは言うまでもない。 Further, in the first embodiment, it is needless to say that the number of winding turns of the transformer 2 and the reactor 3 and the number of the diodes 4 are appropriately changed depending on the required electric circuit.

実施の形態２．
図７〜図１０は、この発明の実施の形態２に係る電力変換装置の構成を示す図である。図７は、この発明の実施の形態２に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。図８は、図７の電力変換装置の平面図である。図９は、図７の電力変換装置の側面図である。図１０は、図７の電力変換装置に設けられたトランスの構成を示す斜視図である。 Second Embodiment
7 to 10 are diagrams showing the configuration of a power conversion device in accordance with Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a power converter according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 8 is a plan view of the power conversion device of FIG. 7. FIG. 9 is a side view of the power conversion device of FIG. FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a transformer provided in the power conversion device of FIG.

上述の実施の形態１では、図４に示したように、トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅの圧入部２ｇ，２ｈの間に固定部２ｆが配置されていた。一方、本実施の形態２においては、トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅの圧入部２ｇ，２ｈの間に固定部２ｆを配置せずに、図１０に示すように、圧入部２ｇ，２ｈが配置されている領域の外側に固定部２ｆが配置されている。従って、図１０に示すように、圧入部２ｇと圧入部２ｈとが並んで配置され、固定部２ｆは、それらの圧入部２ｇ，２ｈが配置されている領域の外側になるように、最外端部に配置されている。 In the first embodiment described above, as shown in FIG. 4, the fixing portion 2 f is disposed between the press-fit portions 2 g and 2 h of the secondary windings 2 d and 2 e of the transformer 2. On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 10, the press-fit portions 2g, 2h are not disposed between the press-fit portions 2g, 2h of the secondary windings 2d, 2e of the transformer 2 but the fixing portion 2f. The fixing portion 2 f is disposed outside the area where the is disposed. Therefore, as shown in FIG. 10, the press-fit portion 2g and the press-fit portion 2h are arranged side by side, and the fixing portion 2f is the outermost such that it is outside the region where the press-fit portions 2g and 2h are disposed. It is arranged at the end.

すなわち、本実施の形態２においては、固定部２ｆを、圧入部２ｇ，２ｈの領域の外側に配置し、圧入部２ｇ，２ｈを隣り合わせで配置する構成となっている。それに合わせてリアクトル３における各ダイオード４と接続される２つの溶接部３ｃａ間の間隔Ｌ２を、図２に示す実施の形態１における間隔Ｌ１よりも狭くする。その他の構成は、上述した実施の形態１の構成と同様である。 That is, in the second embodiment, the fixing portion 2f is disposed outside the region of the press-fit portions 2g and 2h, and the press-fit portions 2g and 2h are disposed adjacent to each other. At the same time, the space L2 between the two welds 3ca connected to each diode 4 in the reactor 3 is made narrower than the space L1 in the first embodiment shown in FIG. The other configuration is the same as the configuration of the first embodiment described above.

本実施の形態２においては、上記のような構成にすることによって、上述した実施の形態１の間隔Ｌ１よりも、間隔Ｌ２が短くなるため、トランス２とリアクトル３との配線長さが短くなり、装置の小型化が可能となる。 In the second embodiment, the distance L2 is shorter than the distance L1 of the first embodiment described above by the above configuration, and therefore, the wire length between the transformer 2 and the reactor 3 becomes short. The size of the device can be reduced.

また、配線長さが短くなることにより、リアクトル３の溶接部３ｃａ間の間隔Ｌ２が短くなる。その結果、溶接を行う溶接機の移動距離が短くなるため、先の実施の形態１の構成と比較して、組立時間の短縮、すなわち、組立性向上、低コスト化が可能となる。 Moreover, when the wire length is shortened, the distance L2 between the welds 3ca of the reactor 3 is shortened. As a result, since the moving distance of the welding machine which performs welding becomes short, compared with the configuration of the first embodiment, the assembling time can be shortened, that is, the assemblability can be improved and the cost can be reduced.

実施の形態３．
図１１〜図１４は、この発明の実施の形態３に係る電力変換装置を示す図である。図１１は、この発明の実施の形態３に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。図１２は、図１１の電力変換装置の平面図である。図１３は、図１１の電力変換装置の側面図である。図１４は、図１１の電力変換装置に設けられたリアクトルの構成を示す斜視図である。 Third Embodiment
11-14 is a figure which shows the power converter device based on Embodiment 3 of this invention. FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a power conversion device in accordance with Embodiment 3 of the present invention. FIG. 12 is a plan view of the power conversion device of FIG. FIG. 13 is a side view of the power conversion device of FIG. FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a reactor provided in the power conversion device of FIG.

本実施の形態３では、上述した実施の形態１、２と比較して、ボディ４ａとピン４ｂの極性を反転したダイオード４を使用している。 The third embodiment uses the diode 4 in which the polarities of the body 4a and the pin 4b are reversed as compared with the first and second embodiments described above.

上述した実施の形態１、２においては、ダイオード４のボディ４ａにダイオード素子のアノード端子が電気的に接続され、ピン４ｂにダイオード素子のカソード端子が電気的に接続されていた。 In the first and second embodiments described above, the anode terminal of the diode element is electrically connected to the body 4a of the diode 4, and the cathode terminal of the diode element is electrically connected to the pin 4b.

一方、本実施の形態３においては、その逆で、ダイオード４のボディ４ａにダイオード素子のカソード端子が電気的に接続され、ピン４ｂにダイオード素子のアノード端子が電気的に接続されている。 On the other hand, in the third embodiment, conversely, the cathode terminal of the diode element is electrically connected to the body 4a of the diode 4, and the anode terminal of the diode element is electrically connected to the pin 4b.

また、本実施の形態３においては、トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅのそれぞれに、ダイオード４のピン４ｂが溶接されている。本実施の形態３においては、図１１及び図１３に示すように、トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅの一端の先端部に溶接部２ｉが形成されている。溶接部２ｉは、２次巻線２ｄ，２ｅの一端の先端部の幅を他の部分に比べて細くし、当該細くした部分をＬ字形状に、上方に向かって折り曲げることで形成される。すなわち、溶接部２ｉは、２次巻線２ｄ，２ｅの一端から垂直方向に延設されている。溶接部２ｉは、ダイオード４のピン４ｂに対して溶接される。 In the third embodiment, the pin 4b of the diode 4 is welded to each of the secondary windings 2d and 2e of the transformer 2. In the third embodiment, as shown in FIGS. 11 and 13, a weld 2i is formed at the tip of one end of the secondary windings 2d and 2e of the transformer 2. The welding portion 2i is formed by making the width of the tip end of one end of the secondary windings 2d and 2e thinner than the other portion, and bending the narrowed portion upward in an L shape. That is, the welding portion 2i is vertically extended from one end of the secondary windings 2d and 2e. The weld 2 i is welded to the pin 4 b of the diode 4.

また、リアクトル３の１次巻線３ｃは、板金などの導体から構成されている。本実施の形態３においては、リアクトル３の一端に、図１４に示すように、ダイオード４を圧入した状態で固定するための圧入部３ｄ，３ｅが設けられている。当該一端は、図１４に示すように、山折り、谷折りの順で、のべ２回折り曲げられることで、先端の平面部分が、放熱シート５を介して、ベース６に接触している。圧入部３ｄ，３ｅは、当該平面部分に設けられている。 Moreover, the primary winding 3c of the reactor 3 is comprised from conductors, such as a sheet metal. In the third embodiment, as shown in FIG. 14, press-fit portions 3 d and 3 e for fixing the diode 4 in a press-fit state are provided at one end of the reactor 3. The one end is bent twice in the order of mountain folding and valley folding as shown in FIG. 14 so that the flat portion of the tip is in contact with the base 6 via the heat dissipation sheet 5. The press-fit portions 3d and 3e are provided on the flat surface portion.

圧入部３ｄ，３ｅは、それぞれ、リアクトル３の１次巻線３ｃを厚さ方向に貫通する貫通穴を備えて構成されている。圧入部３ｄ，３ｅには、それぞれ、ダイオード４のボディ４ａが圧入される。ダイオード４を圧入する際には、ダイオード４のボディ４ａの予め設定された水平位置と、圧入部３ｄ，３ｅの平面部分の上面とが、同一の平面内になるように位置合わせされる。これにより、ダイオード４のボディ４ａは、放熱シート５を介して、ベース６に接触される。 Each of the press-fit portions 3 d and 3 e is configured to have a through hole that penetrates the primary winding 3 c of the reactor 3 in the thickness direction. The body 4a of the diode 4 is press-fit into each of the press-fit portions 3d and 3e. When press-fitting the diode 4, the preset horizontal position of the body 4a of the diode 4 and the upper surfaces of the flat portions of the press-fit portions 3d and 3e are aligned so as to be in the same plane. Thus, the body 4 a of the diode 4 is in contact with the base 6 via the heat dissipation sheet 5.

その他の構成は、上述した実施の形態２の構成と同様である。 The other configuration is the same as the configuration of the second embodiment described above.

本実施の形態３においては、上記のような構成にすることによって、上述した実施の形態２よりも、ダイオード４の放熱性の向上が図れる。その理由について、図１０と図１４とを比較して説明する。図１０に示すトランス２の２次巻線２ｄ，２ｅの圧入部２ｇ，２ｈが設けられている平面部分の面積よりも、図１４に示すリアクトル３の１次巻線３ｃの圧入部３ｄ，３ｅが設けられている平面部分の面積の方が大きい。すなわち、トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅよりも、リアクトル３の１次巻線３ｃの方が、ベース６に対して放熱する面積が拡大する。その結果、本実施の形態３の方が、実施の形態２よりも、ダイオード４の放熱性の向上が図れる。 In the third embodiment, the heat dissipation of the diode 4 can be improved more than the second embodiment described above by adopting the above-described configuration. The reason will be described by comparing FIG. 10 with FIG. The press-fit portions 3d and 3e of the primary winding 3c of the reactor 3 shown in FIG. 14 are more than the areas of the planar portions where the press-fit portions 2g and 2h of the secondary windings 2d and 2e of the transformer 2 shown in FIG. The area of the flat portion where the is provided is larger. That is, the area of the primary winding 3c of the reactor 3 for radiating heat to the base 6 is expanded more than the secondary windings 2d and 2e of the transformer 2. As a result, the third embodiment can improve the heat dissipation of the diode 4 more than the second embodiment.

さらに、実施の形態２よりも、本実施の形態３の方が、リアクトル３の１次巻線３ｃの放熱性を向上させることができる。従って、トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅよりも、リアクトル３の１次巻線３ｃの方が冷却を必要とする場合においても、本実施の形態３の構成は、有効である。 Furthermore, the heat dissipation of the primary winding 3c of the reactor 3 can be improved in the third embodiment than in the second embodiment. Therefore, even when the primary winding 3c of the reactor 3 requires cooling rather than the secondary windings 2d and 2e of the transformer 2, the configuration of the third embodiment is effective.

上述した実施の形態１、２では、２つの２次巻線２ｄ，２ｅのそれぞれにダイオード４を圧入している。そのため、ベース６に対する各２次巻線２ｄ，２ｅの平面の寸法を揃える必要がある。その結果、各２次巻線２ｄ，２ｅにおいて、高い寸法精度が必要である。一方、本実施の形態３では、ダイオード４を圧入する巻線は、リアクトル３の１次巻線３ｃのみの１部品である。この結果、本実施の形態３に係る電力変換装置は、ベース６に対しての平面管理が簡単になり、高い寸法精度は必要でない。 In the first and second embodiments described above, the diode 4 is pressed into each of the two secondary windings 2d and 2e. Therefore, it is necessary to make the dimensions of the planes of the secondary windings 2d and 2e with respect to the base 6 uniform. As a result, high dimensional accuracy is required for each of the secondary windings 2d and 2e. On the other hand, in the third embodiment, the winding for press-fitting the diode 4 is one component of only the primary winding 3 c of the reactor 3. As a result, in the power converter according to the third embodiment, the plane management with respect to the base 6 is simplified, and high dimensional accuracy is not necessary.

また、本実施の形態３においては、トランス２の２次巻線２ｄ，２ｅを、別々に、ダイオード４のピン４ｂと溶接する。この結果、本実施の形態３に係る電力変換装置は、寸法精度を緩和させることが可能となり、製造性向上、低コスト化が可能となる。 In the third embodiment, the secondary windings 2d and 2e of the transformer 2 are separately welded to the pin 4b of the diode 4. As a result, in the power conversion device according to the third embodiment, dimensional accuracy can be relaxed, and manufacturability can be improved and cost can be reduced.

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る電力変換装置においては、トランス２と１次巻線２ｃ及び２次巻線２ｄ，２ｅと、リアクトル３の１次巻線３ｃとが、封止樹脂により封止されて、インサート成形されている。 Fourth Embodiment
In the power converter according to the fourth embodiment of the present invention, transformer 2, primary winding 2c, secondary windings 2d and 2e, and primary winding 3c of reactor 3 are sealed by a sealing resin. Being insert molded.

その他の構成は、上述した実施の形態１〜３のいずれかの構成と同様であるため、本実施の形態４の構成については、図示は省略する。 The other configuration is the same as that of any one of the first to third embodiments described above, so the illustration of the configuration of the fourth embodiment is omitted.

本実施の形態４によれば、上記のような構成にすることによって、以下のような効果を実現できる。
・組立時の部品点数の削減、組立工数の削減による低コスト化
・個々にベース等に固定が必要であったトランス２とリアクトル３の巻線の固定部の個数の削減、組立工数の削減による低コスト化
・インサート成形による耐振性向上および絶縁性向上 According to the fourth embodiment, the following effects can be realized by adopting the above configuration.
・ Reduction of the number of parts at the time of assembly, cost reduction by the reduction of assembly man-hours ・ Reduction of the number of fixing parts of transformer 2 and reactor 3 which needed to be fixed individually to the base etc., reduction of assembly man-hours Vibration resistance improvement and insulation improvement by cost reduction and insert molding

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を、適宜、組み合わせ、変形、省略することができる。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 In the present invention, within the scope of the invention, each embodiment can be combined, modified or omitted as appropriate. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

１電力変換装置、２トランス、２ａトランス上側コア、２ｂトランス下側コア、２ｃ１次巻線、２ｄ上側２次巻線、２ｅ下側２次巻線、２ｆ固定部、２ｇ，２ｈ圧入部、３リアクトル、３ａリアクトル上側コア、３ｂリアクトル下側コア、３ｃ巻線、３ｄ，３ｅ圧入部、４ダイオード、４ａボディ、４ｂピン、５放熱シート、６ベース。 Reference Signs List 1 power converter, 2 transformer, 2a upper transformer core, 2b lower transformer core, 2c primary winding, 2d upper secondary winding, 2e lower secondary winding, 2f fixing portion, 2g, 2h press-in portion, 3 reactor, 3a reactor upper core, 3b reactor lower core, 3c winding, 3d, 3e press-fit part, 4 diode, 4a body, 4b pin, 5 heat dissipation sheet, 6 base.

この発明は、ベースと、前記ベースの主面上に設けられたトランスと、前記ベースの前記主面上に設けられたダイオードと、前記ベースの前記主面上に設けられたリアクトルとを備え、前記ダイオードは、ダイオード素子を収納したボディと、前記ボディに電気的に絶縁されたピンとを有し、前記ダイオード素子の一方の端子は、前記ボディに電気的に接続され、前記ダイオード素子の他方の端子は、前記ピンに電気的に接続され、前記リアクトルの１次巻線に前記ダイオードの前記ピンが溶接または嵌合された状態で固定されて電気的に接続され、前記トランスの２次巻線に前記ダイオードの前記ボディが圧入される貫通穴を有する圧入部が設けられ、前記ダイオードの前記ボディは、前記圧入部の前記貫通穴内に固定され、前記トランスの前記２次巻線は、自身を前記ベースに固定するとともに電気的に接続する固定部と、前記ダイオードの前記ボディが固定される前記圧入部とを有し、前記圧入部は、放熱シートを介して前記ベースに接触している、電力変換装置である。 The present invention comprises a base, a transformer provided on the main surface of the base, a diode provided on the main surface of the base, and a reactor provided on the main surface of the base; The diode has a body containing a diode element and a pin electrically isolated from the body, and one terminal of the diode element is electrically connected to the body, and the other of the diode elements is terminal is electrically connected to the pin, it is pre-Symbol said pin is fixed by welding or the fitted state electrically connected diodes to the primary winding of a reactor, 2 of the transformer Tsugimaki press-fitting portion is provided with a through hole in which the body of the diode line is pressed, the body of the diode is fixed in the through hole of the press-fitting portion, said transformer The secondary winding has a fixing portion that fixes itself to the base and is electrically connected, and the press-fitting portion to which the body of the diode is fixed, and the press-fitting portion is via a heat dissipation sheet. Power converter in contact with the base .

Claims

ベースと、
前記ベースの主面上に設けられたトランスと、
前記ベースの前記主面上に設けられたダイオードと、
前記ベースの前記主面上に設けられたリアクトルと
を備え、
前記ダイオードは、ダイオード素子を収納したボディと、前記ボディに電気的に絶縁されたピンとを有し、
前記ダイオード素子の一方の端子は、前記ボディに電気的に接続され、前記ダイオード素子の他方の端子は、前記ピンに電気的に接続され、
前記トランスの２次巻線及び前記リアクトルの１次巻線の一方に前記ダイオードの前記ピンが溶接または嵌合された状態で固定されて電気的に接続され、他方に前記ダイオードの前記ボディが圧入される貫通穴を有する圧入部が設けられ、
前記ダイオードの前記ボディは、前記圧入部の前記貫通穴内に固定されている、
電力変換装置。 Base and
A transformer provided on the main surface of the base;
A diode provided on the main surface of the base;
A reactor provided on the main surface of the base;
The diode has a body containing a diode element and a pin electrically isolated from the body.
One terminal of the diode element is electrically connected to the body, and the other terminal of the diode element is electrically connected to the pin,
The pin of the diode is fixed in a welded or fitted state to one of the secondary winding of the transformer and the primary winding of the reactor and is electrically connected, and the body of the diode is press-fitted to the other A press-in portion having a through hole
The body of the diode is fixed in the through hole of the press-fit portion,
Power converter.

前記リアクトルの前記１次巻線は、前記ダイオードの前記ピンに電気的に接続され、
前記トランスの前記２次巻線は、
自身を前記ベースに固定するとともに電気的に接続する固定部と、
前記ダイオードの前記ボディが固定される前記圧入部と
を有し、
前記圧入部は、放熱シートを介して前記ベースに接触している、
請求項１に記載の電力変換装置。 The primary winding of the reactor is electrically connected to the pin of the diode;
The secondary winding of the transformer is
A fixing portion for fixing itself to the base and electrically connecting the same;
And the press-fit portion to which the body of the diode is fixed;
The press-fit portion is in contact with the base via a heat dissipation sheet.
The power converter device according to claim 1.

前記圧入部は複数個設けられ、
前記固定部と前記圧入部とは、前記ベースの前記主面に平行な方向において互いに重ならないように配置され、
前記固定部は、前記複数個の前記圧入部のうちの隣接するいずれか２つの圧入部の間に設けられている、
請求項２に記載の電力変換装置。 A plurality of the press-fit portions are provided,
The fixing portion and the press-fit portion are disposed so as not to overlap each other in a direction parallel to the main surface of the base,
The fixing portion is provided between any two adjacent press-fit portions of the plurality of the press-fit portions.
The power converter device according to claim 2.

前記圧入部は複数個設けられ、
前記固定部と前記圧入部とは、前記ベースの前記主面に平行な方向において互いに重ならないように配置され、
前記複数個の前記圧入部は、並んで配置されている、
請求項２に記載の電力変換装置。 A plurality of the press-fit portions are provided,
The fixing portion and the press-fit portion are disposed so as not to overlap each other in a direction parallel to the main surface of the base,
The plurality of press-fit portions are arranged side by side,
The power converter device according to claim 2.

前記ダイオード素子のカソードが、前記ダイオードの前記ボディに電気的に接続され、
前記ダイオード素子にアノードが、前記ダイオードの前記ピンに電気的に接続されている、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の電力変換装置。 The cathode of the diode element is electrically connected to the body of the diode;
An anode of the diode element is electrically connected to the pin of the diode,
The power converter device according to any one of claims 1 to 4.

前記トランスの前記２次巻線は、前記ダイオードの前記ピンに電気的に接続され、かつ、自身を前記ベースに固定するとともに電気的に接続する固定部を有し、
前記リアクトルの前記１次巻線は、前記ダイオードの前記ボディが固定される前記圧入部を有し、
前記固定部と前記圧入部とは、前記ベースの前記主面に平行な方向において互いに重ならないように配置され、
前記圧入部は、放熱シートを介して前記ベースに接触している、
請求項１に記載の電力変換装置。 The secondary winding of the transformer is electrically connected to the pin of the diode, and has a fixing portion that fixes itself to the base and electrically connects the same.
The primary winding of the reactor has the press-fit portion to which the body of the diode is fixed,
The fixing portion and the press-fit portion are disposed so as not to overlap each other in a direction parallel to the main surface of the base,
The press-fit portion is in contact with the base via a heat dissipation sheet.
The power converter device according to claim 1.

前記ダイオード素子のアノードが、前記ダイオードの前記ボディに電気的に接続され、
前記ダイオード素子にカソードが、前記ダイオードの前記ピンに電気的に接続されている、
請求項１または６に記載の電力変換装置。 The anode of the diode element is electrically connected to the body of the diode;
The diode element has a cathode electrically connected to the pin of the diode,
The power converter device according to claim 1 or 6.

前記トランスの前記１次巻線及び前記２次巻線と前記リアクトルの前記１次巻線とを封止する電気的絶縁性を有する樹脂部材を備えた、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の電力変換装置。 A resin member having an electrical insulating property for sealing the primary winding and the secondary winding of the transformer and the primary winding of the reactor.
The power converter device according to any one of claims 1 to 7.

前記ベースは、冷却器から構成されている、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の電力変換装置。 The base comprises a cooler,
The power converter device according to any one of claims 1 to 8.

ベースの主面上にトランスを搭載するステップと、
ダイオード素子を収納したボディと前記ボディに電気的に絶縁されたピンとを有するダイオードを、前記ベースの前記主面上に搭載するステップと、
前記ベースの前記主面上にリアクトルを搭載するステップと、
前記トランスの２次巻線及び前記リアクトルの１次巻線の一方と、前記ダイオードの前記ピンとを、溶接または嵌合により固定することで電気的に接続させるステップと、
前記トランスの前記２次巻線及び前記リアクトルの前記１次巻線の他方に設けられた貫通穴を有する圧入部に、前記ダイオードの前記ボディを圧入して前記貫通穴内に固定するステップと
を備えた、電力変換装置の製造方法。 Mounting a transformer on the main surface of the base;
Mounting a diode having a body containing a diode element and a pin electrically isolated from the body on the main surface of the base;
Mounting a reactor on the main surface of the base;
Electrically connecting one of the secondary winding of the transformer and the primary winding of the reactor with the pin of the diode by welding or fitting;
Fitting the body of the diode into a press-fit portion having a through-hole provided in the other of the secondary winding of the transformer and the primary winding of the reactor, and fixing the body of the diode in the through-hole Also, a method of manufacturing a power converter.