JP3544307B2

JP3544307B2 - 電子回路装置

Info

Publication number: JP3544307B2
Application number: JP28422198A
Authority: JP
Inventors: 雅久樫本; 剛山下
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2018-10-06
Also published as: JP2000116118A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大発熱部品が実装される電子回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車などには、商用交流電源などからバッテリを充電するためにトランスを有する電圧変換型の電力変換装置が用いられる。
この電圧変換型の電力変換装置は、交流電圧を電圧変換するトランス、このトランスで電圧変換された交流電圧を整流する一個ないし複数個の半導体整流器、および、半導体整流器で整流された直流電圧からリップル成分を除去する平滑コイルおよび平滑コンデンサを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気自動車ではバッテリにその重量およびスペースを割かざるを得ないために、このトランス内蔵型の電力変換装置に許される重量、スペースを極力圧縮する必要がある。
トランス内蔵型の電力変換装置の重量、スペースの削減には、重量、スペースが他の部品より格段に大きく、かつ、実質的に電気絶縁用の樹脂の許容温度まで使用可能なトランスの小型化が最も有効である。特に、主バッテリと補機バッテリとの間での送電を行うためのＤＣ−ＤＣコンバータに用いられる電力変換装置の１回あたりの使用時間は数分程度と短いので、多少は送電効率が低下したとしても問題はないので、トランスを小型化することにより電力変換装置の必要な小型軽量化を実現することが可能となる。
【０００４】
ところが、このようなトランスの小型化によるその発熱の増大は、このトランスの二次コイルに接続される整流用の半導体整流器の大幅な温度上昇を招くという問題を派生させてしまう。すなわち、この整流用の半導体整流器は、電力変換装置の体積縮小と、トランスの二次コイルと整流用の半導体整流器との間の配線の抵抗による電力損失低減のためにトランスの二次コイルに接近して配置せざるを得ず、その結果、自己の発熱の他に高温のトランスから上記配線を通じて、更にトランスの外表面からの放射および対流による熱伝達により予想以上に高温化してしまう。また、このトランスの外表面から半導体整流器への熱伝達を低減するには、両者を離すことが有効であるが、この場合、電力変換装置の体格が増大するという問題が生じてしまう。
【０００５】
この種の問題、すなわちたとえば上記トランスのような大発熱部品から放射などで伝達される熱がこの大発熱部品に近接するたとえばダイオードモジュールのような低温使用型回路部品特に半導体部品に悪影響を与えるという問題は、電子回路装置を高密度化すれば電力用電子回路装置では必然的に派生する問題であり、この問題のために装置の体格縮小に限界が生じていた。
【０００６】
一方、水冷装置などの特別の冷却方式を追加すれば上記問題を改善して回路実装密度の向上を図ることができるが、この場合には水冷装置やなどの冷却装置の体積、重量が増大し、装置構成が複雑化してしまうという新たな問題が派生してしまう。
特に、高密度実装を図った電子回路装置では、投影面積縮小のために複数の回路基板を互いに平行に重ねることが一般的であるが、このような積層形式の電子回路装置では、大発熱部品の周囲における熱の逃げが悪くなりがちであるので、上記問題が一層深刻となった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、装置の体格重量の増大を招くことなく高密度実装が可能な電子回路装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子回路装置によれば、ブスバーは、大発熱部品と低温使用型回路部品との間に位置して他の部位よりも広幅化され、ブスバーの広幅化の向きは、大発熱部品から放射される熱が低温使用型回路部品に照射されるのを遮断するべく大発熱部品から低温使用型回路部品を覆う向きとされているので、低温使用型回路部品の低温使用型回路部品の寿命、信頼性を低下させることなく高密度実装が実現する。更に、ブスバーの上記部分的な広幅化は、大発熱部品と低温使用型回路部品との間に単なる熱遮蔽部材を介設させるのに比べて、部材の追加を必要とせず、かつ、ブスバーの電気抵抗を減らしてその発熱を低減する効果も奏することができる。
【００１３】
【発明を実施するための態様】
本発明の電子回路装置が適用されるハイブリッド車用の充電装置の好適な態様を以下の実施例を参照して説明する。
【００１４】
【実施例１】
この充電装置は、図１に示すように、低圧の補機バッテリ２、ＤＣ／ＤＣコンバ−タ６、主機バッテリ７、制御回路８、電流センサ１０を備えている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ６は、図２に示すように、入力直流電力を交流電力に変換するためのインバータ回路としての一対のパワ−ＭＯＳＦＥＴ６１、パワ−ＭＯＳＦＥＴ６１の出力電圧を変更するトランス６２、トランス６２の出力を整流する全波整流回路６３、及び、全波整流回路６３の出力電圧を平滑化する出力平滑回路６４を有する。また、ＤＣ／ＤＣコンバ−タ６のスイッチングで生じる電圧変動を低減するために、ＤＣ／ＤＣコンバ−タ６の一対の入力端間に接続される入力側平滑コンデンサ５を有している。
【００１５】
一対のパワ−ＭＯＳＦＥＴ６１は、ダイオードがそれぞれ逆並列接続されて交互に断続制御されるパワ−ＭＯＳトランジスタからなる。これらパワ−ＭＯＳトランジスタ６１の交互逆相断続によりトランス６２の二次側に生じた交流電圧は全波整流回路６３で整流され、出力平滑回路６４を構成するチョークコイル６５及び平滑コンデンサ６６で平滑されて主機バッテリ７に印加される。
【００１６】
全波整流回路６３は４つのダイオードモジュールＤをブリッジ接続してなる。上述したトランス６２、全波整流回路６３、チョークコイル６５及び平滑コンデンサ６６は、本発明でいう電力変換装置を構成している。
（電力変換装置の配置）
この実施例の特徴をなす上述した電力変換装置の配置例を図３〜図５を参照して以下に説明する。図３は、図１に示す充電装置の斜視図、図４は側面図、図５は回路基板１０１、１０４の展開図である。
【００１７】
１００は金属プレート、１０１は金属プレート１００の上面に所定間隔を隔てて平行に設けられて複数の金属突起１００ａに固定された第１の回路基板であり、トランス６２、全波整流回路６３、チョークコイル６５及び平滑コンデンサ６６は、回路基板１０１上に固定されている。また、１０４は、金属プレート１００の一端縁から立設する支壁部１００ｂの上部に締結されて、回路基板１０１と平行に延設される第２の回路基板である。
【００１８】
全波整流回路６３を構成する４つのダイオードモジュールＤは、回路基板１０１に立設される直立回路基板１０３の一面に実装されており、直立回路基板１０３のこの一面はトランス６２の最も近接する一側面と直角かつ回路基板１０１と直角となる姿勢を有している。また、ダイオードモジュールＤの最も広い表面は直立回路基板１０３の上記一面と平行となっている。
【００１９】
このようにすれば、直立回路基板１０３の主面やダイオードモジュールＤの最も広い頂面がトランス６２の側面に対向しないので、トランス６２から放射熱を受けることが少なく、それによるダイオードモジュールＤの温度上昇を防止することができる。
また、支壁部１００ｂのトランス６２に対面する表面には、一対のパワ−ＭＯＳＦＥＴ６１が設けられている。
【００２０】
これらパワ−ＭＯＳＦＥＴ６１は、金属容器に収容されており、それらのゲート電極及びドレイン電極は、これら金属容器の表面に電気絶縁されつつ設けられた複数の外部取り出し端子に個別に接続され、これら外部取り出し端子は、図示しないブスバーに接続されている。また、パワ−ＭＯＳＦＥＴ６１のソース電極は上記金属容器を通じて支壁部１００ｂに接地されている。
【００２１】
この実施例では特に、トランス６２の一側面とパワ−ＭＯＳＦＥＴ６１との間に、ブスバーＢが支壁部１００ｂ及びトランス６２の対向側面と平行にパワ−ＭＯＳＦＥＴ６１を覆うに足る長さだけ延設されている。更に、このブスバーＢは、他のブスバー（図示せず）に比較して、その幅（回路基板（実装基板）１０１と直角方向の長さ）が広く設定され、特に、トランス６２からパワ−ＭＯＳＦＥＴ６１を覆うに足るだけの幅に拡大されている。
【００２２】
このようにすれば、高温となったトランス（本発明でいう大発熱部品）６２から放射される熱はこのブスバーＢにより遮断されてパワ−ＭＯＳＦＥＴ（本発明でいう低温使用型回路部品）６１に照射されることがない。更に、このトランス６２の表面で熱せられた空気が対流移動してパワ−ＭＯＳＦＥＴ６１の表面に接触することもほとんどない。
【００２３】
このため、パワ−ＭＯＳＦＥＴ６１を高温のトランス６２の側面に近接配置するにもかかわらず、パワ−ＭＯＳＦＥＴ４２、６１の過熱を防止することができ、信頼性を確保しつつ高密度実装を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に用いる本発明の電子回路装置を用いた充電装置の回路図である。
【図２】図１に示す充電装置のＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。
【図３】図１に示す充電装置の斜視図である。
【図４】図１に示す充電装置の側面図である。
【図５】図１に示す充電装置の回路基板の展開図である。
【符号の説明】
１０１、１０３は回路基板（実装基板）、６２はトランス（大発熱部品）、６５はチョークコイル、５は平滑コンデンサ、Ｂはブスバー、４２、６１はパワ−ＭＯＳＦＥＴ（低温使用型回路部品）

Claims

最大許容温度が所定値以下の低温使用型回路部品と、前記低温使用型回路部品よりも高温でかつ発熱量が大きい大発熱部品とを備える電子回路装置において、
前記両部品の間に介設されるブスバーを有し、前記ブスバーは、前記両部品の間に位置して他の部位よりも広幅化され、前記ブスバーの広幅化の向きは、前記大発熱部品から放射される熱が前記低温使用型回路部品に照射されるのを遮断するべく前記大発熱部品から前記低温使用型回路部品を覆う向きであることを特徴とする電子回路装置。
請求項１記載の電子回路装置において、
前記ブスバーの前記広幅化された部分は、前記大発熱部品から所定の前記低温使用型回路部品を覆うに足る長さと幅とを有していることを特徴とする電子回路装置。
請求項１記載の電子回路装置において、
前記低温使用型回路部品は、前記ブスバーと平行に設けられた良熱伝導性の支壁部の前記大発熱部品に面する側の表面に設けられていることを特徴とする電子回路装置。
請求項１記載の電子回路装置において、
前記ブスバーは、他のブスバーより広く、かつ、前記大発熱部品から前記低温使用型回路部品を覆うに足るだけの幅を有していることを特徴とする電子回路装置。