JP4243915B2

JP4243915B2 - スイッチング電源

Info

Publication number: JP4243915B2
Application number: JP2000331040A
Authority: JP
Inventors: 聖二原田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2020-10-30
Also published as: JP2002142457A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源に係わり、より詳しくは、突入電流防止用サーミスタを取付けるプリント基板上のランドの温度上昇を防止する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源においては、整流平滑化回路に容量の大きなコンデンサを設置するため、電源投入時に大きな突入電流が流れる。この突入電流が過大になるとこれが周辺機器等へノイズとして伝播するため、突入電流が過大になることを防止する必要があり、その簡便な手段としてＮＴＣサーミスタが用いられる。すなわち電源オフ時にサーミスタが常温であることにより比較的高い抵抗値を持ち、この状態で電源を投入すると、突入電流が抑制される。電源投入後、定常状態になると、通電によりサーミスタの温度が高く保たれ、サーミスタの抵抗値が下がり、サーミスタによる損失を小さくした状態で電源が作動する。このため、サーミスタは機器が作動中は高温状態が保たれることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなスイッチング電源においては、サーミスタの熱がプリント基板のランドに伝わり、ランドが高熱になり、プリント基板に熱的悪影響が及ぶおそれがある。また、このサーミスタのランドへの伝熱を防止し、かつサーミスタ自体が高温である状態を維持するため、従来からサーミスタのリードを長くしてサーミスタの熱がランドに伝わりにくくなるように構成されており、このように構成すると、サーミスタが倒れやすくなり、周辺の電子部品に接触して電気的なトラブルを起こすおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み、スイッチング電源において、サーミスタを取付けるランドの温度がサーミスタの熱により過度に上昇することを防止し得る突入電流防止用サーミスタの放熱構造を提供することを目的とする。
【０００５】
また本発明は、さらに、サーミスタの倒れを防止しうる構造の突入電流防止用サーミスタの放熱構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段と作用、効果】
請求項１の発明は、スイッチング電源を構成する電子部品を搭載するプリント基板に設けられたランドに、突入電流防止用サーミスタの２本のリードを電気的に接続して固定し、前記サーミスタのリードを固定したランドに、一対の放熱器を熱的に結合して取付けたスイッチング電源であって、
前記放熱器は、平面視がくの字形、コの字形又は弧状であり、
前記リードは前記サーミスタ素子本体から前記プリント基板に熱が伝わりにくくする足長構造を有し、
一対の前記放熱器は、その各内側面によりそれぞれが前記サーミスタの対応するリードを間隔を持って囲み、かつその各内側面同士を互いに対向させて前記プリント基板上に配置されており、
前記放熱器の高さ及び配置は、前記サーミスタのリードが屈曲することにより前記サーミスタが倒れたときに、前記放熱器と前記サーミスタ素子本体とが接触することが回避されるように調整されている
ことを特徴とする。
【０００７】
このように、サーミスタを取付けるランドに放熱器を設けることにより、ランドの熱が放熱器を介して放散され、ランドの温度が抑制され、ランドの過度の温度上昇によるプリント基板への熱的悪影響が防止される。
【０００８】
また、放熱器の形状を、リードを囲む形状にすることにより、サーミスタに手がさわる等によってサーミスタが倒れることを防止することができ、サーミスタが他の周辺機器に当接することによる短絡や熱的悪影響等のトラブルの発生を防止することができる。
【０００９】
また、サーミスタのリードが屈曲することによりサーミスタが倒れたときに、放熱器とサーミスタ素子本体とが接触しないように放熱器の高さと配置を調整したので、サーミスタが倒れた場合でも、サーミスタ素子本体と放熱器との接触防止がより確実となり、サーミスタ素子本体の熱が直接放熱器に伝達されるのを防止することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、
前記リードの所定の部分に側方に突出した折り曲げ部を形成し、その折り曲げ部をプリント基板に設けたスルーホールに係止させて前記ランドに半田付けした
ことを特徴とする。
【００１１】
このように、リードに折り曲げ部を設けたことにより、サーミスタのリードをプリント基板のスルーホールに挿通して半田付けする際に、折り曲げ部がスルーホールに係止されるので、サーミスタ素子本体の高さ設定が容易となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の構造を適用するスイッチング電源の一例を示す回路図である。図１の回路において、１は交流電源、２は整流回路、３は突入電流防止用サーミスタ、４はスイッチング素子５によりオンオフされるトランス、６は一次側平滑化コンデンサ、７、８は二次側整流用ダイオード、９は二次側に設けられたチョークコイル、１０は二次側平滑化コンデンサである。二次側の出力電圧は電圧検出部１１で検出され、その検出信号はフォトカプラ１２を介して制御部１３に送られ、制御部１３は出力電圧が一定になるようにスイッチング素子５を制御する。
【００１３】
図２は本発明の構造を適用するスイッチング電源の他の例を示す回路図である。図２の回路は力率改善のための制御部１４とスイッチング素子１５とを有し、さらにスイッチング素子１５をオンとした時にコンデンサ６からの電流がスイッチング素子１５側に流れることを防止するダイオード１６が設けられ、さらにチョークコイル１７が設けられている。この力率改善回路は、コンデンサ６の電圧を検出しながらスイッチング素子１５のオンオフを制御して整流回路２の出力電流ができるだけ正弦波状になるようにして高調波の発生を防止し、ノイズの発生を防止するものである。
【００１４】
このように図１、図２で例示したサーミスタについて本発明の構造が採用される。
【００１５】
図３は図２に示したスイッチング電源について、本発明を実施した場合の一実施の形態を示す分解斜視図である。図３において、１９はスイッチング電源のケースまたはＬ形フレーム、２０は電子部品を搭載するプリント基板であり、図２と同一符号は対応する電子部品を示している。前記サーミスタ３はプリント基板２０に一対の放熱器２１、２２と共に搭載される。
【００１６】
図４は本発明のサーミスタ３の放熱構造の一実施の形態を示す斜視図である。図５（Ａ）はプリント基板２０上の前記サーミスタ３の取付け構造を示す平面図、図５（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ放熱器、サーミスタの有する２本のリードのプリント基板２０への固定構造を示す断面図、図５（Ｄ）はサーミスタと放熱器の高さの関係を示す側面図である。
【００１７】
図４、図５に示すように、本例のサーミスタ３は、２個のサーミスタ素子本体３ａ、３ｂが直列に接続された例を示しているが、コンデンサ６の容量により、１個のサーミスタ素子本体でなる場合もある。
【００１８】
プリント基板２０にはサーミスタ３取付け用のランド２３、２４が形成され、これらのランド２３、２４には導体を内壁にメッキしたスルーホール２５、２６が形成され、プリント基板２０の裏面には、これらのスルーホール２５、２６を介して表面のランド２３、２４に電気的に接続された導体パターン２７、２８が形成されている。
【００１９】
前記ランド２３、２４にはまた、前記放熱器２１、２２の取付け用脚部３０、３１をそれぞれ挿通する導体メッキのスルーホール３２、３３が２個ずつ設けられており、これらのスルーホール３２、３３も裏面の導体パターン２７、２８に接続されている。
【００２０】
本例の放熱器２１、２２は平面視がくの字形をなし、かつアルミニウム合金によって作製しており、その２つの下辺にそれぞれ溝２１ａ、２２ａを設けてその溝に半田付け可能な材質の真鍮等の鳩目を嵌めてかしめることにより、脚部３０、３１を構成している。
【００２１】
前記サーミスタ３は、図５（Ｃ）に示すように、サーミスタ３の２本のリード３５、３６を前記スルーホール２５、２６に挿通し、裏面より半田３７で導体パターン２７、２８に電気的に接続し、かつ機械的に固定する。
【００２２】
サーミスタ３の２本のリード３５、３６は、サーミスタ素子本体３ａ、３ｂの熱が導体パターン２７、２８に伝達されるのを抑制するため、足長構造に構成される。このような高さに設定するため、リード３５、３６には所定の高さの部分に側方に突出した折り曲げ部３５ａ、３６ａを形成し、その折り曲げ部３５ａ、３６ａをスルーホール２５、２６に係止させてランド２３、２４に半田付けしている。
【００２３】
また、図５（Ｂ）に示すように、放熱器２１、２２は、その各２本の脚部３０、３１をそれぞれスルーホール３２、３３に挿通して半田３８によって固定し、熱的に結合する。
【００２４】
また、サーミスタ３と熱器２１、２２とを取付けた状態では、図５（Ｄ）に示すように、放熱器２１、２２のプリント基板２０からの高さＨ１よりもサーミスタ素子本体３ａ、３ｂまでの高さＨ２の高さが高くなるように調整する。
【００２５】
このように、サーミスタ３を取付けるランド２３、２４に放熱器２１、２２を設けることにより、ランド２３、２４の熱が放熱器２１、２２を介して放散され、これによりランド２３、２４の温度が抑制され、ランドの温度が過度に上昇することによるプリント基板２０への熱的悪影響が防止される。
【００２６】
また、図４、図５（Ａ）に示すように、放熱器２１、２２は、前記リード３５、３６を囲む形状を有し、間隔を持って配置されている。つまり、放熱器２１、２２は、放熱器２１の内側面がリード３５を囲み、放熱器２２の内側面がリード３６を囲むように配置されている。又、放熱器２１、２２は、放熱器２１の内側面と放熱器２２の内側面とが対向するように配置されている。従って、サーミスタ３に手がさわる等によってサーミスタ３が倒れようとしても、リード３５、３６が放熱器２１、２２で倒れが阻まれ、サーミスタ３の倒れを防止することができ、サーミスタが他の周辺機器に当接することによる短絡や熱的悪影響等のトラブルの発生を防止することができる。
【００２７】
また、サーミスタ３のリード３５、３６が屈曲することによりサーミスタ３が倒れたときに、放熱器２１、２２とサーミスタ素子本体３ａ、３ｂとの接触が回避されるように放熱器２１、２２の高さと配置を調整したので、サーミスタ３が倒れた場合でも、サーミスタ素子本体３ａ、３ｂと放熱器２１、２２との接触防止がより確実となり、サーミスタの素子本体３ａ、３ｂの熱が直接放熱器２１、２２に伝達されるのを防止することができる。
【００２８】
また、リード３５、３６に折り曲げ部３５ａ、３６ａを設けたので、サーミスタ３のリード３５、３６をプリント基板２０のスルーホール３２、３３に挿通して半田付けする際に、折り曲げ部３５ａ、３６ａがスルーホール３２、３３に係止され、サーミスタ素子本体３ａ、３ｂの高さ設定が容易となる。
【００２９】
なお、放熱器２１、２２は、平面視がコ字形あるいは弧状をなす形状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構造を適用するスイッチング電源の一例を示す回路図である。
【図２】本発明の構造を適用するスイッチング電源の他の例を示す回路図である。
【図３】図２のスイッチング電源についての本発明のサーミスタの放熱構造の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図４】本発明のサーミスタの放熱構造の一実施の形態を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は本発明によるサーミスタの放熱構造の一実施の形態を示す平面図、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれその放熱器、サーミスタリードのプリント基板への取付け構造を示す断面図、（Ｄ）はサーミスタ本体と放熱器との高さの相対関係を示す側面図である。
【符号の説明】
１：交流電源、２：整流回路、３：サーミスタ、３ａ、３ｂ：サーミスタ素子本体、４：トランス、５：スイッチング素子、６、１０：平滑化コンデンサ、７、８：整流用ダイオード、９、１７：チョークコイル、１４：力率改善用制御部、１５：スイッチング素子、２０；プリント基板、２１、２２：放熱器、２３、２４：ランド、２５、２６、３２、３３：スルーホール、２７、２８：導体パターン、３０、３１：脚部、３５、３６：リード、３７、３８：半田

Claims

スイッチング電源を構成する電子部品を搭載するプリント基板に設けられたランドに、突入電流防止用サーミスタの２本のリードを電気的に接続して固定し、前記サーミスタのリードを固定したランドに、一対の放熱器を熱的に結合して取付けたスイッチング電源であって、
前記放熱器は、平面視がくの字形、コの字形又は弧状であり、
前記リードは前記サーミスタ素子本体から前記プリント基板に熱が伝わりにくくする足長構造を有し、
一対の前記放熱器は、その各内側面によりそれぞれが前記サーミスタの対応するリードを間隔を持って囲み、かつその各内側面同士を互いに対向させて前記プリント基板上に配置されており、
前記放熱器の高さ及び配置は、前記サーミスタのリードが屈曲することにより前記サーミスタが倒れたときに、前記放熱器と前記サーミスタ素子本体とが接触することが回避されるように調整されている
ことを特徴とするスイッチング電源。
請求項１のスイッチング電源において、
前記リードの所定の部分に側方に突出した折り曲げ部を形成し、その折り曲げ部をプリント基板に設けたスルーホールに係止させて前記ランドに半田付けした
ことを特徴とするスイッチング電源。