JP5152286B2 - コイルアセンブリおよびスイッチング型電源装置 - Google Patents
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Description
コイルを用いるスイッチング型電源装置であって、
前記コイルに固定的に取り付けられる台座を有しており、
前記台座は、気流が通過しうる空隙をあけて同一方向に合わせて配された複数の板状のフィンであって、前記コイルを支持する複数のフィンである支持部材を備え、
前記台座は前記コイルが配設される基板に当接する板状部を備え、
前記フィンは前記板状部から前記基板とは反対側に向かって延出しており、
前記板状部と前記基板とには、それぞれ、前記コイルの穴に対応する位置を含む領域において前記コイル側と前記基板側とを貫通する貫通穴が設けられており、
前記コイルの前記穴と、前記板状部と前記基板の前記貫通孔とは、前記スイッチング型電源装置において上下方向に配されている、
スイッチング型電源装置。
コイルと、前記コイルに固定的に取り付けられる台座とを有するコイルアセンブリであって、
前記台座は、前記コイルの前記台座への取付面において気流が通過しうる空隙を形成するように前記コイルを支持する支持部材を備える
コイルアセンブリ。
適用例1記載のコイルアセンブリであって、
前記コイルはトロイダルコイルであり、
前記台座は、前記コイルアセンブリが配設される基板に対して、前記コイルのトロイダル方向が略平行となるように前記コイルを支持する
コイルアセンブリ。
適用例2記載のコイルアセンブリであって、
前記台座は前記基板に当接する板状部を備え、
前記支持部材を前記板状部から前記基板とは反対側に向かって延出した
コイルアセンブリ。
適用例3記載のコイルアセンブリであって、
前記板状部は、前記コイルの穴に対応する位置を含む領域において前記コイル側と前記基板側とを貫通する貫通穴を有する
コイルアセンブリ。
適用例1ないし4のいずれか記載のコイルアセンブリであって、
前記支持部材は熱伝導性樹脂により形成されている
コイルアセンブリ。
A1.プロジェクタの構成:
図1は、本発明の第1実施例が適用されるバラストユニットを有するプロジェクタ1000の概略構成図である。プロジェクタ1000は、電源ユニット100と、バラストユニット200と、制御部300と、光源ランプ400と、液晶パネル500と、投写レンズ600とを備えている。
図2は、光源ランプ400に光源駆動電流を供給するバラストユニット200の一例を示す回路図である。第1実施例のバラストユニット200は、降圧型コンバータ(バック・コンバータ)210と、インバータ220とから構成されている。
図3は、バラストユニット200で使用されるチョークコイルL1の第1実施例における実装状態を示す説明図である。図3(a)および図3(b)は、チョークコイルL1が搭載される台座700を示し、図3(c)および図3(d)は、チョークコイルL1が基板900上に配設されている状態を示している。図3(c)および図3(d)に示すように、第1実施例においては、チョークコイルL1として、ドーナツ状のトロイダルコア810に巻線820を巻回したトロイダルコイルを用いている。図3(a)および図3(c)は、台座700およびチョークコイルL1をチョークコイルL1の実装面(上面)から見た様子を示している。図3(b)および図3(d)は、台座700およびチョークコイルL1を側面から見た様子を示している。
図5は、チョークコイルL1の第2実施例における実装状態を示す説明図である。図5(a)および図5(b)は、チョークコイルL1が搭載される第2実施例の台座700aを示し、図5(c)および図5(d)は、チョークコイルL1が基板900a上に配設されている状態を示している。
チョークコイルL1が搭載される台座は、上記各実施例で示した形態に限られず、種々の形態をとることが可能である。例えば、台座700、あるいは、ピン720のようにチョークコイルL1を支持する支持部材を熱伝導性の樹脂で形成することにより、チョークコイルL1で発生した熱を台座700やピン720に伝導させ、より冷却効率を高めることも可能である。また、台座の形状も、チョークコイルL1の基板900,900a側の表面、すなわち台座側の表面に気流が通過しうる空隙を設けることが可能であれば、種々の形状とすることができる。台座の形状は、例えば、図6ないし図9に示す変形例のようにすることも可能である。
図6は、台座の第1変形例を示す説明図である。図6(a)および(b)に示す第1変形例の台座700bは、円盤部710上に、円柱状のピン720に換えて板状のフィン720bを設けている点で第1実施例の台座700と異なっている。他の点は、図3(a)および(b)に示す第1実施例の台座700と同様である。図6(a)および(b)板状のフィン720bを用いることによっても、フィン720bに沿う方向の気流を発生させることができる。また、強制空冷を行う際には、フィンの向きを冷却のための気流の方向に合わせることにより、チョークコイルL1の下面側に気流を通すことができ、チョークコイルL1の冷却効率を十分高めることが可能となる。なお、図6に示す第1変形例では、台座700bに貫通穴を設けていないが、第2実施例と同様に、台座700bの中心部に貫通穴を設けてもよい。
図7は、台座の第2変形例を示す説明図である。図7の例では、断面が略円形のチョークコイルL1cを用いている。なお、図7において、チョークコイルL1cのトロイダルコアと巻線との図示を省略している。図7(a)に示すように、第2変形例においては、チョークコイルL1cの形状に合わせて、ピン720cの形状がその位置に応じて変更されている。このように、ピン720cの形状をチョークコイルL1cの形状に合わせることにより、チョークコイルL1cをより的確な位置で台座700c上に固定することができるとともに、チョークコイルL1cの位置のズレをより確実に抑制することができる。なお、図7に示す第2変形例においても、第2実施例と同様に、台座700cの中心部に貫通穴を設けるものとしてもよい。
図8は、台座の第3変形例を示す説明図である。図8(a)および図8(b)に示す第3変形例の台座700dは、リード保持部730dが上面側に延出されている点と、ピン720が省略されている点とで、図3(a)および図3(b)に示す第1実施例の台座700と異なっている。第3変形例において、チョークコイルL1は、図8(c)および図8(d)に示すように、上面側に延出されたリード保持部730dにより支持される。この第3変形例においても、第1実施例と同様に、チョークコイルL1の下面には気流が通過しうる空隙が形成される。そのため、第1実施例と同様にチョークコイルL1の冷却が促進される。なお、図8に示す第3変形例においても、第2実施例と同様に、台座700dの中心部に貫通穴を設けるものとしてもよい。
図9は、台座の第4変形例を示す説明図である。図9(a)に示すように、第4変形例の台座700eには、2つのリード保持部730のそれぞれに近い位置に高さの異なるピン722,724が設けられている。そのため、台座700e上に取り付けられるチョークコイルL1は、図9(b)に示すように、台座700eの円盤部710および基板900に対して斜めに固定される。なお、本明細書において、チョークコイルL1のトロイダル方向が基板に対して略並行とは、図9のようにチョークコイルL1が斜めに取り付けられている状態を含んでいる。
図10は、チョークコイルL1を基板900に取り付ける実装の変形例を示す説明図である。図10に示す実装の変形例では、チョークコイルL1および台座700(コイルアセンブリ)は、第1実施例と同じである。図10の例では、チョークコイルL1の上面側に、熱伝導シート980と、基板900に固定されたヒートシンク990とが取り付けられている。なお、ヒートシンク990は、例えば、ネジ(図示しない)により基板900に固定される。
なお、この発明は上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記各実施例では、本発明をトロイダルコイルに適用しているが、本発明は、トロイダルコイルに限らず種々のコイルに適用することも可能である。たとえば、棒状やE字型のコアに巻線を巻いたコイルに適用することも可能である。一般に、コイルにおける発熱は、巻線におけるジュール熱が主体となる。そのため、台座上にコイルを搭載することにより、発熱が大きい巻線をより効率よく冷却することができ、コイルの冷却効率をより高くすることができる。
上記各実施例では、本発明を降圧型コンバータ(図2)のチョークコイルL1に適用しているが、本発明は、種々のスイッチング型の電源装置において使用されるコイルに適用することができる。本発明は、昇圧型コンバータに使用されるチョークコイル、昇降圧型コンバータ(バックブーストコンバータ)に使用されるチョークコイル、フライバック式コンバータに使用されるフライバックトランス、絶縁型コンバータに使用される絶縁トランス等、種々のスイッチング型電源装置で使用されるコイルに適用可能である。このような、スイッチング型電源装置では、チョークコイルやトランスが電源電流の経路に配置され、これらのトランスには比較的大きな電流が流される。このようなコイルを台座上に搭載してコイルの冷却を促進することにより、コイルの小型化、インダクタンスの増大、配置の自由度の増大、あるいは、冷却のための電力の節減を図ることが可能となる。さらに、本発明は、ノイズフィルタ等に使用されるコモンモードトランスやチョークコイルなど、発熱が大きい種々のコイルに適用することも可能である。
上記各実施例では、プロジェクタ1000(図1)における光変調手段として、液晶パネル500を用いているが、光変調手段としては、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス:Texas Instruments社の商標)など、他の任意の変調手段を用いることも可能である。
1000…プロジェクタ
200…バラストユニット
210…降圧型コンバータ
220…インバータ
300…制御部
310…CPU
320…画像処理部
330…メモリ
400…光源ランプ
410…発光管
412,414…電極
420…反射鏡
500…液晶パネル
600…投写レンズ
700,700a,700b,700c,700d,700e…台座
700x…台座
710…円盤部
720,720c,722,724…ピン
720b…フィン
730,730d…リード保持部
732…切欠
740…貫通穴
750…支持部材
L1,L1c…チョークコイル
810…トロイダルコア
820…巻線
822…リード
900,900a…基板
940…貫通穴
980…熱伝導シート
990…ヒートシンク
Claims (5)
- コイルを用いるスイッチング型電源装置であって、
前記コイルに固定的に取り付けられる台座を有しており、
前記台座は、気流が通過しうる空隙をあけて同一方向に合わせて配された複数の板状のフィンであって、前記コイルを支持する複数のフィンである支持部材を備え、
前記台座は前記コイルが配設される基板に当接する板状部を備え、
前記フィンは前記板状部から前記基板とは反対側に向かって延出しており、
前記板状部と前記基板とには、それぞれ、前記コイルの穴に対応する位置を含む領域において前記コイル側と前記基板側とを貫通する貫通穴が設けられており、
前記コイルの前記穴と、前記板状部と前記基板の前記貫通孔とは、前記スイッチング型電源装置において上下方向に配されている、
スイッチング型電源装置。 - 請求項1記載のスイッチング型電源装置であって、
前記コイルはトロイダルコイルであり、
前記台座は、前記基板に対して、前記コイルのトロイダル方向が略平行となるように前記コイルを支持する
スイッチング型電源装置。 - コイルと、前記コイルに固定的に取り付けられる台座とを有するコイルアセンブリであって、
前記台座は、気流が通過しうる空隙をあけて同一方向に合わせて配された複数の板状のフィンであって、前記コイルを支持する複数のフィンである支持部材を備え、
前記台座は前記コイルアセンブリが配設される基板に当接する板状部を備え、
前記フィンは前記板状部から前記基板とは反対側に向かって延出しており、
前記板状部は、前記コイルの穴に対応する位置を含む領域において前記コイル側と前記基板側とを貫通する貫通穴を有し、
前記コイルの前記穴と、前記板状部の前記貫通孔とは、前記コイルアセンブリにおいて上下方向に配されている、
コイルアセンブリ。 - 請求項3記載のコイルアセンブリであって、
前記コイルはトロイダルコイルであり、
前記台座は、前記基板に対して、前記コイルのトロイダル方向が略平行となるように前記コイルを支持する
コイルアセンブリ。 - 請求項3または4記載のコイルアセンブリであって、
前記支持部材は熱伝導性樹脂により形成されている
コイルアセンブリ。
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