JP5601535B2

JP5601535B2 - Power supply

Info

Publication number: JP5601535B2
Application number: JP2011167956A
Authority: JP
Inventors: 真也後藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2031-08-01
Also published as: JP2013034270A

Description

本発明は、冷却部を備えたケース内に基板を有する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device having a substrate in a case provided with a cooling unit.

従来では、小型化が図られた水冷方式のスイッチング電源の提供を目的とするスイッチング電源に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。このスイッチング電源は、内部を冷媒が流通する冷媒流路（水路３８）が形成された台座部（３０）上にスイッチング素子（１６ａ）および整流素子（ダイオード２０ａ）の少なくとも一方を搭載し、メイントランス（１８）を台座部（３０）付近に搭載し、チョークコイル（２２Ａ）を台座部（３０）以外の残余領域に搭載する（特許文献１の図６を参照）。これらの要素のうちで平滑回路を構成するチョークコイル（２２Ａ）は、半導体素子であるスイッチング素子（１６ａ）や整流素子（ダイオード２０ａ）に近接して配置されている（特許文献１の図１および図６を参照）。 Conventionally, an example of a technology related to a switching power supply for the purpose of providing a water-cooled switching power supply with a reduced size has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). This switching power supply includes at least one of a switching element (16a) and a rectifying element (diode 20a) mounted on a pedestal portion (30) in which a refrigerant flow path (water channel 38) through which a refrigerant flows is formed. (18) is mounted in the vicinity of the pedestal portion (30), and the choke coil (22A) is mounted in the remaining region other than the pedestal portion (30) (see FIG. 6 of Patent Document 1). Among these elements, the choke coil (22A) constituting the smoothing circuit is disposed close to the switching element (16a) and the rectifying element (diode 20a) which are semiconductor elements (see FIG. 1 of Patent Document 1 and FIG. 1). (See FIG. 6).

特許第３７３０９６８号公報Japanese Patent No. 3730968

特許文献１の技術を適用する場合において、特にスイッチング素子（１６ａ）とチョークコイル（２２Ａ）とが近接しているので、出力電圧にノイズが重畳して出力され易いという問題がある。すなわち、スイッチング素子（１６ａ）の作動に伴って発生するノイズがチョークコイル（２２Ａ）に伝播し、出力電圧にノイズが重畳し易いためである。 In the case of applying the technique of Patent Document 1, since the switching element (16a) and the choke coil (22A) are particularly close to each other, there is a problem that noise is easily superimposed on the output voltage. That is, noise generated with the operation of the switching element (16a) propagates to the choke coil (22A), and the noise is easily superimposed on the output voltage.

また、台座部（３０）の内部に形成される冷媒流路（水路３８）は、台座部（３０）の裏側に立設された流路側壁（フィン３４）と、開口部を閉蓋するカバープレート（３６）とで構成され、しかもスイッチング電源全体の半分程度を台座部（３０）が占める。そのため、スイッチング電源全体の体格が大きくならざるを得ないという問題がある。 The coolant channel (water channel 38) formed inside the pedestal portion (30) includes a channel side wall (fin 34) standing on the back side of the pedestal portion (30) and a cover for closing the opening. The pedestal (30) occupies about half of the entire switching power supply. Therefore, there is a problem that the whole physique of the switching power supply has to be large.

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、第１の目的は、出力電圧にノイズが重畳するのを抑制できる電源装置を提供することを目的とすることである。第２の目的は、装置全体の体格を小さく抑える電源装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a point, and a first object is to provide a power supply device capable of suppressing noise from being superimposed on an output voltage. The second object is to provide a power supply apparatus that keeps the overall size of the apparatus small.

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、少なくとも第１半導体素子を配置する基板と、前記基板を収容するとともに冷却を行うための冷却部を備えるケースとを有する電源装置において、前記ケースは、前記冷却部側から第２半導体素子、トランス、フィルタ部の順番で直列状に配置される直列状配置部品群を有し、前記トランスに構成されるコアの巻線窓面は、前記直列状配置部品群に沿う方向と交差する方向に備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1, which has been made to solve the above-described problem, includes a substrate on which at least a first semiconductor element is disposed, and a case including a cooling unit for housing the substrate and performing cooling. in the case, the second semiconductor element from the cooling unit side, the transformer, have a series-like arrangement component group arranged in series form in the order of the filter unit, the winding window surface of the core comprised in said transformer Is provided in a direction intersecting with the direction along the series-arranged component group .

この構成によれば、フィルタ部は、第２半導体素子との間にトランスを介在させることで配置距離を確保し、第２半導体素子だけでなく第１半導体素子の作動に伴って発生するノイズが重畳するのを抑制することができる。すなわち、ケース内でノイズ発生源からできるだけ離れた位置にフィルタ部を配置することでノイズの影響を抑制する原理である。また、第１半導体素子や第２半導体素子を冷却部に直接的または間接的に接触させたり、あるいは冷却部の近傍に配置することで効率よく冷却を行うことができる。
また、「コアの巻線窓面」は、コアに巻線を収容する部位（巻線収容部）の一部であって、コアから巻線が露出する開口面を意味する。トランスの巻線（コイル）に流れる電流によってコアに磁束が発生し、発生した磁束の一部が巻線窓面から漏れ、フィルタ部や配線を通じて漏れ磁束によるノイズが出力電力に重畳する可能性がある。この構成によれば、コアの巻線窓面を直列状配置部品群に沿う方向とは異なる方向に備えるので、漏れ磁束によるノイズが出力電力に重畳するのを抑制することができる。 According to this configuration, the filter unit secures the arrangement distance by interposing the transformer with the second semiconductor element, and noise generated by the operation of the first semiconductor element as well as the second semiconductor element is generated. Superposition can be suppressed. That is, it is a principle that suppresses the influence of noise by disposing the filter unit at a position as far as possible from the noise generation source in the case. Moreover, cooling can be efficiently performed by bringing the first semiconductor element and the second semiconductor element into direct or indirect contact with the cooling unit, or by arranging them in the vicinity of the cooling unit.
In addition, the “winding window surface of the core” means a part of a portion (winding accommodating portion) that accommodates the winding in the core and an opening surface from which the winding is exposed. There is a possibility that a magnetic flux is generated in the core due to the current flowing in the winding (coil) of the transformer, a part of the generated magnetic flux leaks from the winding window surface, and noise due to the leakage magnetic flux is superimposed on the output power through the filter part and wiring. is there. According to this configuration, since the winding window surface of the core is provided in a direction different from the direction along the series-arranged component group, it is possible to suppress the noise due to the leakage magnetic flux from being superimposed on the output power.

なお「第１半導体素子」と「第２半導体素子」とは、同種の半導体素子である場合と、異種の半導体素子である場合とがある。これらの半導体素子は、半導体による電子部品または電子部品の根幹である機能中心部の素子であれば任意である。例えば、スイッチング素子（ＦＥＴ，ＩＧＢＴ，ＧＴＯ，パワートランジスタ等を含む）、整流素子（整流回路や整流器等を含む）などが該当する。「ケース」は基板や冷却部など収容可能であれば任意である。例えば、単体のケースでもよく、仕切部（例えば仕切壁や仕切面など）によって複数の空間が形成されるブロック体にかかる一の空間からなるケースでもよい。「基板」は、少なくとも半導体素子を実装可能な板状部材であれば任意であり、層数（単層や多層等）を問わない。「冷却部」には、実装品を冷却可能であれば任意の装置や部品等を適用できる。例えば、冷媒（空気，水，油などの流体）が流れる通路を有する部位・部品・装置等、冷却用フィン（放熱フィン）、ヒートポンプなどのうちで一以上が該当する。「接続線」には、例えばプリント基板上の配線（いわゆる配線パターン）や電線などが該当する。電線には、例えばケーブルやコード等を用いるが、ノイズによる影響を抑制または防止するためシールド線を用いるのが望ましい。「フィルタ部」は出力電力の交流成分を低減したり除去したりする機能を有すれば任意であり、パッシブフィルタ（例えばＬＣ回路，ＲＬＣ回路，ＲＣ回路等）やアクティブフィルタ等の種類を問わない。 The “first semiconductor element” and the “second semiconductor element” may be the same type of semiconductor element or different types of semiconductor elements. These semiconductor elements are optional as long as they are electronic parts made of semiconductors or elements at the functional center that is the basis of electronic parts. For example, switching elements (including FETs, IGBTs, GTOs, power transistors, and the like), rectifying elements (including rectifier circuits and rectifiers), and the like are applicable. The “case” is optional as long as it can accommodate a substrate, a cooling unit, and the like. For example, it may be a single case, or may be a case consisting of a single space covering a block body in which a plurality of spaces are formed by a partition portion (for example, a partition wall or a partition surface). The “substrate” is arbitrary as long as it is a plate-like member on which at least a semiconductor element can be mounted, and the number of layers (single layer, multilayer, etc.) does not matter. Any device or component can be applied to the “cooling section” as long as the mounted product can be cooled. For example, one or more of the parts, parts, and devices having passages through which refrigerant (fluid such as air, water, and oil) flows, cooling fins (radiation fins), heat pumps, and the like are applicable. The “connection line” corresponds to, for example, wiring on a printed board (so-called wiring pattern), electric wire, or the like. For example, a cable or a cord is used as the electric wire, but it is desirable to use a shielded wire in order to suppress or prevent the influence of noise. The “filter unit” is optional as long as it has a function of reducing or removing the AC component of the output power, regardless of the type of passive filter (eg, LC circuit, RLC circuit, RC circuit, etc.) or active filter. .

請求項２に記載の発明は、前記基板には、発熱性の高い主回路実装品と、発熱性の低い制御回路実装品とが実装され、前記主回路実装品は、前記冷却部の近傍に配置することを特徴とする。この構成によれば、発熱性の高い実装品は冷却部の近傍に配置されるので、発熱性の高い実装品の冷却効果を高めることができる。なお「主回路実装品」には、例えば入力側（１次側）回路に組み込まれるコンデンサやコイル（チョークコイルを含む）などが該当する。「制御回路実装品」には、例えばＩＣや表面実装品などが該当する。 According to a second aspect of the present invention, a main circuit mounted product with high heat generation and a control circuit mounted product with low heat generation are mounted on the substrate, and the main circuit mounted product is disposed in the vicinity of the cooling unit. It is characterized by arranging. According to this configuration, the mounted product with high exothermicity is disposed in the vicinity of the cooling unit, so that the cooling effect of the mounted product with high exothermic property can be enhanced. The “main circuit mounted product” corresponds to, for example, a capacitor or a coil (including a choke coil) incorporated in an input side (primary side) circuit. “Control circuit mounted product” corresponds to, for example, an IC or a surface mounted product.

請求項３に記載の発明は、前記基板は、前記ケース内で前記直列状配置部品群と並列状に配置され、前記第１半導体素子および前記第２半導体素子のうちで一方または双方は、前記冷却部に直接的または間接的に接触して配置されるか、または、前記冷却部の近傍に配置されることを特徴とする。この構成によれば、基板と直列状配置部品群とは並列状に配置される。また、第１半導体素子や第２半導体素子は、冷却部に直接的または間接的に接触して配置されるか、冷却部の近傍（冷却効果が得られる範囲内）に配置される。言い換えれば、第１半導体素子や第２半導体素子をケース内の一辺側に並ぶように配置する。これらの配置によって、フィルタ部はノイズ（第１半導体素子や第２半導体素子等の半導体素子によるノイズであるか否かを問わない）が出力電力に重畳するのを抑制できる。また、第２半導体素子を積極的に冷却するので、安定して作動させることができる。 According to a third aspect of the present invention, the substrate is disposed in parallel with the series-arranged component group in the case, and one or both of the first semiconductor element and the second semiconductor element are the It is disposed in direct or indirect contact with the cooling unit, or is disposed in the vicinity of the cooling unit. According to this configuration, the board and the series-arranged component group are arranged in parallel. Further, the first semiconductor element and the second semiconductor element are disposed in direct or indirect contact with the cooling unit, or are disposed in the vicinity of the cooling unit (within a range in which a cooling effect is obtained). In other words, the first semiconductor element and the second semiconductor element are arranged so as to be arranged on one side of the case. With these arrangements, the filter unit can suppress noise (regardless of whether noise is caused by a semiconductor element such as the first semiconductor element or the second semiconductor element) from being superimposed on the output power. Moreover, since the second semiconductor element is actively cooled, it can be stably operated.

請求項４に記載の発明は、前記ケースは、長辺部と短辺部とを有し、前記第２半導体素子は、前記短辺部側に配置されることを特徴とする。この構成によれば、第２半導体素子が配置される短辺部側のケースに冷却部を備える。特許文献１の技術では全体の半分程度を占める台座部に対して、ケースを占める冷却部の占有率を大幅に小さくできるので、ケース（ひいては電源装置）自体の体格を小さく抑えることができる。「長辺部」は長辺状の部位（壁や面等）を示し、「短辺部」は短辺状の部位（壁や面等）を示す。尚、他の構造上の制約により長辺部側に冷却部が配置される場合もあるため、本請求項以外の発明に関して、本請求項により短辺部に設けることを制限するものではない。 The invention according to claim 4 is characterized in that the case has a long side portion and a short side portion, and the second semiconductor element is arranged on the short side portion side. According to this configuration, the cooling part is provided in the case on the short side where the second semiconductor element is disposed. In the technique of Patent Document 1, since the occupying ratio of the cooling unit occupying the case can be significantly reduced with respect to the pedestal unit occupying about half of the whole, the physique of the case (and thus the power supply device) itself can be kept small. The “long side portion” indicates a long side portion (wall, surface, etc.), and the “short side portion” indicates a short side portion (wall, surface, etc.). In addition, since a cooling part may be arrange | positioned at the long side part side by the restrictions on other structures, regarding this invention except this claim, it does not restrict | limit to a short side part by this claim.

請求項５に記載の発明は、前記トランスの２次側端子は、前記直列状配置部品群に沿う方向に引き出され、前記フィルタ部と電気的に接続されることを特徴とする。この構成によれば、直列状配置部品群に沿う方向でトランスの２次側端子とフィルタ部とが電気的に接続されるので、配線距離を最小限に抑えられる。よって、配線による電力損失を低下させることができ、ケース（ひいては電源装置）自体の体格も小さく抑えられる。 The invention according to claim 5 is characterized in that the secondary terminal of the transformer is drawn out in a direction along the series-arranged component group and electrically connected to the filter unit. According to this configuration, since the secondary terminal of the transformer and the filter unit are electrically connected in the direction along the series-arranged component group, the wiring distance can be minimized. Therefore, power loss due to wiring can be reduced, and the size of the case (and thus the power supply device) itself can be kept small.

請求項６に記載の発明は、前記フィルタ部の一部または全部をシールドするシールド部を有し、前記シールド部は、前記トランスと前記フィルタ部との間、および、前記基板と前記フィルタ部との間のうちで一方または双方に配置されることを特徴とする。この構成によれば、シールド部はノイズの影響を低減または遮断するので、当該ノイズが出力電力に重畳するのをさらに確実に抑制することができる。「ノイズ」は、例えば半導体素子のスイッチングによる放射ノイズや、トランスの漏れ磁束等による電界や磁気等を起因とするノイズなどが挙げられる。「シールド部」は、ノイズの影響を低減または遮断できる電磁シールドであれば形状，厚み，材料（素材）等は任意である。例えば、金属板（板金を含む），金属メッシュ等が該当する。また、所定形状（例えば板状や筐体状等）に成形された樹脂部材の表面や裏面に金属インクまたは同様の物質でメッキしたものでもよい。なお、フィルタ部との電気的な接続を行う接続線を通すため、シールド部の一部に貫通穴をあける場合、当該貫通穴や接続線との隙間も同様にシールドするのが望ましい。 The invention according to claim 6 has a shield part that shields part or all of the filter part, and the shield part is provided between the transformer and the filter part, and between the substrate and the filter part. It is arrange | positioned in one or both among. According to this configuration, since the shield portion reduces or blocks the influence of noise, it is possible to more reliably suppress the noise from being superimposed on the output power. “Noise” includes, for example, radiation noise due to switching of a semiconductor element, noise due to electric field or magnetism due to leakage flux of a transformer, and the like. As long as the “shield part” is an electromagnetic shield that can reduce or block the influence of noise, the shape, thickness, material (material), etc. are arbitrary. For example, a metal plate (including a sheet metal), a metal mesh, and the like are applicable. Alternatively, the resin member formed into a predetermined shape (for example, a plate shape or a housing shape) may be plated with metal ink or a similar material on the front or back surface of the resin member. Note that when a through hole is formed in a part of the shield part in order to pass a connection line for electrical connection with the filter part, it is desirable to shield the gap between the through hole and the connection line as well.

請求項７に記載の発明は、前記ケースの一部は、前記シールド部の一部を構成することを特徴とする。この構成によれば、ケースの一部（壁部や床部等）をシールド部と一体構成とすることにより、フィルタ部を取り囲む空間全体をノイズから保護することができる。シールド部は半導体素子や漏れ磁束等によるノイズの影響をさらに低減または遮断するので、ノイズが出力電力に重畳するのをより確実に抑制することができる。 The invention according to claim 7 is characterized in that a part of the case constitutes a part of the shield part. According to this configuration, by making a part of the case (wall portion, floor portion, etc.) integral with the shield portion, the entire space surrounding the filter portion can be protected from noise. Since the shield part further reduces or blocks the influence of noise due to semiconductor elements, leakage magnetic flux, and the like, it is possible to more reliably suppress the noise from being superimposed on the output power.

請求項８に記載の発明は、前記直列状配置部品群の一つである前記第２半導体素子は、前記トランスの２次側に電気的に接続される整流素子であることを特徴とする。この構成によれば、整流素子は冷却部によって冷却されるので、整流作用を安定して確実に行うことができる。また、整流素子の作動に伴ってノイズが発生しても、フィルタ部は離れた位置に配置されるので当該ノイズが出力電力に重畳するのを抑制することができる。 The invention according to claim 8 is characterized in that the second semiconductor element which is one of the series-arranged component groups is a rectifying element electrically connected to the secondary side of the transformer. According to this configuration, since the rectifying element is cooled by the cooling unit, the rectifying action can be stably and reliably performed. Further, even when noise is generated with the operation of the rectifying element, the filter unit is arranged at a distant position, so that it is possible to suppress the noise from being superimposed on the output power.

電源装置の構成例を模式的に示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structural example of a power supply device typically. 電源装置の構成例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structural example of a power supply device. ケースに収容される要素の一例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically an example of the element accommodated in a case. トランスの第１構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st structural example of a transformer. 第１コア部の構成例を示す斜視図および側面図である。It is the perspective view and side view which show the structural example of a 1st core part. 第２コア部の構成例を示す斜視図および側面図である。It is the perspective view and side view which show the structural example of a 2nd core part. インサートバスバーの構成例を示す三面図である。It is a three-plane figure which shows the structural example of an insert bus bar. 電源装置の回路構成例を模式的に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows typically the circuit structural example of a power supply device. トランスの第２構成例を示す斜視図および側面図である。It is the perspective view and side view which show the 2nd structural example of a transformer.

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示してはいない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。連続符号は記号「〜」を用いて表記する。例えば「接続端子Ｔ１〜Ｔ６」は、「接続端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６」を意味する。「ノイズ」には、第１半導体素子や第２半導体素子等の作動に伴うノイズに限らず、外来ノイズを含む。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Unless otherwise specified, “connect” means electrical connection. Each figure shows elements necessary for explaining the present invention, and does not show all actual elements. When referring to directions such as up, down, left and right, the description in the drawings is used as a reference. The continuous code is described using the symbol “˜”. For example, “connection terminals T1 to T6” mean “connection terminals T1, T2, T3, T4, T5, T6”. “Noise” is not limited to noise associated with the operation of the first semiconductor element, the second semiconductor element, and the like, but includes external noise.

まず、電源装置の構成例について図１〜図３を参照しながら説明する。図１には電源装置の構成例を模式的に分解斜視図で示す。図２には電源装置の構成例を平面図で示す。図３にはケースに収容される要素の一例を模式的に平面図で示す。 First, a configuration example of the power supply device will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a configuration example of a power supply device. FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of the power supply device. FIG. 3 is a plan view schematically showing an example of elements housed in the case.

図１に示す電源装置１０は、いわゆる「ＤＣ−ＤＣコンバータ」であって、電力源（例えばバッテリや燃料電池等）から供給される直流電圧を目的の電圧に変換して出力する機能を担う。この電源装置１０は、大別してケース１１、プリント基板１２、図示しない収容部品などを有する。「収容部品」は、ケース１１内に収容される部品等であって、プリント基板１２上には配置されない素子や部品等を意味する。なお図１では、見易くするために、後述する直列状配置部品群（すなわち整流素子，トランス，フィルタ部等）や、インサートバスバーなどの収容部品の図示を省略する（図２，図３，図７を参照）。 The power supply device 10 shown in FIG. 1 is a so-called “DC-DC converter”, and has a function of converting a DC voltage supplied from a power source (for example, a battery or a fuel cell) into a target voltage and outputting the voltage. The power supply device 10 roughly includes a case 11, a printed board 12, a housing component (not shown), and the like. The “accommodating component” means a component or the like that is accommodated in the case 11 and is not arranged on the printed circuit board 12. In FIG. 1, for the sake of clarity, illustration of accommodation components such as a series arrangement component group (that is, a rectifying element, a transformer, a filter unit, etc.) and an insert bus bar, which will be described later, is omitted (FIGS. 2, 3, and 7). See).

ケース１１は、ケース蓋１１ａとケース本体１１ｂとで構成される。ケース本体１１ｂは、一面を開口させた箱状筐体である。図１の例では簡単のために直方体状の形成例を示すが、プリント基板１２や収容部品などを収容可能であれば、形成する形状は任意である。ケース蓋１１ａは、ケース本体１１ｂの開口部を覆う蓋である。本形態のケース１１は金属で形成するが、一部または全部について使用環境条件（例えば温度，電磁シールド，剛性等）を満たす他の材料（例えば樹脂等）で形成してもよい。 The case 11 includes a case lid 11a and a case main body 11b. The case main body 11b is a box-shaped housing having one surface opened. In the example of FIG. 1, a rectangular parallelepiped-shaped formation example is shown for the sake of simplicity, but the shape to be formed is arbitrary as long as the printed circuit board 12, housing components, and the like can be accommodated. The case lid 11a is a lid that covers the opening of the case body 11b. Although the case 11 of this embodiment is formed of metal, it may be formed of other materials (for example, resin or the like) that satisfy a usage environment condition (for example, temperature, electromagnetic shield, rigidity, etc.) for a part or all of the case 11.

プリント基板１２は、実装表面１２ａおよび実装裏面１２ｂの両面でプリント配線がなされ、実装品を配置して実装する基板である。実装品は、素子（例えば半導体素子や回路素子等を含む）や部品（例えば接続線，台座，端子台等を含む）などのように基板に実装可能なものが該当し、表面実装品であるか否かを問わない。 The printed board 12 is a board on which printed wiring is made on both the mounting surface 12a and the mounting back surface 12b, and a mounted product is arranged and mounted. Mounted products are those that can be mounted on a substrate such as elements (including semiconductor elements, circuit elements, etc.) and components (including connection lines, pedestals, terminal blocks, etc.), and are surface mounted products. Whether or not.

図１に示す台座１３や冷却部１４は、ケース１１の内部（特にケース本体１１ｂ）に備えられる。複数の台座１３および冷却部１４のうちで一方または双方は、ケース本体１１ｂと一体形成してもよく、別体形成した上で固定手段（例えばネジ止めや接着剤等による接着など）によって固定してもよい。複数の台座１３は、プリント基板１２をケース１１内に収容するにあたって、ケース本体１１ｂに固定するために用いる。 The pedestal 13 and the cooling unit 14 shown in FIG. 1 are provided inside the case 11 (particularly the case main body 11b). One or both of the plurality of bases 13 and the cooling unit 14 may be integrally formed with the case main body 11b, and may be formed separately and fixed by fixing means (for example, screwing or bonding with an adhesive or the like). May be. The plurality of pedestals 13 are used for fixing the printed circuit board 12 to the case main body 11 b when the printed circuit board 12 is accommodated in the case 11.

冷却部１４は、半導体素子群Ｑｇ、実装品、収容部品等を冷却する機能を担う。本形態の冷却部１４は、ケース１１の短辺部１１Ｓ（特に対向面１１ｆ側の隅部）に備えられ、冷媒（例えば水，空気，油等）を通すための冷媒通路１４ｃを内部に有する（図１，図２を参照）。冷却部１４には、冷媒を流すための入出口となる接続部１４ａ，１４ｂを有する。接続部１４ａ，１４ｂにはホース等の接続部材で物理的に接続し、冷却部１４と図示しない冷却装置（例えばラジエータ等）との間で冷媒が流れるように構成される。このように冷媒を介して冷却を確実に行うため、冷却部１４は熱伝導率が高い材料で形成するのが望ましい。 The cooling unit 14 has a function of cooling the semiconductor element group Qg, the mounted product, the housing component, and the like. The cooling unit 14 according to the present embodiment is provided in the short side portion 11S of the case 11 (particularly, the corner portion on the facing surface 11f side) and has a refrigerant passage 14c for allowing a refrigerant (for example, water, air, oil, etc.) to pass therethrough. (See FIGS. 1 and 2). The cooling part 14 has connection parts 14a and 14b serving as inlets and outlets for flowing the refrigerant. The connecting portions 14a and 14b are physically connected by a connecting member such as a hose, and are configured such that the refrigerant flows between the cooling portion 14 and a cooling device (not shown) such as a radiator. In order to reliably perform cooling through the refrigerant in this way, it is desirable that the cooling unit 14 be formed of a material having high thermal conductivity.

プリント基板１２や直列状配置部品群などを収容した後の電源装置１０を図２，図３に示す。具体的には、図２はケース蓋１１ａで覆わない状態を示す。図３はプリント基板１２や直列状配置部品群にかかる配置例を示す。 2 and 3 show the power supply device 10 after the printed circuit board 12 and the series-arranged component group are accommodated. Specifically, FIG. 2 shows a state where it is not covered with the case lid 11a. FIG. 3 shows an arrangement example according to the printed circuit board 12 and the series arrangement component group.

図２や図３に示すように、ケース１１内にはプリント基板１２とともに直列状配置部品群（すなわち整流素子１５，トランス１６，フィルタ部１７等）が配置される。整流素子１５は「第２半導体素子」に相当し、例えば整流回路や整流器などが該当する。フィルタ部１７は、出力電力（特に出力電圧。以下同じである。）の交流成分を低減したり除去したりする機能を有すれば任意であり、パッシブフィルタ（ＬＣ回路，ＲＬＣ回路，ＲＣ回路等）やアクティブフィルタ等の種類を問わない。本形態では、フィルタ部１７をＬＣ回路で構成する（図８を参照）。直列状配置部品群の回路素子は、実装表面１２ａと対向面１１ｆとの間に形成される空間（図１，図３を参照）以外の空間（図２，図３を参照）に配置される。 As shown in FIGS. 2 and 3, a series-arranged component group (that is, a rectifying element 15, a transformer 16, a filter unit 17, etc.) is arranged in the case 11 together with the printed circuit board 12. The rectifying element 15 corresponds to a “second semiconductor element”, and corresponds to, for example, a rectifying circuit or a rectifier. The filter unit 17 is optional as long as it has a function of reducing or removing the AC component of the output power (particularly, the output voltage; the same applies hereinafter), such as a passive filter (LC circuit, RLC circuit, RC circuit, etc.). ) And active filters. In this embodiment, the filter unit 17 is composed of an LC circuit (see FIG. 8). The circuit elements of the series-arranged component group are arranged in a space (see FIGS. 2 and 3) other than the space (see FIGS. 1 and 3) formed between the mounting surface 12a and the opposing surface 11f. .

上記フィルタ部１７は、ノイズの影響を受け易く、出力電力に重畳され易い。そのため、トランス１６とフィルタ部１７との間にはシールド部Ｓ１を配置し、プリント基板１２とフィルタ部１７との間にはシールド部Ｓ２を配置する。シールド部Ｓ１，Ｓ２には、ノイズの影響を低減または遮断できる電磁シールドであれば形状，厚み，材料（素材）等は任意である。例えば、金属板（板金を含む），金属メッシュ，発泡金属等が該当する。また、所定形状（例えば板状や筐体状等）に成形された樹脂部材の表面や裏面に金属インクまたは同様の物質でメッキしたものでもよい。本形態ではシールド部Ｓ１，Ｓ２を個別に配置したが、Ｌ字状に一体成形して配置してもよい。シールド部Ｓ１，Ｓ２の一部に貫通穴をあける場合、当該貫通穴や接続線Ｊ１，Ｊ２との隙間も同様にシールドするのが望ましい。ただし、絶縁等を確保するために隙間が必要な場合には、接続線Ｊ１，Ｊ２を通すことが可能な最小の貫通穴にするのが望ましい。シールド部Ｓ１，Ｓ２の一部として、ケース１１の一部（壁部や床部等）を構成するのが望ましい。ケース本体１１ｂと同様な形状（すなわち一面が開口する箱状の筐体）のシールド部を形成して、フィルタ部１７全体を覆う構成としてもよい。 The filter unit 17 is easily affected by noise and is easily superimposed on the output power. Therefore, a shield part S1 is arranged between the transformer 16 and the filter part 17, and a shield part S2 is arranged between the printed board 12 and the filter part 17. The shape, thickness, material (material), etc. of the shield portions S1 and S2 are arbitrary as long as they are electromagnetic shields that can reduce or block the influence of noise. For example, a metal plate (including a sheet metal), a metal mesh, a foam metal, and the like are applicable. Alternatively, the resin member formed into a predetermined shape (for example, a plate shape or a housing shape) may be plated with metal ink or a similar material on the front or back surface of the resin member. In this embodiment, the shield portions S1 and S2 are individually arranged. However, they may be integrally formed in an L shape. When a through hole is made in a part of the shield portions S1 and S2, it is desirable to shield the clearance between the through hole and the connecting lines J1 and J2. However, when a gap is necessary to ensure insulation or the like, it is desirable to use the smallest through hole through which the connection lines J1 and J2 can be passed. It is desirable to constitute a part of the case 11 (a wall part, a floor part, etc.) as a part of the shield parts S1, S2. It is good also as a structure which forms the shield part of the same shape as the case main body 11b (namely, the box-shaped housing | casing which one surface opens), and covers the filter part 17 whole.

図３において、直列状配置部品群（整流素子１５，トランス１６，フィルタ部１７等）とプリント基板１２とは並列的に配置される。すなわち、直列状配置部品群は直列線ＳＬに沿って直列状に配置される。しかも、整流素子１５は冷却部１４に直接的または間接的に接触して配置（固定）される。間接的に接触する形態としては、例えば冷却部１４と整流素子１５との間に絶縁シート等の部材を介在させる形態などが該当する。間接的接触については、後述する半導体素子群Ｑｇの配置についても同様である。一点鎖線でそれぞれ示す直列線ＳＬとプリント基板１２の中心線ＣＬとは、図示するように並列する。並列には、平行のみならず、部品どうしが当たらない程度の非平行を含む。プリント基板１２と直列状配置部品群とは、ケース１１内に収容されて固定される。このうちプリント基板１２の実装表面１２ａは、ケース１１の対向面１１ｆと対向する（図１を参照）。よって、プリント基板１２に配置される実装品Ｐ１〜Ｐ６等もまた対向面１１ｆと対向する。この対向面１１ｆを含む部位（仕切壁や仕切面など）は「仕切部」に相当する。 In FIG. 3, the series-arranged component group (rectifier element 15, transformer 16, filter unit 17, etc.) and printed circuit board 12 are arranged in parallel. That is, the serially arranged component group is arranged in series along the serial line SL. Moreover, the rectifying element 15 is disposed (fixed) in direct or indirect contact with the cooling unit 14. For example, a form in which a member such as an insulating sheet is interposed between the cooling unit 14 and the rectifying element 15 corresponds to the form of indirect contact. The indirect contact is the same for the arrangement of the semiconductor element group Qg described later. The series line SL and the center line CL of the printed circuit board 12 that are respectively indicated by alternate long and short dash lines are arranged in parallel as illustrated. Parallel includes not only parallel but also non-parallel so that parts do not touch each other. The printed circuit board 12 and the series-arranged component group are accommodated in the case 11 and fixed. Among these, the mounting surface 12a of the printed circuit board 12 faces the facing surface 11f of the case 11 (see FIG. 1). Therefore, the mounted products P1 to P6 and the like disposed on the printed board 12 also face the facing surface 11f. The part (partition wall, partition surface, etc.) including this facing surface 11f corresponds to a “partition section”.

二点鎖線で示す冷却部１４は、少なくとも半導体素子群Ｑｇ（半導体素子Ｑ１，Ｑ２；「第１半導体素子」に相当する）に向かって、対向面１１ｆの一部（具体的にはケース１１の隅部）が上方に向けて突出して形成される（図１を参照）。冷却部１４の上面には半導体素子群Ｑｇが直接的または間接的に接触して配置（固定）される。実装品Ｐ１，Ｐ２などは、プリント基板１２に実装される実装品のうちで発熱性が高い部品である。発熱性が高い実装品Ｐ１，Ｐ２などを冷却部１４の近傍（すなわち冷却部１４による冷却効果が得られる範囲内）に配置することで、当該実装品の冷却効率を高めることができる。 The cooling unit 14 indicated by a two-dot chain line is a part of the opposing surface 11f (specifically, the case 11) toward at least the semiconductor element group Qg (semiconductor elements Q1 and Q2; corresponding to “first semiconductor element”). A corner portion) is formed to protrude upward (see FIG. 1). A semiconductor element group Qg is disposed (fixed) on the upper surface of the cooling unit 14 in direct or indirect contact. The mounted products P1, P2 and the like are components having high heat generation among the mounted products mounted on the printed circuit board 12. By disposing the mounted products P1, P2 and the like having high heat generation properties in the vicinity of the cooling unit 14 (that is, within a range in which the cooling effect by the cooling unit 14 can be obtained), the cooling efficiency of the mounted product can be increased.

トランス１６は、整流素子１５とフィルタ部１７との間に介在して配置される。トランス１６の具体的な構成例（構造）については後述する（図４〜図７を参照）。トランス１６に備えられる接続用端子は、大別して三方向の端子がある。第１の端子は、インサートバスバー１９の接続端子台１９ｃと接続する１次側端子１６ｔ１である。１次側端子１６ｔ１は接続端子台１９ｃに向けて引き出される。第２の端子は、整流素子１５と接続線Ｊ１で接続する２次側端子１６ｔ２ａである。第３の端子は、フィルタ部１７と接続線Ｊ２で接続する２次側端子１６ｔ２ｂである。２次側端子１６ｔ２ａ，１６ｔ２ｂは直列線ＳＬに沿って引き出される。これらの各端子は、通常の端子のみならずリード線等を含み、図８の回路図にも示す。なお、図２，図３に示す２個の半導体素子Ｑ２は並列接続されるが、図８では１個の半導体素子Ｑ２として示す。 The transformer 16 is disposed between the rectifying element 15 and the filter unit 17. A specific configuration example (structure) of the transformer 16 will be described later (see FIGS. 4 to 7). The connection terminals provided in the transformer 16 are roughly classified into three-direction terminals. The first terminal is a primary side terminal 16 t 1 connected to the connection terminal block 19 c of the insert bus bar 19. The primary side terminal 16t1 is pulled out toward the connection terminal block 19c. The second terminal is a secondary side terminal 16t2a that is connected to the rectifying element 15 via the connection line J1. The third terminal is a secondary side terminal 16t2b that is connected to the filter unit 17 through a connection line J2. The secondary terminals 16t2a and 16t2b are drawn along the series line SL. These terminals include not only ordinary terminals but also lead wires and the like, and are also shown in the circuit diagram of FIG. The two semiconductor elements Q2 shown in FIGS. 2 and 3 are connected in parallel, but are shown as one semiconductor element Q2 in FIG.

プリント基板１２の実装表面１２ａ側における所定位置にインサートバスバー１９を配置する。図３では、半導体素子群Ｑｇや実装品Ｐ１〜Ｐ６等も併せて示す。インサートバスバー１９全体の一部または全部は、実装表面１２ａに配置した実装品Ｐ１〜Ｐ６等と対向面１１ｆとの隙間に挿入して配置する。特に、トランス１６の１次側端子１６ｔ１とインサートバスバー１９の接続端子台１９ｃとを接続するにあたって、その接続距離が最短になるような構成とする。インサートバスバー１９に備える接続端子Ｔ１〜Ｔ６は、各接続端子に対応するプリント基板１２の接続部（例えばスルーホールや接続端子等）と接続される。インサートバスバー１９の構成例については後述する（図７を参照）。 The insert bus bar 19 is disposed at a predetermined position on the mounting surface 12a side of the printed circuit board 12. FIG. 3 also shows the semiconductor element group Qg, the mounted products P1 to P6, and the like. A part or all of the entire insert bus bar 19 is inserted and disposed in a gap between the mounting products P1 to P6 and the like disposed on the mounting surface 12a and the facing surface 11f. In particular, when connecting the primary side terminal 16t1 of the transformer 16 and the connection terminal block 19c of the insert bus bar 19, the connection distance is minimized. The connection terminals T1 to T6 provided in the insert bus bar 19 are connected to connection portions (for example, through holes and connection terminals) of the printed circuit board 12 corresponding to the connection terminals. A configuration example of the insert bus bar 19 will be described later (see FIG. 7).

次に、トランス１６の構成例について図４〜図６を参照しながら説明する。図４にはトランスの第１構成例を斜視図で示す。図５には第１コア部の構成例を示す。図６には第２コア部の構成例を示す。 Next, a configuration example of the transformer 16 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing a first configuration example of the transformer. FIG. 5 shows a configuration example of the first core unit. FIG. 6 shows a configuration example of the second core unit.

図４に示すトランス１６は、実線で示すコア（すなわち第１コア部１６ａおよび第２コア部１６ｇ）や、二点鎖線で示すコイル１６ｂ（すなわち巻線）などで構成される。見易くするために、図３等に示す１次側端子１６ｔ１や２次側端子１６ｔ２ａ，１６ｔ２ｂの図示を省略する。第１コア部１６ａと第２コア部１６ｇは、同一形状や鏡像形状であってもよく、異なる形状であってもよい。第１コア部１６ａの構成例は図５に示し、第２コア部１６ｇの構成例は図６に示し、詳細は後述する。 The transformer 16 illustrated in FIG. 4 includes a core indicated by a solid line (that is, the first core part 16a and the second core part 16g), a coil 16b indicated by a two-dot chain line (that is, a winding), and the like. For the sake of clarity, the illustration of the primary side terminal 16t1 and the secondary side terminals 16t2a and 16t2b shown in FIG. The first core portion 16a and the second core portion 16g may have the same shape or a mirror image shape, or may have different shapes. A configuration example of the first core portion 16a is shown in FIG. 5, a configuration example of the second core portion 16g is shown in FIG. 6, and details will be described later.

第１コア部１６ａは、鏡像に形成された第１コア上部１６ａ１と第１コア下部１６ａ２とを対向させて固定される。第２コア部１６ｇは、鏡像に形成された第２コア上部１６ｇ１と第２コア下部１６ｇ２とを対向させて固定される。固定の手段は任意であり、例えばホルダや接着などが挙げられる。第１コア上部１６ａ１と第１コア下部１６ａ２にはそれぞれ凹部が形成されており、両者を対向して固定することで図示するような開口部１６ｃ，１６ｄ，１６ｈなどが形成される。開口部１６ｃ，１６ｄ，１６ｈなどはコアが開口する部位であって、コイル１６ｂを収容する巻線収容部でもある。 The first core portion 16a is fixed with the first core upper portion 16a1 and the first core lower portion 16a2 formed in a mirror image facing each other. The second core portion 16g is fixed with the second core upper portion 16g1 and the second core lower portion 16g2 formed in a mirror image facing each other. The fixing means is arbitrary, and examples thereof include a holder and adhesion. The first core upper portion 16a1 and the first core lower portion 16a2 are respectively formed with recesses, and openings 16c, 16d, 16h and the like as illustrated are formed by fixing both of them to face each other. The openings 16c, 16d, 16h, and the like are portions where the core opens, and are also winding accommodating portions that accommodate the coil 16b.

第１コア部１６ａの構成例について図５を参照しながら説明する。図５（Ａ）には斜視図を示し、図５（Ｂ）には平面図を示し、図５（Ｃ）には図５（Ａ）に示す矢印Ｄａ方向から見た側面図を示す。 A configuration example of the first core portion 16a will be described with reference to FIG. 5A shows a perspective view, FIG. 5B shows a plan view, and FIG. 5C shows a side view seen from the direction of the arrow Da shown in FIG. 5A.

図５（Ａ）に示す第１コア部１６ａは、上述したように鏡像に形成された第１コア上部１６ａ１と第１コア下部１６ａ２とを対向させて固定される。この固定によって図５（Ｂ）に示すような通路状の開口部１６ｃ，１６ｄ，１６ｉが形成される。これらの開口部のうちで開口部１６ｃ，１６ｄを通るように、図４に示すコイル１６ｂを収容する。コイル１６ｂに流れる電流に伴って第１コア部１６ａに磁束が発生するので、開口部１６ｃ，１６ｄ，１６ｉはノイズの発生源となり得る。図５（Ｃ）に示すように、開口部１６ｃは斜線ハッチで示す窓面Ｗ１に対応し、開口部１６ｄは斜線ハッチで示す窓面Ｗ２に対応する。開口部１６ｃ（窓面Ｗ１）、開口部１６ｄ（窓面Ｗ２）、開口部１６ｉは、いずれも「コアの巻線窓面」に相当する。しかしながら、図３に示す直列線ＳＬと交差する方向に向いているので、フィルタ部１７に与える影響が低減される。 The first core portion 16a shown in FIG. 5A is fixed with the first core upper portion 16a1 and the first core lower portion 16a2 formed in a mirror image facing each other as described above. By this fixing, passage-like openings 16c, 16d, and 16i as shown in FIG. 5B are formed. The coil 16b shown in FIG. 4 is accommodated so as to pass through the openings 16c and 16d among these openings. Since a magnetic flux is generated in the first core portion 16a in accordance with the current flowing through the coil 16b, the openings 16c, 16d, and 16i can be noise sources. As shown in FIG. 5C, the opening 16c corresponds to the window surface W1 indicated by the hatched hatch, and the opening 16d corresponds to the window surface W2 indicated by the hatched hatch. The opening 16c (window surface W1), the opening 16d (window surface W2), and the opening 16i all correspond to “core winding window surface”. However, since it faces in the direction crossing the series line SL shown in FIG. 3, the influence on the filter unit 17 is reduced.

第２コア部１６ｇの構成例について図６を参照しながら説明する。図６（Ａ）には斜視図を示し、図６（Ｂ）には平面図を示し、図６（Ｃ）には図６（Ａ）に示す矢印Ｄｂ方向から見た側面図を示す。 A configuration example of the second core portion 16g will be described with reference to FIG. 6A shows a perspective view, FIG. 6B shows a plan view, and FIG. 6C shows a side view as seen from the direction of the arrow Db shown in FIG. 6A.

図６（Ａ）に示す第２コア部１６ｇは、上述したように鏡像に形成された第２コア上部１６ｇ１と第２コア下部１６ｇ２とを対向させて固定される。この固定によって図６（Ｂ）に示すような通路状の開口部１６ｅ，１６ｆ，１６ｈが形成される。これらの開口部のうちで開口部１６ｅ，１６ｆを通るように、図４に示すコイル１６ｂを収容する。コイル１６ｂに流れる電流に伴って第２コア部１６ｇに磁束が発生するので、開口部１６ｅ，１６ｆ，１６ｈはノイズの発生源となり得る。図６（Ｃ）に示すように、開口部１６ｈは斜線ハッチで示す窓面Ｗ３に対応する。開口部１６ｅ、開口部１６ｆ、開口部１６ｈ（窓面Ｗ３）は、いずれも「コアの巻線窓面」に相当する。しかしながら、図３に示す直列線ＳＬと交差する方向に向いているので、フィルタ部１７に与える影響が低減される。 The second core portion 16g shown in FIG. 6A is fixed with the second core upper portion 16g1 and the second core lower portion 16g2 formed in a mirror image facing each other as described above. By this fixing, passage-like openings 16e, 16f, and 16h as shown in FIG. 6B are formed. The coil 16b shown in FIG. 4 is accommodated so as to pass through the openings 16e and 16f among these openings. Since magnetic flux is generated in the second core portion 16g along with the current flowing through the coil 16b, the openings 16e, 16f, and 16h can be sources of noise. As shown in FIG. 6C, the opening 16h corresponds to a window surface W3 indicated by a hatched hatch. The opening 16e, the opening 16f, and the opening 16h (window surface W3) all correspond to the “core winding window surface”. However, since it faces in the direction crossing the series line SL shown in FIG. 3, the influence on the filter unit 17 is reduced.

次に、インサートバスバー１９の構成例を図７に三面図で示す。図７（Ａ）には平面図を示し、図７（Ｂ）には図７（Ａ）の右側から見た側面図を示し、図７（Ｃ）には図７（Ａ）の下側から見た側面図を示す。図７に示すインサートバスバー１９は、バスバー本体１９ｂに対して、固定部１９ａ，１９ｄ，１９ｆ、接続端子台１９ｃ、入力部１９ｅ、接続端子Ｔ１〜Ｔ６などを有する。これらの各要素はバスバー本体１９ｂの一面側（すなわち接続表面１９ｇ）に配置され、他面側（すなわち接続裏面１９ｈ）には何も配置されない。固定部１９ａ，１９ｄ，１９ｆは、インサートバスバー１９をプリント基板１２やケース本体１１ｂに固定するための部位である。バスバー本体１９ｂは絶縁性材料（例えば樹脂等）で所定形状に形成される。具体的には、鋳造や射出成形等によるモールディングで形成される。接続端子台１９ｃは「端子台」に相当し、トランス１６と対向する位置に備えられ、１次側端子１６ｔ１と接続する機能を担う端子１９ｃｔを有する。 Next, a configuration example of the insert bus bar 19 is shown in FIG. 7A shows a plan view, FIG. 7B shows a side view seen from the right side of FIG. 7A, and FIG. 7C shows the bottom view of FIG. 7A. A side view is shown. The insert bus bar 19 shown in FIG. 7 has fixed portions 19a, 19d, 19f, a connection terminal block 19c, an input portion 19e, connection terminals T1 to T6, and the like with respect to the bus bar main body 19b. Each of these elements is arranged on one side of the bus bar main body 19b (that is, the connection surface 19g), and nothing is arranged on the other side (that is, the connection back surface 19h). The fixing portions 19a, 19d, and 19f are portions for fixing the insert bus bar 19 to the printed circuit board 12 and the case main body 11b. The bus bar main body 19b is formed in a predetermined shape with an insulating material (for example, resin). Specifically, it is formed by molding such as casting or injection molding. The connection terminal block 19c corresponds to a “terminal block”, and is provided at a position facing the transformer 16 and has a terminal 19ct having a function of connecting to the primary side terminal 16t1.

上述のように構成される電源装置１０を回路図で示すと、図８のようになる。ただし、図８に示す回路図は一例にすぎず、主要部を示す。 A circuit diagram of the power supply device 10 configured as described above is shown in FIG. However, the circuit diagram shown in FIG. 8 is only an example, and shows a main part.

図８において、電力源Ｅdcは直流電力を電源装置１０に供給する。電力源Ｅdcには、例えばバッテリや燃料電池が用いられる。電力源Ｅdcのプラス端子は、チョークコイルＬin，コンデンサＣ１およびインサートバスバー１９を経て、トランス１６の１次側端子に接続される。一方、電力源Ｅdcのマイナス端子は、チョークコイルＬin，コンデンサＣ１，コンデンサＣ１１およびインサートバスバー１９を経て、トランス１６の１次側端子１６ｔ１に接続される。チョークコイルＬinは入力フィルタとして機能し、コンデンサＣ１は直流電力の充放電を繰り返し行う。 In FIG. 8, the power source Edc supplies DC power to the power supply device 10. For example, a battery or a fuel cell is used as the power source Edc. The plus terminal of the power source Edc is connected to the primary side terminal of the transformer 16 via the choke coil Lin, the capacitor C1 and the insert bus bar 19. On the other hand, the negative terminal of the power source Edc is connected to the primary side terminal 16t1 of the transformer 16 through the choke coil Lin, the capacitor C1, the capacitor C11, and the insert bus bar 19. The choke coil Lin functions as an input filter, and the capacitor C1 repeatedly charges and discharges DC power.

プリント基板１２は、半導体素子Ｑ１，Ｑ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、コンデンサＣ１０，Ｃ１１、ドライブ回路１２ｃ、制御回路１２ｄ、検出回路１２ｅなどを有する。半導体素子Ｑ１，Ｑ２は、ドライブ回路１２ｃから伝達される駆動信号に従って個別にスイッチングが制御される。検出回路１２ｅはフィルタ部１７の出力側の電圧（すなわち電圧Ｖｄ）を検出する。制御回路１２ｄは、電圧Ｖｄが目標電圧となるように、ドライブ回路１２ｃを駆動する指令信号Ｖc^*を出力する。目標電圧は、制御回路１２ｄ内の記録媒体に予め記録したり、外部装置（例えばＥＣＵ等）から入力したりする。ドライブ回路１２ｃは、指令信号Ｖc^*に基づいて、上述した駆動信号を生成して出力する。 The printed circuit board 12 includes semiconductor elements Q1 and Q2, diodes D1 and D2, capacitors C10 and C11, a drive circuit 12c, a control circuit 12d, a detection circuit 12e, and the like. Switching of the semiconductor elements Q1 and Q2 is individually controlled according to the drive signal transmitted from the drive circuit 12c. The detection circuit 12e detects the voltage (namely, voltage Vd) on the output side of the filter unit 17. The control circuit 12d outputs a command signal Vc ^* for driving the drive circuit 12c so that the voltage Vd becomes the target voltage. The target voltage is recorded in advance on a recording medium in the control circuit 12d, or input from an external device (for example, ECU). The drive circuit 12c generates and outputs the drive signal described above based on the command signal Vc ^* .

本例の半導体素子Ｑ１，Ｑ２は直列接続される。二点鎖線で示すダイオードＤ１，Ｄ２はフリーホイールダイオードとしての機能を担い、半導体素子Ｑ１，Ｑ２に内蔵されたものでもよく、外付けしたものでもよい。コンデンサＣ１０は、半導体素子Ｑ１のドレイン端子と接続端子台１９ｃとの間に接続される。コンデンサＣ１１は、上述したように電力源Ｅdcのマイナス端子と接続端子台１９ｃとの間に介在して接続される。電力源Ｅdcのマイナス端子およびコンデンサＣ１１の一方側端子は、半導体素子Ｑ２のソース端子に共通して接続される。 The semiconductor elements Q1 and Q2 of this example are connected in series. Diodes D1 and D2 indicated by two-dot chain lines serve as freewheeling diodes, and may be incorporated in semiconductor elements Q1 and Q2, or may be externally attached. The capacitor C10 is connected between the drain terminal of the semiconductor element Q1 and the connection terminal block 19c. As described above, the capacitor C11 is connected between the negative terminal of the power source Edc and the connection terminal block 19c. The negative terminal of power source Edc and one side terminal of capacitor C11 are connected in common to the source terminal of semiconductor element Q2.

接続端子台１９ｃと接続する１次側端子１６ｔ１はトランス１６の１次側端子である。一方、トランス１６の２次側端子は、整流素子１５，コンデンサＣ１２，フィルタ部１７などが接続される。整流素子１５は、トランス１６の２次側端子から出力される交流電力を整流する機能を担う。図８には二相全波整流を行う構成を示すが、単相ブリッジ整流を行う構成としてもよい。コンデンサＣ１２は、整流素子１５によって整流された直流電力を平滑化する機能を担う。フィルタ部１７は、リアクトル（コイル）Ｌ１７とコンデンサＣ１７とを有し、出力電力の高周波成分を除去したり、整流に伴う電力（特に電圧）の脈動を抑制したりする機能を担う。整流素子１５やコンデンサＣ１２,Ｃ１７の一方側端子は、共通電位となるグラウンドＮに接続される。上述した整流素子１５，コンデンサＣ１２，フィルタ部１７によって安定化された出力電力は、出力機器３０に出力される。出力機器３０には、電力を必要とする任意の機器を適用できる。 A primary side terminal 16 t 1 connected to the connection terminal block 19 c is a primary side terminal of the transformer 16. On the other hand, the secondary terminal of the transformer 16 is connected to the rectifying element 15, the capacitor C12, the filter unit 17, and the like. The rectifying element 15 has a function of rectifying AC power output from the secondary side terminal of the transformer 16. Although FIG. 8 shows a configuration that performs two-phase full-wave rectification, a configuration that performs single-phase bridge rectification may be used. The capacitor C12 has a function of smoothing the DC power rectified by the rectifying element 15. The filter unit 17 includes a reactor (coil) L17 and a capacitor C17, and has a function of removing high-frequency components of output power and suppressing pulsation of power (particularly voltage) associated with rectification. One side terminals of the rectifying element 15 and the capacitors C12 and C17 are connected to the ground N serving as a common potential. The output power stabilized by the rectifying element 15, the capacitor C <b> 12, and the filter unit 17 described above is output to the output device 30. Any device that requires power can be applied to the output device 30.

上述した実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項１に対応し、電源装置１０において、ケース１１は、冷却部１４側から整流素子１５（第２半導体素子）、トランス１６、フィルタ部１７の順番で直列状に配置される直列状配置部品群を有する構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、ケース１１内でノイズ発生源からできるだけ離れた位置にフィルタ部１７を配置することでノイズの影響を抑制し、ノイズが出力電力に重畳するのを抑制することができる。また、半導体素子Ｑ１，Ｑ２（第１半導体素子）や整流素子１５を冷却部１４に直接的または間接的に接触させたり、あるいは冷却部１４の近傍に配置することで効率よく冷却を行える。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained. First, corresponding to claim 1, in the power supply device 10, the case 11 is arranged in series in the order of the rectifying element 15 (second semiconductor element), the transformer 16, and the filter unit 17 from the cooling unit 14 side. A configuration having a group of parts was adopted (see FIGS. 2 and 3). According to this configuration, it is possible to suppress the influence of noise by disposing the filter unit 17 in the case 11 as far as possible from the noise generation source, and to suppress the noise from being superimposed on the output power. In addition, the semiconductor elements Q1 and Q2 (first semiconductor element) and the rectifying element 15 can be efficiently cooled by bringing them into direct or indirect contact with the cooling unit 14 or by arranging them near the cooling unit 14.

請求項２に対応し、プリント基板１２（基板）には発熱性の高い主回路実装品（チョークコイルＬinやコンデンサＣ１など）と、発熱性の低い制御回路実装品（ＩＣや表面実装品など）とが実装され、主回路実装品は、冷却部１４の近傍に配置する構成とした（図１〜図３を参照）。この構成によれば、発熱性の高いチョークコイルＬinやコンデンサＣ１などを確実に冷却することができる。 Corresponding to claim 2, on the printed circuit board 12 (substrate), a main circuit mounted product with high heat generation (choke coil Lin, capacitor C1, etc.) and a control circuit mounted product with low heat generation (IC, surface mounted product, etc.) And the main circuit mounted product is arranged in the vicinity of the cooling unit 14 (see FIGS. 1 to 3). According to this configuration, the highly heat-generating choke coil Lin, the capacitor C1, and the like can be reliably cooled.

請求項３に対応し、プリント基板１２は、ケース１１内で直列状配置部品群と並列状に配置され、半導体素子Ｑ１，Ｑ２および整流素子１５のうちで一方または双方は、冷却部１４に直接的または間接的に接触して配置されるか、または、冷却部１４の近傍に配置される構成とした（図１〜図３を参照）。この構成によれば、フィルタ部１７はノイズ（半導体素子Ｑ１，Ｑ２や整流素子１５等の半導体素子Ｑ１，Ｑ２によるノイズであるか否かを問わない）が出力電力に重畳するのを抑制できる。また、整流素子１５を積極的に冷却するので、安定して作動させることができる。 Corresponding to claim 3, the printed circuit board 12 is arranged in parallel with the series arrangement component group in the case 11, and one or both of the semiconductor elements Q <b> 1 and Q <b> 2 and the rectifying element 15 are directly connected to the cooling unit 14. It is configured to be arranged in contact with the target or indirectly or in the vicinity of the cooling unit 14 (see FIGS. 1 to 3). According to this configuration, the filter unit 17 can suppress the superimposition of noise (whether or not the noise is caused by the semiconductor elements Q1 and Q2 such as the semiconductor elements Q1 and Q2 and the rectifying element 15) on the output power. Further, since the rectifying element 15 is actively cooled, it can be stably operated.

請求項４に対応し、ケース１１は長辺部１１Ｌと短辺部１１Ｓとを有し、整流素子１５は短辺部１１Ｓ側に配置される構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、ケース１１を占める冷却部１４の占有率を大幅に小さくできるので、ケース１１（ひいては電源装置１０）自体の体格を小さく抑えることができる。 Corresponding to claim 4, the case 11 has a long side portion 11L and a short side portion 11S, and the rectifying element 15 is arranged on the short side portion 11S side (see FIGS. 2 and 3). According to this configuration, since the occupation ratio of the cooling unit 14 occupying the case 11 can be significantly reduced, the physique of the case 11 (and thus the power supply device 10) itself can be kept small.

請求項５に対応し、トランス１６の２次側端子１６ｔ２ｂは、直列状配置部品群に沿う方向（直列線ＳＬの方向）に引き出され、フィルタ部１７と接続される構成とした（図２，図３参照）。この構成によれば、直列状配置部品群に沿う方向でトランス１６の２次側端子１６ｔ２ｂとフィルタ部１７とが接続されるので、配線距離を最小限に抑えられる。よって、配線による電力損失を低下させることができ、ケース１１（ひいては電源装置１０）自体の体格も小さく抑えられる。 Corresponding to claim 5, the secondary side terminal 16t2b of the transformer 16 is drawn out in a direction along the series-arranged component group (direction of the series line SL) and connected to the filter unit 17 (FIG. 2, FIG. 2). (See FIG. 3). According to this configuration, since the secondary terminal 16t2b of the transformer 16 and the filter unit 17 are connected in a direction along the series-arranged component group, the wiring distance can be minimized. Therefore, power loss due to wiring can be reduced, and the physique of the case 11 (and thus the power supply device 10) itself can be kept small.

請求項１に対応し、トランス１６に構成されるコアの巻線窓面（窓面Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）は、直列状配置部品群に沿う方向と交差する方向に備える構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、コアの巻線窓面（窓面Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を直列状配置部品群に沿う方向とは異なる方向に備えるので、漏れ磁束によるノイズが出力電力に重畳するのを抑制することができる。 Corresponding to claim 1 , the winding window surface (window surfaces W1, W2, W3) of the core configured in the transformer 16 is configured to be provided in a direction crossing the direction along the series-arranged component group (FIG. 2). , See FIG. According to this configuration, since the winding window surface (window surfaces W1, W2, W3) of the core is provided in a direction different from the direction along the series-arranged component group, noise due to leakage magnetic flux is superimposed on the output power. Can be suppressed.

請求項６に対応し、フィルタ部１７の一部または全部をシールドするシールド部Ｓ１，Ｓ２を有し、シールド部Ｓ１，Ｓ２は、トランス１６とフィルタ部１７との間、および、プリント基板１２とフィルタ部１７との間のうちで一方または双方に配置される構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、シールド部Ｓ１，Ｓ２はノイズの影響を低減または遮断するので、当該ノイズが出力電力に重畳するのをさらに確実に抑制することができる。 Corresponding to claim 6 , shield portions S1 and S2 for shielding part or all of the filter portion 17 are provided, and the shield portions S1 and S2 are provided between the transformer 16 and the filter portion 17 and with the printed circuit board 12. It was set as the structure arrange | positioned in one or both among the filter parts 17 (refer FIG. 2, FIG. 3). According to this structure, since shield part S1, S2 reduces or interrupts the influence of noise, it can suppress more reliably that the said noise is superimposed on output electric power.

請求項７に対応し、ケース１１の一部は、シールド部Ｓ１，Ｓ２の一部を構成する構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、ケース１１の一部をシールド部Ｓ１，Ｓ２と一体構成とすることにより、フィルタ部１７を取り囲む空間全体をノイズから保護することができる。シールド部Ｓ１，Ｓ２は半導体素子Ｑ１，Ｑ２や漏れ磁束等によるノイズの影響をさらに低減または遮断するので、ノイズが出力電力に重畳するのをより確実に抑制することができる。 Corresponding to claim 7 , a part of case 11 is configured to constitute part of shield portions S1 and S2 (see FIGS. 2 and 3). According to this configuration, the entire space surrounding the filter unit 17 can be protected from noise by forming a part of the case 11 integrally with the shield units S1 and S2. Since the shield portions S1 and S2 further reduce or block the influence of noise due to the semiconductor elements Q1 and Q2 and leakage magnetic flux, it is possible to more reliably suppress the noise from being superimposed on the output power.

請求項８に対応し、直列状配置部品群の一つである第２半導体素子は、トランス１６の２次側に接続される整流素子１５である構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、整流素子１５は冷却部１４によって冷却されるので、整流作用を安定して確実に行うことができる。また、整流素子１５の作動に伴ってノイズが発生しても、フィルタ部１７は離れた位置に配置されるので当該ノイズが出力電力に重畳するのを抑制できる。 Corresponding to claim 8 , the second semiconductor element, which is one of the series-arranged component groups, is configured to be a rectifying element 15 connected to the secondary side of the transformer 16 (see FIGS. 2 and 3). . According to this configuration, since the rectifying element 15 is cooled by the cooling unit 14, the rectifying action can be stably and reliably performed. Moreover, even if noise occurs with the operation of the rectifying element 15, the filter unit 17 is disposed at a distant position, so that the noise can be prevented from being superimposed on the output power.

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。 [Other Embodiments]
Although the form for implementing this invention was demonstrated above, this invention is not limited to the said form at all. In other words, various forms can be implemented without departing from the scope of the present invention. For example, the following forms may be realized.

上述した実施の形態では、コアの巻線窓面としての開口部１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｈ，１６ｉを有するトランス１６を適用した（図４〜図６を参照）。この形態に代えて、図９に示すトランス１００（いわゆるＥ型トランス）を適用することもできる。図９（Ａ）に示すトランス１００は、コア１０２やコイル１０１などで構成される。コア１０２は、コア上部１０２ａとコア下部１０２ｂとを対向させて固定することで形成される。コア上部１０２ａとコア下部１０２ｂとの対向によって開口部１０３，１０４が形成され、各開口部は図９（Ｂ）に示す窓面Ｗ１０，Ｗ１１にそれぞれ対応する。図９（Ｂ）は図９（Ａ）に示す矢印Ｄｃから見た側面図である。開口部１０３（窓面Ｗ１０）と開口部１０４（窓面Ｗ１１）とを、図３に示す直列線ＳＬと交差する方向に向けるように配置すれば、フィルタ部１７に与える影響が低減される。したがって、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the transformer 16 having the openings 16c, 16d, 16e, 16f, 16h, and 16i as the winding window surface of the core is applied (see FIGS. 4 to 6). Instead of this form, a transformer 100 (so-called E-type transformer) shown in FIG. 9 can be applied. A transformer 100 illustrated in FIG. 9A includes a core 102, a coil 101, and the like. The core 102 is formed by fixing the core upper part 102a and the core lower part 102b to face each other. Openings 103 and 104 are formed by facing the core upper portion 102a and the core lower portion 102b, and the openings correspond to the window surfaces W10 and W11 shown in FIG. 9B, respectively. FIG. 9B is a side view seen from the arrow Dc shown in FIG. If the opening 103 (window surface W10) and the opening 104 (window surface W11) are arranged so as to face the direction intersecting the series line SL shown in FIG. 3, the influence on the filter unit 17 is reduced. Therefore, it is possible to obtain the same operational effects as those of the above-described embodiment.

上述した実施の形態では、プリント基板１２は、実装表面１２ａと実装裏面１２ｂとを有する基板を適用した（図１〜図３を参照）。この形態に代えて、一以上の中間層を含む多層基板を適用してもよく、ユニバーサル基板を適用してもよい。いずれの基板にせよ、半導体素子群Ｑｇや実装品Ｐ１〜Ｐ６等を配置することができるので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the embodiment described above, the printed circuit board 12 is a board having a mounting surface 12a and a mounting back surface 12b (see FIGS. 1 to 3). Instead of this form, a multilayer substrate including one or more intermediate layers may be applied, or a universal substrate may be applied. Regardless of which substrate is used, the semiconductor element group Qg, the mounted products P1 to P6, and the like can be arranged, so that the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、冷却部１４は、対向面１１ｆから実装表面１２ａに向けて突出させ、その突出部位に冷媒が流れる冷媒通路１４ｃを有する構成とした（図１〜図３を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、他の冷却手段を構成してもよい。他の冷却手段は、例えば冷却用フィン（放熱フィン）、ヒートポンプなどのうちで一以上が該当する。他の冷却手段で構成した場合でも、半導体素子群Ｑｇや実装品を冷却できるので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the embodiment described above, the cooling unit 14 is configured to protrude from the facing surface 11f toward the mounting surface 12a and to have the refrigerant passage 14c through which the refrigerant flows in the protruding portion (see FIGS. 1 to 3). Instead of (or in addition to) this form, other cooling means may be configured. The other cooling means corresponds to one or more of cooling fins (radiation fins), heat pumps, and the like. Even when configured by other cooling means, since the semiconductor element group Qg and the mounted product can be cooled, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

１０電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
１１ケース
１１ｆ対向面
１２プリント基板（基板）
１４冷却部
１５整流素子（第２半導体素子）
１６，１００トランス（回路素子）
１６ａ第１コア部（コア）
１６ｂコイル（巻線）
１６ｇ第２コア部（コア）
１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｈ，１６ｉ開口部（コアの巻線窓面）
１６ｔ１１次側端子
１６ｔ２ａ，１６ｔ２ｂ２次側端子
１７フィルタ部（回路素子）
１９インサートバスバー
１９ｃ接続端子台
３０出力機器
Ｌin チョークコイル（発熱性の高い実装品）
Ｃ１コンデンサ（発熱性の高い実装品）
Ｑｇ半導体素子群
Ｑ１，Ｑ２，… 半導体素子（第１半導体素子）
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，… 実装品
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，… 接続端子
Ｓ１，Ｓ２シールド部
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３窓面 10 Power supply (DC-DC converter)
11 Case 11f Opposing surface 12 Printed circuit board (board)
14 Cooling unit 15 Rectifier (second semiconductor element)
16,100 transformer (circuit element)
16a 1st core part (core)
16b Coil (winding)
16g 2nd core part (core)
16c, 16d, 16e, 16f, 16h, 16i Opening (core winding window surface)
16t1 Primary side terminal 16t2a, 16t2b Secondary side terminal 17 Filter section (circuit element)
19 Insert bus bar 19c Connection terminal block 30 Output device Lin Choke coil (Mounted product with high heat generation)
C1 capacitor (Mounted product with high heat generation)
Qg Semiconductor element group Q1, Q2,... Semiconductor element (first semiconductor element)
P1, P2, P3, P4, P5, P6, ... Mounted product T1, T2, T3, T4, T5, T6, ... Connection terminal S1, S2 Shield part W1, W2, W3 Window surface

Claims

少なくとも第１半導体素子を配置する基板と、前記基板を収容するとともに冷却を行うための冷却部を備えるケースと、を有する電源装置において、
前記ケースは、前記冷却部側から第２半導体素子、トランス、フィルタ部の順番で直列状に配置される直列状配置部品群を有し、
前記トランスに構成されるコアの巻線窓面は、前記直列状配置部品群に沿う方向と交差する方向に備えることを特徴とする電源装置。 In a power supply device comprising: a substrate on which at least a first semiconductor element is disposed; and a case including a cooling unit for housing and cooling the substrate.
Wherein the case, possess the second semiconductor device from the cooling unit side, the transformer, the series-like arrangement parts group arranged in series form in the order of the filter unit,
The winding window surface of the core comprised by the said transformer is equipped with the direction which cross | intersects the direction along the said serially arranged components group, The power supply device characterized by the above-mentioned.

前記基板には、発熱性の高い主回路実装品と、発熱性の低い制御回路実装品とが実装され、
前記主回路実装品は、前記冷却部の近傍に配置することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 On the substrate, a main circuit mounting product with high heat generation and a control circuit mounting product with low heat generation are mounted,
The power supply device according to claim 1, wherein the main circuit mounted product is disposed in the vicinity of the cooling unit.

前記基板は、前記ケース内で前記直列状配置部品群と並列状に配置され、
前記第１半導体素子および前記第２半導体素子のうちで一方または双方は、前記冷却部に直接的または間接的に接触して配置されるか、または、前記冷却部の近傍に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。 The substrate is arranged in parallel with the series arrangement component group in the case,
One or both of the first semiconductor element and the second semiconductor element are disposed in direct or indirect contact with the cooling unit, or are disposed in the vicinity of the cooling unit. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is a power supply device.

前記ケースは、長辺部と短辺部とを有し、
前記第２半導体素子は、前記短辺部側に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電源装置。 The case has a long side portion and a short side portion,
4. The power supply device according to claim 1, wherein the second semiconductor element is disposed on the short side portion side. 5.

前記トランスの２次側端子は、前記直列状配置部品群に沿う方向に引き出され、前記フィルタ部と電気的に接続されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電源装置。 5. The secondary side terminal of the transformer is drawn out in a direction along the series-arranged component group, and is electrically connected to the filter unit. 6. Power supply.

前記フィルタ部の一部または全部をシールドするシールド部を有し、
前記シールド部は、前記トランスと前記フィルタ部との間、および、前記基板と前記フィルタ部との間のうちで一方または双方に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電源装置。 A shield part that shields part or all of the filter part;
The said shield part is arrange | positioned in one or both between the said transformer and the said filter part, and between the said board | substrate and the said filter part, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. The power supply device according to item.

前記ケースの一部は、前記シールド部の一部を構成することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 6 , wherein a part of the case constitutes a part of the shield part.

前記直列状配置部品群の一つである前記第２半導体素子は、前記トランスの２次側に電気的に接続される整流素子であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電源装置。 The said 2nd semiconductor element which is one of the said serially arranged components group is a rectifier electrically connected to the secondary side of the said transformer, The any one of Claim 1 to 7 characterized by the above-mentioned. The power supply device described in 1.