JPH0469056A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は入出力間が絶縁されるコンバータ型のスイッチ
ング電源装置に関し、詳細には、２枚の絶縁金属基板上
にその１次側回路および２次側回路をそれぞれ実装した
スイッチング電源装置に関する、 （ロ）従来の技術 第５図はフライバック方式のスイッチング電源回路を示
す。
ング電源装置に関し、詳細には、２枚の絶縁金属基板上
にその１次側回路および２次側回路をそれぞれ実装した
スイッチング電源装置に関する、 （ロ）従来の技術 第５図はフライバック方式のスイッチング電源回路を示
す。
図示するスイッチング電源回路は１次巻線と２次巻線が
逆極性であって、人力ＶＩＮと出力■。ＬＩＴを絶縁す
るトランスＴ、人力■ＩＮからトランスＴに流れる電流
を制御するスイッチング・トランジスタあるいはパワー
ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ、数十Ｋ Ｈｚの
一定周波数であって、帰還信号によりデユーティが変更
されるパルスをスイッチング素子Ｑの制御電極に出力す
るＰＷＭ回路（６０）、トランスＴのリーケージ・イン
ダクタンスに蓄積されるエネルギーを放出するためのス
ナバ回路（６６）、スイッチング素子Ｑの電流をモニタ
して過電流保護を行う電流検出器（６４）、電源回路の
熱暴走を防止する温度検出器（６２）、トランスＴの出
力電圧を整流平滑するそれぞれダイオードＤ３、コンデ
ンサＣ２、出力Ｖ。Ｕ□の定電圧制御および過電圧制御
を行う電圧検出器（６８）、この電圧検出器（６８）の
出力を絶縁帰還するホトカプラ（７０）等から構成され
る。
逆極性であって、人力ＶＩＮと出力■。ＬＩＴを絶縁す
るトランスＴ、人力■ＩＮからトランスＴに流れる電流
を制御するスイッチング・トランジスタあるいはパワー
ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ、数十Ｋ Ｈｚの
一定周波数であって、帰還信号によりデユーティが変更
されるパルスをスイッチング素子Ｑの制御電極に出力す
るＰＷＭ回路（６０）、トランスＴのリーケージ・イン
ダクタンスに蓄積されるエネルギーを放出するためのス
ナバ回路（６６）、スイッチング素子Ｑの電流をモニタ
して過電流保護を行う電流検出器（６４）、電源回路の
熱暴走を防止する温度検出器（６２）、トランスＴの出
力電圧を整流平滑するそれぞれダイオードＤ３、コンデ
ンサＣ２、出力Ｖ。Ｕ□の定電圧制御および過電圧制御
を行う電圧検出器（６８）、この電圧検出器（６８）の
出力を絶縁帰還するホトカプラ（７０）等から構成され
る。
次に、上記構成されるスイッチング電源回路の動作を説
明する。
明する。
ＰＷＭ回路（６０）の比カパルスがハイレベルとなって
スイッチング素子Ｑがオンすると、入力ＶＩＮ）ランス
Ｔの一次巻線一スイツチング素子Ｑの閉回路が形成され
てトランスＴの１次巻線に１次関数的に増加する電流が
流れる。このとき、トランスＴの２次巻線出力はダイオ
ードＤ３により阻止されるためトランスＴを介する電力
の伝達は行われず、１次巻線へ供給されたエネルギーは
全てトランスＴ内に蓄積される。そして、ＰＷＭ回路（
６０）の出カッ（ルスがローレベルとなってスイッチン
グ素子Ｑがオフすると、１次巻線に逆起電力が発生し、
この逆起電力に基づく２次巻線出力がダイオードＤ３を
介してコンデンサＣ２に充電され出力Ｖ。Ｕｌとなる。
スイッチング素子Ｑがオンすると、入力ＶＩＮ）ランス
Ｔの一次巻線一スイツチング素子Ｑの閉回路が形成され
てトランスＴの１次巻線に１次関数的に増加する電流が
流れる。このとき、トランスＴの２次巻線出力はダイオ
ードＤ３により阻止されるためトランスＴを介する電力
の伝達は行われず、１次巻線へ供給されたエネルギーは
全てトランスＴ内に蓄積される。そして、ＰＷＭ回路（
６０）の出カッ（ルスがローレベルとなってスイッチン
グ素子Ｑがオフすると、１次巻線に逆起電力が発生し、
この逆起電力に基づく２次巻線出力がダイオードＤ３を
介してコンデンサＣ２に充電され出力Ｖ。Ｕｌとなる。
上記の動作を行うスイッチング電源回路は高効率である
ため比較的小容量の６のではセラミックス等の絶縁基板
上に混成集積回路化することも可能であり、小型、軽量
化が要求される昨今の電気機器の電源装置として好適で
ある。しかしながら、セラミックス等の絶縁基板は概ね
熱伝導能が低いため、発熱量が大きい大容量のスイッチ
ング電源回路を混成集積回路化することができない問題
を有している。
ため比較的小容量の６のではセラミックス等の絶縁基板
上に混成集積回路化することも可能であり、小型、軽量
化が要求される昨今の電気機器の電源装置として好適で
ある。しかしながら、セラミックス等の絶縁基板は概ね
熱伝導能が低いため、発熱量が大きい大容量のスイッチ
ング電源回路を混成集積回路化することができない問題
を有している。
（ハ）発明が解決しようとする課題
これに対して、基板として絶縁金属基板を使用してスイ
ッチング電源回路を混成集積回路化する場合には放熱の
問題は解決されるものの、安全規格によりスイッチング
電源回路の１次側回路と２次側回路を単一の金属基板上
に形成してはならないとされているため製造工程が煩雑
になる問題を有する。しかも−１複数の絶縁金属基板を
使用する場合にはそれぞれの絶縁金属基板から導出され
るリードのピッチを整合させることが困難である。
ッチング電源回路を混成集積回路化する場合には放熱の
問題は解決されるものの、安全規格によりスイッチング
電源回路の１次側回路と２次側回路を単一の金属基板上
に形成してはならないとされているため製造工程が煩雑
になる問題を有する。しかも−１複数の絶縁金属基板を
使用する場合にはそれぞれの絶縁金属基板から導出され
るリードのピッチを整合させることが困難である。
さらには、外部接続のためのリード数が増加する問題も
有する。
有する。
従って、本発明は回路パターン形成工程、素子実装工程
等を単一の基板を使用するものと同等に簡素化すること
ができるスイッチング電源装置を掟供することにある。
等を単一の基板を使用するものと同等に簡素化すること
ができるスイッチング電源装置を掟供することにある。
に）課題を解決するための手段
本発明は斯る課題に鑑みなされｔこものであって、スイ
ッチング電源回路の１次側回路と２次側回路を第１およ
び第２の絶縁金属基板上に格別に実装し、この第１およ
び第２の絶縁金属基板を、２次側回路から１次側回路へ
電圧信号および過電圧信号を絶縁帰還するホトカプラに
より結合することによって、スイッチング電源回路の１
次側回路と２次側回路間の絶縁距離の間顧および製造工
程上の問題等を解決するものである。
ッチング電源回路の１次側回路と２次側回路を第１およ
び第２の絶縁金属基板上に格別に実装し、この第１およ
び第２の絶縁金属基板を、２次側回路から１次側回路へ
電圧信号および過電圧信号を絶縁帰還するホトカプラに
より結合することによって、スイッチング電源回路の１
次側回路と２次側回路間の絶縁距離の間顧および製造工
程上の問題等を解決するものである。
（ホ）作用
スイッチング電源回路の】次側回路と２次側回路を格別
に実装した第１および第２の絶縁金属基板をホトカプラ
により結合することによって、体の金属基板として扱う
ことが可能になり、素子実装工程、リード固着工程等を
単一の基板のものと同等に簡素化することが可能になる
。また、２枚の金属基板をホトカプラにより結合するた
めホトカプラを外部接続するためのリードが低減される
と共に第１および第２の絶縁金属基板間の距離を精度良
く設定することができる。
に実装した第１および第２の絶縁金属基板をホトカプラ
により結合することによって、体の金属基板として扱う
ことが可能になり、素子実装工程、リード固着工程等を
単一の基板のものと同等に簡素化することが可能になる
。また、２枚の金属基板をホトカプラにより結合するた
めホトカプラを外部接続するためのリードが低減される
と共に第１および第２の絶縁金属基板間の距離を精度良
く設定することができる。
（へ）実施例
初めに、本発明のスイッチング電源装置の外形並びに構
造の概要を第４図を参照して説明する。
造の概要を第４図を参照して説明する。
なお、本発明のスイッチング電源装置には従来例の説明
の項で説明したスイッチング電源回路を含む任意のコン
バータ型スイッチング電源回路が使用できるため回路構
成の説明は省略する。
の項で説明したスイッチング電源回路を含む任意のコン
バータ型スイッチング電源回路が使用できるため回路構
成の説明は省略する。
第４図を参照すると、本発明のスイッチング電源装置は
絶縁トランス（外部接続されるため図示されない）によ
り分離される１次側および２次側回路をそれぞれに実装
した２枚の混成集積回路基板（２０）（２０）、２枚の
混成集積回路基板（２０） （２０）のそれぞれの−周
辺端から導出されるリード（５６）（５８）、２枚の混
成集積回路基板（２０）（２０）を結合するホトカプラ
（５０）および枠形状のケーシング（１０）で示されて
いる。
絶縁トランス（外部接続されるため図示されない）によ
り分離される１次側および２次側回路をそれぞれに実装
した２枚の混成集積回路基板（２０）（２０）、２枚の
混成集積回路基板（２０） （２０）のそれぞれの−周
辺端から導出されるリード（５６）（５８）、２枚の混
成集積回路基板（２０）（２０）を結合するホトカプラ
（５０）および枠形状のケーシング（１０）で示されて
いる。
２枚の混成集積回路基板（２０）（２０）は同一平面上
に所定間隔離間配置され、その周辺端はケーシング（１
０）の段部に接着シート等を使用して固着される。混成
集積回路基板（２０）（２０）に実装されるスイッチン
グ電源回路の１次側および２次側回路は混成集積回路基
板（２０）（２０）とケーシング（１０）により形成さ
れる独立の封止空間にそれぞれ配置され、それら回路と
トランスとの結合はリード（５６）（５８）を介して行
われる。また、２次側回路から１次側回路への電圧並び
に過電圧信号の帰還はホトカプラ（５０）により行われ
る。なお、このホトカプラ（５０）が配置される露８領
域は図示しないカバにより封止される。
に所定間隔離間配置され、その周辺端はケーシング（１
０）の段部に接着シート等を使用して固着される。混成
集積回路基板（２０）（２０）に実装されるスイッチン
グ電源回路の１次側および２次側回路は混成集積回路基
板（２０）（２０）とケーシング（１０）により形成さ
れる独立の封止空間にそれぞれ配置され、それら回路と
トランスとの結合はリード（５６）（５８）を介して行
われる。また、２次側回路から１次側回路への電圧並び
に過電圧信号の帰還はホトカプラ（５０）により行われ
る。なお、このホトカプラ（５０）が配置される露８領
域は図示しないカバにより封止される。
次に、本発明の特徴をより明らかにするため一実施例の
製造工程を説明する。
製造工程を説明する。
第１図Ａは回路部品を実装して混成集積回路基板とする
直前の回路基板の平面図を示す。なお、第１図Ｂはその
Ｉ−Ｉ線断面図である。
直前の回路基板の平面図を示す。なお、第１図Ｂはその
Ｉ−Ｉ線断面図である。
金属基板（２０）にはアルミニウム等の厚さ０５ｍｍ〜
３ｍｍの金属基板が使用され、第１図Ａに図示されるよ
うに、その中央部の矩形の捨孔（２４）と共に矩形にプ
レス打ち抜きされる。
３ｍｍの金属基板が使用され、第１図Ａに図示されるよ
うに、その中央部の矩形の捨孔（２４）と共に矩形にプ
レス打ち抜きされる。
アルミニウムが使用される場合にはこの後陽極酸化処理
により酸化膜が形成され、厚さ１８μｍ〜３５μｍの銅
箔と厚さ約３５μｍのポリイミド系あるいはエポキシ系
の絶縁樹脂層（２６）の積層体が貼着される。そしてこ
の銅箔を所定の形状にエツチングして回路パターン（２
８）、外部リードのためのパン）’ （３０）（３２）
、ホトカプラ（５０）のためのパンｌ’ （３４）、可
変抵抗素子のためのパッド（３６）等が形成される。な
お、前記パンＦ （３６）に接続される可変抵抗素子は
定電圧制御のためのレベル設定、過電圧検出レベル設定
、あるいは過電流検出レベル設定のために使用されるも
のであり、後の工程で分離される回路基板の任意の一方
、あるいは双方に配置する。ことができる。
により酸化膜が形成され、厚さ１８μｍ〜３５μｍの銅
箔と厚さ約３５μｍのポリイミド系あるいはエポキシ系
の絶縁樹脂層（２６）の積層体が貼着される。そしてこ
の銅箔を所定の形状にエツチングして回路パターン（２
８）、外部リードのためのパン）’ （３０）（３２）
、ホトカプラ（５０）のためのパンｌ’ （３４）、可
変抵抗素子のためのパッド（３６）等が形成される。な
お、前記パンＦ （３６）に接続される可変抵抗素子は
定電圧制御のためのレベル設定、過電圧検出レベル設定
、あるいは過電流検出レベル設定のために使用されるも
のであり、後の工程で分離される回路基板の任意の一方
、あるいは双方に配置する。ことができる。
第２図を参照すると、上記のようにして完成された回路
基板にスイッチング電源回路を構成するスイッチング素
子（４０）、ＰＷＭ回路（４２）、過電流検出回路（４
４）、ダイオード（４６）、過電圧検出回路（４８）等
の集積回路、あるいは抵抗、コンデンサ等の素子がチッ
プ形状で表面実装され、バット′（３４）には矩形の捨
孔を跨ぐようにホトカプラ（５０）が表面実装される。
基板にスイッチング電源回路を構成するスイッチング素
子（４０）、ＰＷＭ回路（４２）、過電流検出回路（４
４）、ダイオード（４６）、過電圧検出回路（４８）等
の集積回路、あるいは抵抗、コンデンサ等の素子がチッ
プ形状で表面実装され、バット′（３４）には矩形の捨
孔を跨ぐようにホトカプラ（５０）が表面実装される。
また、パッド（３０）（３２）にリド（５６）（５８）
が半田固着さね、さらにはワイヤボンディングにより所
定の電極と回路パターンとが接続される。
が半田固着さね、さらにはワイヤボンディングにより所
定の電極と回路パターンとが接続される。
図示する実施例では、スイッチング電源回路の１次側お
よび２次側回路を実装する混成集積回路基板（２０）（
２０）がブリッジ（２２）により機械的に接続されて一
体形状であるため、上記した回路素子実装工程および前
記した回路パターンエツチング工程は単一の基板の処理
と同等に行われる。のみならず、後の工程において分離
される混成集積回路基板（２０）（２０）のそれぞれの
パッド（３０）（３２）のピッチを精度良く設定できる
ｔこめ、それぞれのリード（５６）（５８）の固着を単
一のリードフレームにより行うことが可能となる。
よび２次側回路を実装する混成集積回路基板（２０）（
２０）がブリッジ（２２）により機械的に接続されて一
体形状であるため、上記した回路素子実装工程および前
記した回路パターンエツチング工程は単一の基板の処理
と同等に行われる。のみならず、後の工程において分離
される混成集積回路基板（２０）（２０）のそれぞれの
パッド（３０）（３２）のピッチを精度良く設定できる
ｔこめ、それぞれのリード（５６）（５８）の固着を単
一のリードフレームにより行うことが可能となる。
次いで、素子実装およびリード（５６）（５８）の固着
が完了した混成集積回路基板（２ｏ）は捨孔の左右の回
路基板を接続しているブリッジ（２２）およびすドフレ
ーム（５４）がプレス打ち抜きにより除去されて、ホト
カプラ（５０）のみにより結合された２枚の混成集積回
路基板として完成する（第３図参照）。なお、２枚の混
成集積回路基板（２０）（２０）の間隔はホトカプラ（
５０）の固着により固定されるため、後の工程において
も安全規格等により定められる基板間隔が保証される。
が完了した混成集積回路基板（２ｏ）は捨孔の左右の回
路基板を接続しているブリッジ（２２）およびすドフレ
ーム（５４）がプレス打ち抜きにより除去されて、ホト
カプラ（５０）のみにより結合された２枚の混成集積回
路基板として完成する（第３図参照）。なお、２枚の混
成集積回路基板（２０）（２０）の間隔はホトカプラ（
５０）の固着により固定されるため、後の工程において
も安全規格等により定められる基板間隔が保証される。
（ト）発明の効果
以上述べたように本発明によれば、
（１）絶縁金属基板を使用するため放熱特性が良好であ
り、大容量のスイッチング電源装置に対応できる。
り、大容量のスイッチング電源装置に対応できる。
（２）スイッチング電源回路の１次側回路と２次側回路
が完全に分離されるため安全規格が満たされるにもかか
わらず、２枚の絶縁金属基板がブリッジにより結合され
ているため、エツチング、実装工程等を単一の基板処理
と同等に簡素化することができる。
が完全に分離されるため安全規格が満たされるにもかか
わらず、２枚の絶縁金属基板がブリッジにより結合され
ているため、エツチング、実装工程等を単一の基板処理
と同等に簡素化することができる。
（３）２枚の絶縁金属基板がホトカプラにより結合され
るためホトカプラを外部接続する場合のり−ドが削減さ
れると共に２枚の絶縁金属基板間隔が保証される。
るためホトカプラを外部接続する場合のり−ドが削減さ
れると共に２枚の絶縁金属基板間隔が保証される。
（４）絶縁金属基板によりスイッチング電源回路を構成
する回路素子あるいは内部配線から輻射される雑音が遮
蔽される。
する回路素子あるいは内部配線から輻射される雑音が遮
蔽される。
第１図Ａは実施例に使用される回路基板の平面図、第１
図Ｂはその１−１線断面図、第２図Ａは回路素子を実装
した混成集積回路基板の平面図、第２図ＢはそのＩ−１
線断面図、第３図は完成混成集積回路基板の平面図、第
４図は実施例の斜視図、第５図は一般的なスイッチング
電源回路の回路図。 （１０）−・ケーシング、（２０）・・混成集積回路基
板、 （２２） ブリッジ、（２４）・拮狂、 （２
６）絶縁樹脂層、（２８）・回路パターン、 （３０）
（３２）・リード用パッド。 呂願人三洋電機株式会社
図Ｂはその１−１線断面図、第２図Ａは回路素子を実装
した混成集積回路基板の平面図、第２図ＢはそのＩ−１
線断面図、第３図は完成混成集積回路基板の平面図、第
４図は実施例の斜視図、第５図は一般的なスイッチング
電源回路の回路図。 （１０）−・ケーシング、（２０）・・混成集積回路基
板、 （２２） ブリッジ、（２４）・拮狂、 （２
６）絶縁樹脂層、（２８）・回路パターン、 （３０）
（３２）・リード用パッド。 呂願人三洋電機株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）スイッチング電源回路の１次側回路を構成するス
イッチング素子、このスイッチング素子の動作を制御す
る回路等の複数の回路素子を実装した第１の絶縁金属基
板と、 スイッチング電源回路の２次側回路を構成するダイオー
ド、過電圧検出回路等の複数の回路素子を実装した第２
の絶縁金属基板と、 スイッチング電源回路の２次側回路から１次側回路へ電
圧信号および過電圧信号を絶縁帰還するホトカプラと、 前記第１および第２の絶縁金属基板に実装されたスイッ
チング電源回路の１次側回路および２次側回路を独立に
封止する空間を備えたケーシングとからなり、 前記ホトカプラは第１および第２の絶縁金属基板を同一
平面上で所定間隔で離間結合することを特徴とするスイ
ッチング電源装置。 （２）前記第１および第２の絶縁金属基板が矩形の捨孔
を形成した単一の絶縁金属基板のブリッジを切断して形
成されることを特徴とする請求項１記載のスイッチング
電源装置。（３）前記捨孔の幅が所要の絶縁規格を満た
す大きさに設定されることを特徴とする請求項２記載の
スイッチング電源装置。 （４）前記第１および第２の絶縁金属基板から導出され
るリードがブリッジの切断による前記単一の絶縁金属基
板の分離前にその一周辺端に固着されることを特徴とす
る請求項２記載のスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2169787A JPH072012B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2169787A JPH072012B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469056A true JPH0469056A (ja) | 1992-03-04 |
| JPH072012B2 JPH072012B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=15892871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2169787A Expired - Lifetime JPH072012B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072012B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009232637A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Rohm Co Ltd | スイッチ制御装置及びこれを用いたモータ駆動装置 |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2169787A patent/JPH072012B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009232637A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Rohm Co Ltd | スイッチ制御装置及びこれを用いたモータ駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH072012B2 (ja) | 1995-01-11 |
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