JPWO2020039787A1 - 回路装置及び電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、本実施の形態の電力変換装置1の回路構成の一例を説明する。本実施の形態の電力変換装置1は、例えば、DC−DCコンバータである。電力変換装置1は、インバータ回路2と、トランス回路3と、整流回路4と、コイル装置100を含む平滑回路5と、制御回路6とを備える。電力変換装置1は、入力端子110に入力される直流電圧Viを直流電圧Voに変換して、直流電圧Voを出力端子111から出力する。
本実施の形態の回路装置105は、コア10と、第1回路基板15と、第2回路基板16と、放熱部材60と、第1伝熱部材50と、第2伝熱部材51とを備える。第1回路基板15は、第1基板30と、第1コイルパターン20とを含む。第1コイルパターン20は、コア10の少なくとも一部を囲んでいる。第2回路基板16は、第2基板31と、第2コイルパターン21とを含む。第2コイルパターン21は、コア10の少なくとも一部を囲んでいる。放熱部材60は、コア10と、第1回路基板15と、第2回路基板16とを支持している。第1伝熱部材50は、第1回路基板15と放熱部材60との間に配置されており、かつ、第1回路基板15と放熱部材60とに面接触している。第2伝熱部材51は、第1回路基板15と第2回路基板16との間に配置されており、かつ、第1回路基板15と第2回路基板16とに面接触している。
図6及び図7を参照して、実施の形態2に係る回路装置105bを説明する。本実施の形態の回路装置105bは、実施の形態1の回路装置105と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図8から図11を参照して、実施の形態3に係る回路装置を説明する。本実施の形態の回路装置は、実施の形態2の回路装置105bと同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
二次側コイル導体121に印加される第2電圧(V)をV2、二次側コイル導体121に流れる第2電流(A)をI2、二次側コイル導体121の第2抵抗値(Ω)をR2とすると、二次側コイル導体121の発熱量W2(W)は、式(2)で与えられる。
第1コイルパターン20は、b1(m)の幅と、L1(m)の長さと、t1(m)の厚さと、ρ1(Ω・m)の電気抵抗率とを有している。第2コイルパターン21は、b2(m)の幅と、L2(m)の長さと、t2(m)の厚さと、ρ2(Ω・m)の電気抵抗率とを有している。第3コイルパターン22は、b3(m)の幅と、L3(m)の長さと、t3(m)の厚さと、ρ3(Ω・m)の電気抵抗率とを有している。第4コイルパターン23は、b4(m)の幅と、L4(m)の長さと、t4(m)の厚さと、ρ4(Ω・m)の電気抵抗率とを有している。一次側コイル導体120の第1抵抗値R1は式(3)で与えられる。二次側コイル導体121の第2抵抗値R2は式(4)で与えられる。
また、t1とt3とが互いに異なり、かつ、t2とt4とが互いに異なる場合についても、W1/W2が1より大きくなるように、第1コイルパターン20の厚さt1と第2コイルパターン21の厚さt2と第3コイルパターン22の厚さt3と第4コイルパターン23の厚さt4とが定められる。なお、二次側コイル導体121の発熱量W2が一次側コイル導体120の発熱量W1よりも大きい場合には、二次側コイル導体121は第1回路基板15が形成され、かつ、一次側コイル導体120は第2回路基板16に形成される。
図12から図14を参照して、実施の形態4に係る回路装置105cを説明する。本実施の形態の回路装置105cは、実施の形態1の回路装置105と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図15を参照して、実施の形態5に係る回路装置105dを説明する。本実施の形態の回路装置105dは、実施の形態1の回路装置105と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図16から図18を参照して、実施の形態6に係る回路装置105eを説明する。本実施の形態の回路装置105eは、実施の形態1の回路装置105と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図19から図21を参照して、実施の形態7に係る回路装置105fを説明する。本実施の形態の回路装置105fは、実施の形態6の回路装置105eと同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図22を参照して、実施の形態8に係る回路装置105gを説明する。本実施の形態の回路装置105gは、実施の形態1の回路装置105と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図23及び図24を参照して、実施の形態9に係る回路装置105hを説明する。本実施の形態の回路装置105hは、実施の形態8の回路装置105gと同様の構成を備え、実施の形態8の回路装置105gと同様の効果を奏するが、主に以下の点で異なる。
図25及び図26を参照して、実施の形態10に係る回路装置105iを説明する。本実施の形態の回路装置105iは、実施の形態1の回路装置105と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図27を参照して、実施の形態11に係る回路装置及び電力変換装置を説明する。本実施の形態の回路装置及び電力変換装置は、実施の形態1の回路装置105及び電力変換装置1と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
Claims (14)
- コアと、
第1基板と第1コイルパターンとを含む第1回路基板とを備え、前記第1コイルパターンは前記コアの少なくとも一部を囲んでおり、
第2基板と第2コイルパターンとを含む第2回路基板を備え、前記第2コイルパターンは前記コアの少なくとも一部を囲んでおり、
前記コアと、前記第1回路基板と、前記第2回路基板とを支持する放熱部材と、
前記第1回路基板と前記放熱部材との間に配置されており、かつ、前記第1回路基板と前記放熱部材とに面接触している第1伝熱部材と、
前記第1回路基板と前記第2回路基板との間に配置されており、かつ、前記第1回路基板と前記第2回路基板とに面接触している第2伝熱部材とを備える、回路装置。 - 前記第1回路基板は、前記コアの少なくとも一部を囲む第3コイルパターンを含み、
前記第3コイルパターンは、前記第1基板の厚さ方向に前記第1コイルパターンから離間しており、かつ、第1ビア電極を通じて、前記第1コイルパターンに電気的に接続されている、請求項1に記載の回路装置。 - 前記第2回路基板は、前記コアの少なくとも一部を囲む第4コイルパターンを含み、
前記第4コイルパターンは、前記第2基板の厚さ方向に前記第2コイルパターンから離間しており、かつ、第2ビア電極を通じて、前記第2コイルパターンに電気的に接続されている、請求項1または請求項2に記載の回路装置。 - 前記第1回路基板は、前記第1基板を貫通する伝熱ビアを含み、
前記伝熱ビアは、前記第1伝熱部材と前記第2伝熱部材とに接触している、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回路装置。 - 第3伝熱部材をさらに備え、
前記放熱部材は、前記第1回路基板に面する表面と、前記表面から前記第2回路基板に向けて突出する突出部とを含み、
前記第3伝熱部材は、前記第2回路基板と前記突出部との間に配置されており、かつ、前記第2回路基板と前記突出部とに面接触している、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回路装置。 - 前記放熱部材は、前記第1回路基板に面する表面と、前記表面から前記第2回路基板に向けて突出する突出部とを含み、
前記第2伝熱部材は、前記第2回路基板と前記突出部との間に配置されており、かつ、前記第2回路基板と前記突出部とに面接触しており、
前記第1基板に貫通孔が設けられており、
前記コアの一部及び前記突出部は、前記貫通孔に挿入されている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回路装置。 - 前記表面の平面視において、前記突出部は、前記第2コイルパターンの一部に重なっている、請求項6に記載の回路装置。
- 前記第1回路基板における第1発熱量は、前記第2回路基板における第2発熱量よりも大きい、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の回路装置。
- 前記第2伝熱部材は、複数の伝熱部分層によって構成されており、
前記複数の伝熱部分層は、互いに積層されており、
前記複数の伝熱部分層は、各々、電気的絶縁性を有している、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の回路装置。 - 前記第2伝熱部材は、第1伝熱部分層と、第2伝熱部分層と、第3伝熱部分層とを含み、
前記第1伝熱部分層と前記第2伝熱部分層と前記第3伝熱部分層とは、互いに積層されており、
前記第1伝熱部分層は、電気的絶縁性を有し、かつ、前記第1回路基板に面接触しており、
前記第2伝熱部分層は、電気的絶縁性を有し、かつ、前記第2回路基板に面接触しており、
前記第3伝熱部分層は、前記第1伝熱部分層と前記第2伝熱部分層との間に配置されており、かつ、前記第1伝熱部分層及び前記第2伝熱部分層よりも高い熱伝導率を有している、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の回路装置。 - 前記第2回路基板の第2厚さは、前記第1回路基板の第1厚さよりも大きい、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の回路装置。
- 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の前記回路装置と、
前記第1コイルパターンに流れる電流を制御するインバータ回路とを備える、電力変換装置。 - 前記インバータ回路を構成する電子部品が、前記第1回路基板及び前記第2回路基板の少なくとも1つの上に搭載されている、請求項12に記載の電力変換装置。
- 前記電子部品を制御する制御回路が、前記第1回路基板及び前記第2回路基板の少なくとも1つの上に搭載されており、
前記第1回路基板及び前記第2回路基板の前記少なくとも1つは導電パターンを含み、前記導電パターンは、前記制御回路を前記電子部品に電気的に接続している、請求項13に記載の電力変換装置。
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