電源装置
【課題】小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供すること。
【解決手段】一次コイル及び二次コイルを備えたトランス２と、トランス２の二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子３と、出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品（チョークコイル４１）と、これらの部品を搭載するベースプレート５とを備えた電源装置１。トランス及び平滑部品の少なくとも一つの部品（チョークコイル４１）は、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置された積層配置部品である。
【解決手段】一次コイル及び二次コイルを備えたトランス２と、トランス２の二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子３と、出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品（チョークコイル４１）と、これらの部品を搭載するベースプレート５とを備えた電源装置１。トランス及び平滑部品の少なくとも一つの部品（チョークコイル４１）は、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置された積層配置部品である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータやこれを搭載した充電装置等の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ−ＤＣコンバータやこれを搭載した充電装置等の電源装置には、直流電力を昇圧又は降圧するためのトランスと、トランスの出力を整流する整流回路と、整流回路の出力電力を平滑化する平滑回路とが配線されている。そして、整流回路はダイオード等の半導体素子によって構成され、平滑回路はチョークコイルとコンデンサとによって構成されている。
これらの部品は、金属製のベースプレートに搭載されている。そして、これら複数の部品は、ベースプレートの搭載面に、その面に沿って二次元的に広がるように搭載されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように、半導体素子、チョークコイル、コンデンサ、トランス等、電源装置の構成部品が、ベースプレートの搭載面に二次元的に広がるように配置されていると、ベースプレートの搭載面の面積を大きく確保する必要が生じる。その結果、電源装置の小型化が困難となるおそれがある。
また、上記構成部品が二次元的に広がるようにベースプレート上に配置されると、構成部品間の配線距離が長くなる。そのため、電源装置内において、配線インダクタンスが生じやすくなり、ノイズが発生しやすくなる。これを防ぐためにノイズ対策部品を搭載する必要が生じ、或いは大きなノイズ対策部品を搭載する必要が生じる。その結果、電源装置の小型化が困難となると共に、コスト低減も困難となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートとを備えた電源装置であって、
上記トランス及び上記平滑部品の少なくとも一つの部品は、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置にある（請求項１）。
【０００７】
第２の発明は、一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートと、
出力電力のノイズを抑制するためのノイズフィルタとを備えた電源装置であって、
上記ノイズフィルタは、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置にある（請求項８）。
【発明の効果】
【０００８】
上記第１の発明にかかる電源装置においては、上記トランス及び上記平滑部品の少なくとも一つの部品が、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置されている。そのため、この積層配置部品と半導体素子とが搭載面の広がり方向に配置される場合に比べ、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができる。その結果、ベースプレートにおける搭載面の面積を小さくすることができ、電源装置を小型化しやすくなる。
【０００９】
また、上記半導体素子と上記積層配置部品とを積層することにより、両部品間の距離を短くすることができ、両部品間の配線距離を短くすることができる。そのため、インダクタンスを低減することができ、電源装置におけるノイズの発生を低減することができる。これによって、ノイズ対策部品を削減したり、小型化したりすることが可能となり、電源装置の小型化、コスト低減を図ることができる。
【００１０】
また、上記半導体素子は比較的その厚みを薄くしやすい部品であるため、半導体素子を薄型化して、その厚み方向に上記積層配置部品を積層した構成とすることも容易である。このようにすることにより、搭載面の法線方向にも電源装置が特に大型化することもなく、省スペース化を実現しやすい。
【００１１】
第２の発明にかかる電源装置においては、上記ノイズフィルタが、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置されている。そのため、この積層配置部品であるノイズフィルタと半導体素子とが搭載面の広がり方向に配置される場合に比べ、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができる。その結果、ベースプレートにおける搭載面の面積を小さくすることができ、電源装置を小型化しやすくなる。
【００１２】
また、上記のように半導体素子に積層するようにノイズフィルタを配置することで、ノイズフィルタを搭載するためにベースプレートの搭載面の面積を広げる必要がない。それゆえ、電源装置の大型化を招くことなく、ノイズフィルタによってノイズ低減を図ることができる。
【００１３】
以上のごとく、本発明によれば、小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における、電源装置の部分平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】実施例１における、押圧板及びチョークコイルを取り付ける前の状態の電源装置の部分平面図。
【図４】実施例１における、チョークコイルを取り付ける前の状態の電源装置の部分平面図。
【図５】実施例１における、押圧板の斜視図。
【図６】実施例１における、電源装置の回路図。
【図７】実施例２における、押圧板及びチョークコイルを取り付ける前の状態の電源装置の部分平面図。
【図８】実施例３における、電源装置の部分平面図。
【図９】実施例４における、電源装置の部分平面図。
【図１０】実施例５における、電源装置の断面図。
【図１１】実施例６における、電源装置の断面図。
【図１２】実施例７における、電源装置の断面図。
【図１３】実施例８における、電源装置の断面図。
【図１４】実施例９における、電源装置の回路図。
【図１５】実施例９における、電源装置の部分平面図。
【図１６】実施例１０における、電源装置の部分平面図。
【図１７】実施例１０における、電源装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記電源装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ、充電装置、コンバータとインバータとが一体化された電力変換装置等がある。
上記積層配置部品は、必ずしも１個である必要はなく、２個以上であってもよい。また、上記半導体素子に対して、上記積層配置部品が２個並列的に積層されていてもよいし、直列的に積層されていてもよい。２個の積層配置部品が直列的に積層された場合には、半導体素子を含めて３個が積層された構成となる。具体的には、例えば、半導体素子におけるベースプレートと反対側の面に、トランスと平滑部品との双方が並んで搭載された状態とすることもでき、また、半導体素子におけるベースプレートと反対側の面に、トランスを搭載し、さらにトランスにおける半導体素子と反対側の面に平滑部品を搭載することもできる。
【００１６】
また、上記ベースプレートは金属からなり、上記半導体素子は上記ベースプレートに接触配置され、上記半導体素子における上記ベースプレートと反対側の面に上記積層配置部品が搭載されていることが好ましい（請求項２、請求項９）。この場合には、発熱量が大きい半導体素子を効果的に放熱することができる。そして、これにより、上記積層配置部品への上記半導体素子の熱の影響を抑制することができる。
【００１７】
また、上記半導体素子と上記積層配置部品との間には、上記半導体素子を上記ベースプレート側に押圧する金属製の押圧板が配設されており、該押圧板は、上記搭載面の広がり方向における上記半導体素子の外側において、上記ベースプレートに固定されていることが好ましい（請求項３、請求項１０）。この場合には、半導体素子におけるベースプレートと反対側の面からも、上記押圧板を通じてベースプレートへ半導体素子の熱を放熱することができる。その結果、上記積層配置部品への上記半導体素子の熱の影響を、一層抑制することができる。また、上記押圧板によって、上記半導体素子をベースプレートに保持しやすくなる。さらには、上記押圧板における半導体素子側と反対側の面に上記積層配置部品を載置することも可能となり、その搭載性を向上させることができる。
【００１８】
また、上記ベースプレートの上記搭載面には、該搭載面に平行な方向の上記半導体素子の位置決めを行うための位置決め部が形成されていることが好ましい（請求項４、請求項１１）。この場合には、ベースプレートの搭載面における所定の位置に、半導体素子を正確に配置することができる。また、上記押圧板と上記位置決め部との組み合わせによって、搭載面と平行な方向にも、搭載面の法線方向にも、半導体素子を位置決め固定することができる。これにより、半導体素子の配置後においても、半導体素子がずれるなどの不具合を防止することができる。
【００１９】
また、上記半導体素子は、上記ベースプレートに固定されていてもよい（請求項５、請求項１２）。この場合には、上記半導体素子を上記ベースプレートに確実に保持することができる。また、上記押圧板による押圧を行わなくても、半導体素子をベースプレートに保持させることができるため、半導体素子と上記積層配置部品との間の隙間を小さくすることができる。その結果、上記電源装置の寸法が、上記ベースプレートの載置面の法線方向に大きくなることを抑制することができる。
【００２０】
また、上記平滑部品の少なくとも一つはチョークコイルからなり、該チョークコイルは上記積層配置部品であることが好ましい（請求項６）。この場合には、半導体素子とチョークコイルとが積層配置されることとなり、両者間の配線距離を短くすることができる。その結果、インダクタンスを低減することができ、ノイズの発生を抑制することができる。また、これにより、ノイズ対策部品を削減したり小型化したりすることも可能となり、電源装置の小型化を容易にすることもできる。
なお、上記平滑部品としては、上記チョークコイルの他にも、例えば平滑コンデンサもあり、該平滑コンデンサを上記積層配置部品としてもよい。
【００２１】
また、上記トランスが、上記積層配置部品であってもよい（請求項７）。この場合には、半導体素子とトランスとが積層配置されることとなり、両者間の配線距離を短くすることができる。その結果、インダクタンスを低減することができ、ノイズの発生を抑制することができる。また、これにより、ノイズ対策部品を削減したり小型化したりすることも可能となり、電源装置の小型化を容易にすることもできる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電源装置につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例の電源装置１は、図１、図２に示すごとく、一次コイル及び二次コイルを備えたトランス２と、トランス２の二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子３と、出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品であるチョークコイル４１及び平滑コンデンサ４２と、これらの部品を搭載するベースプレート５とを備えている。
【００２３】
そして、チョークコイル４１が、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置されている。本明細書においては、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置されている部品を、「積層配置部品」といい、本例では、チョークコイル４１が積層配置部品である。
【００２４】
ベースプレート５は金属からなる。半導体素子３はベースプレート５に接触配置されている。半導体素子３におけるベースプレート５と反対側の面に積層配置部品であるチョークコイル４１が搭載されている。
ベースプレート５は、基本形状として平板形状を有し、その一方の面に搭載面５１を形成している。この搭載面５１側を便宜的に上側とし、その反対側を下側として、電源装置１の構成の説明を行う。ただし、実際には、搭載面５１が上方を向いた状態で用いられるとは限らず、搭載面５１が下方を向いたり、水平方向を向いたりして用いられることもある。
【００２５】
半導体素子３は、ベースプレート５の搭載面５１において平坦面として形成された素子搭載部５１１に搭載されている。搭載面５１には、図３に示すごとく、搭載面５１に平行な方向の半導体素子３の位置決めを行うための位置決め部５１２が形成されている。つまり、半導体素子３は、上面から見た形状において、略長方形状を有するが、その長方形の一対の対向辺に、内側へ窪んだ窪み部３１を有する。この窪み部３１に嵌合する形状の位置決め部５１２が、素子搭載部５１１に隣接して一対形成されている。
【００２６】
また、ベースプレート５は、素子搭載部５１１を挟んで対向する位置に、搭載面５１から上方へ突出した支承凸部５２を有する。位置決め部５１２は、一対の支承凸部５２の対向面から内側へ向かって形成されている。位置決め部５１２は、搭載面５１から上方へ隆起しているが、その高さは支承凸部５２よりも低い。
支承凸部５２は、その上面に平坦面を形成してなり、そこからその法線方向へ向かってネジ穴５２１を設けてなる。
【００２７】
図２に示すごとく、半導体素子３とチョークコイル４１との間には、半導体素子３をベースプレート５側に押圧する金属製の押圧板１１が配設されている。押圧板１１は、図２、図４に示すごとく、搭載面５１の広がり方向における半導体素子３の外側において、ベースプレート５に固定されている。具体的には、押圧板１１は、その両端部１１３を上記支承凸部５２の上面に載置すると共に、両端部１１３に設けたビス孔１１４に挿通したビス１１５にて支承凸部５２に固定されている。
【００２８】
図５に示すごとく、押圧板１１は、平板状の金属板の一部を切り曲げして形成してなる。これにより、上記両端部１１３を含む平板状の基板部１１１と、そこから下方へ屈曲した一対のバネ部１１２とを有する。バネ部１１２は、弾性変形可能に構成され、図２に示すごとく、押圧板１１が支承凸部５２に固定された状態において、半導体素子３の上面に当接し、該半導体素子３をベースプレート５側に押圧するように付勢されている。
また、図５に示すごとく、押圧板１１の基板部１１１は、一対のビス孔１１４の並び方向に直交する方向の両端の辺部に、上方へ立設した一対のリブ１１６を、ビス孔１１４の並び方向に沿って設けてなる。
【００２９】
図２に示すごとく、押圧板１１の基板部１１１の上面には、チョークコイル４１が搭載されている。チョークコイル４１は、磁性体からなる一対のコア４１２が、コイル部４１１を上下から挟むように配設されてなる。コア４１２は、一対のリブ１１６の内側において押圧板１１の基板部１１１に接触した状態で搭載されている。また、押圧板１１の両端部１１３は、コア４１２から外方へ突出している。
【００３０】
そして、上側のコア４１２の上面を一対の押さえ部材１２によって下方へ押さえるようにして、チョークコイル４１がベースプレート５に固定されている。押さえ部材１２は、断面クランク形状の金属部材からなり、ビス１２１によってベースプレート５に締結されている。
【００３１】
本例の電源装置１は、図６に示すごとく、一対の入力端子１０１に一次コイル側が接続されたトランス２と、トランス２の二次コイル側に接続された整流回路３０と、該整流回路３０と一対の出力端子１０２との間に配設された平滑回路４０とを備える。
整流回路３０は、トランス２の二次コイルの２つの端子にそれぞれアノードが接続されたダイオード（半導体素子３）からなる。この一対のダイオードが樹脂モールドされて一体化したものが、図３に示す半導体素子３となっている。また、平滑回路４０は、整流回路３０における一対のダイオード（半導体素子３）のカソードに一端が接続されたチョークコイル４１と、一対の出力端子１０２の間に接続された平滑コンデンサ４２とからなる。
【００３２】
また、図１に示すごとく、出力端子１０２を構成する出力バスバー１４には、出力電力のノイズを抑制するためのノイズフィルタ６が取り付けられている。
ノイズフィルタ６は、ベースプレート５の搭載面５１に搭載されている。そして、ベースプレート５に締結された押さえ部材６２がノイズフィルタ６の上面をベースプレート５側へ押さえることにより、ノイズフィルタ６がベースプレート５に固定されている。
また、トランス２も、ベースプレート５の搭載面５１に搭載されている。そして、同じく、ベースプレート５に締結された押さえ部材２２がトランス２の上面をベースプレート５側へ押さえるようにして、トランス２がベースプレート５に固定されている。
【００３３】
ノイズフィルタ６及びトランス２は、半導体素子３及びチョークコイル４１に対して、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に隣接して配置されている。
また、平滑コンデンサ４２は、ベースプレート５に対して、プリント基板１３を介して接続されている。すなわち、ベースプレート５における搭載面５１側にプリント基板１３が固定され、該プリント基板１３の上面に平滑コンデンサ４２が実装されている。この平滑コンデンサ４２は、チョークコイル４１に対して、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に隣接して配置されている。
【００３４】
また、ノイズフィルタ６及びトランス２は、半導体素子３及びチョークコイル４１を挟んで互いに反対側に配置されている。
ノイズフィルタ６は、磁性体からなり、出力バスバー１４の周囲に配置されている。つまり、出力バスバー１４がノイズフィルタ６を貫通するように配置されている。
トランス２は、磁性体からなる一対のコア２３が、一次コイル及び二次コイルを上下から挟むように配設されてなる。
【００３５】
次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の電源装置１においては、チョークコイル４１が、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置されている。そのため、チョークコイル４１と半導体素子３とが搭載面５１の広がり方向に配置される場合に比べ、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができる。その結果、ベースプレート５における搭載面５１の面積を小さくすることができ、電源装置１を小型化しやすくなる。
【００３６】
また、半導体素子３とチョークコイル４１とを積層することにより、両部品間の距離を短くすることができ、両部品間の配線距離を短くすることができる。そのため、インダクタンスを低減することができ、電源装置１におけるノイズの発生を低減することができる。これによって、ノイズ対策部品を削減したり、小型化したりすることが可能となり、電源装置１の小型化、コスト低減を図ることができる。
【００３７】
また、半導体素子３は比較的その厚みを薄くしやすい部品であるため、半導体素子３を薄型化して、その厚み方向にチョークコイル４１を積層した構成とすることも容易である。このようにすることにより、搭載面５１の法線方向にも電源装置１が特に大型化することもなく、省スペース化を実現しやすい。
【００３８】
また、半導体素子３は金属からなるベースプレート５に接触配置され、半導体素子３の上面にチョークコイル４１が搭載されている。この配置により、発熱量が大きい半導体素子３を効果的に放熱することができる。そして、これにより、チョークコイル４１への半導体素子３の熱の影響を抑制することができる。
【００３９】
また、半導体素子３とチョークコイル４１との間には金属製の押圧板１１が配設され、押圧板１１は、搭載面５１の広がり方向における半導体素子３の外側において、ベースプレート５に固定されている。これにより、半導体素子３の上面からも、押圧板１１を通じてベースプレート５へ半導体素子３の熱を放熱することができる。その結果、チョークコイル４１への半導体素子３の熱の影響を、一層抑制することができる。また、押圧板１１によって、半導体素子３をベースプレート５に保持しやすくなる。
さらには、押圧板１１の上面にチョークコイル４１を載置することができるため、その搭載性を向上させることができる。
【００４０】
また、ベースプレート５の搭載面５１には、位置決め部５１２が形成されている。そのため、搭載面５１における所定の位置に、半導体素子３を正確に配置することができる。また、押圧板１１と位置決め部５１２との組み合わせによって、搭載面５１と平行な方向にも、搭載面５１の法線方向にも、半導体素子３を位置決め固定することができる。これにより、半導体素子３の配置後においても、半導体素子３がずれるなどの不具合を防止することができる。
【００４１】
以上のごとく、本例によれば、小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供することができる。
【００４２】
（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、ベースプレート５の搭載面５１に設けた位置決め部５１２の形状を変更した例である。
本例においては、位置決め部５１２を、支承凸部５２の両端から素子載置部５１１側へ向かうように形成してある。位置決め部５１２は、２つの支承凸部５２から２個ずつ延びるように形成されている。
【００４３】
これにより、位置決め部５１２は、素子載置部５１１に配置した半導体素子３をその４つ角において保持し、搭載面５１の広がり方向に半導体素子３を位置決めしている。
また、本例においては、半導体素子３は、実施例１において示した窪み部３１（図３参照）を有していない。
その他は、実施例１と同様である。
【００４４】
本例の場合には、上記のごとく、平面視において長方形状の半導体素子３をその４つ角において保持することができるため、窪み部３１を設ける必要がない。それゆえ、樹脂によってモジュール化した半導体素子３の部品のうち、素子部分として有効に利用できる体積割合を増やすことができる。その結果、半導体素子３の小型化を容易にすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４５】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、積層配置部品としてトランス２を半導体素子３に積層した電源装置１の例である。
すなわち、ベースプレート５の搭載面５１に配置された半導体素子３の上面に、押圧板１１を介して、トランス２が積層されている。
【００４６】
チョークコイル４１は、半導体素子３と積層されることなく、ベースプレート５の搭載面５１に搭載されている。チョークコイル４１は、半導体素子３及びトランス２に対して、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に隣接して配置されている。また、ノイズフィルタ６は、チョークコイル４１を挟んで半導体素子３及びトランス２と反対側に配置されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００４７】
本例の場合には、半導体素子３とトランス２との間の配線距離を短くすることができる。その結果、インダクタンスを低減することができ、ノイズの発生を抑制することができる。また、これにより、ノイズ対策部品を削減したり小型化したりすることも可能となり、電源装置１の小型化を容易にすることもできる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４８】
（実施例４）
本例は、図９に示すごとく、積層配置部品としてノイズフィルタ６を半導体素子３に積層した電源装置１の例である。
すなわち、ベースプレート５の搭載面５１に配置された半導体素子３の上面に、押圧板１１を介して、ノイズフィルタ６が積層されている。
【００４９】
チョークコイル４１は、半導体素子３と積層されることなく、ベースプレート５の搭載面５１に搭載されている。チョークコイル４１は、半導体素子３及びノイズフィルタ６に対して、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に隣接して配置されている。また、トランス２は、半導体素子３及びノイズフィルタ６を挟んでチョークコイル４１と反対側に配置されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００５０】
本例の電源装置１においては、ノイズフィルタ６が、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置されている。そのため、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができ、ベースプレート５における搭載面５１の面積を小さくすることができ、ひいては電源装置１を小型化しやすくなる。
【００５１】
また、上記のように半導体素子３に積層するようにノイズフィルタ６を配置することで、ノイズフィルタ６を搭載するためにベースプレート５の搭載面５１の面積を広げる必要がない。それゆえ、電源装置１の大型化を招くことなく、ノイズフィルタ６によってノイズ低減を図ることができる。
【００５２】
それゆえ、本例によっても、小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供することができる。
【００５３】
（実施例５）
本例は、図１０に示すごとく、半導体素子３がベースプレート５に固定されている電源装置１の例である。
本例の電源装置１においては、半導体素子３を、接着剤１６１によって、ベースプレート５に接着してある。すなわち、ベースプレート５の搭載面５１における素子搭載部５１１に対して、接着剤１６１を介して半導体素子３の下面を接着している。これにより、半導体素子３をベースプレート５に固定している。
【００５４】
また、実施例１において示したようなバネ部１１２を備えた押圧板１１（図２参照）は特に必要ない。すなわち、本例においては、チョークコイル４１を搭載する搭載板１５がベースプレート５に固定されているが、この搭載板１５はバネ部を有しない。
搭載板１５は、ベースプレート５の支承凸部５２に、ビス１１５によって固定され、素子搭載部５１１に固定された半導体素子３の上方に配置されている。そして、この搭載板１５の上面にチョークコイル４１が搭載されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００５５】
本例の場合には、半導体素子３をベースプレート５に確実に保持することができる。また、押圧板による押圧を行わなくても、半導体素子３をベースプレート５に保持させることができるため、半導体素子３と積層配置部品であるチョークコイル４１との間の隙間を小さくすることができる。その結果、電源装置１の寸法が、ベースプレート５の載置面５１の法線方向（上下方向）に大きくなることを抑制することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５６】
（実施例６）
本例は、図１１に示すごとく、半導体素子３が、ネジ１６２によってベースプレート５に固定されている電源装置１の例である。
すなわち、半導体素子３における複数個所に、ネジ１６２を挿通する挿通孔を設けると共に、ネジ１６２を、この挿通穴に挿通すると共にベースプレート５に設けたネジ穴に螺合することにより、半導体素子３をベースプレート５に固定している。
【００５７】
また、半導体素子３は、挿通孔の周囲に他の部位よりも上面の高さが低い段部３２を設けてある。この段部３２にネジ１６２の頭部が配置される。そして、この段部３２の高さ（段差）はネジ１６２の頭部よりも高くなるように形成されている。これによって、ネジ１６２の頭部が半導体素子３の上面よりも高くなることを防ぎ、電源装置１の上下方向の寸法を小さくしやすくしている。
その他は、実施例１と同様である。
本例の場合には、実施例５において示した接着剤１６１は不要である。
その他、実施例５と同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】
（実施例７）
本例は、図１２に示すごとく、チョークコイル４１を直接ベースプレート５に搭載した電源装置１の例である。
すなわち、本例の電源装置１は、実施例１において示した押圧板１１や、実施例５、６において示した搭載板１５を有していない。
チョークコイル４１は、ベースプレート５における一対の支承凸部５２に下面を載置するように、ベースプレート５に搭載されている。
また、半導体素子３は、接着剤１６１によってベースプレート５に接着されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００５９】
本例の場合には、実施例１において示した押圧板１１や、実施例５、６において示した搭載板１５を用いないため、部品点数を低減することができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
（実施例８）
本例は、図１３に示すごとく、チョークコイル４１を半導体素子３の上面に接触配置した電源装置１の例である。すなわち、チョークコイル４１を、ベースプレート５における一対の支承凸部５２の間に配置すると共に、その下面を半導体素子３の上面に直接載置してある。
なお、本例においても、半導体素子３は、接着剤１６１によってベースプレート５に接着されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００６１】
本例の場合にも、実施例１において示した押圧板１１や、実施例５、６において示した搭載板１５を用いないため、部品点数を低減することができる。
また、半導体素子３とチョークコイル４１との間の隙間をなくすことができるため、電源装置１の上下方向の寸法をより小さくすることができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
（実施例９）
本例は、図１４、図１５に示すごとく、ノイズ除去用の２個のコンデンサ３３と、温度検出用のサーミスタ３４とを内蔵した半導体素子３を有する電源装置１の例である。
すなわち、本例において、半導体素子３は、２個のダイオード３５に加え、上記２個のコンデンサ３３と上記サーミスタ３４とを、樹脂モールドして一体化したものである。
コンデンサ３３は、一対のダイオード３５におけるアノードとグランド（アース）との間に配線されている。また、サーミスタ３４は、電気的には他の回路と独立している。
【００６３】
半導体素子３は、複数の端子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを備えている。図１４に示すごとく、端子３ａ、３ｂは、それぞれダイオード３５のアノードから引き出された端子であり、トランス２の二次コイル側に接続されている。また、端子３ｃは、ダイオード３５のカソードから引き出されており、チョークコイル４１の一方の端子に接続されている。端子３ｄは、アース端子であり、図１５に示すごとく、電源装置１のベースプレート５に接続されている。そして、端子３ｄは、トランス２の二次コイル側の一つの端子と、平滑コンデンサ４２の一方の端子とに接続されている。端子３ｅ、３ｆは、サーミスタ３４の一対の端子であり、図１５に示すごとく、プリント基板１３に接続されている。
【００６４】
また、平滑コンデンサ４２における高電位側の端子と高電位側の出力端子１０２との間には、ノイズフィルタ６が接続されており、ノイズフィルタ６と高電位側の出力端子１０２との間の部分と、低電位側の出力端子１０２との間には、コンデンサ４３が接続されている。
【００６５】
図１５に示すごとく、チョークコイル４１のコイル部４１１の一端から引き出された出力バスバー１４には、実施例１と同様にノイズフィルタ６が取り付けられている。この出力バスバー１４は、コイル部４１１からノイズフィルタ６までの間の部分において、上記端子３ｄの上方に配されている。すなわち、出力バスバー１４と端子３ｄとは、ベースプレート５の搭載面５１の法線方向において、互いの間に空隙を設けた状態で、重なり合っている。
【００６６】
出力バスバー１４は、ノイズフィルタ６に対してチョークコイル４１と反対側において分岐しており、その一方は出力端子１０２を構成している。そして、他方は、プリント配線板１３上のコンデンサ４３に接続されている。
また、半導体素子３の端子３ｅ、３ｆは、プリント配線板１３の一部に接続されている。端子３ｅ、３ｆは、半導体素子３からノイズフィルタ６側へ向かって引き出されている。そこで、プリント配線板１３は、その一部を、ベースプレート５の搭載面５１の法線方向から見た状態において、チョークコイル４１及び半導体素子３とノイズフィルタ６との間に向かって突出した半島部１３１を備えている。この半島部１３１において、半導体素子３の端子３ｅ、３ｆがプリント配線板１３に接続されている。
その他は、実施例５と同様である。
【００６７】
本例の場合には、出力バスバー１４と端子３ｄとが、ベースプレート５の搭載面５１の法線方向において、互いの間に空隙を設けた状態で、重なり合っている。これにより、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に、各配線部材を配置するためのスペースが拡大することを防ぐことができる。特に、チョークコイル４１及び半導体素子３とノイズフィルタ６との間の領域には、多くの配線部材が存在するため、この部分をいわゆる立体交差を利用して構成することにより、効果的に省スペース化を図ることができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を有する。
【００６８】
（実施例１０）
本例は、図１６、図１７に示すごとく、半導体素子３の端子３ｅ、３ｆの引き出し方向を、ベースプレート５の搭載面５１の法線方向に直交する方向であって、チョークコイル４１及び半導体素子３とノイズフィルタ６との並び方向に直交する方向としている。
これを実現するためには、ベースプレート５の一対の支承凸部５２のうち、プリント基板１３に近い側の支承凸部５２を、一部切り欠く必要がある。つまり、図１７に示すごとく、上記一方の支承凸部５２は、その一部に、他の部位よりも上下方向の高さを低くした切欠部５２２を有する。
半導体素子３の端子３ｅ、３ｆは、上記切欠部５２２を通過し、その先端部をプリント基板１３に接続している。
その他は、実施例９と同様である。
【００６９】
本例の場合には、実施例９のようにプリント基板１３に半島部１３１（図１５参照）を設ける必要がない。それゆえ、より生産性に優れた電源装置１を得ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【符号の説明】
【００７０】
１ 電源装置
２ トランス
３ 半導体素子
４１ チョークコイル
４２ 平滑コンデンサ
５ ベースプレート
５１ 搭載面
６ ノイズフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータやこれを搭載した充電装置等の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ−ＤＣコンバータやこれを搭載した充電装置等の電源装置には、直流電力を昇圧又は降圧するためのトランスと、トランスの出力を整流する整流回路と、整流回路の出力電力を平滑化する平滑回路とが配線されている。そして、整流回路はダイオード等の半導体素子によって構成され、平滑回路はチョークコイルとコンデンサとによって構成されている。
これらの部品は、金属製のベースプレートに搭載されている。そして、これら複数の部品は、ベースプレートの搭載面に、その面に沿って二次元的に広がるように搭載されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように、半導体素子、チョークコイル、コンデンサ、トランス等、電源装置の構成部品が、ベースプレートの搭載面に二次元的に広がるように配置されていると、ベースプレートの搭載面の面積を大きく確保する必要が生じる。その結果、電源装置の小型化が困難となるおそれがある。
また、上記構成部品が二次元的に広がるようにベースプレート上に配置されると、構成部品間の配線距離が長くなる。そのため、電源装置内において、配線インダクタンスが生じやすくなり、ノイズが発生しやすくなる。これを防ぐためにノイズ対策部品を搭載する必要が生じ、或いは大きなノイズ対策部品を搭載する必要が生じる。その結果、電源装置の小型化が困難となると共に、コスト低減も困難となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートとを備えた電源装置であって、
上記トランス及び上記平滑部品の少なくとも一つの部品は、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置にある（請求項１）。
【０００７】
第２の発明は、一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートと、
出力電力のノイズを抑制するためのノイズフィルタとを備えた電源装置であって、
上記ノイズフィルタは、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置にある（請求項８）。
【発明の効果】
【０００８】
上記第１の発明にかかる電源装置においては、上記トランス及び上記平滑部品の少なくとも一つの部品が、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置されている。そのため、この積層配置部品と半導体素子とが搭載面の広がり方向に配置される場合に比べ、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができる。その結果、ベースプレートにおける搭載面の面積を小さくすることができ、電源装置を小型化しやすくなる。
【０００９】
また、上記半導体素子と上記積層配置部品とを積層することにより、両部品間の距離を短くすることができ、両部品間の配線距離を短くすることができる。そのため、インダクタンスを低減することができ、電源装置におけるノイズの発生を低減することができる。これによって、ノイズ対策部品を削減したり、小型化したりすることが可能となり、電源装置の小型化、コスト低減を図ることができる。
【００１０】
また、上記半導体素子は比較的その厚みを薄くしやすい部品であるため、半導体素子を薄型化して、その厚み方向に上記積層配置部品を積層した構成とすることも容易である。このようにすることにより、搭載面の法線方向にも電源装置が特に大型化することもなく、省スペース化を実現しやすい。
【００１１】
第２の発明にかかる電源装置においては、上記ノイズフィルタが、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置されている。そのため、この積層配置部品であるノイズフィルタと半導体素子とが搭載面の広がり方向に配置される場合に比べ、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができる。その結果、ベースプレートにおける搭載面の面積を小さくすることができ、電源装置を小型化しやすくなる。
【００１２】
また、上記のように半導体素子に積層するようにノイズフィルタを配置することで、ノイズフィルタを搭載するためにベースプレートの搭載面の面積を広げる必要がない。それゆえ、電源装置の大型化を招くことなく、ノイズフィルタによってノイズ低減を図ることができる。
【００１３】
以上のごとく、本発明によれば、小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における、電源装置の部分平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】実施例１における、押圧板及びチョークコイルを取り付ける前の状態の電源装置の部分平面図。
【図４】実施例１における、チョークコイルを取り付ける前の状態の電源装置の部分平面図。
【図５】実施例１における、押圧板の斜視図。
【図６】実施例１における、電源装置の回路図。
【図７】実施例２における、押圧板及びチョークコイルを取り付ける前の状態の電源装置の部分平面図。
【図８】実施例３における、電源装置の部分平面図。
【図９】実施例４における、電源装置の部分平面図。
【図１０】実施例５における、電源装置の断面図。
【図１１】実施例６における、電源装置の断面図。
【図１２】実施例７における、電源装置の断面図。
【図１３】実施例８における、電源装置の断面図。
【図１４】実施例９における、電源装置の回路図。
【図１５】実施例９における、電源装置の部分平面図。
【図１６】実施例１０における、電源装置の部分平面図。
【図１７】実施例１０における、電源装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記電源装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ、充電装置、コンバータとインバータとが一体化された電力変換装置等がある。
上記積層配置部品は、必ずしも１個である必要はなく、２個以上であってもよい。また、上記半導体素子に対して、上記積層配置部品が２個並列的に積層されていてもよいし、直列的に積層されていてもよい。２個の積層配置部品が直列的に積層された場合には、半導体素子を含めて３個が積層された構成となる。具体的には、例えば、半導体素子におけるベースプレートと反対側の面に、トランスと平滑部品との双方が並んで搭載された状態とすることもでき、また、半導体素子におけるベースプレートと反対側の面に、トランスを搭載し、さらにトランスにおける半導体素子と反対側の面に平滑部品を搭載することもできる。
【００１６】
また、上記ベースプレートは金属からなり、上記半導体素子は上記ベースプレートに接触配置され、上記半導体素子における上記ベースプレートと反対側の面に上記積層配置部品が搭載されていることが好ましい（請求項２、請求項９）。この場合には、発熱量が大きい半導体素子を効果的に放熱することができる。そして、これにより、上記積層配置部品への上記半導体素子の熱の影響を抑制することができる。
【００１７】
また、上記半導体素子と上記積層配置部品との間には、上記半導体素子を上記ベースプレート側に押圧する金属製の押圧板が配設されており、該押圧板は、上記搭載面の広がり方向における上記半導体素子の外側において、上記ベースプレートに固定されていることが好ましい（請求項３、請求項１０）。この場合には、半導体素子におけるベースプレートと反対側の面からも、上記押圧板を通じてベースプレートへ半導体素子の熱を放熱することができる。その結果、上記積層配置部品への上記半導体素子の熱の影響を、一層抑制することができる。また、上記押圧板によって、上記半導体素子をベースプレートに保持しやすくなる。さらには、上記押圧板における半導体素子側と反対側の面に上記積層配置部品を載置することも可能となり、その搭載性を向上させることができる。
【００１８】
また、上記ベースプレートの上記搭載面には、該搭載面に平行な方向の上記半導体素子の位置決めを行うための位置決め部が形成されていることが好ましい（請求項４、請求項１１）。この場合には、ベースプレートの搭載面における所定の位置に、半導体素子を正確に配置することができる。また、上記押圧板と上記位置決め部との組み合わせによって、搭載面と平行な方向にも、搭載面の法線方向にも、半導体素子を位置決め固定することができる。これにより、半導体素子の配置後においても、半導体素子がずれるなどの不具合を防止することができる。
【００１９】
また、上記半導体素子は、上記ベースプレートに固定されていてもよい（請求項５、請求項１２）。この場合には、上記半導体素子を上記ベースプレートに確実に保持することができる。また、上記押圧板による押圧を行わなくても、半導体素子をベースプレートに保持させることができるため、半導体素子と上記積層配置部品との間の隙間を小さくすることができる。その結果、上記電源装置の寸法が、上記ベースプレートの載置面の法線方向に大きくなることを抑制することができる。
【００２０】
また、上記平滑部品の少なくとも一つはチョークコイルからなり、該チョークコイルは上記積層配置部品であることが好ましい（請求項６）。この場合には、半導体素子とチョークコイルとが積層配置されることとなり、両者間の配線距離を短くすることができる。その結果、インダクタンスを低減することができ、ノイズの発生を抑制することができる。また、これにより、ノイズ対策部品を削減したり小型化したりすることも可能となり、電源装置の小型化を容易にすることもできる。
なお、上記平滑部品としては、上記チョークコイルの他にも、例えば平滑コンデンサもあり、該平滑コンデンサを上記積層配置部品としてもよい。
【００２１】
また、上記トランスが、上記積層配置部品であってもよい（請求項７）。この場合には、半導体素子とトランスとが積層配置されることとなり、両者間の配線距離を短くすることができる。その結果、インダクタンスを低減することができ、ノイズの発生を抑制することができる。また、これにより、ノイズ対策部品を削減したり小型化したりすることも可能となり、電源装置の小型化を容易にすることもできる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電源装置につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例の電源装置１は、図１、図２に示すごとく、一次コイル及び二次コイルを備えたトランス２と、トランス２の二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子３と、出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品であるチョークコイル４１及び平滑コンデンサ４２と、これらの部品を搭載するベースプレート５とを備えている。
【００２３】
そして、チョークコイル４１が、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置されている。本明細書においては、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置されている部品を、「積層配置部品」といい、本例では、チョークコイル４１が積層配置部品である。
【００２４】
ベースプレート５は金属からなる。半導体素子３はベースプレート５に接触配置されている。半導体素子３におけるベースプレート５と反対側の面に積層配置部品であるチョークコイル４１が搭載されている。
ベースプレート５は、基本形状として平板形状を有し、その一方の面に搭載面５１を形成している。この搭載面５１側を便宜的に上側とし、その反対側を下側として、電源装置１の構成の説明を行う。ただし、実際には、搭載面５１が上方を向いた状態で用いられるとは限らず、搭載面５１が下方を向いたり、水平方向を向いたりして用いられることもある。
【００２５】
半導体素子３は、ベースプレート５の搭載面５１において平坦面として形成された素子搭載部５１１に搭載されている。搭載面５１には、図３に示すごとく、搭載面５１に平行な方向の半導体素子３の位置決めを行うための位置決め部５１２が形成されている。つまり、半導体素子３は、上面から見た形状において、略長方形状を有するが、その長方形の一対の対向辺に、内側へ窪んだ窪み部３１を有する。この窪み部３１に嵌合する形状の位置決め部５１２が、素子搭載部５１１に隣接して一対形成されている。
【００２６】
また、ベースプレート５は、素子搭載部５１１を挟んで対向する位置に、搭載面５１から上方へ突出した支承凸部５２を有する。位置決め部５１２は、一対の支承凸部５２の対向面から内側へ向かって形成されている。位置決め部５１２は、搭載面５１から上方へ隆起しているが、その高さは支承凸部５２よりも低い。
支承凸部５２は、その上面に平坦面を形成してなり、そこからその法線方向へ向かってネジ穴５２１を設けてなる。
【００２７】
図２に示すごとく、半導体素子３とチョークコイル４１との間には、半導体素子３をベースプレート５側に押圧する金属製の押圧板１１が配設されている。押圧板１１は、図２、図４に示すごとく、搭載面５１の広がり方向における半導体素子３の外側において、ベースプレート５に固定されている。具体的には、押圧板１１は、その両端部１１３を上記支承凸部５２の上面に載置すると共に、両端部１１３に設けたビス孔１１４に挿通したビス１１５にて支承凸部５２に固定されている。
【００２８】
図５に示すごとく、押圧板１１は、平板状の金属板の一部を切り曲げして形成してなる。これにより、上記両端部１１３を含む平板状の基板部１１１と、そこから下方へ屈曲した一対のバネ部１１２とを有する。バネ部１１２は、弾性変形可能に構成され、図２に示すごとく、押圧板１１が支承凸部５２に固定された状態において、半導体素子３の上面に当接し、該半導体素子３をベースプレート５側に押圧するように付勢されている。
また、図５に示すごとく、押圧板１１の基板部１１１は、一対のビス孔１１４の並び方向に直交する方向の両端の辺部に、上方へ立設した一対のリブ１１６を、ビス孔１１４の並び方向に沿って設けてなる。
【００２９】
図２に示すごとく、押圧板１１の基板部１１１の上面には、チョークコイル４１が搭載されている。チョークコイル４１は、磁性体からなる一対のコア４１２が、コイル部４１１を上下から挟むように配設されてなる。コア４１２は、一対のリブ１１６の内側において押圧板１１の基板部１１１に接触した状態で搭載されている。また、押圧板１１の両端部１１３は、コア４１２から外方へ突出している。
【００３０】
そして、上側のコア４１２の上面を一対の押さえ部材１２によって下方へ押さえるようにして、チョークコイル４１がベースプレート５に固定されている。押さえ部材１２は、断面クランク形状の金属部材からなり、ビス１２１によってベースプレート５に締結されている。
【００３１】
本例の電源装置１は、図６に示すごとく、一対の入力端子１０１に一次コイル側が接続されたトランス２と、トランス２の二次コイル側に接続された整流回路３０と、該整流回路３０と一対の出力端子１０２との間に配設された平滑回路４０とを備える。
整流回路３０は、トランス２の二次コイルの２つの端子にそれぞれアノードが接続されたダイオード（半導体素子３）からなる。この一対のダイオードが樹脂モールドされて一体化したものが、図３に示す半導体素子３となっている。また、平滑回路４０は、整流回路３０における一対のダイオード（半導体素子３）のカソードに一端が接続されたチョークコイル４１と、一対の出力端子１０２の間に接続された平滑コンデンサ４２とからなる。
【００３２】
また、図１に示すごとく、出力端子１０２を構成する出力バスバー１４には、出力電力のノイズを抑制するためのノイズフィルタ６が取り付けられている。
ノイズフィルタ６は、ベースプレート５の搭載面５１に搭載されている。そして、ベースプレート５に締結された押さえ部材６２がノイズフィルタ６の上面をベースプレート５側へ押さえることにより、ノイズフィルタ６がベースプレート５に固定されている。
また、トランス２も、ベースプレート５の搭載面５１に搭載されている。そして、同じく、ベースプレート５に締結された押さえ部材２２がトランス２の上面をベースプレート５側へ押さえるようにして、トランス２がベースプレート５に固定されている。
【００３３】
ノイズフィルタ６及びトランス２は、半導体素子３及びチョークコイル４１に対して、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に隣接して配置されている。
また、平滑コンデンサ４２は、ベースプレート５に対して、プリント基板１３を介して接続されている。すなわち、ベースプレート５における搭載面５１側にプリント基板１３が固定され、該プリント基板１３の上面に平滑コンデンサ４２が実装されている。この平滑コンデンサ４２は、チョークコイル４１に対して、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に隣接して配置されている。
【００３４】
また、ノイズフィルタ６及びトランス２は、半導体素子３及びチョークコイル４１を挟んで互いに反対側に配置されている。
ノイズフィルタ６は、磁性体からなり、出力バスバー１４の周囲に配置されている。つまり、出力バスバー１４がノイズフィルタ６を貫通するように配置されている。
トランス２は、磁性体からなる一対のコア２３が、一次コイル及び二次コイルを上下から挟むように配設されてなる。
【００３５】
次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の電源装置１においては、チョークコイル４１が、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置されている。そのため、チョークコイル４１と半導体素子３とが搭載面５１の広がり方向に配置される場合に比べ、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができる。その結果、ベースプレート５における搭載面５１の面積を小さくすることができ、電源装置１を小型化しやすくなる。
【００３６】
また、半導体素子３とチョークコイル４１とを積層することにより、両部品間の距離を短くすることができ、両部品間の配線距離を短くすることができる。そのため、インダクタンスを低減することができ、電源装置１におけるノイズの発生を低減することができる。これによって、ノイズ対策部品を削減したり、小型化したりすることが可能となり、電源装置１の小型化、コスト低減を図ることができる。
【００３７】
また、半導体素子３は比較的その厚みを薄くしやすい部品であるため、半導体素子３を薄型化して、その厚み方向にチョークコイル４１を積層した構成とすることも容易である。このようにすることにより、搭載面５１の法線方向にも電源装置１が特に大型化することもなく、省スペース化を実現しやすい。
【００３８】
また、半導体素子３は金属からなるベースプレート５に接触配置され、半導体素子３の上面にチョークコイル４１が搭載されている。この配置により、発熱量が大きい半導体素子３を効果的に放熱することができる。そして、これにより、チョークコイル４１への半導体素子３の熱の影響を抑制することができる。
【００３９】
また、半導体素子３とチョークコイル４１との間には金属製の押圧板１１が配設され、押圧板１１は、搭載面５１の広がり方向における半導体素子３の外側において、ベースプレート５に固定されている。これにより、半導体素子３の上面からも、押圧板１１を通じてベースプレート５へ半導体素子３の熱を放熱することができる。その結果、チョークコイル４１への半導体素子３の熱の影響を、一層抑制することができる。また、押圧板１１によって、半導体素子３をベースプレート５に保持しやすくなる。
さらには、押圧板１１の上面にチョークコイル４１を載置することができるため、その搭載性を向上させることができる。
【００４０】
また、ベースプレート５の搭載面５１には、位置決め部５１２が形成されている。そのため、搭載面５１における所定の位置に、半導体素子３を正確に配置することができる。また、押圧板１１と位置決め部５１２との組み合わせによって、搭載面５１と平行な方向にも、搭載面５１の法線方向にも、半導体素子３を位置決め固定することができる。これにより、半導体素子３の配置後においても、半導体素子３がずれるなどの不具合を防止することができる。
【００４１】
以上のごとく、本例によれば、小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供することができる。
【００４２】
（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、ベースプレート５の搭載面５１に設けた位置決め部５１２の形状を変更した例である。
本例においては、位置決め部５１２を、支承凸部５２の両端から素子載置部５１１側へ向かうように形成してある。位置決め部５１２は、２つの支承凸部５２から２個ずつ延びるように形成されている。
【００４３】
これにより、位置決め部５１２は、素子載置部５１１に配置した半導体素子３をその４つ角において保持し、搭載面５１の広がり方向に半導体素子３を位置決めしている。
また、本例においては、半導体素子３は、実施例１において示した窪み部３１（図３参照）を有していない。
その他は、実施例１と同様である。
【００４４】
本例の場合には、上記のごとく、平面視において長方形状の半導体素子３をその４つ角において保持することができるため、窪み部３１を設ける必要がない。それゆえ、樹脂によってモジュール化した半導体素子３の部品のうち、素子部分として有効に利用できる体積割合を増やすことができる。その結果、半導体素子３の小型化を容易にすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４５】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、積層配置部品としてトランス２を半導体素子３に積層した電源装置１の例である。
すなわち、ベースプレート５の搭載面５１に配置された半導体素子３の上面に、押圧板１１を介して、トランス２が積層されている。
【００４６】
チョークコイル４１は、半導体素子３と積層されることなく、ベースプレート５の搭載面５１に搭載されている。チョークコイル４１は、半導体素子３及びトランス２に対して、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に隣接して配置されている。また、ノイズフィルタ６は、チョークコイル４１を挟んで半導体素子３及びトランス２と反対側に配置されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００４７】
本例の場合には、半導体素子３とトランス２との間の配線距離を短くすることができる。その結果、インダクタンスを低減することができ、ノイズの発生を抑制することができる。また、これにより、ノイズ対策部品を削減したり小型化したりすることも可能となり、電源装置１の小型化を容易にすることもできる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４８】
（実施例４）
本例は、図９に示すごとく、積層配置部品としてノイズフィルタ６を半導体素子３に積層した電源装置１の例である。
すなわち、ベースプレート５の搭載面５１に配置された半導体素子３の上面に、押圧板１１を介して、ノイズフィルタ６が積層されている。
【００４９】
チョークコイル４１は、半導体素子３と積層されることなく、ベースプレート５の搭載面５１に搭載されている。チョークコイル４１は、半導体素子３及びノイズフィルタ６に対して、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に隣接して配置されている。また、トランス２は、半導体素子３及びノイズフィルタ６を挟んでチョークコイル４１と反対側に配置されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００５０】
本例の電源装置１においては、ノイズフィルタ６が、半導体素子３に対してベースプレート５の搭載面５１の法線方向に積層配置されている。そのため、両部品の搭載面積を大幅に小さくすることができ、ベースプレート５における搭載面５１の面積を小さくすることができ、ひいては電源装置１を小型化しやすくなる。
【００５１】
また、上記のように半導体素子３に積層するようにノイズフィルタ６を配置することで、ノイズフィルタ６を搭載するためにベースプレート５の搭載面５１の面積を広げる必要がない。それゆえ、電源装置１の大型化を招くことなく、ノイズフィルタ６によってノイズ低減を図ることができる。
【００５２】
それゆえ、本例によっても、小型化及びノイズ低減がしやすい電源装置を提供することができる。
【００５３】
（実施例５）
本例は、図１０に示すごとく、半導体素子３がベースプレート５に固定されている電源装置１の例である。
本例の電源装置１においては、半導体素子３を、接着剤１６１によって、ベースプレート５に接着してある。すなわち、ベースプレート５の搭載面５１における素子搭載部５１１に対して、接着剤１６１を介して半導体素子３の下面を接着している。これにより、半導体素子３をベースプレート５に固定している。
【００５４】
また、実施例１において示したようなバネ部１１２を備えた押圧板１１（図２参照）は特に必要ない。すなわち、本例においては、チョークコイル４１を搭載する搭載板１５がベースプレート５に固定されているが、この搭載板１５はバネ部を有しない。
搭載板１５は、ベースプレート５の支承凸部５２に、ビス１１５によって固定され、素子搭載部５１１に固定された半導体素子３の上方に配置されている。そして、この搭載板１５の上面にチョークコイル４１が搭載されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００５５】
本例の場合には、半導体素子３をベースプレート５に確実に保持することができる。また、押圧板による押圧を行わなくても、半導体素子３をベースプレート５に保持させることができるため、半導体素子３と積層配置部品であるチョークコイル４１との間の隙間を小さくすることができる。その結果、電源装置１の寸法が、ベースプレート５の載置面５１の法線方向（上下方向）に大きくなることを抑制することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５６】
（実施例６）
本例は、図１１に示すごとく、半導体素子３が、ネジ１６２によってベースプレート５に固定されている電源装置１の例である。
すなわち、半導体素子３における複数個所に、ネジ１６２を挿通する挿通孔を設けると共に、ネジ１６２を、この挿通穴に挿通すると共にベースプレート５に設けたネジ穴に螺合することにより、半導体素子３をベースプレート５に固定している。
【００５７】
また、半導体素子３は、挿通孔の周囲に他の部位よりも上面の高さが低い段部３２を設けてある。この段部３２にネジ１６２の頭部が配置される。そして、この段部３２の高さ（段差）はネジ１６２の頭部よりも高くなるように形成されている。これによって、ネジ１６２の頭部が半導体素子３の上面よりも高くなることを防ぎ、電源装置１の上下方向の寸法を小さくしやすくしている。
その他は、実施例１と同様である。
本例の場合には、実施例５において示した接着剤１６１は不要である。
その他、実施例５と同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】
（実施例７）
本例は、図１２に示すごとく、チョークコイル４１を直接ベースプレート５に搭載した電源装置１の例である。
すなわち、本例の電源装置１は、実施例１において示した押圧板１１や、実施例５、６において示した搭載板１５を有していない。
チョークコイル４１は、ベースプレート５における一対の支承凸部５２に下面を載置するように、ベースプレート５に搭載されている。
また、半導体素子３は、接着剤１６１によってベースプレート５に接着されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００５９】
本例の場合には、実施例１において示した押圧板１１や、実施例５、６において示した搭載板１５を用いないため、部品点数を低減することができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
（実施例８）
本例は、図１３に示すごとく、チョークコイル４１を半導体素子３の上面に接触配置した電源装置１の例である。すなわち、チョークコイル４１を、ベースプレート５における一対の支承凸部５２の間に配置すると共に、その下面を半導体素子３の上面に直接載置してある。
なお、本例においても、半導体素子３は、接着剤１６１によってベースプレート５に接着されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００６１】
本例の場合にも、実施例１において示した押圧板１１や、実施例５、６において示した搭載板１５を用いないため、部品点数を低減することができる。
また、半導体素子３とチョークコイル４１との間の隙間をなくすことができるため、電源装置１の上下方向の寸法をより小さくすることができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
（実施例９）
本例は、図１４、図１５に示すごとく、ノイズ除去用の２個のコンデンサ３３と、温度検出用のサーミスタ３４とを内蔵した半導体素子３を有する電源装置１の例である。
すなわち、本例において、半導体素子３は、２個のダイオード３５に加え、上記２個のコンデンサ３３と上記サーミスタ３４とを、樹脂モールドして一体化したものである。
コンデンサ３３は、一対のダイオード３５におけるアノードとグランド（アース）との間に配線されている。また、サーミスタ３４は、電気的には他の回路と独立している。
【００６３】
半導体素子３は、複数の端子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを備えている。図１４に示すごとく、端子３ａ、３ｂは、それぞれダイオード３５のアノードから引き出された端子であり、トランス２の二次コイル側に接続されている。また、端子３ｃは、ダイオード３５のカソードから引き出されており、チョークコイル４１の一方の端子に接続されている。端子３ｄは、アース端子であり、図１５に示すごとく、電源装置１のベースプレート５に接続されている。そして、端子３ｄは、トランス２の二次コイル側の一つの端子と、平滑コンデンサ４２の一方の端子とに接続されている。端子３ｅ、３ｆは、サーミスタ３４の一対の端子であり、図１５に示すごとく、プリント基板１３に接続されている。
【００６４】
また、平滑コンデンサ４２における高電位側の端子と高電位側の出力端子１０２との間には、ノイズフィルタ６が接続されており、ノイズフィルタ６と高電位側の出力端子１０２との間の部分と、低電位側の出力端子１０２との間には、コンデンサ４３が接続されている。
【００６５】
図１５に示すごとく、チョークコイル４１のコイル部４１１の一端から引き出された出力バスバー１４には、実施例１と同様にノイズフィルタ６が取り付けられている。この出力バスバー１４は、コイル部４１１からノイズフィルタ６までの間の部分において、上記端子３ｄの上方に配されている。すなわち、出力バスバー１４と端子３ｄとは、ベースプレート５の搭載面５１の法線方向において、互いの間に空隙を設けた状態で、重なり合っている。
【００６６】
出力バスバー１４は、ノイズフィルタ６に対してチョークコイル４１と反対側において分岐しており、その一方は出力端子１０２を構成している。そして、他方は、プリント配線板１３上のコンデンサ４３に接続されている。
また、半導体素子３の端子３ｅ、３ｆは、プリント配線板１３の一部に接続されている。端子３ｅ、３ｆは、半導体素子３からノイズフィルタ６側へ向かって引き出されている。そこで、プリント配線板１３は、その一部を、ベースプレート５の搭載面５１の法線方向から見た状態において、チョークコイル４１及び半導体素子３とノイズフィルタ６との間に向かって突出した半島部１３１を備えている。この半島部１３１において、半導体素子３の端子３ｅ、３ｆがプリント配線板１３に接続されている。
その他は、実施例５と同様である。
【００６７】
本例の場合には、出力バスバー１４と端子３ｄとが、ベースプレート５の搭載面５１の法線方向において、互いの間に空隙を設けた状態で、重なり合っている。これにより、ベースプレート５の搭載面５１の広がり方向に、各配線部材を配置するためのスペースが拡大することを防ぐことができる。特に、チョークコイル４１及び半導体素子３とノイズフィルタ６との間の領域には、多くの配線部材が存在するため、この部分をいわゆる立体交差を利用して構成することにより、効果的に省スペース化を図ることができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を有する。
【００６８】
（実施例１０）
本例は、図１６、図１７に示すごとく、半導体素子３の端子３ｅ、３ｆの引き出し方向を、ベースプレート５の搭載面５１の法線方向に直交する方向であって、チョークコイル４１及び半導体素子３とノイズフィルタ６との並び方向に直交する方向としている。
これを実現するためには、ベースプレート５の一対の支承凸部５２のうち、プリント基板１３に近い側の支承凸部５２を、一部切り欠く必要がある。つまり、図１７に示すごとく、上記一方の支承凸部５２は、その一部に、他の部位よりも上下方向の高さを低くした切欠部５２２を有する。
半導体素子３の端子３ｅ、３ｆは、上記切欠部５２２を通過し、その先端部をプリント基板１３に接続している。
その他は、実施例９と同様である。
【００６９】
本例の場合には、実施例９のようにプリント基板１３に半島部１３１（図１５参照）を設ける必要がない。それゆえ、より生産性に優れた電源装置１を得ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【符号の説明】
【００７０】
１ 電源装置
２ トランス
３ 半導体素子
４１ チョークコイル
４２ 平滑コンデンサ
５ ベースプレート
５１ 搭載面
６ ノイズフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートとを備えた電源装置であって、
上記トランス及び上記平滑部品の少なくとも一つの部品は、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、上記ベースプレートは金属からなり、上記半導体素子は上記ベースプレートに接触配置され、上記半導体素子における上記ベースプレートと反対側の面に上記積層配置部品が搭載されていることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置において、上記半導体素子と上記積層配置部品との間には、上記半導体素子を上記ベースプレート側に押圧する金属製の押圧板が配設されており、該押圧板は、上記搭載面の広がり方向における上記半導体素子の外側において、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電源装置において、上記ベースプレートの上記搭載面には、該搭載面に平行な方向の上記半導体素子の位置決めを行うための位置決め部が形成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の電源装置において、上記半導体素子は、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源装置において、上記平滑部品の少なくとも一つはチョークコイルからなり、該チョークコイルは上記積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置において、上記トランスは、上記積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートと、
出力電力のノイズを抑制するためのノイズフィルタとを備えた電源装置であって、
上記ノイズフィルタは、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置において、上記ベースプレートは金属からなり、上記半導体素子は上記ベースプレートに接触配置され、上記半導体素子における上記ベースプレートと反対側の面に上記積層配置部品が搭載されていることを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電源装置において、上記半導体素子と上記積層配置部品との間には、上記半導体素子を上記ベースプレート側に押圧する金属製の押圧板が配設されており、該押圧板は、上記搭載面の広がり方向における上記半導体素子の外側において、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電源装置において、上記ベースプレートの上記搭載面には、該搭載面に平行な方向の上記半導体素子の位置決めを行うための位置決め部が形成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項１２】
請求項８又は９に記載の電源装置において、上記半導体素子は、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
【請求項１】
一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する少なくとも一つの平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートとを備えた電源装置であって、
上記トランス及び上記平滑部品の少なくとも一つの部品は、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、上記ベースプレートは金属からなり、上記半導体素子は上記ベースプレートに接触配置され、上記半導体素子における上記ベースプレートと反対側の面に上記積層配置部品が搭載されていることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置において、上記半導体素子と上記積層配置部品との間には、上記半導体素子を上記ベースプレート側に押圧する金属製の押圧板が配設されており、該押圧板は、上記搭載面の広がり方向における上記半導体素子の外側において、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電源装置において、上記ベースプレートの上記搭載面には、該搭載面に平行な方向の上記半導体素子の位置決めを行うための位置決め部が形成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の電源装置において、上記半導体素子は、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源装置において、上記平滑部品の少なくとも一つはチョークコイルからなり、該チョークコイルは上記積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置において、上記トランスは、上記積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
一次コイル及び二次コイルを備えたトランスと、
該トランスの上記二次コイル側に接続された整流回路を構成する半導体素子と、
出力電圧を平滑化する平滑回路を構成する平滑部品と、
これらの部品を搭載するベースプレートと、
出力電力のノイズを抑制するためのノイズフィルタとを備えた電源装置であって、
上記ノイズフィルタは、上記半導体素子に対して上記ベースプレートの搭載面の法線方向に積層配置された積層配置部品であることを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置において、上記ベースプレートは金属からなり、上記半導体素子は上記ベースプレートに接触配置され、上記半導体素子における上記ベースプレートと反対側の面に上記積層配置部品が搭載されていることを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電源装置において、上記半導体素子と上記積層配置部品との間には、上記半導体素子を上記ベースプレート側に押圧する金属製の押圧板が配設されており、該押圧板は、上記搭載面の広がり方向における上記半導体素子の外側において、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電源装置において、上記ベースプレートの上記搭載面には、該搭載面に平行な方向の上記半導体素子の位置決めを行うための位置決め部が形成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項１２】
請求項８又は９に記載の電源装置において、上記半導体素子は、上記ベースプレートに固定されていることを特徴とする電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２１３３０９（Ｐ２０１２−２１３３０９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５９５１（Ｐ２０１１−２５５９５１）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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