JPH04242997A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
- Publication number
- JPH04242997A JPH04242997A JP2416366A JP41636690A JPH04242997A JP H04242997 A JPH04242997 A JP H04242997A JP 2416366 A JP2416366 A JP 2416366A JP 41636690 A JP41636690 A JP 41636690A JP H04242997 A JPH04242997 A JP H04242997A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- metal plate
- noise level
- heat
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電源装置におけるスイ
ッチング素子の放熱取付構造に関する。
ッチング素子の放熱取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、直流電源装置をスイッチングトラ
ンジスタにより高周波出力に変換する電源装置において
は、主スイッチングトランジスタの放熱は、ノイズ対策
のためにトランジスタケースにヒートシンクを設けて冷
却していた。
ンジスタにより高周波出力に変換する電源装置において
は、主スイッチングトランジスタの放熱は、ノイズ対策
のためにトランジスタケースにヒートシンクを設けて冷
却していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のような電源装置
においてはその構成部品中でもっとも熱容量の大きなも
のは金属板製の筐体であるから、前記の主スイッチング
トランジスタの放熱はこの金属板製筐体に主スイッチン
グトランジスタを直接取付けて放熱させたほうが効率よ
く放熱することができ、しかも信頼性も高くなるうえに
コスト、実装面積の点でも有利であるが、このように主
スイッチングトランジスタをアースされる金属板製筐体
に直接取付けると、トランジスタ内のコレクタ電位にあ
る導電金属基板と筐体との間に浮遊容量が形成されてコ
モンモードのノイズレベルが高くなるので、従来はこの
ようなスイッチングトランジスタの放熱取付け方式は放
熱効率がよいにもかかわらず採用されていなかった。
においてはその構成部品中でもっとも熱容量の大きなも
のは金属板製の筐体であるから、前記の主スイッチング
トランジスタの放熱はこの金属板製筐体に主スイッチン
グトランジスタを直接取付けて放熱させたほうが効率よ
く放熱することができ、しかも信頼性も高くなるうえに
コスト、実装面積の点でも有利であるが、このように主
スイッチングトランジスタをアースされる金属板製筐体
に直接取付けると、トランジスタ内のコレクタ電位にあ
る導電金属基板と筐体との間に浮遊容量が形成されてコ
モンモードのノイズレベルが高くなるので、従来はこの
ようなスイッチングトランジスタの放熱取付け方式は放
熱効率がよいにもかかわらず採用されていなかった。
【０００４】本発明は、インバータ等のスイッチング素
子を放熱効率良くしかもノイズレベルが高くならないよ
うにして筐体等の金属板に取付けることを可能にした電
源装置を提供することを目的とするものである。
子を放熱効率良くしかもノイズレベルが高くならないよ
うにして筐体等の金属板に取付けることを可能にした電
源装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の電源装置は、商用交流電圧を整流してな
る直流電源の出力端間に互いに直列に設けられ交互にオ
ン・オフして直流を高周波出力に変換する少なくとも２
個のスイッチング素子と、アースされる金属板筺体とを
備える電源装置において、前記スイッチング素子のうち
ハイサイドのスイッチング素子のみを前記金属板筐体に
取付けて放熱させることを特徴とするものである。
めに、本発明の電源装置は、商用交流電圧を整流してな
る直流電源の出力端間に互いに直列に設けられ交互にオ
ン・オフして直流を高周波出力に変換する少なくとも２
個のスイッチング素子と、アースされる金属板筺体とを
備える電源装置において、前記スイッチング素子のうち
ハイサイドのスイッチング素子のみを前記金属板筐体に
取付けて放熱させることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】スイッチング素子を金属板筐体に取付けるとそ
の間に浮遊容量が形成されるがコモンモードノイズの雑
音レベルの増加は、ロウサイドのスイッチング素子Ｑ２
と金属板筐体５との間の浮遊容量は関係しないから、ハ
イサイドのスイッチング素子Ｑ１だけならば金属板筐体
５に取付けてもノイズレベルが高くならず、したがって
金属板筐体に取付けて放熱させることが可能となる。
の間に浮遊容量が形成されるがコモンモードノイズの雑
音レベルの増加は、ロウサイドのスイッチング素子Ｑ２
と金属板筐体５との間の浮遊容量は関係しないから、ハ
イサイドのスイッチング素子Ｑ１だけならば金属板筐体
５に取付けてもノイズレベルが高くならず、したがって
金属板筐体に取付けて放熱させることが可能となる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図面により説明する。
図２は本発明の電源装置の１実施例のハーフブリッジ型
回路を示し、商用電源の整流ブリッジＤ１、平滑コンデ
ンサＣ１による直流電源に接続された２個の直列コンデ
ンサＣ２、Ｃ３と、交互にオン・オフして前記直流電源
出力の直流を高周波出力に変換する少なくとも２個の直
列のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、前記スイッチング
素子Ｑ１、Ｑ２の交互オン・オフにより高周波に変換出
力するインダクタＬ１、コンデンサＣ４と、インダクタ
Ｌ１の蓄積エネルギーの放出回路を形成するダイオード
Ｄ３、Ｄ４とによりハーフブリッジ型のインバータ電源
装置を構成する。
回路を示し、商用電源の整流ブリッジＤ１、平滑コンデ
ンサＣ１による直流電源に接続された２個の直列コンデ
ンサＣ２、Ｃ３と、交互にオン・オフして前記直流電源
出力の直流を高周波出力に変換する少なくとも２個の直
列のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、前記スイッチング
素子Ｑ１、Ｑ２の交互オン・オフにより高周波に変換出
力するインダクタＬ１、コンデンサＣ４と、インダクタ
Ｌ１の蓄積エネルギーの放出回路を形成するダイオード
Ｄ３、Ｄ４とによりハーフブリッジ型のインバータ電源
装置を構成する。
【０００８】図１は本発明の電源装置におけるスイッチ
ング素子の実装状態を示し、１は前記の２個の直列のス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２のうちハイサイドのスイッチ
ング素子Ｑ１のケース、２はスイッチング素子Ｑ１内の
コレクタ電位にある導電金属板、３は端子である。また
４は他方のロウサイドのスイッチング素子Ｑ２のヒート
シンクであり、５はアースされる金属板製の筐体を示す
。
ング素子の実装状態を示し、１は前記の２個の直列のス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２のうちハイサイドのスイッチ
ング素子Ｑ１のケース、２はスイッチング素子Ｑ１内の
コレクタ電位にある導電金属板、３は端子である。また
４は他方のロウサイドのスイッチング素子Ｑ２のヒート
シンクであり、５はアースされる金属板製の筐体を示す
。
【０００９】本発明は、前記のハイサイドのスイッチン
グ素子Ｑ１を前記金属板筐体５にねじ６で取付けてその
発熱を金属板筐体５に放熱させるようにしたものであり
、他方のロウサイドのスイッチング素子Ｑ２はヒートシ
ンク４により放熱させる。
グ素子Ｑ１を前記金属板筐体５にねじ６で取付けてその
発熱を金属板筐体５に放熱させるようにしたものであり
、他方のロウサイドのスイッチング素子Ｑ２はヒートシ
ンク４により放熱させる。
【００１０】図３と図４は、前記のようにスイッチング
素子Ｑ１、Ｑ２を実装した電源装置における雑音レベル
を測定する具体的回路とその高周波等価回路を示し、図
２と同一符号は同一回路素子を示す。Ａは測定器、Ｃ５
、Ｌ２、Ｃ６はフィルター回路、Ｒ１はＬ１、Ｃ４の回
路における抵抗、Ｃｓ１、Ｃｓ２は導線とアース間の浮
遊容量、Ｃｓ３は前記のハイサイドのスイッチング素子
Ｑ１と金属板筐体５との間の浮遊容量、Ｃｓ４は他方の
ロウサイドのスイッチング素子Ｑ２と金属板筐体５との
間の浮遊容量であり、図４の点線左側は雑音レベル測定
器を示す。
素子Ｑ１、Ｑ２を実装した電源装置における雑音レベル
を測定する具体的回路とその高周波等価回路を示し、図
２と同一符号は同一回路素子を示す。Ａは測定器、Ｃ５
、Ｌ２、Ｃ６はフィルター回路、Ｒ１はＬ１、Ｃ４の回
路における抵抗、Ｃｓ１、Ｃｓ２は導線とアース間の浮
遊容量、Ｃｓ３は前記のハイサイドのスイッチング素子
Ｑ１と金属板筐体５との間の浮遊容量、Ｃｓ４は他方の
ロウサイドのスイッチング素子Ｑ２と金属板筐体５との
間の浮遊容量であり、図４の点線左側は雑音レベル測定
器を示す。
【００１１】前記のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２により
測定器Ａに発生される電圧が雑音電圧であり、ハイサイ
ドのスイッチング素子Ｑ１と金属板筐体５との間の浮遊
容量Ｃｓ３が増加しても測定器Ａにおける電圧は増加し
ないが、他方のロウサイドのスイッチング素子Ｑ２と金
属板筐体５との間の浮遊容量Ｃｓ４が増加すると測定器
Ａにおける電圧は増加する。したがって雑音レベルの増
加はロウサイドのスイッチング素子Ｑ２によるものであ
るから、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ１だけならば
金属板筐体５に取付けて放熱させることが可能となる。 このようにして雑音レベルを高くすることなしにハイサ
イドのスイッチング素子Ｑ１の熱を金属板筐体５に放熱
させることができる。
測定器Ａに発生される電圧が雑音電圧であり、ハイサイ
ドのスイッチング素子Ｑ１と金属板筐体５との間の浮遊
容量Ｃｓ３が増加しても測定器Ａにおける電圧は増加し
ないが、他方のロウサイドのスイッチング素子Ｑ２と金
属板筐体５との間の浮遊容量Ｃｓ４が増加すると測定器
Ａにおける電圧は増加する。したがって雑音レベルの増
加はロウサイドのスイッチング素子Ｑ２によるものであ
るから、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ１だけならば
金属板筐体５に取付けて放熱させることが可能となる。 このようにして雑音レベルを高くすることなしにハイサ
イドのスイッチング素子Ｑ１の熱を金属板筐体５に放熱
させることができる。
【００１２】図５、図６は本発明と従来例の雑音レベル
の比較実験結果を示し、ＮＬ１は本発明によるハイサイ
ドのスイッチング素子のみの熱を金属板筐体に放熱させ
た場合の雑音レベル、Ｎｌ２は従来例のハイサイド、ロ
ウサイドの両スイッチング素子の熱を金属板筐体に放熱
させた場合の雑音レベルを示し、縦軸は雑音レベル、横
軸は周波数である。これからも明らかなように本発明に
よれば雑音レベルが小さく効率よく放熱することが可能
である。
の比較実験結果を示し、ＮＬ１は本発明によるハイサイ
ドのスイッチング素子のみの熱を金属板筐体に放熱させ
た場合の雑音レベル、Ｎｌ２は従来例のハイサイド、ロ
ウサイドの両スイッチング素子の熱を金属板筐体に放熱
させた場合の雑音レベルを示し、縦軸は雑音レベル、横
軸は周波数である。これからも明らかなように本発明に
よれば雑音レベルが小さく効率よく放熱することが可能
である。
【００１３】なお、本発明におけるスイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２は、トランジスタ、Ｍ０ＳＦＥＴ、サイリスタ
等いずれでもよく、非絶縁型のものを絶縁シートを用い
て取付けるものでもよい。また、図示のハーフブリッジ
型のみでなく、フルブリッジ型でもよく、大容量のスイ
ッチング電源やＨＱＩ用インバータに応用することがで
きる。また、１石式インバータ、２石プッシュプル式イ
ンバータについても同様になるが、ＶＣＥが正弦波であ
り影響が少ない。
１、Ｑ２は、トランジスタ、Ｍ０ＳＦＥＴ、サイリスタ
等いずれでもよく、非絶縁型のものを絶縁シートを用い
て取付けるものでもよい。また、図示のハーフブリッジ
型のみでなく、フルブリッジ型でもよく、大容量のスイ
ッチング電源やＨＱＩ用インバータに応用することがで
きる。また、１石式インバータ、２石プッシュプル式イ
ンバータについても同様になるが、ＶＣＥが正弦波であ
り影響が少ない。
【００１４】
【発明の効果】前記のように本発明は、ハイサイドのス
イッチング素子のみを金属板筐体に取付けて放熱させる
ようにしたので、雑音レベルを高くすることなくスイッ
チング素子の放熱効率を増大でき、信頼性が向上し、従
来のようにヒートシンクを使用しない分だけ実装スペー
スが小さくなり、コストダウンすることができる。
イッチング素子のみを金属板筐体に取付けて放熱させる
ようにしたので、雑音レベルを高くすることなくスイッ
チング素子の放熱効率を増大でき、信頼性が向上し、従
来のようにヒートシンクを使用しない分だけ実装スペー
スが小さくなり、コストダウンすることができる。
【図１】 本発明のスイッチング素子の実装状態図
【
図２】 電源装置の１実施例の回路図
図２】 電源装置の１実施例の回路図
【図３】 雑
音レベルの測定回路図
音レベルの測定回路図
【図４】 高周波等価回路図
【図５】 本発明と従来例の雑音レベルの比較実験結
果を示す図
果を示す図
【図６】 本発明と従来例の雑音レベルの比較実験結
果を示す図
果を示す図
Ｑ１； ハイサイドのスイッチング素子Ｑ２； ロ
ウサイドのスイッチング素子５； 金属板筐体
ウサイドのスイッチング素子５； 金属板筐体
Claims (1)
- 【請求項１】 商用交流電圧を整流してなる直流電源
の出力端間に互いに直列に設けられ交互にオン・オフし
て直流を高周波出力に変換する少なくとも２個のスイッ
チング素子と、アースされる金属板筐体とを備える電源
装置において、前記スイッチング素子のうちハイサイド
のスイッチング素子のみを前記金属板筐体に取付けて放
熱させることを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2416366A JPH04242997A (ja) | 1990-12-30 | 1990-12-30 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2416366A JPH04242997A (ja) | 1990-12-30 | 1990-12-30 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04242997A true JPH04242997A (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=18524592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2416366A Pending JPH04242997A (ja) | 1990-12-30 | 1990-12-30 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04242997A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011011643A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Daikin Industries Ltd | トレーラ用冷凍装置 |
| DE112023001434T5 (de) | 2022-03-18 | 2025-01-02 | Sanden Corporation | Stromwandlervorrichtung |
-
1990
- 1990-12-30 JP JP2416366A patent/JPH04242997A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011011643A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Daikin Industries Ltd | トレーラ用冷凍装置 |
| DE112023001434T5 (de) | 2022-03-18 | 2025-01-02 | Sanden Corporation | Stromwandlervorrichtung |
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