JPH08279592A - スイッチング電源用整流部の組立構造 - Google Patents

スイッチング電源用整流部の組立構造

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JPH08279592A
JPH08279592A JP8095695A JP8095695A JPH08279592A JP H08279592 A JPH08279592 A JP H08279592A JP 8095695 A JP8095695 A JP 8095695A JP 8095695 A JP8095695 A JP 8095695A JP H08279592 A JPH08279592 A JP H08279592A
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康夫 小林
Koichi Ueki
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  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】整流素子の放熱性,並びに組立性に優れたスイ
ッチング電源用整流部の組立構造を提供する。 【構成】表面実装型のダイオード5,6,ノイズ低減用
のコンデンサ7,8、およびブスバー12,15,16
に接続する外部端子18,19を伝熱性の高い金属ベー
スプリント配線板17の上に配列してその導体パターン
に半田付け実装し、かつ整流素子の相互接続リードを兼
ねた外部接続端子19を自立形の端子板となして、その
リード片部19aに各ダイオードと個々に対応するビー
ズコア9を挿入セットし、さらに金属ベースプリント配
線板をヒートシンクとしてここに放熱体10を直接取付
けてスイッチング電源回路のトランス二次側に接続する
ダイオードモジュール(整流部)を組み立て構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大電流容量のスイッチ
ング電源に組み込んで使用する整流部(ダイオードモジ
ュール)の組立構造に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、スイッチング電源は入力
側の整流部,IGBTなどのスイッチング素子,トラン
ス,およびトランスの二次側(出力側)に接続した整流
部,平滑回路などから構成されている。図3はかかるス
イッチング電源の二次側回路を示すものであり、図にお
いて、1は整流部(点線で囲まれた部分)、2はトラン
ス、3は平滑用チョークコイル,4は平滑用コンデンサ
であり、整流部1はダイオード5,6、ダイオード5,
6に並列接続したノイズ低減用のコンデンサ7,8、お
よびダイオード5,6と直列に介装したノイズ低減用の
ビーズコア9などから構成されている。
【0003】また、大容量(例えば電流容量100Aク
ラス)のパワー用スイッチング電源では、前記整流部1
は複数個のダイオードを並列に接続して組み込んだダイ
オードモジュールとして構成するとともに、ダイオード
は通電に伴い大きな損失が生じることから、その発生熱
を除熱するためにダイオードモジュールを放熱体(例え
ば放熱フィン)と組合わせて組立て、さらに大電流を流
すためにダイオードモジュールをブスバーに直接配線し
て使用するようにしている。
【0004】ここで、従来のパワー用スイッチング電源
に採用するダイオードモジュールの組立構造例を図4に
示す。図において、10はアルミ製放熱体であり、該放
熱体10の上に絶縁シート11を介してブスバー(銅の
平板)12,およびダイオード5,6をそのカソード電
極面を下に向けて重ね合わせ、ねじ13で放熱体10に
固定する。また、リード付きコンデンサ7,8は、リー
ド配線長を短くして配線インダクタンスをできるだけ低
めるようにダイオード5,6のパッケージ上面を跨ぐよ
うに配置してダイオードのアノード,カソード電極間に
半田付けしており、さらにダイオード5,6のアノード
電極に接続して引出したリード線14の途中にビーズコ
ア9を挿入した上で、該リード線14の先端をダイオー
ドの上方に配したブスバー15,16に半田付けしてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで先記した従来
のダイオードモジュールの組立構造では次記のような問
題点がある。すなわち、図4において、ダイオード5,
6の損失による発生熱は、パッケージ表面からの放熱分
もあるが、大半はアノード,カソード電極から外部の金
属部分に伝熱する。この場合に、カソード電極面側から
の熱は放熱体10との間の伝熱経路にブスバー12が介
在しているために、熱の一部はこのブスバー12に伝熱
する。一方、アノード電極からの熱はリード線14を伝
わってブスバー15,16に伝熱し、その途中でビーズ
コア9を局部的に加熱する。このために、 1)ブスバー12,15,16の先方に接続されている
トランス2,チョークコイル3(図2参照)がダイオー
ド5,6からの伝熱する熱の影響を受けて温度上昇が大
きくなる。
【0006】2)スイッチング電源の起動/停止,ある
いは大きな負荷変動に伴ってダイオード5,6の発熱が
急激に変化するために、リード線14とブスバー15,
16との半田付け部で半田剥がれが生じたり、またリー
ド線14に挿入したビーズコア(フェライト製)に熱的
ストレスが加わって割れたりするトラブルの生じること
がある。
【0007】3)特に、リード付きコンデンサ7,8は
配線インダクタンスを低く抑えるようにダイオード5,
6に殆ど密着させて半田付けを行う必要があるために、
組立時の作業性がすこぶる悪くなる。本発明は上記の点
にかんがみなされたものであり、その目的は前記課題を
解決して、整流素子の放熱性,並びに組立性に優れた効
果を発揮するスイッチング電源用整流部の組立構造を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の組立構造においては、表面実装型の整流素
子,ノイズ低減用のコンデンサ、およびブスバーに接続
する外部端子をヒートシンクとしての金属ベースプリン
ト配線板上に配列してその導体パターンに半田付け実装
し、かつ該金属ベースプリント配線板に放熱体を直接取
付けて構成するもるとする。
【0009】また、前記構成においては、整流素子の相
互接続リードを兼ねた外部接続端子を自立形に成形した
端子板で構成し、かつ端子板の脚部を金属ベースプリン
ト配線板に半田接合するのがよく、さらに該外部接続端
子の端子板に対して個々の整流素子と対応する箇所から
上方に起立してブスバーと接続し合う突起状のリード片
部を形成して、ここにノイズ低減用ビーズコアを挿入セ
ットした構成もある。
【0010】
【作用】前記の構成において、金属ベースプリント配線
板はアルミニウムなどの金属基板をベースとし、その上
に薄い絶縁層を介して導体パターンが形成されたもので
あり、その導体パターン上に表面実装型の整流素子(ダ
イオード),コンデンサチップ、および外部端子の脚部
が半田付けされる。
【0011】したがって、この伝熱性の高い金属ベース
プリント配線板がヒートシンクとしての機能し、整流素
子の発生熱,並びに整流素子から外部端子に伝熱した熱
がブスバーへ伝熱する手前で金属ベースプリント配線板
を通じて放熱体に効率よく伝熱しここから系外に放熱さ
れるようになる。これにより、整流部の発生熱がブスバ
ーを介してスイッチング電源のトランス,チョークコイ
ルなどに伝わり難くなる。
【0012】また、金属ベースプリント配線板の導体パ
ターンは高周波電流を流した場合のインダクタンス成分
がリード線などに比べて格段に小さく、したがって整流
素子に並列接続するノイズ低減用のコンデンサは整流素
子から多少離れた位置に半田付けしても配線インダクタ
ンスの影響は小さく、かつ整流素子とコンデンサの間を
離して配置することにより、半田付けを含む部品の組立
作業が容易になるとともに、外部端子の配線板を自立形
に成形しておくことで、押え治具などを用いずにリフロ
ー半田付けなどが行えて組立作業性が大幅に改善され
る。
【0013】さらに、前記の端子板自身が伝熱性の高い
金属ベースプリント配線板に半田付けされているので、
この端子板にビーズコアを取付けておけば、スイッチン
グ電源の起動/停止,大きな負荷変動の際にビーズコア
に加わる熱的ストレスが小さくなってクラック割れなど
のトラブルが安全に回避される。
【0014】
【実施例】以下、本発明実施例の構成を図1(a),
(b)および図2に基づいて説明する。なお、実施例の
図中で図3,図4に対応する同一部品には同じ符号が付
してある。まず、図1(a),(b)において、17は金
属ベースプリント配線板であり、その上面に形成されて
いる導体パターン(図示せず)にはダイオード(整流素
子)とノイズ低減用コンデンサを対にして、表面実装型
のダイオード5,6およびコンデンサ7,8がそれぞれ
4個ずつグループ分けして半田付け実装されている。ま
た、金属ベースプリント配線板17の一端には各ダイオ
ード5,6のカソード電極に共通な外部端子18が、さ
らに4個ずつに分けて配置したダイオード5,6の周囲
をそれぞれ取り囲むようにアノード側の外部端子となる
2枚の端子板19が半田付け実装されている。
【0015】この端子板19は銅板をU字形に成形した
もので、金属ベースプリント配線板17の上に自立させ
た状態でその下縁側に形成したL字形の脚部19aを導
体パターンに重ね合わせて半田付けされており、さらに
個々のダイオード5,6の配置に対応して端子板19の
上縁から上方に突出し形成したリード片部19bにはビ
ーズコア9を1個ずつ挿入セットし、これらで図2に示
した整流部1(ダイオードモジュール)の回路を構成し
ている。なお、端子板19を5,6を取り巻くようにU
字形に成形しておくことで配線スペースも少なくて済
み、金属ベースプリント配線板17の外形サイズが小形
化できる。
【0016】そして、金属ベースプリント配線板17の
金属ベース側に放熱体10を伝熱的に直接取付けるとと
もに、前記した外部端子18にブスバー12をねじ締結
し、さらに2枚の端子板19から上方に突出したリード
片部19bにはそれぞれブスバー15,16を半田付け
し、これで図2で示すようにスイッチング電源のトラン
ス(二次側コイル)2,およびチョークコイル3との間
を相互接続している。
【0017】
【発明の効果】本発明の構成により次記の効果を奏す
る。 1)請求項1の構成により、整流素子(ダイオード)の
発生熱は伝熱性の高い金属ベースプリント配線板を通じ
て放熱体へ効率よく伝熱し熱放散されるので、コンデン
サ,ビーズコアなどの周辺部品,およびブスバーを介し
て接続するスイッチング電源のトランス,チョークコイ
ルなどに与える熱的影響を軽減できるとともに、コンデ
ンサの実装作業が容易で、しかもその配線インダクタン
スを低く抑えてノイズ抑制効果が十分に発揮できる。
【0018】2)また、請求項2の構成を採用すること
により、端子板を金属ベースプリント配線板に実装する
際に押え治具などの必要なしに半田付けが行える。 3)さらに、請求項3の構成を採用することで、熱的ス
トレスに弱いフェライト製のビーズコアを安全に保護で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるダイオードモジュールの
組立構成図であり、(a)は平面図、(b)は側面図
【図2】図1のダイオードモジュールとスイッチング電
源のトランス,チョークコイルとの接続状態を表す平面
【図3】本発明の実施対象となるスイッチング電源のト
ランス二次側の回路構成図
【図4】従来におけるダイオードモジュールの組立構成
【符号の説明】
1 整流部(ダイオードモジュール) 2 トランス 3 チョークコイル 5,6 ダイオード 7,8 コンデンサ 9 ビーズコア 10 放熱体 12,15,16 ブスバー 17 金属ベースプリント配線板 18 外部端子 19 端子板 19a 脚ブスバー 19b リード片部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング電源回路のトランス二次側に
    接続する整流部の組立構造であって、表面実装型の整流
    素子,ノイズ低減用のコンデンサ、およびブスバーに接
    続する外部端子をヒートシンクとしての金属ベースプリ
    ント配線板上に配列してその導体パターンに半田付け実
    装し、かつ該金属ベースプリント配線板に放熱体を直接
    取付けて構成したことを特徴とするスイッチング電源用
    整流部の組立構造。
  2. 【請求項2】請求項1記載の組立構造において、整流素
    子の相互接続リードを兼ねた外部接続端子を自立形に成
    形した端子板で構成し、かつ端子板の脚部を金属ベース
    プリント配線板に半田接合したことを特徴とするスイッ
    チング電源用整流部の組立構造。
  3. 【請求項3】請求項2記載の組立構造において、外部接
    続端子の端子板に対して個々の整流素子と対応する箇所
    から上方に起立してブスバーと接続し合う突起状のリー
    ド片部を形成し、ここにノイズ低減用ビーズコアを挿入
    セットしたことを特徴とするスイッチング電源用整流部
    の組立構造。
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