(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と、出力端子と、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、前記入力端子に接続される入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路と前記トランスの一次巻線との間に設けられ、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ型スイッチング回路と、このフルブリッジ型スイッチング回路を位相シフト制御する制御回路と、前記フルブリッジ型スイッチング回路のスイッチング動作により前記トランスの一次巻線から前記二次巻線に伝達された電力を整流する整流回路と、この整流回路からの電力を平滑して前記出力端子に出力する平滑コイルと平滑コンデンサを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
前記入力フィルタ回路と前記フルブリッジ型スイッチング回路が異なる基板に設けられた構造となっており、前記トランスの一次巻線と前記フルブリッジ型スイッチング回路の接続部分、および前記入力フィルタ回路と前記フルブリッジ型スイッチング回路の接続部分が、電圧を測定するための検査プローブが接触可能な電極露出部となっていることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
入力端子と、出力端子と、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、前記入力端子に接続される入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路と前記トランスの一次巻線との間に設けられ、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ型スイッチング回路と、このフルブリッジ型スイッチング回路を位相シフト制御する制御回路と、前記フルブリッジ型スイッチング回路のスイッチング動作により前記トランスの一次巻線から前記二次巻線に伝達された電力を整流する整流回路と、この整流回路からの電力を平滑して前記出力端子に出力する平滑コイルと平滑コンデンサを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
前記フルブリッジ型スイッチング回路の、再共振動作が発生する方のアームを構成する２つのスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子の一次側主回路に接続された端子にそれぞれ接続されたパッドを設け、前記パッドは電圧を測定するための検査プローブが接触可能な電極露出部となっていることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
入力端子と、出力端子と、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、前記入力端子に接続される入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路と前記トランスの一次巻線との間に設けられ、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ型スイッチング回路と、このフルブリッジ型スイッチング回路を位相シフト制御する制御回路と、前記フルブリッジ型スイッチング回路のスイッチング動作により前記トランスの一次巻線から前記二次巻線に伝達された電力を整流する整流回路と、この整流回路からの電力を平滑して前記出力端子に出力する平滑コイルと平滑コンデンサを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
前記フルブリッジ型スイッチング回路の、再共振動作が発生する方のアームを構成する２つのスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子の一次側主回路に接続された端子の一方に接続されたパッドが電圧測定用の検査プローブが接触可能な第１の電極露出部となっており、前記トランスの一次巻線と前記フルブリッジ型スイッチング回路の接続部分、または前記入力フィルタ回路と前記フルブリッジ型スイッチング回路の接続部分が、電圧測定用の検査プローブが接触可能な第２の電極露出部となっていることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記スイッチング素子の一次側主回路に接続された端子に接続されたパッドは、前記スイッチング素子と並列に回路基板の表層に設置したコンデンサの両端部または一方から、ランドで延長して設置したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】
再共振動作が発生する方のアームを構成するスイッチング素子のどちらか一方または両方を、前記フルブリッジ型スイッチング回路の最も外側に配置したことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項６】
入力端子と、出力端子と、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、前記入力端子に接続される入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路と前記トランスの一次巻線との間に設けられ、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ型スイッチング回路と、このフルブリッジ型スイッチング回路を位相シフト制御する制御回路と、前記フルブリッジ型スイッチング回路のスイッチング動作により前記トランスの一次巻線から前記二次巻線に伝達された電力を整流する整流回路と、この整流回路からの電力を平滑して前記出力端子に出力する平滑コイルと平滑コンデンサを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
前記フルブリッジ型スイッチング回路の、再共振動作が発生する方のアームを構成する２つのスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子と前記フルブリッジ型スイッチング回路の回路パターンを接続するランドが、前記スイッチング素子の端子が伸びている方向と同じ方向に伸び、前記ランドが電圧を測定するための検査プローブが接触可能な電極露出部となっていることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トランスを有するＤＣ／ＤＣコンバータに関し、特に位相シフト制御方式による絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トランスを有する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、広く産業界で利用され、特に大電力の変換が要求される絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータでは、１次側主回路にフルブリッジ型のスイッチング回路が用いられることが一般的である。ここで、フルブリッジ型のスイッチング回路で発生するスイッチング損失を低減する方法として、位相シフト制御方式がある。位相シフト制御方式を用いたフルブリッジ型のスイッチング回路では、一次側インダクタンスと一次側回路の容量成分によって共振動作が発生するが、この共振動作を利用してスイッチング損失を低減することが図られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１は、一次側主回路がフルブリッジ型のスイッチング回路、制御方式が位相シフト制御方式の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータにおける課題を解決する方法につき開示しており、一次側電流や出力電流に基づいてデッドタイム（同一のアームに属する２つのスイッチ素子がいずれもオフ状態となる期間）を可変制御することで、装置の大型化の抑制とスイッチング損失の抑制を両立させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４０９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているような、一次側主回路に位相シフト制御方式のフルブリッジ回路を採用している絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータには、スイッチング損失が、デッドタイムと共振動作が行われている時間によって変化するという課題が存在する。
ここで、デッドタイムと共振周波数が、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを構成する部品の個体差によって大きく変動するため、製品ごとの効率がばらつく。特許文献１では、デッドタイム制御を行うことで、出力電流の変動による効率低下の抑制を実現しているが、スイッチング素子や一次側インダクタなど、製品を構成する部品の性能固体差により生じる効率低下については抑制することが出来ない。
【０００６】
この効率のばらつきを抑制するために、例えば、スイッチング素子と一次側主回路の接続箇所の電圧を、検査プローブなどを用いて測定し、測定電圧の時間変化を基に、デッドタイムや共振周波数を製品ごとに調整することが考えられる。
しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータの基板を製品の筐体で位置決めを行う等、位置決め精度が悪い場合には、スイッチング素子の端子を直接検査プローブで接触することが出来ない。この様な場合、一次側主回路にパターンを追加して、スイッチング素子と一次側主回路の接続箇所の電圧を測定するためのパッドを設け、検査プローブを前記パッドに接触させて電圧を測定する方法がある。
【０００７】
しかしながら、やはり位置決め精度が悪い場合には、検査プローブに接触するパッドの面積を大きくする必要がある。そのため、パッドの設置面積が大きくなり、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータのパワー密度低下を招く。
一方、基板に位置決め用のアライメントマークを設けて、画像処理を行うなどの方法を用いることで、位置決め精度を向上させ、パッドの面積を縮小することができる。しかしながら、画像処理などの工程は製造ラインの複雑化を招き、生産性の低下や、設備費用の増加につながる。
【０００８】
また、パターンの寄生成分低減や、パターン面積縮小、ＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility＝電磁両立性）性能の確保のため、パッドは出来る限りスイッチング素子の近くに設置することが望ましい。しかしながら、スイッチング素子の直近には、制御回路を構成するパターンや抵抗、コンデンサ等の表面実装部品が多数配置されている。そのため、パッドをスイッチング素子の近くに配置すると、パッド設置のためのパターンの追加や、絶縁間距離の確保が必要となり、スイッチング素子の直近に存在する制御回路やスイッチング回路のパターン距離が長くなることで、パターンの寄生成分とパターン面積が増加するという課題が生じる。また、パターンの延長によってパッドをスイッチング回路から離すと、延長したパターンによりＥＭＣ性能が低下する。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、位相シフト制御方式のフルブリッジ型スイッチング回路を用いたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、装置の大型化と設備費用の増加を抑制しつつ調整の効率を向上させて、スイッチング素子と一次側回路の接続箇所の電圧測定を可能としたＤＣ／ＤＣコンバータを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、入力端子と、出力端子と、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、入力端子に接続される入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路とトランスの一次巻線との間に設けられ、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ型スイッチング回路と、このフルブリッジ型スイッチング回路を位相シフト制御する制御回路と、フルブリッジ型スイッチング回路のスイッチング動作によりトランスの一次巻線から二次巻線に伝達された電力を整流する整流回路と、この整流回路からの電力を平滑して出力端子に出力する平滑コイルと平滑コンデンサを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、入力フィルタ回路とフルブリッジ型スイッチング回路が異なる基板に設けられた構造となっており、トランスの一次巻線とフルブリッジ型スイッチング回路の接続部分、および入力フィルタ回路とフルブリッジ型スイッチング回路の接続部分が、電圧を測定するための検査プローブが接触可能な電極露出部となっているものである。
【００１１】
また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、入力端子と、出力端子と、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、入力端子に接続される入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路とトランスの一次巻線との間に設けられ、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ型スイッチング回路と、このフルブリッジ型スイッチング回路を位相シフト制御する制御回路と、フルブリッジ型スイッチング回路のスイッチング動作によりトランスの一次巻線から二次巻線に伝達された電力を整流する整流回路と、この整流回路からの電力を平滑して出力端子に出力する平滑コイルと平滑コンデンサを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、フルブリッジ型スイッチング回路の、再共振動作が発生する方のアームを構成する２つのスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子の一次側主回路に接続された端子にそれぞれ接続されたパッドを設け、パッドは電圧を測定するための検査プローブが接触可能な電極露出部となっているものである。
【００１２】
また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、入力端子と、出力端子と、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、入力端子に接続される入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路とトランスの一次巻線との間に設けられ、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ型スイッチング回路と、このフルブリッジ型スイッチング回路を位相シフト制御する制御回路と、フルブリッジ型スイッチング回路のスイッチング動作によりトランスの一次巻線から二次巻線に伝達された電力を整流する整流回路と、この整流回路からの電力を平滑して出力端子に出力する平滑コイルと平滑コンデンサを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、フルブリッジ型スイッチング回路の、再共振動作が発生する方のアームを構成する２つのスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子の一次側主回路に接続された端子の一方に接続されたパッドが電圧測定用の検査プローブが接触可能な第１の電極露出部となっており、トランスの一次巻線とフルブリッジ型スイッチング回路の接続部分、または入力フィルタ回路とフルブリッジ型スイッチング回路の接続部分が、電圧測定用の検査プローブが接触可能な第２の電極露出部となっているものである。
【００１３】
また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、入力端子と、出力端子と、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、入力端子に接続される入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路とトランスの一次巻線との間に設けられ、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ型スイッチング回路と、このフルブリッジ型スイッチング回路を位相シフト制御する制御回路と、フルブリッジ型スイッチング回路のスイッチング動作によりトランスの一次巻線から二次巻線に伝達された電力を整流する整流回路と、この整流回路からの電力を平滑して出力端子に出力する平滑コイルと平滑コンデンサを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、フルブリッジ型スイッチング回路の、再共振動作が発生する方のアームを構成する２つのスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子とフルブリッジ型スイッチング回路の回路パターンを接続するランドが、スイッチング素子の端子が伸びている方向と同じ方向に伸び、ランドが電圧を測定するための検査プローブが接触可能な電極露出部となっているものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、トランスの一次巻線とフルブリッジ型スイッチング回路の接続部分、および入力フィルタ回路とフルブリッジ型スイッチング回路の接続部分が、電圧を測定する目的の検査プローブが接触可能な電極露出部となっており、これらの電極露出部に検査プローブを接触させることで、電圧測定用パッドの設置による装置の大型化と設備費の増加を抑制しつつ、スイッチング素子の一次側回路接続部分の電圧の測定が可能となる。
【００１５】
また、特定のスイッチング素子についてのみ、直近のスイッチング回路基板表層に電圧測定を目的とするパッドを設けることで、パッドの設置によるパターン面積の増加と、パターン距離の延長を最小限に抑え、スイッチング素子の一次側回路接続部分の電圧の測定が可能となる。
また、特定のスイッチング素子をスイッチング回路の最も外側に配置することで、パッドの設置面積を容易に確保することが可能となる。また、スイッチング素子周辺回路の自由度が向上し、パターン距離の延長を抑制可能となる。
【００１６】
また、スイッチング素子とスイッチング回路パターンを接続するランドが、スイッチング素子の端子と同方向に伸びており、ランドの延長部分に検査プローブを接触させることで、パッドを設置せずに、スイッチング素子の主回路接続部分の電圧を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１によるＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるＤＣ／ＤＣコンバータのトランス一次側巻線とスイッチング回路の接続部の構造を示した平面図で、（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ異なる構造例を示した図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるＤＣ／ＤＣコンバータの入力フィルタ回路とスイッチング回路の接続部の構造を示した平面図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるＤＣ／ＤＣコンバータの、電圧測定のためのパッドの設置箇所を示す平面図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるＤＣ／ＤＣコンバータの、スイッチング素子とスイッチング回路パターンを接続する部分のランド形状を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータを図１〜図３に基づいて説明する。
まず、図１は実施の形態１における絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの主回路構成を示しており、ＤＣ／ＤＣコンバータは入力端子１１ａ、１１ｂ間に入力された直流電圧を、一旦交流電圧に変換してトランス１２を介して出力端子１３ａ、１３ｂに再び直流電圧を出力するものである。一般に入力端子１１ａ、１１ｂには直流電源が接続され、出力端子１３ａ、１３ｂには直流負荷が接続される。
【００１９】
入力端子１１ａ、１１ｂとトランス１２の一次側巻線１２ａの間には、入力フィルタ回路１４とフルブリッジ型スイッチング回路１５が接続されている。入力フィルタ回路１４は入力端子１１ａ、１１ｂ間に接続された入力コンデンサ１４１で構成されている。フルブリッジ型スイッチング回路１５は、入力フィルタ回路１４とトランス１２の一次側巻線１２ａの間に接続され、４つのＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子１５１〜１５４と、各スイッチング素子１５１〜１５４のソース−ドレイン間に接続されたコンデンサ１５５〜１５８で構成されている。
【００２０】
スイッチング素子１５１〜１５４は、入力端子１１ａ、１１ｂから供給された直流電力をスイッチングし、トランス１２の一次側巻線１２ａに交流電力を供給する。コンデンサ１５５〜１５８は、スイッチング素子１５１〜１５４を保護するとともに、一次側主回路の共振動作を実現する。
スイッチング素子１５３と１５４との接続点と、トランス１２の一次側巻線１２ａの一端との間には、コンデンサ１５５〜１５８と共に一次側主回路の共振動作を実現するための一次側インダクタ１６が接続されている。スイッチング素子１５１と１５２との接続点と、トランス１２の一次側巻線１２ａの他端との間は直接接続されている。
【００２１】
トランス１２はフルブリッジ型スイッチング回路１５のスイッチング動作により直流電力から交流電力に変換された電圧を、一次側巻線１２ａと二次側巻線１２ｂの巻き数比に応じて変化させる。トランス１２の二次側巻線１２ｂの両端には交流電力を整流するダイオードなどの整流素子１７１、１７２で構成された整流回路１７が接続され、トランス１２の二次側巻線１２ｂに伝達された交流電力を整流して直流電力とする。整流回路１７で整流した直流電力はトランス１２の二次側巻線１２ｂのセンタータップに接続された平滑コイル１８と、出力端子１３ａ、１３ｂ間に接続された平滑コンデンサ１９で平滑化される。
【００２２】
フルブリッジ型スイッチング回路１５のスイッチング素子１５１〜１５４のゲート端子には、スイッチング素子１５１〜１５４を位相シフト制御する制御回路２０が接続される。制御回路２０とスイッチング素子１５１〜１５４との間は、制御回路２０とスイッチング素子１５１〜１５４を電気的に絶縁するためのパルストランス２１が設けられ、パルストランス２１は絶縁回路２２を有している。
【００２３】
次に、図１に示すフルブリッジ型スイッチング回路１５の特徴を説明する。位相シフト制御方式による絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータでは、コンデンサ１５５〜１５８と一次側インダクタ１６によって共振回路が構成され、この共振動作を利用してスイッチング損失の低減が図られている。
ここで、スイッチング素子１５１とスイッチング素子１５２から成る左アームでは、デッドタイムが共振完了時間より大きい場合に再共振動作が発生し、スイッチング損失が増加する。したがって、再共振動作が発生しないようにデッドタイムを設定することが望ましい。
【００２４】
なお、実施の形態１ではスイッチング素子の左アームで再共振動作が発生するとしているが、この限りではない。再共振動作が左右どちらのアームで発生するかは、位相シフト制御を行う制御回路２０が生成する信号で決められており、スイッチング素子１５３とスイッチング素子１５４から成る右アームで再共振動作が発生する場合においても、同様に再共振動作が発生しないようにデッドタイムを設定する。
【００２５】
次に図２の説明を行う。図２（ａ）は図１で示したトランス１２の一次側巻線１２ａとフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分を示した一例である。
図２（ａ）において、フルブリッジ型スイッチング回路１５のスイッチング素子１５１と１５２の間を接続する回路パターン１５ｃ上にランド３０が設けられている。このランド３０にトランス１２の一次側巻線１２ａの一方の端部が半田で接合されている。こうしてフルブリッジ型スイッチング回路１５の回路パターン１５ｃと一次側巻線１２ａの一端部が電気的、物理的に接続される。
【００２６】
このとき、ランド３０の面積を、一次側巻線１２ａとの接続に必要な面積より大きくし、平坦な電極露出部３０ａを設けることで、図示しない検査プローブを電極露出部３０ａに接触させ、電圧測定用のパッドを設けることなくスイッチング素子１５１と１５２の間の箇所の電圧を測定することを可能とする。
【００２７】
図２（ｂ）は図１で示したトランス１２の１次側巻線１２ａとフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分を示した他の例である。
図２（ａ）では、トランス１２の一次側巻線１２ａを渦巻状の導体とし、その導体の一端をスイッチング回路１５の回路パターン１５ｃの基板上に設けたランド３０に半田で接着し、ランド３０自体を電極露出部３０ａとしたが、図２（ｂ）は電極露出部を一次側巻線１２ａの端部付近に設けたものである。
【００２８】
図２（ｂ）において、フルブリッジ型スイッチング回路１５のスイッチング素子１５１と１５２の間を接続する回路パターン１５ｃ上にランド３０が設けられている。このランド３０はトランス１２の一次側巻線１２ａの一方の端部と半田で接合するだけの面積でよい。一次側巻線１２ａは、その途中のランド３０に近接した箇所に幅広部１２１を有し、この幅広部１２１が電極露出部となっている。幅広部１２１に図示しない検査プローブを接触させることで、電圧測定用のパッドを設けることなく、図２（ａ）と同等の電圧を測定することが出来る。
【００２９】
図２（ｃ）は図１で示したトランス１２の１次側巻線１２ａとフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分を示した更に他の例である。
図２（ａ）（ｂ）では、トランス１２の１次側巻線１２ａとして基板にプリントされた巻線としたが、図２（ｃ）はトランス１２の１次側巻線１２ａがリッツ線で構成されたものである。
【００３０】
図２（ｃ）において、フルブリッジ型スイッチング回路１５のスイッチング素子１５１と１５２の間を接続する回路パターン１５ｃに電気的に接続された端子台３１が設けられている。リッツ線で構成されたトランスの１次側巻線１２ａの一端には端子１２２が接続
され、この端子１２２が端子台３１にネジで接続されている。端子台３１には端子１２２が接続される箇所とは別に平坦部３１ａが設けられており、この平坦部３１ａが電極露出部となっている。平坦部３１ａに図示しない検査プローブを接触させることで、電圧測定用のパッドを設けることなく、図２（ａ）と同等の電圧を測定することが出来る。
【００３１】
次に図３の説明を行う。図３は図１で示した入力フィルタ回路１４とフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分を示している。
入力フィルタ回路１４の基板１４Ｋと、フルブリッジ型スイッチング回路１５の基板１５Ｋはそれぞれ異なる基板の構造となっており、入力フィルタ回路１４の基板１４Ｋには入力フィルタ回路１４の高電圧側の回路パターン１４ａが形成されている。この回路パターン１４ａの端部には端子台１４ｂがパターンと電気的に接続されて設けられている。
【００３２】
一方、フルブリッジ型スイッチング回路１５の基板１５Ｋには、フルブリッジ型スイッチング回路１５の主回路の高電圧側の回路パターン１５ａが形成されている。この回路パターン１５ａの端部には端子台１５ｂが回路パターン１５ａと電気的に接続されて設けられている。
入力フィルタ回路１４の端子台１４ｂとフルブリッジ型スイッチング回路１５の端子台１５ｂとの間には、接続部材４０がそれぞれネジ１４ｄ、１５ｄで端子台１４ｂ、１５ｂに固定されている。接続部材４０は端子台１４ｂと端子台１５ｂの間を電気的、物理的に接続するものであり、接続部材４０の中央の一部を他の部分より幅広とし、平坦な電極露出部４０ａとする。この接続部材４０の電極露出部４０ａに、図示しない検査プローブを接触させ、電圧測定用のパッドを設けることなく、入力フィルタ回路１４とフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分の電圧を測定することができる。
【００３３】
以上のように、入力フィルタ回路１４の高電圧側とフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分およびトランス１２の１次側巻線１２ａとフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分に電極露出部を設けることで、２つの電極露出部に検査プローブを接触させて、新たに電圧測定を目的とするパッドを設けることなくスイッチング素子１５１の主回路接続部の両端電圧を測定することが可能となる。
【００３４】
なおこの実施形態１では、トランス１２の二次側主回路をセンタータップ方式としているが、この限りではない。たとえば、トランス１２の二次側主回路をカレントダブラ方式とした場合でも、一次側スイッチング回路が位相シフト制御のフルブリッジ型であれば、やはり、本出願が解決しようとしている課題が発生する。
また、スイッチング素子１５１〜１５４をパワーＭＯＳＦＥＴ、整流素子１７１、１７２をダイオードとして記載しているが、この限りではない。例えば、スイッチング素子１５１〜１５４をＩＧＢＴ、整流素子１７１、１７２をパワーＭＯＳＦＥＴとしてもよい。
【００３５】
また、トランス１２の１次側主回路の共振動作は、１次側インダクタ１６とコンデンサ１５５〜１５８により行われるものとして記載しているが、１次側インダクタ１６の代わりにトランス１２の１次側巻線１２ａのリーケージインダクタンスを利用しても良く、その場合１次側インダクタ１６は不要となる。また、コンデンサ１５５〜１５８は、スイッチング素子１５１〜１５４の寄生容量を利用しても良く、その場合コンデンサ１５５〜１５８は不要となる。
【００３６】
また、スイッチング素子１５３と１５４との接続点と、トランス１２の一次側巻線１２ａの一端は一次側インダクタ１６を介して接続し、スイッチング素子１５１と１５２との接続点と、トランス１２の一次側巻線１２ａの他端との間は直接接続されている構成としたが、トランス１２と１次側インダクタンス１６の配置を逆にしてもよい。即ち、スイッチング素子１５１と１５２との接続点と、トランス１２の一次側巻線１２ａの他端との間は一次側インダクタ１６を介して接続してもよい。
その場合、フルブリッジ型スイッチング回路１５のスイッチング素子１５１と１５２との接続点と１次側インダクタ１６の接続部分を図２（ａ）〜（ｃ）のような形態とし、検査プローブを電極露出部（３０ａ、１２１、３１ａ）に接触させる。
【００３７】
また、スイッチング素子１５１の主回路接続部の両端電圧を測定していたが、この発明は同じ左アームのもう一方のスイッチング素子１５２の主回路接続部の両端電圧を測定しても良い。その場合、入力フィルタ回路１４の低電圧側とフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分およびトランス１２の１次側巻線１２ａとフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分に電極露出部を設け、２つの電極露出部に検査プローブを接触させれば良い。
【００３８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２におけるＤＣ／ＤＣコンバータを図４に基づいて説明する。
実施の形態１では、入力フィルタ回路１４とフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分およびトランス１２の一次側巻線１２ａとフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分を利用して、フルブリッジ型スイッチング回路１５のスイッチング素子の主回路接続部の両端電圧を測定したが、再共振動作が発生する方のアームを構成する２つのスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子の一次側主回路に接続された端子に電圧測定を目的としたパッドを設け、このパッドに検査プローブを接触して電圧を測定しても良い。
【００３９】
図４は、電圧測定のためのパッドの設置箇所を示す平面図であり、図１に示すフルブリッジ型スイッチング回路１５の基板表層の実施例の１つを示している。
フルブリッジ型スイッチング回路１５の基板にはＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子１５１〜１５４が実装され、スイッチング素子１５１と１５２が図１の左アームを、スイッチング素子１５３と１５４が図１の右アームを構成している。各スイッチング素子１５１〜１５４のソース端子−ドレイン端子間にはコンデンサ１５５〜１５８が基板の表層に実装され、このコンデンサ１５５〜１５８はスイッチング素子１５１〜１５４を保護するとともに、一次側回路のソフトスイッチングを実現する。
【００４０】
各スイッチング素子１５１〜１５４のゲート端子とソース端子の間には抵抗１５９が設置され、スイッチング素子１５１〜１５４保護している。また、各スイッチング素子１５１〜１５４のゲート端子にはスイッチングスピードを調整するためのゲート抵抗１５０が接続されている。ゲート抵抗１５０の一端はスイッチング素子１５１〜１５４と制御回路２０を絶縁するためのパルストランス２１が接続されて設けられている。
【００４１】
再共振動作が発生する方のアームを構成するスイッチング素子１５１、１５２のうち、どちらか一方（図４の場合はスイッチング素子１５１）を、フルブリッジ型スイッチング回路１５の最も外側に配置し、このスイッチング素子１５１のドレイン端子にパッド５１を、スイッチング素子１５１のソース端子にパッド５２をそれぞれ接続して設ける。これらパッド５１、５２はそれぞれ基板の表層に配置されたコンデンサ１５５の両端からパターンを延長して設置している。これらパッド５１、５２は電圧を測定するための検査プロープが接触可能な電極露出部となっている。
【００４２】
図４に示すように、コンデンサ１５５〜１５８を基板の表層に配置し、最も外側に配置したスイッチング素子１５１のドレイン端子およびソース端子に接続されるパッド５１、５２をコンデンサ１５５の直後に配置することで、パターンの延長を抑制しつつ、電圧の測定を目的としたパッド５１、５２を配置することが可能である。
また、再共振動作が発生するアームを構成する特定のスイッチング素子に電圧測定用のパッドを設けることで、パッドの設置面積を最小限とし、装置の大型化を抑制しつつ、調整に必要な箇所の電圧を測定することが出来る。
【００４３】
また、図４に示すように、電圧を測定する、すなわち再共振動作が発生する左アームのスイッチング素子の少なくとも一方を４つのスイッチング素子の最も外側に配置することで、フルブリッジ型スイッチング回路１５の外側にパターンを延長することができ、パッド設置位置の自由度が向上する。また、パッドを設置する特定のスイッチング素子のパターンのみ延長すれば良いため、パターン延長距離を最小限とすることが出来る。
なお、スイッチング素子をＭＯＳＦＥＴとしたが、その限りではない。例えばＩＧＢＴなどを使用しても良い。
【００４４】
また、図４ではスイッチング素子１５１のドレイン端子、ソース端子の両方に電圧測定用のパッド５１、５２が接続されているが、設置するパッドはどちらか一方のみでも良い。その際、もう一方の検査プローブが接触する箇所は、他の場所に設置された電圧測定用のパッドでも良いし、実施の形態１で説明したトランス１２の１次側巻線１２ａとフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分、または入力フィルタ回路１４とフルブリッジ型スイッチング回路１５の接続部分に設けた電極露出部でも良い。
即ち、スイッチング素子１５１のドレイン端子に接続されたパッド５１を省略する場合は、もう一方の検査プローブが接触する箇所は、図３に示すような電極露出部とする。また、スイッチング素子１５１のソース端子に接続されたパッド５２を省略する場合は、もう一方の検査プローブが接触する箇所は、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すような電極露出部とする。
【００４５】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３におけるＤＣ／ＤＣコンバータを図５に基づいて説明する。図５は、フルブリッジ型スイッチング回路１５のスイッチング素子と回路パターンを接続する部分のランド形状を示す平面図であり、図１に示すスイッチング素子１５１のソース端子−ドレイン端子間の電圧を測定するための実施例を示している。
図５において、フルブリッジ型スイッチング回路１５を構成するＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子１５１は、それぞれゲート端子、ドレイン端子、ソース端子を有しており、各端子には１次側回路パターンに接続するランド１５１ｇ、１５１ｄ、１５１ｓが設けられている。スイッチング素子１５１の各端子とランド１５１ｇ、１５１ｄ、１５１ｓは、半田によって接合されている。
【００４６】
スイッチング素子１５１の各端子とランド１５１ｇ、１５１ｄ、１５１ｓにおいて、ドレイン端子とスイッチング回路１５の主回路パターンを接続するランド１５１ｄおよびソース端子と入力フイルタ回路１４を接続するランド１５１ｓが、基板の法線方向から見た際に、スイッチング素子１５１の端子方向と同方向に大きく伸びて電極露出部１５１Ｄ、１５１Ｓを形成している。
【００４７】
図５に示すように、スイッチング素子１５１とスイッチング回路１５の主回路パターンを接続するランドが、大きく伸びていることにより、ランド上に盛られた半田部を電圧測定用のプローブで接触することができ、電圧測定用の図２や図４に示すような、電圧測定用のパッドを特別に設置することなく、スイッチング素子のドレイン端子−ソース端子間の電圧を測定することが可能となる。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１１ａ、１１ｂ：入力端子、              １２：トランス、
１２ａ：トランスの一次側巻線、          １２ｂ：トランスの一次側巻線、
１２１：幅広部（電極露出部）、           １２２：端子、
１３ａ、１３ｂ：出力端子、              １４：入力フィルタ回路、
１４ａ：回路パターン、                  １４ｂ：端子台、
１４Ｋ：入力フィルタ回路の基板、
１５：フルブリッジ型スイッチング回路、
１５ａ：回路パターン、                  １５ｂ：端子台、
１５Ｋ：フルブリッジ型スイッチング回路の基板、
１５１〜１５４：スイッチング素子、      １５５〜１５８：コンデンサ、
１６：一次側インダクタ、                １７：整流回路、
１７１、１７２：整流素子、              １８：平滑コイル、
１９：平滑コンデンサ、                  ２０：制御回路、
２１：パルストランス、                  ２２：絶縁回路、
３０：ランド、                          ３０ａ：電極露出部、
３１：端子台、                          ３１ａ：平坦部（電極露出部）、
４０：接続部材、                        ４０ａ：電極露出部
５１：ドレイン端子のパッド、            ５２：ソース端子のパッド、
１５１ｇ、１５１ｄ、１５１ｓ：ランド、
１５１Ｄ、１５１Ｓ：ランド（電極露出部）。
【要約】
【課題】トランスを有するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、装置の大型化と設備費用の増加を抑制しつつ調整の効率を向上させて、スイッチング素子と一次側回路の接続箇所の電圧測定を可能とする。
【解決手段】入力端子に接続された入力フィルタ回路１４と４つのスイッチング素子１５１〜１５４を有したフルブリッジ型スイッチング回路１５が異なる基板に設けられた構造となっており、トランス１２の一次巻線１２ａとフルブリッジ型スイッチング回路１５の回路パターン１５ｃの接続部分、および入力フィルタ回路１４とスイッチング回路１５の回路パターン１５ｃの接続部分が、電圧を測定するための検査プローブが接触可能な電極露出部３０ａ、３１ａ、４０ａとなっている。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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