(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の入力端子間に印加される直流入力電圧を所定レベルの直流出力電圧に変換して一対の出力端子間に出力するＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えたＤＣ−ＤＣコンバータ装置において、互いに略同一の所定の板厚を有する複数の導体板と、上記各導体板を略同一平面上で互いに非接触の所定の配列状態で保持する絶縁部材と、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路で発生する熱を放散するための放熱板とを備え、一方の入力端子と一方の出力端子とを接続する電源ラインおよび他方の入力端子と他方の出力端子とを接続するアースラインが上記複数の導体板により構成され、これらの導体板の一方面側には上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構成する複数の電子回路部品が実装され、上記各導体板の他方面側には上記放熱板が配設され、上記絶縁部材は上記各導体板と放熱板との間に介在する絶縁板およびこの絶縁板よりも肉厚の薄い絶縁シートを有し、上記絶縁板には上記複数の電子回路部品のうちの少なくとも一部の部品に対応する領域に上記各導体板の一部を上記放熱板側に開放する貫通孔が穿設され、上記放熱板には上記貫通孔に対応する位置に当該貫通孔に嵌合する突出部が突設され、上記絶縁シートは上記突出部と上記各導体板の一部との間に介在していることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
【請求項２】
上記各導体板のうちで、上記電源ラインおよびアースラインのそれぞれ両端に配される導体板は、上記一対の入力端子および上記一対の出力端子をそれぞれ構成する端子部を有し、これらの端子部が互いに並んだ状態で同一方向に突出していることを特徴とする請求項１記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
【請求項３】
上記絶縁部材は、上記電源ラインを構成する導体板と上記アースラインを構成する導体板の一方が他方を取り囲むような配列状態で上記各導体板を保持していることを特徴とする請求項１または２記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
【請求項４】
上記複数の電子回路部品は、複数の半導体スイッチ素子を含み、当該複数の半導体スイッチ素子は、全ての導体板により形成される全体領域のうちの特定領域に集中して実装されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
【請求項５】
上記複数の半導体スイッチ素子は、これら素子のオンオフを制御する制御部が実装された共通の制御回路基板に接続されていることを特徴とする請求項４記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
【請求項６】
上記制御回路基板は、上記特定領域の上方に上記複数の半導体スイッチ素子に積層して配設されており、上記各半導体スイッチ素子の制御端子は、上方に延びて直接上記制御回路基板に接続されていることを特徴とする請求項５記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
【請求項７】
上記少なくとも一部の部品は、半導体スイッチ素子を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
【請求項８】
上記絶縁部材は、上記各導体板の他方面側に配設された上記絶縁板である第１絶縁板および上記各導体板の一方面側に配設された第２絶縁板を含み、上記第１絶縁板および上記第２絶縁板により上記各導体板を挾持することで上記各導体板を上記所定の配列状態で保持するものであり、上記第１絶縁板および上記第２絶縁板の少なくとも一方に、上記各導体板を互いに離隔させる凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路に大電流を流すことを可能にするＤＣ−ＤＣコンバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直流入力電圧を所定レベルの直流出力電圧に変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えたＤＣ−ＤＣコンバータ装置が提案されている（特開２０００−１４１４９号公報）。このＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、入力平滑回路、インバータ回路、トランス、全波整流回路モジュール、出力平滑化回路などを備え、これらの回路を構成する部品や回路素子を実装するための配線基板を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路には比較的大電流が流れる。また、近年は車両の電力供給回路において、車載バッテリの高電圧化を図るべく、車載電装品の一部に低電圧系のものが混在することを前提として、電圧を高電圧（例えばＤＣ42Ｖ）から低電圧（例えばＤＣ14Ｖ）に降圧するＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えることが検討されているが、このような車両に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータ回路には特に大きい電流が流れる。
【０００４】
ところが、上記従来の特開２０００−１４１４９号公報記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、配線基板として汎用の多層アルミナ基板が用いられており、この配線基板上では大電流を流すのは困難である。また、大電流を流すための構成としてバスバーが用いられているが、これらのバスバーは、配線基板の実装面において各部品や回路素子の間を縫って延設されており、構造的に非常に複雑なものになっている。
【０００５】
また、バスバーに大電流を流すことを可能にするためには、バスバーのサイズを拡大する必要があるが、上記従来のＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、バスバーが各部品や回路素子の間を縫って延設されているので、バスバーを拡大するのにも限界があり、その結果、所望の大電流を流せない虞がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するもので、簡素な構造で大電流を流すことが可能なＤＣ−ＤＣコンバータ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の入力端子間に印加される直流入力電圧を所定レベルの直流出力電圧に変換して一対の出力端子間に出力するＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えたＤＣ−ＤＣコンバータ装置において、互いに略同一の所定の板厚を有する複数の導体板と、上記各導体板を略同一平面上で互いに非接触の所定の配列状態で保持する絶縁部材と、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路で発生する熱を放散するための放熱板とを備え、一方の入力端子と一方の出力端子とを接続する電源ラインおよび他方の入力端子と他方の出力端子とを接続するアースラインが上記複数の導体板により構成され、これらの導体板の一方面側には上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構成する複数の電子回路部品が実装され、上記各導体板の他方面側には上記放熱板が配設され、上記絶縁部材は上記各導体板と放熱板との間に介在する絶縁板およびこの絶縁板よりも肉厚の薄い絶縁シートを有し、上記絶縁板には上記複数の電子回路部品のうちの少なくとも一部の部品に対応する領域に上記各導体板の一部を上記放熱板側に開放する貫通孔が穿設され、上記放熱板には上記貫通孔に対応する位置に当該貫通孔に嵌合する突出部が突設され、上記絶縁シートは上記突出部と上記各導体板の一部との間に介在しているものである。
【０００８】
この構成によれば、一方の入力端子と一方の出力端子とを接続する電源ラインおよび他方の入力端子と他方の出力端子とを接続するアースラインが互いに略同一の所定の板厚を有する複数の導体板により構成され、各導体板が略同一平面上で互いに非接触の所定の配列状態で保持され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構成する複数の電子回路部品が各導体板上に実装されていることから、電源ラインおよびアースラインが、プリント配線を用いることなく複数の導体板により構成されているので、簡素な構造でありながら、電源ラインおよびアースラインに所望の大電流を流すことが可能になる。また、電子回路部品の実装面と反対側に放熱板が配設されているので、各導体板に近接して放熱板を配置することができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路で発生する熱を効率良く放散することが可能になる。さらには、各導体板と放熱板との間に介在する絶縁板には複数の電子回路部品のうちの少なくとも一部の部品に対応する領域に貫通孔が穿設されており、この貫通孔に放熱板の突出部が嵌合し、この突出部と導体板との間に絶縁板よりも肉厚の薄い絶縁シートが介在していることから、当該一部の部品と放熱板との距離が小さくなるので、導体板と放熱板との間の絶縁は絶縁シートによって確保した上で、その一部の部品に発生する熱の放散がより効果的に行われることとなる。なお、絶縁シートを熱伝導性の良好な材質で形成すると、さらに熱の放散が効率良く行われるので、好ましい。
【０００９】
また、上記各導体板のうちで、上記電源ラインおよびアースラインのそれぞれ両端に配される導体板は、上記一対の入力端子および上記一対の出力端子をそれぞれ構成する端子部を有し、これらの端子部が互いに並んだ状態で同一方向に突出しているとしてもよい。
【００１０】
この構成によれば、各導体板のうちで、電源ラインおよびアースラインのそれぞれ両端に配される導体板は、一対の入力端子および一対の出力端子をそれぞれ構成する端子部を有し、これらの端子部が互いに並んだ状態で同一方向に突出していることから、直流入力電圧の供給源および直流出力電圧の印加先に対して電気的に接続する電線群を集中して配置することが可能になる。これによって、電線配置の設計が容易に行えるとともに、配線の作業性を向上することが可能になる。
【００１１】
また、上記絶縁部材は、上記電源ラインを構成する導体板と上記アースラインを構成する導体板の一方が他方を取り囲むような配列状態で上記各導体板を保持しているとしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、電源ラインを構成する導体板とアースラインを構成する導体板の一方が他方を取り囲むような配列状態で各導体板が保持されていることから、各導体板に実装される複数の電子回路部品は、互いに並んだ状態で同一方向に突出している端子部における並び方向の一端側を始点とし、他端側を終点として周回するように配置されることになる。従って、回路部品が効率良く配置されることとなり、装置の小型化が図れる。
【００１３】
また、上記複数の電子回路部品は、複数の半導体スイッチ素子を含み、当該複数の半導体スイッチ素子は、全ての導体板により形成される全体領域のうちの特定領域に集中して実装されているとしてもよい。この構成によれば、例えば各半導体スイッチ素子を制御する制御部への配線の引回しが容易に行える。
【００１４】
具体的には、上記複数の半導体スイッチ素子は、これら素子のオンオフを制御する制御部が実装された共通の制御回路基板に接続されているという構成を採用することが可能であり、これによって制御回路基板の面積を抑えながら、各素子を当該基板に接続することが可能になる。
【００１５】
また、半導体スイッチ素子は、一般に他の回路部品、例えばコイルなどに比べて薄く小型であるため、その上方に空きスペースが存在するが、上記制御回路基板は、上記特定領域の上方に上記複数の半導体スイッチ素子に積層して配設されており、上記各半導体スイッチ素子の制御端子は、上方に延びて直接上記制御回路基板に接続されているという構成を採用すると、その空きスペースに制御回路基板が配設されることとなり、部材を効率良く配設することが可能となり、装置の小型化が図れる。また、制御端子は、上方に延びて直接制御回路基板に接続されているので、接続のために別途配線材を用いて配線するのが不要になり、部品点数を削減するとともに、配線の作業性を向上できる。
【００１６】
また、上記少なくとも一部の部品は、半導体スイッチ素子を含むとすると、各半導体スイッチ素子に発生する熱の放散がより効果的に行われることとなる。
【００１７】
なお、上記少なくとも一部の部品として、コイルや半導体整流素子などの発熱量の大きい部品を含むようにしてもよく、これによって、これらの部品に発生する熱の放散がより効果的に行われる。
【００１８】
また、上記絶縁部材は、上記各導体板の他方面側に配設された上記絶縁板である第１絶縁板および上記各導体板の一方面側に配設された第２絶縁板を含み、上記第１絶縁板および上記第２絶縁板により上記各導体板を挾持することで上記各導体板を上記所定の配列状態で保持するものであり、上記第１絶縁板および上記第２絶縁板の少なくとも一方に、上記各導体板を互いに離隔させる凸部が形成されているとしてもよい。
【００１９】
この構成によれば、第１絶縁板および第２絶縁板により各導体板が挾持されることで各導体板が所定の配列状態で確実に保持されるとともに、この第１絶縁板および第２絶縁板の少なくとも一方に、各導体板を互いに離隔させる凸部が形成されていることから、各導体板が短絡することなく確実に非接触で保持されることとなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置の一実施形態が備えるＤＣ−ＤＣコンバータ回路の回路図である。
【００２１】
このＤＣ−ＤＣコンバータ回路１は、一対の入力端子２，３の間に印加される直流入力電圧Ｖin（本実施形態では例えばＶin＝42Ｖ）より低い直流出力電圧Ｖot（本実施形態では例えばＶot＝14Ｖ）を生成し、この生成した直流電圧Ｖotを一対の出力端子４，５の間に出力するもので、ゼロ電流スイッチング方式の降圧形コンバータを構成している。
【００２２】
すなわち、このＤＣ−ＤＣコンバータ回路１は、入力端子２，３側から出力端子４，５に向かって、コンデンサＣ１，Ｃ２およびコモンモードチョークコイルＬ１からなるノイズフィルタと、それぞれドレインがコモンモードチョークコイルＬ１を介して入力端子２に接続され、入力電圧Ｖinをチョッピング（オンオフ）する電界効果トランジスタ（以下単に「トランジスタ」という。）Ｑ１〜Ｑ３と、カソードがトランジスタＱ１〜Ｑ３のソースに接続され、アノードが出力端子５に接続されたサージ吸収用のダイオードＤ１と、トランジスタＱ１〜Ｑ３のソースに接続された共振用のコイルＬ２と、一端がコイルＬ２の出力端子４側に接続され、他端が出力端子５に接続された共振用のコンデンサＣ３と、ドレインが共振用コイルＬ２および共振用コンデンサＣ３の接続点に接続され、ソースが出力端子５に接続された同期整流用の電界効果トランジスタ（以下単に「トランジスタ」という。）Ｑ４，Ｑ５と、共振用コイルＬ２と出力端子４との間に直列接続された整流用のコイルＬ３と、出力端子４，５の間に接続された平滑用のコンデンサＣ４と、カソードが出力端子４に接続され、アノードが出力端子５に接続された還流用のダイオードＤ２とを備えている。
【００２３】
コンデンサＣ１，Ｃ２およびコモンモードチョークコイルＬ１からなるノイズフィルタにより、トランジスタＱ１〜Ｑ３のスイッチングノイズが入力端子２，３から漏れ出るのが防止される。また、還流用のダイオードＤ２により、トランジスタＱ１〜Ｑ３がオフのときにコイルＬ３に蓄積されたエネルギーが放出される。また、整流用のコイルＬ３および平滑用のコンデンサＣ４からなる低域通過フィルタにより、脈動が抑制されて平滑された出力電圧Ｖotが出力端子４，５から出力される。
【００２４】
図１に示すように、入力端子２は、コモンモードチョークコイルＬ１、トランジスタＱ１〜Ｑ３、コイルＬ２、コイルＬ３を介して、電源ライン１１，１２，１３，１４，１５により出力端子４に接続されている。また、入力端子３は、コモンモードチョークコイルＬ１を介して、アースライン１６，１７により出力端子５に接続されている。
【００２５】
また、トランジスタＱ１〜Ｑ５のゲート、トランジスタＱ１〜Ｑ３のドレインおよびソース、トランジスタＱ４，Ｑ５のドレイン、出力端子４，５は、それぞれ電子制御部（ＥＣＵ）１８に接続されている。
【００２６】
このＥＣＵ１８は、
１）出力電圧Ｖotが所定値になるようにトランジスタＱ１〜Ｑ３のオンオフを制御する機能；
２）トランジスタＱ１〜Ｑ３のオンオフに対して、トランジスタＱ１〜Ｑ３がオンのときにトランジスタＱ４，Ｑ５が同時にオンにならないように、トランジスタＱ１〜Ｑ３のオフ期間中にトランジスタＱ４，Ｑ５をオンに制御する機能；
を有している。
【００２７】
上記機能２）により、コイルＬ２に蓄積されたエネルギーは、トランジスタＱ１〜Ｑ３のオフ期間中において、トランジスタＱ４，Ｑ５がオフのときは還流用ダイオードＤ２を介して放出され、トランジスタＱ４，Ｑ５がオンのときは当該トランジスタＱ４，Ｑ５を介して放出されて、電圧出力が継続される。ここで、電界効果トランジスタのオン抵抗は低い（例えば0.004Ωのものを使用）ため、例えばドレイン電流が20Ａ時に、電界効果トランジスタのソース・ドレイン間の電圧降下は0.1Ｖ未満にすることができる。従って、還流用ダイオードＤ２に代えて電界効果トランジスタＱ４，Ｑ５を介してコイルＬ２のエネルギーを放出することにより、回路損失を大幅に低減することができる。
【００２８】
また、ＥＣＵ１８は、トランジスタＱ１〜Ｑ３およびトランジスタＱ４，Ｑ５をそれぞれ同期してオンオフするようにゲート電圧の印加を制御しており、トランジスタＱ１〜Ｑ３およびトランジスタＱ４，Ｑ５をそれぞれ並列接続することによって、流れる電流レベルに対して電流定格が比較的小さいトランジスタを採用可能にしている。
【００２９】
次に、図２〜図５を用いて、本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置の一実施形態の具体的なハード構成について説明する。図２はＤＣ−ＤＣコンバータ装置の分解斜視図、図３はケースのみを外した状態を示す斜視図、図４は図３におけるケースおよび制御回路基板以外の部分の正面図、図５は外観を示す斜視図である。なお、図１と同一物には同一符号を付している。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０は、図２の左上から順に、ケース２１、ＥＣＵ１８（図１）が搭載された制御回路基板２２、各電子回路部品（図１参照）からなる回路部品群２３、上部絶縁板２４、導体板群２５、下部絶縁板２６、絶縁シート２７、放熱板２８から構成されている。
【００３１】
ケース２１は、本実施形態では例えば金属製で、直方体形状に形成され、搭載されている回路部品群２３をカバーして保護するものである。制御回路基板２２は矩形形状で、図２、図３に示すように、トランジスタＱ１〜Ｑ３およびトランジスタＱ４，Ｑ５の上方に積層して配置されている。
【００３２】
導体板群２５は、それぞれ例えばバスバーと称される所定の板厚（本実施形態では互いに同一厚さ）を有する例えば銅などの金属製の導体板３１〜３７からなり、その一方面側に配置された上部絶縁板２４と他方面側に配置された下部絶縁板２６とによって挟まれている。導体板３１〜３７については後述する。
【００３３】
回路部品群２３の各電子回路部品は、導体板群２５の各導体板３１〜３７に実装（電気的に接続）されており、各電子回路部品が一方面側（図４では上面側）に配置され、他方面側（図４では下面側）に各部品から延設されたピン端子２３ｐ，…（図４）が配置されるように実装されている。
【００３４】
上部絶縁板２４は、導体板群２５の一方面（図２中、上面）側の絶縁距離を確保するためのもので、回路部品群２３の各回路部品のピン端子２３ｐ，…（図４）を通すための貫通孔２４ｐ，…が、各ピン端子２３ｐ，…（図４）に対応する位置に穿設されている。
【００３５】
また、上部絶縁板２４の下面には凸部２４ｔが突設されている。この凸部２４ｔは、各導体板３１〜３７の境界に対応する位置に設けられており、上部絶縁板２４および下部絶縁板２６により各導体板３１〜３７を挾持することで各導体板３１〜３７を互いに離隔し、その相互間の絶縁距離を確保して、各導体板３１〜３７を所定の配列状態で保持するためのものである。
【００３６】
また、上部絶縁板２４の上面には、回路部品群２３のうちで比較的大型の回路部品を収容するための凹部２４ａ〜２４ｈが設けられている。
【００３７】
下部絶縁板２６は、導体板群２５の他方面（図２中、下面）側の絶縁距離を確保するためのもので、複数の凹部２６ｐ，…と、所定位置に穿設された矩形の貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄとを備えている。
【００３８】
各回路部品のピン端子２３ｐ，…（図４）を導体板群２５に例えばはんだ付けにより電気的に接続したときに、導体板群２５の他方面に凸部（ピン端子の先端部）が生成されることになるが、凹部２６ｐ，…は、その凸部を収容するためのもので、各回路部品のピン端子２３ｐ，…（図４）に対応する位置に設けられている。
【００３９】
貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、図１で説明した各電子回路部品のうちで発熱の大きい部品に対応する位置に穿設されており、貫通孔２６ａはトランジスタＱ１〜Ｑ３に対応する位置、貫通孔２６ｂは共振用コイルＬ２に対応する位置、貫通孔２６ｃはトランジスタＱ４，Ｑ５に対応する位置、貫通孔２６ｄはダイオードＤ２に対応する位置にそれぞれ穿設されている。
【００４０】
また、上部絶縁板２４の４隅に貫通孔２４ｑ，…が設けられ、下部絶縁板２６の４隅に雌ねじ穴２６ｑ，…が設けられており、各導体板３１〜３７を挾持した状態で雄ねじ（図示省略）をそれぞれ貫通孔２４ｑを通して雌ねじ穴２６ｑに螺合することにより、上部絶縁板２４と下部絶縁板２６とが互いに固定されて、各導体板３１〜３７が保持されることとなる。
【００４１】
放熱板２８は、熱伝導率の良好な材質、例えばアルミニウムなどの金属で形成されており、下部絶縁板２６の貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにそれぞれ対応する位置に突設された突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを備えている。この突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄより多少小サイズで、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０を組み立てたときに、それぞれ貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄに嵌合するように形成されている。
【００４２】
絶縁シート２７は、絶縁抵抗が大きい材質であって、かつ熱伝導性の良好な材質、例えばシリコーン樹脂で形成されたもので、それぞれ放熱板２８の突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄと同一または多少大きいサイズで、突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ上に配置されている。
【００４３】
ここで、図２〜図５を参照して、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０の組立て手順の一例について説明する。
【００４４】
まず、予め絶縁シート２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを放熱板２８の突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに例えば接着によりそれぞれ固定しておく。そして、上部絶縁板２４の上下面を反転した状態で、凸部２４ｔを境界として導体板３１〜３７を配置し、この導体板３１〜３７を例えば部分的な接着によって上部絶縁板２４に仮止めする。
【００４５】
次いで、搭載する回路部品群２３のピン端子２３ｐ，…を上部絶縁板２４の一方面側（現在の状態では下方）から各貫通孔２４ｐに挿入し、各ピン端子２３ｐ，…を導体板３１〜３７に対してはんだ付けや溶接などの手法により電気的に接続する。
【００４６】
次いで、上部絶縁板２４の上下を元に戻した状態で、上部絶縁板２４の貫通孔２４ｑを通して下部絶縁板２６の雌ねじ穴２６ｑに４本の雄ねじをそれぞれ螺合し、上部絶縁板２４と下部絶縁板２６とを互いに固定する。これによって後述する図８の状態になる。
【００４７】
次いで、制御回路基板２２のランドに設けられた貫通孔に回路部品群２３の端子や導体板群２５に立設された接続部材（後述）を挿入し、ねじ２２ｐ，…（図３）により制御回路基板２２を固定した後、制御回路基板２２のランドと導体板群２５および回路部品群２３とをはんだ付けなどにより電気的に接続する。この組み立てられた部分を絶縁シート２７が固定された放熱板２８に載置する。これによって、図３の状態になる。
【００４８】
最後に、ケース２１を放熱板２８に対して雄ねじ２１ｐ，…により固定することによって図５の状態となり、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０の組立てが完了する。
【００４９】
次に、図３、図４、図６、図７を用いて、回路部品群２３などの電気的な接続について説明する。図６(ａ)は導体板群２５の平面図、(ｂ)は(ａ)の右側面図、図７は回路部品群２３と導体板３１〜３７の位置関係を示す平面図である。なお、図７では、説明の便宜上、回路部品群２３の奥側の導体板３１〜３７についても実線で示している。
【００５０】
図６において、導体板群２５の導体板３１〜３７は、図１で説明した入力端子２，３、出力端子４，５、電源ライン１１〜１５およびアースライン１６，１７を構成するものである。図６に示すように、導体板３１〜３７には、回路部品群２３のピン端子２３ｐ（図４）に対応する位置に、貫通孔２５ｐ，…が穿設されている。導体板３１〜３７の板厚ｄは、本実施形態では例えばｄ＝１mmになっている。
【００５１】
図７に示すように、コンデンサＣ１は、導体板３１，３６間に接続され、コモンモードチョークコイルＬ１は、各コイル部が導体板３１，３２間および導体板３６，３７間に接続され、コンデンサＣ２は、導体板３２，３７間に接続されている。トランジスタＱ１〜Ｑ３のドレインは導体板３２に接続され、ソースは導体板３３に接続され、ゲートは制御回路基板２２（図２）に搭載されたＥＣＵ１８（図１）に接続されている。
【００５２】
ダイオードＤ１は、本実施形態では例えばＰチャネル電界効果トランジスタのドレインおよびソースを短絡して構成しており、ゲートがカソードとして導体板３３に接続され、ドレインおよびソースがアノードとして導体板３７に接続されている。
【００５３】
共振用コイルＬ２は、導体板３３，３４間に接続されている。共振用コンデンサＣ３は、本実施形態では並列接続された例えば５個のコンデンサからなり、導体板３４，３７間に接続されている。トランジスタＱ４，Ｑ５のドレインは導体板３４に接続され、ソースは導体板３７に接続され、ゲートは制御回路基板２２（図２）に搭載されたＥＣＵ１８（図１）に接続されている。
【００５４】
整流用コイルＬ３は、導体板３４，３５間に接続され、平滑用コンデンサＣ４は、導体板３５，３７間に接続されている。還流用ダイオードＤ２は、本実施形態では例えばＰチャネル電界効果トランジスタのドレインおよびソースを短絡して構成しており、ゲートがカソードとして導体板３５に接続され、ドレインおよびソースがアノードとして導体板３７に接続されている。
【００５５】
このような回路接続により、導体板３１は電源ライン１１（図１）を構成し、導体板３２は電源ライン１２（図１）を構成し、導体板３３は電源ライン１３（図１）を構成し、導体板３４は電源ライン１４（図１）を構成し、導体板３５は電源ライン１５（図１）を構成する。また、導体板３６はアースライン１６（図１）を構成し、導体板３７はアースライン１７（図１）を構成する。
【００５６】
また、図６に示すように、導体板３１，３６，３７，３５は、互いに並んだ状態で右方に突出するように形成された端子部３１ａ，３６ａ，３７ａ，３５ａを備えており、この端子部３１ａ，３６ａ，３７ａ，３５ａが、それぞれ入力端子２，３（図１）、出力端子５，４（図１）を構成している。
【００５７】
また、図７に示すように、トランジスタＱ１〜Ｑ３およびトランジスタＱ４，Ｑ５は、導体板３１〜３７で形成される全体領域のうちの特定領域３８に集中して配置されている。従って、制御回路基板２２（図２）は、この特定領域３８の上方に配置されることとなる。
【００５８】
また、図４に示すように、トランジスタＱ１のゲート端子Ｑ１ｇは上方に折り曲げられており、図４では図示を省略しているが、トランジスタＱ２〜Ｑ５のゲート端子も上方に折り曲げられている。また、図４、図７に示すように、導体板３２，３３，３７には、ピン状の接続部材３２ｔ，３３ｔ，３７ｔが立設されている。また、図３、図７に示すように、導体板３５にはバスバー３５ｂが接続されており、図７に示すように、このバスバー３５ｂの先端に設けられたピン状の端部３５ｔが上方に折り曲げられている。
【００５９】
そして、図３に示すように、制御回路基板２２には、トランジスタＱ１〜Ｑ５のゲート端子Ｑ１ｇ〜Ｑ５ｇが直接接続されており、ピン状の接続部材３２ｔ，３３ｔ，３７ｔにより導体板３２，３３，３７が接続されており、ピン状の端部３５ｔにより導体板３５が接続されている。
【００６０】
次に、図８〜図１０を用いて、発熱部品の放熱について説明する。図８は上部絶縁板２４と下部絶縁板２６とが互いに固定された状態を示す平面図、図９(ａ)は導体板３１〜３７および放熱板２８を示す平面図、(ｂ)は(ａ)の右側面図、(ｃ)は(ａ)の正面図、図１０は図８のＡ−Ａ線断面図である。なお、図９(ｃ)では、説明の便宜上、導体板３１〜３７の図示を省略して放熱板２８のみを示している。
【００６１】
図８、図９に示すように、下部絶縁板２６の貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、発熱の大きい部品に対応する位置、具体的には貫通孔２６ａはトランジスタＱ１〜Ｑ３に対応する位置、貫通孔２６ｂは共振用コイルＬ２に対応する位置、貫通孔２６ｃはトランジスタＱ４，Ｑ５に対応する位置、貫通孔２６ｄはダイオードＤ２に対応する位置に、それぞれ穿設されている。
【００６２】
また、放熱板２８には、下部絶縁板２６の貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにそれぞれ対応する位置に突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが突設されており、図２に示すように、この突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄにそれぞれ絶縁シート２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが配置されている。
【００６３】
そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０を組み立てたときには、図１０に示すように、突出部２８ｃは、下部絶縁板２６の貫通孔２６ｃに嵌合するので、導体板３４との間において、下部絶縁板２６によっては絶縁されないが、絶縁シート２７ｃにより絶縁されることとなる。
【００６４】
また、トランジスタＱ４，Ｑ５は、上部絶縁板２４の凹部２４ｃに収容されているので、トランジスタＱ４，Ｑ５の直下では上部絶縁板２４の厚みが薄くなっており、その結果、放熱板２８への熱的な接続がその分だけ良好なものとなり、トランジスタＱ４，Ｑ５の温度上昇をさらに良く抑制することができる。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、電源ライン１１〜１５およびアースライン１６，１７を所定の板厚を有する導体板３１〜３７により構成し、上部絶縁板２４の凸部２４ｔにより各導体板３１〜３７を互いに離隔した状態で、上部絶縁板２４および下部絶縁板２６により導体板３１〜３７を挾持するようにしているので、簡素な構成でありながら、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１に所望の大電流を流すことができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、入力端子２，３、出力端子５，４を構成する端子部３１ａ，３６ａ，３７ａ，３５ａを互いに並んだ状態で同一方向に（図６では右方）に突出するようにしているので、入力端子２，３および出力端子５，４に接続する外部回路との配線を集中配置することができ、これによって配線の引回しを効率良く行える。
【００６７】
また、本実施形態によれば、入力端子２，３、出力端子５，４を構成する端子部３１ａ，３６ａ，３７ａ，３５ａを互いに並んだ状態で配置するとともに、電源ライン１１〜１５を構成する導体板３１〜３５がアースライン１６，１７を構成する導体板３６，３７をほぼ取り囲むように配置しているので、搭載している回路部品群２３が、回路構成上における入力端子２，３側から出力端子４，５側に向かって（図１中、左側から右側に向かって）、図７中、右下を始点とし、右上を終点として時計回りに配置されることとなり、これによって、回路部品群２３の各回路部品の配置におけるスペース効率を向上することができる。その結果、回路部品群２３の配置スペースを低減することができ、これによってＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０を小型化することができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、トランジスタＱ１〜Ｑ３およびトランジスタＱ４，Ｑ５を、導体板３１〜３７で形成される全体領域のうちの特定領域３８に集中して配置しているので、トランジスタＱ１〜Ｑ５からＥＣＵ１８への配線の引回しを容易に行うことができる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、制御回路基板２２を特定領域３８の上方にトランジスタＱ１〜Ｑ５に積層して配置しているので、比較的小型の部品であるトランジスタＱ１〜Ｑ５の上方の空きスペースを使用することができ、これによってＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０を小型化することができる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、トランジスタＱ１〜Ｑ５のゲート端子Ｑ１ｇ〜Ｑ５ｇを上方に折り曲げて制御回路基板２２に直接接続しているので、接続のために別途配線材を用いて配線を行うのが不要になり、部品点数を削減できるとともに、配線の作業性を向上することができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、下部絶縁板２６のトランジスタＱ１〜Ｑ３、共振用コイルＬ２、トランジスタＱ４，Ｑ５、ダイオードＤ２などの発熱の大きい部品に対応する位置に貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを穿設し、放熱板２８の貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄに対応する位置に突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを突設しており、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０を組み立てたときに、突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄに嵌合するとともに、突出部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄと導体板群２５との間に絶縁シート２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを介設するようにしているので、発熱の大きい部品で発生する熱の放散を効率良く行うことができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、ケース２１および放熱板２８を金属製としているので、回路部品群２３や電源ライン１１〜１５からの放射ノイズが漏出するのを抑制することができる。
【００７３】
なお、本発明は、上記実施形態に限らない。例えば、上記実施形態では電源ライン１１〜１５を構成する導体板３１〜３５がアースライン１６，１７を構成する導体板３６，３７をほぼ取り囲むように配置しているが、逆に、導体板３６，３７が導体板３１〜３５をほぼ取り囲むように配置してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、ケース２１を金属製としているが、これに限られず、金属メッキを施した合成樹脂製としてもよい。この形態によれば、金属メッキを施しているので上記実施形態と同様に放射ノイズの漏出を防止することができる。また、合成樹脂製としているので、上記実施形態に比べて軽量化を図ることができる。
【００７５】
また、上記実施形態では、導体板群２５を上部絶縁板２４および下部絶縁板２６により挟むようにしているが、これに限られず、上部絶縁板２４および下部絶縁板２６に代えて、導体板群２５全体をモールド封止材料により封止するようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１として、ゼロ電流スイッチング方式の降圧形コンバータを用いているが、これに限られない。例えばゼロ電圧スイッチング方式や他の方式でもよい。また、昇圧形コンバータや、昇圧形および降圧形の機能を組み合わせた双方向のパワーフローが可能なタイプのコンバータでもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、電源ラインおよびアースラインを導体板により構成しているので、簡素な構造でありながら、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路に所望の大電流を流すことができる。また、電子回路部品の実装面と反対側に放熱板を配設しているので、各導体板に近接して放熱板を配置することができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路で発生する熱を効率良く放散することができる。さらには、各導体板と放熱板との間に介在する絶縁板の少なくとも一部の部品に対応する領域に貫通孔を穿設し、この貫通孔に放熱板の突出部を嵌合し、この突出部と導体板との間に絶縁板よりも肉厚の薄い絶縁シートが介在していることから、当該一部の部品と放熱板との距離が小さくなるので、導体板と放熱板との間の絶縁は絶縁シートによって確保した上で、その一部の部品に発生する熱の放散をより効果的に行うことができる。
【００７８】
また、請求項２の発明によれば、一対の入力端子および一対の出力端子を構成する端子部が互いに並んだ状態で同一方向に突出しているので、直流入力電圧の供給源および直流出力電圧の印加先に対して電気的に接続する電線群を集中して配置することが可能になることから、電線配置の設計が容易に行えるとともに、配線の作業性を向上することができる。
【００７９】
また、請求項３の発明によれば、電源ラインを構成する導体板とアースラインを構成する導体板の一方が他方を取り囲むようにしているので、各導体板に実装される複数の電子回路部品は、端子部における並び方向の一端側を始点とし、他端側を終点として周回するように配置されることになり、これによって回路部品を効率良く配置することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００８０】
また、請求項４の発明によれば、複数の半導体スイッチ素子を特定領域に集中して実装しているので、例えば各半導体スイッチ素子を制御する制御部への配線の引回しを容易に行うことができる。
【００８１】
また、請求項５の発明によれば、複数の半導体スイッチ素子は、これらをオンオフする制御部が実装された共通の制御回路基板に接続されているので、制御回路基板の面積を抑えながら、各素子を当該基板に接続することができる。
【００８２】
また、請求項６の発明によれば、制御回路基板を特定領域の上方に複数の半導体スイッチ素子に積層して配設しているので、その空きスペースに制御回路基板が配設されることとなり、部材を効率良く配設することが可能となり、装置を小型化することができる。また、制御端子は、上方に延びて直接制御回路基板に接続されているので、接続のために別途配線材を用いて配線するのが不要になり、部品点数を削減するとともに、配線の作業性を向上することができる。
【００８３】
また、請求項７の発明によれば、各半導体スイッチ素子に発生する熱の放散をより効果的に行うことができる。
【００８４】
また、請求項８の発明によれば、第１絶縁板および第２絶縁板により各導体板を挾持することで各導体板を所定の配列状態で確実に保持するとともに、この第１絶縁板および第２絶縁板の少なくとも一方に、各導体板を互いに離隔させる凸部が形成されていることから、各導体板が短絡することなく確実に非接触で各導体板を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置の一実施形態が備えるＤＣ−ＤＣコンバータ回路の回路図である。
【図２】  ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の分解斜視図である。
【図３】  ケースのみを外した状態を示す斜視図である。
【図４】  図３におけるケースおよび制御回路基板以外の部分の正面図である。
【図５】  外観を示す斜視図である。
【図６】  (ａ)は導体板群の平面図、(ｂ)は(ａ)の右側面図である。
【図７】  回路部品群と導体板の位置関係を示す平面図である。
【図８】  上部絶縁板と下部絶縁板とが互いに固定された状態を示す平面図である。
【図９】  (ａ)は導体板および放熱板を示す平面図、(ｂ)は(ａ)の右側面図、(ｃ)は(ａ)の正面図である。
【図１０】  図８のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１  ＤＣ−ＤＣコンバータ回路
２，３  一対の入力端子
４，５  一対の出力端子
１０  ＤＣ−ＤＣコンバータ装置
１１〜１５  電源ライン
１６，１７  アースライン
１８  電子制御部
２１  ケース
２２  制御回路基板
２３  回路部品群
２４  上部絶縁板（絶縁部材、第２絶縁板）
２５  導体板群
２６  下部絶縁板（絶縁部材、第１絶縁板）
２６ａ〜２６ｄ  貫通孔
２７，２７ａ〜２７ｄ  絶縁シート
２８  放熱板
２８ａ〜２８ｄ  突出部
３１〜３５  電源ラインを構成する導体板
３１ａ，３５ａ，３６ａ，３７ａ  端子部
３６，３７  アースラインを構成する導体板
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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