(57)【要約】【課題】簡単な構成で、ノイズによる外部影響を低減できる車載計器のスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】車載バッテリＢからの電力を負荷側へ供給／停止するのを切り換えるスイッチ部１と、車載バッテリＢとスイッチ部１との間の配線において分岐して接続され充放電によって電圧を調整するキャパシタ３と、このキャパシタ３にスイッチ部１を介して並列に設けられる整流用のダイオード４と、を備えて負荷回路５への駆動電源を生成する車両用計器Ｍのスイッチング電源装置Ｓであって、キャパシタ３とダイオード４とは、負荷回路５を実装する回路基板とは別体の回路基板に実装されるとともに、金属製のシールドケースＡ５に覆われて設けられる。【選択図】図２
2014222981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載バッテリからの電力を負荷側へ供給／停止するのを切り換えるスイッチ部と、
前記車載バッテリと前記スイッチ部との間の配線において分岐して接続され充放電によって電圧を調整するキャパシタと、
このキャパシタに前記スイッチ部を介して並列に設けられる整流用のダイオードと、を備えて負荷回路への駆動電源を生成する車載計器のスイッチング電源装置であって、
前記キャパシタと前記ダイオードとは、前記負荷回路を実装する回路基板とは、別体の回路基板に実装されるとともに、金属製のシールド部材に覆われて設けられることを特徴とする車載計器のスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記キャパシタと前記ダイオードとは、表面実装可能なチップ部品を適用し、前記別体の回路基板の接地パターン上に実装されることを特徴とする請求項１に記載の車載計器のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記キャパシタと前記ダイオードとは、所定の配線パターンが形成された金属製のベースプレート上において実装され、前記スイッチ部に接続する端子と、接地端子とに接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載計器のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載計器のスイッチング電源装置に関し、例えば、車載計器内に設けられ、車載バッテリからの電源を降圧し、負荷回路を駆動するための電源を供給するスイッチング電源装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチング電源装置のノイズ低減には、例えば、特許文献１に開示されるものがある。このスイッチング電源ノイズ低減回路はスイッチング回路とキャパシタとの並列回路に電源を供給する回路において、電源とスイッチング回路とを結ぶ線路に、直列に整流用半導体素子、または半導体からなる定電流回路から構成されており、整流用半導体素子、または半導体からなる定電流回路によってスイッチングノイズを低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１１３４５７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、特許文献１記載のスイッチング電源装置のノイズ低減回路は、スイッチング回路と電源とを結ぶ線路に整流用半導体素子、または半導体からなる定電流回路を追加してノイズを低減するため電子部品を増やすことになるといった問題点があった。
【０００５】
また、該キャパシタの容量など、負荷電流に合わせて、選択して用いる必要があるが、キャパシタをスイッチング電源回路に組み込んでいるため、負荷電流が増えた際に、スイッチング電源回路そのものを変更する必要があるため、煩雑な設計作業が必要であった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上述した課題に着目し、簡単な構成で、ノイズによる外部影響を低減できる車載計器のスイッチング電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車載計器のスイッチング電源装置は、車載バッテリからの電力を負荷側へ供給／停止するのを切り換えるスイッチ部と、前記車載バッテリと前記スイッチ部との間の配線において分岐して接続され充放電によって電圧を調整するキャパシタと、このキャパシタに前記スイッチ部を介して並列に設けられる整流用のダイオードと、を備えて負荷回路への駆動電源を生成する車載計器のスイッチング電源装置であって、前記キャパシタと前記ダイオードとは、前記負荷回路を実装する回路基板とは、別体の回路基板に実装されるとともに、金属製のシールド部材に覆われて設けられることを特徴とする。
【０００８】
また、前記キャパシタと前記ダイオードとは、表面実装可能なチップ部品を適用し、前記別体の回路基板の接地パターン上に実装されることを特徴とする。
【０００９】
また、前記キャパシタと前記ダイオードとは、所定の配線パターンが形成された金属製のベースプレート上において実装され、前記スイッチ部に接続する端子と、接地端子とに接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、車載計器のスイッチング電源装置に関し、簡単な構成で、ノイズによる外部影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における回路構成を示す図。
【図２】同上実施の形態のユニットＡの要部を示す図。
【図３】同上実施の形態のユニットＡの外観を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態として、車両用計器（車載計器）のスイッチング電源装置に適用したものを例に挙げて、図面を用いて説明する。
【００１３】
車両用計器Ｍは、車載バッテリＢを駆動電源として、各種車載センサの検出に基づいて計測値などの車両情報を車両利用者に報知するものである。例えば、車両情報として車速計や燃料残量計などを表示できる。
【００１４】
車両用計器Ｍは、図１に示すように、スイッチ部１と、インダクタ２と、キャパシタ３と、ダイオード４と、を設けたスイッチング電源装置Ｓと、このスイッチング電源装置Ｓから供給される電源によって駆動する負荷回路５と、を備え、車載バッテリＢと配線を介して接続される。
【００１５】
スイッチ部１は、車載バッテリＢから負荷回路５までの配線上に設けられ、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの制御部によって通電／断線を切り換える。この場合、スイッチ部１は、ＦＥＴを適用して構成できるが、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路と一体化した半導体によってこれを置き換えることもできる。
【００１６】
インダクタ２は、スイッチ部１と負荷回路５との間の配線上に設けられる。
【００１７】
キャパシタ３は、想定される負荷回路の消費電力に応じた容量のものを選択されて適用でき、その一端を車載バッテリＢとスイッチ部１との間を接続する配線から分岐して接続され、他端を接地接続している。
【００１８】
ダイオード４は、キャパシタ３にスイッチ部１を介して並列に設けられ、その一端（カソード側）をインダクタ２とスイッチ１との間を接続する配線から分岐して接続され、他端（アノード）を接地接続している。
【００１９】
負荷回路５は、一端をインダクタ２の後段側に、他端を接地側に接続し、スイッチング電源装置Ｓからの供給電力によって駆動する。負荷回路５は、図示しないが、例えば、計測値に応じて目盛り等の指標に沿って、指針を回転駆動するための駆動源（モータ）や、画像にてマークや数値，バー表示などで車両情報を示す液晶表示素子、発光ダイオードからなるバックライトなどの電子部品である。
【００２０】
次に上述回路の動作について説明する。
【００２１】
スイッチ部１は、ＤＣ−ＤＣコンバータなどからなる制御部の制御信号によって、交互に通電／断線（電力の供給／停止）を切り換えられる。
【００２２】
スイッチ部１によって通電状態のときは、キャパシタ３に（断線状態のときに）予め充電された電流が放電され、放電された電流は、スイッチ部１やインダクタ２を通って、負荷回路５へ流れる。なお、この電流は、平滑キャパシタ６によって平滑される。
【００２３】
スイッチ部１によって断線状態のときは、インダクタ２、負荷回路５、ダイオード４に電流が流れる。また、このとき、キャパシタ３は、車載バッテリＢの直流電源によって充電される。
【００２４】
インダクタ２は、これらスイッチ部１による通電／断線の切り換わり時において、電流を流さないように、または電流を流そうとする。これによって、スイッチ部１に流れる電流は、スイッチ部１によって通電した直後から徐々に大きくなり、ダイオード４に流れる電流は、スイッチ部１によって断線した直後から徐々に小さくなる。負荷回路５に流れる電流（インダクタ２に流れ、平滑キャパシタ６で平滑された電流）は、ダイオード４とスイッチ部１とに流れる電流を足したものと同じである。スイッチング電源装置Ｓに入力される入力電圧は、インダクタ２によって降圧されて、負荷回路５に印加される。
【００２５】
また、図２，３に示すように、キャパシタ３とダイオード４は、図負荷回路と別体の回路基板、この場合、金属製のベースプレートを有する回路基板Ａ０に実装されてユニットＡを構成する。
【００２６】
回路基板Ａ０には、接地用の電極パターン（接地パターン）Ａ１が大きな面積にて形成され、この電極パターンＡ１と接続し、車載バッテリＢとの接続配線側に接続される接地端子Ａ２と、キャパシタ３の端子とスイッチ部２の一端側に接続するための端子Ａ３、ダイオード４の端子とスイッチ部２の他端側に接続するための端子Ａ４とを、備えている。
【００２７】
ユニットＡは、これらの接続を満たすように、電極パターンＡ１上にキャパシタ３とダイオード４とが実装され、更に、金属製のシールドケースＡ５が、これら電子部品３，４を囲んで、回路基板Ａ０によって覆い塞ぐようにしている。
【００２８】
したがって、スイッチ部１の高周波の切り換え動作によって、スイッチ部１，ダイオード４，コンデンサ３を流れる電流経路において、電流の変化率が大きくなってしまい、ノイズ（スパイクノイズ）が発生してしまう場合であっても、これらの電流経路を小さくできる。また、該切り換えに基づいて発生するキャパシタ３やダイオード４からの発生ノイズにおいても、金属製のシールド部材になる回路基板Ａ０とシールドケースＡ５とで覆われることで、遮蔽できる。
【００２９】
また、ダイオード４などの電子部品から発せられる熱を金属材からなる回路基板Ａ０やシールドケースＡ５によって伝熱させることができるため、電子部品の冷却効果を期待できる。また、これら回路基板Ａ０やシールドケースＡ５を含むユニットＡをスイッチング電源装置Ｓに接続するため、スイッチング電源装置Ｓの放熱部品として兼ねて実装できる。
【００３０】
また、キャパシタ３は、負荷回路５の想定される消費電力に応じた容量が選択されて実装されるが、上述のように簡単な実装構造であるため、部品を置き換えるだけでユニットＡを簡単に汎用できる。
【００３１】
斯かる車両用計器のスイッチング電源装置Ｓは、車載バッテリＢからの電力を負荷側へ供給／停止するのを切り換えるスイッチ部１と、車載バッテリＢとスイッチ部１との間の配線において分岐して接続され充放電によって電圧を調整するキャパシタ３と、このキャパシタ３にスイッチ部１を介して並列に設けられる整流用のダイオード４と、を備えて負荷回路５への駆動電源を生成する車両用計器Ｍのスイッチング電源装置Ｓであって、キャパシタ３とダイオード４とは、負荷回路５を実装する回路基板とは別体の回路基板に実装されるとともに、金属製のシールドケースＡ５に覆われて設けられる。
【００３２】
従って、簡単な構成で、ノイズによる外部影響を低減できるだけでなく、上述効果を得ることができる。
【００３３】
また、キャパシタ３とダイオード４とは、表面実装可能なチップ部品を適用し、前記別体の回路基板の電極パターンＡ１上に実装されることで、ノイズを接地側へ流すことができる。また、シールドケースＡ５を電極パターンＡ１に接続することで、この効果を高めることができる。
【００３４】
キャパシタ３とダイオード４とは、所定の配線パターンが形成された金属製のベースプレート上において実装され、スイッチ部１に接続する端子Ａ３，Ａ４と、接地端子Ａ２とに接続されることによって、キャパシタ３などの電子部品の大きさの差をユニットＡ内で吸収することができるため、スイッチング電源装置Ｓ側の配線や接続構造を変更しなくても、スイッチング電源装置Ｓに実装できるためスイッチング電源装置Ｓの設計変更が簡易でよく汎用性の高い装置となる。
【００３５】
なお、本発明の車両用表示装置の電源回路を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。
【００３６】
例えば、シールドケースＡ５に通気用のスリットを設けて、ダイオード４からの熱を放熱する構造にすることもできる。また、上述の実施の形態では、シールド部材として、回路基板Ａ０とシールドケースＡ５とで囲うようにして構成しているが、電子部品の配置構造によっては、回路基板Ａ０に金属製のベースプレートを用いなくとも、接地用の電極パターンＡ１とシールドケースＡ５とで、ノイズ対策することもできる。
【００３７】
また、上述のように、キャパシタ３とダイオード４のみをシールドしたユニットＡについて示し、この実施の形態にあっては、ユニットＡを小型化する上で有利であるが、スイッチ部１もユニットＡ内に実装することもでき、ノイズの遮蔽効果をより大きくすることが期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、車載計器のスイッチング電源装置に関して、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される計器に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  スイッチ部
２  インダクタ
３  キャパシタ
４  ダイオード
５  負荷回路
Ａ  ユニット
Ａ０  回路基板（別体の回路基板）
Ａ５  シールドケース（シールド部材）
Ｍ  車両用計器（車載計器）
Ｓ  スイッチング電源装置
【図１】
2014222981.tif 000003
【図２】
2014222981.tif 000004
【図３】
2014222981.tif 000005