(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面を有する基板と、
前記第１面上に設けられた絶縁性の本体を含み、電源線の一方に直列に接続された第１インダクタと、
前記第１面上に設けられた絶縁性の本体を含み、スイッチング素子によってスイッチング駆動される第２インダクタと、
前記第１面上で、前記第１インダクタの本体と前記第２インダクタの本体との間でそれぞれに隣接して設けられた絶縁性の本体を含み、前記電源線間に接続されたコンデンサと、
を備え、
前記コンデンサの本体は、前記第１インダクタの本体から離間して配置され、前記第２インダクタの本体に接触している電源装置。
【請求項２】
前記コンデンサの本体と、前記第１インダクタの本体との間に設けられた絶縁部材をさらに備えた請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１インダクタ、前記コンデンサ、および前記第２インダクタは、第１方向に沿って配置され、
前記コンデンサは、前記コンデンサの本体の両端に接続端子を含み、
前記コンデンサの接続端子は、前記第１面上で前記第１方向に交差する第２方向に沿って設けられている請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１インダクタのコイルの中心軸は、前記第２インダクタのコイルの中心軸と直交するように配置された請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の電源装置と、
前記電源装置の出力に接続された照明負荷と、
を備えた照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電源装置および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源装置として、スイッチング素子を用いて所定の電圧および電流を生成するスイッチング電源装置がある。スイッチング電源装置においては、スイッチング素子のオンとオフとを断続的に切替えて高周波電流を生成し、電力変換のためのインダクタに送る。このようなスイッチング電源装置では、スイッチング周波数を高周波化することによって、使用部品を小型化することが可能となり、高密度実装により装置の小型化が可能になる。
【０００３】
一方で、スイッチング電源装置では、スイッチングノイズに基づく電磁妨害波（Electro Magnetic Interference：ＥＭＩ)が発生する。ＥＭＩは、入力配線および出力配線にノイズとして混入する。このため、スイッチング電源装置には、ノイズを抑制するためのノイズフィルタが設けられる。スイッチング電源装置においては、電力変換のためのインダクタと、ノイズフィルタのインダクタとの結合を抑制することが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７９４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、電力変換のためのインダクタと、ノイズを抑制するためのインダクタとの結合を抑制した電源装置および照明器具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る電源装置は、第１面を有する基板と、前記第１面上に設けられた絶縁性の本体を含み、電源線の一方に直列に接続された第１インダクタと、前記第１面上に設けられた絶縁性の本体を含み、スイッチング素子によってスイッチング駆動される第２インダクタと、前記第１面上で、前記第１インダクタの本体と前記第２インダクタの本体との間でそれぞれに隣接して設けられた絶縁性の本体を含み、前記電源線間に接続されたコンデンサと、を備える。前記コンデンサの本体は、前記第１インダクタの本体から離間して配置され、前記第２インダクタの本体に接触している。
【発明の効果】
【０００７】
本実施形態では、第１インダクタと第２インダクタとの間に設けられたコンデンサの本体が第１インダクタの本体と離間して配置されるので、第２インダクタで発生したノイズを第１インダクタに伝導することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の外観を例示する正面図であり、図１（ｂ）は、平面図である。
【図２】図２（ａ）はフィルタ用のインダクタの外観を例示する正面図、図２（ｂ）は、フィルタ用のインダクタの外観を例示する平面図である。図２（ｃ）は、フィルタ用のコンデンサの外観を例示する正面図、図２（ｄ）は、フィルタ用のコンデンサの外観を例示する平面図である。図２（ｅ）は、スイッチング用のインダクタの外観を例示する正面図、図２（ｆ）は、スイッチング用のインダクタの外観を例示する平面図である。
【図３】第１の実施形態のスイッチング電源装置を例示する回路図である。
【図４】第１の実施形態のスイッチング電源装置の製造方法の一部を説明するための模式図である。
【図５】スイッチング電源装置のノーマルモードノイズの測定例の表である。
【図６】図６（ａ）は、第２の実施形態のスイッチング電源装置の外観を例示する正面図である。図６（ｂ）は、第２の実施形態のスイッチング電源装置の外観を例示する平面図である。
【図７】第３の実施形態に係る照明器具を例示する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の外観を例示する正面図であり、図１（ｂ）は、平面図である。
図２（ａ）はフィルタ用のインダクタの外観を例示する正面図、図２（ｂ）は、フィルタ用のインダクタの外観を例示する平面図である。図２（ｃ）は、フィルタ用のコンデンサの外観を例示する正面図、図２（ｄ）は、フィルタ用のコンデンサの外観を例示する平面図である。図２（ｅ）は、スイッチング用のインダクタの外観を例示する正面図、図２（ｆ）は、スイッチング用のインダクタの外観を例示する平面図である。
図３は、本実施形態のスイッチング電源装置を例示する回路図である。
図４は、本実施形態のスイッチング電源装置の製造方法の一部を説明するための模式図である。
図５は、スイッチング電源装置のノーマルモードノイズの測定例の表である。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置１０は、基板１２と、ノイズフィルタ１４と、インダクタ１８と、を備える。スイッチング電源装置１０は、電源入力端子１０ａ，１０ｂと、出力端子１０ｃ，１０ｄと、を含む。電源入力端子１０ａ，１０ｂには、交流電源２が接続される。交流電源２は、たとえば商用電源である。出力端子１０ｃは、出力端子１０ｄの電位に対して正の電位が出力される。出力端子１０ｃ，１０ｄには、発光モジュール６０が接続されている。発光モジュール６０は、直流電力の供給を受けて点灯する発光素子６１を含む。発光モジュール６０は、この例では、直列に接続された複数個の発光素子６１を含んでいる。スイッチング電源装置１０は、交流電源２から交流電力を供給されて、直流電力に変換して出力するＡＣ−ＤＣコンバータである。
【００１１】
基板１２は、第１面１２ａと、第２面１２ｂと、を含む。第２面１２ｂは、第１面１２ａの反対側の面である。以下では、第１面１２ａは、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸に平行に設けられているものとする。また、第１面１２ａは、Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸の正方向に向いているものとする。したがって、第２面１２ｂは、Ｘ軸およびＹ軸に平行であり、Ｚ軸の負方向に向く。
【００１２】
基板１２は、図示はしないが、絶縁性の基材と、基材の片面または両面に銅はく等の導電材料によって形成された配線とを含む。絶縁性の基材は、たとえば紙フェノールや、ガラスエポキシ等である。以下では、基板１２は、基材の両面に配線が形成された両面基板であるものとして説明するが、両面基板に限らず、片面基板や、その他の多層基板であってもよい。
【００１３】
基板１２の形状は、任意の形状とすることができる。基板１２の形状は、たとえば、長方形とすることができる。この例では、基板１２は、長方形の部分と台形の部分とを含む。長方形の部分は、Ｘ軸方向に長辺を有している。台形の部分は、長方形の部分の短辺に接続された短辺と、この短辺に対向する長辺とを有している。この例の基板１２の形状は、Ｘ軸の正方向では、所定の位置まで同一幅で、その所定の位置よりもＸ軸の正方向に進むにつれて幅が広くなるような形状としている。これは、後述する他の実施形態の照明器具を構成する場合に口金部に挿入するのに適した形状である。
【００１４】
ノイズフィルタ１４およびインダクタ１８は、基板１２の第１面１２ａに実装されている。ノイズフィルタ１４は、インダクタ１５と、コンデンサ１６と、を含む。インダクタ１５、コンデンサ１６およびインダクタ１８は、Ｘ軸方向に沿って、この順で基板１２の第１面１２ａ上に配置されている。つまり、コンデンサ１６は、ノイズフィルタ１４のインダクタ１５とインダクタ１８との間に設けられている。また、この例では、電源入力端子１０ａ，１０ｂは、インダクタ１５よりもＸ軸の負方向に設けられている。出力端子１０ｃ，１０ｄは、インダクタ１８よりもＸ軸の正方向に設けられている。
【００１５】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、インダクタ１５は、本体１５ａと端子１５ｂ，１５ｃとコイル１５ｄとを含む。本体１５ａは、Ｚ軸方向に中心軸Ｃ１を含むドラム形状を含む。このドラム形状は、磁性体のコアであり、線材が巻回されコイル１５ｄを形成している。インダクタ１５は、コイルの中心軸Ｃ１がＺ軸にほぼ平行になるように基板１２上に配置される。コイルの両端は、それぞれ端子１５ｂ，１５ｃに接続されている。端子１５ｂ，１５ｃは、本体１５ａの下部で本体１５ａの径の対向する位置に設けられている。端子１５ｂ，１５ｃは、銅や銅を含む合金等の高導電材料によって形成されている。インダクタ１５は、下部に設けられた端子１５ｂ，１５ｃによって基板１２の第１面１２ａ上に形成された配線パターンに接続されている。インダクタ１５の本体１５ａは、Ｘ軸方向に平行な長さＬ１を含む。インダクタ１５の本体１５ａは、Ｙ軸方向に平行な長さ（幅）Ｗ１を含む。インダクタ１５の本体１５ａは、Ｚ軸方向に平行な長さ（高さ）Ｈ１を含む。
【００１６】
図２（ｃ）および図２（ｄ）に示すように、コンデンサ１６は、本体１６ａと端子１６ｂ，１６ｃとを含む。本体１６ａは、Ｘ軸方向に平行な長さＬ２と、Ｙ軸方向に平行な長さ（幅）Ｗ２と、Ｚ軸方向に平行な長さ（高さ）Ｈ２とを含む、ほぼ直方体形状である。本体１６ａは、合成樹脂等絶縁性の材料によって形成されている。端子１６ｂ，１６ｃは、本体１６ａの下部でＹ軸方向の両端に設けられている。端子１６ｂ，１６ｃは、銅や銅を含む合金等の高導電材料からなる導線（リード線）によって形成されている。コンデンサ１６は、下部に設けられた端子１６ｂ，１６ｃによって基板１２の第１面１２ａ上に形成された配線パターンに接続されている。コンデンサ１６は、たとえばフィルムコンデンサである。
【００１７】
図２（ｅ）および図２（ｆ）に示すように、インダクタ１８は、本体１８ａと、端子１８ｂ〜１８ｅとを含む。本体１８ａは、Ｘ軸方向に平行な長さＬ３と、Ｙ軸方向に平行な長さ（幅）Ｗ３と、Ｚ軸方向に平行な長さ（高さ）Ｈ３とを含む、ほぼ直方体形状である。インダクタ１８の本体１８ａにおいては、Ｘ軸に平行な方向に延伸する中心軸Ｃ２を有する直方体状の磁性体のコアに線材が巻回されている。つまり、インダクタ１８の近傍では、インダクタ１８が駆動されることによって、Ｘ軸に平行な方向成分の磁界が発生する。磁性体のコアには、後述するように、主巻線３６として、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のチョークコイルが巻回され、補助巻線３７として、出力素子３１の駆動巻線が巻回されている。主巻線３６の両端には、端子１８ｂ，１８ｃが接続されており、補助巻線３７の両端には、端子１８ｄ，１８ｅが接続されている。端子１８ｂ〜１８ｅは、本体１８ａの下部で、Ｙ軸に平行な対向する辺に設けられている。インダクタ１８は、下部に設けられた端子１８ｂ〜１８ｅによって基板１２の第１面１２ａ上に形成された配線パターンに接続されている。なお、インダクタ１５，１８は、インダクタ１５のコイルの中心軸Ｃ１およびインダクタ１８のコイルの中心軸Ｃ２が互いに直交するように配置してされていればよく、上述の配置には限られない。
【００１８】
インダクタ１５、コンデンサ１６、およびインダクタ１８は、Ｘ軸に沿って配置されており、各部品の間には、部品実装時の精度や自動実装機のチャッキング等のためのスペースが設けられている。具体的には、インダクタ１５の本体１５ａの下部とコンデンサ１６の本体１６ａの下部との間には、スペースΔ１が設けられている。コンデンサ１６の本体１６ａの下部とインダクタ１８の本体１８ａの下部との間には、スペースΔ２が設けられている。スペースΔ１，Δ２は、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。たとえば、スペースΔ１＞Δ２とすることによって、インダクタ１５とコンデンサ１６とを接触しにくくすることができる。スペースΔ１，Δ２は、短い方がこれらの部品の実装面積を実質的に小さくすることができるので好ましい。スペースΔ１，Δ２は、各部品の長さＬ１〜Ｌ３のそれぞれより十分短い長さである。
【００１９】
また、インダクタ１５の本体１５ａの上部とコンデンサ１６の本体１６ａの上部との間には、スペースΔ１よりも長いスペースΔ１'が設けられている。つまり、コンデンサ１６の本体１６ａの上部は、Ｘ軸の正方向に傾くように配置されている。コンデンサ１６の本体１６ａの上部とインダクタ１８の本体１８ａの上部との間には、スペースΔ２よりも小さいスペースΔ２'が設けられている。好ましくは、スペースΔ２'は、０である。この場合には、コンデンサ１６の本体１６ａは、隣接するインダクタ１８の本体１８ａに接触している。
【００２０】
基板１２の第１面１２ａには、上述したインダクタ１５、コンデンサ１６およびインダクタ１８がＸ軸の正方向に向かってこの順で配置されている。また、第１面１２ａには、その他の、比較的高さが高い大型の部品、たとえば平滑回路２２のための電界コンデンサが搭載されている。電界コンデンサは、実装後の高さを抑えるために、本体を横向きにして搭載されている。その他の高さの低い整流回路２０や抵抗器、コンデンサ等は、第２面１２ｂにも搭載されている。
【００２１】
基板１２のＸ軸方向の長さは、インダクタ１５の本体１５ａの長さＬ１、コンデンサ１６の本体１６ａの長さＬ２およびインダクタ１８の本体１８ａの長さＬ３の合計値に、他の大型の部品の長さを加えて概ね設定される。
【００２２】
基板１２のＹ軸方向の長さ（幅）は、インダクタ１５の本体１５ａの幅Ｗ１、コンデンサ１６の本体１６ａの幅Ｗ２およびインダクタ１８の本体１８ａの幅Ｗ３のうちもっとも幅の広いものによって概ね設定される。
【００２３】
スイッチング電源装置１０のＺ軸方向の長さ（高さ）は、インダクタ１５の本体１５ａの高さＨ１、コンデンサ１６の本体１６ａの高さＨ２およびインダクタ１８の本体１８ａの高さＨ３のうちもっとも高さの高いものによって概ね設定される。
【００２４】
コンデンサ１６は、導線（リード線）を端子１６ｂ，１６ｃとするラジアル部品なので、基板１２に実装後、本体１６ａの上部は、Ｘ軸方向に傾けることができる。本体１６ａの上部をＸ軸の正方向に傾けることによって、スイッチング電源装置１０の高さを抑えることができる。
【００２５】
後述するように、インダクタ１５の本体１５ａ、コンデンサ１６の本体１６ａおよびインダクタ１８の本体１８ａのそれぞれの外形寸法は、スイッチング電源装置１０のスイッチング周波数を高周波化することによって小型化される。上述したように基板１２の寸法は設定されるので、スイッチング周波数の高周波化によって基板１２の面積を低減することができ、スイッチング電源装置１０は小型化される。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置１０は、ノイズフィルタ１４と、整流回路２０と、平滑回路２２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０と、を含む。ノイズフィルタ１４のインダクタ１５は、コンデンサ１６とともに、スイッチング電源装置１０の電力変換動作（後に説明するようにスイッチング動作）によって発生したノイズを外部に伝導することを抑制する。インダクタ１５の一端は、電源入力端子１０ａ，１０ｂのいずれか（この例では電源入力端子１０ａ）に接続されている。インダクタ１５の他端は、コンデンサ１６の一端に接続されている。つまり、インダクタ１５は、電源線２ａ，２ｂのうちの一方に直列に挿入されている。コンデンサ１６の他端は、電源入力端子１０ｂに接続されている。つまり、コンデンサ１６は、電源線２ａ，２ｂの間（線間）に接続されている。ノイズフィルタ１４は、Ｌ形のノーマルモードノイズフィルタである。ノイズフィルタ１４には、インダクタ１５の一端とコンデンサ１６の他端との間にさらにコンデンサを接続してπ形のノーマルモードノイズフィルタとしてもよい。なお、この例のように、電源線２ａ，２ｂの一方に、スイッチング電源装置１０の保護のためにヒューズを挿入してもよい。
【００２７】
整流回路２０は、入力端子２０ａ，２０ｂと出力端子２０ｃ，２０ｄとを含む。整流回路２０の入力端子２０ａ，２０ｂは、ノイズフィルタ１４を介して交流電源２に接続される。整流回路２０は、入力端子２０ａ，２０ｂに入力された交流電圧を整流して脈流を出力端子２０ｃ，２０ｄから出力する。出力端子２０ｃは、出力端子２０ｄに対して正の電圧を出力する。整流回路２０は、たとえばダイオードブリッジである。ダイオードブリッジからなる整流回路２０は、全波整流された脈流を出力する。
【００２８】
平滑回路２２は、整流回路２０の出力端子２０ｃ，２０ｄに接続されている。平滑回路２２は、たとえば平滑コンデンサである。平滑回路２２は、整流回路２０から脈流電圧を入力して、ほぼ一定の直流電圧に変換する。
【００２９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、出力素子３１と、定電流素子３２と、整流素子３３と、インダクタ１８と、平滑コンデンサ３４と、を含む。出力素子３１および定電流素子３２は、直列に接続されている。出力素子３１および定電流素子３２の直列接続体は、整流回路２０の出力端子２０ｃ，２０ｄの間で整流素子３３と直列に接続されている。インダクタ１８は、一端が出力素子３１および定電流素子３２の直列接続体と整流素子３３との接続ノードｎ１に接続されている。インダクタ１８の他端は、スイッチング電源装置１０の出力端子１０ｃに接続されている。平滑コンデンサ３４の両端は、スイッチング電源装置１０の出力端子１０ｃ，１０ｄにそれぞれ接続されている。
【００３０】
出力素子３１は、この例では、ノーマリオン形のスイッチング素子である。出力素子３１は、たとえば高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor、ＨＥＭＴ）が用いられる。ＨＥＭＴには、たとえばワイドバンドギャップ半導体を用いることができる。ワイドバンドギャップ半導体とは、シリコンよりもバンドギャップの広い、たとえば窒化ガリウム（ＧａＮ）や炭化珪素（ＳｉＣ）等をいう。
【００３１】
定電流素子３２は、この例では、ノーマリオン形の素子である。定電流素子３２には、出力素子３１と同様に、ワイドバンドギャップ半導体を用いたＨＥＭＴを用いることができる。
【００３２】
出力素子３１の制御端子（ゲート）には、ゲート駆動回路が接続されている。ゲート駆動回路は、結合コンデンサ３５と、補助巻線３７と、ダイオード３８と、抵抗器３９とを含む。結合コンデンサ３５一端は、出力素子３１のゲートに接続され、他端は補助巻線３７の一端に接続されている。補助巻線３７の他端は、接続ノードｎ１に接続されている。補助巻線３７は、インダクタ１８の補助巻線である。つまり、補助巻線３７は、主巻線３６と磁気結合され、主巻線３６に発生する磁束に応じて電圧を出力する。ダイオード３８および抵抗器３９は、出力素子３１のゲートにソースに対して正の電圧が印加されないように出力素子３１のゲートソース間をクランプする。
【００３３】
定電流素子３２の制御端子（ゲート）には、ゲート電圧制御回路が接続されている。ゲート電圧設定回路は、ダイオード４０と、定電圧ダイオード４１と、コンデンサ４２と、抵抗器４３〜４６と、トランジスタ４７と、オペアンプ４８と、コンデンサ４９と、基準電圧源５１と、抵抗器５２と、を含む。ダイオード４０は、ノーマリオン形のＨＥＭＴである定電流素子３２のゲートソース間に正の電圧が印加されないようにクランプする。定電圧ダイオード４１およびコンデンサ４２は抵抗器４３〜４６とともにローパスフィルタとして機能する。また、抵抗器４３，４５は、接続ノードｎ１の電圧をトランジスタ４７の出力電流に応じて分圧する。抵抗器４３，４５によって分圧された電圧は、抵抗器４４を介して定電流素子３２のゲートに印加される。
【００３４】
ゲート電圧制御回路のうち、抵抗器４６、トランジスタ４７、およびオペアンプ４８は、差動増幅回路を構成する。この差動増幅回路は、基準電圧源５１と、抵抗器５２の両端の電圧との間の電圧差を増幅して出力する。つまり、ゲート電圧制御回路は、差動増幅回路によって検出されたＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電流を一定にするように定電流素子３２のゲート電圧を設定する。
【００３５】
以上の構成を含むＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、整流回路２０で整流され、平滑回路２２で平滑された非安定の直流電圧を定電流に変換して出力する。定電流値は、発光モジュール６０に流す電流値に応じて、基準電圧源５１および抵抗器５２によって設定される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、臨界モードで動作し、主としてインダクタ１８のインダクタンス値によってスイッチング周波数が決定される。スイッチング周波数は、たとえば１ＭＨｚ程度に設定される。
【００３６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のスイッチング周波数が高く設定された場合には、インダクタ１８のインダクタンス値や、平滑コンデンサ３４の静電容量値を小さくすることができ、これらの部品の外形寸法を小型にすることができる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のスイッチング周波数を高く設定した場合には、抑制する伝導ノイズの周波数もスイッチング周波数とその高調波成分となるので、ノイズフィルタ１４のカットオフ周波数を高くすることができる。したがって、ノイズフィルタ１４を構成するインダクタ１５およびコンデンサ１６の外形寸法を小型にすることができる。
【００３７】
なお、上述の回路例は、高周波スイッチング動作が可能なＤＣ−ＤＣコンバータの回路例として示したものであり、たとえば５００ｋＨｚ以上のスイッチング周波数で動作するＤＣ−ＤＣコンバータの回路であれば、昇圧形、昇降圧形やトランス絶縁方式等、他の回路構成あってもかまわない。また、力率改善回路等が追加されていてもよい。また、インダクタ１８を駆動する電圧波形は、矩形波に限らず正弦波等であってよい。
【００３８】
本実施形態のスイッチング電源装置１０の動作について説明する。
本実施形態のスイッチング電源装置１０では、インダクタ１５、コンデンサ１６およびインダクタ１８がこの順でＸ軸の正方向に向かって配置されている。インダクタ１８は、出力素子３１、定電流素子３２および整流素子３３によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のスイッチング周波数で駆動される。インダクタ１８の主巻線３６には、両端には矩形波状の電圧が印加され、矩形波電圧に応じた三角波状の電流が流れる。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のスイッチング周波数は、１ＭＨｚ以上に設定されている。たとえばスイッチング周波数が１ＭＨｚの場合には、１ＭＨｚを基本波とする矩形波電圧および三角波電流がインダクタ１８の主巻線３６には印加され、流れる。１ＭＨｚを基本波とする矩形波電圧等は、ノーマルモードノイズとなって交流電源２が接続されている側の電源線２ａ，２ｂを伝導する。これら１対の電源線２ａ，２ｂに両端が接続されたコンデンサ１６は、ノーマルモードノイズを短絡してノーマルモードノイズが交流電源２の側へ伝導することを抑止する。交流電源２の側に一部漏えいしたノーマルモードノイズは、インダクタ１５によって減衰され、外部へ漏えいすることが防止される。
【００３９】
コンデンサ１６は、その本体１６ａがインダクタ１５の本体１５ａから離間しているので、本体１６ａを形成する絶縁材料の誘電率に応じた静電結合や、磁気誘導による結合を生じにくい。そのため、コンデンサ１６に流入したノーマルモードノイズは、インダクタ１５の側に伝導することが防止される。
【００４０】
コンデンサ１６の本体１６ａが、インダクタ１８の本体１８ａに接触するように設けられている場合には、本体１６ａの上部は、Ｘ軸の正方向に傾く。そのため、コンデンサ１６の本体１６ａとインダクタ１５の本体１５ａとの間には、スペースΔ１より長いΔ１'が形成されることが保証される。
【００４１】
本実施形態のスイッチング電源装置１０では、基板１２へのインダクタ１５、コンデンサ１６およびインダクタ１８の実装時に、それぞれスペースΔ１，Δ２を設けるように配置される。図４に示すように、これらの部品を実装後に、インダクタ１５の本体１５ａとコンデンサ１６の本体１６ａとの間に、スペースΔ１よりも長い、先端のＸ軸方向の長さＬｊを有する治具Ｊが挿入される。コンデンサ１６の端子１６ｂ，１６ｃは、Ｙ軸に沿って設けられているので、治具Ｊの挿入によって、本体１６ａの上部は、インダクタ１８の側に倒れ、スペースΔ１'（＞Δ１）が確保される。好ましくは、コンデンサ１６の本体１６ａは、インダクタ１８の本体１８ａに接触することによって、スペースΔ１'が確保される。なお、Ｘ軸方向の長さＬｊがΔ１よりも小さい治具Ｊをインダクタ１５とコンデンサ１６の間に挿入することによって、インダクタ１５とコンデンサ１６とを接触させないようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態のスイッチング電源装置１０の作用および効果について説明する。
本実施形態のスイッチング電源装置１０では、インダクタ１５、コンデンサ１６およびインダクタ１８は、Ｘ軸方向に平行に、それぞれの本体の下部の間にスペースΔ１，Δ２を含むように配置されているので、基板１２上に高密度に実装することができる。インダクタ１５の本体１５ａの上部とコンデンサ１６の本体１６ａの上部との間には、スペースΔ１よりも長いスペースΔ１'を設けているので、インダクタ１５およびコンデンサ１６の相互の容量結合および磁気結合を低減することができる。そのため、コンデンサ１６を流れるノーマルモードノイズをインダクタ１５の側に伝導することを防止することができる。
【００４３】
スペースΔ１'は、コンデンサ１６の本体１６ａの上部とインダクタ１８の本体１８ａの上部との間のスペースΔ２'を０とすることによって、十分な長さを確保することができる。このスペースΔ２'は、スイッチング電源装置１０の製造工程中に、インダクタ１５の本体１５ａとコンデンサ１６の本体１６ａとの間に治具Ｊを挿入することによって実現することができる。なお、スペースΔ２'を０、すなわちコンデンサ１６の本体１６ａとインダクタ１８の本体１８ａとを接触させることによって、ノイズが発生したり、他の特性に影響を与えたりすることはない。
【００４４】
近接して配置されているインダクタ１５，１８のそれぞれのコイルの中心軸Ｃ１，Ｃ２は、ほぼ直角になるように配置されている。そのため、インダクタ１５は、高周波スイッチング駆動されるインダクタ１８が発生する磁界に相互誘導により結合することがほとんどないので、電源線に漏えいするノーマルモードノイズを抑制することができる。
【００４５】
図５には、ノーマルモードノイズを測定した結果が示されている。図５の上段には、コンデンサ１６の本体１６ａをノイズフィルタ１４のインダクタ１５の本体１５ａから離間させ、コンデンサ１６の本体１６ａをスイッチング駆動されるインダクタ１８の本体１８ａに接触させた場合の測定結果を示す。図５の下段には、コンデンサ１６の本体１６ａをノイズフィルタ１４のインダクタ１５の本体１５ａに接触させた場合のノーマルモードノイズのピーク値を示す。図５の比較により各測定周波数において、６％〜１０％程度のノイズ低減の効果が認められる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図６（ａ）は、本実施形態のスイッチング電源装置の外観を例示する正面図であり、図６（ｂ）は、本実施形態のスイッチング電源装置の外観を例示する平面図である。
第１の実施形態の場合では、インダクタ１５の本体１５ａとコンデンサ１６の本体１６ａとの間に治具を挿入することによって、スペースΔ１'を確保することとしたが、他の方法によってもよい。本実施形態のスイッチング電源装置１１０では、インダクタ１５の本体１５ａとコンデンサ１６の本体１６ａとの間にスペーサ１１１を設けている。スペーサ１１１は、合成樹脂等の絶縁部材である。
【００４７】
スペーサ１１１は、先端のＸ軸方向の長さが、スペースΔ１よりも長く設定されている。スペーサ１１１は、先端をＺ軸の負方向に向けて、インダクタ１５の本体１５ａとコンデンサ１６の本体１６ａとの間に挿入されている。スペーサ１１１は、この例のように、Ｚ軸の正方向に向かって長くなるくさび型であってもよい。
【００４８】
スペーサ１１１は、インダクタ１５、コンデンサ１６およびインダクタ１８が基板１２の第１面１２ａ上に実装された後に上述の箇所に挿入される。スペーサ１１１は、Ｚ軸の負方向に向かって挿入されることによって、コンデンサ１６の本体１６ａの上部がインダクタ１８の側に傾く。たとえば、スペーサ１１１は、くさび型状であり、上述の箇所に挿入されて、コンデンサ１６の本体１６ａの上部がインダクタ１８の本体１８ａに接触することによって固定される。接着剤等を用いて固定するようにしてもよい。
【００４９】
スペーサ１１１は、好ましくは、コンデンサ１６の本体１６ａの誘電率よりも小さい誘電率を有する絶縁材料である。
【００５０】
本実施形態のスイッチング電源装置１１０の作用および効果について説明する。
本実施形態のスイッチング電源装置１１０では、インダクタ１５の本体１５ａとコンデンサ１６の本体１６ａとの間に設けられたスペーサ１１１を含んでいる。スペーサ１１１は、インダクタ１５の本体１５ａとコンデンサ１６の本体１６ａとの間のスペースΔ１よりも長い先端の長さを有しているので、スペースΔ１以上のスペースを確保することができる。スペーサ１１１をくさび型状にすることによって、コンデンサ１６の本体１６ａをインダクタ１８の本体１８ａに接触させることができ、スペースΔ１'を確保することができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
図７は、本実施形態に係る照明器具を例示する部分断面図である。
図７に示すように、本実施形態の照明器具１は、スイッチング電源装置１０と、発光モジュール６０と、ベース１２０と、筐体１２２と、透光シールド１２４と、を備える。スイッチング電源装置１０は、照明器具１内に収納されている。
【００５２】
ベース１２０は、スイッチング電源装置１０の一部を収納するとともに、スイッチング電源装置１０の電源入力端子１０ａ，１０ｂを外部の交流電源２に接続する。ベース１２０は、電球型の照明器具１における口金部である。
【００５３】
筐体１２２は、たとえばアルミニウムを含む金属で形成されており、ベース１２０とともにスイッチング電源装置１０および発光モジュール６０を収納する。筐体１２２は、スイッチング電源装置１０の基板１２および発光モジュール６０と熱的に結合させることによって、これらで発生する熱を効率よく放熱するヒートシンクとしての機能を有する。
【００５４】
透光シールド１２４は、発光モジュール６０上に設けられた発光素子６１から放射される光を透過するとともに発光モジュール６０を保護する。
【００５５】
本実施形態の照明器具１の作用および効果について説明する。
本実施形態の照明器具１では、上述したスイッチング電源装置１０は、高周波スイッチング動作が可能であるため、インダクタ１５，１８やコンデンサ１６等の部品の外形サイズを小型にすることができる。そのため、電球型の照明器具１の口金部分（ベース１２０）に収納することができるので照明器具１としても小型化が可能であるとともに、デザインの自由度を大きくとることができる。
【００５６】
以上説明した実施形態によれば、電力変換のためのインダクタと、ノイズを抑制するためのインダクタとの結合を抑制した電源装置および照明装置を実現することができる。
【００５７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  照明器具、２  交流電源、１０  スイッチング電源装置、１２  基板、１２ａ  第１面、１２ｂ  第２面、１４  ノイズフィルタ、１５  インダクタ、１６  コンデンサ、１８  インダクタ、２０  整流回路、２２  平滑回路、３０  ＤＣ−ＤＣコンバータ、３１  出力素子、３２  定電流素子、３３  整流素子、３４  平滑コンデンサ、３５  結合コンデンサ、３６  主巻線、３７  補助巻線、３８，４０  ダイオード、３９  抵抗器、４１  定電圧ダイオード、４２  コンデンサ、４３〜４６  抵抗器、４７  トランジスタ、４８  オペアンプ、４９  コンデンサ、５１  基準電圧源、５２  抵抗器、６０  発光モジュール、６１  発光素子、１１０  スイッチング電源装置、１１１  スペーサ
【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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