(57)【要約】      （修正有）【課題】直流入力電圧を所定の直流出力電圧に変換すると共に、負荷側に何らかの原因により発生する過電流から保護をするための三端子型又は四端子形の小型ＤＣ／ＤＣコンバータを提供する。【解決手段】入力端子２に接続したトランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ１に接続したインダクタンスＬ１と、インダクタンスＬ１に接続した出力端子３と、トランジスタＴｒ１に接続した出力電圧可変端子５と、トランジスタＴｒ１とインダクタンスＬ１との間に接続したダイオードＤ１と、ダイオードＤ１に接続したグランド端子４とを備える。入力端子２とトランジスタＴｒ１との間とグランド端子４とダイオードＤ１との間に第１のコンデンサＣ１を接続し、インダクタンスＬ１と出力端子との間とダイオードＤ１とグランド端子４との間に第２のコンデンサＣ２を接続する。【選択図】図１
0003165911.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも入力端子と出力端子とグランド端子とを突出させたＤＣ／ＤＣコンバータであって、
金属製のリードフレーム上に搭載された少なくとも１つの半導体チップと、
前記リードフレーム上に搭載されたインダクタンスと、
前記半導体チップ、前記インダクタンスおよび前記リードフレームを樹脂封止する樹脂パッケージ本体とを有し、
前記リードフレームの一部は、前記樹脂パッケージ本体の一側面から突出して入力端子、出力端子およびグランド端子を形成する、ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記リードフレームは、窪むようにオフセットされた領域を含み、オフセットされた領域上に前記半導体チップおよび前記インダクタンスを実装する、請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記リードフレームは、前記オフセットされた領域から延在するヒートシンク部分を含む、請求項１または２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】
ＤＣ／ＤＣコンバータはさらに、樹脂パッケージ本体の一側面から突出する出力電圧可変端子を含む、請求項１ないし３いずれか１つに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】
ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記入力端子にコレクタ端子が接続され、前記インダクタンスにエミッタ端子が接続され、ベース端子に制御回路が接続されたトランジスタを含んでおり、前記半導体チップは、前記制御回路を含む、請求項１ないし４いずれか１つに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はＤＣ／ＤＣコンバータに関するものであり、更に詳細には、直流入力電圧を所定の直流出力電圧に変換すると共に、負荷側に何らかの原因により発生する過電流から保護をするための三端子型又は四端子形のＤＣ／ＤＣコンバータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、これらのＤＣ／ＤＣコンバータはパーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯機器等の電源として用いられており、商業用電源である交流電源から変換された直流電流を入力するために用いられているものであり、夫々の機器の小型化から一層の簡素化と小型化が求められているものである。
【０００３】
従来、例えば、誤差増幅回路１５の出力端子とグランドＧＮＤとの間にショート用トランジスタ３１を接続し、ショート用トランジスタ３１を初期誤動作防止回路１２からＬレベルの解除信号ＳＧ３が出力されるまで、即ち、三角波発振回路１３が発振動作を開始されるまでオン状態にして誤差増幅回路１５の誤差出力信号ＳＧ６が０ボルトに保持し、ＰＷＭ比較回路１７は、正常に発振動作を開始した三角波発振回路１３の三角波信号ＳＧ３と、誤差増幅回路１５が正常な状態で充電電圧Ｖｓｏｆと出力電圧Ｖｏｕｔを比較しその差電圧を増幅して得た誤差出力信号ＳＧ６とに基づいてデューティ制御信号ＳＧ７を生成するもの（特許文献１参照）や、前記半導体スイッチング素子の出力端子と前記抵抗との接続点においてアノード端子を接続した第１のダイオード１７と、前記第１のダイオードのカソード端子にベース端子を接続されエミッタ端子は前記半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動用回路部のグランドに接続されたＮＰＮ型トランジスタ１８と、前記ＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子にベース端子を接続されコレクタ端子は前記ＮＰＮ型トランジスタのベース端子に接続されたＰＮＰ型トランジスタ１９と、前記半導体スイッチング素子のオン・オフ用入力端子にアノード端子を接続されカソード端子は前記ＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子に接続された第２のダイオード２０と、前記ＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子に正極側を接続された第２の直流電源２２とを備えたもの（特許文献２参照）等が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７５３６号公報
【特許文献２】特開平１０−２７１８１８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
然し乍ら、従来開示されているものは構成が複雑で、多数の制御回路やパーツを必要としており、その製造に多大の手間暇がかかり、高価なものと成っていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の課題に鑑み、鋭意研鑽の結果、本考案のＤＣ／ＤＣコンバータは、コンバータ本体の一側面から入力端子と出力端子とグランド端子とを突出させた三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータであって、入力端子に接続したトランジスタと、トランジスタに接続したインダクタンスと、インダクタンスに接続した出力端子と、トランジスタに接続した制御回路と、トランジスタとインダクタンスとの間の接続点に接続したダイオードと、ダイオードに接続したグランド端子とを備え、入力端子とトランジスタとの間とグランド端子とダイオードとの間に夫々接続点を設けて第１のコンデンサを接続し、インダクタンスと出力端子との間とダイオードとグランド端子との間に夫々接続点を設けて第２のコンデンサを接続したものであり、又は、コンバータ本体の一側面から入力端子と出力端子とグランド端子と出力電圧可変端子とを突出させた四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータであって、入力端子に接続したトランジスタと、トランジスタに接続したインダクタンスと、インダクタンスに接続した出力端子と、トランジスタに接続した制御回路と、トランジスタとインダクタンスとの間の接続点に接続したダイオードと、ダイオードに接続したグランド端子とを備え、入力端子とトランジスタとの間とグランド端子とダイオードとの間に夫々接続点を設けて第１のコンデンサを接続し、インダクタンスと出力端子との間とダイオードとグランド端子との間に夫々接続点を設けて第２のコンデンサを接続すると共に、制御回路と出力電圧可変端子を接続し、出力電圧可変端子と出力端子との間に第１の任意抵抗を接続し、出力電圧可変端子とグランド端子との間に第２の任意抵抗を接続したものである。
【考案の効果】
【０００７】
本考案の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータは、入力端子とトランジスタのコレクタ端子との間とグランド端子とダイオードのアノード端子との間に夫々接続点を設けて第１のコンデンサを接続し、インダクタンスと出力端子との間とダイオードのアノード端子とグランド端子との間に夫々接続点を設けて第２のコンデンサを接続し、更に、四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータは、入力端子とトランジスタのコレクタ端子との間とグランド端子とダイオードのアノード端子との間に夫々接続点を設けて第１のコンデンサを接続し、インダクタンスと出力端子との間とダイオードのアノード端子とグランド端子との間に夫々接続点を設けて第２のコンデンサを接続すると共に、制御回路に出力電圧可変端子を接続し、出力電圧可変端子と出力端子との間に第１の任意抵抗をグランド端子との間に第２の任意抵抗を接続したたことにより、構成を簡素化できパーツの組み込みが少ないため、廉価で提供できるものであり、画期的で実用性の高い考案である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの実施例の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図２】本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの実施例の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの正面図である。
【図３】本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの次実施例の四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図４】ＤＣ／ＤＣコンバータの次実施例の四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの正面図である。
【図５】本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの内部を説明するための断面説明図である。
【図６】本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの実装状態を説明するための側面図である。
【図７】本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの他の実装状態を説明するための側面図である。
【図８】本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの次実施例の四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの任意抵抗の出力電圧と抵抗値を表したグラフである。
【図９】図９Ａは本考案の他の実施例に係るＤＣ／ＤＣの正面図、図９Ｂはその側面図である。
【図１０】図９ＡのＡ−Ａ線概略断面図である。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
本考案はＤＣ／ＤＣコンバータに関するものであり、更に詳細には、直流入力電圧を所定の直流出力電圧に変換すると共に、負荷側に何らかの原因により発生する過電流から保護をする三端子型又は四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータに関するものであり、第１の好ましい態様のＤＣ／ＤＣコンバータは、コンバータ本体１の一側面から入力端子２と出力端子３とグランド端子４とを突出させた三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記入力端子２にコレクタ端子を接続したトランジスタＴｒ１と、該トランジスタＴｒ１のエミッタ端子に接続したインダクタンスＬ１と、該インダクタンスＬ１に接続した出力端子３と、前記トランジスタＴｒ１のベース端子に接続した制御回路６と、前記トランジスタＴｒ１のエミッタ端子とインダクタンスＬ１との間の接続点にカソード端子を接続したダイオードＤ１と、該ダイオードＤ１のアノード端子に接続したグランド端子４とを備え、前記入力端子２とトランジスタＴｒ１のコレクタ端子との間とグランド端子４とダイオードＤ１のアノード端子との間に夫々接続点を設けて第１のコンデンサＣ１を接続し、前記インダクタンスＬ１と出力端子との間とダイオードＤ１のアノード端子とグランド端子４との間に夫々接続点を設けて第２のコンデンサＣ２を接続したものである。
【００１０】
更に、第２の好ましい態様のＤＣ／ＤＣコンバータは、コンバータ本体１の一側面から入力端子２と出力端子３とグランド端子４と出力電圧可変端子５とを突出させた四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記入力端子２にコレクタ端子を接続したトランジスタＴｒ１と、該トランジスタＴｒ１のエミッタ端子に接続したインダクタンスＬ１と、該インダクタンスＬ１に接続した出力端子３と、前記トランジスタＴｒ１のベース端子に接続した制御回路６と、前記トランジスタＴｒ１のエミッタ端子とインダクタンスＬ１との間の接続点にカソード端子を接続したダイオードＤ１と、該ダイオードＤ１のアノード端子に接続したグランド端子４とを備え、前記入力端子２とトランジスタＴｒ１のコレクタ端子との間とグランド端子４とダイオードＤ１のアノード端子との間に夫々接続点を設けて第１のコンデンサＣ１を接続し、前記インダクタンスＬ１と出力端子との間とダイオードＤ１のアノード端子とグランド端子４との間に夫々接続点を設けて第２のコンデンサＣ２を接続すると共に、前記制御回路６と出力電圧可変端子５を接続し、該出力電圧可変端子５と出力端子３との間に第１の任意抵抗ＶＲ１を接続し、前記出力電圧可変端子５とグランド端子４との間に第２の任意抵抗ＶＲ２を接続したものである。
【実施例】
【００１１】
以下、本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの実施例の図面を用いて詳細に説明すると、図１は本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの実施例の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図であり、図２は本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの実施例の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの正面図であり、図３は本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの次実施例の四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図であり、図４はＤＣ／ＤＣコンバータの次実施例の四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの正面図であり、図５は本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの内部を説明するための断面説明図であり、図６は本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの実装状態を説明するための側面図であり、図７は本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの他の実装状態を説明するための側面図であり、図８は本考案のＤＣ／ＤＣコンバータの次実施例の四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの任意抵抗の出力電圧と抵抗値を表したグラフである。
【００１２】
即ち、本考案の実施例の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータは、図２に図示する如く、コンバータ本体１は絶縁部材で形成された略立方体状のもので、一側面には機器と電気的に接続させるための入力端子２と出力端子３とグランド端子４とを突出させているものである。
【００１３】
そして、図１に図示する実施例の回路図の如く、トランジスタＴｒ１はコレクタ端子を入力端子に接続し、エミッタ端子は後述するダイオードＤ１のカソード端子との接続点を介装してインダクタンスＬ１と接続し、ベース端子には後述する制御回路６と接続しているものである。
【００１４】
次に、制御回路６はトランジスタＴｒ１のベース端子に接続させているものである。インダクタンスＬ１は一方をトランジスタＴｒ１のエミッタ端子と後述するダイオードＤ１のカソード端子との接続点を介装して接続すると共に、インダクタンスＬ１の他方は出力端子と後述する第２のコンデンサＣ２を接続するための接続点を介装して接続しているものである。
【００１５】
更に、ダイオードＤ１はカソード端子をトランジスタＴｒ１のエミッタ端子とインダクタンスＬ１との間の接続点に接続すると共に、ダイオードＤ１のアノード端子はグランド端子４に接続しているものである。
【００１６】
そして、第１のコンデンサＣ１は入力端子２とトランジスタＴｒ１のコレクタ端子との間に接続点を設けると共に、グランド端子４とダイオードＤ１のアノード端子との間に接続点を設け、夫々の接続点との間に配設したものである。
【００１７】
次いで、第２のコンデンサＣ２はインダクタンスＬ１と出力端子３との間に接続点を設けると共に、ダイオードＤ１のアノード端子とグランド端子４との間に接続点を設け、夫々の接続点との間に配設したものである。
【００１８】
更には、本考案の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの実装状態は図５に図示する如く、コンバータ本体１の一側面に入力端子２と出力端子３とグランド端子４とを突出させ、略中央に上下に仕切るように絶縁体７を内装し、絶縁体７の上方に回路を形成した半導体チップ８を取り付けると共に、絶縁体７の下方に誘電体であるインダクタンスＬ１を取り付けたものである。
【００１９】
そして、本考案の次実施例の四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータは、図３及び図４に図示する如く、前述の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータに出力電圧可変端子５を付設したもので、出力電圧可変端子５は制御回路６と接続をしており、コンバータ本体１の一側面に入力端子２と出力端子３とグランド端子４と並設して突設しているものであり、加えて、前記出力電圧可変端子５と出力端子３との間に電圧を上げるための第１の任意抵抗ＶＲ１を接続し、前記出力電圧可変端子５とグランド端子４との間に電圧を下げるための第２の任意抵抗ＶＲ２を接続したものである。
【００２０】
更には、第１の任意抵抗ＶＲ１と第２の任意抵抗ＶＲ２とは、例えば、図８に図示するグラフのように使用する出力電圧によって任意に設定して接続するものであり、他の構造は実施例の三端子型のＤＣ／ＤＣコンバータと同様であるので省略するものである。
【００２１】
更に、本考案のＤＣ／ＤＣコンバータを基板Ａの上に実装するには、図６に図示する如く、基板Ａに設けた孔に三端子２．３．４又は四端子２．３．４．５の先端を挿通させて半田で取り付けを行うディスクリートタイプでも、或いは、基板Ａに三端子２．３．４又は四端子２．３．４．５の先端辺を半田のリフローを利用して取り付けを行う表面実装タイプで可能なものである。
【００２２】
次に、本考案の他の実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータの構成について説明する。図９Ａは、他の実施例に係る四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータの正面図、図９Ｂは、その側面図を示している。
【００２３】
本実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、入力端子ＩＮ、出力端子ＯＵＴ、グランド端子ＧＮＤ、出力電圧可変端子ＦＢを一側面から突出させたほぼ矩形状の樹脂パッケージ本体１１０を含んで構成される。樹脂パッケージ本体１１０は、後述するように、その内部に、回路基板、回路基板上に実装された半導体チップ、インダクタンスおよびヒートシンクを樹脂によりモールドしたものである。樹脂パッケージ本体１１０の上部には、円形状の貫通孔１２０が形成され、貫通孔１２０内に熱導電性のよい金属部材を取り付けることで、樹脂パッケージ本体内で生じた熱をヒートシンクを介して効果的に放熱させることができる。なお、この例では、４つのリード端子を有するＤＣ／ＤＣコンバータを示すが、入力端子、出力端子およびグランド端子の３端子型のＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。さらに、リード端子の数は４つ以上であってもよく、例えば、入力端子、出力端子、グランド端子にそれぞれ複数のリード端子を割り当てるようにしてもよい。
【００２４】
図１０は、図９Ａに示す樹脂パッケージ本体１１０のＡ−Ａ線概略断面を示す図である。樹脂パッケージ本体１１０は、金属製のリードフレーム１３０を封止し、本体１１０の一方の側面１１０Ａにおいてリードフレーム１３０がトリミングされ、他方の側面Ｂから複数のリード端子を突出させ、突出したリードが入力端子、出力端子およびグランド端子を形成している。
【００２５】
リード端子１３０は、その中央部分が窪むようにオフセットされ、オフセットされた領域１３０Ａ上にマウンタ１４０が固定され、マウンタ１４０上に半導体チップ１５０およびインダクタンス１６０が固定される。マウンタ１４０は、セラミック基板やその他の熱導電性のある絶縁基板を用いることができる。なお、マウンタ１４０を用いず、半導体チップ１５０およびインダクタンス１５０がリードフレーム上の直接的に取り付けられるようにしてもよい。
【００２６】
半導体チップ１４０は、それ自身が樹脂封止された表面実装用のパッケージであってもよいし、ベアチップであってもよい。好ましくは、半導体チップ１５０は、図１、図３に示される制御回路６を含んでいる。さらに半導体チップ１５０は、制御回路６に接続されたトランジスタＴｒ１を含むことも可能である。半導体チップ１５０のリード端子または電極は、例えばボンディングワイヤ１５０Ａによってリードフレーム上のグランド端子に接続される。
【００２７】
リードフレームのオフセットされた領域１３０Ａ上にはさらに、インダクタンス１６０がマウンタ１４０を介して固定される。インダクタンス１６０は、例えばボンディングワイヤ１６０Ａによって出力端子ＯＵＴに接続される。オフセットされた領域１３０Ａ上に半導体チップ１５０とインダクタンス１６０を実装することで、樹脂パッケージ１１０の厚さを薄くすることができる。
【００２８】
リードフレーム１３０のオフセットされた領域１３０Ａから側面１１０Ａの方向に延在する部分１３０Ｂは、ヒートシンクとして機能する。但し、樹脂パッケージ本体１１０に形成された貫通孔１２０が貫通する領域には、ヒートシンク部分１３０Ｂが取り除かれる。
【００２９】
このように本実施例によれば、１つのパッケージ内に複数の部品を収納し、かつ半導体チップにより制御回路を構成することで部品点数を削減した、低コストのＤＣ／ＤＣコンバータモジュールを提供することができる。さらに金属製のリードフレームを利用することで、放熱特性が優れ、かつオフセットされた領域上に半導体チップおよびインダクタンスを実装することで小型化、薄型化を図ったＤＣ／ＤＣコンバータモジュールを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本考案の三端子型又は四端子型のＤＣ／ＤＣコンバータは、携帯機器等に用いるもので、５〜４０Ｖの直流入力電圧を１．５〜３０Ｖの直流出力電圧にコンバートするものであり、保護回路として過電流保護、過熱保護に最適のものである。
【符号の説明】
【００３１】
１ コンバータ本体
２ 入力端子
３ 出力端子
４ グランド端子
５ 出力電圧可変端子
６ 制御回路
７ 絶縁体
８ 半導体チップ
Ｔｒ１ トランジスタ
Ｌ１ インダクタンス
Ｄ１ ダイオード
１００：ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１０：樹脂パッケージ本体
１１０Ａ、１１０Ｂ：側面
１３０：リードフレーム
１３０Ａ：オフセットされた領域
１３０：ヒートシンク部分
１４０：マウンタ
１５０：半導体チップ
１６０：インダクタンス
【図１】
0003165911.tif 000003
【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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