(57)【要約】【課題】本発明の課題は、パワーモジュールを集中して効率よく冷却し、パワーモジュールをディレーティングしない使用を可能とし、パワーモジュールの出力を最大限利用し得る電源装置を提供することにある。【解決手段】本発明は、プレート型フィン１１間の通風路が筒状に覆われ、電源を構成するパワーモジュール１８が設けられた筒状ヒートシンク１４と、前記筒状ヒートシンク１４の通風路に連通して取り付けられた空気流を調整し、全空気流をヒートシンクに流し込むバッファ用ダクト１５と、前記バッファ用ダクト１５および前記筒状ヒートシンク１４の通風路に空気を流す冷却ファン１６とを具備することを特徴とするものである。【選択図】　　図１
2004088851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィン間の通風路が筒状に覆われ、電源を構成する発熱部品が設けられた筒状ヒートシンクと、
前記筒状ヒートシンクの通風路に連通して取り付けられた空気流を調整し、全空気流をヒートシンクに流し込むダクトと、
前記ダクトおよび前記筒状ヒートシンクの通風路に空気を流すファンと
を具備することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
筒状ヒートシンクのフィンの端部側にダクトを介してファンを取り付け、発熱部品を発熱量の大きい順に、筒状ヒートシンクに空気流入口から順に設けたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
筒状ヒートシンクを開口部の幅に比べて奥行きを短く構成したことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
筒状ヒートシンクのフィンの側部側にダクトを介してファンを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項５】
発熱部品がパワーモジュールであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばパワーモジュール等の発熱部品を冷却するためのヒートシンクを備えた電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小型、高電力のＤＣ／ＤＣコンバータを構成するパワーモジュールを応用した電源装置は、発熱部品であるパワーモジュールをヒートシンクに装着したものを筐体内に実装し、前記筐体の側面に冷却ファンを取り付け、前記筐体の冷却ファンと反対の面に排気孔または吸気孔を設けて、パワーモジュールの発熱を冷却するように構成されていた。ヒートシンクとしては、多数のピンを放熱部材とするピン型ヒートシンクもしくは多数のプレート型フィン列を放熱部材とするプレート型ヒートシンクがあった。
【０００３】
従来の強制空冷型の電源装置は、ヒートシンク以外の電子部品も冷却するため、放熱部材のピンもしくはフィン列が開放的に構成されていた。そのため、ファンからの冷却風が放散し、冷却風の全量をヒートシンクの冷却に利用することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電源装置は、パワーモジュールが高電力のＤＣ／ＤＣコンバータを構成するから、１モジュールの発熱が数１０ワットから２００ワットになる。従来の冷却構造ではパワーモジュールの発熱を十分に冷却することが難しく、パワーモジュールの出力を下げて使用するいわゆる電力ディレーティング使用することが多かった。このようにパワーモジュールの冷却が十分にできないためにパワーモジュールの出力を１００％利用することができなかった。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、発熱部品を集中して効率よく冷却し、発熱部品をディレーティングしない使用を可能とし、発熱部品の出力を最大限利用し得る電源装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の電源装置は、フィン間の通風路を筒状に覆い冷却風の全部をフィンの表面に集中して流せ、かつ電源を構成する発熱部品が設けられた筒状ヒートシンクと、前記筒状ヒートシンクの通風路に連通して取り付けられた空気流を調整し、全空気流をヒートシンクに流し込むダクトと、前記ダクトおよび前記筒状ヒートシンクの通風路に空気を流すファンとを具備することを特徴とするものである。
【０００７】
また本発明は、前記電源装置において、筒状ヒートシンクのフィンの端部側にダクトを介してファンを取り付け、発熱部品を発熱量の大きい順に、筒状ヒートシンクに空気流入口から順に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明は、前記電源装置において、筒状ヒートシンクを開口部の幅に比べて奥行きを短く構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明は、前記電源装置において、筒状ヒートシンクのフィンの側部側にダクトを介してファンを取り付けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明は、前記電源装置において、発熱部品がパワーモジュールであることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態例を詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施形態例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は端面図である。すなわち、複数のプレート型フィン１１を長手方向に列状に有するヒートシンク本体１２の側部にはプレート型フィン１１間の通風路を塞ぐように蓋１３が取り付けられて筒状ヒートシンク１４が構成される。前記筒状ヒートシンク１４のプレート型フィン１１列の一端部側にはバッファ用ダクト１５の一方の開口部が取り付けられ、前記バッファ用ダクト１５の他方の開口部には冷却ファン１６が取り付けられる。前記ヒートシンク本体１２の外側面にはプリント基板１７に搭載された電源装置の発熱部品例えば小型、高電力のＤＣ／ＤＣコンバータを構成するパワーモジュール１８が取り付けられる。パワーモジュール１８は同一形状の標準型ケース、もしくは少なくともケースの厚みは同じものとして作られている。発熱部品であるパワーモジュール１８をヒートシンク本体１２に装着する。前記プリント基板１７には電源装置の発熱しない電子部品もしくは発熱量が極めて小さい電子部品１９が取り付けられる。
【００１３】
尚、蓋１３に限らず、断面コ字状の蓋を用いてもよく、また、ヒートシンク本体１２を覆うように筒状に形成してもよく、さらに、ヒートシンク本体１２と蓋１３は一体に形成してもよく、プレート型フィン１１間の通風路が筒状に覆われていればよい。
【００１４】
また、バッファ用ダクト１５は、筒状ヒートシンク１４のプレート型フィン１１間の各通風路に均一に冷却風が流れるように、冷却ファン１６による冷却風が筒状ヒートシンク１４の開口部全体に流入するように構成される。
【００１５】
また、冷却ファン１６は排気または吸気のどちらでもよい。
【００１６】
前記冷却ファン１６により排気または吸気することにより、筒状ヒートシンク１４内のプレート型フィン１１間の各通風路に均一に冷却風が流れ、パワーモジュール１８を冷却することができる。この場合、プレート型フィン１１間の各通風路を筒状に覆うことにより冷却ファン１６による冷却風が放散しないため、冷却ファン１６による冷却風の大部分をヒートシンク本体１２の冷却に利用することができる。また、冷却ファン１６と筒状ヒートシンク１４の間にバッファ用ダクト１５を設けることによりプレート型フィン１１間の各通風路に偏って冷却風が供給されないため、均一に冷却風を供給することができる。
【００１７】
このような冷却構造では、パワーモジュール１８を集中して効率よく冷却し、パワーモジュール１８の発熱を十分に冷却することができ、パワーモジュール１８の出力を下げないで（ディレーティングしなで）使用することができるため、パワーモジュール１８の出力を最大限利用することができる。
【００１８】
また、筒状ヒートシンク１４は冷却ファン１６による冷却風の流入側が冷却が大きく、冷却風の流出側が冷却が小さいため、冷却風の流入側に発熱量の大きなパワーモジュールを取り付け、冷却風の流出側に発熱量の小さなパワーモジュールを取り付けると効率的である。発熱部品としてはパワーモジュールに限らず、トランジスタ、ＦＥＴ、ダイオード等を含めて考えることができる。
【００１９】
図２は本発明の第２の実施形態例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は端面図である。すなわち、複数のプレート型フィン２１を短手方向に列状に有するヒートシンク本体２２の側部にはプレート型フィン２１間の通風路を塞ぐように蓋２３が取り付けられて筒状ヒートシンク２４が構成される。前記筒状ヒートシンク２４は開口部の幅に比べて奥行きが短く構成される。前記筒状ヒートシンク２４のプレート型フィン２１列の一端部側にはバッファ用ダクト２５の一方の開口部が取り付けられ、前記バッファ用ダクト２５の他方の開口部には冷却ファン２６が取り付けられる。前記ヒートシンク本体２２の外側面にはプリント基板２７に搭載された電源装置の発熱部品例えば小型、高電力のＤＣ／ＤＣコンバータを構成するパワーモジュール２８が取り付けられる。パワーモジュール２８は同一形状の標準型ケース、もしくは少なくともケースの厚みは同じものとして作られている。発熱部品であるパワーモジュール２８をヒートシンク本体２２に装着する。前記プリント基板２７には電源装置の発熱しない電子部品もしくは発熱量が極めて小さい電子部品２９が取り付けられる。
【００２０】
尚、蓋２３に限らず、断面コ字状の蓋を用いてもよく、また、ヒートシンク本体２２を覆うように筒状に形成してもよく、さらに、ヒートシンク本体２２と蓋２３は一体に形成してもよく、プレート型フィン２１間の通風路が筒状に覆われていればよい。
【００２１】
また、バッファ用ダクト２５は、筒状ヒートシンク２４のプレート型フィン２１間の各通風路に均一に冷却風が流れるように、冷却ファン２６による冷却風が筒状ヒートシンク２４の開口部全体に流入するように構成される。
【００２２】
また、冷却ファン２６は排気または吸気のどちらでもよい。
【００２３】
前記冷却ファン２６により排気または吸気することにより、筒状ヒートシンク２４内のプレート型フィン２１間の各通風路に均一に冷却風が流れ、パワーモジュール２８を冷却することができる。この場合、プレート型フィン２１間の各通風路を筒状に覆うことにより冷却ファン２６による冷却風が放散しないため、冷却ファン２６による冷却風の大部分をヒートシンク本体２２の冷却に利用することができる。また、冷却ファン２６と筒状ヒートシンク２４の間にバッファ用ダクト２５を設けることによりプレート型フィン２１間の各通風路に偏って冷却風が供給されないため、均一に冷却風を供給することができる。
【００２４】
このような冷却構造では、パワーモジュール２８を集中して効率よく冷却し、パワーモジュール２８の発熱を十分に冷却することができ、パワーモジュール２８の出力を下げないで（ディレーティングしなで）使用することができるため、パワーモジュール２８の出力を最大限利用することができる。
【００２５】
また、筒状ヒートシンク２４のプレート型フィン２１間の各通風路は短いため、冷却ファン２６による冷却風の流入側および流出側で冷却に差がないため、発熱量に差のないパワーモジュール２８を取り付けて冷却するのに適してしる。
【００２６】
図３は本発明の第３の実施形態例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は端面図である。すなわち、複数のプレート型フィン３１を長手方向に列状に有するヒートシンク本体３２の側部にはプレート型フィン３１間の通風路を塞ぐように蓋３３が取り付けられて筒状ヒートシンク３４が構成される。前記蓋３３の略中央部には開口穴（図示せず）が設けられ、前記開口穴にはバッファ用ダクト３５の一方の開口部が取り付けられ、前記バッファ用ダクト３５の他方の開口部には冷却ファン３６が取り付けられる。前記ヒートシンク本体３２の外側面にはプリント基板３７に搭載された電源装置の発熱部品例えば小型、高電力のＤＣ／ＤＣコンバータを構成するパワーモジュール３８が取り付けられる。パワーモジュール３８は同一形状の標準型ケース、もしくは少なくともケースの厚みは同じものとして作られている。発熱部品であるパワーモジュール３８をヒートシンク本体３２に装着する。前記プリント基板３７には電源装置の発熱しない電子部品もしくは発熱量が極めて小さい電子部品３９が取り付けられる。
【００２７】
尚、蓋３３に限らず、断面コ字状の蓋を用いてもよく、また、ヒートシンク本体３２を覆うように筒状に形成してもよく、さらに、ヒートシンク本体３２と蓋３３は一体に形成してもよく、プレート型フィン３１間の通風路が筒状に覆われていればよい。
【００２８】
また、バッファ用ダクト３５は、筒状ヒートシンク３４のプレート型フィン３１間の各通風路に均一に冷却風が流れるように、冷却ファン３６による冷却風が筒状ヒートシンク３４の開口部全体に流入するように構成される。
【００２９】
また、冷却ファン３６は排気または吸気のどちらでもよい。
【００３０】
前記冷却ファン３６により排気または吸気することにより、筒状ヒートシンク３４内のプレート型フィン３１間の各通風路に均一に冷却風が流れ、パワーモジュール３８を冷却することができる。この場合、プレート型フィン３１間の各通風路を筒状に覆うことにより冷却ファン３６による冷却風が放散しないため、冷却ファン３６による冷却風の大部分をヒートシンク本体３２の冷却に利用することができる。また、冷却ファン３６と筒状ヒートシンク３４の間にバッファ用ダクト３５を設けることによりプレート型フィン３１間の各通風路に偏って冷却風が供給されないため、均一に冷却風を供給することができる。
【００３１】
このような冷却構造では、パワーモジュール３８を集中して効率よく冷却し、パワーモジュール３８の発熱を十分に冷却することができ、パワーモジュール３８の出力を下げないで（ディレーティングしなで）使用することができるため、パワーモジュール３８の出力を最大限利用することができる。
【００３２】
また、筒状ヒートシンク３４の略中央部に冷却ファン３６を取り付けることにより、プレート型フィン３１間の各通風路は短くなるため、冷却ファン３６による冷却風の流入側および流出側で冷却に差がないため、発熱量に差のない発熱部品を取り付けて冷却するのに適している。
【００３３】
尚、複数のプレート型フィンを短手方向に列状に有するようにして筒状ヒートシンクを構成してもよい。
【００３４】
又、ファンによる風量を増やすために複数個のファンを取り付けた構成もできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、発熱部品を集中して効率よく冷却し、発熱部品をディレーティングしない使用を可能とし、発熱部品の出力を最大限利用し得る電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は端面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は端面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は端面図である。
【符号の説明】
１１　プレート型フィン
１２　ヒートシンク本体
１３　蓋
１４　筒状ヒートシンク
１５　バッファ用ダクト
１６　冷却ファン
１７　プリント基板
１８　パワーモジュール
１９　電源装置の発熱しない電子部品もしくは発熱量が極めて小さい電子部品
【図１】
2004088851.tif 000003
【図２】
2004088851.tif 000004
【図３】
2004088851.tif 000005