(57)【要約】【課題】整流用のダイオードモジュールの絶縁板を省略してその価格を低減すること。【解決手段】２個の整流用のダイオードＤ１、Ｄ２がアノードコモン接続の両波整流回路を車両に搭載し、上記ダイオードＤ１、Ｄ２のアノードが前記車両に搭載されているバッテリ電源の負極電位と同電位のボディーに接地される場合、ダイオードＤ１、Ｄ２を含む整流用のダイオードモジュール１０は、銅製のベース１に整流作用をするシリコンチップ２ａ、２ｂを直接接続して構成することができ、高価な絶縁板を省略することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のベースと、
前記金属製のベースにアノード側を接続した整流用半導体チップと、
を具備することを特徴とするダイオードモジュール。
【請求項２】
前記整流用半導体チップと前記金属製のベースとの間にアノード電極板を挿介したことを特徴とする請求項１に記載のダイオードモジュール。
【請求項３】
直流をスイッチングして得たスイッチング電流をトランスの１次側に流し、同トランスの２次側に発生する電流を整流回路で整流し、得られた整流電流を平滑回路で平滑して所定電圧の直流を出力するＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記整流回路に整流用ダイオードモジュールを用いてアノードコモン接続の両波整流回路とし、
且つ、前記整流用ダイオードモジュールは、金属製のベースと、
前記金属製のベースにアノード側を接続した第１の整流用半導体チップと、
前記金属製のベースにアノード側を接続した第２の整流用半導体チップと、
を具備して構成されることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータを車両に搭載し、前記ダイオードモジュールの金属製のベースを前記車両に搭載されているバッテリの負極電位と同電位のボディーに接地することを特徴とする請求項３に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項５】
電源の負極電位と同電位の筐体内に前記ＤＣ−ＤＣコンバータを収納し、前記整流用ダイオードモジュールの金属製のベースを前記筐体に接地することを特徴とする請求項３に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータに係り、特にＤＣ−ＤＣコンバータで使用される整流用のダイオードモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、乗用車等の車両では各種の電装品が装備されているため、これら電装品に供給するための電源を生成するＤＣ−ＤＣコンバータが搭載されている。
【０００３】
図７はＤＣ−ＤＣコンバータ等に用いられる整流回路を示した回路図である。変圧トランス２１の一方の２次巻線ｎ２にダイオードＤ１のアノード側が接続され、他方の２次巻線ｎ２にダイオードＤ２のアノード側が接続され、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソード側は共通に接続されてインダク２２の一端に接続されている。インダク２２の他端はコンデンサ２３の一端に接続され、コンデンサ２３の他端は２個の２次巻線ｎ２の接続点に接続されていると共に接地されている。
【０００４】
これらダイオードＤ１、Ｄ２はカソードコモン接続で両波整流回路を構成し、得られた整流電流がインダク２２とコンデンサ２３により構成される平滑回路により平滑されて直流になる（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図８は同一規格で同一形状をした一組のダイオードＤ１、Ｄ２をモジュール化した整流用のダイオードモジュールの断面図である。整流用のダイオードモジュール１０２は、整流作用をするシリコンチップ２ａ、２ｂ、これらシリコンチップ２ａ、２ｂのそれぞれのアノード側に接続される金属のアノード電極４ａ、４ｂ、絶縁板５ａ、５ｂが銅製のベース１上に積載されて構成されている。これらシリコンチップ２ａ、２ｂ、アノード電極４ａ、４ｂ及び絶縁板５ａ、５ｂは銅製のベース１上に設けられたモールド樹脂製等の筐体３内に収納されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−６４４４１号公報  （第３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図８のような構造の整流用のダイオードモジュール１０２を図７に示したカソードコモン接続の両波整流回路に用いた場合で、これを車両に搭載する場合は、銅製のベース１が車両のボディーに電気的に接続され、しかも、この車両のボディーはこの車両に搭載されているバッテリ（図示せず）の負極側に電気的に接続されている。従って、アノード電極４ａ、４ｂは銅製のベース１に対して絶縁されてなくてはならず、必ず絶縁板５ａ、５ｂを必要としている。
【０００８】
しかし、この絶縁板５ａ、５ｂは整流用のダイオードモジュール１０２を製造する価格の半分近くを占めているため、絶縁板５ａ、５ｂを用いる構造では整流用のダイオードモジュール１０２の価格を低減することができなかった。
【０００９】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、絶縁板を省略して価格を低減することができるダイオードモジュール及びこのダイオードモジュールを用いたＤＣ−ＤＣコンバータを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明のダイオードモジュールは、金属製のベースと、前記金属製のベースにアノード側を接続した整流用半導体チップとを具備することを特徴とする。
【００１１】
上記発明によれば、金属製のベースと整流用半導体チップのアノード側とを直接接続し、金属製のベースと整流用半導体チップのアノード側を絶縁する高価な絶縁板を用いていないため、ダイオードモジュールを低価格とすることができる。
【００１２】
第２の発明のダイオードモジュールは、前記整流用半導体チップと前記金属製のベースとの間にアノード電極板を挿介したことを特徴とする。
【００１３】
上記発明によれば、整流用半導体チップのアノード側はアノード電極板に接続されているため、アノード電極板をダイオードモジュールの外側に引き出してアノード端子として用いることができ、配線の自由度を向上させることができる。
【００１４】
第３の発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、直流をスイッチングして得たスイッチング電流をトランスの１次側に流し、同トランスの２次側に発生する電流を整流回路で整流し、得られた整流電流を平滑回路で平滑して所定電圧の直流を出力するＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記整流回路に整流用ダイオードモジュールを用いてアノードコモン接続の両波整流回路とし、且つ、前記整流用ダイオードモジュールは、金属製のベースと、前記金属製のベースにアノード側を接続した第１の整流用半導体チップと、前記金属製のベースにアノード側を接続した第２の整流用半導体チップとを具備して構成されることを特徴とする。
【００１５】
上記発明によれば、整流回路に用いられる整流用ダイオードモジュールは整流作用をする第１、第２の整流用半導体チップのアノード側が共通に銅製のベースに接続されているため、両波整流回路を構成するアノードコモン接続の２個のダイオードとして用いることができる。
【００１６】
第４の発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、このＤＣ−ＤＣコンバータを車両に搭載し、前記ダイオードモジュールの金属製のベースを前記車両に搭載されているバッテリの負極電位と同電位のボディーに接地することを特徴とする。
【００１７】
上記発明によれば、両波整流回路を構成するアノードコモン接続のダイオードモジュール内の２個のダイオードのアノード極は金属製のベースであり、これを接地して車両のボディーと同電位にすれば、車両のボディーは搭載しているバッテリの負極電位となっているため、アノード側が共通に銅製のベースに接続された２個のダイオードを収納したダイオードモジュールを用いて両波整流回路を正常動作させることができる。
【００１８】
第５の発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、電源の負極電位と同電位の筐体内に前記ＤＣ−ＤＣコンバータを収納し、前記整流ダイオードモジュールの金属製のベースを前記筐体に接地することを特徴とする。
【００１９】
上記発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータに設けられる両波整流回路のアノードコモン接続のダイオードモジュール内の２個のダイオードの共通アノードである金属製のベースが筐体内の電源の負極電位と同電位の筐体に接地されるため、両波整流回路は正常に動作し、ＤＣ−ＤＣコンバータは直流電圧変換を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る整流用のダイオードモジュールの構成を示した断面図である。
【００２１】
整流用のダイオードモジュール１０は、銅製のベース１に整流作用をするシリコンチップ２ａ、２ｂが直接接続されて構成されている。また、シリコンチップ２ａ、２ｂは、銅製のベース１の上部に形成された例えばモールド樹脂製の筐体３内に収納されている。
【００２２】
尚、シリコンチップ２ａがダイオードＤ１に相当し、シリコンチップ２ｂがダイオードＤ２に相当する。ダイオードＤ１、Ｄ２の仕様は同一でアノード電極が銅製のベース１となり、最初から共通接続されている。
【００２３】
図２は図１に示した整流用のダイオードモジュール１０を用いた両波整流回路の構成を示した回路図である。変圧トランス２１の一方の２次巻線ｎ２にダイオードＤ１のカソード側が接続され、他方の２次巻線ｎ２にダイオードＤ２のカソード側が接続され、ダイオードＤ１、Ｄ２のアノード側は共通に接続されて接地されている。２個の２次巻線ｎ２の接続点はインダクタ２２の一端に接続され、インダク２２の他端はコンデンサ２３の一端に接続されている。コンデンサ２３の他端は接地されている。
【００２４】
ここで、この両波整流回路が車両に搭載されて使用される場合、車両のボディー８０は接地されていて同車両に搭載されているバッテリ２４の負極と同電位になっている。そこで、図に示すようにダイオードＤ１、Ｄ２はアノードコモン接続としてアノード側をボディー８０に接地することにより、図１の構造の整流用のダイオードモジュール１０を用いることができる。
【００２５】
図１の整流用のダイオードモジュール１０のダイオードＤ１、Ｄ２はアノードが共通で銅製のベース１に電気的に接続されているため、銅製のベース１を車両のボディー８０に電気的に接続するだけで、ダイオードＤ１、Ｄ２のアノード電極側の配線は完了する。
【００２６】
また、言い換えれば、ボディー８０が搭載されているバッテリ２４の負荷電位である車両に搭載されて使用される両波整流回路であってダイオードＤ１、Ｄ２がアノードコモン接続で使用される時、これらダイオードＤ１、Ｄ２を含む整流用のダイオードモジュール１０は図１に示したような構成を採ることができ、従来必要であったシリコンチップ２ａ、２ｂのアノード側を銅製のベース１から絶縁する絶縁板を取り除くことができる。
【００２７】
本実施の形態によれば、銅製のベース１に整流作用をするシリコンチップ２ａ、２ｂを直接接続した構成にて、整流用のダイオードモジュール１０を製造することができるため、シリコンチップ２ａ、２ｂを銅製のベース１から絶縁する絶縁板を省略することができ、その価格を著しく低減することができる。
【００２８】
尚、整流用のダイオードモジュール１０は、図３に示すように銅製のベース１とシリコンチップ２ａ、２ｂとの間にＬ字状のアノード電極４ａ、４ｂを挿介した構成とすることもでき、この場合はアノード端子として専用のアノード電極４ａ、４ｂを用いることができ、配線の自由度を向上させるが、この場合もアノード電極４ａ、４ｂは最初から共通接続されている。
【００２９】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る整流用のダイオードモジュールの構成を示した断面図である。但し、図１に示した第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。
【００３０】
整流用のダイオードモジュール１０１は、銅製のベース１に整流作用をするシリコンチップ２のアノード側が直接が接続されて構成されている。また、シリコンチップ２は銅製のベース１の上部に形成された例えばモールド樹脂製の筐体３内に収納されている。
【００３１】
図５は半波整流回路で、変圧トランス５１の２次巻線ｎ２に発生した交番電流をダイオードＤで整流し、得られた整流電流をインダクタ５２とコンデンサ５３から成る平滑回路により平滑して図示されない負荷側に出力する。この回路では、ダイオードＤのアノード側が接地され、この接地点が車両等に搭載されているバッテリ５４の負電位と同電位のボディー（図示せず）であれば、銅製のベース１に整流作用をするシリコンチップ２のアノード側を直接接続して構成された図４の整流用のダイオードモジュール１０１を本回路に用いることができる。
【００３２】
本実施の形態も、銅製のベース１に整流作用をするシリコンチップ２を直接接続して整流用のダイオードモジュール１０１を製造することができるため、シリコンチップ２のアノード側を銅製のベース１から絶縁する絶縁板を省略することができ、その価格を著しく低減することができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図６は本発明の第３の実施の形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示した回路図である。ＤＣ−ＤＣコンバータは、高周波ノイズを除去するノイズフィルタ１１、変圧トランス１３の１次巻線ｎ１側にスイッチング電流を供給するスイッチング回路１２、変圧トランス１３、変圧トランス１３の２次側に発生する交番電圧を整流する両波整流回路１４、両波整流回路１４の出力を平滑する平滑回路１５、変圧トランス１３の１次側に流れる電流を電流検出回路１７に入力する入力トランス１６、変圧トランス１３の１次側に流れる電流を検出する電流検出回路１７、電流検出回路１７が検出した電流と平滑回路１５の出力電圧に基づいて出力電圧が所定電圧になるようにドライブ回路１９を通してスイッチング回路１２を制御する制御部１８、スイッチング回路１２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をスイッチングさせるドライブ回路１９を有している。
【００３４】
次に本実施の形態の動作について説明する。本実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータは例えば車両に搭載されて、高電圧のバッテリ電源３０の電圧を低電圧のバッテリ電源４０と同一の電圧に変換するために用いられる。尚、定電圧（１２Ｖ）のバッテリ電源４０の負電極は車両のボディー（図示せず）に接地されているものとする。
【００３５】
スイッチング回路１２はバッテリ電源３０からノイズフィルタ１１を介して供給される直流電源をスイッチングして変圧トランス１３の１次側コイルｎ１にスイッチング電流を流す。これにより変圧トランス１３の２次側のコイルｎ２に降圧された交番電圧が発生し、この交番電圧はダイオードＤ１、Ｄ２からなる両波整流回路１４により整流された後、平滑回路１５により平滑されて１２Ｖの直流電源となって図示されない負荷側に供給される。
【００３６】
上記したＤＣ−ＤＣコンバータの動作中に、平滑回路１５から出力された出力電圧と電流検出回路１７により検出された変圧トランス１３の１次側に流れる電流は制御部１８に入力される。制御部１８はこれら出力電圧と検出電流に基づいてドライブ回路１９を通してスイッチング回路１２を構成するスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のスイッチング動作を制御することにより、平滑回路１５から出力される電圧を１２Ｖに保持する。
【００３７】
本実施の形態によれば、上記した両波整流回路１４のダイオードＤ１、Ｄ２はアノードコモン接続で、アノード側が車両のボディーに接地されてバッテリ電源４０の負極側と同電位となっているため、図１に示した第１の実施の形態で示した整流用のダイオードモジュール１０を用いることができるため、両波整流回路１４の価格を低減することができ、ひいてはＤＣ−ＤＣコンバータの価格を低減することができる。従って本実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータは、これを搭載する乗用車等の車両の低価格化に貢献することができる。
【００３８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。上記実施の形態では、図１、図３、図４に示した実施の形態の整流用のダイオードモジュール１０、１００、１０１を車両に搭載した整流回路に用いることを前提に説明したが、バッテリ等の電源の負極側と同電位の筐体に搭載される整流回路等にも同様に用いて、この筐体を有する機器の価格を低減することに貢献する効果を得ることができる。また、上記した実施の形態の整流用のダイオードモジュールを用いた整流回路はＤＣ−ＤＣコンバータ以外の各種のスイッチング電源回路に用いて、このスイッチング電源回路の価格を低減することに寄与することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１の発明によれば、整流用半導体チップを金属製のベースに直接接続することにより絶縁板を省略でき、整流用のダイオードモジュールの価格を低減することができる。
第２の発明によれば、整流用半導体チップのアノード側をアノード電極を通して外部に取り出しているため、配線の自由度を向上させることができる。
第３の発明によれば、整流用半導体チップを金属製のベースに直接接続して構成した整流用のダイオードモジュールを両波整流回路に用いているため、ＤＣ−ＤＣコンバータの価格を低減することに寄与することができる。
第４の発明によれば、ダイオードモジュールの金属製のベースを、車両に搭載しているバッテリの負極電位と同電位の車両のボディーに接地することにより、前記ダイオードモジュールを用いた両波整流回路を正常に動作させることができる。
第５の発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータに設けられる両波整流回路のアノードコモン接続のダイオードモジュール内の２個のダイオードの共通アノードである金属製のベースが筐体内の電源の負極電位と同電位の筐体に接地されるため、両波整流回路は正常に動作し、ＤＣ−ＤＣコンバータは直流電圧変換を正常に行うことができ、この筐体を含む機器の価格を低減させることに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る整流用のダイオードモジュールの構成を示した断面図である。
【図２】図１に示した整流用のダイオードモジュールを用いた両波整流回路の構成を示した回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る整流用のダイオードモジュールの他の構成を示した断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る整流用のダイオードモジュールの構成を示した断面図である。
【図５】図４に示した整流用のダイオードモジュールを用いた半波整流回路の構成を示した回路図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示した回路図である。
【図７】ＤＣ−ＤＣコンバータ等に用いられる従来の両波整流回路を示した回路図である。
【図８】従来の整流用のダイオードモジュールの構成を示した断面図である。
【符号の説明】
１  銅製のベース
２、２ａ、２ｂ  シリコンチップ
３  筐体
４ａ、４ｂ  アノード電極
１０、１００、１０１  ダイオードモジュール
１１  ノイズフィルタ
１２  スイッチング回路
１３、２１、５１  変圧トランス
１４  両波整流回路
１５  平滑回路
１６  入力トランス
１７  電流検出回路
１８  制御部
１９  ドライブ回路
２２、５２  インダクタ
２３、５３  コンデンサ
２４、５４  バッテリ
３０、４０  バッテリ電源
８０  ボデイー
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２  ダイオード
ｎ１  １次巻線
ｎ２  ２次巻線
【図１】
2004297864.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】
2004297864.tif 000008
【図７】
2004297864.tif 000009
【図８】
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