(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられる入力端子と、
前記基板に設けられる出力端子と、
一次側の巻線および前記一次側の巻線の巻数とは異なる巻数を有する二次側の巻線を備え、前記基板に設けられるトランスと、
前記入力端子と前記一次側の巻線との間に設けられる第１のパターンと、前記出力端子と前記二次側の巻線との間に設けられる第２のパターンとを有するパターンと、
を有する絶縁型電力変換装置であって、
前記トランスの一次側および前記トランスの二次側のうち電圧が低い方における前記パターンの一部が金属板で構成されるとともに、前記パターンの他部が前記金属板より断面積が小さい金属箔で構成され、前記金属板は前記基板の前記パターンに対して半田で実装されていることを特徴とする絶縁型電力変換装置。
【請求項２】
前記一次側の巻線は前記基板に半田で実装され、前記二次側の巻線は前記基板に半田で実装され、前記トランスのコアが挿通された貫通孔の周囲に前記巻線を構成する金属板が実装されることを特徴とする請求項１に記載の絶縁型電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁型電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁型電力変換装置を構成する各種電子部品を共通の基板に搭載することが行われている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１３５３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トランスの一次側にも二次側にも同一の導電材によるパターンを用いると大型化を招く。つまり、特許文献１では、トランスの一次側の電圧と二次側の電圧とが異なるが、電圧が低い方を基準にトランスの一次側のパターンとトランスの二次側のパターンとを構成している。そのため、電流容量の大きい部分だけでなく電流容量の小さい部分にも厚い導電材を用いることになって大型化してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、大型化を抑制することができる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、基板と、前記基板に設けられる入力端子と、前記基板に設けられる出力端子と、一次側の巻線および前記一次側の巻線の巻数とは異なる巻数を有する二次側の巻線を備え、前記基板に設けられるトランスと、前記入力端子と前記一次側の巻線との間に設けられる第１のパターンと、前記出力端子と前記二次側の巻線との間に設けられる第２のパターンとを有するパターンと、を有する絶縁型電力変換装置であって、前記トランスの一次側および前記トランスの二次側のうち電圧が低い方における前記パターンの一部が金属板で構成されるとともに、前記パターンの他部が前記金属板より断面積が小さい金属箔で構成され、前記金属板は前記基板の前記パターンに対して半田で実装されていることを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、トランスの一次側およびトランスの二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板で構成され、金属板は基板に対して実装されている。また、パターンの他部が金属板より断面積が小さい金属箔で構成されている。よって、電圧が低い方を基準にトランスの一次側のパターンとトランスの二次側のパターンとを構成して電流容量の小さい部分にも金属板を使いる場合に比べ、本発明においてはトランスの一次側およびトランスの二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板で、また、他部が金属箔で構成されているので、大型化を抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の絶縁型電力変換装置において、前記一次側の巻線は前記基板に半田で実装され、前記二次側の巻線は前記基板に半田で実装され、前記トランスのコアが挿通された貫通孔の周囲に前記巻線を構成する金属板が実装されるとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを示す平面図。
【図２】絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図。
【図３】絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの電気的構成を示す回路図。
【図４】絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの分解斜視図。
【図５】絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図。
【図６】絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図。
【図７】絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図。
【図８】絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの斜視図。
【図９】基板の平面図。
【図１０】基板の下面図。
【図１１】基板の一部断面図。
【図１２】（ａ），（ｂ）は絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの一部断面図。
【図１３】（ａ）はトランス部分を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。
【図１４】（ａ）はトランス部分を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図３に示すように、絶縁型電力変換装置としての絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、フォワード形ＤＣ−ＤＣコンバータであって、トランス１１を備えている。トランス１１は一次巻線１１ａと二次巻線１１ｂを備えている。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は自動車用であり、車両に搭載される。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、トランス１１の一次側の入力電圧を降圧してトランス１１の二次側に出力する。例えば、３００ボルトを入力して１２ボルトに降圧して出力する。後記する基板４０に設けられるトランス１１は、一次側の巻線、および、一次側の巻線の巻数とは異なる巻数を有する二次側の巻線を備える。
【００１２】
トランス１１の一次巻線１１ａには一次電流Ｉ１として１５Ａが流れるとともに二次巻線１１ｂには二次電流Ｉ２として８０Ａが流れる。つまり、トランス１１の一次側の電圧がトランス１１の二次側の電圧より大きい場合、トランス１１の二次側に流れる電流はトランス１１の一次側に流れる電流より大きな電流になる。
【００１３】
一次巻線１１ａの一方の端子は入力端子と接続され、入力端子はバッテリ１２の正極端子と接続される。一次巻線１１ａの他方の端子は一次側スイッチング素子１４を介して接地されている。一次側スイッチング素子１４としてパワーＭＯＳＦＥＴが用いられている。
【００１４】
入力端子とトランス１１の一次巻線１１ａとの間には平滑コンデンサ１３の正極が接続され、平滑コンデンサ１３の負極は接地されている。平滑コンデンサ１３には電解コンデンサが使用される。平滑コンデンサ１３によりトランス１１の一次側電圧が平滑される。
【００１５】
トランス１１の二次巻線１１ｂにはダイオード１６，１７よりなる整流回路が接続されている。ダイオード１６は、トランス１１の二次側のグランドにアノードが接続され、トランス１１の二次巻線１１ｂの一方端にカソードが接続される。ダイオード１７は、ダイオード１６のアノードにアノードが接続され、トランス１１の二次巻線１１ｂの他方端にカソードが接続される。
【００１６】
さらに、コンデンサ１９がダイオード１７に並列接続されている。直列接続されたコイル１８ａ，１８ｂが、トランス１１の二次巻線１１ｂとコンデンサ１９との間に設けられている。また、コンデンサ２１がコンデンサ１９に並列接続されている。コイル２０が、コンデンサ１９とコンデンサ２１との間に設けられている。
【００１７】
一次側スイッチング素子１４のゲート端子に制御ＩＣ１５が接続されている。制御ＩＣ１５から一次側スイッチング素子１４のゲート端子にパルス信号が出力され、このパルス信号により一次側スイッチング素子１４がスイッチングされる。一次側スイッチング素子１４がオンしているときに一次側の電源からエネルギーを二次側へ供給する。一次側スイッチング素子１４がオフしているときにコイル１８ａ，１８ｂ，２０に溜め込んだエネルギーを出力へ放出する。詳しくは、直流電圧が平滑コンデンサ１３を通してトランス１１の一次巻線１１ａに供給され、制御ＩＣ１５により、一次側スイッチング素子１４がオン／オフ制御され、このオン／オフ動作における、一次側スイッチング素子１４のオン期間において一次巻線１１ａに一次電流が流れ、トランス１１の起電力で二次電流が流れる。一次側スイッチング素子１４がオフしているときにコイル１８ａ，１８ｂ，２０の電流がコイル１８ａ，１８ｂ，２０の逆起電力でダイオードＤ１７経由で出力に流れる。
【００１８】
制御ＩＣ１５には検出回路２２が接続され、検出回路２２により出力電圧Ｖｏｕｔが検出される。検出回路２２による出力電圧Ｖｏｕｔの測定結果が制御ＩＣ１５に送られる。制御ＩＣ１５は検出回路２２による出力電圧Ｖｏｕｔの測定結果をフィードバック信号として出力電圧Ｖｏｕｔが所望の一定値となるように一次側スイッチング素子１４のデューティを制御する。
【００１９】
このように絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の駆動に伴いスイッチング損失や導通損失により一次側スイッチング素子１４や整流素子（ダイオード１６，１７）は発熱する。
以下、具体的構造について説明する。
【００２０】
図１に絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の平面図を、図２に絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の斜視図を、図４に絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の分解斜視図を示す。
図４に示すように、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、放熱部材としてのアルミケース３０と、基板４０と、上下一対のコア６０と、上下一対のコア７０と、上下一対のコア８０と、を備える。基板４０には、入力端子１００，１０１と出力端子１０２が設けられている。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、入力端子１００，１０１とトランスの一次側の巻線との間に設けられる第１のパターンと、出力端子１０２とトランスの二次側の巻線との間に設けられる第２のパターンとを有するパターンを有する。基板４０は、図１１に示すように、絶縁性のコア部材１２０の上面に、パターニングされた金属箔１２１が形成されているとともに、コア部材１２０の下面に、パターニングされた金属箔１２２が形成されている。
【００２１】
図４に示すように、コア６０は、下コア６１と上コア６２よりなる。下コア６１は、Ｉ型コアであり、下コア６１は、水平方向に延設された板状をなしている。上コア６２はＥ型コアであり、上コア６２は、長方形の板状をなし、水平方向に延設された本体部６２ａと、本体部６２ａの一方の面（下面）の中央部から突出する中央磁脚６２ｂと、本体部６２ａの一方の面（下面）の端部から突出する両側磁脚６２ｃ，６２ｄとからなる。中央磁脚６２ｂは円柱状をなしている。
【００２２】
同様に、コア７０は下コア７１と上コア７２よりなる。下コア７１は、Ｉ型コアであり、下コア７１は、水平方向に延設された板状をなしている。上コア７２はＥ型コアであり、上コア７２は、長方形の板状をなし、水平方向に延設された本体部７２ａと、本体部７２ａの一方の面（下面）の中央部から突出する中央磁脚７２ｂと、本体部７２ａの一方の面（下面）の端部から突出する両側磁脚７２ｃ，７２ｄとからなる。中央磁脚７２ｂおよび両側磁脚７２ｃ，７２ｄは角柱状をなしている。
【００２３】
また、コア８０は下コア８１と上コア８２よりなる。下コア８１は、Ｉ型コアであり、下コア８１は、水平方向に延設された板状をなしている。上コア８２はＵ型コアであり、上コア８２は、長方形の板状をなし、水平方向に延設された本体部８２ａと、本体部８２ａの一方の面（下面）の端部から突出する両側磁脚８２ｂ，８２ｃとからなる。両側磁脚８２ｂ，８２ｃは角柱状をなしている。
【００２４】
そして、アルミケース３０の上に、下コア６１，７１，８１が配置され、その上に基板４０が配置され、その上に、上コア６２，７２，８２が配置される。ここで、下コア６１の上面と上コア６２の中央磁脚６２ｂとが突き合わされるとともに下コア６１の上面と上コア６２の両側磁脚６２ｃ，６２ｄとが突き合わされる。同様に、下コア７１の上面と上コア７２の中央磁脚７２ｂとが突き合わされるとともに下コア７１の上面と上コア７２の両側磁脚７２ｃ，７２ｄとが突き合わされる。また、下コア８１の上面と上コア８２の両側磁脚８２ｂ，８２ｃとが突き合わされる。
【００２５】
図８に示すように、放熱用のベース部材であるアルミケース３０は、四角板状の本体部３１を有し、その上面には、コア６０の位置決め用の突部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、および、コア７０，８０の位置決め用の突部３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈが形成されている。そして、突部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより図７に示すように下コア６１が位置決めされた状態でアルミケース３０上に配置される。また、図８の突部３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈにより図７に示すように下コア７１および下コア８１が位置決めされた状態でアルミケース３０上に配置される。
【００２６】
また、図８に示すように、アルミケース３０の本体部３１の上面には、パワー素子載置用の突部３３ａ，３３ｂ，３３ｃが形成されている。突部３３ａ，３３ｂ，３３ｃの上面は平坦化されている。突部３３ａの上面には放熱シート３６ａ（図７参照）を介して図６に示すようにパワー素子３７が後記金属板５６（図１２参照）を介して配置される。パワー素子３７は図３のダイオード１６，１７に相当する。図８の突部３３ｂの上面には放熱シート３６ｂ（図７参照）を介して図６に示すようにパワー素子３８が後記金属板５７（図１２参照）を介して配置される。パワー素子３８は図３の一次側スイッチング素子１４に相当する。図８の突部３３ｃの上面には放熱シート３６ｃ（図７参照）を介して図６に示すように基板４０上のパワー素子３９が配置される。
【００２７】
図８に示すように、アルミケース３０の本体部３１の上面には、複数の基板載置用突起３４が設けられている。そして、各基板載置用突起３４の上に、図６に示すように基板４０が載置される。そして、図２，４に示すように、ネジＳｃ４を各基板載置用突起３４に螺入することにより基板４０がアルミケース３０に固定される。
【００２８】
図８に示すように、アルミケース３０の本体部３１の上面における突部３３ａの両端にはネジ締結用突起３５ａ，３５ｂが形成されている。
図８に示すように、アルミケース３０の本体部３１の上面にはブラケット締結用突起３５ｃ，３５ｄ，３５ｅが形成されている。
【００２９】
そして、図２，４に示すように、コア６０は上面に金属製押え板であるブラケット９０が配置され、ブラケット９０の一端部を貫通するネジＳｃ１をアルミケース３０のブラケット締結用突起３５ｃに螺入することによりブラケット９０の他端側によりコア６０がアルミケース３０に押圧および支持される。
【００３０】
同様に、コア７０は上面に金属製押え板であるブラケット９１が配置され、ブラケット９１の一端部を貫通するネジＳｃ２をアルミケース３０のブラケット締結用突起３５ｄに螺入することによりブラケット９１の他端側によりコア７０がアルミケース３０に押圧および支持される。
【００３１】
また、コア８０は上面に金属製押え板であるブラケット９２が配置され、ブラケット９２の一端部を貫通するネジＳｃ３をアルミケース３０のブラケット締結用突起３５ｅに螺入することによりブラケット９２の他端側によりコア８０がアルミケース３０に押圧および支持される。
【００３２】
図９には基板４０の上面を示すとともに図１０には基板４０の下面を示す。
図９に示すように、基板４０の上面には、トランス１１の一次側のパターンとしての巻回部４１が実装されている。つまり、巻回部４１により図３の一次巻線１１ａが構成されている。巻回部４１は、金属の断面円形の線材を渦巻状に成形したものである。この線材の表面は樹脂の絶縁材で被覆されている。一次巻線を構成する巻回部４１の両端は基板４０を貫通して基板４０の下面に延びている。基板４０における巻回部４１の配置部分における巻回部４１の中央には円形の貫通孔４２が形成されている。つまり、貫通孔４２の周囲に巻回部４１が延設（実装）されている。また、基板４０における巻回部４１の配置部分における巻回部４１の両側には貫通孔４３および切欠き４４が形成されている。貫通孔４２にはコア６０の上コア（Ｅ型コア）６２の中央磁脚６２ｂが挿通する。また、貫通孔４３および切欠き４４には上コア６２の両側磁脚６２ｃ，６２ｄが挿通する。
【００３３】
図１０に示すように、基板４０の下面には、トランスの二次側のパターンとしての第１金属板４５が実装されている。つまり、第１金属板４５のパターンにより図３の二次巻線１１ｂが構成されている。第１金属板４５は、銅板を、プレス加工により、「Ω」字状に形成したものである。第１金属板４５の一端および他端は基板４０を貫通して基板４０の上面に延びている。第１金属板４５は、貫通孔４２の周囲に延びている。即ち、貫通孔４２の周囲に第１金属板４５が延設（実装）されている。
【００３４】
図９に示すように、基板４０の上面には、コイル１８ａの導線部を構成する第２金属板４６が実装されている。つまり、第２金属板４６のパターンにより図３のコイル１８ａが構成されている。第２金属板４６は、銅板を、プレス加工により、四角環状に形成したものである。第２金属板４６の一端および他端は基板４０を貫通して基板４０の下面に延びている。基板４０における第２金属板４６の配置部分における中央には矩形の貫通孔４７が形成されている。また、基板４０における第２金属板４６の配置部分における両側には矩形の貫通孔４８，４９が形成されている。貫通孔４７にはコア７０の上コア（Ｅ型コア）７２の中央磁脚７２ｂが挿通する。また、貫通孔４８，４９には上コア７２の両側磁脚７２ｃ，７２ｄが挿通する。
【００３５】
図１０に示すように、基板４０の下面には、コイル１８ｂ，２０の導線部等を構成する第３金属板５０が実装されている。つまり、第３金属板５０のパターンにより図３のコイル１８ｂ，２０等が構成されている。第３金属板５０は、銅板を、プレス加工により、所望の形状にしたものである。第３金属板５０の端部Ｃ，Ｄ，Ｅは基板４０を貫通して基板４０の上面に延びている。第３金属板５０は、貫通孔４７の周囲および後記貫通孔５２，５３の間に延びている。
【００３６】
図１０において端部Ｃに図３のコイル１８ａが繋がり、図１０の端部Ｄに図３のコンデンサ１９が繋がり、図１０の端部Ｅに図３のコンデンサ２１が繋がる。
図１０に示すように、基板４０の下面には制御素子としての制御ＩＣ５１が基板４０に実装されている。制御ＩＣ５１は、樹脂部５１ａを有し、側面からリード５１ｂが突設されている。
【００３７】
また、図９，１０に示すように、基板４０には長方形の貫通孔５２，５３が形成されている。基板４０における貫通孔５２，５３の間を第３金属板５０が延設されている。貫通孔５２，５３にはコア８０の上コア（Ｕ型コア）８２の両側磁脚８２ｂ，８２ｃが挿通する。
【００３８】
図９，１０に示すように、基板４０には長方形の貫通孔５４が形成されている。基板４０の下面における貫通孔５４の形成箇所には、図１２（ａ）に示すように、貫通孔５４の開口部に重なるように帯板状の第４金属板５６が実装されている。詳しくは、第４金属板５６は両端が基板４０の下面に、はんだ付けにて固定されている。第４金属板５６は銅板よりなる。第４金属板５６には凸部５６ａが形成され、凸部５６ａが貫通孔５４内に配置されている。即ち、第４金属板５６は貫通孔５４において屈曲形成され、下面開口部から上面開口に延び、かつ、上面開口部において基板上面と面一となっている。この面一となっている部位にパワー素子（トランスの二次側のダイオード）３７が基板４０に接合（実装）されている。パワー素子３７は樹脂部３７ａを有し、下面に下面電極３７ｂが形成されているとともに、図１２（ｂ）に示すように側面から電極としてのリード３７ｃが突設されている。パワー素子３７の下面電極３７ｂが第４金属板５６に接合（実装）されている。基板４０の上面においてパワー素子３７のリード３７ｃが基板４０の上面の金属箔１２１ａと接合（実装）されている。
【００３９】
第４金属板５６は図３の２つのダイオード１６，１７の共通のアノードとグランドを繋ぐラインを形成している。
第４金属板５６の凸部５６ａの上面と基板４０の上面とを面一にすることにより基板４０の上面の金属箔１２１ａとパワー素子（トランスの二次側のダイオード１６，１７）のリード３７ｃとを接続しやすくしている。
【００４０】
同様に、図９，１０に示すように、基板４０には長方形の貫通孔５５が形成されている。そして、図１２を用いて説明したものと同様なパワー素子の放熱構成となっている。
つまり、基板４０の下面における貫通孔５５の形成箇所には、図１２（ａ）に示すように、貫通孔５５の開口部に重なるように帯板状の第５金属板５７が実装されている。詳しくは、第５金属板５７は両端が基板４０の下面に、はんだ付けにて固定されている。第５金属板５７は銅板よりなる。第５金属板５７には凸部５７ａが形成され、凸部５７ａが貫通孔５５内に配置されている。即ち、第５金属板５７は貫通孔５５において屈曲形成され、下面開口部から上面開口に延び、かつ、上面開口部において基板上面と面一となっている。この面一となっている部位にパワー素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）３８が基板４０に接合（実装）されている。
【００４１】
図１２（ａ）に示すように、パワー素子３８は樹脂部３８ａを有し、下面に下面電極３８ｂが形成されているとともに、図１２（ｂ）に示すように側面から電極としてのリード３８ｃが突設されている。パワー素子３８の下面電極３８ｂが第５金属板５７に接合（実装）されている。基板４０の上面においてパワー素子３８のリード３８ｃが基板４０の上面の金属箔１２１ａと接合（実装）されている。
【００４２】
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、アルミケース３０の本体部３１の上面に形成された突部３３ａは、基板４０の貫通孔５４に向かって延びている。突部３３ａの平坦な上面と第４金属板５６との間には放熱シート３６ａが介在されている。これにより、第４金属板５６とアルミケース３０とは熱的に繋がっている。つまり、パワー素子３７は第４金属板５６および放熱シート３６ａを介してアルミケース３０と熱的に結合している。その結果、パワー素子３７で発生する熱は第４金属板５６および放熱シート３６ａを介してアルミケース３０に放熱される。このとき、パワー素子３７に発生する熱は、樹脂を介さずに逃がしやすくなっている。また、基板４０の下面にダイオードを配置するとモールド樹脂を介して放熱することになり、放熱性が悪いが、本実施形態ではパワー素子（ダイオード）３７の放熱性に優れている。
【００４３】
同様に、アルミケース３０の本体部３１の上面に形成された突部３３ｂは、基板４０の貫通孔５５に向かって延びている。突部３３ｂの平坦な上面と第５金属板５７との間には放熱シート３６ｂが介在されている。これにより、第５金属板５７とアルミケース３０とは熱的に繋がっている。つまり、パワー素子３８は第５金属板５７および放熱シート３６ｂを介してアルミケース３０と熱的に結合している。その結果、パワー素子３８で発生する熱は第５金属板５７および放熱シート３６ｂを介してアルミケース３０に放熱される。よって、パワー素子３８の放熱性に優れている。
【００４４】
本実施形態では、トランス１１の一次側およびトランス１１の二次側のうち電圧が低い方である二次側におけるパターンの一部が金属板４５，４６，５０で構成されている。また、パターンの他部が金属板４５，４６，５０より断面積が小さい金属箔１２１，１２２で構成されている。詳しくは、大電流が流れる部位が主に金属板（４５，４６，５０）で構成され、大電流が流れない部位が主に金属箔（１２１，１２２）で構成されている。このように必要な箇所のみ厚銅板である金属板４５，４６，５０を用いており、小型化が図られている。
【００４５】
このように、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、基板４０と、入力端子１００，１０１と、出力端子１０２と、トランス１１と、入力端子１００，１０１と一次側の巻線との間に設けられる第１のパターンと、出力端子１０２と二次側の巻線との間に設けられる第２のパターンとを有するパターンと、を有する。トランス１１の一次側およびトランス１１の二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板４６，５０で構成されるとともに、パターンの他部が金属板４６，５０より断面積が小さい金属箔１２１，１２２で構成され、金属板４６，５０は基板４０のパターンに対して半田で実装されている。また、一次側の巻線（巻回部４１）は基板４０の一方の面に半田で実装され、二次側の巻線（金属板４５）は基板４０の他方の面に半田で実装され、トランスのコア６０が挿通された貫通孔４２の周囲に二次巻線を構成する金属板４５が実装される。
【００４６】
次に、組み付け工程について説明する。
図８に示すようにアルミケース３０を用意する。そして、図７に示すように、アルミケース３０に各下コア６１，７１，８１を嵌め込む。また、放熱シート３６ａ，３６ｂ，３６ｃを搭載する。
【００４７】
さらに、図６に示すように、アルミケース３０の上に基板４０を搭載する。そして、図５に示すように、上コア６２，７２，８２を搭載する。そして、ネジＳｃ４を基板４０を貫通してアルミケース３０に螺入して基板４０をアルミケース３０に固定する。
【００４８】
また、上コア６２，７２，８２上に金属製押え板であるブラケット９０，９１，９２を配置し、ネジＳｃ１，Ｓｃ２，Ｓｃ３をアルミケース３０に螺入してブラケット９０，９１，９２によりコア６０，７０，８０を押さえて固定する。
【００４９】
次に、作用について説明する。
図１，２，４において、パワー素子３８（図３の一次側スイッチング素子１４に相当）のスイッチング動作に伴いトランスの一次巻線を構成する巻回部４１、二次巻線を構成する第１金属板４５に電流が流れる。パワー素子３７（ダイオード１６，１７に相当）およびパワー素子３８（一次側スイッチング素子１４に相当）に発生する熱は金属板５６，５７を介してアルミケース３０に伝わり、アルミケース３０から大気に逃がされる。
【００５０】
また、トランスの二次巻線側において、８０Ａが流れない箇所にも金属板によるパターンを用いる場合と対比する。トランスの二次巻線側においては全て８０Ａが流れるわけではないので、本実施形態では、必要な箇所のみに金属板を用いており、これにより省スペース化が図られている。
【００５１】
つまり、大電流が流れない部位については金属板を使わないように高密度配置可能な金属箔でパターニングすることにより高密度実装ができる。また、大電流が流れる部位に対して金属板４５，４６，５０を、基板４０に、はんだ付けして電気的に接続する。このようにすることにより小型化が図られる。
【００５２】
また、パワー素子３７，３８の熱が金属板５６，５７および放熱シート３６ａ，３６ｂを介してアルミケース３０に放熱される。よって、熱伝導性が劣る部材である絶縁基板を介さないので高放熱化が図られる。その結果、パワー素子の高放熱を併せ持つ一体構造基板を構築することができる。
【００５３】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）絶縁型電力変換装置としての絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の構成として、基板４０と、基板４０に設けられる入力端子１００，１０１と、基板４０に設けられる出力端子１０２を有する。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、一次側の巻線および一次側の巻線の巻数とは異なる巻数を有する二次側の巻線を備え、基板４０に設けられるトランス１１を有する。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、入力端子１００，１０１と一次側の巻線との間に設けられる第１のパターンと、出力端子１０２と二次側の巻線との間に設けられる第２のパターンとを有するパターンと、を有する。トランス１１の一次側およびトランス１１の二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板４６，５０で構成されるとともに、パターンの他部が金属板４６，５０より断面積が小さい金属箔１２１，１２２で構成され、金属板４６，５０は基板４０のパターンに対して半田で実装されている。よって、電圧が低い方を基準にトランスの一次側のパターンとトランスの二次側のパターンとを構成して電流容量の小さい部分にも金属板を使いる場合に比べ、本実施形態においてはトランスの一次側およびトランスの二次側のうち電圧が低い方におけるパターンの一部が金属板４５，４６，５０で、また、他部が金属箔１２１，１２２で構成されているので、大型化を抑制することができる。
【００５４】
（２）成型された一次側の巻線（巻回部４１）は基板４０に半田で実装され、成型された二次側の巻線（金属板４５）は基板４０に半田で実装される。このため、トランスのコア６０が挿通された貫通孔４２の周囲に巻線を構成する金属板４５を、他の実装部品と同時に半田で実装することができる。
【００５５】
（３）基板４０にはコア６０が貫通する貫通孔４２が設けられており、貫通孔４２の周りに第１金属板４５が実装されることにより基板４０の剛性が下がることを抑制できる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
【００５６】
・図１４においては二次巻線としての金属板４５ｂの厚さがｔ２であり、幅がＷ２である。これに対し、図１３に示すように二次巻線としての金属板４５ａの厚さは、ｔ２よりも厚いｔ１であり、幅がＷ２よりも狭いＷ１である。このように、図１４に比べて図１３に示すように巻線の小型化を図るようにしてもよい。つまり、金属板（４５ａ，４５ｂ）の厚さｔ１を厚くして幅Ｗ１を狭くすることにより巻枠を小さくして小型化を図ることができる。即ち、上コア６２における金属板によるパターンを入れるだけのスペースを狭くし巻枠を小さくすることにより小型化を図るようにしてもよい。
【００５７】
・パワー素子として、例えば低ＯＮ抵抗ＭＯＳを使用することで低損失化を図る上で好ましい。
・一次側スイッチング素子としてパワーＭＯＳＦＥＴ以外にも、例えばＩＧＢＴ等を用いてもよい。
【００５８】
・金属板４５，４６，５０は銅板以外の金属板で構成してもよい。
・放熱シート３６ａ，３６ｂに代わり放熱グリスを用いてもよい。
・コンバータは昇圧型であってもよい。つまり、トランスの一次側の入力電圧を昇圧してトランスの二次側に出力するものであってもよい。この場合、トランスの一次側およびトランスの二次側のうち電圧が低い方である一次側におけるパターンの一部が金属板で構成され、パターンの他部が金属板より断面積が小さい金属箔で構成され、金属板は基板に対して実装されている。
【００５９】
・絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータに限るものではなく他の絶縁型電力変換装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０…絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ、１１…トランス、４０…基板、４１…巻回部、４５…第１金属板、４６…第２金属板、５０…第３金属板、１００…入力端子、１０１…入力端子、１０２…出力端子、１２１…金属箔、１２２…金属箔。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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