(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランドに接続した金属製のベースプレート（２）と、
該ベースプレート（２）に固定され、互いに電気接続した複数の電子部品（３）と、
上記ベースプレート（２）に対して絶縁した状態で該ベースプレート（２）上に配置され、上記電子部品（３）に接続し、該電子部品（３）と外部機器との間の電流経路をなす配線層（４ａ）と、
該配線層（４ａ）を、上記ベースプレート（２）が配された側とは反対側から覆い、上記電子部品（３）から発生した放射ノイズを遮蔽する遮蔽層（４ｂ）と、
上記ベースプレート（２）に固定され、上記配線層（４ａ）の一部と上記複数の電子部品（３）とを内側に収容する金属製のカバー（７）と、
上記遮蔽層（４ｂ）と上記ベースプレート（２）とを電気的に接続する複数の接続部（８）とを備え、
上記遮蔽層（４ｂ）は、上記配線層（４ａ）のうち上記カバー（７）の内側に位置する部位（４８）を、少なくとも覆っており、
上記配線層（４ａ）と上記ベースプレート（２）との間に第１絶縁層（５ａ）が介在し、上記遮蔽層（４ｂ）と上記配線層（４ａ）との間に第２絶縁層（５ｂ）が介在し、上記第１絶縁層（５ａ）と上記配線層（４ａ）と上記第２絶縁層（５ｂ）と上記遮蔽層（４ｂ）とは、上記ベースプレート（２）の厚さ方向に積層され、
上記複数の接続部（８）と上記遮蔽層（４ｂ）と上記ベースプレート（２）とによって、電流が流れるループ（Ｌ）が形成され、該ループ（Ｌ）内を上記配線層（４ａ）が貫通していることを特徴とする電源装置（１）。
【請求項２】
上記第１絶縁層（５ａ）と上記ベースプレート（２）との間に、該ベースプレート（２）に電気接続した金属製のプレート接続層（４ｃ）が介在し、上記複数の接続部（８）のうち少なくとも一部の接続部（８）は、上記第１絶縁層（５ａ）と上記第２絶縁層（５ｂ）とを貫通し上記遮蔽層（４ｂ）と上記プレート接続層（４ｃ）とを接続するコンタクトビア（８０）であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を固定したベースプレートと、上記電子部品を覆うカバーとを備える電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電源装置として、トランスやダイオード等の電子部品と、該電子部品に接続し、該電子部品と外部機器との間の電流経路をなす配線部とを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。上記電子部品は、例えば金属製のベースプレートに固定されている。
【０００３】
電源装置を稼働すると、電子部品から放射ノイズが発生して、上記外部機器に伝わる場合がある。そのため上記電源装置では、ベースプレートに金属製のカバーを設け、このカバーの内側に電子部品を配置してある。これにより、電子部品から発生した放射ノイズをカバーによって遮蔽し、放射ノイズが外部機器に伝わる不具合を抑制している。
【０００４】
上記配線部の一部は、カバーの内側から外側に引き出されている。この、配線部のうちカバーの外側に引き出された部位を、上記外部機器に電気接続するための接続端子としてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３５１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記電源装置では、電子部品から発生した放射ノイズが、配線部のうちカバーの内側に存在する部位に鎖交するため、この部位から伝導ノイズ電流が発生する場合がある。そのため、発生した伝導ノイズ電流が外部機器に伝わるおそれがある。この問題を解決するため、伝導ノイズ電流を除去するフィルタ回路を設ける方法が考えられるが、発生する伝導ノイズ電流の量が多いと、フィルタ回路によって除去しきれなくなり、伝導ノイズ電流が外部機器に伝わる場合がある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、外部機器に伝わる伝導ノイズ電流の量をより低減できる電源装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、グランドに接続した金属製のベースプレートと、
該ベースプレートに固定され、互いに電気接続した複数の電子部品と、
上記ベースプレートに対して絶縁した状態で該ベースプレート上に配置され、上記電子部品に接続し、該電子部品と外部機器との間の電流経路をなす配線層と、
該配線層を、上記ベースプレートが配された側とは反対側から覆い、上記電子部品から発生した放射ノイズを遮蔽する遮蔽層と、
上記ベースプレートに固定され、上記配線層の一部と上記複数の電子部品とを内側に収容する金属製のカバーと、
上記遮蔽層と上記ベースプレートとを電気的に接続する複数の接続部とを備え、
上記遮蔽層は、上記配線層のうち上記カバーの内側に位置する部位を、少なくとも覆っており、
上記配線層と上記ベースプレートとの間に第１絶縁層が介在し、上記遮蔽層と上記配線層との間に第２絶縁層が介在し、上記第１絶縁層と上記配線層と上記第２絶縁層と上記遮蔽層とは、上記ベースプレートの厚さ方向に積層され、
上記複数の接続部と上記遮蔽層と上記ベースプレートとによって、電流が流れるループが形成され、該ループ内を上記配線層が貫通していることを特徴とする電源装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記電源装置においては、上記配線層のうち上記カバーの内側に位置する部位を、上記遮蔽層によって覆ってある。そのため、電子部品から発生した放射ノイズが上記部位に鎖交して、伝導ノイズ電流が発生する不具合を抑制できる。したがって、配線層から外部機器に伝わる伝導ノイズ電流の量を低減することができる。
【００１０】
また、上記電源装置においては、上記カバーを設けてあるため、電子部品から発生した放射ノイズを、カバーによって遮蔽できる。そのため、外部機器に放射ノイズが伝わる不具合を抑制できる。
【００１１】
また、上記電源装置においては、上記ループを形成してあるため、上記電子部品から発生し、配線層の周囲を通って外部に漏れ出る放射ノイズの量を、低減することができる。すなわち、放射ノイズの一種である交流磁界が、配線層の周囲を通過した場合でも、上述のようにループを形成しておけば、ループに渦電流を発生させることができ、この渦電流の周囲に発生した磁界によって、上記交流磁界を打ち消すことができる。そのため、配線層の周囲を通って外部に漏出する交流磁界、すなわち放射ノイズの量を低減することが可能となる。
【００１２】
以上のごとく、本発明によれば、外部機器に伝わる伝導ノイズ電流の量をより低減できる電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における、電源装置の断面図であって、図２のI-I断面図。
【図２】図１のII-II断面図。
【図３】図１のIII-III断面図。
【図４】実施例１における、電源装置の回路図。
【図５】実施例１における、電源装置の製造工程説明図。
【図６】図５に続く図。
【図７】図６に続く図。
【図８】図７に続く図。
【図９】実施例２における、電源装置の断面図であって、図１０のIX-IX断面図。
【図１０】図９のX-X断面図。
【図１１】実施例３における、電源装置の断面図。
【図１２】実施例４における、電源装置の断面図。
【図１３】実施例５における、電源装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記電源装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電源装置とすることができる。
【実施例】
【００１５】
（実施例１）
上記電源装置に係る実施例について、図１〜図８を用いて説明する。図１〜図３に示すごとく、本例の電源装置１は、ベースプレート２と、複数の電子部品３と、配線層４ａと、遮蔽層４ｂと、カバー７と、複数の接続部８とを備える。
【００１６】
ベースプレート２は金属製であり、グランドに接続されている。複数の電子部品３は、ベースプレート２に固定され、互いに電気接続されている。配線層４ａは、ベースプレート２に対して絶縁された状態で該ベースプレート２上に配置されている。配線層４ａは、電子部品３に接続しており、電子部品３と外部機器との間の電流経路をなしている。遮蔽層４ｂは、配線層４ａを、ベースプレート２が配された側とは反対側から覆っている。遮蔽層４ｂは、電子部品３から発生した放射ノイズを遮蔽している。カバー７は、ベースプレート２に固定されている。カバー７の内部に、配線層４ａの一部と複数の電子部品３を収容してある。また、接続部８は、遮蔽層４ｂとベースプレート２とを電気的に接続している。
【００１７】
配線層４ａのうちカバー７の外側に位置する部位に、外部機器に接続するための接続端子４９を形成してある。遮蔽層４ｂは、配線層４ａのうちカバー７の内側に位置する部位４８を、少なくとも覆っている。
【００１８】
配線層４ａとベースプレート２との間に第１絶縁層５ａが介在し、遮蔽層４ｂと配線層４ａとの間に第２絶縁層５ｂが介在している。第１絶縁層５ａと配線層４ａと第２絶縁層５ｂと遮蔽層４ｂとは、ベースプレート２の厚さ方向（Ｚ方向）に積層され、積層基板６を構成している。
図２に示すごとく、複数の接続部８と遮蔽層４ｂとベースプレート２とによって、電流が流れるループＬが形成されている。このループＬ内を配線層４ａが貫通している。
【００１９】
本例の電源装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電源装置である。
【００２０】
本例の電源装置１は、図４に示すごとく、高圧直流電源８８の電圧を降圧して低圧直流電源８９を充電するためのＤＣ−ＤＣコンバータである。本例の電源装置１は、電子部品３として、入力コンデンサ３ａと、ＭＯＳモジュール３ｂと、トランス３ｃと、ダイオードモジュール３ｄと、チョークコイル３ｅと、平滑コンデンサ３ｆとを備える。これらの電子部品３（３ａ〜３ｆ）によって、電源装置１の主回路１８を構成してある。また、本例の電源装置１は、電子部品３として、フィルタコイル３ｇとフィルタコンデンサ３ｈとをさらに備える。これらの電子部品３（３ｇ，３ｈ）によって、フィルタ回路１９を形成してある。
【００２１】
ＭＯＳモジュール３ｂには複数個のＭＯＳＦＥＴ３０が封止されている。このＭＯＳＦＥＴ３０をオンオフ動作させることにより、高圧直流電源８８の直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧をトランス３ｃの一次コイル３１に印加している。そして、トランス３ｃの二次コイル３２から出力される交流電圧を、ダイオードモジュール３ｄによって整流し、チョークコイル３ｅと平滑コンデンサ３ｆとを用いて平滑化している。また、平滑した出力電流に含まれる伝導ノイズ電流を、フィルタ回路１９によって除去している。そして、フィルタ回路１９を通過した出力電流を用いて、低圧直流電源８９を充電するよう構成されている。
【００２２】
一方、図３に示すごとく、本例の電源装置１は複数のボルト８１を備える。このボルト８１を用いて、カバー７を固定している。本例の電源装置１は、第１ボルト８１ａと、第２ボルト８１ｂと、第３ボルト８１ｃとの、３種類のボルト８１を有する。第１ボルト８１ａは、上記ループＬ（図２参照）を形成することを主目的としたボルト８１である。第２ボルト８１ｂと第３ボルト８１ｃは、カバー７を固定することを主目的としたボルト８１である。第２ボルト８１ｂは、配線層４ａの幅方向（Ｙ方向）において第１ボルト８１ａよりも外側に配されている。また、第３ボルト８１ｃは、配線層４ａの延出方向（Ｘ方向）において、第２ボルト８１ｂを設けた側とは反対側に設けられている。
【００２３】
積層基板６は、上述したように、第１絶縁層５ａと、配線層４ａと、第２絶縁層５ｂと、遮蔽層４ｂとをＺ方向に積層してなる。本例の積層基板６は、配線層４ａに大電流を流すことが可能な、いわゆる厚銅基板である。
【００２４】
本例では図２に示すごとく、配線層４ａをＹ方向から挟む位置に、中間グランド層４２（４２ａ，４２ｂ）を形成してある。これらの中間グランド層４２は、配線層４ａと同じ厚さの金属板によって形成されている。中間グランド層４２及び遮蔽層４ｂは、第１ボルト８１ａ及び第２ボルト８１ｂによって、ベースプレート２、すなわちグランドに電気接続されている。
【００２５】
図１に示すごとく、カバー７には、入力コネクタ（図示しない）を挿入するためのコネクタ挿入孔７８と、開口部７３とが形成されている。開口部７３から、積層基板６の一部がカバー７の外側に突出している。また、カバー７には、開口部７３からＸ方向に突出する突出部７１が形成されている。この突出部７１と積層基板６とをＺ方向に重ね合わせてある。そして、図２に示すごとく、ボルト８１ａ，８１ｂを用いて、突出部７１と積層基板６とをそれぞれベースプレート２に固定している。
このように、ボルト８１ａ，８１ｂは、カバー７及び積層基板６をそれぞれベースプレート２に固定する機能と、遮蔽層４ｂをベースプレート２に電気接続する機能とを兼ね備えている。
【００２６】
図２に示すごとく、中間グランド層４２と配線層４ａとの間には、隙間Ｓが形成されている。電源装置１を稼働すると、上記放射ノイズＨの一種である交流磁界が、この隙間Ｓや絶縁層５（５ａ，５ｂ）を通り、カバー７の外側へ伝わる場合がある。しかしながら、本例では上記ループＬを形成してあるため、交流磁界が通ったときに、ループＬに渦電流Ｉを流すことができる。渦電流Ｉが流れると、この渦電流Ｉの周囲に磁界が発生し、これによって交流磁界が打ち消される。そのため、大きな交流磁界が、配線層４ａの周囲を通って外部に漏出しないようになっている。
【００２７】
また、図３に示すごとく、第２絶縁層５ｂおよび遮蔽層４ｂには、切欠部６１が形成されている。この切欠部６１から接続端子４９が露出している。
【００２８】
第２絶縁層５ｂと遮蔽層４ｂとは、Ｚ方向から見たときの形状が略同一である。遮蔽層４ｂは、配線層４ａのうちカバー７の内側に位置する部位４８を覆うと共に、カバー７の外側に位置する部位の一部をも覆っている。また、遮蔽層４ｂは、中間グランド層４８（図２参照）の全ての部位を、Ｚ方向から覆っている。
【００２９】
次に、本例の電源装置１の製造方法について説明する。電源装置１を製造するには、図５に示すごとく、まず、第１絶縁層５ａを用意する。そして図６に示すごとく、第１絶縁層５ａ上に、配線層４ａと中間グランド層４２とを配置する。これら第１絶縁層５ａと配線層４ａとは、例えばプレス加工によって形成することができる。
【００３０】
次いで、図７に示すごとく、配線層４ａと中間グランド層４２の上に、第２絶縁層５ｂと遮蔽層４ｂを配置する。第２絶縁層５ｂと遮蔽層４ｂは同一形状に形成されている。第２絶縁層５ｂと遮蔽層４ｂには、切欠部６１が予め形成されている。
【００３１】
このように、第１絶縁層５ａ、配線層４ａ、第２絶縁層５ｂ、遮蔽層４ｂを積層した後、これらの層をＺ方向に圧縮し、互いに接着させる。これにより、積層基板６を形成する。
【００３２】
次いで、図８に示すごとく、積層基板６にボルト挿通孔８９を形成し、この積層基板６をベースプレー２上に配置する。また、電子部品３（３ａ〜３ｈ）をベースプレート２に固定し、電子部品３と配線層４ａとを接続する。その後、カバー７（図１参照）を取り付け、ボルト８１を用いて、カバー７及び積層基板６をベースプレート２に締結する。以上の工程を行うことにより、電源装置１を製造する。
【００３３】
本例の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本例では、配線層４ａのうちカバー７の内側に位置する部位４８を、遮蔽層４ｂによって覆ってある。そのため、電子部品３から発生した放射ノイズＨが上記部位４８に鎖交して、伝導ノイズ電流が発生する不具合を抑制できる。したがって、配線層４ａから外部機器に伝わる伝導ノイズ電流の量を低減することができる。
【００３４】
また、本例では、上記カバー７を設けてあるため、電子部品３から発生した放射ノイズＨを、カバー７によって遮蔽できる。そのため、外部機器に放射ノイズＨが伝わる不具合を抑制できる。
【００３５】
また、本例では図２に示すごとく、ループＬを形成してあるため、電子部品３から発生し、配線層４ａの周囲を通って外部に漏れ出る放射ノイズＨの量を、低減することができる。すなわち、放射ノイズＨの一種である交流磁界が、配線層４ａの周囲を通過した場合でも、本例のようにループＬを形成しておけば、ループＬに渦電流Ｉを発生させることができ、この渦電流Ｉの周囲に発生した磁界によって、上記交流磁界を打ち消すことができる。そのため、配線層４ａの周囲を通って外部に漏出する交流磁界、すなわち放射ノイズＨの量を低減することが可能となる。
【００３６】
また、図１、図２に示すごとく、本例では、第１絶縁層５ａと配線層４ａと第２絶縁層５ｂと遮蔽層４ｂとを積層してある。そのため、各層５ａ，４ａ，５ｂ，４ｂを互いに密着させることができ、遮蔽層４ｂを、ベースプレート２に近い位置に配置することができる。そのため、ループＬの面積を小さくすることができる。したがって、上記交流磁界を打ち消しやすい。
【００３７】
また、本例では、第１絶縁層５ａと配線層４ａと第２絶縁層５ｂと遮蔽層４ｂとを積層して、１個の積層基板６を構成してある。そのため、これらの層５ａ，４ａ，５ｂ，４ｂを一部品化でき、部品点数を低減することができる。したがって、電源装置１の製造コストを低減できる。
【００３８】
以上のごとく、本例によれば、外部機器に伝わる伝導ノイズ電流の量をより低減できる電源装置を提供することができる。
【００３９】
なお、本例では、電源装置１の出力側に積層基板６を配置したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、電源装置１の入力側に積層基板６を配置してもよい。
【００４０】
また、本例では図４に示すごとく、複数のＭＯＳＦＥＴ３０を内蔵したＭＯＳモジュール３ｂを用いているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、個々のＭＯＳＦＥＴ３０を個別に内蔵した、いわゆるディスクリート部品を用いてもよい。ダイオードモジュール３ｄについても同様である。
【００４１】
（実施例２）
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００４２】
本例は、接続部８の構造を変更した例である。図９、図１０に示すごとく、本例では、第１絶縁層５ａとベースプレート２との間に、該ベースプレート２に電気接続した金属製のプレート接続層４ｃを設けてある。そして、第１絶縁層５ａと第２絶縁層５ｂとを貫通し、遮蔽層４ｂとプレート接続層４ｃとを接続するコンタクトビア８０を設けてある。複数の接続部８のうち一部の接続部８を、このコンタクトビア８０によって構成している。そして、遮蔽層４ｂと、コンタクトビア８０と、ベースプレート２とによって、電流が流れるループＬを構成してある。
【００４３】
また、本例では、Ｙ方向におけるコンタクトビア８０の外側に、ボルト８１（実施例１の第２ボルト８１ｂに相当）を設けてある。このボルト８１によって、カバー７及び積層基板６をベースプレート２に固定している。
【００４４】
本例の作用効果について説明する。本例では、コンタクトビア８０を用いてループＬを構成しているため、実施例１と比べて、ボルト８１の数を低減することができる。そのため、電源装置１の製造時に、積層基板６及びカバー７をベースプレート２に固定する作業を、容易に行うことができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【００４５】
（実施例３）
本例は、図１１に示すごとく、カバー７内に金属製のシールド板７２を設け、カバー７内の空間を２つに分けた例である。本例では、カバー７内の２つの空間Ｓ１，Ｓ２のうち、一方の空間Ｓ１に、電源装置１の主回路１８（図４参照）を構成する複数の電子部品３を配置してある。また、他方の空間Ｓ２に、フィルタ回路１９（図４参照）を構成する複数の電子部品３を配置してある。シールド板７２は、遮蔽層４ｂとカバー７とに接続している。
【００４６】
本例では、配線層４ａの一部を取り囲むようにコア３９を設けてある。この、配線層４ａのうちコア３９によって囲まれた部位が、フィルタコイル３ｇとなっている。また、配線層４ａにはフィルタコンデンサ３ｈが接続している。
【００４７】
本例の作用効果について説明する。本例では、主回路１８とフィルタ回路１９との間に金属製のシールド板７２を配置してあるため、主回路１８から発生した放射ノイズＨを、シールド板７２によって遮蔽することができる。そのため、放射ノイズＨがフィルタコイル３ｇやフィルタコンデンサ３ｈに鎖交して、伝導ノイズ電流が発生することを抑制できる。したがって、外部機器に伝わる伝導ノイズ電流の量をより低減することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【００４８】
（実施例４）
本例は、図１２に示すごとく、シールド板７２と遮蔽層４ｂとを一部品化した例である。本例では、遮蔽層４ｂの一部をＺ方向に折り曲げることにより、シールド板７２を形成してある。
【００４９】
このようにすると、シールド板７２と遮蔽層４ｂとを別部品にする必要がないため、部品点数を低減することができる。そのため、電源装置１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【００５０】
（実施例５）
本例は、図１３に示すごとく、カバー７の外側に補助フィルタ回路１９１を設けた例である。本例では、カバー７の外側に、補助フィルタコイル３７と補助フィルタコンデンサ３８とを設けてある。これら補助フィルタコイル３７と補助フィルタコンデンサ３８とによって、補助フィルタ回路１９１を構成してある。
【００５１】
本例の作用効果について説明する。本例では、補助フィルタ回路１９１をカバー７の外側に設けてあるため、放射ノイズＨをカバー７によって遮蔽することができ、放射ノイズＨが補助フィルタ回路１９１に伝わりにくくなる。そのため、放射ノイズＨが補助フィルタコイル３７や補助フィルタコンデンサ３８に鎖交して伝導ノイズ電流が発生する不具合を抑制できる。また、本例の電源装置１は、２つのフィルタ回路１９，１９１を備えるため、主回路１８から発生した伝導ノイズ電流を効果的に除去することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【符号の説明】
【００５２】
１  電源装置
２  ベースプレート
３  電子部品
４ａ  配線層
４ｂ  遮蔽層
５ａ  第１絶縁層
５ｂ  第２絶縁層
７  カバー
８  接続部
Ｌ  ループ
【図１】
0006330562.tif 000002
【図２】
0006330562.tif 000003
【図３】
0006330562.tif 000004
【図４】
0006330562.tif 000005
【図５】
0006330562.tif 000006
【図６】
0006330562.tif 000007
【図７】
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【図８】
0006330562.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0006330562.tif 000012
【図１２】
0006330562.tif 000013
【図１３】
0006330562.tif 000014