(57)【要約】    【課題】設置スペースが僅かで済み、プリント基板への実装も容易で、ＡＣ入力ラインフィルタが近接配置されている場合に影響を及ぼすことないインダクタンスで出力ローパスフィルタを構成する。    【解決手段】スイッチング電源装置はプリント基板１上のＡＣ入力ラインフィルタ４に近接して配置されると共に、端子台２にＤＣ出力平滑回路を最短距離で配置している。ＤＣ出力平滑回路は、ＤＣ出力端子２２ａ、２２ｂの端子台２側からプリント基板１上に並列配置した平滑用電解コンデンサ１９とフィルタ用電解コンデンサ２１に続いて平滑用のトロイダル型チョークコイル１８を配置すると共に、その間に板状インダクタンス２０を平行に配置し、板状インダクタンス２０は、ＡＣ入力ラインフィルタ４側をテーパプレート部として下向きに開いた略コ字形形状を有する。    【選択図】      図２
2005304275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上のＤＣ出力端子台にＤＣ出力平滑回路を最短距離で配置したスイッチング電源装置に於いて、
前記ＤＣ出力平滑回路は、前記ＤＣ出力端子台側からプリント基板上に平滑コンデンサと平滑用チョークコイルを順次配置すると共に、前記平滑コンデンサと平滑用チョークコイルの間に板状インダクタンスを平行に配置したことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記板状インダクタンスは下向きに開いたコ字形状であることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】
プリント基板上のＡＣ入力ラインフィルタに近接して配置されると共に、ＤＣ出力端子台にＤＣ出力平滑回路を最短距離で配置したスイッチング電源装置に於いて、
前記ＤＣ出力平滑回路は、前記ＤＣ出力端子台側からプリント基板上に平滑コンデンサと平滑用チョークコイルを順次配置すると共に、前記平滑コンデンサと平滑用チョークコイルの間に板状インダクタンスを平行に配置し、
前記板状インダクタンスは、前記ＡＣ入力ラインフィルタ側を傾斜プレート部として下向きに開いた略コ字形状を有することを特徴とするスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ出力平滑回路にローパスフィルタを設けたスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大電流のＤＣ出力可能なスイッチング電源装置にあっては、ＤＣ出力平滑回路に大電流を出力可能なローパスフィルタを設け、ノイズを低減するようにしている。
【０００３】
この出力ローパスフィルタは直列インダクタンスとコンデンサで構成されており、直列インダクタンスに大電流を流すことを可能とするため、従来、プリント基板上にケーブルを巻き回して横置きし、両端に設けた圧着端子を基板上にビス止めするようにしている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１２２９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなインダクタンスとしてケーブルを使用したローパスフィルタにあっては、ケーブルに圧着端子を設けてビスによるプリント基板に機械的に接続する固定構造としていたため、組立に手間とコストがかかるという問題がある。
【０００５】
またフレキシブルなケーブルを巻き回してインダクタンスとして使っているため、簡単に動かすことができ、インダクタンスとしての位置が決まらずに不安定であり、インダクタンス自体から発生する磁界の分布がケーブルの状態によりばらつき、近傍に配置されているＡＣ入力フィルタに影響を与えやすいという問題がある。
【０００６】
更に、プリント基板に対しケーブルを横に配置しているため、ケーブルを巻いたコイルとしての大きさに応じたプリント基板上の配置面積が必要となり、スイッチング電源装置の小型化の障害となっている。
【０００７】
本発明は、設置スペースが僅かで済み、プリント基板への実装も容易で、ＡＣ入力フィルタが近接配置されている場合に影響を及ぼすことないインダクタンスで出力ローパスフィルタを構成するようにしたスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、プリント基板上のＤＣ出力端子台にＤＣ出力平滑回路を最短距離で配置したスイッチング電源装置に於いて、ＤＣ出力平滑回路は、ＤＣ出力端子台側からプリント基板上に平滑コンデンサと平滑用チョークコイルを順次配置すると共に、平滑コンデンサと平滑用チョークコイルの間に板状インダクタンスを平行に配置したことを特徴とする。ここで、板状インダクタンスは下向きに開いたコ字形状である。
【０００９】
また本発明の別の形態にあっては、プリント基板上のＡＣ入力ラインフィルタに近接して配置されると共に、ＤＣ出力端子台にＤＣ出力平滑回路を最短距離で配置したスイッチング電源装置に於いて、ＤＣ出力平滑回路は、ＤＣ出力端子台側からプリント基板上に平滑コンデンサと平滑用チョークコイルを順次配置すると共に、平滑コンデンサと平滑用チョークコイルの間に板状インダクタンスを平行に配置し、板状インダクタンスは、ＡＣラインフィルタ側を傾斜プレート部として下向きに開いた略コ字形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、板状インダクタンスは金属プレス加工により製造でき、生産コストが安価でインダクタンスとしての形状が固定され、またプリント基板に差し込んでフロー半田などの自動組立ができ、ケーブルを使用した場合のような手作業やインダクタンスとしての不安定さはない。
【００１１】
またプリント基板上に起立して実装することで、ＤＣ出力平滑回路における平滑コンデンサと平滑用チョークコイルの間のスペースに配置することができ、基板スペースを増加することなく大電流出力可能なローパスフィルタを増設でき、また十分なプレート幅によって大きな電流容量が確保され、大電流での使用に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明のスイッチング電源装置のプリント基板上における回路配置を示した説明図である。図１において、本発明のスイッチング電源に使用されるプリント基板１の左側には端子台２が設けられ、端子台２にはＡＣ入力端子３ａ、３ｂとＤＣ出力端子２２ａ、２２ｂが設けられている。
【００１３】
ＡＣ入力端子３ａ、３ｂに続いてはＡＣ入力ラインフィルタ４が設けられる。ＡＣ入力ラインフィルタ４は、コンデンサ５、バランコイル６及びコンデンサ７で構成されている。
【００１４】
続いてダイオードブリッジなどを用いた整流回路８が設けられ、整流回路８の出力側に入力コンデンサ９を設け、ＤＣ入力を得ている。続いてアクティブフィルタ回路１０が設けられ、整流回路８の全波整流出力の電流と電圧の力率を１となるようにスイッチング制御してノイズの発生を抑える。
【００１５】
続いてインバータ回路１１が設けられる。インバータ回路１１は、トランス１２の１次巻線１３に直列接続したＦＥＴなどのスイッチング素子１５をスイッチング制御する。このスイッチング制御はＤＣ出力端子２２ａ、２２ｂの出力電圧を規定電圧に安定化するように、スイッチング素子１５のオン時間を例えばパルス幅制御する。
【００１６】
トランス１２の２次巻線１４に対しては、整流ダイオード１６、１７が設けられる。整流ダイオード１６、１７に続いてトロイダル型チョークコイル１８と平滑用電解コンデンサ１９が設けられ、出力平滑回路を構成している。続いて板状インダクタンス２０とフィルタ用電解コンデンサ２１が設けられ、ローパスフィルタを構成している。ローパスフィルタの出力は、ＤＣ出力端子２２ａ、２２ｂに接続される。
【００１７】
図２は本発明のスイッチング電源装置におけるＤＣ出力平滑回路部分のプリント基板における部品配置の説明図である。図２において、プリント基板１の左側には端子台２が装着され、端子台２にはＡＣ入力端子３ａ、３ｂとＤＣ出力端子２２ａ、２２ｂが設けられている。
【００１８】
端子台２のＡＣ入力端子３ａ、３ｂ側に続いては、プリント基板１上にコンデンサ５、バランコイル６及びコンデンサ７を順次配置して、ＡＣ入力ラインフィルタ４を構成している。このＡＣ入力ラインフィルタ４の下側の端子台２のＤＣ出力端子２２ａ、２２ｂに最短距離で近接して、ＤＣ出力平滑回路とローパスフィルタが設けられる。
【００１９】
即ち、端子台２におけるＤＣ出力端子２２ａ、２２ｂ側より、プリント基板１上に平滑用電解コンデンサ１９とフィルタ用電解コンデンサ２１が端子台２の方向に並べて配置され、その右側にトロイダル型チョークコイル１８を配置している。
【００２０】
並列配置された平滑用電解コンデンサ１９及びフィルタ用電解コンデンサ２１とトロイダル型チョークコイル１８の間には、本発明による板状インダクタンス２０が左右方向となる回路部品の配列方向に直交し、トロイダル型チョークコイル１８及び平滑用電解コンデンサ１９とフィルタ用電解コンデンサ２１の並び方向と平行に配置されている。
【００２１】
図３は図２の実施形態で使用する板状インダクタンス２０の説明図であり、図３（Ａ）に側面図を、図３（Ｂ）に正面図を示している。板状インダクタンス２０は下部に端子２７を一体に形成した垂直プレート部２３に続いて水平プレート部２４を有し、水平プレート部２４から斜め下向きにテーパプレート部２５を形成して垂直プレート部２６に至り、垂直プレート部２６の下側に端子２８を形成している。この図３の板状インダクタンス２０は、図２のプリント基板１上にテーパプレート部２５をＡＣ入力ラインフィルタ４側に向けて配置している。
【００２２】
図４は本発明で使用する板状インダクタンスの他の実施形態の説明図である。図４の板状インダクタンス３０は、端子３７を下側に備えた垂直プレート部３３に続いて水平プレート部３４を有し、水平プレート部３４に続いて垂直プレート部３６を設け、その下側に端子３８を形成している。なお図４（Ａ）は側面図、図４（Ｂ）は正面図である。
【００２３】
ここで図３の板状インダクタンス２０と図４の板状インダクタンス３０を対比して見ると、両者は共に、下側に開いたほぼコ字型形状を有するが、図３の板状インダクタンス２０にあっては、図２に示したようにＡＣ入力ラインフィルタ４側に位置するテーパプレート部２５を備えた下向きにコ字型に開いた形状となっている点が相違する。
【００２４】
図５は図３の板状インダクタンス２０と図４の板状インダクタンス３０の使用方法の説明図である。図５（Ａ）は図２のプリント基板１に配置した板状インダクタンス２０を横方向から見て、ＡＣ入力ラインフィルタ４のバランコイル６と共に示している。図５（Ｂ）は図３の板状インダクタンス２０の代わりに図４に示した板状インダクタンス３０を配置した状態である。
【００２５】
ここで、図５（Ａ）の板状インダクタンス２０及び図５（Ｂ）の板状インダクタンス３０にＤＣ出力電流が流れると、各プレート部の周囲に磁界が発生する。このとき図５（Ｂ）の板状インダクタンス３０にあっては、垂直プレート部３６を流れる出力電流によって磁界３９が発生し、この磁界３９は隣接配置しているＡＣ入力ラインフィルタ４におけるバランコイル６を貫き、入力雑音を増加させることとなる。
【００２６】
そこで本発明にあっては、ＡＣ入力ラインフィルタに近接してＤＣ出力回路を配置する場合には、図５（Ａ）のようにテーパプレート部２５を有する板状インダクタンス２０を使用し、テーパプレート部２５をバランコイル６側に位置するように配置する。このため、板状インダクタンス２０にＤＣ出力電流が流れた場合、テーパプレート部２５にはテーパプレート部２５の方向に直交する面に磁界２９が発生し、磁界２９がバランコイル６を貫かないことから、入力雑音を増加させる問題を解消することができる。
【００２７】
一方、プリント基板上にＡＣ入力ラインフィルタ４が近接して配置されない場合、具体的にはプリント基板の一方にＡＣ入力端子が設けられ、プリント基板の反対側にＤＣ出力端子が設けられるような回路配置の場合には、図４に示した板状インダクタンス３０を使用すればよい。
【００２８】
また図３、図４に示した板状インダクタンス２０、３０は金属板のプレス加工で簡単に作ることができ、プリント基板上にそれぞれ端子２７、２８または端子３７、３８を挿入してフロー半田などの自動組立てによって簡単に実装することができる。
【００２９】
また、板状インダクタンス２０、３０におけるプレート幅を調整することで、必要とするＤＣ出力電流に見合った十分な電流容量を簡単且つ容易に確保することができる。更に、板状インダクタンス２０、３０はプリント基板１から起立したプレート部材であることから、それ自体で放熱板としての機能を持っており、大電流を流した場合に発熱しても、効率よく放熱することができる。
【００３０】
なお、上記の実施形態にあっては、板状インダクタンスとして下向きにコ字型に開いた実施形態を例に取るものであったが、本発明はこれに限定されず、下向きにＵ字型に開いた形状もしくはコ字型以外の多角形で開いた形状であればよく、いずれの形状であってもＡＣ入力ラインフィルタに近接して配置する場合には、ＡＣ入力ラインフィルタ側にテーパプレート部２５を形成するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のスイッチング電源装置のプリント基板上での回路配置を示した説明図
【図２】本発明のスイッチング電源装置におけるＤＣ出力平滑回路部分のプリント基板における部品配置の説明図
【図３】本発明で使用する板状インダクタンスの実施形態の説明図
【図４】本発明で使用する板状インダクタンスの他の実施形態の説明図
【図５】本発明の板状インダクタンスで発生する磁界のＡＣ入力ラインフィルタへの影響を示した説明図
【符号の説明】
【００３２】
１：プリント基板
２：端子台
３ａ、３ｂ： ＡＣ入力端子
４：ＡＣ入力ラインフィルタ
５、７：コンデンサ
６：バランコイル
８：整流回路
９：入力コンデンサ
１０：アクティブフィルタ回路
１１：インバータ回路
１２：トランス
１３：１次巻線
１４：２次巻線
１５：スイッチング素子
１６、１７：整流ダイオード
１８：トロイダル型チョークコイル
１９：平滑用電解コンデンサ
２０、３０板状インダクタンス
２１：フィルタ用電解コンデンサ
２２ａ、２２ｂ：ＤＣ出力端子
２３、２６、３３、３６：垂直プレート部
２４、３４：水平プレート部
２５：テーパプレート部
２７、２８、３７、３８：端子
２９、３９：磁界
【図１】
2005304275.tif 000003
【図２】
2005304275.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005304275.tif 000006
【図５】
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