(57)【要約】【課題】温度が下がるほど悪化する特性を有したコンデンサを使用しても、ノイズ除去やリップル成分低減が可能となる回路基板を提供する。【解決手段】  電源回路２において平滑回路４０を形成するコンデンサＣ０として、所定の使用温度範囲内において温度が下がるほど悪化する所定の特性を有する安価なコンデンサを用いる一方で、そのコンデンサの実装面の周囲領域１００ａに、電源回路２の出力電圧Ｖ０によってＬＥＤ１０が駆動（発光）した状態において常に熱生成状態となる発熱部品９２，１０、あるいは電源回路２の出力ライン４に出力電圧Ｖ０が印加された状態において常に熱生成状態となる予め定められた発熱部品１０１，１０２を配置する。【選択図】図２
2017127084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レギュレータを構成する電源回路を有し、前記電源回路において平滑回路を形成するコンデンサが実装される回路基板において、
前記コンデンサは、所定の使用温度範囲内において温度が下がるほど悪化する所定の特性を有するものであり、前記コンデンサの実装面の周囲領域に、又は当該周囲領域の裏側となる裏面領域に、前記電源回路の出力ラインに出力電圧が印加された状態において常に熱生成状態となる予め定められた発熱部品が配置されていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記コンデンサは、前記電源回路の出力ラインとグランドラインの間のライン間領域において、それら出力ラインとグランドラインに接続する形で基板実装され、
前記発熱部品は、前記ライン間領域にて前記コンデンサに隣接する位置に配置される請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記発熱部品は、前記ライン間領域にて前記コンデンサを挟む位置に配置される請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記発熱部品は、前記電源回路に接続する出力ラインに接続する形で基板実装され、前記電源回路及びその電源回路の出力電圧で駆動する駆動回路の回路構成に必須とされない基板実装部品である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記発熱部品は抵抗器である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項６】
前記発熱部品は、前記電源回路の出力電圧で駆動する駆動回路の駆動部であり、前記裏面領域において基板実装されている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項７】
前記駆動部はＬＥＤである請求項６に記載の回路基板。
【請求項８】
前記発熱部品は、基板実装された予め定められた電子部品への通電電流を制限する電流制限抵抗であり、前記周囲領域又は前記裏面領域において基板実装されている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項９】
前記発熱部品は放熱フィンである請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項１０】
前記コンデンサは、前記電源回路の出力ラインと当該出力ラインよりも幅の広いグランドラインに接続する形で基板実装され、
前記放熱フィンは、当該グランドライン上に配置されている請求項９に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用計器の電源回路には、リニアレギュレータやスイッチングレギュレータが使用される。こうした電源回路の出力ラインには、ノイズ除去、リップル成分低減、バックアップのため、コンデンサが実装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６６５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうしたコンデンサには、低価格の電解コンデンサではなく、より高価格のセラミックコンデンサを用いることが主流である。これは、電解コンデンサが、温度が下がるほどＥＳＲ（直流抵抗成分）が増大し、かつ容量が減少するという問題を有するためである。このような温度特性の悪化に対し、電解コンデンサを所定温度に温めるべく温度センサ及びヒータを備える構成等も考えられるが（例えば特許文献１）、この場合、温度センサやヒータといった追加機器が必須となるため、コストアップは避けられない。
【０００５】
本発明の課題は、温度が下がるほど悪化する特性を有したコンデンサを使用しても、ノイズ除去やリップル成分低減が可能となる回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための回路基板は、レギュレータを構成する電源回路を有し、前記電源回路において平滑回路を形成するコンデンサが実装される回路基板において、
前記コンデンサは、所定の使用温度範囲内において温度が下がるほど悪化する所定の特性を有するものであり、前記コンデンサの実装面の周囲領域に、又は当該周囲領域の裏側となる裏面領域に、前記電源回路の出力ラインに出力電圧が印加された状態において常に熱生成状態となる予め定められた発熱部品が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、動作時に発熱する発熱部品が、電源回路において平滑回路を形成するコンデンサのすぐ近くに存在する。このため、その発熱部品の熱で近くに位置するコンデンサが温められ、既定の温度に保たれるから、ノイズ除去、リップル成分低減、バックアップに必要な温度を常に確保することができる。また、この電源回路の出力電圧により駆動する駆動回路がある場合には、駆動回路の駆動部がその出力電圧により駆動した状態において常に熱生成状態となるため、駆動部の安定駆動を常に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】回路基板の回路構成を簡略的に示した図。
【図２】図１の回路基板上においてコンデンサとその周辺に配置された発熱部品との位置関係を示した図。
【図３Ａ】図１及び図２に対する第一の変形例であり、回路基板上においてコンデンサとその周辺に配置された発熱部品との位置関係を示した図。
【図３Ｂ】図３Ａの回路基板の裏面を示した図。
【図４Ａ】図１及び図２に対する第二の変形例であり、回路基板上においてコンデンサとその周辺に配置された発熱部品との位置関係を示した図。
【図４Ｂ】図４Ａの回路基板の裏面を示した図。
【図５Ａ】図１及び図２に対する第三の変形例であり、回路基板上においてコンデンサとその周辺に配置された発熱部品との位置関係を示した図。
【図５Ｂ】図５Ａの回路基板の裏面を示した図。
【図６】図５Ａに対する変形例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すように、車載機器用の回路基板１は、レギュレータを構成する電源回路２と、その出力電圧により所定の駆動部１０が駆動する駆動回路９と、発熱部品１０１と、を有する。また、電源回路２の出力ライン４は、インダクタＬ１と共に出力電圧を平滑化するコンデンサＣ０を有する。本実施例の電源回路２は、レギュレータ用ＩＣ２０を有するとともに、電源入力回路３０と、平滑回路４０と、帰還回路５０と、基準電圧決定回路６０と、位相補償回路７０と、を有する。
【００１０】
本実施例のレギュレータ用ＩＣ２０は、スイッチングレギュレータ用ＩＣである。レギュレータ用ＩＣ２０は、グランドライン５に接続するグランド端子ＧＮＤと、電源電圧が入力される入力ライン３に接続する入力端子ＶＩＮ，ＰＶＩＮと、所定周波数にスイッチングされたパルス電圧を出力する出力端子ＳＷと、そのスイッチングの周波数を決定する基準電圧決定用の端子ＲＴと、位相補償用の端子ＶＣと、出力電圧を調整するためのフィードバック端子ＦＢと、レギュレータ用ＩＣ２０をＯＮ／ＯＦＦするイネーブル端子ＥＮ／ＳＹＮＣと、を有する。
【００１１】
入力端子ＶＩＮ，ＰＶＩＮは、電源入力回路３０を介して図示しない電源と接続する。本実施例の電源は、１０〜１６Ｖの電圧を出力する車載用バッテリーである。電源入力回路３０は、入力ライン３に接続するコンデンサＣｂｕｌｋ，ＣＩＮを有しており、これらにより電源電圧のノイズを除去して入力端子ＶＩＮ，ＰＶＩＮに入力させる。他方、出力端子ＳＷは、平滑回路４０と接続する。平滑回路４０は、定電圧ダイオードＤ１と、インダクタＬ１及びコンデンサＣ０とを有しており、出力端子ＳＷから出力されるパルス電圧を平滑化して定電圧Ｖｏとし、出力ライン４に出力する。また、平滑回路４０から出力された電圧Ｖｏは、駆動回路９へと出力される一方、帰還回路５０を介してフィードバック端子ＦＢに入力される。帰還回路５０は、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を有しており、分圧された電圧をフィードバック端子ＦＢに入力する。また、帰還回路５０は、分圧抵抗Ｒ１に並列接続されるコンデンサＣ２を有する。
【００１２】
基準電圧入力端子ＲＴは、基準電圧決定回路６０と接続する。ここでの基準電圧決定回路６０は、抵抗ＲＲＴとコンデンサＣＲＴとを並列に有しており、これにより基準電圧が決定され、この基準電圧とフィードバック端子ＦＢへの入力電圧とにより平滑回路４０からの出力電圧Ｖｏが決定される。位相補償用の端子ＶＣは、位相補償回路７０と接続する。位相補償回路７０は、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とを直列に有しており、平滑回路４０での位相遅れを補償する。イネーブル端子ＥＮ／ＳＹＮＣは、外部からのＯＮ／ＯＦＦ信号の入力を受け、この入力に基づいてレギュレータ用ＩＣ２０がＯＮ／ＯＦＦされる。
【００１３】
駆動回路９は、出力ライン４に接続し、その出力ライン４の電圧Ｖｏを駆動電圧として駆動部１０を駆動させる。本実施例の駆動部１０は、１以上のＬＥＤ（発光ダイオード）である。即ち、本実施例の回路基板１は、ＬＥＤ１０を光源として備える車載表示装置用の配線基板であり、さらにいえば車載計器用の配線基板である。本実施例の駆動回路９は、１以上のＬＥＤ１０が直列接続する駆動ライン９０を並列に複数有するとともに、それらＬＥＤ１０の点灯と消灯を切り替えるスイッチ素子（例えばＮチャネルトランジスタ）９１を有する。また、各駆動ライン９０は、ＬＥＤ１０に対し直列に接続する形で、ＬＥＤ１０の入力電流を制限する電流制限抵抗（即ち、抵抗器）９２を有する。
【００１４】
ところで、本実施例においては、コンデンサＣ０が電解コンデンサとされている。電解コンデンサは、所定の使用温度範囲において温度が下がるほど悪化する所定の特性を有する。具体的にいえば、電解コンデンサは、動作補償温度範囲（即ち、上記使用温度範囲）内において温度が下がるほどＥＳＲ（直流抵抗成分）が増大し、容量が減少するという温度特性を有する。このため、駆動部１０の駆動中は、ＥＳＲの増大と容量の減少とを抑制するために、電解コンデンサであるコンデンサＣ０の温度を予め定められた基準温度以上（例えば０度以上、より望ましくは６０度以上）に確保する必要がある。
【００１５】
こうした課題に対し本実施例の回路基板１では、図２に示すように、電解コンデンサＣ０を、レギュレータ実装面１ａ上に実装される予め定められた発熱部品１０１の周囲領域１００ａに配置している。
【００１６】
本実施例の発熱部品１０１は、電源回路２に接続する出力ライン４に接続する形で基板実装され、出力ライン４に電源回路２の出力電圧Ｖｏが印加された状態において常に熱生成状態となる。また、本実施例の発熱部品１０１は、電源回路２及びその電源回路２の出力電圧Ｖｏが入力される駆動回路９の構成に必須とされない基板実装部品であるといえる。具体的にいえば、ここでの発熱部品１０１は、電源回路２の出力ライン４とグランドライン５の間のライン間領域４５において、それら出力ライン４とグランドライン５に接続する形で基板実装されるダミー抵抗（即ち、抵抗器）である。
【００１７】
ダミー抵抗１０１は、上記ライン間領域４５においてコンデンサＣ０に隣接する位置に基板実装されている。さらにいえば、本実施例のダミー抵抗１０１は、コンデンサＣ０を挟む形で２つ設けられている。ここでは、電源回路２の出力ライン４とグランドライン５とが平行をなす区間があり、その区間内においてそれら出力ライン４とグランドライン５との間のライン間領域４５に、それら出力ライン４とグランドライン５とにまたがる形で２つのダミー抵抗１０１，１０１が実装されている。これにより、コンデンサＣ０は、２つのダミー抵抗１０１，１０１と、出力ライン４及びグランドライン５とに四方を取り囲まれる形で配置されている。その結果、駆動回路９に駆動電圧が入力されると、コンデンサＣ０の周囲でダミー抵抗１０１が発熱し、コンデンサＣ０の周辺温度が上昇する。これにより、コンデンサＣ０の温度を一定以上に保つことができ、ＥＳＲ（直流抵抗成分）の増大や、容量減少を抑制することができる。
【００１８】
なお、発熱部品１０１の周囲領域１００ａとは、回路基板１上において、コンデンサＣ０を中心に半径ｄが２ｃｍ以内となる領域である。当該領域１００上に部分的に重なる形で配置される発熱部品１０１も、周囲領域１００ａに配置されているものと定める。
【００１９】
上記実施例はあくまでも例示にすぎない。本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の領域の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、追加及び省略等の種々の変更が可能である。
【００２０】
以下、他の実施例や変形例について説明する。ただし、上記実施例と同じ部分については同じ符号を付することで、説明を省略する。なお、上記実施例と下記実施例ないし下記変形例は、技術的な矛盾を生じない領域において適宜組み合わせて実施できる。
【００２１】
上記実施例においては、電源回路２としてスイッチングレギュレータ回路を示したが、他の電源回路でもよく、例えばスイッチングレギュレータ回路に代わって、例えばリニアレギュレータ回路でもよい。
【００２２】
上記実施例においては、電源回路２において平滑回路４０を形成するコンデンサＣ０として、所定の使用温度範囲内において温度が下がるほど悪化する所定の特性を有する安価なコンデンサを用いる一方で、そのコンデンサの実装面の周囲領域１００ａに、電源回路２の出力ライン４に出力電圧Ｖ０が印加された状態において常に熱生成状態となるダミー抵抗１０１を発熱部品として基板実装しているが、発熱部品は、同じように出力ライン４に出力電圧Ｖ０が印加された状態において常に熱生成状態となる放熱フィン１０２を用いてもよい。また、発熱部品は、電源回路２の出力電圧Ｖ０によって駆動部１０が駆動した状態において常に熱生成状態となる発熱部品９２，１０でもよい。つまり、発熱部品は、駆動回路９における駆動部１０そのものや、基板実装された予め定められた電子部品（例えば駆動部１０）への通電電流を制限する電流制限抵抗９２等を用いてもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。例えば、コンデンサＣ０を挟む形で異種類の発熱部品を配置してもよい。
【００２３】
発熱部品として駆動部１０を用いる場合で、特にその駆動部１０がＬＥＤ１０である場合は、図３Ａに示すレギュレータ実装面（レギュレータ用ＩＣ２０の実装された面）１ａではなく、図３Ｂに示すように、その裏面１ｂに配置されるとよい。この場合、その配置領域は、コンデンサＣ０の温度上昇に対し一定以上の貢献が認められるよう、上記実施例におけるコンデンサＣ０の周囲領域１００ａの裏側となる裏面領域１００ｂが望ましい。ＬＥＤ１０は、所定形状の発光意匠を形成する観点から、その配置位置がある程度決められているため、各種電子部品が実装されるレギュレータ実装面１００ａでは、決められた位置に配置できない可能性があるからである。なお、裏面領域１００ｂとは、具体的にいえば、回路基板１の裏面１ｂ上においてコンデンサＣ０の真裏となる位置を中心に半径ｄが２ｃｍ以内となる領域である。ＬＥＤ１０’は、裏面領域１００ｂ以内に存在していないＬＥＤであり、裏面領域１００ｂに重なることなく外れた位置にある。
【００２４】
発熱部品として電流制限抵抗９２を用いる場合は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、上述した周囲領域１００ａ以内と、裏面領域１００ｂ以内とのいずれかに配置されていてもよい。また、既に述べたダミー抵抗１０１についても、上述した周囲領域１００ａ以内と、裏面領域１００ｂ以内とのいずれに配置されていてもよい。なお、電流制限抵抗９２’は、それら領域１００ａ，１００ｂに重なることなく外れたものである。
【００２５】
なお、図１の回路構成の場合、ＬＥＤ１０や電流制限抵抗９２は、スイッチ素子９１がＯＮとなることで熱生成状態となるが、スイッチ素子９１がＯＦＦのときは上記熱生成状態にはないものとする。スイッチ素子９１がＯＦＦのときのＬＥＤ１０や電流制限抵抗９２は、蓄熱による放熱状態となる可能性はあるが、熱を生成する状態ではない。
【００２６】
発熱部品として放熱フィン１０２を用いる場合、放熱フィン１０２は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、上述した周囲領域１００ａ以内と、裏面領域１００ｂ以内とのいずれに配置されていてもよい。また、放熱フィン１０２が金属製で、図５ＡのようにコンデンサＣ０と接続するグランドライン５に重なる形で配置されていれば、放熱フィン１０２の熱を、周辺の空気を介してコンデンサＣ０に伝熱するだけでなく、グランドライン５を介してコンデンサＣ０に伝熱することも可能になる。この場合、グランドライン５は、放熱フィン１０２が重なって配置しやすいように、出力ライン４よりも幅広に設けられていてもよい。例えばグランドライン５の線幅を、出力ライン４の５倍以上等と定めてもよい。また、図６に示すように、グランドライン５上に、その幅方向に膨出して広がる膨出領域５ａを形成し、その膨出領域５ａ上に放熱フィン１０２を配置させてもよい。
【００２７】
なお、発熱部品は、出力ライン４に電源回路２の出力電圧Ｖ０が印加された状態において常に熱生成状態となるものであればよく、同じ回路基板１上の回路であれば、当該電源回路２とは別の回路に設けられたものでもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  回路基板
２  電源回路
９  駆動回路
９２  電流制限抵抗（発熱部品）
１０  ＬＥＤ（発熱部品）
１０１  ダミー抵抗（発熱部品）
１０２  放熱フィン（発熱部品）
Ｃ０  コンデンサ
【図１】
2017127084.tif 000003
【図２】
2017127084.tif 000004
【図３Ａ】
2017127084.tif 000005
【図３Ｂ】
2017127084.tif 000006
【図４Ａ】
2017127084.tif 000007
【図４Ｂ】
2017127084.tif 000008
【図５Ａ】
2017127084.tif 000009
【図５Ｂ】
2017127084.tif 000010
【図６】
2017127084.tif 000011