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CN108432115B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

电源装置(1)具有变压器(2)、初级侧半导体元件(3)、次级侧半导体元件(4)、扼流线圈(5)及电路基板，变压器(2)、初级侧半导体元件(3)、次级侧半导体元件(4)及扼流线圈(5)的电子元件(10)中的、每两个电子元件(10)彼此分别构成为沿基板法线方向Z层叠的第一层叠体(11)和第二层叠体(12)，电路基板(6)介于构成为第一层叠体(11)的一对电子元件(10)之间、构成为第二层叠体(12)的一对电子元件(10)之间。

Description

电源装置
相关申请的援引
本申请以2015年12月18日申请的日本专利申请号2015-247539号的申请为基础，在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及一种电源装置。
背景技术
在混合动力车、电动汽车等中使用有DC-DC转换器、装设有该DC-DC转换器的充电装置等电源装置。作为上述那样的电源装置，存在包括变压器、扼流线圈、初级侧半导体元件及次级侧半导体元件的装置。专利文献1的电源装置将上述多个电子元件中的每两个分别层叠而形成两个层叠体。藉此，实现电源装置的小型化、降低噪声。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-47058号公报
发明内容
电源装置通常包括形成有控制电路的电路基板，专利文献1所公开的电路基板配置于层叠体中的与半导体元件相反侧的位置。即，处于电路基板与半导体元件之间隔着变压器或扼流线圈的状态。因此，容易使电路基板与半导体元件之间的配线长度很长。因此，可以认为存在进一步降低噪声的余地。
此外，在电路基板与半导体元件之间隔着变压器或扼流线圈的结构中，容易对变压器或扼流线圈的散热造成不利。
本发明希望提供一种能够实现小型化、降低噪声、提高散热性的电源装置。
本发明一实施方式的电源装置包括：
变压器，上述变压器具有初级线圈、次级线圈及铁心；
初级侧半导体元件，上述初级侧半导体元件构成与上述变压器的上述初级线圈侧连接的初级侧电路；
次级侧半导体元件，上述次级侧半导体元件构成与上述变压器的上述次级线圈侧连接的次级侧电路；
扼流线圈，上述扼流线圈与上述次级侧半导体元件一同构成上述次级侧电路，包括线圈部与铁心；以及
电路基板，上述电路基板形成有控制电路，
上述变压器、上述初级侧半导体元件、上述次级侧半导体元件及上述扼流线圈的电子元件中的、每两个上述电子元件彼此分别构成为沿上述电路基板的法线方向即基板法线方向层叠的第一层叠体和第二层叠体，
上述电路基板介于构成为上述第一层叠体的一对上述电子元件之间、构成为上述第二层叠体的一对上述电子元件之间。
在上述电源装置中，变压器、初级侧半导体元件、次级侧半导体元件及扼流线圈的电子元件中的、每两个电子元件彼此构成为第一层叠体和第二层叠体。藉此，能容易地缩小从基板法线方向观察到的、电子元件的配置空间。因此，能使上述电源装置小型化。
此外，电路基板介于构成第一层叠体的一对电子元件之间、构成第二层叠体的一对电子元件之间。因此，还能缩短电路基板与任一个电子元件之间的距离。其结果是，能缩短电路基板与各电子元件之间的配线长度。因此，能降低由上述连接配线引起的噪声。
此外，由于多个电子元件分散配置于电路基板的两侧，因此，容易使电子元件的热散热。即，能使电源装置的散热性提高。
如上所述，根据上述实施方式，可以提供一种能够实现小型化、降低噪声、提高散热性的电源装置。
附图说明
参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是实施方式一中的、电源装置的剖视示意说明图。
图2是实施方式一中的、从基板法线方向观察到的电源装置的俯视示意说明图。
图3是实施方式一中的、电源装置的电路图。
图4是实施方式二中的、电源装置的剖视示意说明图。
图5是实施方式二中的、从基板法线方向观察到的电源装置的俯视示意说明图。
图6是实施方式三中的、电源装置的剖视示意说明图。
图7是实施方式三中的、电源装置的电路图。
图8是实施方式三中的、从斜上方观察到的连接构件的立体图。
图9是实施方式三中的、从斜下方观察到的连接构件的立体图。
图10是实施方式三中的、从斜上方观察到的导体主体部和连接端子部的立体图。
图11是实施方式三中的、从基板法线方向观察到的电源装置的俯视说明图。
图12是实施方式三中的、与图11的XII-XII线向剖视图相当的分解说明图。
图13是实施方式三中的、与图11的XIII-XIII线向剖视图相当的分解说明图。
图14是实施方式三中的、朝插通孔插入前的状态的连接端子部或引出端子的说明图。
图15是实施方式三中的、朝插通孔插入后的状态的连接端子部或引出端子的说明图。
图16是实施方式四中的、电源装置的剖视示意说明图。
图17是实施方式五中的、电源装置的剖视示意说明图。
图18是实施方式五中的、电源装置的电路图。
图19是实施方式六中的、电源装置的剖视示意说明图。
图20是实施方式六中的、电源装置的电路图。
具体实施方式
上述实施方式的电源装置例如可以是将直流电源的高压的直流电降压以转换成低压的直流电的DC-DC转换器。此外，上述电源装置例如可以装载于电动汽车、混合动力车。
此外，较为理想的是，上述电源装置还具有将多个上述电子元件彼此或将该电子元件与上述电路基板电连接的连接构件，该连接构件介于构成为上述第一层叠体的一对上述电子元件之间与构成为上述第二层叠体的一对上述电子元件之间。在上述情况下，能将上述电子元件彼此或该电子元件与上述电路基板之间的配线距离缩短，能进一步地降低噪声和实现小型化。
此外，上述连接构件具有导体主体部和从该导体主体部向上述基板法线方向突出的多个连接端子部，上述多个电子元件和上述电路基板中的至少两个可以由上述连接端子部连接。在上述情况下，能提高电子元件和电路基板相对于连接构件的组装性。
此外，上述第一层叠体由上述变压器和上述初级侧半导体元件或上述次级侧半导体元件构成，上述第二层叠体由上述扼流线圈和上述次级侧半导体元件或上述初级侧半导体元件构成，上述变压器和上述扼流线圈可以配置于上述电路基板上的相同面侧。在上述情况下，能容易实现基板法线方向上的电源装置的小型化。
(实施方式一)
使用图1～图3，对电源装置的实施方式进行说明。
如图1、图2所示，电源装置1具有变压器2、初级侧半导体元件3、次级侧半导体元件4、扼流线圈5及电路基板6。
如图3所示，变压器2具有初级线圈21和次级线圈22。初级侧半导体元件3构成与变压器2的初级线圈21侧连接的初级侧电路。次级侧半导体元件4构成与变压器2的次级线圈22侧连接的次级侧电路。扼流线圈5与次级侧半导体元件4一同构成次级侧电路。在电路基板6上形成有控制电路。
如图1、图2所示，变压器2、初级侧半导体元件3、次级侧半导体元件4及扼流线圈5的电子元件10中的、每两个电子元件10彼此分别构成为沿基板法线方向Z层叠的第一层叠体11和第二层叠体12。基板法线方向Z是电路基板6的法线方向。
电路基板6介于构成第一层叠体11的一对电子元件10之间与构成第二层叠体12的一对电子元件10之间。
在本实施方式中，第一层叠体11由变压器2和初级侧半导体元件3构成。第二层叠体12由扼流线圈5和次级侧半导体元件4构成。此外，变压器2和扼流线圈5配置于电路基板6上的相同面侧。电路基板6介于变压器2与初级侧半导体元件3之间，且介于扼流线圈5与次级侧半导体元件4之间。以下，设相对于电路基板6、配置有变压器2和扼流线圈5的一侧为上侧，设其相反侧为下侧，以进行说明。但是，上述是为了便于表示，并非特别限定电源装置1的朝向。
在本示例中，电源装置1是DC-DC转换器。DC-DC转换器例如装设于电动汽车、混合动力车，用于将直流电源的高压的直流电降压成低压的直流电，并向辅助设备用电池供给。即，如图3所示，电源装置1连接到直流的初级侧电源131与直流的次级侧电源132(辅助设备电池等)之间以使用。此外，由初级侧半导体元件3构成的初级侧电路与初级侧电源131连接，由次级侧半导体元件4构成的次级侧电路通过含有扼流线圈5的平滑电路而与次级侧电源132连接。
初级侧电路构成为开关电路。初级侧半导体元件3由内置有多个开关元件的半导体模块构成。作为开关元件，例如可以使用MOSFET或IGBT。MOSFET是金属氧化物半导体场效应晶体管的简称。IGBT是绝缘栅双极型晶体管的简称。另外，初级侧半导体元件并非必须是半导体模块，例如也可以是分立半导体元件。
次级侧电路构成为整流电路，次级侧半导体元件4由内置有多个开关元件的半导体模块构成。上述开关元件例如也可以使用MOSFET或IGBT。不过，次级侧半导体元件还可以是内置有多个二极管的二极管模块。此外，次级侧半导体元件还可以是分立半导体元件。
此外，扼流线圈5与电容器133一起构成为平滑电路。
输入至本实施方式的电源装置1的直流电在初级侧的开关电路中被转换为交流电，并向变压器2输入。输入的交流电在变压器2中经过降压后，在次级侧的整流电路中整流而形成为直流电。接着，降压后的直流电在平滑电路中经过平滑化后，被输出。
相反，也可以将次级侧电源132的直流电升压而向初级侧电源131充电。
在电路基板6上，形成有未图示的控制电路。该控制电路构成为用于对初级侧半导体元件3的开关元件和次级侧半导体元件4的开关元件进行接通断开控制。因此，各开关元件的信号端子例如MOSFET的栅极端子与电路基板6的控制电路连接。
在本实施方式中，初级侧半导体元件3和次级侧半导体元件4直接安装于电路基板6。即，初级侧半导体元件3和次级侧半导体元件4即半导体模块包括未图示的引出端子。此外，该引出端子直接与电路基板6连接。在此，可以将引出端子作为与开关元件的栅极等连接的信号端子。此外，也可以是与开关元件的源极等或漏极等连接的引出端子直接与电路基板6连接的结构。
另外，当开关元件为MOSFET时，上述“源极等”表示源极，当开关元件为IGBT时，上述“源极等”表示发射极。同样地，当开关元件为MOSFET时，上述“漏极等”表示漏极，当开关元件为IGBT时，上述“漏极等”表示集电极。以下相同。
接着，对本实施方式的作用效果进行说明。
在上述电源装置1中，变压器2和初级侧半导体元件3构成第一层叠体11，次级侧半导体元件4和扼流线圈5构成第二层叠体12。藉此，能容易地缩小从基板法线方向Z观察到的、电子元件10的配置空间。因此，能缩小电源装置1。
此外，电路基板6介于构成第一层叠体11的一对电子元件10之间与构成第二层叠体12的一对电子元件10之间。因此，能缩短电路基板6与任一个电路元件10之间的距离。其结果是，能缩短电路基板6与各电子元件10之间的配线长度。因此，能降低因上述连接配线而引起的噪声。
尤其是，能缩短电路基板6与初级侧半导体元件3和次级侧半导体元件4之间的距离，从而能缩短控制电路与开关元件的栅极之间的配线距离。藉此，能减少因控制信号电流引起的噪声的产生、减少影响控制信号电流的噪声。
此外，由于多个电子元件10分散配置于电路基板6的两侧，因此，容易使电子元件10的热散热。即，能使电源装置1的散热性提高。此外，虽省略了图示，但还能使冷却构件从基板法线方向Z的两侧与第一层叠体11和第二层叠体12接触。藉此，能进一步提高散热性。
此外，通过将初级侧半导体元件3和次级侧半导体元件4与电路基板6直接安装，从而能使组装性提高。此外，能进一步降低噪声。
如上所述，根据本实施方式，可以提供一种能够实现小型化和降低噪声的电源装置。
(实施方式二)
如图4、图5所示，本实施方式的电源装置1还包括连接构件7。
连接构件7将多个电子元件10彼此或将电子元件10与电路基板6电连接。连接构件7介于构成第一层叠体11的一对电子元件10之间与构成第二层叠体12的一对电子元件10之间。在本实施方式中，连接构件7设在变压器2与初级侧半导体元件3之间，并且介于扼流线圈5与次级侧半导体元件4之间。此外，连接构件7配置于电路基板6的上侧。不过，也可以将连接构件7配置于电路基板6的下侧。
连接构件7具有导体主体部71和多个连接端子部72。连接端子部72从导体主体部71向基板法线方向Z突出。多个电子元件10和电路基板6中的至少两个由连接端子部72连接。
初级侧半导体元件3、次级侧半导体元件4中的至少一方通过连接端子部72和导体主体部71而与电路基板6电连接。在本实施方式中，初级侧半导体元件3、次级侧半导体元件4这两方通过连接构件7的连接端子部72和导体主体部71而与电路基板6连接。
与初级侧半导体元件3或次级侧半导体元件4连接的连接端子部72可以是与开关元件的栅极等连接的结构。在上述情况下，与上述连接端子部72电连接的连接端子部72与电路基板6中的控制电路连接。此外，也可以是与初级侧半导体元件3或次级侧半导体元件4连接的连接端子部72与开关元件的源极等或漏极等的功率端子连接的结构。
连接构件7包括利用树脂将导体主体部71的至少一部分密封而成的密封部73。连接端子部72从密封部73露出。多个连接端子部72分别朝基板法线方向Z的下侧突出。此外，上述连接端子部72分别与电路基板6、初级侧半导体元件3及次级侧半导体4连接。另外，连接构件7也可以具有朝上侧突出的连接端子部72。
此外，在电路基板6上，形成有沿基板法线方向Z贯通的贯通孔62。连接端子部72中的、分别与初级侧半导体元件3和次级侧半导体4连接的元件插通贯通孔62。
其它结构与实施方式一相同。另外，若无特别指出，实施方式二以后的实施方式所使用的符号中、与上述实施方式使用的符号相同的符号，表示与上述实施方式相同的构成要素等。
本实施方式的电源装置1包括连接构件7。此外，连接构件7介于构成第一层叠体11的一对电子元件10之间、构成第二层叠体12的一对电子元件10之间。因此，能缩短电子元件10与电路基板6之间的配线距离，能进一步地降低噪声、实现小型化。
此外，连接构件7具有导体主体部71和连接端子部72。藉此，能提高电子元件10和电路基板6相对于连接构件7的组装性。即，在对连接构件7与电子元件10和电路基板6进行组装时，能将上述元件的相对移动的方向控制在基板法线方向Z而不是与电路基板6平行的方向。因此，能减小组装设备的设置面积。
除此以外，具有与实施方式一相同的作用效果。
(实施方式三)
如图6所述，本实施方式是变压器2和扼流线圈5中的至少一方通过连接端子部72和导体主体部71而与电路基板6电连接的实施方式。
更具体而言，变压器2和扼流线圈5这两方通过连接构件7中的连接端子部72和导体主体部71而与电路基板6电连接。
如图7的电路图所示，变压器2的初级线圈21的一对端子通过连接构件7而与电路基板6连接。此外，装设于电路基板6的初级侧半导体元件3与形成于电路基板6的导体配线连接。因此，初级线圈21通过连接构件7和电路基板6而与初级侧半导体元件3电连接。
即，在电路基板6上，还形成有与控制电路分开的导体配线，通过该导体配线将初级线圈21与初级侧半导体元件3连接。此外，初级线圈21的一对端子与初级侧半导体元件3中的高压侧的开关元件和低压侧的开关元件之间的配线电连接。
此外，连接构件7将扼流线圈5中的辅助线圈52的一对端子与电路基板6连接。辅助线圈52是在电源装置1用于将次级侧电源132的电源升压后向初级侧电源131供给的情况下，将储存于扼流线圈5的能量向初级侧电路供给的元件。此外，在辅助线圈52的一方的端子与初级侧电路之间，设置有用于防止电流逆流的二极管。
如图8、图9所示，连接构件7包括利用树脂将导体主体部71的至少一部分密封而成的密封部73。连接端子部72从密封部73露出。多个连接端子部72朝基板法线方向Z的上下两侧分别突出。此外，如图6所示，向上侧突出的连接端子部72与变压器2和扼流线圈5连接。向下侧突出的连接端子部72与电路基板6连接。与变压器2连接的连接端子部72和与扼流线圈5连接的连接端子部72彼此电气独立。也就是说，如图6、图10所示，连接构件7包括多个彼此电气独立的导体主体部71。
如图11～图13所示，变压器2或扼流线圈5包括形成有线圈部的至少一部分的印刷基板14。在本实施方式中，变压器2和扼流线圈5包括作为印刷基板14的厚铜基板。
变压器2的初级线圈21、次级线圈22和扼流线圈5的线圈部共用一枚印刷基板14。虽未图示，但印刷基板14具有多个导体层和树脂层。此外，在本实施方式中，多个导体层分别形成于印刷基板14的扩展方向上的两个部位即第一部位和第二部位。此外，利用印刷基板14的第一部位和配置成将该第一部位夹住的上铁心231、下铁心232构成为变压器2。此外，通过印刷基板14的第二部位和配置成将该第二部位夹住的上铁心531、下铁心532构成为扼流线圈5。
此外，在变压器2的上铁心231和扼流线圈5的上铁心531的各自的上表面，配置有弹性构件13。此外，在变压器2的下铁心232和扼流线圈5的下铁心532的下侧，配置有连接构件7。
如图12、图13所示，连接构件7的密封部73被第一层叠体11的一对电子元件10和第二层叠体12的一对电子元件10从基板法线方向Z的两侧夹持。在本实施方式中，密封部73被变压器2和初级侧半导体元件3所夹持，并且被扼流线圈5和次级侧半导体元件4所夹持。
密封部73具有与上侧的电子元件10抵接的上侧抵接面731和与下侧的电子元件10抵接的下侧抵接面732。在本实施方式中，上侧抵接面731与变压器2的下铁心232和扼流线圈5的下铁心532抵接。此外，下侧抵接面732与初级侧半导体元件3和次级侧半导体元件4抵接。上侧抵接面731和下侧抵接面732成为与基板法线方向Z正交的平坦面。此外，密封部73是使在下表面设有下侧抵接面732的脚部733向下方突出而形成。另外，如图12所示，在电路基板6上，适当地形成有用于避免与脚部733干涉的开口部63。
电源装置1通过将包含第一层叠体11和第二层叠体12的构成元件收容于壳体15内而构成。壳体15由下侧壳体151和上侧壳体152组合而构成。
此外，在下侧壳体151的上方，依次层叠配置有初级侧半导体元件3和次级侧半导体4、电路基板6、连接构件7、变压器2和扼流线圈5。另外，在变压器2和扼流线圈5的上侧，配置有弹性构件13，在弹性构件13的上侧配置上侧壳体152。此外，在上侧壳体152与下侧壳体151组装好的状态下，弹性构件13朝基板法线方向Z上被弹性压缩。藉此，能利用弹性构件13对第一层叠体11和第二层叠体12进行加压。此时，在第一层叠体11中，弹性构件13的加压力向变压器2、连接构件7的密封部73、初级侧半导体元件3施加。此外，在第二层叠体12中，弹性构件13的加压力向扼流线圈5、连接构件7的密封部73、次级侧半导体元件4施加。也就是说，形成为加压力不会向电路基板6施加的结构。
如图14、图15所示，连接构件7与电路基板6之间的连接由形成于电路基板6的插通孔61和插入插通孔61的连接端子部72构成。连接端子部72具有能沿径向变形的按压配合结构。此外，连接端子部72与插通孔61的内壁面按压接触。即，如图14所示，插入插通孔61前的连接端子部72处于径向的至少一方向处的直径比插通孔61的内径大的状态。此外，连接端子部72形成为能沿径向弹塑性变形。如图15所示，通过将上述连接端子部72插入插通孔61，从而使连接端子部72以朝径向压缩的方式变形。接着，连接端子部72在配置于插通孔61内的状态下，向径向外侧作用复原力F。也就是说，连接端子部72与插通孔61的内壁面按压接触。
另外，连接端子部72可以仅通过弹性区域变形而配置于插通孔61内。此外，只要在有足够的复原力F作用的状态下，连接端子部72也可以以超过弹性区域而变形至塑性区域的状态配置于插通孔61内。
连接构件7和变压器2或扼流线圈5之间的连接由形成于印刷基板14的插通孔141和插入该插通孔141的连接端子部72构成。在本实施方式中，变压器2和连接构件7之间的连接以及扼流线圈5和连接构件7之间的连接也可以由插通孔141和连接端子部72构成。此外，上述连接也构成为具有按压配合结构的连接端子部72与插通孔141的内壁面按压接触的状态。
此外，初级侧半导体元件3和次级侧半导体元件4的至少一方的引出端子插入形成于电路基板6的插通孔61。在本实施方式中，初级侧半导体元件3的引出端子31和次级侧半导体元件4的引出端子41都分别插入插通孔61。此外，上述连接也构成为具有按压配合结构的引出端子31、41与插通孔61的内壁面按压接触的状态。
此外，如图7～图10所述，连接构件7包括接地的接地母线74。在本实施方式中，与连接到变压器2的次级线圈22的中心焊垫的连接端子部72导通的导体主体部71作为接地母线74。上述接地母线74在第一层叠体11的一对电子元件10之间及第二层叠体12的一对电子元件10之间扩展配置。
此外，如图11所示，在电路基板6上安装有与电子元件10不同的安装元件17。从基板法线方向Z观察时，安装元件17配置于不与电子元件10和连接构件7中的任一个重合的位置。作为安装元件17，例如存在有保险丝、电容器，输入端子台、电流互感器、信号连接器、辅助电源的磁力元件等。此外，安装元件17在基板法线方向Z上的高度尺寸例如比电路基板6与初级侧半导体元件3或次级侧半导体4之间的距离大。此外，安装元件17的高度尺寸例如比电路基板6与变压器2或扼流线圈5之间的距离大。
其它的结构与实施方式一相同。
接着，对本实施方式的作用效果进行说明。
在本实施方式中，能通过连接构件7将变压器2和扼流线圈5与电路基板6连接。因此，能容易地将变压器2和扼流线圈5与其它电子元件10等电连接。此外，能缩短上述的连接配线，能降低噪声。
此外，从基板法线方向Z观察时，安装元件17配置于不与电子元件10和连接构件7中的任一个重合的位置。藉此，能实现基板法线方向Z上的电源装置1的小型化。
此外，连接端子部72和引出端子31、41将电路基板6的插通孔61或印刷基板14的插通孔141插通。藉此，能容易地在基板法线方向Z上进行电子元件10、电路基板6及连接构件7的组装。此外，由于连接端子部72和引出端子31、41具有按压配合的结构，因此，能进一步地抑制组装工时。例如，在沿基板法线方向Z排列配置电子元件10、连接构件7及电路基板6的状态下，通过一次按压，就能完成全部的连接端子72和引出端子31、41处的连接。
此外，连接端子部72和引出端子31、41具有按压配合的结构，从而能使端子间距离比锡焊连接的距离小，能缩小端子与周围元件之间的距离。即，在进行锡焊连接的情况下，例如容易使焊料圆角的部分、连接部的面积很大。此外，为了防止锡焊部产生裂缝，需要使锡焊部的位置位于例如电路基板6上没有很大的应力作用的部位。与其相比，通过采用按压配合结构，能容易实现省空间化。此外，即使与焊接等相比，从组装时使用的设备等观点出发，也容易实现电源装置1的小型化。
此外，连接构件7包括接地母线74。因此，能抑制连接构件7的上侧的电子元件10与下侧的电子元件10之间的电磁噪声的影响。此外，通过将接地母线74配置于电路基板6与变压器2和扼流线圈5之间，从而能有效地抑制从变压器2和扼流线圈5向电路基板6的电磁噪声的影响和热的影响。
此外，连接构件7的密封部73被电子元件10从基板法线方向Z的两侧夹持。藉此，能以不向电路基板6施加加压力的方式，将第一层叠体11和第二层叠体12沿基板法线方向Z固定。此外，由于不会向电路基板6施加加压力，因此，能提高弹性构件13的加压力而容易使抗振性提高。
除此以外，具有与实施方式一相同的作用效果。
(实施方式四)
如图16所示，本实施方式是隔着电路基板6互为相反侧地配置的多个电子元件10彼此通过连接构件7连接的实施方式。
即，在变压器2与初级侧半导体元件3之间、变压器2与次级侧半导体元件4之间、扼流线圈5与次级侧半导体元件4之间以及扼流线圈5与初级侧半导体元件3之间的至少一组通过连接端子部72和导体主体部71电连接。尤其是，在本实施方式中，变压器2与初级侧半导体元件3之间以及扼流线圈5与次级侧半导体元件4之间分别连接有连接构件7的连接端子部72和导体主体部71。
在电路基板6的一部分上，设有贯通孔62。此外，与初级侧半导体元件3连接的连接端子部72、与次级侧半导体元件4连接的连接端子部72分别将贯通孔62插通。
其它结构与实施方式一相同。在本实施方式中，也可以得到能够实现小型化、降低噪声、提高散热性的电源装置。
(实施方式五)
如图17、图18所示，在本实施方式中，变压器2和扼流线圈5通过连接端子部72和导体主体部71电连接。
即，如图17所示，连接构件7的通过导体主体部71连接的多个连接端子部72向上侧突出。此外，上述多个连接端子部72的一部分与变压器2连接，多个连接端子部72的另一部分与扼流线圈5连接。藉此，将变压器2与扼流线圈5电连接。
作为本实施方式中的电源装置1的电路结构，例如考虑如图18所示的结构。在上述电路结构中，变压器2的次级线圈22的端子与扼流线圈5的一方的端子连接。作为上述连接配线，连接构件7的导体主体部71和连接端子部72介于变压器2与扼流线圈5之间。
其它结构与实施方式一相同。在本实施方式中，也可以得到能够实现小型化、降低噪声、提高散热性的电源装置。
(实施方式六)
如图19、图20所示，在本实施方式中，初级侧半导体元件3和次级侧半导体元件4通过连接端子部72和导体主体部71电连接。
即，连接构件7的通过导体主体部71连接的多个连接端子部72向下侧突出。此外，上述多个连接端子部72的一部分与初级侧半导体元件3连接，多个连接端子部72的另一部分与次级侧半导体元件4连接。藉此，将初级侧半导体元件3与次级侧半导体元件4电连接。
作为本实施方式中的电源装置1的电路结构，例如考虑如图20所示的结构。在上述电路结构中，初级侧半导体元件3由四个MOSFET和两个电容器一体化而构成。此外，次级侧半导体元件4由两个MOSFET和电容器一体化而构成。此外，初级侧半导体元件3中的两个电容器之间的配线部分与次级侧半导体元件4中的电容器的一方的端子彼此电连接并且接地。上述连接配线部分由连接构件7的导体主体部71和连接端子部72所构成。
其它结构与实施方式一相同。在本实施方式中，也可以得到能够实现小型化、降低噪声、提高散热性的电源装置。
本发明并不限定于上述各实施方式，能在不脱离本发明思想的范围中应用于各种实施方式。
例如，在实施方式三中详述的各部分的结构也可以在其它实施方式中进行适当应用。即，例如，在实施方式三中详述的连接构件7、各电子元件10、电路基板6等各自的结构可以应用于其它实施方式。
此外，在上述实施方式中，公开了第一层叠体11由变压器2和初级侧半导体元件3构成、第二层叠体12由扼流线圈5和次级侧半导体元件4构成的方式。不过，第一层叠体11和第二层叠体12中的电子元件10的组合并不限定于此，也可以是其它的组合。此外，也可以对隔着电路基板6的各电子元件10的配置进行各种改变。
此外，虽然在上述实施方式中，表示了将连接构件7配置于电路基板6的上侧的方式，但也可以是与该配置关系相反的配置。

Claims (58)

1.一种电源装置(1)，其特征在于，包括：
变压器(2)，所述变压器(2)具有初级线圈(21)、次级线圈(22)及铁心(231、232)；
初级侧半导体元件(3)，所述初级侧半导体元件(3)构成与所述变压器的所述初级线圈侧连接的初级侧电路；
次级侧半导体元件(4)，所述次级侧半导体元件(4)构成与所述变压器的所述次级线圈侧连接的次级侧电路；
扼流线圈(5)，所述扼流线圈(5)与所述次级侧半导体元件一同构成所述次级侧电路，包括线圈部和铁心(531、532)；以及
电路基板(6)，所述电路基板(6)形成有控制电路，
所述变压器、所述初级侧半导体元件、所述次级侧半导体元件及所述扼流线圈的电子元件(10)中的、每两个所述电子元件彼此分别构成为沿所述电路基板的法线方向即基板法线方向(Z)层叠的第一层叠体(11)和第二层叠体(12)，
构成所述第一层叠体的两个所述电子元件彼此在所述基板法线方向上分离，
构成所述第二层叠体的两个所述电子元件彼此在所述基板法线方向上分离，
所述电路基板以遍及构成为所述第一层叠体的一对所述电子元件之间、构成为所述第二层叠体的一对所述电子元件之间这两者的方式夹设，
构成所述第一层叠体的两个所述电子元件相对于所述电路基板从所述基板法线方向上的相互相反一侧彼此相对地配置，
构成所述第二层叠体的两个所述电子元件相对于所述电路基板从所述基板法线方向上的相互相反一侧彼此相对地配置。
2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
还包括将多个所述电子元件彼此或将所述电子元件与所述电路基板电连接的连接构件(7)，所述连接构件介于构成为所述第一层叠体的一对所述电子元件之间、构成为所述第二层叠体的一对所述电子元件之间。
3.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件具有导体主体部(71)和从所述导体主体部向所述基板法线方向突出的多个连接端子部(72)，多个所述电子元件和所述电路基板中的至少两个由所述连接端子部连接。
4.如权利要求3所述的电源装置，其特征在于，
所述第一层叠体由所述变压器和所述初级侧半导体元件或所述次级侧半导体元件构成，所述第二层叠体由所述扼流线圈和所述次级侧半导体元件或所述初级侧半导体元件构成，所述变压器和所述扼流线圈配置于所述电路基板的相同面侧。
5.如权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器和所述扼流线圈中的至少一方与所述电路基板通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
6.如权利要求4或5中所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器与所述初级侧半导体元件之间、所述变压器与所述次级侧半导体元件之间、所述扼流线圈与所述次级侧半导体元件之间以及所述扼流线圈与所述初级侧半导体元件之间中的至少一个，通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
7.如权利要求4或5中所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件中的至少一方通过所述连接端子部和所述导体主体部与所述电路基板电连接。
8.如权利要求3～5中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件中的至少一方直接安装于所述电路基板。
9.如权利要求2或3中所述的电源装置，其特征在于，
在所述电路基板上，安装有与所述电子元件不同的安装元件(17)，从所述基板法线方向观察时，所述安装元件配置于不与所述电子元件和所述连接构件中的任一个重合的位置。
10.如权利要求3或4中所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器和所述扼流线圈通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
11.如权利要求3或4中所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
12.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件与所述电路基板之间的连接由形成于所述电路基板的插通孔(61)和插入所述插通孔的所述连接端子部构成。
13.如权利要求12所述的电源装置，其特征在于，
所述连接端子部具有能沿径向变形的按压配合结构，与所述插通孔的内壁面按压接触。
14.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器或所述扼流线圈包括形成有线圈部的至少一部分的印刷基板(14)，所述连接构件与所述变压器或所述扼流线圈之间的连接由形成于所述印刷基板的插通孔(141)和插入所述插通孔的所述连接端子部构成。
15.如权利要求14所述的电源装置，其特征在于，
所述连接端子部具有能沿径向变形的按压配合结构，与所述插通孔的内壁面按压接触。
16.如权利要求8所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件的至少一方的引出端子(31、41)插入形成于所述电路基板的插通孔。
17.如权利要求16所述的电源装置，其特征在于，
所述引出端子具有能沿径向变形的按压配合结构，与所述插通孔的内壁面按压接触。
18.如权利要求3或4中所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
19.如权利要求2或3中所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
20.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件中的至少一方通过所述连接端子部和所述导体主体部与所述电路基板电连接。
21.如权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
在所述电路基板上，安装有与所述电子元件不同的安装元件(17)，从所述基板法线方向观察时，所述安装元件配置于不与所述电子元件和所述连接构件中的任一个重合的位置。
22.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，
在所述电路基板上，安装有与所述电子元件不同的安装元件(17)，从所述基板法线方向观察时，所述安装元件配置于不与所述电子元件和所述连接构件中的任一个重合的位置。
23.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，
在所述电路基板上，安装有与所述电子元件不同的安装元件(17)，从所述基板法线方向观察时，所述安装元件配置于不与所述电子元件和所述连接构件中的任一个重合的位置。
24.如权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
在所述电路基板上，安装有与所述电子元件不同的安装元件(17)，从所述基板法线方向观察时，所述安装元件配置于不与所述电子元件和所述连接构件中的任一个重合的位置。
25.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器和所述扼流线圈通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
26.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器和所述扼流线圈通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
27.如权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器和所述扼流线圈通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
28.如权利要求8所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器和所述扼流线圈通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
29.如权利要求9所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器和所述扼流线圈通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
30.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
31.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
32.如权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
33.如权利要求8所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
34.如权利要求9所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
35.如权利要求10所述的电源装置，其特征在于，
所述初级侧半导体元件和所述次级侧半导体元件通过所述连接端子部和所述导体主体部电连接。
36.如权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件与所述电路基板之间的连接由形成于所述电路基板的插通孔(61)和插入所述插通孔的所述连接端子部构成。
37.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，
所述变压器或所述扼流线圈包括形成有线圈部的至少一部分的印刷基板(14)，所述连接构件与所述变压器或所述扼流线圈之间的连接由形成于所述印刷基板的插通孔(141)和插入所述插通孔的所述连接端子部构成。
38.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
39.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
40.如权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
41.如权利要求8所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
42.如权利要求9所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
43.如权利要求10所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
44.如权利要求11所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
45.如权利要求12所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
46.如权利要求14或15所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
47.如权利要求16或17所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括接地的接地母线(74)。
48.如权利要求4或5中所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
49.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
50.如权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
51.如权利要求8所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
52.如权利要求9所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
53.如权利要求10所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
54.如权利要求11所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
55.如权利要求12或13中所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
56.如权利要求14或15中所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
57.如权利要求16或17中所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
58.如权利要求18所述的电源装置，其特征在于，
所述连接构件包括在所述连接端子部露出的状态下利用树脂将所述导体主体部的至少一部分密封而成的密封部(73)，所述密封部被所述第一层叠体的一对所述电子元件和所述第二层叠体的一对所述电子元件从所述基板法线方向的两侧夹持。
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