JPH06189543A - 小型電源装置の放熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取付スペースが低減されると共に、放熱効率
が高く、且つ一次側と二次側が確実に絶縁されるように
した、小型電源装置の放熱方法を提供すること。 【構成】 電源回路を構成する一次側及び二次側の部品
を、絶縁材料から成る第一１１の基板の片面に実装し、
この第一の基板を、熱伝導性の良い接着シート１２を介
して、熱伝導性の良い材料から成る第二の基板１３に対
して貼着することにより、この第一の基板を第二の基板
に対して熱結合させるように、小型電源装置１０を構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＡＣアダプタ等に使用
されるスイッチング方式等の小型電源装置の放熱方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＡＣアダプタ等においては、スイ
ッチング方式の小型電源装置が使用されている。このよ
うな小型電源装置は、例えば図４に示すように、構成さ
れている。すなわち、図４において、小型電源装置１
は、商用電源電圧が、入力フィルタ２，整流回路３及び
平滑回路４を介して、トランス５の一次側に供給され、
このトランス５の二次側の電圧が、ショットキーダイオ
ード等の整流素子を含む整流回路６及び平滑回路７を介
して、出力されるようになっている。上記トランス５の
一次側は、スナバ回路８が並列接続されると共に、ＰＭ
ＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子９を介して、アース接
続されている。このスイッチング素子９は、上記平滑回
路７の出力が、出力制御回路１０からフォトカプラ１１
を介して入力されるＰＷＭ制御回路１２により制御され
て、スイッチング動作されるようになっている。

【０００３】このような構成の小型電源回路１は、その
構成部品のうち、一次側のスイッチング素子９，二次側
の整流回路６中の整流素子６ａ等の半導体素子が、動作
中に発熱する。このため、各半導体素子、例えばスイッ
チング素子９は、例えば図５に示すように、板状のヒー
トシンク１３に対して、ビス１３ａ等によって螺着され
ることにより、このヒートシンク１３へ放熱されるよう
になっている。

【０００４】また、他の構成によれば、図６に示すよう
に、比較的大型のヒートシンク１４に対して、各半導体
素子のうち、例えばスイッチング素子９が、絶縁シート
１５を介して当接され、押さえ部材１６によって、固定
保持されると共に、二次側の整流素子６ａが、直接に螺
着されるようになっている。これにより、スイッチング
素子９及び二次側の整流素子６ａが、それぞれ絶縁シー
ト１５を介して、また直接に、ヒートシンク１４へ放熱
されると共に、互いに絶縁されるようになっている。

【０００５】さらに、他の構成によれば、図７に示すよ
うに、アルミニウム等の熱伝導性の良好な基板１７の表
面に絶縁膜１７ａを配設し、その上から、発熱部品９，
６ａ等を面実装等により固定するようにしている。これ
により、この発熱部品９，６ａの熱は、この基板１７に
放熱されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな放熱方法においては、それぞれ以下のような問題が
ある。すなわち、図５または図６に示すようなヒートシ
ンク１３，１４に対して、発熱部品９，６ａ等の半導体
素子を取り付ける場合には、取付スペースが大きくなっ
てしまうと共に、組立の自動化が困難であり、コストが
高くなってしまうという問題があった。

【０００７】また、図７に示すように、基板１７をヒー
トシンクとして兼用する構成の場合には、絶縁膜１７ａ
が薄いことから、容量を持ってしまい、またこの絶縁膜
１７ａ自体の誘電率に基づいて、高周波スイッチングに
悪影響を及ぼすことになってしまうという問題があっ
た。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、取付スペース
が低減されると共に、放熱効率が高く、且つ一次側と二
次側が確実に絶縁されるようにした、小型電源装置の放
熱方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、電源回路を構成する一次側及び二次側の部品を、
絶縁材料から成る第一の基板の片面に実装し、この第一
の基板を、熱伝導性の良いシートを介して、熱伝導性の
良い材料から成る第二の基板に対して装着して、これら
第一の基板を第二の基板に対して結合させるようにし
た、小型電源装置の放熱方法により、達成される。

【００１０】本発明による放熱方法は、好ましくは、第
一の基板が、セラミック基板から形成されている。

【００１１】また、本発明による放熱方法は、好ましく
は、第二の基板が、金属板、好ましくはアルミニウム板
から形成されている。

【００１２】さらに、本発明による放熱方法は、好まし
くは、第一の基板上に形成された導電パターン及び実装
部品が、その縁部から所定の距離だけ離れて配置されて
いる。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、小型電源装置を構成する一
次側及び二次側の各部品のうち、少なくとも発熱部品
が、第一の基板の片面に実装されていて、この発熱部品
からの熱は、第一の基板から、その裏面のシートを介し
て、第二の基板に対して放熱されることになる。また、
一次側及び二次側の部品は、第一の基板が絶縁材料から
形成されているので、互いに絶縁される。

【００１４】また、第一の基板上に形成された導電パタ
ーン及び実装部品が、その縁部から所定の距離だけ離れ
て配置されている場合には、この導電パターンからこの
第一の基板の縁部を介して第二の基板の縁部までの沿面
距離が、所定距離だけ確保される。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
３を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１６】図１乃至図３は、本発明による放熱方法を
適用した小型電源装置の実施例を示している。図１にお
いて、小型電源装置１０は、例えばセラミック等の絶縁
材料から成る第一の基板１１と、この第一の基板の裏面
に対して、熱伝導性の良い接着シート１２を介して貼着
される熱伝導性の良い材料から成る第二の基板１３とか
ら構成されている。

【００１７】上記第一の基板１１は、その表面に、小型
電源装置の一次側回路部１４及び二次側回路部１５を構
成する各部品が、片面に表面実装されている。この場
合、各部品は、一般的な自動挿入機によって、マウント
されるので、ビス，絶縁ラバー等の固定手段は必要な
い。

【００１８】尚、第一の基板１１が、熱伝導性の良好な
セラミック材料から形成されていると、半導体素子の局
部的な発熱が、ある程度平均化されることになる。ま
た、第一の基板１１は、セラミックではなくて、エポキ
シ系プリント基板を使用することも可能である。この場
合には、セラミックの場合に比較して、耐熱性がやや低
いことから、発熱部品の温度上昇が、このエポキシ系プ
リント基板の許容温度以下に押さえられ得るように、設
計する必要がある。

【００１９】この接着シート１２は、上記第一の基板１
１の平面度（セラミック基板の場合、基板長の約０．２
％程度）を補完できるような厚さに選定される。これに
よっな、第一の基板１１の裏面が、この接着シート１２
を介して、エアギャップが生ずるようなことなく、全面
に亘って、第二の基板１３の表面に接触されることにな
る。したがって、第一の基板１１は、第二の基板１３に
対して熱結合されるので、第二の基板１３の全面に亘っ
て放熱されることになり、均一な放熱効果が得られるこ
とになる。

【００２０】本実施例による方法は、以上のように構成
されており、組立の際には、先づ第一の基板１１の表面
に対して、片面から自動挿入機を使用して、各部品を表
面実装し、続いてこの第一の基板１１を、接着シート１
２を介して、第二の基板１３に対して、全面を接触させ
る。かくして、組立が完了する。

【００２１】このため、各発熱部品の実装は、自動挿入
機によって、自動で行なわれ得ることから、組立作業が
簡単に行なわれ得る。

【００２２】このようにして組み立てられた小型電源装
置１０は、使用の際に、その第一の基板１１に実装され
たスイッチング素子，一次側整流素子等の発熱部品から
の熱は、接着シート１２から、第二の基板１３に対して
伝達される。かくして、第二の基板１３の全面から、外
部に放射されることにより、効率良く放熱が行なわれ得
ることになる。

【００２３】ところで、安全規格によって一次側及び二
次側の沿面距離が要求される場合には、図２に示すよう
に、第一の基板１１の表面に形成される導電パターン及
び実装部品のうち、一次側が、この第一の基板１１の縁
部から、所定距離、例えば図示の場合、距離Ａ，Ｂだけ
離れた領域（斜線図示）に配設される。これによって、
必要な沿面距離Ｘが得られるようになっている。また、
安全規格の絶縁厚は、プリント基板を使用していること
から、容易に達成される。

【００２４】このように、本実施例によれば、小型電源
装置を構成する一次側及び二次側の各部品のうち、少な
くとも発熱部品が、第一の基板の片面に実装されてい
て、この発熱部品からの熱は、第一の基板から、その裏
面の接着シートを介して、第二の基板に対して放熱され
ることになる。これにより、各発熱部品に対して、ヒー
トシンクを設ける必要がなくなるので、ヒートシンクの
取付スペースが不要となる。かくして、小型電源装置全
体が小型化されることになる。

【００２５】また、一次側及び二次側の部品は、第一の
基板が絶縁材料，特にセラミックから形成されているの
で、互いに絶縁される。したがって、一枚の基板上に各
発熱部品が実装されることになり、放熱が容易に行なわ
れ得、放熱効率が向上される。

【００２６】また、第一の基板上に形成された導電パタ
ーン及び実装部品が、その縁部から所定の距離だけ離れ
て配置されている場合には、この導電パターンからこの
第一の基板の縁部を介して第二の基板の縁部までの沿面
距離が、所定距離だけ確保される。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、取
付スペースが小さくして、しかも放熱効率が高くでき、
さらに一次側と二次側が確実に絶縁されるようにした、
小型電源装置の放熱方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放熱方法を適用した小型電源装置
の実施例を示す分解斜視図である。

【図２】図１の小型電源装置の第一の基板の一部を示す
概略平面図である。

【図３】図１の小型電源装置の縦断面図である。

【図４】従来のスイッチング式小型電源装置の一例を示
すブロック図である。

【図５】図４の半導体素子の放熱構造の一例を示す概略
斜視図である。

【図６】図４の半導体素子の放熱構造の他の例を示す概
略斜視図である。

【図７】図４の半導体素子の放熱構造のさらに他の例を
示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１０ 小型電源装置 １１ 第一の基板 １２ 接着シート １３ 第二の基板 １４ 一次側回路部 １５ 二次側回路部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源回路を構成する一次側及び二次側の
   部品を、絶縁材料から成る第一の基板の片面に実装し、 この第一の基板を、熱伝導性の良いシートを介して、熱
   伝導性の良い材料から成る第二の基板に対して装着し
   て、 これら第一の基板を第二の基板に対して結合させるよう
   にしたことを特徴とする、小型電源装置の放熱方法。
2. 【請求項２】 前記第一の基板が、セラミック基板から
   形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の小
   型電源装置の放熱方法。
3. 【請求項３】 前記第二の基板が、金属板から形成され
   ていることを特徴とする、請求項１または２に記載の小
   型電源装置の放熱方法。
4. 【請求項４】 前記第二の基板が、アルミニウム板から
   形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の小
   型電源装置の放熱方法。
5. 【請求項５】 前記第一の基板上に形成された導電パタ
   ーン及び実装部品が、その縁部から所定の距離だけ離れ
   て配置されていることを特徴とする、請求項１乃至５の
   何れかに記載の小型電源装置の放熱方法。