特許 6556114 スイッチング電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6556114

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】スイッチング電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20190729BHJP

【ＦＩ】

   H02M3/28 Y

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-253069(P2016-253069)

(22)【出願日】2016年12月27日

(65)【公開番号】特開2018-107926(P2018-107926A)

(43)【公開日】2018年7月5日

【審査請求日】2018年9月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000103208

【氏名又は名称】コーセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095430

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 勲

(72)【発明者】

【氏名】児島 正晋

【審査官】 佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１９３５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−６７２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２５２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６９２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−９３５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０５３１３９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力巻線及び出力巻線を有するトランスと、前記出力巻線の両端に接続される回路であって、前記出力巻線に発生した交流電圧を整流する整流素子を有した整流回路と、前記整流回路の出力端に接続され、前記整流回路が出力する整流電圧を平滑する回路であって、両端に出力電圧を生成する出力コンデンサを有した平滑回路とを備え、前記出力巻線、前記整流回路及び前記平滑回路が金属製のバスバーで連結されたスイッチング電源装置において、
前記出力巻線は、互いに対向する向きに配置された複数の第一基板の各導電層に形成された複数のコイルにより設けられ、
前記整流素子は、前記第一基板上の、前記各コイルの近傍の位置にそれぞれ実装され、
前記バスバーは、前記複数の第一基板の前記各導電層に接続される板状の接続部と、外部負荷が接続される出力部と、前記接続部と前記出力部とを連結する連結部とが一体に形成されたものであり、前記板状の接続部に、スリット状に形成された透孔又は切り込みで成る複数の基板受け部が設けられ、
前記複数の第一基板は、前記バスバーの前記接続部と交差する向きに配置され、前記第一基板の各端部が前記複数の基板受け部内に個別に差し込まれ、前記各導電層が前記基板受け部に半田を介して接続されていることを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項2】

前記平滑回路は出力インダクタを有し、前記出力インダクタは、前記バスバーの連結部の周面に磁性コアを装着することにより設けられている請求項１記載のスイッチング電源装置。

【請求項3】

前記バスバーは、出力電圧のプラス側電位を出力する第一のバスバーとマイナス側電位を出力する第二のバスバーとで構成され、前記第一及び第二のバスバーは、それぞれ、前記接続部、前記出力部及び前記連結部が一体に形成されたものである請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。

【請求項4】

前記第一及び第二のバスバーは、各連結部の特定箇所が樹脂製の連結部材で互いに連結され固定されている請求項３記載のスイッチング電源装置。

【請求項5】

前記出力コンデンサは、前記第一基板とは異なる第二基板に実装され、
前記第二基板には、前記出力コンデンサのプラス側及びマイナス側を外部接続可能にするスルーホールが一対に設けられ、
前記第一及び第二のバスバーは、各連結部の特定箇所が互いに面一に配置されるとともに、前記各特定箇所から接続端子が一対に起立し、
前記第二基板は、前記各スルーホールに前記接続端子が挿通され、前記特定箇所に位置決めされた状態で、前記スルーホールと前記接続端子とが半田を介して互いに接続されている請求項３又は４記載のスイッチング電源装置。

【請求項6】

前記接続端子は、前記連結部の一部を切り起こすことによって設けられている請求項５記載のスイッチング電源装置。

【請求項7】

前記接続端子は、前記連結部に金属ピンを接合することによって設けられている請求項５記載の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、入出力がトランスによって絶縁され、出力巻線と整流回路等を金属製のバスバーで連結したスイッチング電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に開示されているように、一次巻線（入力巻線）及び二次巻線（出力巻線）が設けられたトランスと、二次巻線の電圧を整流する整流回路が実装された複数のプリント基板と、二次巻線、整流回路及び平滑回路を連結する導体フレーム（バスバー）とを備え、複数のプリント基板をトランスの磁性コアを中心に対向するように配置し、二次巻線に各プリント基板を接続したスイッチング電源装置があった。このスイッチング電源装置の構造によれば、トランスの二次巻線に形成される高周波電流ループを小さくなるので、トランスの一次巻線の側からみた寄生インダクタンス成分が小さくなり、高周波電流と寄生インダクタンス成分による損失を低減することができる。また、大電流が流れる経路を抵抗値が低い導体フレームで連結されているので、配線抵抗による損失を低減することができるものである。なお、高周波電流ループや、高周波電流と寄生インダクタンス成分による損失については、特許文献１に詳しく記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−９９０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のスイッチング電源装置の構造は、トランスの一次巻線の側からみた寄生インダクタンス成分をある程度小さくできるが、その他のコンパクトで組み立てやすいことや、絶縁性が十分確保されること等についての課題は、未だ十分な性能を得ることが難しいものであった。

【0005】

本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、コンパクトで組み立てやすく、トランス及び出力巻線側の不要な寄生インダクタンス成分を大幅に小さくできる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】

【0006】

本発明は、入力巻線及び出力巻線を有するトランスと、前記出力巻線の両端に接続される回路であって、前記出力巻線に発生した交流電圧を整流する整流素子を有した整流回路と、前記整流回路の出力端に接続され、前記整流回路が出力する整流電圧を平滑する回路であって、両端に出力電圧を生成する出力コンデンサを有した平滑回路とを備え、前記出力巻線、前記整流回路及び前記平滑回路が金属製のバスバーで連結されたスイッチング電源装置であって、
前記出力巻線は、互いに対向する向きに配置された複数の第一基板の各導電層に形成された複数のコイルにより設けられ、前記整流素子は、前記第一基板上の、前記各コイルの近傍の位置にそれぞれ実装され、前記バスバーは、前記複数の第一基板の前記各導電層に接続される板状の接続部と、外部負荷が接続される出力部と、前記接続部と前記出力部とを連結する連結部とが一体に形成されたものであり、前記板状の接続部に、スリット状に形成された透孔又は切り込みで成る複数の基板受け部が設けられ、前記複数の第一基板は、前記バスバーの前記接続部と交差する向きに配置され、前記第一基板の各端部が前記複数の基板受け部内に個別に差し込まれ、前記各導電層が前記基板受け部に半田を介して接続されているスイッチング電源装置である。

【0007】

前記平滑回路は出力インダクタを有し、前記出力インダクタは、前記バスバーの連結部の周面に磁性コアを装着することにより設けられている。

【0008】

前記バスバーは、出力電圧のプラス側電位を出力する第一のバスバーとマイナス側電位を出力する第二のバスバーとで構成され、前記第一及び第二のバスバーは、それぞれ、前記接続部、前記出力部及び前記連結部が一体に形成されている。この場合、前記第一及び第二のバスバーは、各連結部の特定箇所が樹脂製の連結部材で互いに連結され固定されていることが好ましい。

【0009】

また、前記出力コンデンサは、前記第一基板とは異なる第二基板に実装され、前記第二基板には、前記出力コンデンサのプラス側及びマイナス側を外部接続可能にするスルーホールが一対に設けられ、前記第一及び第二のバスバーは、各連結部の特定箇所が互いに面一に配置されるとともに、前記各特定箇所から接続端子が一対に起立し、前記第二基板は、前記各スルーホールに前記接続端子が挿通され、前記特定箇所に位置決めされた状態で、前記スルーホールと前記接続端子とが半田を介して互いに接続されている構成にすることができる。この場合、前記接続端子は、前記連結部の一部を切り起こすことによって設けることができる。あるいは、前記接続端子は、前記連結部に金属ピンを接合することによって設けることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明のスイッチング電源装置は、第一基板の導電層に形成されたコイルによりトランスの出力巻線を構成し、整流素子を第一基板上のコイルの近傍に実装する構造なので、出力巻線に接続される高周波電流ループを従来よりも小さくすることができ、高周波電流と寄生インダクタンス成分による損失を大幅に低減することができる。また、出力巻線、整流回路、平滑回路、及び外部負荷が接続される出力部を、抵抗値の低い金属製のバスバーで直結する構造なので、大電流が流れる経路の抵抗値が低く抑えられ、配線抵抗による損失も小さい。

【0011】

出力巻線及び整流素子とバスバーとの接続部分は、バスバーにスリット状の基板受け部を設け、基板受け部に第一基板の端部を差し込んで半田接続するという独特な構造である。したがって、非常にコンパクトで組み立てやすく、しかも十分な接続強度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明のスイッチング電源装置の一実施形態の外観を示す斜視図である。

【図2】出力側回路ユニットを第一及び第二のバスバーの側から見た斜視図である。

【図3】出力側回路ユニットをトランスの側から見た斜視図である。

【図4】出力側回路ユニットの回路図である。

【図5】組み立て状態のトランスを示す斜視図（ａ）、入力巻線を構成する入力コイルを示す斜視図（ｂ）、出力巻線を構成する出力コイル及び整流素子が設けられた第一基板を示す斜視図（ｃ）、トランスの磁性コアを示す斜視図（ｄ）及び絶縁紙を示す斜視図（ｅ）である。

【図6】第一及び第二のバスバーを示す斜視図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、平面図（ｄ）である。

【図7】出力インダクタを形成するための磁性コア及びギャップ材を示す斜視図である。

【図8】出力コンデンサが実装された２つの第二基板を示す斜視図である。

【図9】第一及び第二のバスバーの第一変形例を示す斜視図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、平面図（ｄ）である。

【図10】第一及び第二のバスバーの第二変形例を示す斜視図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、平面図（ｄ）である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明のスイッチング電源装置の一実施形態について、図１〜図８に基づいて説明する。この実施形態のスイッチング電源装置１０は、図１に示すように、略直方体の金属筐体１２に収容され、金属筐体１２の一側面に、外部入力電源が接続される入力側配線部１４と、外部負荷が接続される出力側配線部１６とが配設されている。スイッチング電源装置１０の回路は、トランスによって互いに絶縁された入力側回路と出力側回路とを備えている。例えば、入力側回路は、チョッパ方式の安定型コンバータ（主スイッチング素子のオン時比率が変化するコンバータ）及びフルブリッジ方式の非安定型コンバータ（主スイッチング素子のオン時比率が約50％に固定されたコンバータ）の入力側の回路等で構成され、出力側回路は、非安定型コンバータの出力側の回路である。

【0014】

図１の中の破線で示す部分は、出力側回路（非安定型コンバータのトランスを含む）を構成する出力側回路ユニット１８である。出力側回路ユニット１８は、図２、図３に示すように、複数の部材により一体に形成された構造物で、後述する第一及び第二のバスバー３２，３４の出力部５４，６０が金属筐体１２の外側に突出し、出力側配線部１６となる。以下、出力側回路ユニット１８について詳しく説明する。

【0015】

出力側回路ユニット１８は、図４の回路図に示すように、入力巻線２０及び出力巻線２２を有するトランス２４と、出力巻線２２の両端に接続され、出力巻線２２に発生した交流電圧を整流する整流素子２６を有した整流回路２８と、整流回路２８の出力端に接続され、整流回路２８が出力した整流電圧を平滑する平滑回路３０とを備え、出力巻線２２、整流回路２８及び平滑回路３０が金属製の第一及び第二のバスバー３２，３４で連結されている。

【0016】

次に、出力側回路ユニット１８の各部材の構成を個別に説明する。トランス２４及び整流素子２６は、図５（ａ）に示すように一体に設けられる。トランス２４の入力巻線２０は、２つの入力コイル２０(1)，２０(2)を並列接続したものである。入力コイル２０(1)は、図５（ｂ）に示すように、渦巻状に巻回された２層の平面コイルが同軸に連続している空芯コイルであり、同じ構造の入力コイル２０(2)が厚み方向に配置され、端部同士が接続されて４層構造の入力巻線２０になる。中央部の透孔２１の直径は、後述する磁性コア４４の中脚部４４ａの直径よりも僅かに大きく、各平面コイルの外形は、磁性コア４４の内側に入る大きさである。入力コイル２０(1)，２０(2)に使用する電線は、例えば、融着被膜付きの３層絶縁電線（強化絶縁電線）等が適している。

【0017】

出力巻線２２は４組の出力コイル２２(1)〜２２(4)で構成されている。出力コイル２２(1)は２つ１組であり、図５（ｃ）に示すように、それぞれ第一基板３６(1)の表裏の導体層に形成されている。第一基板３６(1)は、例えばガラスエポキシ基板等であり、例えば、コイルの抵抗値を小さくするため、第一基板３６(1)の配線パターン上に所定厚さの銅板を半田付けした導体層により出力コイル２２(1)を形成してもよい。同様に、出力コイル２２(2)〜２２(4)も、それぞれ第一基板３６(2)〜３６(4)の表裏の導体層に形成されている。

【0018】

整流素子２６は、４組のＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)〜２６(4)で構成されている。ＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)は２つ１組であり、それぞれ第一基板３６(1)の表裏の導体層（各出力コイル２２(1)の近傍の配線パターン）に半田付け実装されている。ＭＯＳ型ＦＥＴ２６(2)〜２６(4)も同様に、それぞれ第一基板３６(2)〜３６(4)の表裏の導体層に形成されている。

【0019】

第一基板３６(1)の外形は、後述する磁性コア４４の内側に入る大きさである。出力コイル２２(1)の内側には透孔３８(1)が設けられ、透孔３８(1)の直径は、後述する磁性コア４４の中脚部４４ａよりも僅かに大きい。また、ＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)に近い端部の上側角部に、出力コイル２２(1)と反対向きに突出する第一の端部４０(1)が設けられ、２つの出力コイル２２(1)の接続点を外部接続可能にしている。さらに、ＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)に近い端部の下側角部に、出力コイル２２(1)と反対向きに突出する第二の端部４２(1)が設けられ、２つのＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)の接続点を外部接続可能にしている。第一基板３６(2)〜３６(4)もほぼ同様の構造であり、それぞれ、透孔３８(1)に対応する透孔３８(2)〜３８(4)、第一の端部４０(1)に対応する第一の端部４０(2)〜４０(4)、及び第二の端部４２(1)に対応する第二の端部４２(2)〜４２(4)が設けられている。

【0020】

なお、整流回路２８は、同期整流型の整流回路なので、ＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)〜２６(4)を駆動するための図示しない駆動回路を有している。ＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)〜２６(4)は、上述した高周波電流ループの一部になるので、高周波電流ループを小さくするため、第一基板３６(1)〜３６(4)の出力コイル２２(1)〜２２(4)の近傍に実装する必要があるが、駆動回路は、高周波電流ループの一部ではないので、第一基板３６(1)〜３６(4)以外の基板に実装してもよく、第一基板３６(1)〜３６(4)上に実装してもよい。

【0021】

トランス２４は、フェライト材などで成る磁性コア４４を有している。磁性コア４４は、図５（ｄ）に示すように、例えばＰＱ型やＥＥ型の外形で、中脚部４４ａの両側に一対の外脚部４４ｂを備えている。

【0022】

さらに、トランス２４の内部には、絶縁性を向上させるための絶縁紙４６が設けられている。絶縁紙４６の素材としては、絶縁性、加工性、耐熱性、難燃性に優れたメタ系アラミド繊維等が適している。絶縁紙４６は、ブランクを帯状に打ち抜いた後、つづら折り状に折り曲げることによって、８つの面が厚み方向に重なっている。８つの面は、それぞれコイル２２(1)〜２２(4)を覆う大きさである。８つの面の各中央部には、透孔４８がほぼ同軸に配置されるように設けられ、透孔４８の直径は、磁性コア４４の中脚部４４ａの直径よりも僅かに大きい。

【0023】

第一及び第二のバスバー３２，３４は、それぞれ、銅板又は真鍮板等に複数の加工（打ち抜き加工、曲げ加工、穴開け加工等）を施すことによって一体に形成されている。第一のバスバー３２は、出力電圧のプラス側電位を出力するためのバスバーであり、第二のバスバー３４は、出力電圧のマイナス側電位を出力するためのバスバーであり、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、樹脂製の連結部材５０を介して互いに連結され固定されている。

【0024】

第一のバスバー３２は、第一基板３６(1)〜３６(4)の各導電層に接続される接続部５２と、外部負荷が接続される出力部５４と、接続部５２と出力部５４とを連結する連結部５６とを有し、ほぼ水平な連結部５６に対して、接続部５２及び出力部５４がそれぞれ上向きに折り曲がって起立している。接続部５２の上端部には、スリット状に形成された切り込みで成る４つの基板受け部５２ａ(1)〜５２ａ(4)が設けられている。基板受け部５２ａ(1)〜５２ａ(4)は、それぞれ、第一基板３６(1)〜３６(4)の第一の端部４０(1)〜４０(4)を差し込むことができる形状になっている。出力部５４には、外部負荷を接続するための電線（比較的太い電線）を接続するための取り付け穴が設けられている。

【0025】

第二のバスバー３４は、第一基板３６(1)〜３６(4)の各導電層に接続される接続部５８と、外部負荷が接続される出力部６０と、接続部５８と出力部６０とを連結する連結部６２とを有し、ほぼ水平な連結部６２に対して、接続部５８及び出力部５４がそれぞれ下向きに折り曲がって起立している。接続部５８の下端部には、スリット状に形成された切り込みで成る４つの基板受け部５８ａ(1)〜５８ａ(4)が設けられている。基板受け部５８ａ(1)〜５８ａ(4)は、それぞれ、第一基板３６(1)〜３６(4)の第二の端部４２(1)〜４２(4)を差し込むことができる形状になっている。出力部６０には、外部負荷を接続するための電線（比較的太い電線）を接続するため取り付け穴が設けられている。

【0026】

連結部材５０は、第一及び第二のバスバー３２，３４の連結部５６，６２同士を連結する部材であり、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂をインサート成形することによって設けられている。連結部材５０は略長方形の薄板状で、厚み方向のほぼ中央部に、４つの側周面に連続する溝部５０ａが設けられている。

【0027】

第一及び第二のバスバー３２，３４は、連結部材５０によって連結固定された状態で、連結部５６，６２の上面と下面が互いに面一に配置されている。そして、面一になっている各部分から、それぞれ接続端子５６ａ及び接続端子６２ａが上向き及び下向きに起立している。接続端子５６ａは、第一の連結部５６を厚み方向に貫通する透孔内に金属ピンを挿通し、接合する（例えば、かしめる）ことによって設けられ、接続端子６２ａも同様に、第二の連結部６２を厚み方向に貫通する透孔内に金属ピンを挿通し、接合することによって設けられている。接続端子５６ａ，６２ａは、平滑回路３０の構成部品である出力コンデンサ６８(1)，６８(2)を第一及び第二のバスバー３２，３４に接続するために使用される。

【0028】

平滑回路３０は、出力インダクタ６４、４つのコンデンサ６６(1)〜６６(4)、及び２つの出力コンデンサ６８(1)，６８(2)とで構成されたπ型のフィルタ回路である。出力インダクタ６４は、第二のバスバー３４の連結部６２の周面に、磁性コア６９を装着することによって設けられる。磁性コア６９は、例えば図７に示すように、Ｕコア６９ａとＩコア６９ｂと突き合せて四角形の閉磁路を形成するタイプが適している。フェライト材を使用する場合は、Ｕコア６９ａとＩコア６９ｂの間にギャップ材６９ｃを挟み、インダクタンス特性（直流重畳特性）を調節するとよい。

【0029】

π型の１段目のコンデンサ６６(1)〜６６(4)は、それぞれ第一基板３６(1)〜３６(4)に実装されている（図２、図３、及び図５では省略してある）。２段目の出力コンデンサ６８(1)，６８(2)は、図８に示すように、それぞれ、ガラスエポキシ基板等である第二基板７０(1)，７０(2)に実装される。第二基板７０(1)には、出力コンデンサ６８(1)のプラス側及びマイナス側を外部接続可能にする一対のスルーホール７０ａ(1)が設けられ、第二基板７０(2)にも同様に、出力コンデンサ６８(2)のプラス側及びマイナス側を外部接続可能にする一対のスルーホール７０ａ(2)が設けられている。

【0030】

次に、出力側回路ユニット１８の組み立て方法の一例を説明する。まず、第一基板３６(1)〜３６(4)を用意し、出力コイル２２(1)〜２２(4)を設けるとともにＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)〜２６(4)を実装する。また、第二基板６８(1)，６８(2)を用意し、出力コンデンサ６８(1)，６８(2)を実装する。さらに、所定の電線を用いて入力コイル２０(1)，２０(2)を巻回した後、これらを組み合わせることによって、４層の平面状コイルが同軸に連続した入力巻線２０を製作する。

【0031】

次に、連結部材５０で連結固定された第一及び第二のバスバー３２，３４を用意し、第二のバスバー３４の連結部６２に出力インダクタ６４を形成する作業を行う。まず、連結部６２の少し細くなった部分６２ｂにＵコア６９ａを差し込み、Ｕコア６９ａの脚部の先端部分にＩコア６９ｂの一側面を突き合せて（必要があればギャップ材６９ｃを挟み）、接着剤等で一体に固定する。これで連結部６２の周面に磁性コアが装着された状態になり、出力インダクタ６４が形成される。

【0032】

次に、第一及び第二のバスバー３２，３４の連結部５６，６２に、出力コンデンサ６８(1)，６８(2)を接続する作業を行う。まず、第二基板７０(1)の裏面側（出力コンデンサ６８(1)が実装されていない側）を連結部５６，６２の上面に当接させ、一対のスルーホール７０ａ(1)内に接続端子５６ａ，６２ａを挿通させて半田付けを行い、相互に固定する。同様に、第二基板７０(2)の裏面側（出力コンデンサ６８(2)が実装されていない側）を連結部５６，６２の下面に当接させ、一対のスルーホール７０ａ(2)内に接続端子５６ａ，６２ａを挿通させて半田付けを行い、相互に固定する。連結部５６と連結部６２は、上面同士及び下面同士が面一なので、第二基板７０(1)，７０(2)を適切に位置決めすることができる。

【0033】

次に、第一及び第二のバスバー３２，３４の接続部５２，５８にトランス２４の出力巻線２２及び整流素子２６を接続する作業を行う。まず、第一基板３６(1)を２つの接続部５２，５８とほぼ直角に交差する向きに配置し、第一の端部４０(1)を基板受け部５２ａ(1)内に差し込み、第二の端部４２(2)を基板受け部５８ａ(1)内に差し込み、それぞれ半田付けを行って相互に固定する。これで、第一基板３６(1)の導電層及び接続部５２，５８が接続され、第一基板３６(1)が接続部５２，５８にしっかり固定される。その後、第一基板３６(2)〜３６(4)についても同様の作業を行う。４つの第一基板３６(1)〜３６(4)は、接続部５２，５８に取り付けられた状態で、所定の間隔を空けて対向し、透孔３８(1)〜３８(4)が同軸に配置される。

【0034】

次に、トランス２４を組み立てる作業を行う。まず、４つの第一基板３６(1)〜３６(4)に絶縁紙４６を装着する。具体的には、絶縁紙４６を、第一基板３６(1)〜３６(4)が隙間Ｓａ(1)〜Ｓａ(4)の中に収まるように差し込み、透孔４８が第一基板３６(1)〜３６(4)の透孔３８(1)〜３８(4)と同軸になるように配置する。そして、入力巻線２０を、絶縁紙４６の隙間Ｓｂ(1)〜Ｓｂ(3)の中に３つの平面コイルが収まるように差し込み、透孔２１が第一基板３６(1)〜３６(4)の透孔３８(1)〜３８(4)と同軸になるように配置する。そして、磁性コア４４を、中脚部４４ａが各透孔２１，３８(1)〜３８(4)，４８内に連通するように両側から差し込み、接着剤又はテープを用いて一体に固定する。その後、トランス２４内部の絶縁性をさらに強化するため、トランス２４全体をワニスに含浸して乾燥させる作業を行ってもよい。これで、出力側回路ユニット１８の組み立てが終了し、図２、図３に示す状態になる。

【0035】

出力側回路ユニット１８は、他の部材とともに金属筐体１２内に収容され、図１に示すスイッチング電源装置１０の状態になる。出力側回路ユニット１８は、金属筐体１２の底板上に固定され、第一及び第二のバスバー３２，３４の出力部５４，６０が、金属筐体１２の開口１２ａから外側に突出する。このとき、開口１２ａの周縁部が、樹脂製の連結部材５０の溝部５０ａに深く入って係合し、出力部５４，６０が正確に位置決めされ、固定される。

【0036】

以上説明したように、スイッチング電源装置１０は、第一基板３６(1)〜３６(4)の出力コイル２２(1)〜２２(4)によりトランス２４の出力巻線２２を構成し、整流素子２６（ＭＯＳ型ＦＥＴ２６(1)〜２６(4)）を第一基板３６(1)〜３６(4)上の出力コイル２２(1)〜２２(4)近傍に実装する構造なので、出力巻線２２に接続される高周波電流ループを従来よりも小さくすることができ、高周波電流と寄生インダクタンス成分による損失を大幅に低減することができる。また、出力巻線２２、整流回路２８及び平滑回路３０を、抵抗値の低い金属製のバスバー３２，３４で連結する構造なので、大電流が流れる経路の抵抗値が低く抑えられ、配線抵抗による損失も小さい。

【0037】

出力巻線２２及び整流素子２６とバスバー３２，３４との接続部分は、バスバー３２，３４にスリット状の基板受け部５２ａ(1)〜５２ａ(4)，５８ａ(1)〜５８ａ(4)を設け、各基板受け部に第一基板３６(1)〜３６(4)の端部４０(1)〜４０(4)と４２(1)〜４２(4)を差し込んで半田接続するという独特な構造である。したがって、ドライバを用いてネジ締めを行う作業が不要になり、非常にコンパクトで組み立てやすく、しかも十分な接続強度を得ることができる。

【0038】

また、出力コンデンサ６８(1)，６８(2)とバスバー３２，３４との接続部分は、バスバー３２，３４に設けた接続端子５６ａ，６２ａを第二基板７０(1)，７０(2)のスルーホール７０ａ(1)，７０ａ(2)に差し込み、半田接続するという独特な構造である。また、出力インダクタ６４についても、第二のバスバー３４の周面に磁性コア６９（Ｕコア６９ａ、Ｉコア６９ｂ及びギャップ材６９ｃ）を装着するという構造である。したがって、非常にコンパクトで組み立てやすい平滑回路３０を得ることができる。

【0039】

次に、第一及び第二のバスバーの第一変形例について、図９に基づいて説明する。ここで、上記の第一及び第二のバスバー３２，３４と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。

【0040】

第一変形例の第一のバスバー７２は、図９に示すように、第一のバスバー３２と同様の出力部５４及び連結部５６を有しているが、接続部７６の構造が上記接続部５２と少し異なっている。接続部７６は、連結部５６に対して上向きに折り曲がって起立し、その上端部に、スリット状に形成された透孔で成る６つの基板受け部７６ａ(1)〜７６ａ(6)が設けられているという特徴がある。基板受け部の数が４つから６つに増えているのは、６つの第一基板を接続するためである。また、基板受け部の形状が切り込みから透孔に変更されているのは、第一基板と基板受け部とが半田付けされる面積を広くして接続部分の抵抗値をより低くするためである。

【0041】

また、この変形例の第二のバスバー７４は、図９に示すように、第二のバスバー３４と同様の出力部６０及び連結部６２を有しているが、接続部７８の構造が上記接続部５８と少し異なっている。接続部７８は、連結部６２に対して上向きに起立し、その上端部に、スリット状に形成された切り欠きで成る６つの基板受け部７８ａ(1)〜７８ａ(6)が設けられているという特徴がある。基板受け部の数が４つから６つに増えているのは、６つの第一基板を接続するためである。また、ここでは基板受け部の形状が切り込みであるが、上記と同様に、透孔に変更してもよい。

【0042】

例えば、スイッチング電源装置１０よりも出力電流が大きい電源装置を設計する場合、出力巻線２２の抵抗値を総合的に低くするため、第一基板を４つから６つに増やすことが考えられる。このような場合、上記の第一及び第二のバスバー３２，３４に代えて、第一及び第二のバスバー７２，７４を使用するとよい。

【0043】

次に、第一及び第二のバスバーの第二変形例について、図１０に基づいて説明する。ここで、上記の第一及び第二のバスバー３２，３４と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。

【0044】

第二変形例の第一のバスバー８０は、第一のバスバー３２よりも薄手の金属板で形成されている。また、図１０に示すように、第一のバスバー３２と同様の接続部５２及び連結部５６を有しているが、出力部８４の構造が上記出力部５４と異なっている。出力部８４の形状は、連結部５６から真っすぐに延びて途中で下向きに屈曲し、図１０（ｂ）に破線で示すように、正面視でＬ字状になっている。そして、Ｌ字状の２つの面に、それぞれ、外部負荷を接続するための電線（比較的細い電線）を簡単に接続できるようにするネジが取り付けられている。

【0045】

連結部５６の接続端子は、上記のように金属ピンを接合して設けるのではなく、連結部５６の一部を切り起こすことによって設けている。つまり、第二基板７０(1)を接続する接続端子５６ａ(1)は、連結部５６の一部を上向きに切り起こすことによって設け、第二基板７０(2)を接続する接続端子５６ａ(2)は、連結部５６の一部を下向きに切り起こすことによって設けている。

【0046】

また、この変形例の第二のバスバー８２は、第二のバスバー３４よりも薄手の金属板で形成されている。また、図１０に示すように、第二のバスバー３４と同様の接続部５８及び連結部６２を有しているが、出力部８６の構造が上記出力部６０と異なっている。出力部８６は、連結部６２から真っすぐに延びて途中で下向きに屈曲し、正面視でＬ字状になっている。そして、Ｌ字状の２つの面に、それぞれ、外部負荷を接続するための電線（比較的細い電線）を簡単に接続できるようにするネジが取り付けられている。

【0047】

連結部６２の接続端子は、上記のように金属ピンを接合して設けるのではなく、連結部６２の一部を切り起こすことによって設けている。つまり、第二基板７０(1)を接続する接続端子６２ａ(1)は、連結部６２の一部を上向きに切り起こすことによって設け、第二基板７０(2)を接続する接続端子６２ａ(2)は、連結部６２の一部を下向きに切り起こすことによって設けている。

【0048】

さらに、第一及び第二のバスバー８０，８２を連結固定する固定部材８８は、図１０（ｄ）に示すように、平面視で逆Ｅ字状に形成され、３つの延設部によって出力部８４，８６を区
切っている。 例えば、スイッチング電源装置１０の最大出力電流が相対的に小さい機種（例えば、出力電力が同等で、出力電圧が高い機種）を設計する場合、やや薄手の金属板で成る２つのバスバー８０，８２を使用することによって、コストダウンを図ることができる。また、第二基板を接続する接続端子５６ａ(1)，５６ａ(2)，６２ａ(1)，６２ａ(2)についても、切り起こし加工によって安価に設けることができる。また、最大出力電流が相対的に小さい場合は、外部負荷を接続するための電線は比較的細いものが使用されるので、出力部８４，８６のような構造にすれば、ユーザが簡単に電線を着脱することができる。

【0049】

なお、本発明のスイッチング電源装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記のスイッチング電源装置１０の場合、出力コンデンサは、第二基板に実装され、第二基板を介して２つのバスバーに接続しているが、これ以外の方法で２つのバスバーに接続してもよい。

【0050】

また、バスバーは少なくとも１つあればよく、プラス側の電位かマイナス側の電位のどちらか一方を、バスバー以外の方法で接続してもよい。

【0051】

出力側回路ユニット１８の組み立て方法は、上述した方法に限定されるものではなく、適宜変更することができる。また、出力側回路ユニット１８を構成する各部材の形状や大きさは、上述した本発明の目的を達成できる範囲で自由に変更することができる。例えば、上記の組み立て方法を使用するときは、２つのバスバーが連結部材で互いに固定されていると都合がよいが、他の組み立て方法を使用する場合、必要に応じて連結部材を省略することができる。

【符号の説明】

【0052】

１０ スイッチング電源装置
１８ 出力側回路ユニット
２０ 入力巻線
２２ 出力巻線
２２(1)〜２２(4) 出力コイル
２４ トランス
２６ 整流素子
２８ 整流回路
３０ 平滑回路
３２，７２，８０ 第一のバスバー
３４，７４，８２ 第二のバスバー
３６(1)〜３６(4) 第一基板
４０(1)〜４０(4) 第一の端部
４２(1)〜４２(4) 第二の端部
５０，８８ 連結部材
５２，５８，７６，７８ 接続部
５２ａ(1)〜５２ａ(4)，５８ａ(1)〜５８ａ(4)，７６ａ(1)〜７６ａ(6)，７８ａ(1)〜７８ａ(6) 基板受け部
５４，６０，８４，８６ 出力部
５６，６２ 連結部
５６ａ，５６ａ(1)，５６ａ(2)，６２ａ，６２ａ(1)，６２ａ(2) 接続端子
６４ 出力インダクタ
６８(1)，６８(2) 出力コンデンサ
６９ 磁性コア
６９ａ Ｕコア
６９ｂ Ｉコア
６９ｃ ギャップ材
７０(1)，７０(2) 第二基板
７０ａ(1)，７０ａ(2) スルーホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】