JP-2026076545-A - 電源装置

Abstract

【課題】半田割れの可能性を低減しつつ、電源装置の放熱をより効率的に行うための技術を提供する。 【解決手段】第１方向の一方側に位置する第１面１１０Ｔ、及び第１方向の他方側に位置する第２面１１０Ｂを有する実装基板１１０と、第１面に配置されている電子部品１１１と、電子部品と実装基板とを電気的に接続している導電材１１２と、電子部品に接続された接続部１２１と、当該接続部よりも実装基板から離れて位置する放熱部１２２とを有する放熱部品１２０と、を備える、電源装置１００が提供される。 【選択図】図４

Inventors

• 多田 亮平
• 多賀 綾香
• 高橋 富志雄

Assignees

• シャープ株式会社

Dates

Publication Date

20260512

Application Date

20241024

Claims (8)

1. 第１方向の一方側に位置する第１面、及び前記第１方向の他方側に位置する第２面を有する実装基板と、 前記第１面に配置されている電子部品と、 前記電子部品と前記実装基板とを電気的に接続している導電材と、 前記電子部品に接続された接続部と、当該接続部よりも前記実装基板から離れて位置する放熱部とを有する放熱部品と、 を備える、電源装置。
2. 前記放熱部は、前記実装基板と平行な板状に形成されている、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記実装基板の前記第１面と対向する第１壁部と、前記実装基板の前記第２面と対向する第２壁部とを有するケースをさらに備え、 前記放熱部は、前記第１壁部に直接的又は間接的に接続されている、請求項１に記載の電源装置。
4. 前記放熱部と前記第１壁部との間に配された粘性体をさらに備える、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記粘性体は、前記放熱部と前記第１壁部とによって圧縮されるように前記ケース内に配置されている、請求項４に記載の電源装置。
6. 前記電子部品は、前記第１方向に交差する第２方向の寸法が、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向の寸法よりも短い形状であり、 前記接続部は、前記第２方向において前記電子部品に接続され、 前記放熱部は、前記接続部から前記第２方向に向かって延びるように形成されている、請求項１に記載の電源装置。
7. 前記放熱部は、前記接続部から前記第２方向の一方側に向かって延びるように形成され、 前記放熱部品は、前記接続部よりも前記第２方向の前記一方側に位置し、前記実装基板に接触している支持部を有する、請求項６に記載の電源装置。
8. 前記放熱部品は、前記接続部と前記支持部とを繋ぐ延設部をさらに有し、 前記延設部は、前記実装基板から離れている、請求項７に記載の電源装置。

Description

本発明は、電源装置に関し、特に電源装置の放熱のための技術に関する。 従来から、高温部品の温度低減のためにヒートシンクを高温部品に密着させることで部品温度を低減させることが行われている。たとえば、特開２０１８－２９０２６号公報（特許文献１）には、照明用電源装置が開示されている。特許文献１によると、電源回路は、交流を整流する整流部と、コンデンサを有する第１フィルタと、第１フィルタを介して出力される波形をスイッチングする第２スイッチング回路と、コンデンサを有し、第２スイッチング回路から出力される波形の高周波成分をフィルタして、接続される負荷に供給する第３フィルタと、を備える。これらのコンデンサは、フィルムコンデンサまたはセラミックコンデンサであり、第３フィルタから出力される電圧が電解コンデンサの場合に比べ高く設定されている。電源回路を実現する基板は、アルミ押し出し材の筐体に収容されている。基板に搭載される発熱部品の熱を筐体に伝えるための充填剤が筐体の内部空間に注入されている。 特開２０１８－２９０２６号公報 第１の実施の形態にかかる電源装置の外観を示す上方斜視図である。第１の実施の形態にかかる右壁面を取り外した状態の電源装置の右側面図である。第１の実施の形態にかかる上壁面を取り外した状態の電源装置の上方斜視図である。第１の実施の形態にかかるヒートシンクの近傍の電源装置の内部を示す上方斜視図である。第１の実施の形態にかかるヒートシンクの近傍の電源装置の内部を示す側面図である。 以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 図１は、本実施の形態にかかる電源装置１００の外観を示す上方斜視図である。本実施の形態にかかる電源装置１００は、図１に示すように、略直方体の金属製のケース１０１に覆われている。ケース１０１は、上壁面１０１Ｔと、下壁面１０１Ｂと、右壁面１０１Ｒと、左壁面１０１Ｌと、前壁面１０１Ｆと、後壁面１０１Ｃとから構成される。電源ケーブル１０５や信号ケーブルなどは、前壁面１０１Ｆから電源装置１００に入って、後壁面１０１Ｃから外部に出ていく。 次に、図２から図５を参照して、本実施の形態にかかる電源装置１００の内部構造について説明する。電源装置１００には、主に、下方から順に、下壁面１０１Ｂと、絶縁シート１１６と、実装基板１１０と、ヒートシンク１２０と、電子部品１１１と、放熱シート１１５と、絶縁シート１１６と、上壁面１０１Ｔとが含まれる。 本実施の形態においては、実装基板１１０の上面１１０Ｔ側に電子部品１１１が配置されるものである。電子部品１１１は、ＦＥＴやダイオードブリッジなどを含み、電源装置１００の外部から供給される電力によって駆動される。これによって、電子部品１１１は、熱を発生しやすいものである。 電子部品１１１は、導電体１１２を介して実装基板１１０と電気的に接続される。一般的に、電子部品１１１は、実装基板１１０に半田付けされるものである。 本実施の形態においては、電子部品１１１は、実装基板１１０の上面１１０Ｔ側に配置されるヒートシンク１２０に接続され、実装基板１１０の上面１１０Ｔ側に固定される。 ヒートシンク１２０は、実装基板１１０の上面１１０Ｔ側に立設される。ヒートシンク１２０は、主に、接続部１２１と、平面放熱部１２２と、延設部１２３と、支持部１２４とを含む。 接続部１２１は、実装基板１１０の上面１１０Ｔに対して垂直に配置される。接続部１２１は、電源装置１００の前後方向および上下方向によって張られる平面と平行に配置される。接続部１２１の右側面に電子部品１１１が固定される。 平面放熱部１２２は、接続部１２１の上端部から右方に向けて延設される。すなわち平面放熱部１２２は、実装基板１１０の上面１１０Ｔと平行に配置される。 延設部１２３は、接続部１２１の後端部から右方に向けて延設される。延設部１２３は、左側を接続部１２１に、右側を支持部１２４に支持されることによって、実装基板１１０から離間した位置に配置される。 支持部１２４は、延設部１２３の右端部から前方に向けて延設される。 本実施の形態においては、接続部１２１の下辺の前端部に下方に向けた凸部１２１Ｘが設けられ、接続部１２１の下辺の後端部に下方に向けた凸部１２１Ｙが設けられている。また、支持部１２４の下辺の前端部に下方に向けた凸部１２４Ｘが設けられている。そして、当該２つの凸部１２１Ｘ，１２４Ｘが実装基板１１０の上面１１０Ｔに当接することによって、延設部１２３を含むその他の部分が実装基板１１０から離間した位置に維持される。より詳細には、接続部１２１と延設部１２３と支持部１２４は、実装基板１１０から離間した状態で、実装基板１１０の上面１１０Ｔに対して垂直な状態で固定される。 接続部１２１の右面には電子部品１１１が固定される。固定された電子部品１１１は、左右方向（第２方向）の厚みが、上下方向（第１方向）の長さや前後方向（第３方向）の長さよりも短く形成されている。これによって、電子部品１１１の熱が接続部１２１すなわちヒートシンク１２０に伝わりやすくなっている。 平面放熱部１２２の上面には、放熱シート１１５が貼りつけられる。放熱シート１１５の上面には、絶縁シート１１６が設けられる。換言すれば、平面放熱部１２２の上面と絶縁シート１１６との間に放熱シート１１５が挟まれる。絶縁シート１１６の上面には、上壁面１０１Ｔが設けられる。 放熱シート１１５は、粘性を有する熱伝導度が高い素材で構成される。あるいは、放熱シート１１５は、弾性を有する熱伝導度が高い素材で構成される。これによって、絶縁シート１１６と放熱部１２２との間に隙間が生じにくくなり、放熱部１２２の熱が絶縁シート１１６や上壁面１０１Ｔに伝わりやすくなる。 上記の構成によって、電子部品１１１で発生した熱のほとんどが、まず、接続部１２１へと伝わる。そして、その熱の多くが放熱部１２２へと伝わる。当該熱は放熱シート１１５を介して上壁面１０１Ｔへと伝わって電源装置１００の外部へと放出される。すなわち、本実施の形態にかかる電源装置１００に関しては、電子部品１１１で発生した熱が、導電体１１２や半田に伝わる程度を低減することができる。 換言すれば、本実施の形態においては、ヒートシンク１２０によって、高温の電子部品１１１の発熱を半田部とは反対側の上壁面１０１Ｔに伝えて半田部の温度上昇を抑えることができる。 また、本実施の形態においては、ヒートシンク１２０は、半田部と反対方向に平面放熱部１２２を有し、当該平面放熱部１２２に放熱シート１１５を密着させることによって効率的に上壁面１０１Ｔを介して外部に熱を排出することができる。 また、ヒートシンク１２０から半田部に伝わる熱量を低減するために、ヒートシンク１２０と実装基板１１０との間に空間を設けつつ、ヒートシンク１２０の平面放熱部１２２に力が加わってもヒートシンク１２０が傾かないように、ヒートシンク１２０の平面放熱部１２２が伸びる方向に、上下方向の支えとなる支持部１２４を設けている。 以上の構成により、本実施の形態にかかる電源装置１００に関しては、駆動中の電子部品や半田部の温度上昇を低減させつつ、ヒートサイクルによる半田部の割れを軽減させることができる。 ＜まとめ＞ 上記の実施の形態においては、第１方向の一方側に位置する上面（第１面）１１０Ｔおよび第１方向の他方側に位置する下面（第２面）１１０Ｂを有する実装基板１１０と、上面１１０Ｔに配置されている電子部品１１１と、電子部品１１１と実装基板１１０とを電気的に接続している導電体（導電材）１１２と、電子部品１１１に接続された接続部１２１と、当該接続部１２１よりも実装基板から離れて位置する平面放熱部（放熱部）１２２とを有するヒートシンク（放熱部品）１２０と、を備える、電源装置１００が提供される。 好ましくは、放熱部１２２は、実装基板１１０と平行な板状に形成されている。 好ましくは、電源装置１００は、実装基板１１０の上面１１０Ｔと対向する上壁面（第１壁部）１０１Ｔと、実装基板１１０の下面１１０Ｂと対向する下壁面（第２壁部）１０１Ｂとを有するケース１０１をさらに備える。放熱部１２２は、上壁面１０１Ｔに直接的又は間接的に接続されている。 好ましくは、電源装置１００は、放熱部１２２と上壁面１０１Ｔとの間に配された粘性を有する放熱シート（粘性体）１１５をさらに備える。 好ましくは、粘性の放熱シート１１５は、放熱部１２２と上壁面１０１Ｔとによって圧縮されるようにケース１０１内に配置されている。 好ましくは、電子部品１１１は、第１方向に交差する第２方向の寸法が、第１方向および第２方向に交差する第３方向の寸法よりも短い形状を有する。接続部１２１は、第２方向において電子部品１１１に接続される。放熱部１２２は、接続部１２１から第２方向に向かって延びるように形成されている。 好ましくは、放熱部１２２は、接続部１２１から第２方向の一方側に向かって延びるように形成される。ヒートシンク１２０は、接続部１２１よりも第２方向の一方側に位置し、実装基板１１０に接触している支持部１２４を有する。 好ましくは、ヒートシンク１２０は、接続部１２１と支持部１２４とを繋ぐ延設部１２３をさらに有する。延設部１２３は、実装基板１１０から離れている。 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。