電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及具備變壓器的電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為DC-DC轉(zhuǎn)換器等電源裝置，有一種具有變壓器、與該變壓器的初級(jí)線圈側(cè)連接的初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件、與變壓器的次級(jí)線圈側(cè)連接的次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件、和與次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件連接的扼流線圈的電源裝置。這些部件被搭載在基板上，并沿著基板的擴(kuò)展方向排列配置(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]【專利文獻(xiàn)I】日本特開(kāi)2007-221919號(hào)公報(bào)
[0004]然而，若變壓器、初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件、次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件以及扼流線圈沿著基板的擴(kuò)展方向排列載置，則存在電源裝置在基板的擴(kuò)展方向上大型化這一問(wèn)題。鑒于此，可考慮將變壓器、初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件、次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件以及扼流線圈中的每2個(gè)以沿著基板的法線方向?qū)盈B的狀態(tài)搭載于基板。由此，通過(guò)將2個(gè)層疊體接近配置，能夠減小基板中的部件搭載空間，來(lái)實(shí)現(xiàn)電源裝置的小型化。
[0005]另外，在形成2個(gè)層疊體并將它們搭載于基板的情況下，將各部件間連接的連接布線容易相互接近。因此，從連接布線產(chǎn)生的磁通有可能因連接布線的攀繞方式而相互干擾，從而易于產(chǎn)生大的電磁噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一個(gè)實(shí)施方式提供能夠降低電磁噪聲并且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的電源裝置。
[0007]—個(gè)實(shí)施方式的電源裝置具備:具有初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的變壓器、構(gòu)成與該變壓器的上述初級(jí)線圈側(cè)連接的初級(jí)側(cè)電路的初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件、構(gòu)成與上述變壓器的上述次級(jí)線圈側(cè)連接的次級(jí)側(cè)電路的次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件、與上述次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件連接的扼流線圈、搭載了上述變壓器、上述初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件、上述次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件及上述扼流線圈的基板。上述變壓器、上述初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件、上述次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件以及上述扼流線圈中的任意2個(gè)構(gòu)成沿上述基板的法線方向?qū)盈B的第I層疊體，其他2個(gè)構(gòu)成沿上述基板的法線方向?qū)盈B的第2層疊體。上述電源裝置具有將上述初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件和上述變壓器相互連接的一對(duì)第I布線、以及將上述變壓器和上述次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件相互連接的一對(duì)第2布線。上述第I布線和上述第2布線分別具有相互鄰接配置并且構(gòu)成為電流沿上述基板的法線方向流動(dòng)的一對(duì)第I電流路徑和一對(duì)第2電流路徑。上述一對(duì)第2電流路徑的至少一方在與第I方向正交的第2方向和上述一對(duì)第I電流路徑的至少一方鄰接，上述第I方向是上述一對(duì)第I電流路徑相互鄰接的方向。相互在上述第2方向鄰接的上述第I電流路徑和上述第2電流路徑構(gòu)成為電流相互逆向流動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]在附圖中:
[0009]圖1是第I實(shí)施方式中的從與基板平行的方向觀察到的電源裝置的說(shuō)明圖。
[0010]圖2是第I實(shí)施方式中的電源裝置的立體圖。
[0011]圖3是第I實(shí)施方式中的電源裝置的電路圖。
[0012]圖4A、圖4B、圖4C是表示第I實(shí)施方式中的流過(guò)各電流路徑的電流波形的說(shuō)明圖。
[0013]圖5A是表示第I實(shí)施方式中的在期間Tl流過(guò)各電流路徑的電流及伴隨此產(chǎn)生的磁通的說(shuō)明圖。
[0014]圖5B是表示第I實(shí)施方式中的在期間T2流過(guò)各電流路徑的電流及伴隨此產(chǎn)生的磁通的說(shuō)明圖。
[0015]圖6是第2實(shí)施方式中的從與基板平行的方向觀察到的電源裝置的說(shuō)明圖。
[0016]圖7是第3實(shí)施方式中的電源裝置的立體圖。
[0017]圖8是第4實(shí)施方式中的從與基板平行的方向觀察到的電源裝置的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照附圖，在以下說(shuō)明中描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方式。其中，在以下的實(shí)施方式中，實(shí)施方式之間的相同或相似的組件被賦予相同的標(biāo)記。
[0019](第I實(shí)施方式)
[0020]參照?qǐng)D1?圖5，對(duì)上述電源裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0021]如圖1、圖2所示，電源裝置I具備變壓器2、初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3、次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4、扼流線圈5以及基板6。
[0022]變壓器2具有初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3構(gòu)成與變壓器2的初級(jí)線圈側(cè)連接的初級(jí)側(cè)電路。次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4構(gòu)成與變壓器2的次級(jí)線圈側(cè)連接的次級(jí)側(cè)電路。扼流線圈5與次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4連接?；?搭載有變壓器2、初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3、次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4及扼流線圈5。
[0023]變壓器2和初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3構(gòu)成了沿基板6的法線方向Z層疊的第I層疊體Ilo次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4和扼流線圈5構(gòu)成了沿基板6的法線方向Z層疊的第2層疊體
12ο
[0024]電源裝置I具有將初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3和變壓器2相互連接的一對(duì)第I布線71、與將變壓器2和次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4相互連接的一對(duì)第2布線72。
[0025]第I布線71和第2布線72分別具有相互鄰接配置并且構(gòu)成為電流沿基板6的法線方向Z流動(dòng)的第I電流路徑81和第2電流路徑82。
[0026]如圖2、圖5所示，一對(duì)第2電流路徑82的一方和另一方在與一對(duì)第I電流路徑81相互鄰接的第I方向Y正交的第2方向X，與第I電流路徑81的一方和另一方分別鄰接。在第2方向X相互鄰接的第I電流路徑81和第2電流路徑82構(gòu)成為電流相互逆向流動(dòng)。
[0027]g卩，一對(duì)第2電流路徑82中的一方的第2電流路徑82a與一對(duì)第I電流路徑81中的一方的第I電流路徑81a在第2方向X鄰接。而且，第I電流路徑81a和第2電流路徑82a構(gòu)成為流過(guò)相互逆向的電流(圖5A)。一對(duì)第2電流路徑82中的另一方的第2電流路徑82b與一對(duì)第I電流路徑81中的另一方的第I電流路徑81b在第2方向X鄰接。第I電流路徑81b和第2電流路徑82b構(gòu)成為流過(guò)相互逆向的電流(圖5B)。
[0028]第I方向Y及第2方向X與基板6平行，在本實(shí)施方式中，第2方向X與第I層疊體11和第2層疊體12的排列方向大致一致。與基板6平行并不僅限于嚴(yán)格的平行，只要是大致沿著基板6的擴(kuò)展方向的方向即可，也包含相對(duì)于基板6稍微傾斜的方向。
[0029]如圖1、圖2所示，第I層疊體11按照初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3被配置于變壓器2與基板6之間的方式層疊。第2層疊體12按照次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4被配置于扼流線圈5與基板6之間的方式層疊。其中，基板6例如能夠由鋁等金屬構(gòu)成。
[0030]變壓器2、初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3、次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4及扼流線圈5分別具有大致長(zhǎng)方體形狀。對(duì)于初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3和次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4而言，大致長(zhǎng)方體的一個(gè)面彼此相互對(duì)置。對(duì)于變壓器2和扼流線圈5而言，大致長(zhǎng)方體的一個(gè)面彼此相互對(duì)置。在這樣的狀態(tài)下，第I層疊體11和第2層疊體12被配置在基板6上。
[0031]第I布線71和第2布線72從變壓器2向相同的方向引出。在本實(shí)施方式中，一對(duì)第I布線71及一對(duì)第2布線72的一端分別從變壓器2的與第2層疊體12對(duì)置的對(duì)置面21和基板6平行地被引出。一對(duì)第I布線71的另一端從與變壓器2的對(duì)置面21朝向相同側(cè)的初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3的對(duì)置面31和基板6平行地被引出。第I布線71具有以將從變壓器2引出的部分與從初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3引出的部分連接的方式和基板6的法線方向Z平行形成的部分。該部分成為第I電流路徑81。
[0032]一對(duì)第2布線72的另一端被從次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4的與第I層疊體11對(duì)置的對(duì)置面41引出。第2布線72具有以將從變壓器2引出的部分與從次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4引出的部分連接的方式和基板6的法線方向Z平行的部分。該部分成為第2電流路徑82。
[0033]第I電流路徑81及第2電流路徑82被配置在第I層疊體11與第2層疊體12之間。還包含第I電流路徑81及第2電流路徑82以外的部分在內(nèi)，第I布線71及第2布線72的整體被配置在第I層疊體11與第2層疊體12之間。
[0034]在初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3上連接有與直流電源連接的一對(duì)輸入布線73、73。扼流線圈5和次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4通過(guò)直流布線74連接。在扼流線圈5上連接有與負(fù)載連接的輸出布線75。
[0035]在本實(shí)施方式中，電源裝置I是DC-DC轉(zhuǎn)換器，例如被搭載于電動(dòng)車或混合動(dòng)力汽車。電源裝置I被用于將直流電源的高壓直流電力降壓成低壓的直流電力，并向輔機(jī)用電池供給。即，如圖3所示，電源裝置I連接在直流電源131與負(fù)載132 (輔機(jī)電池等)之間來(lái)使用。直流電源131與由初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3構(gòu)成的初級(jí)側(cè)電路連接。由次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4構(gòu)成的次級(jí)側(cè)電路經(jīng)由包含扼流線圈5的平滑電路與負(fù)載132連接。
[0036]初級(jí)側(cè)電路構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路。初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件3由內(nèi)置了多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的半導(dǎo)體模塊構(gòu)成。作為開(kāi)關(guān)元件，例如能夠使用IGBT (絕緣柵雙極晶體管)或者M(jìn)OSFET (M0S型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。其中，初級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件并非必須為半導(dǎo)體模塊，例如也可以是離散的半導(dǎo)體部件。
[0037]次級(jí)側(cè)電路構(gòu)成整流電路。次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件4由內(nèi)置了多個(gè)二極管的二極管模塊構(gòu)成。不過(guò)，次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件也可以是內(nèi)置了多個(gè)MOSFET的半導(dǎo)體模塊。次級(jí)側(cè)半導(dǎo)體部件也可以是離散的半導(dǎo)體部件。