开关电源装置制造方法及图纸

一种开关电源装置，缓解开关元件中的热集中。多个高侧晶体管(110)并联连接来构成高侧开关元件(11u、11v、11w)。多个低侧晶体管(120)并联连接来构成低侧开关元件(12u、12v、12w)。多个高侧晶体管(110)和多个低侧晶体管(120)以高侧晶体管(110)与低侧晶体管(120)一对一地彼此相邻的方式配置。

Switching power supply device

【技术实现步骤摘要】
开关电源装置
本公开涉及一种开关电源装置。
技术介绍
以往，已知一种开关电源装置。例如，在专利文献1中公开了如下一种基板安装逆变器装置：在金属基板的一个面部隔着陶瓷类基板安装有半导体芯片(包括构成逆变器的开关元件以及二极管的半导体芯片)。在该装置中，构成三相逆变器的上臂的开关元件(高侧开关元件)的集电极被安装于上臂侧布线图案，构成三相逆变器的下臂的开关元件(低侧开关元件)的发射极被安装于下臂侧布线图案。另外，高侧开关元件的发射极与低侧开关元件的集电极通过上下臂连接用梁式引线电极电连接。专利文献1：日本特开2001-286156号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，在如专利文献1所公开那样的开关电源装置中，考虑利用多个晶体管构成各个高侧开关元件和低侧开关元件。然而，当单纯将构成高侧开关元件的多个晶体管(高侧晶体管)集中地配置并且将构成低侧开关元件的多个晶体管(低侧晶体管)集中地配置时，热有可能集中于高侧开关元件或低侧开关元件。例如，在高侧开关元件是导通状态且低侧开关元件是截止状态的期间，多个高侧晶体管发热，从而热集中于多个高侧晶体管的集合(即高侧开关元件)，在高侧开关元件是截止状态且低侧开关元件是导通状态的期间，多个低侧晶体管发热，从而热集中于多个低侧晶体管的集合(即低侧开关元件)。用于解决问题的方案本公开的一个方式的开关电源装置具有串联连接的高侧开关元件和低侧开关元件，该开关电源装置具备：基板，其具有绝缘层和设置于所述绝缘层的一个面的导电层；多个高侧晶体管，该多个高侧晶体管设置于所述导电层，并联连接来构成所述高侧开关元件；以及多个低侧晶体管，该多个低侧晶体管设置于所述导电层，并联连接来构成所述低侧开关元件，其中，所述多个高侧晶体管和所述多个低侧晶体管以所述高侧晶体管与所述低侧晶体管一对一地彼此相邻的方式配置。另外，本公开的另一个方式的开关电源装置具有串联连接的高侧开关元件和低侧开关元件，该开关电源装置具备：基板，其具有绝缘层和设置于所述绝缘层的一个面的导电层；高侧晶体管，其设置于所述导电层，并联连接来构成所述高侧开关元件；低侧晶体管，其设置于所述导电层，并联连接来构成所述低侧开关元件；以及平滑电容器部，其设置于所述导电层，其中，所述平滑电容器部具有多个电容器，所述多个电容器设置于所述导电层且与所述高侧晶体管及所述低侧晶体管分别对应，所述高侧晶体管、所述低侧晶体管以及所述多个电容器被配置为：所述高侧晶体管与对应于所述高侧晶体管的电容器的组同所述低侧晶体管与对应于所述低侧晶体管的电容器的组彼此相邻。专利技术的效果根据本公开，能够缓解高侧开关元件和低侧开关元件中的热集中。附图说明图1是例示实施方式1的开关电源装置的结构的电路图。图2是例示实施方式1的开关电源装置的结构的俯视图。图3是例示实施方式1的开关电源装置的结构的截面图。图4是例示实施方式1的开关电源装置的结构的截面图。图5是例示连接构件的连接构造的变形例1的截面图。图6是例示连接构件的连接构造的变形例2的截面图。图7是例示连接构件的连接构造的变形例3的截面图。图8是例示连接构件的连接构造的变形例3的分解立体图。图9是例示连接构件的连接构造的变形例4的截面图。图10是例示实施方式2的开关电源装置的结构的俯视图。图11是例示实施方式3的开关电源装置的结构的俯视图。图12是例示实施方式3的变形例1的开关电源装置的结构的俯视图。图13是例示实施方式3的变形例2的开关电源装置的结构的俯视图。图14是例示实施方式3的变形例3的开关电源装置的结构的俯视图。具体实施方式以下，参照附图来详细地说明实施方式。此外，对图中相同或相当部分附加同一附图标记，不重复进行其说明。(实施方式1)图1例示了基于实施方式的开关电源装置10的结构。开关电源装置10构成为通过开关动作将从电源(在该例中为直流电源P)供给的电力转换为输出电力并将输出电力供给到驱动对象(在该例中为电动机M)。在该例中，电动机M构成三相交流电动机，开关电源装置10构成将直流电力转换为三相交流电力的逆变器。开关电源装置10具备电源布线LP、接地布线LG、一个或多个输出线LO、一个或多个开关部SW以及平滑电容器部13。平滑电容器部13连接在电源布线LP与接地布线LG之间。开关部SW具有在电源布线LP与接地布线LG之间串联连接的高侧开关元件11和低侧开关元件12。开关部SW的中间点(即高侧开关元件11与低侧开关元件12的连接点)经由输出线LO连接于驱动对象(在该例中为电动机M)。此外，图中的分别与高侧开关元件11及低侧开关元件12并联连接的续流二极管分别相当于寄生于高侧开关元件11和低侧开关元件12的寄生二极管。在该例中，在开关电源装置10中设置有三个输出线(第一输出线LOu、第二输出线LOv、第三输出线LOw)和三个开关部(第一开关部SWu、第二开关部SWv、第三开关部SWw)，直流电源P的一端(正极)连接于电源布线LP，直流电源P的另一端(负极)连接于接地布线LG。第一开关部SWu具有第一高侧开关元件11u和第一低侧开关元件12u，第一高侧开关元件11u与第一低侧开关元件12u的连接点经由第一输出线LOu连接于电动机M的U相的绕组(省略图示)。第二开关部SWv具有第二高侧开关元件11v和第二低侧开关元件12v，第二高侧开关元件11v与第二低侧开关元件12v的连接点经由第二输出线LOv连接于电动机M的V相的绕组(省略图示)。第三开关部SWw具有第三高侧开关元件11w和第三低侧开关元件12w，第三高侧开关元件11w与第三低侧开关元件12w的连接点经由第三输出线LOw连接于电动机M的W相的绕组(省略图示)。〔开关电源装置的构造〕接着，参照图2、图3、图4对基于实施方式1的开关电源装置10的构造进行说明。此外，图2是例示开关电源装置10的平面构造的概要俯视图。图3和图4是例示开关电源装置10的截面构造的一部分的概要截面图，分别与图2的III-III线处的截面图及IV-IV线处的截面图对应。开关电源装置10具备基板20。〈基板〉基板20具有绝缘层21、导电层22以及散热层23。在该例中，基板20形成为矩形的板状。此外，在图2的例子中，基板20的长边方向为第一方向X(在图2中为左右方向)，基板20的短边方向为第二方向Y(在图2中为上下方向)。绝缘层21由绝缘材料(例如环氧树脂片等)构成，且形成为板状。导电层22由导电材料(例如铜等)构成，设置于绝缘层21的一个面且形成为箔状。散热层23由导热材料(例如铝等)构成，设置于绝缘层21的另一个面。在该例中，绝缘层21的厚度比导电层22及散热层23各自的厚度薄。散热层23的厚度比导电层22的厚度厚。例如，也可以是，绝缘层21的厚度被设定为100μm左右，导电层22的厚度被设定为200μm左右，散热层23的厚度被设定为1mm～3mm左右。而且，绝缘层21的导热率比导电层22及散热层23各自的导热率低。导电层22的导热率比散热层23的导热率高。〈散热构件〉另外，在该例中，散热层23连接并固定于散热构件24。散热构件24例如是用于收纳基板20的壳体(省略图示)的一部分，构成为通过空气冷却(利用空气进行的冷却)、液体冷却(利用冷却水、冷却油等液体进行的冷却)来进行冷却。〈固定螺钉〉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源装置，具有串联连接的高侧开关元件和低侧开关元件，该开关电源装置具备：基板，其具有绝缘层和设置于所述绝缘层的一个面的导电层；多个高侧晶体管，该多个高侧晶体管设置于所述导电层，并联连接来构成所述高侧开关元件；以及多个低侧晶体管，该多个低侧晶体管设置于所述导电层，并联连接来构成所述低侧开关元件，其中，所述多个高侧晶体管和所述多个低侧晶体管以所述高侧晶体管与所述低侧晶体管一对一地彼此相邻的方式配置。

【技术特征摘要】
2017.12.22 JP 2017-246777;2018.07.09 JP 2018-130041.一种开关电源装置，具有串联连接的高侧开关元件和低侧开关元件，该开关电源装置具备：基板，其具有绝缘层和设置于所述绝缘层的一个面的导电层；多个高侧晶体管，该多个高侧晶体管设置于所述导电层，并联连接来构成所述高侧开关元件；以及多个低侧晶体管，该多个低侧晶体管设置于所述导电层，并联连接来构成所述低侧开关元件，其中，所述多个高侧晶体管和所述多个低侧晶体管以所述高侧晶体管与所述低侧晶体管一对一地彼此相邻的方式配置。2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，还具备设置于所述导电层的平滑电容器部。3.根据权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，所述平滑电容器部具有多个电容器，所述多个电容器设置于所述导电层且与所述多个高侧晶体管及所述多个低侧晶体管分别对应，所述多个电容器中的各个电容器被配置为与所述多个高侧晶体管及所述多个低侧晶体管中的对应于所述电容器的晶体管彼此相邻。4.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，所述多个高侧晶体管和所述多个低侧晶体管以在第一方向上所述高侧晶体管与所述低侧晶体管一对一地彼此相邻的方式沿所述第一方向配置，所述多个电容器中的各个电容器被配置为在与所述第一方向正交的第二方向上与所述多个高侧晶体管及所述多个低侧晶体管中的对应于所述电容器的晶体管彼此相邻。5.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，所述多个高侧晶体管、所述多个低侧晶体管以及所述多个电容器被配置为：所述高侧晶体管与对应于所述高侧晶体管的电容器的组同所述低侧晶体管与对应于所述低侧晶体管的电容器的组彼此相邻。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的开关电源装置，其特征在于，在所述导电层形成有输出图案、电源图案以及接地图案，所述多个高侧晶体管电连接于所述输出图案和所述电源图案，所述多个低侧晶体管电连接于所述输出图案和所述接地图案，所述电源图案和所述接地图案中的至少一方的图案具有通过连接构件电连接的多个布线区域。7.根据权利要求6所述的开关电源装置，其特征在于，所述连接构件由形成为板状的导体构成。8.根据权利要求7所述的开关电源装置，其特征在于，所述基板具有所述绝缘层、所述导电层以及设置于所述绝缘层的另一个面的散热层，构成所述连接构件的材料与构成所述散热层...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤河润一，前田好彦，大川聪，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP