能夠使電磁噪聲最小化的緊湊結(jié)構(gòu)的電源設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電源設(shè)備，該電源設(shè)備包括：變壓器、初級半導(dǎo)體單元、次級半導(dǎo)體單元和次級電子器件。在初級半導(dǎo)體單元和次級半導(dǎo)體單元中的每一個中安裝有多個半導(dǎo)體器件。變壓器、初級半導(dǎo)體單元、次級半導(dǎo)體單元和次級電子器件通過連接導(dǎo)體電結(jié)合。變壓器被放置在初級半導(dǎo)體單元上以構(gòu)成第一堆疊體。類似地，次級電子器件被放置在次級半導(dǎo)體單元上。這使得電源設(shè)備能夠減小其總尺寸，并且使電磁噪聲的不利影響最小化以確保電源操作的高效率。
【專利說明】能夠使電磁噪聲最小化的緊湊結(jié)構(gòu)的電源設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容總體上涉及結(jié)構(gòu)緊湊且能夠使電磁噪聲的不利影響最小化的電源設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]混合動力交通工具或電動交通工具通常采用諸如直流-直流轉(zhuǎn)換器或配備有直流-直流轉(zhuǎn)換器的電源充電器的電源設(shè)備。日本專利首次公開第2000-14149號公開了如下這種類型的電源設(shè)備:在該電源設(shè)備中配備有電子部件(諸如其中裝配有開關(guān)的半導(dǎo)體器件)、扼流器和變壓器。電子部件被裝配在設(shè)置于基板上的布線板的安裝表面上。
[0003]然而，以上電源設(shè)備面臨以下缺點。
[0004]如上所述，大量的電子部件被布置在布線板上，從而需要保證在基板上有足夠大的面積以安裝電子部件。這導(dǎo)致電源設(shè)備的總體尺寸增加。
[0005]電子部件被放置在同一水平上或被水平地放置，從而需要保證電子部件中的相鄰電子部件之間的間隙，這導(dǎo)致用于將電子部件連接在一起的導(dǎo)線的總長度增加。該增加將導(dǎo)致導(dǎo)線的電阻增加，從而造成電能的損耗。這降低了電源設(shè)備的操作效率。導(dǎo)線總長度的增加還將導(dǎo)致導(dǎo)線的回路面積增加，從而增加了電磁噪聲的可能性。
[0006]從其上安裝有電子部件的布線板朝向基板發(fā)出的電磁噪聲中的一部分被基板阻隔，而遠(yuǎn)離布線板輻射的另一部分電磁噪聲可能會影響周圍器件的操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的電源設(shè)備，該電源設(shè)備能夠減小尺寸并且被設(shè)計成降低電磁噪聲以提高其操作效率。
[0008]根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，提供了一種電源設(shè)備，該電源設(shè)備包括:(a)變壓器，其配備有初級線圈和次級線圈；(b)初級半導(dǎo)體單元，在所述初級半導(dǎo)體單元中安裝有半導(dǎo)體器件，所述初級半導(dǎo)體單元結(jié)合至所述變壓器的初級線圈；(c)次級半導(dǎo)體單元，在所述次級半導(dǎo)體單元中安裝有半導(dǎo)體器件，所述次級半導(dǎo)體單元結(jié)合至所述變壓器的次級線圈；(d)次級電子器件，所述次級電子器件連同次級半導(dǎo)體單元組成次級電路；(e)多個連接導(dǎo)體，所述多個連接導(dǎo)體在所述變壓器、所述初級半導(dǎo)體單元、所述次級半導(dǎo)體單元和所述次級電子器件之間進(jìn)行電連接；(f)第一堆疊體，所述第一堆疊體由所述變壓器和所述次級電子器件中的一個與所述初級半導(dǎo)體單元組成；以及(g)第二堆疊體，所述第二堆疊體由所述變壓器和所述次級電子器件中的另一個與所述次級半導(dǎo)體單元組成。
[0009]具體地，將變壓器和次級電子器件中的一個放置在初級半導(dǎo)體單元上以構(gòu)成第一堆疊體。類似地，將變壓器和次級電子器件中的另一個放置在次級半導(dǎo)體單元上以構(gòu)成第二堆疊體。這使得電源設(shè)備能夠減小其總體尺寸，并且這使電磁噪聲的不利影響最小化以確保電源操作的高效率。
[0010]換言之，第一堆疊體和第二堆疊體中的每一個由被放置成彼此重疊的兩個部件組成，從而減小如沿這兩個部件在彼此上進(jìn)行放置的方向看到的、電源設(shè)備的該部件投影的面積，這使得電源設(shè)備能夠減小其尺寸。
[0011]初級半導(dǎo)體單元或次級半導(dǎo)體單元堆疊在變壓器或次級電子器件上，使得變壓器或次級電子器件充當(dāng)電磁屏蔽以阻隔電磁噪聲，諸如從初級半導(dǎo)體單元或次級半導(dǎo)體單元發(fā)出的電磁噪聲。
[0012]如上所述，第一堆疊體和第二堆疊體中的每一個的部件被放置在彼此上，從而導(dǎo)致部件之間最小化的距離。這使得連接導(dǎo)體的總長度減小，由此降低了其電能損耗并且還減小了連接導(dǎo)體在電源設(shè)備中占據(jù)的空間體積。連接導(dǎo)體的總長度的減小將導(dǎo)致連接導(dǎo)體的回路面積的減小，這減小了由連接導(dǎo)體引起的電磁噪聲。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]根據(jù)在下文中給出的詳細(xì)描述和本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的附圖，將會更加充分地理解本發(fā)明，然而，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式不應(yīng)被用來將本發(fā)明限制到特定實施方式，而僅是為了說明和理解。
[0014]在附圖中:
[0015]圖1是示出根據(jù)第一實施方式的電源設(shè)備的截面圖；
[0016]圖2是示出從圖1中的箭頭II看的電源設(shè)備的平面圖；
[0017]圖3是示出圖1的電源設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的電路圖；
[0018]圖4是示出根據(jù)第二實施方式的電源設(shè)備的截面圖；
[0019]圖5是從圖4中的箭頭V看的電源設(shè)備的平面圖；
[0020]圖6是示出根據(jù)第三實施方式的電源設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的電路圖；
[0021]圖7是示出根據(jù)第四實施方式的電源設(shè)備的截面圖；
[0022]圖8是從圖7中的箭頭VIII看的電源設(shè)備的平面圖；
[0023]圖9是示出圖7和圖8的電源設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的電路圖；
[0024]圖10是示出根據(jù)第五實施方式的電源設(shè)備的截面圖；
[0025]圖11是從圖10中的箭頭XI看的電源設(shè)備的平面圖；
[0026]圖12是示出圖10的電源設(shè)備的變型的截面圖；
[0027]圖13是從圖12中的箭頭XIII看的電源設(shè)備的平面圖；
[0028]圖14是示出根據(jù)第六實施方式的電源設(shè)備的截面圖；
[0029]圖15是從圖14中的箭頭XV看的電源設(shè)備的平面圖；
[0030]圖16是示出圖15的電源設(shè)備的變型的截面圖；
[0031]圖17是示出根據(jù)第七實施方式的電源設(shè)備的截面圖；
[0032]圖18是示出根據(jù)第八實施方式的電源設(shè)備的截面圖；以及
[0033]圖19是示出根據(jù)第九實施方式的電源設(shè)備的平面圖。

【具體實施方式】
[0034]參照附圖，其中，在一些視圖中，相似的附圖標(biāo)記指代相似的部件，特別地參照圖1至圖3，示出了根據(jù)第一實施方式的電源設(shè)備I。電源設(shè)備I包括變壓器2、初級半導(dǎo)體模塊3、次級半導(dǎo)體模塊41和扼流線圈43。變壓器2配備有初級線圈22和兩個次級線圈23。初級半導(dǎo)體模塊3和次級半導(dǎo)體模塊41分別充當(dāng)初級半導(dǎo)體單元和次級半導(dǎo)體單元。扼流線圈43還充當(dāng)次級半導(dǎo)體器件，其連同次級半導(dǎo)體模塊41組成次級電路4。
[0035]初級半導(dǎo)體模塊3與變壓器2的初級線圈22連接。次級半導(dǎo)體模塊41與變壓器2的次級線圈23連接。初級半導(dǎo)體模塊3和次級半導(dǎo)體模塊41中的每一個中安裝有半導(dǎo)體器件。
[0036]變壓器2、初級半導(dǎo)體模塊3、次級半導(dǎo)體模塊41和扼流線圈43通過連接器5電結(jié)合在一起。連接導(dǎo)體5包括三種類型的傳導(dǎo)構(gòu)件:初級連接導(dǎo)體51、次級連接導(dǎo)體52和中間連接導(dǎo)體53。
[0037]變壓器2設(shè)置在初級半導(dǎo)體模塊3上以構(gòu)成第一堆疊體11。類似地，扼流線圈43設(shè)置在次級半導(dǎo)體模塊41上以構(gòu)成第二堆疊體12。
[0038]具體地，如圖3所示，電源設(shè)備I配備有由初級線圈22和次級線圈23組成的變壓器2、具有多個內(nèi)置開關(guān)器件31的初級半導(dǎo)體模塊3、具有內(nèi)置整流器件411的次級半導(dǎo)體模塊41、扼流線圈43和平滑電容器44。
[0039]變壓器2配備有:初級線圈22，對其施加有交流電壓；變壓器芯21，由流過初級線圈22的電流所產(chǎn)生的磁通通過變壓器芯21 ;以及兩個次級線圈23，其響應(yīng)于變壓器芯21中磁通的變化而產(chǎn)生電動勢。
[0040]初級半導(dǎo)體模塊3具有安裝在其中的四個開關(guān)器件31以構(gòu)成全橋電路。各開關(guān)器件31在其柵極處連接至控制電路(未示出)?？刂齐娐饭ぷ饕钥刂崎_關(guān)器件31的通斷操作，從而將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓。
[0041]如在圖3中可以看出，次級半導(dǎo)體模塊41具有兩個整流器件411以構(gòu)成用于將交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的整流器。
[0042]扼流線圈43和平滑電容器44形成平滑電路以對直流電力的脈動流(即，波動)進(jìn)行平滑。
[0043]電源設(shè)備I還包括用于產(chǎn)生高壓直流電力的高壓直流電力源61。初級半導(dǎo)體模塊3用于將從高壓直流電力源61輸出的高壓直流電力轉(zhuǎn)換成高壓交流電力。隨后，變壓器2將高壓交流電力降低到低壓交流電力。然后，通過次級半導(dǎo)體模塊41將低壓交流電力整流成直流電力。通過由扼流線圈43和平滑電容器44組成的平滑電路對低壓直流電力進(jìn)行平滑，然后在低壓直流電力源下充電。
[0044]參照圖1和圖2，如上所述，第一堆疊體11由初級半導(dǎo)體模塊3和變壓器2的堆疊組成。類似地，第二堆疊體12由次級半導(dǎo)體模塊41和扼流線圈43的堆疊組成。初級半導(dǎo)體模塊3在變壓器2上堆疊的方向與次級半導(dǎo)體模塊41在扼流線圈上堆疊的方向平行。以下還將該方向稱為堆疊方向L。
[0045]第一堆疊體11的初級半導(dǎo)體模塊3和變壓器2通過在第一堆疊體11與第二堆疊體12之間延伸的初級連接導(dǎo)體51電結(jié)合在一起。
[0046]各初級連接導(dǎo)體51由傳導(dǎo)材料構(gòu)成，并且為大致U型。各初級連接導(dǎo)體51在其一端處與初級半導(dǎo)體模塊3的表面中面向第二堆疊體12的表面(即，內(nèi)側(cè)表面)結(jié)合，并且在其另一端處與變壓器2的表面中面向第二堆疊體12的表面(S卩，內(nèi)側(cè)表面)結(jié)合。如在圖3中可以看出，各初級連接導(dǎo)體51的另一端電導(dǎo)向至變壓器2的初級線圈22。
[0047]第二堆疊體12的次級半導(dǎo)體模塊41和扼流線圈43通過次級連接導(dǎo)體52電結(jié)合在一起，其中，次級連接導(dǎo)體52在第二堆疊體12的遠(yuǎn)離第一堆疊體11的外側(cè)表面之外延伸。
[0048]次級連接導(dǎo)體52由傳導(dǎo)材料構(gòu)成，并且為大致U型。次級連接導(dǎo)體52在其一端處與次級半導(dǎo)體模塊41的表面中遠(yuǎn)離第一堆疊體11的表面(即，外側(cè)表面)結(jié)合，并且在其另一端處與扼流線圈43的表面中遠(yuǎn)離第一堆疊體11的表面(即，外側(cè)表面)結(jié)合。
[0049]第一堆疊體11和第二堆疊體12設(shè)置在金屬基板8上，并由中間連接導(dǎo)體53連接在一起。
[0050]具體地，中間連接導(dǎo)體53連接在第一堆疊體11的變壓器2的次級線圈23與第二堆疊體12的次級半導(dǎo)體模塊41之間。
[0051]下面將描述電源設(shè)備I的操作和由電源設(shè)備I的結(jié)構(gòu)提供的有益效果。
[0052]如上所述，電源設(shè)備I的變壓器2連同初級半導(dǎo)體模塊3組成第一堆疊體11。類似地，扼流線圈43連同次級半導(dǎo)體模塊41組成第二堆疊體12。如在本申請的引言部分所討論的，這使得電源設(shè)備I的尺寸減小，并且使電磁噪聲的不利影響最小化。
[0053]具體地，第一堆疊體11和第二堆疊體12中的每一個均由在厚度方向(即，堆疊方向L)上彼此重疊放置的兩個部件組成，從而使得電源設(shè)備I的部件沿堆疊方向L投影的面積(即在基板8上布局電源設(shè)備I的部件所需的面積)最小化。這使得電源設(shè)備I的總體尺寸減小。
[0054]將初級半導(dǎo)體模塊3和變壓器2堆疊。類似地，將次級半導(dǎo)體模塊41和扼流線圈43堆疊。因此，變壓器2和扼流線圈43充當(dāng)電磁屏蔽以阻隔從初級半導(dǎo)體模塊3和次級半導(dǎo)體模塊41發(fā)出的電磁噪聲。
[0055]第一堆疊體11和第二堆疊體12中的每一個的部件被放置在彼此上，從而導(dǎo)致部件之間的距離最小化。這使得連接導(dǎo)體5的總長度減小，這降低了來自連接導(dǎo)體5的電能損耗，并且還減小了在電源設(shè)備I中連接導(dǎo)體5所占據(jù)的空間體積。連接導(dǎo)體5的總長度的減小將導(dǎo)致連接導(dǎo)體5的回路面積減小，這降低了由連接導(dǎo)體5產(chǎn)生的電磁噪聲。
[0056]如上所述，初級連接導(dǎo)體51和中間連接導(dǎo)體53設(shè)置在第一堆疊體11和第二堆疊體12之間，從而使得其總長度最小化，這導(dǎo)致初級連接導(dǎo)體51和中間連接導(dǎo)體53的回路面積減小。這使得電源設(shè)備I的總體尺寸減小，并且還降低了來自初級連接導(dǎo)體51和中間連接導(dǎo)體53的電能損耗和電磁噪聲。
[0057]如上所述，第一堆疊體11由被放置成彼此重疊并通過初級連接導(dǎo)體51電結(jié)合在一起的初級半導(dǎo)體模塊3和變壓器2組成。因此，高頻交流電流流過初級半導(dǎo)體51，使得電磁噪聲將升高。初級連接導(dǎo)體51設(shè)置在第一堆疊體11和第二堆疊體12之間以使電磁噪聲被第一堆疊體11和第二堆疊體12阻隔，從而使其對周圍器件的不利影響最小化。
[0058]如上所述，第二堆疊體12由被放置成彼此重疊并通過次級連接導(dǎo)體52電結(jié)合在一起的次級半導(dǎo)體模塊41和扼流線圈43(S卩，次級電子部件)組成。直流電流流過次級連接導(dǎo)體52。如上已經(jīng)描述的，次級導(dǎo)體52被定位在第二堆疊體12的側(cè)表面中遠(yuǎn)離第一堆疊體11的側(cè)表面上，從而避免從初級連接導(dǎo)體51和中間連接導(dǎo)體53發(fā)出的電磁噪聲對流過次級連接導(dǎo)體52的直流電流的不利影響。
[0059]如從上述討論可以明顯地看出，電源設(shè)備I的該結(jié)構(gòu)能夠減小尺寸、具有高操作效率并且使電磁噪聲的不期望的發(fā)射最小化。
[0060]圖4和圖5示出了根據(jù)第二實施方式的電源設(shè)備I。與第一實施方式中所采用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記將指代相同部件，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0061]在第二堆疊體12的次級半導(dǎo)體模塊41和扼流線圈43之間建立電結(jié)合的次級連接導(dǎo)體52被布置在第一堆疊體11與第二堆疊體12的側(cè)表面之間。
[0062]具體地，初級連接導(dǎo)體51、次級連接導(dǎo)體52和中間連接導(dǎo)體53全部設(shè)置在第一堆疊體11與第二堆疊體12的內(nèi)側(cè)表面之間，從而使得與第一實施方式相比，連接導(dǎo)體5(即，初級連接導(dǎo)體51、次級連接導(dǎo)體52和中間連接導(dǎo)體53)的總長度減小。這降低了來自連接導(dǎo)體5的電能損耗以確保電源設(shè)備I的高操作效率，并且還使得電源設(shè)備I的尺寸減小。
[0063]圖6示出了根據(jù)第三實施方式的電源設(shè)備I。與第一實施方式中所采用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記將指代相同部件，并且此處將會省略其詳細(xì)說明。
[0064]次級半導(dǎo)體模塊41配備有兩個開關(guān)器件412以構(gòu)成同步整流器電路。因此，電源設(shè)備I選擇性地工作以將高壓直流電力降低為低壓直流電力以及將低壓直流電池電力升高為高壓直流電力。第一堆疊體11、第二堆疊體12和連接導(dǎo)體5中的每一個可以被設(shè)計成在結(jié)構(gòu)方面與第一實施方式相同或不同。
[0065]其他布置和有益效果與第一實施方式中的那些布置和有益效果相同，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0066]圖7至圖9示出了根據(jù)第四實施方式的電源設(shè)備I。與第一實施方式中所采用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記將會指代相同部件，并且此處將會省略其詳細(xì)說明。
[0067]由圖9可以看出，電源設(shè)備I具有設(shè)置在初級半導(dǎo)體模塊3與變壓器2之間的扼流線圈7。次級半導(dǎo)體模塊41由用作全橋電路的四個開關(guān)器件413組成。
[0068]由圖7和圖8可以看出，第一堆疊體11由被放置成沿其厚度方向彼此重疊的初級半導(dǎo)體模塊3和變壓器2構(gòu)成。第二堆疊體12由被配置成沿其厚度方向彼此重疊的次級半導(dǎo)體模塊41和扼流線圈7構(gòu)成。
[0069]連接導(dǎo)體5包括四種類型的傳導(dǎo)構(gòu)件:第一連接導(dǎo)體54、第二連接導(dǎo)體55、第三連接導(dǎo)體56和第四連接導(dǎo)體57。第一連接導(dǎo)體54結(jié)合初級半導(dǎo)體模塊3和扼流線圈7。第二連接導(dǎo)體55結(jié)合扼流線圈7和變壓器2的初級線圈22。第三連接導(dǎo)體56結(jié)合變壓器2的次級線圈23和次級半導(dǎo)體模塊41。第四連接導(dǎo)體57結(jié)合變壓器2的初級線圈22和初級半導(dǎo)體模塊3。由圖7可以看出，第一連接導(dǎo)體54、第二連接導(dǎo)體55、第三連接導(dǎo)體56和第四連接導(dǎo)體57全部布置在第一堆疊體11與第二堆疊體12的內(nèi)側(cè)表面之間。
[0070]其他布置和有益效果與第一實施方式中的那些布置和有益效果相同，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0071]圖10至圖13示出了根據(jù)第五實施方式的電源設(shè)備I。與第一實施方式中所采用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記指代相同的部分，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0072]由圖10可以看出，第一堆疊體11由被放置成彼此重疊的初級半導(dǎo)體模塊3和扼流線圈7組成。第二堆疊體12由被放置成彼此重疊的次級半導(dǎo)體模塊41和變壓器2組成。
[0073]連接導(dǎo)體5包括四種類型的傳導(dǎo)構(gòu)件:初級連接導(dǎo)體51、次級連接導(dǎo)體52、中間連接導(dǎo)體53和第四連接導(dǎo)體57。初級連接導(dǎo)體51結(jié)合初級半導(dǎo)體模塊3和扼流線圈7。中間連接導(dǎo)體53結(jié)合扼流線圈7和變壓器2的初級線圈22。次級連接導(dǎo)體52結(jié)合變壓器2的次級線圈23和次級半導(dǎo)體模塊41。第四連接導(dǎo)體57結(jié)合變壓器2的初級線圈22和初級半導(dǎo)體模塊3。由圖10可以看出，初級連接導(dǎo)體51、次級連接導(dǎo)體52、中間連接導(dǎo)體53和第四連接導(dǎo)體57全部布置在第一堆疊體11和第二堆疊體12的內(nèi)側(cè)表面之間。
[0074]如圖12和圖13所示，可替選地，初級連接導(dǎo)體51可以布置在第一堆疊體的側(cè)表面中遠(yuǎn)離第二堆疊體12的側(cè)表面上。
[0075]如圖10至圖13所示，該實施方式的電源設(shè)備I與第四實施方式中的電源設(shè)備具有相同的電路結(jié)構(gòu)。
[0076]其他布置和有益效果與第一實施方式中的那些布置和有益效果相同，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0077]圖14和圖15示出了根據(jù)第六實施方式的電源設(shè)備I，該電源設(shè)備在結(jié)構(gòu)方面與第一實施方式部分不同。與第一實施方式中所采用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記將會指代相同的部件，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0078]電源設(shè)備I配備有傳導(dǎo)構(gòu)件81和接地導(dǎo)體24。傳導(dǎo)構(gòu)件81結(jié)合至基板8。接地導(dǎo)體24連接在傳導(dǎo)構(gòu)件81與變壓器2之間?；?連接至地，因而其電勢為0V。
[0079]傳導(dǎo)構(gòu)件81由傳導(dǎo)材料制成，并且包括支柱811和傳導(dǎo)板812。支柱811沿堆疊方向L從基板8筆直延伸。傳導(dǎo)板812由支柱811的頂端支撐并在第一堆疊體11和第二堆疊體12的上表面上水平地延伸。支柱811和傳導(dǎo)板812均由導(dǎo)電材料制成。
[0080]接地導(dǎo)體24由導(dǎo)電材料制成。接地導(dǎo)體24從第二堆疊體12的變壓器2的側(cè)表面朝向第一堆疊體11水平地延伸，并向上彎曲。接地導(dǎo)體24在其頂端處與傳導(dǎo)板812連接。具體地,接地導(dǎo)體24通過傳導(dǎo)構(gòu)件81電連接至地。
[0081 ] 其他布置與第一實施方式中的那些布置相同，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0082]傳導(dǎo)板812用作噪聲屏蔽以阻隔電源設(shè)備I中所產(chǎn)生的電磁噪聲。傳導(dǎo)構(gòu)件81可以由電源設(shè)備I的組成部件中分立元件或安裝有電源設(shè)備I的殼體的一部分來提供。后者的殼體導(dǎo)致電源設(shè)備I的部件的減少和其結(jié)構(gòu)的簡化。
[0083]該實施方式的電源設(shè)備I的結(jié)構(gòu)提供與第一實施方式中的那些有益優(yōu)點基本上相同的有益優(yōu)點。
[0084]變壓器2的接地導(dǎo)體24通過傳導(dǎo)構(gòu)件81連接至基板8，然而，可替選地，如圖16所示，變壓器2的接地導(dǎo)體24可以直接地結(jié)合至基板8。
[0085]傳導(dǎo)板812可以整體地或部分地由傳導(dǎo)材料制成。例如，傳導(dǎo)板812可以由電路板(例如由電絕緣基板和形成在電絕緣基板的表面上的厚銅箔制成的厚銅基板)構(gòu)成。
[0086]圖17示出根據(jù)第七實施方式的電源設(shè)備1，該電源設(shè)備為圖14至圖16的第六實施方式的變型。與第六實施方式中所采用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記將指代相同的部件，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0087]傳導(dǎo)構(gòu)件81具有被放置成與第一堆疊體11和第二堆疊體12的上表面直接接觸的傳導(dǎo)板812。其他布置與在第六實施方式中的那些布置相同。
[0088]具體地，傳導(dǎo)板812充當(dāng)散熱器以吸收在第一堆疊體11和第二堆疊體12中產(chǎn)生的熱。傳導(dǎo)板812還驅(qū)散所吸收的熱并因此用作冷卻器以對第一堆疊體11和第二堆疊體12進(jìn)行冷卻，從而將其保持在期望的溫度。
[0089]該實施方式的電源設(shè)備I的結(jié)構(gòu)提供與第一實施方式中的那些有益優(yōu)點基本上相同的有益優(yōu)點。
[0090]優(yōu)選地，傳導(dǎo)板812由高導(dǎo)電性和/或高導(dǎo)熱性材料的材料制成。
[0091]電源設(shè)備I還可以具有設(shè)置在傳導(dǎo)板812與第一堆疊體11之間以及傳導(dǎo)板812與第一堆疊體12之間的高導(dǎo)熱構(gòu)件。
[0092]圖18示出了根據(jù)第八實施方式的電源設(shè)備1，該電源設(shè)備為圖14至圖16的第六實施方式的變型。與第六實施方式中所采用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記將指代相同部件，并且此處將省略對其詳細(xì)說明。
[0093]電源設(shè)備I配備有設(shè)置在傳導(dǎo)構(gòu)件81的傳導(dǎo)板812上方的控制電路板82?？刂齐娐钒?2充當(dāng)控制電路以控制初級半導(dǎo)體模塊3的開關(guān)器件31的通斷操作。在控制電路板82的下表面上安裝有組成控制電路的電子部821。電子部821例如為電容器。在傳導(dǎo)板812中形成有通過其設(shè)置電子部821的孔813。
[0094]從第一堆疊體11上方看，變壓器2被配置成具有比初級半導(dǎo)體模塊3的外部形狀小的外部形狀。從第二堆疊體12上方看，扼流線圈43被配置成具有比次級半導(dǎo)體模塊41的外部形狀小的外部形狀。因此，如在圖18中所看到的，在水平方向上(即基板8的平面方向)，變壓器2與扼流線圈43之間的距離(B卩，最短間隔)比初級半導(dǎo)體模塊3與次級半導(dǎo)體模塊41之間的距離長。當(dāng)?shù)谝欢询B體11和第二堆疊體12被設(shè)置在基板8上的合適位置時，這產(chǎn)生了尺寸足夠大的空間或腔以便將控制電路板82的電子部821布置在變壓器2與扼流圈43之間。
[0095]其他布置與第一實施方式中的那些布置的那些布置相同，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0096]如上所述，電子部821設(shè)置在第一堆疊體11與第二堆疊體12之間以有效地利用電源設(shè)備I內(nèi)的空間。這使得電源設(shè)備I的尺寸減小。
[0097]該實施方式的電源設(shè)備I的結(jié)構(gòu)提供了與第一實施方式中的那些有益優(yōu)點基本上相同的有益優(yōu)點。
[0098]圖19示出了根據(jù)第九實施方式的電源設(shè)備1，該電源設(shè)備為圖14至圖16的第六實施方式之一的變型。與第六實施方式中所采用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記將指代相同部件，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0099]當(dāng)從電源設(shè)備I上方看時，第一堆疊體11和第二堆疊體12被布置成在與次級連接導(dǎo)體52從第二堆疊體12的側(cè)表面突出的方向(即，圖19中的水平方向)垂直的方向(即，圖19中的垂直方向)上彼此錯開。換言之，第一堆疊體11在次級連接導(dǎo)體52從第二堆疊體12的側(cè)表面突出的方向上偏離第二堆疊體12。當(dāng)從電源設(shè)備I上方看時，每個中間連接導(dǎo)體53為大致L型。
[0100]其他布置與在第一實施方式中的那些布置相同，并且此處將省略其詳細(xì)說明。
[0101]從以上討論可以明顯看出，第九實施方式的電源設(shè)備I被設(shè)計成具有被定向成在垂直于第一堆疊體11和第二堆疊體12的側(cè)表面中的任何側(cè)表面的方向上彼此錯開的第一堆疊體11和第二堆疊體12。錯開的角度可以依據(jù)需要安裝電源設(shè)備I的空間的尺寸或配置而更改。
[0102]該實施方式的電源設(shè)備I的結(jié)構(gòu)提供了與第一實施方式中的那些有益優(yōu)點基本上相同的有益優(yōu)點。
[0103]在第一至第九實施方式中，初級半導(dǎo)體模塊3和次級半導(dǎo)體模塊41中的每一個可以由在功能上彼此不同或在功能上彼此相同的多個半導(dǎo)體元件制成，或者可替選地被設(shè)計成包括分立的半導(dǎo)體元件。
[0104]電源設(shè)備I可以被設(shè)計成具有設(shè)置在第一堆疊體11和第二堆疊體12之間的連接導(dǎo)體5中的至少一個。這進(jìn)一步減小了連接導(dǎo)體5的總長度，從而導(dǎo)致連接導(dǎo)體5的回路面積的減小。
[0105]盡管以優(yōu)選實施方式公開了本發(fā)明以便有助于更好地理解本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離本發(fā)明的原理的情況下，本發(fā)明可以以各種方式來實現(xiàn)。因此，本發(fā)明應(yīng)被理解成包括如在所附權(quán)利要求中闡述的、在不背離本發(fā)明的原理的情況下實現(xiàn)的所有可能的實施方式和對所不實施方式的變型。
[0106]在第一至第九實施方式中的每一個中的電源設(shè)備I的部件可以由功能基本等同的公知部件替換。
【權(quán)利要求】
1.一種電源設(shè)備，包括: 變壓器，其配備有初級線圈和次級線圈； 初級半導(dǎo)體單元，在所述初級半導(dǎo)體單元中安裝有半導(dǎo)體器件，所述初級半導(dǎo)體單元結(jié)合至所述變壓器的初級線圈； 次級半導(dǎo)體單元，在所述次級半導(dǎo)體單元中安裝有半導(dǎo)體器件，所述次級半導(dǎo)體單元結(jié)合至所述變壓器的次級線圈； 次級電子器件，所述次級電子器件連同所述次級半導(dǎo)體單元組成次級電路； 多個連接導(dǎo)體，所述多個連接導(dǎo)體在所述變壓器、所述初級半導(dǎo)體單元、所述次級半導(dǎo)體單元和所述次級電子器件之間進(jìn)行電連接； 第一堆疊體，其由所述變壓器和所述次級電子器件中的一個與所述初級半導(dǎo)體單元組成；以及 第二堆疊體，其由所述變壓器和所述次級電子器件中的另一個與所述次級半導(dǎo)體單元組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源設(shè)備，其中，所述連接導(dǎo)體中的至少一個設(shè)置在所述第一堆疊體與所述第二堆疊體之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源設(shè)備，其中，所述第一堆疊體由被放置成彼此重疊的所述初級半導(dǎo)體單元和所述變壓器構(gòu)成，并且其中，作為所述連接導(dǎo)體中之一的初級連接導(dǎo)體在所述初級半導(dǎo)體單元和所述變壓器之間進(jìn)行連接并且被布置在所述第一堆疊體與所述第二堆疊體之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源設(shè)備，其中，所述第二堆疊體由被放置成彼此重疊的所述次級半導(dǎo)體單元和所述次級電子器件構(gòu)成，所述次級半導(dǎo)體單元構(gòu)成整流器電路，其中所述次級電子器件為扼流線圈，并且其中，作為所述連接導(dǎo)體中之一的次級連接導(dǎo)體在所述次級半導(dǎo)體單元與所述次級電子器件之間進(jìn)行連接并且被布置在所述第二堆疊體的遠(yuǎn)離所述第一堆疊體的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源設(shè)備，其中，所述連接導(dǎo)體全部設(shè)置在所述第一堆疊體與所述第二堆疊體之間。
【文檔編號】H02M1/44GK104348353SQ201410366833
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】半田祐一, 見澤勝豐, 竹本悠城, 山崎正太郎, 倉內(nèi)俢司 申請人:株式會社電裝