JP2005318686A - Dc/dc converter equipped with snubber circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スナバ回路を有するDC/DCコンバ−タに関する。 The present invention relates to a DC / DC converter having a snubber circuit.
たとえばハイブリッド車などの電気自動車分野では、車両走行用の高圧電源系と従来の車載電気機器給電用の低圧電源系との二電源系併用方式が採用されている。この二電源系併用方式では、発電装置は高圧電源系に発電電力を給電するため、高圧電源系から低圧電源系へ直流電力を降圧して給電する車両用降圧DC/DCコンバ−タが必須となっている。この車両用降圧DC/DCコンバ−タは通常のDC/DCコンバ−タと同じくインバータと整流回路と平滑回路とを順次有しており、好適にはインバータと整流回路との間に降圧トランスが介設されている。車両用降圧DC/DCコンバ−タでは、降圧比が大きく整流素子に流れる電流(以下、整流電流とも言う)が大電流となるため、整流素子と直列に接続される配線インダクタンスなどの影響により整流素子による電流スイッチング時に大きなサージ電圧が発生し、このサージ電圧が整流素子の耐圧破壊を招く可能性があった。このため、たとえば特許文献1に示すように整流素子を迂回してサージ電圧をバイパスさせたり、ダイオードの蓄積電荷の解消のためにスナバ回路を設けるのが通常であった。 For example, in the field of electric vehicles such as hybrid vehicles, a dual power supply system combined system of a high-voltage power supply system for driving a vehicle and a conventional low-voltage power supply system for powering an in-vehicle electric device is employed. In this dual power supply system combined method, the power generator supplies the generated power to the high-voltage power supply system. Therefore, a step-down DC / DC converter for the vehicle that supplies power by stepping down DC power from the high-voltage power supply system to the low-voltage power supply system is essential. It has become. This vehicle step-down DC / DC converter has an inverter, a rectifier circuit, and a smoothing circuit in order, like a normal DC / DC converter, and preferably a step-down transformer is provided between the inverter and the rectifier circuit. It is installed. In a step-down DC / DC converter for a vehicle, since the step-down ratio is large and a current flowing through the rectifier element (hereinafter also referred to as a rectified current) becomes a large current, rectification is caused by the influence of wiring inductance connected in series with the rectifier element. A large surge voltage is generated during current switching by the element, and this surge voltage may cause breakdown of the rectifier element. For this reason, for example, as shown in Patent Document 1, it is usual to bypass the rectifier element to bypass the surge voltage, or to provide a snubber circuit to eliminate the accumulated charge in the diode.
しかしながら、上述したように整流素子を流れる整流電流が大きい車両用降圧DC/DCコンバ−タでは、整流素子の冷却のために整流素子を水冷又は空冷される金属製の放熱用プレートに固定せざるを得ない。これに対して、小電流用の高周波用コンデンサにより構成されるスナバ回路は他の多くの小電力回路部品と同様にプリント基板に実装される。したがって、従来では、プリント基板に実装されたスナバ回路の端子を、放熱用プレートに固定された整流素子の端子に接続するためにスナバ回路専用バスバーを設置することが必須となる。すなわち、このスナバ回路専用バスバーの一端は、スナバ回路の端子がはんだ付けされるプリント基板の導電パターンにはんだ付けされ、スナバ回路専用バスバーの他端は整流素子の端子に締結される。 However, in the vehicle step-down DC / DC converter having a large rectified current flowing through the rectifying element as described above, the rectifying element must be fixed to a metal heat radiating plate that is cooled with water or air for cooling the rectifying element. I do not get. On the other hand, a snubber circuit composed of a high-frequency capacitor for small current is mounted on a printed circuit board in the same manner as many other small power circuit components. Therefore, conventionally, it is essential to install a snubber circuit dedicated bus bar in order to connect the terminal of the snubber circuit mounted on the printed circuit board to the terminal of the rectifying element fixed to the heat radiating plate. That is, one end of the snubber circuit bus bar is soldered to the conductive pattern of the printed circuit board to which the snubber circuit terminal is soldered, and the other end of the snubber circuit bus bar is fastened to the rectifier element terminal.
しかしながら、このようなスナバ回路専用バスバーの設置は、整流素子の整流電流が流れる整流電流通電用バスバーとこのスナバ回路専用バスバーとを重ねて整流素子にまとめて締結する必要があり、接続作業が面倒となっていた。また、スナバ回路専用バスバーのために、部品点数が増加していた。 However, the installation of such a dedicated bus bar for the snubber circuit requires that the rectified current energizing bus bar through which the rectified current of the rectifying device flows and the snubber circuit dedicated bus bar overlap and be fastened together to the rectifying device, which makes the connection work troublesome It was. In addition, the number of parts has increased due to the bus bar dedicated to the snubber circuit.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、接続が容易で部品点数低減が可能なスナバ回路を有するDC/DCコンバ−タを提供することをその目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a DC / DC converter having a snubber circuit that can be easily connected and can reduce the number of components.
この発明は、入力直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータが出力する前記交流電力を整流する整流素子を有する整流回路と、前記整流回路が出力する整流電力を平滑する平滑回路と、前記インバータを制御する制御回路と、少なくとも一端が前記整流素子の一主電極端子に接続されて高周波電流をバイパスするスナバ回路とを備え、前記制御回路及びスナバ回路は小電力回路部品としてプリント基板に実装され、前記整流素子の両主電極端子は整流電流通電用バスバーに接続され、前記整流素子は放熱用プレートに固定されるスナバ回路を有するDC/DCコンバ−タにおいて、
前記整流電流通電用バスバーが前記プリント基板のスナバ回路用導電パターンに接合される基板接合部を有し、前記スナバ回路の端子が前記整流電流通電用バスバーの前記基板接合部に接合される前記プリント基板のスナバ回路用導電パターンに接合されることを特徴としている。
The present invention includes an inverter that converts input DC power into AC power, a rectifier circuit that includes a rectifier that rectifies the AC power output from the inverter, a smoothing circuit that smoothes the rectified power output from the rectifier circuit, and A control circuit for controlling the inverter; and a snubber circuit having at least one end connected to one main electrode terminal of the rectifying element and bypassing a high-frequency current. The control circuit and the snubber circuit are mounted on a printed circuit board as a low-power circuit component. In a DC / DC converter having a snubber circuit that is mounted, both main electrode terminals of the rectifying element are connected to a rectifying current energizing bus bar, and the rectifying element is fixed to a heat dissipation plate,
The rectified current energizing bus bar has a substrate bonding portion bonded to the snubber circuit conductive pattern of the printed circuit board, and the snubber circuit terminal is bonded to the substrate bonding portion of the rectified current energizing bus bar. It is characterized by being bonded to a conductive pattern for a snubber circuit on a substrate.
すなわち、この発明のスナバ回路を有するDC/DCコンバ−タは、整流素子とその入力側のインバータ(降圧トランスを含んでもよい)及びその出力側の平滑回路とを接続して整流電流を通電する整流電流通電用バスバー自体を、スナバ回路の端子に接続されるプリント基板の導電パターンに接続する点をその特徴としている。 That is, a DC / DC converter having a snubber circuit according to the present invention connects a rectifying element, an input-side inverter (which may include a step-down transformer), and an output-side smoothing circuit to energize a rectified current. The feature is that the rectified current supply bus bar itself is connected to the conductive pattern of the printed circuit board connected to the terminal of the snubber circuit.
このようにすれば、従来、スナバ回路専用バスバーを省略することができるので、バスバーを整流素子に締結する際に整流電流通電用バスバーとスナバ回路専用バスバーとを重ねて整流素子にまとめて締結する手間が要らず、そのうえスナバ回路専用バスバーを省略することができるため、部品点数の削減も可能となり、実用性に優れたスナバ回路を有するDC/DCコンバ−タを提供することができる。 In this way, the conventional snubber circuit bus bar can be omitted, so when the bus bar is fastened to the rectifying element, the rectifying current energizing bus bar and the snubber circuit dedicated bus bar are overlapped and fastened together to the rectifying element. Since no effort is required and the dedicated bus bar for the snubber circuit can be omitted, the number of parts can be reduced, and a DC / DC converter having a snubber circuit with excellent practicality can be provided.
好適な態様において、前記スナバ回路は、前記整流素子と並列接続されている。このようにすれば、スナバ回路の両端からみた整流素子側のインダクタンスを低減することができ、整流素子に印加されるサージ電圧を低減することができる。すなわち、スナバ回路を最小の配線距離にて整流素子の両端子に接続できるため、配線インダクタンスにより生じるサージ電圧を良好にスナバ回路にバイパスすることができる。 In a preferred aspect, the snubber circuit is connected in parallel with the rectifier element. In this way, it is possible to reduce the inductance on the rectifying element side viewed from both ends of the snubber circuit, and to reduce the surge voltage applied to the rectifying element. That is, since the snubber circuit can be connected to both terminals of the rectifying element with a minimum wiring distance, the surge voltage generated by the wiring inductance can be favorably bypassed to the snubber circuit.
好適な態様において、前記基板接合部は、前記スナバ回路用導電パターンに接する前記プリント基板の端子孔に挿入されてはんだにより固定される端子を有する。このようにすれば、整流電流通電用バスバーのわずかの加工により堅牢に整流電流通電用バスバーとスナバ回路との接続を完成することができる。 In a preferred aspect, the board joint has a terminal that is inserted into a terminal hole of the printed board in contact with the snubber circuit conductive pattern and fixed by solder. In this way, the connection between the rectified current energizing bus bar and the snubber circuit can be completed robustly by slight processing of the rectified current energizing bus bar.
本発明のスナバ回路を有するDC/DCコンバ−タの好適な態様を以下の実施例を参照して説明する。ただし、本発明の技術思想を他の公知技術又はそれと同等の技術の組み合わせで実現してもよいことはもちろんである。 A preferred embodiment of a DC / DC converter having a snubber circuit of the present invention will be described with reference to the following examples. However, it goes without saying that the technical idea of the present invention may be realized by a combination of other known techniques or equivalent techniques.
この実施例のスナバ回路を有するDC/DCコンバ−タの一実施例を図1の回路図に示す。1はインバータ回路、2は全波整流用の降圧トランス、3、4はダイオード(整流素子)、5、6はスナバ回路、7は平滑回路である。インバータ回路1は、車両の高圧電源系から入力高電圧を交流電圧に変換して降圧トランス2の一次コイルに印加し、降圧トランス2の逆相の二つの二次コイル21、22はダイオード3、4に個別に二次電圧を印加する。ダイオード3、4により単相全波整流された電圧は平滑回路7により平滑されて出力低電圧として車両の低圧電源系に出力される。スナバ回路5、6は、ダイオード3、4の蓄積電荷を放電したり、ダイオード3、4に掛かるスイッチンクサージ電圧を吸収する。平滑回路7はチョークコイルやその出力側と接地との間に配置される平滑コンデンサを有し、整流電流の平滑化を行う。図1において、インバータ回路1及び降圧トランス2は本発明で言うインバータを構成し、ダイオード3、4は個別には本発明で言う整流素子を構成し、全体として本発明で言う整流回路8を構成している。整流素子はダイオードの代わりに同期整流を行うトランジスタでもよく、図1に示す整流方式以外の種々の公知のDC/DCコンバ−タ回路方式を採用してもよい。
One embodiment of the DC / DC converter having the snubber circuit of this embodiment is shown in the circuit diagram of FIG. Reference numeral 1 is an inverter circuit, 2 is a step-down transformer for full-wave rectification, 3 is a diode (rectifier element), 5 and 6 are snubber circuits, and 7 is a smoothing circuit. The inverter circuit 1 converts an input high voltage from a high-voltage power supply system of a vehicle into an AC voltage and applies it to the primary coil of the step-
図1において、整流回路8は、降圧トランス2の二次コイル21とダイオード3のアノード端子とを接続する入力側整流電流通電用バスバー91、ダイオード3のカソード端子と平滑回路7の入力端子を接続する出力側整流電流通電用バスバー92、降圧トランス2の二次コイル22とダイオード4のアノード端子とを接続する入力側整流電流通電用バスバー93、ダイオード4のカソード端子と平滑回路7の入力端子を接続する出力側整流電流通電用バスバー94を有している。また、スナバ回路5はその両端をダイオード3の両端に接続するためのスナバ用バスバー51、52を有し、スナバ回路6はその両端をダイオード4の両端に接続するためのスナバ用バスバー61、62を有している。
In FIG. 1, the
この実施例の特徴は、入力側整流電流通電用バスバー91とスナバ用バスバー51とを一体化し、出力側整流電流通電用バスバー92とスナバ用バスバー52とを一体化し、入力側整流電流通電用バスバー93とスナバ用バスバー61とを一体化し、出力側整流電流通電用バスバー94とスナバ用バスバー64とを一体化した点をその特徴としている。従来必要であり、締結作業の遂行が簡単ではなかったスナバ回路専用バスバーを省略することができる。
The feature of this embodiment is that the input side rectified current
一例として、入力側整流電流通電用バスバー91及びスナバ用バスバー51、並びに、一体化された出力側整流電流通電用バスバー92とスナバ用バスバー52の形状と空間配置とを図2〜図4を参照して説明する。
As an example, refer to FIGS. 2 to 4 for the shape and spatial arrangement of the input side rectified current energizing
図2において、10は放熱用プレートであり、そのボス部にダイオード3が載置され、はんだにより固定されている。放熱用プレート10の上方には放熱用プレート10と平行にプリント基板11が配置されており、プリント基板11は上記と同様に放熱用プレート10の図示しないボス部に載置されて締結されている。プリント基板11にはインバータ回路1を制御するための制御回路やその電源電力を形成する定電圧回路などがスナバ回路5、6とともに実装されている。
In FIG. 2,
プリント基板11には開口110が形成され、ダイオード3のは開口110に配置されている。ダイオード3の頂面にはアノード端子31と、カソード端子32とが開口110からL字状に突出しており、アノード端子31には入力側整流電流通電用バスバー91が、カソード端子32には出力側整流電流通電用バスバー92がねじ33、34により締結されている。
An
入力側整流電流通電用バスバー91からスナバ用バスバー51が、出力側整流電流通電用バスバー92からスナバ用バスバー52が略直角かつプリント基板11と平行に分岐している。この実施例で言うスナバ用バスバー51、52は本発明で言う基板接合部を構成している。
The
図2の平面図を図3に示す。プリント基板11には、ダイオード3に近接してとスナバ用バスバー52の形状と空間配置とを図2〜図4を参照して説明する。図2において、入力側入力側整流電流通電用バスバー91から分岐したスナバ用バスバー51の先端部は直角に曲げられてプリント基板11の端子孔111に挿入されており、出力側整流電流通電用バスバー92から分岐したスナバ用バスバー52の先端部は直角に曲げられてプリント基板11の端子孔112に挿入されている。
A plan view of FIG. 2 is shown in FIG. In the printed
プリント基板11の表面には、端子孔111を囲んでスナバ回路用導電パターン113が形成され、同じく端子孔112を囲んでスナバ回路用導電パターン114が形成されている。
On the surface of the printed
スナバ回路5の下面両側に形成されたその一対の端子はスナバ回路用導電パターン113、114に個別にはんだ付けされている。なお、スナバ回路5に端子孔に挿入する端子を設け、プリント基板11の裏側からはんだ付けすることも当然可能である。これにより、スナバ回路5は短い配線かつ小さい配線抵抗及び配線インダクタンスによりダイオード3と並列接続されている。すなわち、スナバ回路5は、ダイオード3に隣接配置されるとともに、一体化されたバスバー91、51と同じく一体化されたバスバー92、52とにより小さい配線インピーダンスにより並列接続されることができる。図4に図2の側断面図を示す。
The pair of terminals formed on both sides of the lower surface of the
このようにすることにより、スナバ回路5の両端からみたダイオード3のインダクタンスを低減することができ、ダイオード3へのサージ電圧の印加を良好に防止することができる。また、基板接合部としてのスナバ用バスバー51、52の先端部は、スナバ回路用導電パターン113、114に接するプリント基板11の端子孔111、112に挿入されてはんだにより固定される端子を構成している。このため、整流電流通電用バスバー91、92に対するわずかの加工により堅牢に整流電流通電用バスバーとスナバ回路との接続を完成することができる。
(変形態様)
上記実施例では、スナバ回路5、6はダイオード3、4に並列接続されたが、スナバ回路5、6としては他の回路構成とされてもよい。
By doing in this way, the inductance of the
(Modification)
In the above embodiment, the
1 インバータ回路
2 降圧トランス
3 ダイオード
4 ダイオード
5 スナバ回路
6 スナバ回路
7 平滑回路
8 整流回路
10 放熱用プレート
11 プリント基板
21 二次コイル
22 二次コイル
31 アノード端子
32 カソード端子
51 スナバ用バスバー
52 スナバ用バスバー
61 スナバ用バスバー
62 スナバ用バスバー
91 入力側整流電流通電用バスバー
92 出力側整流電流通電用バスバー
93 入力側整流電流通電用バスバー
94 出力側整流電流通電用バスバー
110 開口
111 端子孔
112 端子孔
113 スナバ回路用導電パターン
114 スナバ回路用導電パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記整流電流通電用バスバーが前記プリント基板のスナバ回路用導電パターンに接合される基板接合部を有し、
前記スナバ回路の端子が前記整流電流通電用バスバーの前記基板接合部に接合される前記プリント基板のスナバ回路用導電パターンに接合されることを特徴とするスナバ回路を有するDC/DCコンバ−タ。 An inverter that converts input DC power into AC power; a rectifier circuit that rectifies the AC power output from the inverter; a smoothing circuit that smoothes the rectified power output from the rectifier circuit; and the inverter is controlled And a snubber circuit having at least one end connected to one main electrode terminal of the rectifying element and bypassing a high-frequency current, the control circuit and the snubber circuit are mounted on a printed circuit board as a low-power circuit component, Both main electrode terminals of the rectifying element are connected to a rectifying current energizing bus bar, and the rectifying element is a DC / DC converter having a snubber circuit fixed to a heat radiating plate.
The rectified current energizing bus bar has a substrate bonding portion bonded to the conductive pattern for the snubber circuit of the printed circuit board,
A DC / DC converter having a snubber circuit, characterized in that a terminal of the snubber circuit is joined to a conductive pattern for a snubber circuit of the printed circuit board which is joined to the board joint portion of the rectified current energizing bus bar.
前記スナバ回路は、前記整流素子と並列接続されていることを特徴とするDC/DCコンバ−タ。 A DC / DC converter having the snubber circuit according to claim 1.
The snubber circuit is connected in parallel with the rectifying element, and is a DC / DC converter.
前記基板接合部は、
前記スナバ回路用導電パターンに接する前記プリント基板の端子孔に挿入されてはんだにより固定される端子を有することを特徴とするスナバ回路を有するDC/DCコンバ−タ。
A DC / DC converter having the snubber circuit according to claim 2.
The substrate junction is
A DC / DC converter having a snubber circuit, comprising a terminal inserted into a terminal hole of the printed circuit board in contact with the conductive pattern for the snubber circuit and fixed by solder.
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WO2007074711A1 (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-05 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Switching power supply circuit and surge absorbing circuit |
JP2010166700A (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Denso Corp | Electronic apparatus |
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2004
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