[发明专利]开关调节器及带有该开关调节器的电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及开关调节器以及带有开关调节器的电源装置,尤其涉及带有交错式PFC(Power Factor Correction:功率因数校正)电路的开关调节器及带有此开关调节器的电源装置。

背景技术

开关调节器的功率因数校正电路以电感、晶体管以及二极管为主电路元件。例如,将IGBT(Insulated Gate Bipolar Transi stor:绝缘栅双极型晶体管)应用于上述晶体管。下文中,也将功率因数校正电路称为PFC(PowerFactor Correction)电路。输出功率在数千瓦以上的高负载机型的开关调节器中,对于由电路电流增大引起的主电路元件尺寸变大或者温度升高的抑制方法是长久以来的课题。

作为其解决对策,带有交错式PFC电路的开关调节器已得到实用。交错式PFC电路具有两组上述主电路元件。由于各组主电路元件交替执行开关动作,各组主电路元件中的导通电流变为以往的一半。因此,上述构成以及动作有助于主电路元件的小尺寸化。此外,由于以往无法设置的电感等元件现在可以安装到电路基板上,提高了生产率。这有助于降低安装成本。

下面参照图2说明交错式PFC电路具有的主电路元件的通常配置。电感L1、晶体管Tr1以及二极管D1是构成交错式PFC电路的第一组主电路元件。电感L2、晶体管Tr2以及二极管D2为第二组主电路元件。这两组主电路元件与散热器1一同安装至电路基板4上。散热器1由电路元件装载部3和散热片2构成。

两组主电路元件中,晶体管Tr1、二极管D1、晶体管Tr2以及二极管D2安装在散热器1的电路元件装载部3上。小尺寸化的电感L1和电感L2也可以安装在电路基板4上。散热器1通过散热片2的表面安装于电路基板4上。

日本专利特开2008-306779号公报公开了在布线基板上装载有构成交错式PFC电路的功率MOSFET、升压二极管以及扼流圈的构造。散热板配置在布线基板的背面。功率MOSFET和升压二极管与该散热板粘接。该散热板露出于形成在布线基板上的开口部。

日本专利特开2010-88153号公报公开了将包含在开关电源电路的输入侧电路的输入侧发热元件(桥式二极管)和包含在输出侧电路的输出侧发热元件安装到一块散热板上的构造。这种构造的目的在于减小由于工作温度等造成的输入侧发热元件和输出侧发热元件之间的温度偏差。

日本专利2001-217577号公报公开了在壳体部的外部,设置发热量大的电器元件,在壳体部内部设置会成为电磁噪声源的电器元件或者容易受电磁噪声影响的电器元件的构造。在这个壳体部的内部,形成多个散热片。

日本专利特开2003-125584号公报公开了利用散热器将构成功率因数校正电路的带有间隙的扼流圈与变压器屏蔽的构造。散热器连接至变压器的一次侧电路的形成稳定电位的线路。

在图2的交错式PFC电路中,相对于通常的PFC电路,装载在散热板1的电路元件装载部3上的电路元件数量增加到了2倍。因此,装载在电路元件装载部3上的散热片2的面积也相应增加。如上所述,散热器1通过散热片2安装到电路基板4上。因此,在电路基板4上,安装散热片2的区域成为无法安装电路元件的死角区域。所以,存在着电路基板4的尺寸变大的问题。

另外,交错式PFC电路与现有的PFC电路相比以两倍的频率工作。因此,由两组主电路元件产生的开关噪声会给其它电路或设备带来不良影响。为减轻开关调节器给其它电路带来的噪声影响,必须将两组主电路元件尽可能靠近地安装。然而,像这样接近的电路元件的安装方法会降低各电路元件的散热性。最坏情况下,甚至会发生电路元件高温损坏的问题。

发明内容

本发明的一个实施方式所涉及的开关调节器包括:电路基板;散热器,该散热器具有以规定间隔和规定长度相对设置的矩形形状的第一散热部以及第二散热部、设置在第一散热部以及第二散热部之间且与电路基板相对并延伸规定间隔的第三散热部;两组电感、晶体管以及二极管,这两组电感、晶体管以及二极管构成交错式功率因数校正电路。散热器安装在电路基板上,以使第一散热部以及第二散热部与电路基板相接触。两组电感安装在电路基板上,并设置在由第一散热部、第二散热部以及第三散热部的内表面形成的空间域内。两组晶体管以及二极管安装在电路基板上,同时安装在第一散热部的外表面上。

本发明的一种实施方式涉及的开关调节器中,优选在散热器长边方向的第一端部以及第二端部上,由第一散热部、第二散热部、第三散热部以及电路基板分别形成第一开口部以及第二开口部。