CN105321652B - 线圈部件、线圈部件复合体、变压器及电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线圈部件，其具备：线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；导通部材，通过使多个分离端部相互选择性地导通，使线圈图案的匝数变更。不管线圈图案的匝数多少，线圈图案的所有部分都构成线圈部件的一部分。

Description

线圈部件、线圈部件复合体、变压器及电源装置

技术领域

本发明涉及一种形成于基板上的线圈部件、线圈部件复合体、变压器、及由这样的线圈部件等构成的电源装置。

背景技术

近几年，以混合动力汽车为先导的环保汽车从豪华型到普及型的广范围的商品已由各家汽车供应商推出。这些环保汽车为了积累行驶用的电能源，搭载有100V～400V左右的高压HV(混合动力)电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-69935号公报

专利文献2：日本特开平9-92537号公报

专利文献3：日本特许第3223425号公报

专利文献4：日本特开2013-26556号公报

专利文献5：日本特开平3-183106号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

HV电池的电池电压由其使用目的、销售价格带、车级、等级而拥有各种各样的电压范围。一般的电压范围如图16所示。如图16所示，作为HV电池的电压，100V～200V、200V～300V及300V～400V等范围被使用。

另一方面，在这些环保汽车中，除了HV电池以外还搭载有用于开动电气设备的12V的铅蓄电池，将HV电池电压变换成铅蓄电池电压是车载用DC/DC变换器的功能。DC/DC变换器为了电力变换和绝缘，使用MT(绝缘变压器)。绝缘变压器的线圈的最佳匝数如图16所示，依存于HV电池的电压范围。例如为了对应上述3个电压范围，有必要分别准备匝数不同的绝缘变压器。如图16所示，在100V～200V的情况下匝数为8匝(8Ts)，在200V～300V的情况下匝数为10匝(10Ts)，以及在300V～400V的情况下匝数为12匝(12Ts)。

在专利文献1～5中，公开了由导体的线圈图案构成线圈部件的例子。在这些文献中，也公开了可以变更线圈部件的匝数的结构例。但是，各文献所记载的线圈部件因为以下原因还有改进的余地。例如，如专利文献1所记载：有必要准备匝数不同的多种基板；如专利文献2所记载：在变更匝数的情况下，不能发挥作为线圈的功能、存在没用的图案等。

因此，期望提供一种能够容易地变更匝数的线圈部件、线圈部件复合体、变压器、及包含由这样的线圈部件等构成的电源用电路元件的电源装置。

解决技术问题的手段

本发明的一种实施方式的线圈部件具备：线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；导通部材，通过使多个分离端部相互选择性地导通，使线圈图案的匝数变更。不管线圈图案的匝数多少，线圈图案的所有部分都构成线圈部件的一部分。

本发明的一种实施方式的变压器包含：一次侧卷线及二次侧卷线。该一次侧卷线及二次侧卷线中的任一方具备：线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；导通部材，通过使多个分离端部相互选择性地导通，使线圈图案的匝数变更。不管线圈图案的匝数多少，线圈图案的所有部分都构成线圈部件的一部分。

本发明的一种实施方式的线圈部件复合体包含：第1线圈部件、及电连接于第1线圈部件的第2线圈部件。该第1线圈部件具备：线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；导通部材，通过使多个分离端部相互选择性地导通，使线圈图案的匝数变更。不管线圈图案的匝数多少，线圈图案的所有部分都构成线圈部件的一部分。

本发明的一种实施方式的电源装置包含：由线圈部件构成的电源用电路元件。该线圈部件具备：线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；导通部材，通过使多个分离端部相互选择性地导通，使线圈图案的匝数变更。不管线圈图案的匝数多少，线圈图案的所有部分都构成线圈部件的一部分。

在本发明的一种实施方式的线圈部件、线圈部件复合体、变压器、或电源装置中，通过使多个分离端部相互选择性地导通，来改变多个分离端部相互之间的导通状态，于是线圈图案的匝数被变更。在这种情况下，不管线圈图案的匝数多少，线圈图案的所有部分都构成线圈部件的一部分。也就是说，不管匝数变更，线圈图案的所有图案都能发挥作为线圈的功能。

发明的效果

根据本发明的一种实施方式的线圈部件、线圈部件复合体、变压器、或电源装置，因为通过使多个分离端部相互选择性地导通来改变多个分离端部相互之间的导通状态，从而变更线圈图案的匝数，这时不管线圈图案的匝数多少，线圈图案的所有部分都构成线圈部件的一部分，也就是说，不管匝数变更，线圈图案的所有图案都能发挥作为线圈的功能，所以不管匝数变更，也不需准备多张基板，另外也不产生没用的图案，而能够容易地变更匝数。

附图说明

图1是表示本发明的一种实施方式的电源装置的一个结构例的方框图。

图2是表示作为比较例的多层基板的一例的截面图。

图3是表示本发明的一种实施方式的构成线圈部件的第1层线圈图案的一例的俯视图。

图4是表示构成线圈部件的第2层线圈图案的一例的俯视图。

图5是表示构成线圈部件的第3层线圈图案的一例的俯视图。

图6是表示构成线圈部件的第4层线圈图案的一例的俯视图。

图7是表示芯(Core)和跳线(Jumper)端子的安装状态的一例的立体图。

图8是表示在选择匝数为4匝的情况下，第2层线圈图案的连接状态的一例的俯视图。

图9是表示在选择匝数为5匝的情况下，第2层线圈图案的连接状态的一例的俯视图。

图10是表示在选择匝数为6匝的情况下，第2层线圈图案的连接状态的一例的俯视图。

图11是表示在使用转换元件进行线圈图案的匝数选择的情况下的结构例的俯视图。

图12是表示在使用连接导体进行线圈图案的匝数选择的情况下的结构例的俯视图。

图13是表示变形例的线圈部件的第2层线圈图案的一例的俯视图。

图14是表示变形例的线圈部件的第3层线圈图案的一例的俯视图。

图15是表示作为比较例的线圈图案，匝数固定为4匝的例子的俯视图。

图16是表示HV电池的电压范围与绝缘变压器的匝数的关系的一例的说明图。

符号的说明

1 转换电源装置

5 匝数控制部

7,9 电压检测电路

8 电流检测电路

10 转换电路

20 变压器(绝缘变压器、第1线圈部件)

21 一次侧卷线

22A,22B 二次侧卷线

30 整流电路

31,32 二极管

40 平滑电路

50 控制部

51 缓冲器

53 SW控制部

54 变压器

55 SW驱动部

69 演算部

100 多层印刷基板

101 第1层

102 第2层

103 第3层

104 第4层

105 贯通孔

110 第1层线圈图案

120 第2层线圈图案

120A 第2层线圈图案

121 分离端部

130 第3层线圈图案

130A 第3层线圈图案

131 分离端部

140 第4层线圈图案

151 连接用贯通孔

152 连接用贯通孔

153 连接用贯通孔

160 跳线端子

161 芯

162 芯

163 转换元件

164 连接导体

171 一体化的图案

172 一体化的图案

200 匝数可变部

201 连接位置

210 匝数选择用贯通孔

211 贯通孔(卷绕开始的分离端部)

202 贯通孔(卷绕结束的分离端部)

300 匝数可变部

301 连接位置

310 匝数选择用贯通孔

311 贯通孔(卷绕开始的分离端部)

312 贯通孔(卷绕结束的分离端部)

220 第2层线圈图案

BH 高压电池

BL 低压电池

Cin 输入平滑电容器

Cout 输出平滑电容器

Iin 输入电流

Iout 输出电流

Lch 扼流线圈

Lr 谐振电感器(第2线圈部件)

R52 电阻器

SW11～SW14,SW21,SW22 转换元件

S11～S14 SW控制信号

Ta 匝数可变范围

Tb 匝数可变范围

T1,T2 输入端子

T3,T4 输出端子

T11,T12 期间

Vin 输入电压

Vout 输出电压

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施方式。再有，说明按以下的顺序进行。

1. 转换电源装置

1.1 结构

1.2 动作

2. 线圈部件(变压器20)

2.1 结构及作用

2.2 效果

3. 线圈部件的变形例

4. 其他实施方式

[1.转换电源装置]

(1.1结构)

图1表示本发明的一种实施方式的转换电源装置1的一个结构例。

该转换电源装置1例如被作为车载用DC/DC变换器使用。该转换电源装置1将从连接于输入端子T1、T2的高压电池BH输入的直流电压Vin电压转换(降压)，由此产生直流的输出电压Vout，并且将该输出电压Vout通过输出端子T3、T4供给低压电池BL。再有，高压电池BH是蓄电为100V～500V左右电压的电池，低压电池BL是蓄电为12V～15V左右电压的电池。

该转换电源装置1具备输入平滑电容器Cin、匝数控制部5、电压检测电路7和9、电流检测电路8、转换电路10、谐振电感器Lr、变压器20(绝缘变压器)、整流电路30、平滑电路40、控制部50、及演算部69。

输入平滑电容器Cin配置在连接于输入端子T1的一次侧高压线L1H与连接于输入端子T2的一次侧低压线L1L之间，用于使从高压电池BH输入至输入端子T1、T2之间的直流的输入电压Vin平滑化。

电压检测电路7配置在一次侧高压线L1H与一次侧低压线L1L之间，检测输入端子T1、T2之间的输入电压Vin，并且将对应于该检出的输入电压Vin的检出信号输出至演算部69。作为这样的电压检测电路7的具体电路结构，例如可列举：通过配置在一次侧高压线L1H与一次侧低压线L1L之间的分压电阻(未图示)检出电压、产生与之对应的电压等结构。

电流检测电路8在一次侧高压线L1H上、配置于输入端子T1与转换电路10之间，检测流过该一次侧高压线L1H上的输入电流Iin，并且将对应于该检出的输入电流Iin的检出信号输出至演算部69。作为这样的电流检测电路8的具体电路结构，例如可列举包含电流互感器(Current transformer)的结构。

转换电路10是将输入电压Vin变换成交流电压的全桥式转换电路。该转换电路10具有转换元件SW11～SW14。

转换元件SW11～SW14例如可以使用MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-FieldEffect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等元件。在本例中，转换元件SW11～SW14全部由N频道(Channel)的MOS-FET构成。在转换元件SW11的栅极被供给SW控制信号S11，源极连接于转换元件SW12的漏极，漏极连接于一次侧高压线L1H。另外，在转换元件SW12的栅极被供给SW控制信号S12，源极连接于一次侧低压线L1L，漏极连接于转换元件SW11的源极。另外，在转换元件SW13的栅极被供给SW控制信号S13，源极连接于转换元件SW14的漏极，漏极连接于一次侧高压线L1H。另外，在转换元件SW14的栅极被供给SW控制信号S14，源极连接于一次侧低压线L1L，漏极连接于转换元件SW13的源极。另外，转换元件SW11的源极及转换元件SW12的漏极连接于变压器20的一次侧卷线21的一端。另外，转换元件SW13的源极及转换元件SW14的漏极通过谐振电感器Lr，连接于该一次侧卷线21的另一端。该谐振电感器Lr用于与转换元件SW11～SW14内的寄生电容元件、及变压器20的漏电感器(Leakage inductor)一起构成规定的LC谐振电路。

由于该结构，在转换电路10中，通过根据从控制部50的SW驱动部55供给的SW控制信号S11～S14、开关控制转换元件SW11～SW14，将输入电压Vin变换成交流电压。

变压器20使一次侧与二次侧直流绝缘且交流连接，是包含一次侧卷线21及二次侧卷线22A、22B而构成的3卷线型变压器。变压器20的一次侧卷线21与二次侧卷线22A、22B正向(Forward)连接。一次侧卷线21的一端连接于转换电路10，另一端通过谐振电感器Lr连接于转换电路10。另外，二次侧卷线22A的一端及二次侧卷线22B的一端连接于整流电路30。然后，二次侧卷线22A、22B的另一端通过中心抽头CT相互连接，进而连接于二次侧高压线L2H。

一次侧卷线21的匝数为Np，二次侧卷线22A、22B的匝数分别为Ns。这些匝数比Np：Ns例如被设定为10：1。但是，如后文所述，变压器20的一次侧卷线21的匝数Np可以是可变的，可以根据需要适当地设定匝数Np。匝数控制部5是在变压器20的一次侧卷线21的匝数Np如后文所述为可变控制的结构的情况下，控制该匝数Np的，匝数控制部5例如根据对应于由电压检测电路7检出的输入电压Vin的检出信号，来控制变压器20的一次侧卷线21的匝数Np。

由于该结构，变压器20将供给至一次侧卷线21的两端之间的交流电压降低Ns/Np倍，从二次侧卷线22A、22B输出。

整流电路30是将从变压器20供给的交流电压整流的电路。该整流电路30具有二极管31、32。二极管31的阴极连接于二次侧卷线22B的一端，阳极连接于二次侧低压线L2L。二极管32的阴极连接于二次侧卷线22A的一端，阳极连接于二次侧低压线L2L。

平滑电路40具有扼流线圈Lch与输出平滑电容器Cout。扼流线圈Lch插入配置于二次侧高压线L2H上，其一端连接于变压器20的中心抽头CT，另一端连接于端子T3。输出平滑电容器Cout配置在连接于端子T3的二次侧高压线L2H与连接于端子T4的二次侧低压线L2L之间。

由于该结构，平滑电路40将由整流电路30整流的从中心抽头CT输出的信号平滑化、产生直流的输出电压Vout,将其向连接于输出端子T3、T4之间的低压电池BL供电。

电压检测电路9配置在二次侧高压线L2H与二次侧低压线L2L之间，用于检测输出端子T3、T4之间的输出电压Vout，并且将对应于该检出的输出电压Vout的检出信号输出至控制部50。作为这样的电压检测电路9的具体电路结构，与电压检测电路7同样，例如可列举：通过配置在二次侧高压线L2H与二次侧低压线L2L之间的分压电阻(未图示)检出电压、产生与之对应的电压等结构。

控制部50根据电压检测电路9检出的输出电压Vout的检出结果,控制转换电路10的转换动作，以使该输出电压Vout保持规定的电压。控制部50具有缓冲器51、电阻器R52、SW控制部53、变压器54及SW驱动部55。

缓冲器51是具有阻抗变换功能，并且例如将从电压检测电路9供给的信号的电压范围变换、输出的电路。电阻器R52具有除去缓冲器51的输出信号的噪音，或者通过限制浪涌电压、过电流等，来保护缓冲器51及演算部69的功能。SW控制部53根据从缓冲器51通过电阻器R52供给的信号，控制SW驱动部55以使输出电压Vout保持规定的电压。具体地说，SW控制部53具有产生成为SW控制信号S11～S14的基础的控制信号，并通过变压器54供给至SW驱动部55的功能。SW驱动部55根据从SW控制部53通过变压器54供给的控制信号，产生SW控制信号S11～S14，分别供给至转换电路10的转换元件SW11～SW14。

由于该结构，转换电路10根据SW控制信号S11～S14进行转换动作，转换电源装置1进行动作以使输出电压Vout保持规定的电压。

演算部69根据输入电压Vin、输出电压Vout、及输入电流Iin，求得输出电流Iout，并且将这4个信息供给至外部。也就是说,在转换电源装置1中，不在二次侧高压线L2H设置用于检出输出电流Iout的电流检测电路，也能够根据输入电压Vin、输出电压Vout、及输入电流Iin，通过演算求得输出电流Iout。

演算部69根据对应于输入电流Iin的检出信号、对应于输入电压Vin的检出信号、及从缓冲器51供给的输出电压Vout的电压进行演算，求得输出电流Iout。这时，演算部69例如根据输入电压Vin及输出电压Vout求得转换占空比D，根据输入电流Iin和该转换占空比D求得输出电流Iout。然后，演算部69对连接于端子T5的外部装置传送关于输入电压Vin、输出电压Vout、输入电流Iin、输出电流Iout的信息。该外部装置例如为控制该转换电源装置1所属的整个系统的控制装置，也可为以监测该转换电源装置1的状态(输出入电压、输出入电流、温度等)为目的、收集这些数据的装置，例如可列举被称作ECU(Electric ControlUnit)的车载侧控制部。

再有，作为该演算部69，例如能够利用微控制器(MCU)构成。另外，不仅演算部69，例如SW控制部53或其一部分也可由微控制器等实现。

(1.2动作)

以下对转换电源装置1的全体动作的概要进行说明。转换电路10通过根据SW控制信号S11～S14对转换元件SW11～SW14进行转换，将从高压电池BH供给的直流电压Vin变换成交流电压，供给至变压器20的一次侧卷线21的两端之间。然后，变压器20将该交流电压变压(降压)Ns/Np倍，从二次侧卷线22A、22B输出被变压的交流电压。整流电路30对该交流电压进行整流。平滑电路40将该被整流的信号平滑化、产生直流电压Vout，向连接于端子T3、T4的低压电池BL供电。

控制部50根据电压检测电路9检出的输出电压Vout的检出结果，产生SW控制信号S11～S14供给至转换电路10，进行控制以使输出电压Vout保持规定的电压。演算部69根据输入电压Vin、输出电压Vout、及输入电流Iin，求得输出电流Iout，并且将这4个信息供给至外部。

[2.线圈部件(变压器20)]

(2.1结构和作用)

在这里，作为如图1所示的转换电源装置1的电源用电路元件，对可以适用于变压器20(绝缘变压器)的匝数可变的线圈部件的结构例进行说明。另外，对包含作为第1线圈部件的变压器20、及作为第2线圈部件的谐振电感器Lr的线圈部件复合体的结构例进行说明。

首先，作为比较例，将以往一般的印刷线圈卷线的线圈部件的结构例用图15表示。印刷线圈如图2所示，以使用多层印刷基板100的内层等的铜箔、卷绕于以后加装的磁心(芯)的方式形成。各层的铜箔通过贯通孔连接。图2所示的多层印刷基板100是从表面侧(上层)至下层侧，由第1层101、第2层102、第3层103、及第4层104构成的4层基板。多层印刷基板100通过贯通孔105可以使任意的层之间导通。

在图15的比较例中，表示有作为印刷线圈卷线中的一个的第2层线圈图案220。第2层线圈图案220以围绕变压器20(绝缘变压器)用的芯161与谐振电感器Lr用的芯162的方式形成。芯161及芯162例如为铁氧体磁芯。图15所示的卷绕于芯161的第2层线圈图案220构成变压器20的一次侧卷线21的一部分。在降压DC/DC变换器的情况下，因为电位关系，较多的情况是将高电压的一次侧卷线21构成于内层，而低电压的二次侧卷线22A、22B则构成于外层。在如图2所示的4层基板的情况下，在第2层102及第3层103构成一次侧卷线21，在第1层101及第4层104构成二次侧卷线22A、22B。再有，第2层线圈图案220设置有用于与其他层连接的连接用贯通孔151、152、153。

在图15的比较例中，第2层线圈图案220的相当于变压器20的一次侧卷线21的一部分的部分的匝数固定为4匝(4Ts)。像这样,以往印刷线圈卷线的匝数是固定的，特别是想要容易地改变在内层构成的匝数是困难的。

与此相对，在图3～图6中，表示以匝数可变的方式构成的线圈部件的线圈图案。与图15的比较例同样，在如图2所示的4层基板的情况下，能够在第2层102及第3层103构成一次侧卷线21，在第1层101及第4层104构成二次侧卷线22A、22B。另外，图3～图6表示构成线圈部件复合体的例子，包含作为第1线圈部件的变压器20、及作为电连接于第1线圈部件的第2线圈部件的谐振电感器Lr。

再有，以下虽然对使用4层基板的情况下的结构例进行说明，但形成本发明的一种实施方式的线圈部件的基板的层数不限定于4层。另外，构成于各层的线圈图案的配置、使用的线圈图案的层数不限定于以下说明的结构例。

图3表示构成本发明的一种实施方式的线圈部件的第1层线圈图案110的一例，图4表示第2层线圈图案120的一例，图5表示第3层线圈图案130的一例，图6表示第4层线圈图案140的一例。

各层的线圈图案以围绕变压器20用的芯161与谐振电感器Lr用的芯162的方式形成。在各层设置有用于与其他层连接的连接用贯通孔151、152、153。

第2层线圈图案120与第3层线圈图案130通过连接用贯通孔151连接，由此构成相当于变压器20的一次侧卷线21的卷线部分。另外，第2层线圈图案120与第3层线圈图案130通过连接用贯通孔153连接，由此构成相当于谐振电感器Lr的卷线部分。另外，相当于变压器20的一次侧卷线21的卷线部分与相当于谐振电感器Lr的卷线部分之间用连接用贯通孔152连接。

该线圈部件在相当于变压器20的一次侧卷线21的部分，设置有用于变更匝数的匝数可变部200。在匝数可变部200设置有匝数选择用贯通孔210。第2层线圈图案120具有通过间隙互相分离的多个分离端部121。

在该线圈部件中，如图7所示，从基板的表面层(第1层)侧将作为导通部材的跳线端子160插入匝数选择用贯通孔210，由此能够通过匝数选择用贯通孔210，使多个分离端部121相互选择性地导通，从而改变多个分离端部121相互之间的导通状态。因此，如后述的图8～图10所示，能够改变第2层线圈图案120的匝数。在这种情况下，不管第2层线圈图案120的匝数多少，第2层线圈图案120的所有部分都构成该线圈部件的一部分，也就是说，不管由导通部材引起的匝数变更，第2层线圈图案120的所有图案都能发挥作为线圈的功能。

多个分离端部121形成在作为第1线圈部件的变压器20与作为第2线圈部件的谐振电感器Lr之间。

在第2层线圈图案120的匝数可变范围Ta内形成有3个以上的匝数选择用贯通孔210。邻接的匝数选择用贯通孔210相互之间的间隔优选大致一定。

在第2层线圈图案120的匝数可变范围Ta内，分别在卷绕开始的分离端部及卷绕结束的分离端部仅形成有1个匝数选择用贯通孔210。也就是说，如图4所示，在匝数可变范围Ta内，在卷绕开始的分离端部形成1个贯通孔211，在卷绕结束的分离端部形成1个贯通孔212。在那些卷绕开始的分离端部及卷绕结束的分离端部以外的至少一个分离端部121，形成有多个(2个以上)匝数选择用贯通孔。

图7表示芯161、162和跳线端子160的安装状态的一例。为了作为绝缘变压器使用，按照多个匝数选择用贯通孔210的配置连接跳线端子160。如图7所示，跳线端子160安装于基板表层，例如焊接连接从第1层至第4层的各层。虽然跳线端子160不限定安装方法，但是优选自动安装。虽然车载用DC/DC变换器在一次侧也流过大电流，但是由于金属跳线和焊接安装而有比贯通孔单体增加耐受电流值的效果。

另外，从制造上及检查上的观点，在构成各匝数时，至于将跳线端子160插入哪个匝数选择用贯通孔210，可以在基板表面层用丝绸印刷等作个记号。

作为例子,在图8～图10中，表示可以使匝数在4～6匝变化的情况下跳线端子160的连接排列。图8表示在将匝数选择为4匝的情况下第2层线圈图案120的连接状态的一例。另外，图9表示在将匝数选择为5匝的情况下、图10表示在将匝数选择为6匝的情况下第2层线圈图案120的连接状态的一例。

在图8～图10中，用粗黑线连接的匝数选择用贯通孔210的部分相当于跳线端子160的连接位置201，该部分被导通。如图所示，在图8的4匝的情况下，由跳线端子160一体化的图案171被部分地形成。同样，在图9的5匝的情况下，由跳线端子160一体化的图案172被部分地形成。因此，不产生没用的图案、不管匝数变更，第2层线圈图案120的所有图案都能发挥作为线圈的功能。通过使连接跳线端子160的匝数选择用贯通孔210的间隔(Pitch)大致相同，使用的跳线端子160可以是1种类型。

在该线圈部件中，因为用于变更匝数的匝数可变部200形成在作为第1线圈部件的变压器20与作为第2线圈部件的谐振电感器Lr之间，所以能够不受其他层的卷线的干涉而变更匝数。

(跳线端子160以外的连接例)

在图7中，虽然表示了使用导电性的跳线端子160选择卷线的例子，但是也可以使用半导体继电器等双向转换元件进行卷线选择。

图11表示使用转换元件163进行第2层线圈图案120的匝数选择的情况下的结构例。在基板的表面层(第1层)，转换元件163被配置于多个匝数选择用贯通孔210之间，能够改变相邻的匝数选择用贯通孔210相互之间的导通状态。在这种情况下，通过由微电脑任意地进行卷线选择，例如通过根据输入电压Vin的变动选择卷线，可以成为最合适的动作(发出最大效率)。在如图1所示的DC/DC变换器的例子中，匝数控制部5根据输入电压Vin，控制变压器20的一次侧卷线21的匝数Np。另外，通过在输入电压Vin低下时降低匝数，即使在车载用HV电池放电时也能够使DC/DC变换器工作到极限，在适用于电动汽车等情况下，能够有助于延长行驶距离。

另外，在该线圈部件中，如图8～图10所示，因为能够将第2层线圈图案120的匝数在例如4～6匝中变更，所以例如若第3层的相当于变压器20的一次侧卷线21的卷线为6匝，则作为整体能够使变压器20的一次侧卷线21在10～12匝中变更。因此，如图16所示，能够适用于200V～300V和300V～400V的2种HV电池。

图12表示使用出自导体图案的连接导体164进行线圈图案的匝数选择的情况下的结构例。如图12所示，在基板的表面层(第1层)，用出自导体图案的连接导体164使多个匝数选择用贯通孔210之间全部导通。然后，根据想选择的匝数，通过由激光切割机等切断连接导体164的图案，能够选择所需的匝数。

(2.2效果)

如上所述,根据本实施方式，通过使多个分离端部121相互选择性地导通来改变多个分离端部121相互之间的导通状态，从而变更第2层线圈图案120的匝数，此时，不管第2层线圈图案120的匝数多少，第2层线圈图案120的所有部分都构成线圈部件的一部分，也就是说，不管匝数变更，第2层线圈图案120的所有图案都能发挥作为线圈的功能。因此，不管匝数变更，也不需准备多张基板，另外不产生没用的图案，也能够容易地变更匝数。另外，能够提高功率部件的利用效率、提高电力供给能力。

通过利用本实施方式的线圈部件，能够将各种匝数的变换器构成于1种基板。因此，能够用1种基板适用各种输入电压范围，能够同时达成基板的共通化和伴随此的成本降低、及设计工数的削减等。

本实施方式的线圈部件能够作为用于HEV等电动汽车的DC/DC变换器的电源用电路元件使用。因为仅使用1张用图案形成于基板上的1种印刷线圈基板，所以作为部件的线圈卷线不是多种。另外，因为变更匝数比的层仅为1层，所以变换器的参数变化量小。因为卷线被串联或并联连接，所以没有没用的卷线。在使用跳线端子160的情况下，由于金属跳线端子160与焊接连接(埋设)的效果，能够增加贯通孔的耐受电流值。

(与现有技术文献的比较)

在文献1(日本特开平8-69935号公报)中，提议在形成印刷线圈的1部分准备多种匝数不同的线圈，用其组合改变线圈全体的匝数。在这种情况下，有必要准备多种匝数不同的线圈基板，并且需要将其层叠的工序。结果线圈基板本体由多种基板构成，不能说是构成于同一基板。另一方面，在本实施方式中，仅使用预先配置于基板上的图案、将其换接来变更匝数，而不是制作多种作为部材的线圈卷线。

在文献2(日本特开平9-92537号公报)中，虽然选择使用预先配置于基板面上的图案进行电感调整，但是，没有使用的图案就成了浪费、不能有效地活用基板面积。对此，在本实施方式中，因为将图案串联或并联连接，所以形成的图案没有浪费，能够有效地使用基板面积。

在文献3(日本特许第3223425号公报)中，虽然将配置于基板面上的图案中邻接的图案分成一次侧卷线与二次侧卷线2组，通过对其进行选择、连接来降低结合容量，但是，会招致漏感(Leakage inductance)的增加，使变压器的性能降低。在本实施方式中，只进行一次侧卷线21的匝数变更、仅改变一次二次的匝数比。因此，一次侧-二次侧之间的结合容量也保持一定，变压器的漏感也保持一定的低值，可以达成安定的设计。另外，虽然记述了通过在不同的面上换接接線，可以变更变压器的匝数比；但是在本实施方式中与之不同，仅在同一面上进行接線的换接，改变匝数比。

在文献4(日本特开2013-26556号公报)中，准备多张形成印刷线圈的基板、将其积层制作线圈卷线，在此过程中，利用跳线电阻等使卷线的连接方法变化，来改变积层的线圈卷线的匝数。另一方面，在本实施方式中，不进行基板的积层，只用1张基板的1层的图案的换接使匝数变化，没有必要准备多张基板、进行积层。

在文献5(日本特开平3-183106号公报)中，虽然为了强化多张基板的机械性结合，将金属销插入贯通孔进行焊接，但是在本实施方式中与之不同，只通过1张基板的1层的线圈图案的换接使匝数变化，并且仅以增加贯通孔部的耐受电流值为目的、使用跳线端子进行焊接连接，不改变机械性结合的强度。

[3.线圈部件的变形例]

在上述实施方式中，虽然表示了变更第2层线圈图案120的匝数的结构例,但是也可以变更其他层的线圈图案的匝数。

如图13及图14所示，相当于变压器20的一次侧卷线21的第2层线圈图案120A及第3层线圈图案130A的双方的匝数也可以被变更。图13表示本变形例的线圈部件的第2层线圈图案120A的一例。图14表示本变形例的线圈部件的第3层线圈图案130A的一例。

在第2层线圈图案120A中，与上述实施方式相同，在相当于变压器20的一次侧卷线21的部分，设置有用于变更匝数的匝数可变部200。

在第3层线圈图案130A中，与第2层线圈图案120A相同，在相当于变压器20的一次侧卷线21的部分，设置有用于变更匝数的匝数可变部300。在匝数可变部300中，设置有匝数选择用贯通孔310。第3层线圈图案130A具有通过间隙互相分离的多个分离端部131。

在该线圈部件中，第3层线圈图案130A也与如图7所示的例子相同，从基板的表面层(第1层)侧将作为导通部材的跳线端子160插入匝数选择用贯通孔310，由此能够通过匝数选择用贯通孔310，使多个分离端部131相互选择性地导通，从而改变多个分离端部131相互之间的导通状态。因此，与图8～图10的例子相同，能够改变第3层线圈图案130A的匝数。在这种情况下，不管第3层线圈图案130A的匝数多少，第3层线圈图案130A的所有部分都构成该线圈部件的一部分，也就是说，不管由导通部材引起的匝数变更，第3层线圈图案130A的所有图案都能发挥作为线圈的功能。

在第3层线圈图案130A的匝数可变范围Tb内形成有3个以上匝数选择用贯通孔310。邻接的匝数选择用贯通孔310相互之间的间隔优选大致一定。

在第3层线圈图案130A的匝数可变范围Tb内，分别在卷绕开始的分离端部及卷绕结束的分离端部仅形成有1个匝数选择用贯通孔310。也就是说，如图14所示，在匝数可变范围Tb内，在卷绕开始的分离端部形成1个贯通孔311，在卷绕结束的分离端部形成1个贯通孔312。在那些卷绕开始的分离端部及卷绕结束的分离端部以外的至少一个分离端部131，形成有多个(2个以上)匝数选择用贯通孔。

如上所述，在本发明的一种实施方式的线圈部件中，基板可以是包含表面层与至少1个内层的多层基板。线圈图案可以形成于多层基板的至少1个内层中的1个、分别在多个分离端部至少形成有1个匝数选择用贯通孔。导通部材可以通过以在一个分离端部的1个匝数选择用贯通孔与另一个分离端部的1个匝数选择用贯通孔之间架桥的方式，配置于表面层上、或者从表面层到匝数选择用贯通孔内部的区域，使多个分离端部相互导通，从而改变多个分离端部相互之间的导通状态。

另外，多个分离端部可以包含卷绕开始的分离端部与卷绕结束的分离端部。在这种情况下，在线圈图案的匝数可变范围内，可以分别在卷绕开始的分离端部及卷绕结束的分离端部、仅形成有1个匝数选择用贯通孔，也可以在卷绕开始的分离端部及卷绕结束的分离端部以外的至少一个分离端部、形成有多个匝数选择用贯通孔。

另外，可以在线圈图案的匝数可变范围内，形成3个以上匝数选择用贯通孔，邻接的匝数选择用贯通孔相互之间的间隔大致为一定。

另外，在本发明的一种实施方式的线圈部件复合体中，多个分离端部可以形成于第1线圈部件与第2线圈部件之间。

另外，在本发明的一种实施方式的电源装置中，导通部材可以是转换元件。另外，也可以进一步具备通过切换控制转换元件来控制匝数的匝数控制部。在这种情况下，匝数控制部可以根据输入电压的大小来控制匝数。

[4.其他实施方式]

本发明的技术不限定于上述实施方式的说明，可以进行各种变形实施。

例如，在上述实施方式中，虽然对将线圈部件适用于电源用电路元件的例子进行了说明，但是本发明的一种实施方式的线圈部件、线圈部件复合体及变压器在电源用电路元件以外也可以被适用。另外，本发明的一种实施方式的线圈部件不限于变压器，也可以适用于电感器。

Claims (8)

1.一种线圈部件，其中，具备：

线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；以及

导通部材，通过使所述多个分离端部相互选择性地导通，使所述线圈图案的匝数变更，

不管所述线圈图案的匝数多少，所述线圈图案的所有部分都构成所述线圈部件的一部分，

所述线圈图案中，通过所述导通部材，根据匝数形成串联连接的图案和/或并联连接的图案，

所述基板是包含表面层与至少1个内层的多层基板，

所述线圈图案形成于所述多层基板的所述至少1个内层中的1个，

分别在所述多个分离端部至少形成1个匝数选择用贯通孔，

所述导通部材通过以在一个所述分离端部的1个所述匝数选择用贯通孔与另一个所述分离端部的1个所述匝数选择用贯通孔之间架桥的方式，配置于所述表面层上、或者从所述表面层到所述匝数选择用贯通孔内部的区域，使所述多个分离端部相互导通，

形成有3个以上所述匝数选择用贯通孔，邻接的所述匝数选择用贯通孔相互之间的间隔相同，

仅用一种导通部材相互连接多个分离端部，所述一种导通部材是指长度相同的导通部材。

2.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，

所述多个分离端部包含卷绕开始的分离端部与卷绕结束的分离端部，

分别在所述卷绕开始的分离端部及所述卷绕结束的分离端部，仅形成1个所述匝数选择用贯通孔，

在所述卷绕开始的分离端部及所述卷绕结束的分离端部以外的至少一个所述分离端部，形成有多个所述匝数选择用贯通孔。

3.一种变压器，其包含一次侧卷线及二次侧卷线，

所述一次侧卷线及所述二次侧卷线中的任一方具备：

线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；以及

导通部材，通过使所述多个分离端部相互选择性地导通，使所述线圈图案的匝数变更，

不管所述线圈图案的匝数多少，所述线圈图案的所有部分都构成所述线圈部件的一部分，

所述线圈图案中，通过所述导通部材，根据匝数形成串联连接的图案和/或并联连接的图案，

所述基板是包含表面层与至少1个内层的多层基板，

所述线圈图案形成于所述多层基板的所述至少1个内层中的1个，

分别在所述多个分离端部至少形成1个匝数选择用贯通孔，

所述导通部材通过以在一个所述分离端部的1个所述匝数选择用贯通孔与另一个所述分离端部的1个所述匝数选择用贯通孔之间架桥的方式，配置于所述表面层上、或者从所述表面层到所述匝数选择用贯通孔内部的区域，使所述多个分离端部相互导通，

形成有3个以上所述匝数选择用贯通孔，邻接的所述匝数选择用贯通孔相互之间的间隔相同，

仅用一种导通部材相互连接多个分离端部，所述一种导通部材是指长度相同的导通部材。

4.一种线圈部件复合体，其包含第1线圈部件及电连接于所述第1线圈部件的第2线圈部件，

所述第1线圈部件具备：

线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；以及

导通部材，通过使所述多个分离端部相互选择性地导通，使所述线圈图案的匝数变更，

不管所述线圈图案的匝数多少，所述线圈图案的所有部分都构成所述线圈部件的一部分，

所述线圈图案中，通过所述导通部材，根据匝数形成串联连接的图案和/或并联连接的图案，

所述基板是包含表面层与至少1个内层的多层基板，

所述线圈图案形成于所述多层基板的所述至少1个内层中的1个，

分别在所述多个分离端部至少形成1个匝数选择用贯通孔，

所述导通部材通过以在一个所述分离端部的1个所述匝数选择用贯通孔与另一个所述分离端部的1个所述匝数选择用贯通孔之间架桥的方式，配置于所述表面层上、或者从所述表面层到所述匝数选择用贯通孔内部的区域，使所述多个分离端部相互导通，

形成有3个以上所述匝数选择用贯通孔，邻接的所述匝数选择用贯通孔相互之间的间隔相同，

仅用一种导通部材相互连接多个分离端部，所述一种导通部材是指长度相同的导通部材。

5.根据权利要求4所述的线圈部件复合体，其中，在所述基板上，所述多个分离端部形成于所述第1线圈部件与所述第2线圈部件之间。

6.一种电源装置，其包含由线圈部件构成的电源用电路元件，

所述线圈部件具备：

线圈图案，形成于基板上，具有通过间隙互相分离的多个分离端部；以及

导通部材，通过使所述多个分离端部相互选择性地导通，使所述线圈图案的匝数变更，

不管所述线圈图案的匝数多少，所述线圈图案的所有部分都构成所述线圈部件的一部分，

所述线圈图案中，通过所述导通部材，根据匝数形成串联连接的图案和/或并联连接的图案，

所述基板是包含表面层与至少1个内层的多层基板，

所述线圈图案形成于所述多层基板的所述至少1个内层中的1个，

分别在所述多个分离端部至少形成1个匝数选择用贯通孔，

所述导通部材通过以在一个所述分离端部的1个所述匝数选择用贯通孔与另一个所述分离端部的1个所述匝数选择用贯通孔之间架桥的方式，配置于所述表面层上、或者从所述表面层到所述匝数选择用贯通孔内部的区域，使所述多个分离端部相互导通，

形成有3个以上所述匝数选择用贯通孔，邻接的所述匝数选择用贯通孔相互之间的间隔相同，

仅用一种导通部材相互连接多个分离端部，所述一种导通部材是指长度相同的导通部材。

7.根据权利要求6所述的电源装置，其中，

所述导通部材是转换元件，

进一步具备通过切换控制所述转换元件来控制匝数的匝数控制部。

8.根据权利要求7所述的电源装置，其中，

所述匝数控制部根据输入电压的大小来控制匝数。