DE112009001937T5

DE112009001937T5 - Schichttransformator für DC/DC-Umwandler

Info

Publication number: DE112009001937T5
Application number: DE112009001937T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Otsuka; Takashi Osawa; Fumihiro Minami
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-06-16
Also published as: CN102099878B; WO2010026690A1; JPWO2010026690A1; CN102099878A; JP5328797B2; US20110102121A1

Abstract

Ein Schichttransformator mit einer Spule, die gebildet ist wie eine Ebene auf einer Platte für elektronische Teile, auf der elektronische Teile angebracht sind, einem ersten Kern, bereitgestellt mit einer Vielzahl von Beinen auf einem flachen Abschnitt desselben, wobei die Vielzahl der Beine Beine enthält, die die Spule penetrieren, und einem plattenförmigen zweiten Kern, der positioniert ist an Enden der Beine des ersten Kerns, und wobei eine Lücke in einem Teil eines Kernglieds gebildet ist, welches eine Kombination des ersten Kerns und des zweiten Kerns ist, wobei ein Innere-Ebene-Abschnitt des ersten Kerns in Kontakt ist mit der planaren Spule, und der erste und zweite Kern festgemacht sind und gehalten werden mit Bezug auf die Spule in solch einer Art und Weise, dass die Lücke und die Spule nicht in einer Ebene positioniert sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schichttransformator für einen DC/DC-Umwandler bzw. Umsetzer, der als Spule leitende Folien (Kupferfolien) verwendet, die auf einer gedruckten Leiterplatte gebildet sind.
Hintergrund der Erfindung
Viele Einheiten verwenden einen Schichttransformator als einen Transformator, der einen DC/DC-Wandler erstellt aus dem Grund, dass die Außenform einschließlich des Kerns eine dünne sein sollte, und ein Schichttransformator leicht einen effizienten DC/DC-Wandler bildet. Beispielsweise ist ein Schichttransformator durch Patentreferenzen 1, 2 und 3 offenbart.
Patentreferenz 1 offenbart einen Schichttransformator, in dem eine Spule gebildet wird in einer Mehrschichtplatte, und zwischen Kernen liegt. Patentreferenz 2 offenbart einen Schichttransformator, der aufgebaut ist unter Verwendung einer Spule, gebildet auf einer Platte, die auf eine Platte, auf der elektronische Teile angebracht sind, aufgesetzt ist. Patentreferenz 3 offenbart einen Schichttransformator, in dem, während zwei geteilte Kerne zusammengebaut sind und angebracht sind aneinander unter Verwendung eines Glieds zum Kombinieren der Kerne zum Bilden einer Spule, der Kern an einer Platte angebracht ist.
Stand der Technik
Patentreferenz

Patentreferenz 1: JP 06-215962 A
Patentreferenz 2: JP 08-236365 A
Patentreferenz 3: JP 2003-324016 A

Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch wird in keiner der oben genannten Patentreferenzen Bezug genommen auf eine Positionsbeziehung zwischen der Spule und den Kernen, und die Eigenschaft des Transformators wird nicht in Betracht gezogen. Insbesondere gibt es in Patentreferenz 3 eine Herausforderung eines Anbringens der Kerne an einer spezifischen Position der Platte, um gute Eigenschaften zu erlangen, obwohl keine spezifische Position der Kerne mit Bezug auf die Platte explizit aufgezeigt wird, um gute Eigenschaften bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solch eine technische Situation gemacht, und es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schichttransformator bereitzustellen, in dem eine Positionsbeziehung zwischen einer Spule und Kernen, einer Lücke (Gap) und so weiter darin spezifiziert werden, um ausreichend seine Eigenschaften aufzuzeigen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schichttransformator bereitgestellt mit einer Spule, gebildet wie eine Ebene auf einer Platte für für die elektronischen Teile, auf der elektronische Teile angebracht sind, einem ersten Kern, der bereitgestellt wird mit einer Vielzahl von Beinen auf einem flachen Abschnitt desselben, wobei die Vielzahl der Beine Beine enthält, die die oben genannte Spule durchdringen bzw. penetrieren, und mit einem plattenförmigen zweiten Kern, positioniert an Enden der Beine des oben genannten ersten Kerns, wobei eine Lücke gebildet wird in einem Teil eines ersten Kernglieds, welches eine Kombination ist des oben erwähnten ersten Kerns und des oben erwähnten zweiten Kerns, wobei ein innerer Ebeneabschnitt des oben erwähnten ersten Kerns in Kontakt ist mit der oben erwähnten Ebenenspule (planare Spule), und die oben erwähnten ersten und zweiten Kerne angebracht sind und gehalten werden mit Bezug auf die oben erwähnte Spule, auf solch eine Art und Weise, dass die oben erwähnte Lücke und die oben erwähnte Spule nicht in einer Ebene positioniert sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schichttransformator bereitgestellt mit einer Spule, gebildet wie eine Ebene auf einer Platte für elektrische Teile, einem ersten Kern, bereitgestellt mit einer Vielzahl von Beinen auf einem flachen Abschnitt desselben, und einem Lückenbildungsabschnitt auf einem zentralen der oben erwähnten Vielzahl von Beinen, die die oben erwähnte Spule durchdringen, einem plattenförmigen zweiten Kern, positionier an Enden der Beine des oben erwähnten ersten Kerns, wobei der oben erwähnte erste Kern und der oben erwähnte zweite Kern zusammengesetzt sind zu einem einstückigen Teil und eine Lücke gebildet wird zwischen dem oben erwähnten zentralen Bein und oben erwähnten zweiten Kern, sowie einem Festmachglied zum Festmachen der oben erwähnten ersten und zweiten Kerne mit Bezug auf die oben erwähnte Spule, wobei das oben erwähnte Festmachglied enthält: Halterungsabschnitte mit Greifabschnitten zum Halten von lateralen Beinen des oben erwähnten ersten Kerns von einer Seite des oben erwähnten zweiten Kerns, entsprechend; einen ersten Federabschnitt zum Drücken von Abschnitten des oben erwähnten zweiten Kerns, die entgegengesetzt sind zu den lateralen Beinen des oben erwähnten ersten Kerns; einen zweiten Federabschnitt, der sich von einer Seite des oben erwähnten zweiten Kerns in Richtung der oben erwähnten Platte für elektrische Teile erstreckt, um Innere-Ebene-Abschnitte der oben erwähnten Beine des oben erwähnten ersten Kerns in Kontakt mit der oben erwähnten Spule zu bringen; und einen Positionierungsabschnitt zum Festmachen des oben erwähnten zweiten Kerns an einer willkürlichen Position mit Bezug auf den oben erwähnten ersten Kern.
In dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Platte, auf der der Kern, zu dem der oben erwähnte erste und zweite Kern zusammengebaut sind, gebildet ist, ein getrenntes Glied sein. Insbesondere wird eine Platte für einen Kern separat angeordnet von der Platte für für die elektronischen Teile, auf der elektronische Teile angebracht sind, und die Spule wird gebildet in einer ebenen Form auf dieser Platte für eine Spule, und der erste Kern und der zweite Kern werden mit der Spule zusammengebaut.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schichttransformator bereitgestellt, der enthält: einen ersten Kern mit einem zentralen Bein und lateralen Beinen, gebildet auf einem flachen Abschnitt desselben, wobei die oben erwähnten lateralen Beine mehr nach außen positioniert sind als das oben erwähnte zentrale Bein, und das oben erwähnte zentrale Bein eine Spule durchdringt, die gebildet wird wie eine Ebene auf einer Platte; und einen zweiten Kern, geformt wie eine Platte, mit einem durchdringenden Loch, durch das das zentrale Bein des oben erwähnten ersten Kerns durchgeht, positioniert mehr nach innen als die lateralen Beine des oben erwähnten ersten Kerns, und mit einer Oberfläche, die den lateralen Beinen des oben erwähnten ersten Kerns bei einem peripheren Abschnitt gegenüber steht, wobei sowohl die oben erwähnten Kerne festgemacht sind an der oben erwähnten Platte, in dem innere Ebenen von beiden der oben erwähnten Kerne in Kontakt gebracht werden mit beiden Oberflächen der Spule, die gebildet ist auf der oben erwähnten Platte.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schichttransformator bereitgestellt, wobei eine Spule, geformt wie eine Platte, ein erster Kern, bereitgestellt mit einer Platte und Beinen, die durch die oben erwähnte Spule gehen, und ein plattenförmiger zweiter Kern, positioniert an einer Seite der Beine des oben erwähnten ersten Kerns, gebildet werden unter Verwendung eines Harzes oder Kunstharzes, in das ein magnetisches Pulver geknetet ist, innere Ebenen von beiden der oben erwähnten Kerne sind in Kontakt mit der Spule, und die ebene Spule und die Kerne sind einstückig angebracht aneinander und gehalten.
Weil in dem Schichttransformator gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die auf der Platte gebildete Spule fest ist an den Kernen, und die Spule in Kontakt ist mit den Kernen, kann der Schichttransformator effiziente und stabile Transformatoreigenschaften aufweisen.
Weil in dem Schichttransformator gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Kerne mit der Platte durch das günstige Festmachglied zusammengebaut werden können, kann der Schichttransformator effiziente und stabile Transformatoreigenschaften aufzeigen.
In dem Schichttransformator gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in der Spule auftretende magnetische Energie leicht geleitet werden zu den Kernen, und die magnetische Energie, die in den Kernen gespeichert ist, kann leicht geleitet werden zu einer andere Spule, und daher kann der Energieverlust verringert werden.
In dem Schichttransformator gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Kerne auf solch eine Art und Weise gebildet werden, dass sie näher an der Spule mit dem Festmachmittel gemäß einem von dem ersten und dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind, und die Eigenschaften des Transformators können ferner verbessert werden. Des Weiteren ist die Formung bzw. Modellierung des Kerns leicht, und der Transformator kann mit geringen Kosten hergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Vorderansicht eines Schichttransformators gemäß Ausführungsform 1;
2 zeigt eine Seitenansicht des Schichttransformators, der in 1 gezeigt ist;
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Festmachglieds in dem Schichttransformator gemäß Ausführungsform 1;
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines zentralen Abschnitts des Festmachglieds, das in 3 gezeigt ist;
5 zeigt das Festmachglied in dem Schichttransformator gemäß Ausführungsform 1, 5(A) zeigt eine Vorderansicht des Festmachglieds, 5(B) zeigt eine Bodenansicht des Festmachglieds, und 5(C) zeigt eine Seitenansicht des Festmachglieds;
6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines anderen Beispiels des Festmachglieds;
7 zeigt das Festmachglied, das in 6 gezeigt ist, in weiterem Detail, 7(A) zeigt eine Vorderansicht des Festmachglieds, 7(B) zeigt eine Bodenansicht des Festmachglieds, und 7(C) zeigt eine Seitenansicht des Festmachglieds;
8 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Schichttransformators gemäß Ausführungsform 2;
9 zeigt eine schematische explosionsperspektivische Ansicht des Schichttransformators, der in 8 gezeigt ist;
10 zeigt eine schematische Vorderansicht, die ein Beispiel einer Verbindung zwischen einer Spule und Elektroden zeigt;
11 zeigt eine schematische Vorderansicht, die ein anderes Beispiel der Verbindung zwischen der Spule und den Elektroden zeigt;
12 zeigt eine Querschnittsansicht eines Schichttransformators gemäß Ausführungsform 3;
13 zeigt eine explosionsperspektivische Ansicht des Schichttransformators, der in 12 gezeigt ist;
14 zeigt eine ebene Ansicht bzw. Draufsicht des Schichttransformators, der in 12 gezeigt ist;
15 zeigt eine Querschnittsansicht eines Schichttransformators gemäß Ausführungsform 4;
16 zeigt eine Querschnittsansicht einer Variante des Schichttransformators, der in 15 gezeigt ist;
17 zeigt eine ebene Ansicht, die eine herkömmliche planare bzw. ebene Spule zeigt; und
18 zeigt eine ebene Ansicht einer Spule gemäß Ausführungsform 5.
Ausführungsformen der Erfindung
Hier im Folgenden werden, um diese Erfindung in größeren Einzelheiten zu erklären, die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Ausführungsform 1 zeigt eine Ausführungsform des ersten und zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt einen Umriss einer Vorderansicht eines Schichttransformators für einen DC/DC-Wandler gemäß Ausführungsform 1, 2 zeigt eine Seitenansicht des Schichttransformators für einen DC/DC-Wandler, 3 zeit eine perspektivische Ansicht eines Festmachglieds, 4 zeigt eine longitudinale Querschnittsansicht des Festmachglieds entlang einer zentralen Linie, und 5(A), 5(B) und 5(C) sind eine Vorderansicht von, eine Unter- bzw. Bodenansicht von und eine Seitenansicht von dem Festmachglied.
Der Schichttransformator 1 umfasst eine Schaltungsplatte 2, welches eine Schaltungsplatte zum Anbringen von elektronischen Teilen eines als eines von Komponenten desselben in Frage stehenden elektronischen Geräts ist. Die Schaltungsplatte 2 zeigt eine Mehrschichtplatte, in der eine Vielzahl von Leitern zum Verdrahten geschichtet sind. Während die elektronischen Teile, die die Schaltung aufbauen, angebracht sind an dieser Schaltungsplatte 2, wird eine Spule in der Schaltungsplatte gebildet. Die Spule besteht aus einer Primärspule, gebildet aus leitenden Folien Kupferfolien) auf Vorder- und Rückseiten der Schaltungsplatte, und eine Sekundärspule, gebildet aus einer leitenden Folie (eine Kupferfolie) in einer inneren Schicht. Ein Kern-Zentralbein-Einführungsloch 3a und Kern-Lateralbein-Einführungslöcher 3b und 3c auf beiden Seiten des Kern-Zentralbein-Einführungslochs 3a werden gebildet in der Schaltungsplatte 2, auf solch eine Art und Weise, dass sie die Schaltungsplatte durchdringen, und die oben erwähnte Spule wird ungefähr konzentrisch um eine Achse gebildet, welches eine Mittellinie des Kern-Zentralbein-Einführungsloches 3a ist. In 1 ist die Primärspule, gebildet aus den leitenden Folien 4 und 5, auf der vorderen und hinteren Oberfläche der Schaltungsplatte 2 gezeigt.
Ein Kernglied besteht aus einem E-förmigen Kern 6 und einem I-förmigen Kern 7. Der E-förmige Kern 6 ist ein Kern mit einem E-förmigen Querschnitt, und besteht aus einem flachen Abschnitt 8, einem zentralen Bein 9a, erhöht von einem Zentralabschnitt dieses flachen Abschnitts 8, und lateralen Beinen 9b und 9c, erhöht von beiden Enden des flachen Abschnitts 9. Die Höhe des zentralen Beins 9a ist ein wenig geringer als die der lateralen Beine 9b und 9c. Der I-förmige Kern 7 ist ein plattenähnlicher Kern mit einem I-förmigen Querschnitt. Jeder von dem E-förmigen Kern 6 und dem I-förmigen Kern 7 ist beispielsweise gebildet durch Ausführen eines Sinterns und Formens bzw. Formgießens eines magnetischen Materialpulvers, wie zum Beispiel einem Ferritpulver.
Von einer Seite der Schaltungsplatte 2 (in einem in 1 und 2 gezeigten Zustand von einer oberen Seite der Schaltungsplatte) wird das zentrale Bein 9a des E-förmigen Kerns 6 durch das Kern-Zentralbein-Einführungsloch 3a der Schaltungsplatte 2 geführt, und die lateralen. Beine 9b und 9c werden durch die Kern-Lateralbein-Einführungslöcher 3b bzw. 3c geführt, und von der anderen Seite der Schaltungsplatte 2 (in dem Zustand, der in 1 und 2 gezeigt ist, von einer unteren Seite der Schaltungsplatte), wird der I-förmige Kern 7 auf solch eine Art und Weise positioniert, dass eine Oberfläche 7a des I-förmigen Kerns 7 kontaktiert wird mit Endoberflächen 9d und 9e der lateralen Beine 9b und 9c des E-förmigen Kerns 6. Eine Lücke G wird gebildet zwischen einer Endoberfläche 9f des Zentralbeins bzw. zentralen Beins 9a des E-förmigen Kerns 6, und der Oberfläche 7a des I-förmigen Kerns 7. In einem Fall, in dem der Transformator ein Zeilentransformator (Flyback-Transformator) ist, wird die Induktanz des Transformators angepasst unter Verwendung dieser Lücke G. In diesem Zustand werden der E-förmige Kern und der I-förmige Kern 7 aneinander festgemacht durch das Festmachglied 11, welches angebracht ist an der Schaltungsplatte 2 von der unteren Seite der Schaltungsplatte 2, und werden auch an die Schaltungsplatte 2 festgemacht.
Das Festmachglied 11 wird mit Bezug auf 3, 4 und 5 erklärt. Halterabschnitte 13a und 13b werden auf solch eine Art und Weise gebildet, dass sie von beiden Enden eines plattenförmigen Plattenabschnitts 12 ansteigen. Obere Enden der Halterabschnitte 13a und 13b sind nach innen gebogen, um diese in Greifabschnitte 14a und 14b zu bilden. Seitenteile des Plattenabschnitts 12 werden nach oben gebogen in Bogenform (Chevron-Form), so dass diese als plattenpressende Federabschnitte 15a und 15b ausgebildet werden, die als ein erster Federabschnitt dienen. Die Lücke zwischen den plattenpressenden Federabschnitten 15a und 15b wird derart eingestellt, dass sie ein wenig größer ist als die Breite des E-förmigen Kerns 6. Sowohl das rechte als auch linke Endteil eines zentralen Abschnitts des Plattenabschnitts 12 werden teilweise von dem Plattenabschnitt geschnitten und nach oben von dem Plattenabschnitt gebogen, um diese als beinpressende Federabschnitte 16a und 16b auszubilden, was als zweiter Federabschnitt dient. Das Festmachglied 11 ist aus einer metallischen Platte hergestellt, wie zum Beispiel einer rostfreien Stahlplatte, oder einem Material mit einer Elastizität, wie zum Beispiel Harz, und die plattenpressenden Federabschnitte 15a und 15b und die beinpressenden Federabschnitte 16a und 16b zeigen eine Federelastizität.
In einem Zustand, in dem der E-förmige Kern 6 und der I-förmige Kern 7 angebracht sind an der Schaltungsplatte 2, von der unteren Seite der Schaltungsplatte 2, werden die Halterabschnitte 13a und 13b das Festmachglied 11 durchgegeben die Lücken zwischen den Kern-Lateralbein-Einführungslöchern 3b und 3c der Schaltungsplatte 2, und die lateralen Beine 9b und 9c des E-förmigen Kerns 6, welche eingeführt sind in die Löcher, und die Greifabschnitte 14a und 14b an den oberen Enden der Halterabschnitte 13a und 13b sind in Eingriff mit einer äußeren Ebene 8a des flachen Abschnitts 8 des E-förmigen Kerns 6. Die plattenpressenden Federabschnitte 15a und 15b des Festmachglieds 11 werden flexibel in Kontakt gebracht mit der hinteren Fläche der Schaltungsplatte 2. Insbesondere wird der E-förmige Kern 6 festgemacht an der Schaltungsplatte 2 durch die Halterabschnitte 13a und 13b und die plattenpressenden Federabschnitte 15a und 15b auf solch eine Art und Weise, dass der E-förmige Kern gegen die Schaltungsplatte gedrückt wird. Folglich werden innere Ebenen 8b des flachen Abschnitts 8 zwischen den Beinen 9a, 9b und 9c des E-förmigen Kerns 6 in engen Kontakt mit der Primärspule 4 gebracht, die gebildet ist auf der Vorderfläche der Schaltungsplatte 2.
Ferner sind innere Kanten 15c und 15d der plattenpressenden Federabschnitte 15a und 15b auf beiden Seitenflächen von jedem des E-förmigen Kerns 6 und des I-förmigen Kerns 7 entsprechend positioniert, so dass die Position des I-förmigen Kerns 7 begrenzt ist mit Bezug auf den E-förmigen Kern 6. Insbesondere dienen in dieser Ausführungsform 1 die inneren Kanten 15c und 15d der plattenpressenden Federabschnitte 15a und 15b als ein positionsbeschränkender Abschnitt. Zusätzlich drücken die beinpressenden Federabschnitte 16a und 16b beide Endabschnitte des I-förmigen Kerns 7 gegen die Endflächen 9d und 9e der lateralen Beine 9b und 9c des E-förmigen Kerns 6, so dass der I-förmige Kern in engen Kontakt gebracht wird mit dem E-förmigen Kern Andererseits wird die Lücke G zwischen der Endfläche 9f des zentralen Beins 9a des E-förmigen Kerns 6 und der Oberfläche 7a des I-förmigen Kerns 7 aufrechterhalten. Insbesondere gilt in dieser Ausführungsform 1 die Endfläche 9f des zentralen Beins 9a als ein Lückenbildungsabschnitt.
Ein anderes Beispiel des Festmachglieds 21 ist in 6 und 7 gezeigt. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Festmachglieds 21, und 7(A) zeigt eine Vorderansicht des Festmachglieds, 7(B) zeigt eine Bodenansicht des Festmachglieds, und 7(C) zeigt eine Seitenansicht des Festmachglieds.
Halterabschnitte 23a und 23b werden auf solch eine Art und Weise gebildet, dass sie von beiden Enden eines plattenförmigen Plattenabschnitts 22 ansteigen. Obere Enden der Halterabschnitte 23a und 23b werden nach innen gebogen, um diese zu Greifabschnitte 24a bzw. 24b zu bilden. Sowohl linke als auch rechte Endteile von Seitenabschnitten des Plattenabschnitts 22 werden nach oben gebogen zum Bilden zu plattenpressenden Federabschnitten 25a und 25b zu formen, die als erster Federabschnitt dienen. Die Lücke zwischen den plattenpressenden Federabschnitten 25a und 25b (zwischen Kanten der plattenpressenden Federabschnitte 25a und 25b) wird derart eingestellt, dass sie geringfügig größer ist als die Breite des E-förmigen Kerns 6. Sowohl ein rechtes als auch linkes Endteil eines Zentralabschnitts des Plattenabschnitts 22 werden teilweise ausgeschnitten aus dem Plattenabschnitt und nach oben gebogen von dem Plattenabschnitt, um diese zu beinpressenden Federabschnitten 26a und 26b zu formen bzw. zu bilden, was als zweiter Federabschnitt dient. Das Festmachglied 21 ist aus einer metallischen Platte bzw. Metallplatte hergestellt, wie zum Beispiel eine Platte aus rostfreiem Stahl, oder einem Material mit einer Elastizität, wie zum Beispiel einem Harz, und die plattenpressenden Federabschnitte 25a und 25b und die beinpressenden Federabschnitte 26a und 26b zeigen eine Federelastizität.
Ein Prozess eines Festmachens des E-förmigen Kerns 6 und des I-förmigen Kerns 7 an der Schaltungsplatte in dem Fall eines Verwendens dieses Festmachglieds 21 ist der gleiche, wie der in dem Fall eines Verwendens des Festmachglieds 11. In diesem Festmachglied 21 werden die plattenpressenden Federabschnitte 25a und 25b in Kontakt mit der Rückseite der Schaltungsplatte 2 gebracht, um den E-förmigen Kern 6 an der Schaltungsplatte 2 zu befestigen.
Selbst in einem Fall, in dem das Kernglied von einem EE-Typ ist mit einer Lücke im Zentrum desselben (in einer Kombination, in der beide der erste und zweite Kern E-förmige Kerne sind), können die inneren Ebenen der Kerne in Kontakt mit der Primärspule sein, welches eine planare bzw. ebene Spule ist, und der Schichttransformator kann gute Eigenschaften in gewissem Ausmaß aufweisen, solange die Position der Lücke der planaren Spule nicht überlappt, obwohl der Raum zwischen der Oberfläche gegenüber den inneren Ebenen der Kerne in Kontakt ist mit der planaren Spule, und die planare Spule wird breit, und der Fluss einer magnetischen Induktion weist leicht Verluste auf. Es ist deshalb bevorzugt, ein Kernglied eines EI-Typs zu verwenden, bei dem die Lücke vorgespannt ist in die Richtung einer Seite des Kernglieds, wie in dem Fall dieser Ausführungsform 1.
Weil in dem Schichttransformator 1 gemäß dieser Ausführungsform 1 die Verwendung des Festmachglieds 11 die Primärspule 4, welche gebildet ist in der Schaltungsplatte 2, in Kontakt bring mit dem E-förmigen Kern 6, so dass der E-förmige Kern an der Schaltungsplatte angebracht ist, kann der Schichttransformator effiziente und stabile Transformatoreigenschaften aufweisen. Ferner können, weil der E-förmige Kern 6 und der I-förmige Kern 7 festgemacht werden können an der Schaltungsplatte 2 nur durch Anbringen des Festmachglieds 11 an diese, die Kosten des Schichttransformators verringert werden, und die Anbringarbeit kann vereinfacht werden. Weil die beinpressenden Federabschnitte 16a und 16b des Festmachglieds 11 die Endabschnitte des I-förmigen Kerns 7 gegen die Endoberflächen 9d und 9e der lateralen Beine 9b und 9c des E-förmigen Kerns 6 entsprechend drücken, um den I-förmigen Kern in engen Kontakt zu bringen mit dem E-förmigen Kern, aber nicht den zentralen Abschnitt des I-förmigen Kerns 7 drücken, kann sichergestellt werden, dass die Lücke G, die benötigt wird für den Zeilentransformator (Flyback-Transformator), eine exakte Größe aufweist. Ferner kann, weil die beinpressenden Federabschnitte nicht den zentralen Anteil des I-förmigen Kerns 7 pressen, ein Druck am Auftreten in dem zentralen Abschnitt des I-förmigen Kerns 7 verhindert werden, und daher kann ein Bruch am Auftreten in dem I-förmigen Kern 7 verhindert werden. Auch in dem Fall eines Verwendens des Festmachglieds 21 werden die gleichen Vorteile bereitgestellt.
Ausführungsform 2
Ein Schichttransformator gemäß dieser Ausführungsform 2 ist auf solch eine Art und Weise aufgebaut, dass in einem von dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Platte, verwendet für eine Transformatorbildung (ebene Spulenbildung) separate angeordnet ist von einer Platte, auf der elektronische Teile angebracht sind, und ein Kernglied ist angebracht an der Platte, die verwendet wird für eine Transformatorbildung. 8 zeigt eine schematische Vorderansicht des Schichttransformators gemäß dieser Ausführungsform 2, und 9 zeigt eine schematische explosionsperspektivische Ansicht des Schichttransformators.
In diesem Schichttransformator 31 ist die Platte für die Spule 33 angeordnet auf der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32, welches die Platte ist, auf der elektronische Teile angebracht sind. Eine Spule wird gebildet in dieser Platte für die Spule 33. Das Kernglied 34 besteht aus einem E-förmigen Kern 35 und einem I-förmigen Kern 36, der kombiniert wird mit dem E-förmigen Kern 35. Der E-förmige Kern 35 besteht aus einem flachen Abschnitt 37, einem zentralen Bein 38a, erhöht von einem zentralen Abschnitt dieses flachen Abschnitts 37 und lateralen Beinen 38b und 38c, erhöht von beiden Enden des flachen Abschnitts 37, wie der E-förmige Kern 6 gemäß Ausführungsform 1. Ein Zentralbein-Einführungsloch 39a um das zentrale Bein 38a des E-förmigen Kerns 35 dazu zu bringen, da durch zu gehen, und Lateralbein-Einführungslöcher 39b und 39c, um die lateralen Beine 38b und 38c des E-förmigen Kerns 35 dazu zu bringen, entsprechend da durch zu gehen, werden gebildet in der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32, auf solch eine Art und Weise, dass die Platte penetriert wird. Ein Platte-für-Spule-Zentralbein-Einführungsloch 40a und Platte-für-Spule-Lateralbein-Einführungslöcher 40b und 40c werden in der Platte für eine Spule 33 mit der gleichen Anordnung gebildet, wie die der Beineinführungslöcher 39a, 39b und 39c der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32, auf solch eine Art und Weise, dass durch die Platte penetriert wird.
Die Platte für die Spule 33 ist eine Mehrschichtplatte, in der eine Vielzahl von leitenden Drähten für eine Spule aufeinander geschichtet sind, und eine Primärspule wird gebildet auf sowohl einer Vorder- als auch Rückseite der Platte für die Spule, und eine Sekundärspule wird gebildet in inneren Schichten. In der Platte für die Spule 33 werden die Primärspule und die Sekundärspule ungefähr konzentrisch um eine Achse gebildet, welches eine Zentrallinie des Kern-Zentralbein-Einführungslochs 40a ist. In 9 ist die Primärspule 41, gebildet auf der Vorderseite der Platte für die Spule 33 gezeigt.
In diesem Schichttransformator 31 werden ein Kombinieren des E-förmigen Kerns 35 und des I-förmigen Kerns 36 und eine Fixierung derselben mit der Platte für die Spule 33 ausgeführt unter Verwendung eines Festmachglieds mit der gleichen Struktur wie entweder dem Festmachglied, das in 3 bis 5 gezeigt ist, oder dem Festmachglied, das in 6 und 7 gezeigt ist. In diesem Fall ist jedes der Halterteile des Festmachglieds länger als das des in 3 bis 5 gezeigte Festmachglieds oder des in 6 und 7 gezeigten Festmachglieds durch eine Länge, die der Dicke der Platte für die Spule 33 entspricht.
Der Zusammenbau dieses Schichttransformators 31 ist der gleiche, wie der des Schichttransformators gemäß Ausführungsform 1. Das zentrale Bein 38a und die lateralen Beine 38b und 38c des E-förmigen Kerns 35 werden durch das Platte-für-Spule-Zentralbein-Einführungsloch 40a und die Platte-für-Spule-Lateralbein-Einführungslöcher 40b und 40c der Platte für die Spule 33 durchgeführt, und die Beineinführungslöcher 39a, 39b und 39c der Platte für ein Anbringen von elektronischen Teilen 32, und der I-förmige Kern 36 wird dann positioniert mit dem I-förmigen Kern in Kontakt mit den Endoberflächen der lateralen Beine 38b und 38c des E-förmigen Kerns 35. Nach diesem werden von einer Seite des I-förmigen Kerns 36, die Halterabschnitte des Festmachglieds durchgeführt durch die Lateralbein-Einführungslöcher 39b und 39c der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32 und der Platte-für-Spule-Lateralbein-Einführungslöcher 40b und 40c der Platte für die Spule 33, und Greifabschnitte an Enden der Halterabschnitte sind in Eingriff mit einer äußeren Fläche des E-förmigen Kerns 35. Insbesondere ist der Schichttransformator 31 auf solch eine Art und Weise konstruiert, dass das Kernglied 34 durch die zwei Platten 32 und 33 geht. In einem Zustand, in dem der Schichttransformator zusammengesetzt wird, wird eine Lücke, die benötigt wird für den Zeilentransformator, gebildet zwischen dem zentralen Bein 38a des E-förmigen Kerns 36 und einer Oberfläche des I-förmigen Kerns 36.
Wie in 8 gezeigt, werden Anschlüsse zum Löten, welche verbunden sind mit der Spule, gebildet in der Platte für die Spule 33, und diese Anschlüsse 42 werden an Elektroden (nicht gezeigt) gelötet, die angeordnet sind an der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32. In 8 bezeichnet Bezugszeichen 43 gelötete Abschnitte.
Als Verfahren zum Verbinden der Anschlüsse, verbunden mit der Spule der Platte für die Spule 33 mit den Elektroden, angeordnet auf der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32, können stabförmige Anschlüsse 44, die durch beide Elektrodenlöcher durchgehen, gebildet in der Spule, und Elektrodenlöcher, gebildet in der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32 angeordnet werden, und können an die Elektrodenlöcher gelötet werden, wie in 10 gezeigt.
Als anderes Verfahren zum Verbinden der Spule der Platte für die Spule 33 an die Elektroden, angeordnet auf der Platte zum Anbringender elektronischen Teile 32, können beide der Elektrodenlöcher, verbunden mit der Spule, gebildet in der Platte für die Spule 33, und die Elektrodenlöcher, gebildet in der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32, miteinander verbunden werden durch Presssitzverbinden von Presssitzanschlüssen 45, die beide von diesen in beiden penetrieren können, wie in 11 gezeigt.
In dem Schichttransformator 31 gemäß dieser Ausführungsform 2 kann, weil die Platte für die Spule 33, verwendet zum Bilden des Schichttransformators 31, angeordnet ist als eine von der Platte zum Anbringen der elektronischen Teile 32 separate Komponente, jede von den leitenden Folien in der Platte für die Spule 33 derart gebildet werden, dass sie dicker ist als die, die in der Platte für für die elektronischen Teile 32 gebildet sind. Beispielsweise hat jede der leitenden Folien in der Platte für für die elektronischen Teile 32 eine Dicke von ungefähr 35 Mikrometer, wobei jede von den leitenden Folien in der Platte für die Spule 33 eine Dicke von ungefähr 70 Mikrometern aufweist. Durch Verdicken von jeder der leitenden Folien, die die Spule bilden, wird ihr Querschnittsbereich groß, und der Widerstand der Spule kann verringert werden. Obwohl die Kosten des Schichttransformators unweigerlich sich erhöhen mit einer Erhöhung der Dicke von jeder der leitenden Folien, hat die Erhöhung der Dicke von jeder der leitenden Folien einen geringen Einfluss auf die Kosten, weil die Platte für die Spule 33, welche die Spule bildet, klein ist verglichen mit der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32, auf der elektronische Teile angebracht werden. Deshalb kann der Schichttransformator zusammengesetzt werden, um bessere Eigenschaften bei relativ geringen Kosten aufzuweisen.
Der Schichttransformator 31 gemäß dieser Ausführungsform 2 stellt nicht nur die gleichen Vorteile bereit, wie die, die bereitgestellt werden durch den Schichttransformator 1 gemäß Ausführungsform 1, aber auch die folgenden Vorteile.
Obwohl es wünschenswert ist, eine Mehrschichtplatte zu verwenden mit vier oder mehr Schichten, um die Spule als einen Transformator zu bilden, ist eine Platte mit zwei Schichten auf der Vorder- und Rückseite derselben, auf der elektronische Teile angebracht sind, günstig und leicht zu verwenden. Wie in dem Fall des Schichttransformators 31 gemäß Ausführungsform 2, kann in einem Fall, in dem das Substrat für die Spule 33, welche den Schichttransformator 31 aufbaut, separat angeordnet ist von der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32, auf der elektronische Teile angebracht werden, dass enge (kleine) Spulenglied gebildet werden aus mehreren Schichten in dem Substrat für die Spule 33 und die breite (große) Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32 kann aus zwei Schichten gebildet werden. Folglich kann der Schichttransformator, der daher einstückig gebildet wird, mit geringen Kosten implementiert werden, und deshalb kann ein DC/DC-Wandler mit geringen Kosten hergestellt werden und verkleinert werden.
In dieser Ausführungsform 2 kann, wie in 8 und 10 gezeigt, die Spule der Platte für die Spule 33 verbunden werden mit den Elektroden der Platte zum Anbringen von elektrischen Teilen 32 mittels Löten. Deshalb kann die Platte für die Spule an der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen angebracht werden unter Verwendung von Reflow-Lötmittel ohne irgendeinem speziellen Prozess ausgesetzt zu sein, und der Anbringprozess wird vereinfacht. Als Alternative können, wie in 11 gezeigt, die Presssitzanschlüsse 45 verwendet werden für die Verbindung zwischen der Spule des Substrat für die Spule 33 und den Elektroden der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 32. Auch in diesem Fall kann der Schichttransformator zusammengesetzt werden ohne irgendeinem Lötprozess ausgesetzt zu werden, und der Zusammensetzprozess wird vereinfacht und die Produktivität wird auch verbessert.
Ausführungsform 3
Diese Ausführungsform 3 ist eine Ausführungsform eines Schichttransformators gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Schichttransformators gemäß Ausführungsform 3, 13 zeigt eine explosionsperspektivische Ansicht des Schichttransformators und 14 zeigt eine ebene Ansicht des Schichttransformators.
In diesem Schichttransformator 51 besteht ein Kernglied aus einem äußeren Kern 52 als ein erster Kern und einem inneren Kern 53 als ein zweiter Kern. Der äußere Kern 52 hat ein zentrales Bein 55a, gebildet in einem zentralen Teil eines scheibenförmigen flachen Abschnitts 54 und bogenförmigen lateralen Beinen 55b und 55c, angeordnet an Kanten des flachen Abschnitts 54, und hat eine Querschnittsform des Buchstabens E. Die Lücke zwischen den lateralen Beinen 55b und 55c ist ein Eingang/Ausgang einer in einer Platte gebildeten Spule. Der innere Kern 53 weist im Wesentlichen eine kreisförmige Form auf und ein durchgehendes Loch 56 ist gebildet in einem zentralen Teil des inneren Kerns.
In der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57 werden ein kreisförmiges zentralbeindurchgehendes Loch 58a zum das zentrale Bein 55a dazu zu bringen, dahin durch zu gehen, und bogenförmige lateralbein-durchgehende Löcher 58b und 58c, um die lateralen Beine 55b und 55c dazu zu bringen, dahin durch zu gehen, gebildet. Die planare Spule wird gebildet in der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57 um das zentralbein-durchgehende Loch 58a. In der Spule werden beispielsweise Primärspulen 59 und 60 gebildet auf der Vorder- und Hinterfläche der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57, und eine Sekundärspule (nicht gezeigt) mit zwei oder mehr Schichten wird gebildet in inneren Schichten der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57.
Der äußere Kern 52 ist angebracht an der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57 durch Hindurchgehenlassen des zentralen Beins 55a durch das zentralbein-durchgehende Loch 58a der Platte zum Anbringen von elektronischen Teile 57, und auch Durchgehen der lateralen Beine 55b und 55c durch die lateralbein-durchgehende Löcher 58b und 58c der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57 von der Vorderseite der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57. Der innere Kern 53 ist positioniert innerhalb der lateralen Beine 55b und 55c des äußeren Kerns 52 durch Hindurchgehen des zentralen Beins 55a des äußeren Kerns 52 durch das durchgehende Loch 56 von einer unteren Seite der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57. Eine innere Ebene 54a zwischen dem zentralen Bein 55a des äußeren Kerns 52 und den lateralen Beinen 55b und 55c des äußeren Kerns 52 wird in engen Kontakt gebracht mit der Primärspule 59, gebildet an der Vorderseite der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57. Der innere Kern 53 wird in engen Kontakt gebracht mit der Primärspule 60, gebildet auf der Hinterseite der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57. Eine Lücke G1, die sich in eine Umfangsrichtung erstreckt, wird gebildet zwischen einer peripheren Oberfläche 53a des inneren Kerns 53 und inneren Oberflächen 55d und 55e der lateralen Beine 55b und 55c des äußeren Kerns 52. Eine Verbindung zwischen den Primärspulen 59 und 60 der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57 und Elektroden, angeordnet an der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57, wird gemacht über den Raum zwischen den lateralen Beinen 55b und 55c des äußeren Kerns 52.
Obwohl der innere Kern 53 kreisförmig sein kann, kann der innere Kern 53 alternativ gebildet werden in einer nicht-kreisförmigen Form, beispielsweise einer Ellipse. In einem Fall, in dem der innere Kern 53 gebildet ist in einer Ellipse, können die Lücke zwischen der peripheren Oberfläche 53a des inneren Kerns 53 und die inneren Oberflächen 55d und 55e der lateralen Beine 55b und 55c des äußeren Kerns 53 variiert werden durch Rotieren des inneren Kerns 53, so dass die Eigenschaften des Transformators angepasst werden können.
Weil in dem Schichttransformator 51 gemäß Ausführungsform 3 der äußere Kern 52 und der innere Kern 53 in engen Kontakt mit den Primärspulen 59 und 60 gebracht werden, die gebildet sind auf sowohl der vorderen und hinteren Seite der Platte zum Anbringen von elektronischen Teilen 57, können die Eigenschaften des Transformators verbessert werden. Insbesondere kann eine magnetische Energie, die in den Primärwicklungen bzw. Primärspulen auftritt, leicht geleitet werden an die Kerne 52 und 53, und die magnetische Energie, die in den Kernen 52 und 53 gespeichert ist, kann leicht geleitet werden an die Sekundärwicklung, und daher kann der Verlust von Energie verringert werden. Ferner kann in einem Fall, in dem der innere Kern in einer nicht-kreisförmigen Form gebildet ist, die Länge der Lücke G1 variiert werden durch Rotieren des inneren Kerns 53, und daher kann die Induktanz dese Transformators auf einen benötigten Wert angepasst werden. Folglich kann der Transformator konstruiert werden, um eine kleine Variation in seinen Eigenschaften aufzuweisen.
Ausführungsform 4
Ausführungsform 4 ist eine Ausführungsform eines Schichttransformators gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung. 15 zeigt einen Querschnitt des Schichttransformators 71 gemäß Ausführungsform 4.
Ein zentralbein-durchgehendes Loch 73a, das von einem zentralen Bein eines Kernglieds penetriert wird, und lateralbein-durchgehende Löcher 73b und 73c, welche von lateralen Beinen des Kernglieds entsprechend penetriert werden, werden in einer Platte 72 gebildet. Planare Spulen (leitende Folien) werden auf der Platte 72 um das zentralbein-durchgehende Loch 73a gebildet. In 15 werden Spulen 74 und 75, gebildet auf sowohl der Vorder- als auch Rückseite der Platte 72, gezeigt. Ein zylindrischer Ferritkern 76, der als das zentrale Bein dient, welches ein Teil eines ersten Kerns ist, penetriert das zentralbein-durchgehende Loch 73a der Platte 72. Durch Einfüllen eines Harzes, in dem ein magnetisches Pulver eingeknetet ist, in eine Form, wobei die Platte 72 zwischen Abschnitten der Form liegt, wird ein mit einem magnetischen Pulver gekneteter Harzkern 77, der den ersten Kern und einen zweiten Kern aufbaut, durch Umspritzen bzw. Insert-Technik gebildet (Insert-Molded). Ein Abschnitt, der der Platte 72 in dem mit magnetischen Pulver gekneteten Harzkern 77 entgegen steht, entspricht dem flachen Abschnitt des oben erwähnten Kerns, und Abschnitte 77a und 77b, die einstückig gebildet sind mit dem flachen Abschnitt und sich von Kanten des flachen Abschnitts erstrecken, und die lateralbein-durchgehende Löcher 73b und 73c penetrieren, entsprechen den lateralen Beinen. Der mit magnetischem Pulver geknetete bzw. geformte Harzkern 77 kann in beispielsweise einer kreisförmigen Form gebildet werden, wenn dieser aus einer Ebene betrachtet wird. Eine Verbindung zwischen den Spulen 74 und 75 und Elektroden, die angeordnet sind auf der Platte 72, wird erstellt über den Raum zwischen den Abschnitten 77a und 77b, die den lateralen Beinen entsprechen. Innere Ebenen 77c und 77d des mit magnetischem Pulver gekneteten Harzkern 77 stehen in den Spulen 74 und 75 gegenüber, die gebildet werden auf der Platte 72 und werden in engen Kontakt gebracht mit den Spulen 74 und 75.
Weil das magnetische Pulver, das enthalten ist in dem mit magnetischem Pulver gekneteten Harzkern 77 aufgeteilt ist in kleine Stücke durch das Harz, in das das magnetische Pulver geknetet ist aus einem mikroskopischen Gesichtspunkt, kann jedes der Stücke aufgefasst werden als eine kleine Lücke und eine Eigenschaft ähnlich zu der der Lücke eines magnetischen Substanz-(Ferrit)-Kerns kann erfasst werden.
Obwohl alle der Abschnitte entsprechend dem ersten und zweiten Kern gebildet werden können aus dem mit magnetischem Pulver gekneteten Harz, besteht der Zentralbeinabschnitt, der keine große Querschnittsfläche aufweisen kann, aus dem Ferrit-Kern 76 aufgebaut aus Ferrit, welches ein festes magnetisches Material ist, weil das mit magnetischem Pulver geknetete Harz eine geringe magnetische Permeabilität aufweist. Insbesondere ist die magnetische Permeabilität des mit magnetischem Pulver gekneteten Harzes gering (sein magnetischer Widerstand ist groß), und die Querschnittsflächen des flachen Abschnitts und die Beine müssen erhöht werden, um gute Transformatoreigenschaften bereitzustellen nur durch Verwenden des mit magnetischem Pulver gekneteten Harzes. Während eine Erhöhung der Querschnittsfläche erreicht werden kann mit relativer Leichtigkeit entweder der lateralen Beine und des flachen Abschnitts, ruft eine Erhöhung in der Querschnittsfläche des zentralen Beins, in dem der Fluss der magnetischen Induktion sich konzentriert, eine Vergrößerung der Spulen hervor sowie eine Eigenschaftsverschlechterung, die aus einer Elektrische-Widerstandserhöhung resultiert, die hervorgerufen wird durch eine Vergrößerung der Spulen. Im Gegensatz dazu kann in dem Fall, in dem der Ferrit-Kern 76 nur verwendet wird als der Zentralbeinabschnitt, der magnetische Widerstand mit der kleinen Querschnittsfläche verringert werden, und gute Transformatoreigenschaften können mit den kleinen Spulen erlangt werden.
In Ausführungsform 4, gezeigt in 15, sind der Ferrit-Kern 76 und der mit magnetischem Pulver geknetete Harzkern 77 integral gebildet über einen geraden Zylinder. Als Alternative können, wie in 16 gezeigt, schraubenförmige sich erstreckende und vertiefte Abschnitte 80 und 81 gebildet werden in einer äußeren Fläche eines Ferrit-Kerns 7 und in einer inneren Fläche eines mit magnetischem Pulver gekneteten Harzkerns 79, und können ineinander eingreifen. In diesem Fall kann der Ferrit-Kern 78 in eine axiale Richtung mit Bezug auf den mit magnetischem Pulver gekneteten Harzkern 79 bewegt werden, und kann bei einer arbiträren Tiefe angehalten werden. Insbesondere ist der Ferrit-Kern 78 wie ein Bolzen geformt, und die innere Fläche des mit magnetischem Pulver Harzkerns 79 ist geformt wie eine Mutter.
Durch Rotieren des Ferrit-Kerns 78 entsprechend dem zentralen Bein zum Bewegen des Ferrit-Kerns nach vorne oder zurück, kann die Fläche eines Abschnitts des Ferrit-Kerns 78, der dem mit magnetischem Pulver gekneteten Harzkern 79 entgegenliegt, auf eine willkürliche bzw. arbiträre Größe variiert werden. Ferner kann der Ferrit-Kern leicht festgemacht werden an der Position nach der Anpassung. Deshalb kann die Induktanz, welches der Schlüsselpunkt zum Bereitstellen der Eigenschaften des Transformators ist, leicht angepasst werden (die Anpassung der oben erwähnten Lücke wird gerichtet auf die Anpassung der Induktanz), und die Eigenschaften des Transformators, erlangt nach der Anpassung, können mit Stabilität aufrechterhalten werden.
Weil in dem Schichttransformator gemäß Ausführungsform 4 die Abschnitte 77a, 77b, 79a und 79a der mit magnetischem Pulver gekneteten Harzkerne 77 und 79b in engen Kontakt gebracht werden mit den Spulen, gebildet auf der Platte 72, können die Kerne auf solch eine Art und Weise gebildet werden, dass sie ferner nahe an den Spulen sind, und die Eigenschaften des Transformators können verbessert werden. Ferner kann, weil die Formung des mit magnetischem Pulver gekneteten Harzkerns leicht ist, der Transformator mit geringen Kosten hergestellt werden. Zusätzlich kann, in dem Fall, in dem das zentrale Bein der Ferrit-Kern 76 oder 78 ist, die Querschnittsfläche des zentralen Kerns verringert werden, und daher kann der Transformator verkleinert werden. Wie in 16 gezeigt, können in dem Fall, in dem der Ferrit-Kern 78 gebildet wird auf solch eine Art und Weise, dass er bewegbar ist mit Bezug auf den mit magnetischem Pulver gekneteten Harzkern 79, Variationen in der Induktanz, die aus den Eigenschaften und gemischten Beträgen (Dichte) des magnetischen Materials (das magnetische Pulver), geknetet mit dem Harz resultieren, korrigiert werden (angepasst) für den Transformator auf individueller Basis.
Ausführungsform 5
Ausführungsform 5 betrifft Spulen, die auf einer Platte gebildet werden, und kann angewandt werden auf irgendeine aller der oben erwähnten Ausführungsformen. Herkömmliche Spulen werden in 17 gezeigt, und Spiralspulen gemäß dieser Ausführungsform 5 werden in 18 gezeigt.
Wie in 17 gezeigt, konzentriert sich, weil ein Strom, der durch jede der breiten planaren Spulen 91a und 91b fließt, durch einen Pfad mit dem kürzesten Abstand fließt, in dem der elektrische Widerstand im Wesentlichen klein ist, der Strom in dem kürzesten Abstandspfad und die Stromdichte diese Abschnitts wird hoch. In 17 zeigt i den Strom, und in einer Stromverteilung iin zeigt einen Stromwert, der durch einen inneren Abstand von jedem der Spulen 91a und 91b fließt, und iout zeigt einen Stromwert, der durch einen äußeren Abschnitt von jeder der Spulen 91a und 91b fließt. Deshalb ist ein Leiter, in dem der Strom im Wesentlichen fließt, dünner als der scheinbare Leiter, und ein Fluss an magnetischer Induktion tritt intensiv entlang des im Wesentlichen dünnen Strompfads auf. Deshalb arbeitet, weil kein Strom durch die Peripherie des Leiters fließt, der Leiter nicht als Spule. Schlimmer noch, gibt es eine Möglichkeit, dass der Fluss an magnetischer Induktion, der in dem dünnen Strompfad auftritt, und dann zum Kern fortschreitet, Verluste am Kern aufweist (die magnetische Energie leckt), und die Eigenschaften des Transformators verschlechtern sich.
Deshalb wird, wie in 18 gezeigt, eine Vielzahl von planaren Spulen 92 und 93, die jeweils gebildet werden aus einer leitenden Folie (einen Vielzahl von spiralleitenden Folien) in geteilte Spulen (geteilte spiralleitende Folien) 92a, 92b, 93a und 93b aufgeteilt. Die aufgeteilten Spulen 92a, 92b, 93a und 93b sind in Reihe verbunden über Leiter, die die Platte penetrieren, mit den entsprechenden geteilten Spulen zum Bilden einzelner Spulen, und die Vielzahl der einzelnen Spulen, die jeweils geteilte Spulen aufweisen, die in Reihe miteinander verbunden sind, werden parallel als eine Satzspule gewickelt. Ferner wird, wenn eine Vielzahl von geteilten Spulen in Reihe verbunden wird, die entsprechend angeordnet sind bei einer Vielzahl von Positionen, gebildet in jeder einer Vielzahl von Schichten, jede der oben erwähnten Vielzahl von einzelnen Spulen, verbunden parallel miteinander, gebildet in einer einzelnen Spule durch selektives Verbinden geteilter Spulen bei unterschiedlichen Positionen der Vielzahl der Schichten. Die Anzahl der Teile, in die jede Spule aufgeteilt wird, ist nicht begrenzt auf zwei, und Aufteilungen von jeder Spule in drei oder mehr Teile gemäß der Spulenbreite ist effektiver.
Weil die Verwendung der Spulen, jede von welchen in Teile aufgeteilt werden gemäß dieser Ausführungsform 5, es möglich macht, für die gleiche Menge an Strom durch jeden der Pfade zu fließen, kann der Strom am sich Konzentrieren auf einen spezifischen dünnen Pfad gehindert werden. Deshalb tritt ein im Wesentlichen gleichförmiges magnetisches Feld in dem Kernglied auf, die magnetische, Energie leitet leicht an das Kernglied und der Verlust des Flusses der magnetischen Induktion, der in den Spulen auftritt, und an das Kernglied geleitet wird, verringert sich. Folglich werden die Eigenschaften des Transformators verbessert.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Weil der Schichttransformator für einen DC/DC-Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung auf solch eine Art und Weise aufgebaut ist, dass die Spulen und das Kernglied, gebildet in der Platte, miteinander festgemacht sind, wobei sie in Kontakt miteinander sind, zeigt der Schichttransformator für einen DC/DC-Wandler eine hohe Effizienz und stabile Eigenschaften. Deshalb ist der Schichttransformator für einen DC/DC-Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung passend zur Verwendung als Schichttransformator für einen DC/DC-Wandler, welcher leitende Folien (Kupferfolien) verwendet, die in einer gedruckten Leiterplatte als Spulen gebildet werden, und so weiter.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Schichttransformator enthält einen ersten Kern 6 mit Beinen 9a, 9b und 9c, die eine Spule auf einer Schaltungsplatte 2 penetrieren, und einen Lückenbildungsabschnitt 9f auf dem zentralen Bein 9a, einen plattenförmigen zweiten Kern, positioniert an einem Ende des oben erwähnten ersten Kerns 6, wobei der oben erwähnte erste und zweite Kern 6 bzw. 7 zu einem einstückigen Stück zusammengebaut sind, und eine Luftlücke G gebildet ist zwischen dem oben erwähnten zentralen Bein 9a und dem oben erwähnten zweiten Kern 7, sowie ein Festmachglied 11 zum Festmachen des oben erwähnten ersten und zweiten Kerns 6 bzw. 7 mit Bezug auf die oben erwähnte Spule. Das oben erwähnte Festmachglied 11 weist einen Halterabschnitt 13a und 13b auf mit Greifabschnitten 14a und 14b zum Halten lateraler Beine des oben erwähnten ersten Kerns 6 von einer Seite des oben erwähnten zweiten Kerns 7, sowie einen ersten Federabschnitt 15a und 15b zum Pressen von Positionen des oben erwähnten zweiten Kerns, die entgegengesetzt sind zu den lateralen Beinen 9b und 9c des oben erwähnten ersten Kerns, und einen zweiten Federabschnitt 16a und 16b, der sich von einer Seite des oben erwähnten zweiten Kerns erstreckt in Richtung der oben bemerkten Schaltungsplatte, um Innere-Ebene-Abschnitte der oben erwähnten Beine des oben erwähnten ersten Kerns in Kontakt zu bringen mit der oben erwähnten Spule.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 06-215962 A [0004]
JP 08-236365 A [0004]
JP 2003-324016 A [0004]

Claims

Ein Schichttransformator mit einer Spule, die gebildet ist wie eine Ebene auf einer Platte für elektronische Teile, auf der elektronische Teile angebracht sind, einem ersten Kern, bereitgestellt mit einer Vielzahl von Beinen auf einem flachen Abschnitt desselben, wobei die Vielzahl der Beine Beine enthält, die die Spule penetrieren, und einem plattenförmigen zweiten Kern, der positioniert ist an Enden der Beine des ersten Kerns, und wobei eine Lücke in einem Teil eines Kernglieds gebildet ist, welches eine Kombination des ersten Kerns und des zweiten Kerns ist, wobei ein Innere-Ebene-Abschnitt des ersten Kerns in Kontakt ist mit der planaren Spule, und der erste und zweite Kern festgemacht sind und gehalten werden mit Bezug auf die Spule in solch einer Art und Weise, dass die Lücke und die Spule nicht in einer Ebene positioniert sind.
Ein Schichttransformator mit einer Spule, die gebildet ist wie eine Ebene auf einer Platte für elektronische Teile, einem ersten Kern, der bereitgestellt ist mit einer Vielzahl von Beinen auf einem flachen Abschnitt desselben, und einem Lückenbildungsabschnitt auf einem zentralen der Vielzahl der Beine, die die Spule penetrieren, einem plattenförmigen zweiten Kern, positioniert an Enden der Beine des ersten Kerns, wobei der erste Kern und der zweite Kern zu einem einstückigen Stück zusammengesetzt sind, und eine Lücke gebildet ist zwischen dem zentralen Bein und dem zweiten Kern, und einem Festmachglied zum Festmachen des ersten und zweiten Kerns mit Bezug auf die Spule, wobei des Festmachglied enthält: einen Halteabschnitt mit Greifabschnitten zum Halten von lateralen Beinen des ersten Kerns von einer Seite des zweiten Kerns; einen ersten Federabschnitt zum Pressen von Positionen des zweiten Kerns, die entgegengesetzt sind zu den lateralen Beinen des ersten Kerns; einen zweiten Federabschnitt, der sich erstreckt von einer Seite des zweiten Kerns in Richtung der Platte für elektronische Teile, zum in Kontaktbringen von Innere-Ebene-Abschnitten der Beine des ersten Kerns mit der Spule; und einen Positionierungsabschnitt zum Festmachen des zweiten Kerns an einer willkürlichen Position mit Bezug auf den ersten Kern.
Der Schichttransformator nach Anspruch 1, wobei die Spule gebildet wird auf einer Platte für eine Spule, die separat angeordnet ist von der Platte für elektronische Teile, und der erste Kern und der zweite Kern zusammengebaut sind in und auf der Platte für elektronische Teile und der Platte für die Spule.
Der Schichttransformator nach Anspruch 2, wobei die Spule auf einer Platte für die Spule gebildet ist, die separat angeordnet ist von der Platte für elektronische Teile, und der erste Kern und der zweite Kern zusammengesetzt sind in und auf der Platte für elektronische Teile und der Platte für die Spule.
Der Schichttransformator nach Anspruch 3, wobei die Platte für die Spule einen Anschluss zum Lötenaufweist, der verbunden ist mit der Spule an einem Ende derselben, und eine Elektrode, angebracht auf der Platte für elektronische Teile, ist verbunden mit dem Anschluss durch Löten des Anschlusses an die Elektrode.
Der Schichttransformator nach Anspruch 4, wobei die Platte für die Spule einen Anschluss zum Löten aufweist, der verbunden ist mit der Spule an einem Ende derselben, und eine Elektrode, angeordnet auf der Platte für elektronische Teile, verbunden ist mit dem Anschluss durch Löten des Anschlusses an die Elektrode.
Der Schichttransformator nach Anspruch 3, wobei der Schichttransformator einen stabförmigen Anschluss aufweist, der sowohl ein Elektrodenloch penetriert, das gebildet ist in der Platte für die Spule und verbunden ist mit der Spule, als auch ein Elektrodenloch penetriert, das gebildet ist in der Platte für für die elektronischen Teile, und Elektroden von beiden der Platten sind verbunden miteinander durch Löten des stabförmigen Anschlusses an diese.
Der Schichttransformator nach Anspruch 4, wobei der Schichttransformator einen stabförmigen Anschluss aufweist, der sowohl ein Elektrodenloch penetriert, das gebildet wird in der Platte für die Spule und verbunden ist mit der Spule, als auch ein Elektrodenloch, das gebildet wird in der Platte für für die elektronischen Teile, und Elektroden von beiden der Platten verbunden sind miteinander durch Löten des stabförmigen Anschlusses an diese.
Der Schichttransformator nach Anspruch 3, wobei Elektroden von beiden der Platte für die Spule und der Platte für elektronische Teile verbunden sind miteinander durch Verwenden eines Presssitzanschlusses, der sowohl ein Elektrodenloch penetriert, das verbunden ist mit der Spule an der Platte für die Spule als auch ein Elektrodenloch der Platte für elektronische Teile.
Der Schichttransformator nach Anspruch 4, wobei Elektroden von sowohl der Platte für die Spule als auch der Platte für elektronische Teile verbunden sind miteinander durch Verwenden eines Presssitzanschlusses, der sowohl ein Elektrodenloch penetriert, das verbunden ist mit der Spule auf der Platte für die Spule, als auch ein Elektrodenloch der Platte für die elektronischen Teile.
Der Schichttransformator nach Anspruch 3, wobei eine leitende Folie, die die Spule auf der Platte für die Spule bildet, dicker ist als eine leitende Folie in der Platte für elektronische Teile.
Der Schichttransformator nach Anspruch 4, wobei eine leitende Folie, die die Spule bildet, auf der Platte für die Spule, dicker ist als eine leitende Folie in der Platte für elektronische Teile.
Der Schichttransformator, umfassend: einen ersten Kern mit einem zentralen Bein und lateralen Beinen, gebildet auf einem flachen Abschnitt desselben, wobei die lateralen Beine mehr nach außen positioniert sind als das zentrale Bein, und das zentrale Bein eine Spule penetriert, die ähnlich einer Ebene auf einer Platte gebildet ist; und eine zweite kernförmige ähnliche Platte mit einem durchgehenden Loch, durch das das zentrale Bein des ersten Kerns durchgeht bzw. penetriert, positioniert mehr nach innen als die lateralen Beine des ersten Kerns und mit einer Oberfläche, die den lateralen Beinen des ersten Kerns bei einem peripheren Abschnitt desselben entgegensteht, wobei beide der Kerne an der Platte festgemacht sind durch Bringen der inneren Ebenen von beiden der Kerne in Kontakt mit beiden Oberflächen der Spule, gebildet auf der Platte.
Der Schichttransformator nach Anspruch 13, wobei der periphere Abschnitt des zweiten Kerns eine nicht-kreisförmige Form aufweist.
Der Schichttransformator, wobei eine Spule, ähnlich geformt wie eine Ebene, ein erster Kern, bereitgestellt mit einer Platte und Beinen, die die Spule penetrieren, und ein plattenförmiger zweiter Kern, positioniert auf einer Seite der Beine des ersten Kerns, gebildet werden durch Verwenden eines Harzes, in dem ein magnetisches Pulver geknetet ist, wobei innere Ebenen von beiden der Kerne in Kontakt mit der Spule sind, und die planare Spule und die Kerne einstückig aneinander befestigt sind und gehalten werden.
Der Schichttransformator nach Anspruch 15, wobei die Kerne einstückig gebildet sind durch Verwenden eines festen magnetischen Materials zum Bilden eines zentralen der Beine, die eine Platte penetrieren, und durch Verwenden des Harzes, in dem das magnetische Pulver eingeknetet ist zum Bilden von Ebeneabschnitten, die die Platte einschließen bzw. sandwichen und lateralen der Beine.
Der Schichttransformator nach Anspruch 16, wobei Projektionen und Einsenkungen zum Arretieren eines Kernabschnitts mit dem zentralen Bein bei einer willkürlichen Position gebildet werden in sowohl einer äußeren Fläche des Kernabschnitts mit dem zentralen Bein penetrierend die Platte und gebildet aus dem festen magnetischen Material als auch einer inneren Fläche eines Zentralbein-Einführungslochs eines Umgebungskernteils, in dem das magnetische Pulver eingeknetet ist.
Der Schichttransformator nach Anspruch 1, wobei in einer Struktur, in der die Spule gebildet wird durch Verbinden einer Vielzahl von spiralleitenden Folienschichten, gebildet auf der Platte in Reihe durch Verwenden eines Leiters, der die Platte penetriert, jede der Vielzahl der spiralleitenden Folienschichten aufgeteilt ist in eine Vielzahl von spiralleitenden Folien aufgeteilte Abschnitte, jede der Vielzahl von spiralleitenden Folien aufgeteilte Abschnitte verbunden ist in Reihe durch Verwenden des Leiters, der die Platte auf solch eine Art und Weise penetriert, dass jeder der Vielzahl von spiralleitenden Folien geteilten Abschnitte eine Spule bildet, eine Vielzahl von Spulen, in jeder von ihnen eine der Vielzahl von spiralleitenden Folie-Geteilte-Abschnitte verbunden ist in Reihe verbunden werden miteinander parallel zum Bilden eines Spulensatzes, und wenn eine Vielzahl von leitenden Folie-Geteilte-Abschnitte verbunden werden, die entsprechend angeordnet sind bei einer Vielzahl von Positionen, gebildet in jeder der Vielzahl der Schichten, jede der Vielzahl der Spulen, parallel verbunden miteinander, gebildet ist in einer einzelnen Spule durch selektives Verbinden von leitenden Folie-Geteilten-Abschnitten der unterschiedlichen Positionen in jeder der Vielzahl von Schichten.
Der Schichttransformator nach Anspruch 2, wobei in einer Struktur, in der die Spule gebildet ist durch Verbinden einer Vielzahl von spiralleitenden Folienschichten, gebildet auf der Platte in Reihe durch Verbinden eines Leiters, der die Platte penetriert, jede der Vielzahl von spiralleitenden Folienschichten geteilt ist in eine Vielzahl von spiralleitenden Folie-Geteilte-Abschnitte, jeder der Vielzahl der spiralleitenden Folie-Geteilte-Abschnitte verbunden ist in Reihe durch Verwenden des Leiters, der auf solch eine Art und Weise penetriert, dass jeder der Vielzahl der spiralleitenden Folie-Geteilte-Abschnitte eine Spule bildet, eine Vielzahl von Spulen, in jeder von welchen die Vielzahl der spiralleitenden Folie-Geteilte-Abschnitte verbunden ist in Reihe miteinander parallel verbunden werden zum Bilden eines Spulensatzes, und wenn eine Vielzahl von Leitende-Folie-Geteilte-Abschnitte in Reihe verbunden werden, welche entsprechend angeordnet sind bei einer Vielzahl von Positionen, gebildet in jeder der Vielzahl von Schichten, jede der Vielzahl von Spulen, verbunden parallel miteinander, gebildet wird in einer einzelnen Spule durch selektives Verbinden von Leitende-Folie-Geteilte-Abschnitte bei unterschiedlichen Positionen in jeder der Vielzahl von Schichten.
Der Schichttransformator nach Anspruch 13, wobei in einer Struktur, in der die Spule gebildet wird durch Verbinden einer Vielzahl von Spiralleitende-Folie-Schichten, gebildet auf der Platte in Reihe durch Verwenden eines Leiters, der die Platte penetriert, jede der Vielzahl der Spiralleitende-Folie-Schichten geteilt wird in eine Vielzahl von Spiralleitende-Folie-Geteilte-Abschnitte, jeder der Vielzahl der Spiralleitende-Folie-Geteilte-Abschnitte in Reihe verbunden ist durch Verwenden des Leiters, der die Platte auf solch eine Art und Weise penetriert, dass jeder der Vielzahl der Spiralleitende-Folie-Geteilte-Abschnitte eine Spule bildet, eine Vielzahl von Spulen in jeder von diesen der Vielzahl von Spiralleitende-Folie-Geteilte-Abschnitte in Reihe verbunden ist miteinander parallel verbunden werden zum Bilden eines Spulensatzes, und wenn eine Vielzahl der Leitende-Folie-Geteilte-Abschnitte, die entsprechend angeordnet sind bei einer Vielzahl von Positionen, gebildet in jeder der Vielzahl der Schichten, in Reihe verbunden werden, jede der Vielzahl von Spulen, parallel verbunden miteinander, gebildet wird in einer einzelnen Spule durch selektives Verbinden von Leitende-Folie-Geteilte-Abschnitte bei unterschiedlichen Positionen in jeder der Vielzahl der Schichten.
Der Schichttransformator nach Anspruch 15, wobei in einer Struktur, in der die Spule gebildet wird durch Verbinden einer Vielzahl von Spiralleitende-Folie-Schichten, gebildet auf der Platte in Reihe durch Verwenden eines Leiters, der die Platte penetriert, jede der Vielzahl der Spiralleitende-Folie-Schichten geteilt wird in eine Vielzahl von Spiralleitende-Folie-Geteilte-Abschnitte, jeder der Vielzahl der Spiralleitende-Folie-Geteilte-Abschnitte in Reihe verbunden ist durch Verwenden des Leiters, der die Platte auf solch eine Art und Weise penetriert, dass jeder der Vielzahl der Spiralleitende-Folie-Geteilte-Abschnitte eine Spule bildet, eine Vielzahl von Spulen in jeder von welchen die Vielzahl der Spiralleitende-Folie-Geteilte-Abschnitte in Reihe verbunden ist miteinander parallel verbunden werden zum Bilden eines Spulensatzes, und wenn eine Vielzahl von Leitende-Folie-Geteilte-Abschnitte, die entsprechend angeordnet werden an einer Vielzahl von Positionen, gebildet in jeder der Vielzahl der Schichten, in Reihe verbunden werden, jede der Vielzahl der Spulen, verbunden parallel miteinander, gebildet wird in eine einzelne Spule durch selektives Verbinden von Leitende-Folie-Geteilte-Abschnitte bei unterschiedlichen Positionen in jeder der Vielzahl der Schichten.