DE112021004013T5

DE112021004013T5 - Ansteuerschaltung und steuerplatine

Info

Publication number: DE112021004013T5
Application number: DE112021004013.8T
Authority: DE
Inventors: Hirokatsu Umegami; Atsushi Yamaguchi; Manabu Ishitobi
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2023-06-07
Also published as: JPWO2022024915A1; CN116057650A; WO2022024915A1; US20230290568A1

Abstract

Eine Ansteuerschaltung steuert die Ansteuerung eines Schaltelements durch Ausgabe eines Ansteuersignals an das Schaltelement. Die Ansteuerschaltung weist einen Luftkerntransformator mit einer Vielzahl von Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung auf, die magnetisch mit jeder der Vielzahl von Primärwicklungen gekoppelt ist. Ein Wechselstromsignal wird in jede der Vielzahl von Primärwicklungen des Luftkerntransformators eingegeben. Die Vielzahl der Primärwicklungen schließt eine erste Primärwicklung und eine zweite Primärwicklung mit ein. Es besteht eine Phasendifferenz zwischen einem Wechselstromsignal, das in die erste Primärwicklung eingegeben wird, und einem Wechselstromsignal, das in die zweite Primärwicklung eingegeben wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Ansteuerschaltung und eine Steuerplatine.
BACKGROUND ART
Als Antriebssteuerungsvorrichtung oder Strom- bzw. Leistungsversorgungsvorrichtung gibt es solche, die ein Schaltelement wie einen MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) und einen IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) enthalten. Bei einer solchen Antriebssteuerungsvorrichtung und Leistungsversorgungsvorrichtung wird eine Ansteuerschaltung verwendet, um die Ansteuerung des Schaltelements (Schaltvorgang) zu steuern. Das Patentdokument 1 offenbart zum Beispiel eine Ansteuerschaltung, die für eine Antriebsansteuerungsvorrichtung eingesetzt wird.
DOKUMENT AUS DEM STAND DER TECHNIK
Patentdokument
Patentdokument 1: JP-A-2014-155412
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Das durch die Erfindung zu lösende Problem
Entsprechend einer Antriebssteuerungsvorrichtung und einer Leistungsversorgungsvorrichtung, die ein Schaltelement aufweisen, können verschiedene Arten von Schaltvorgängen bezüglich des Schaltelements als erforderlich angenommen werden.
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände konzipiert, und eine Aufgabe davon ist es, eine Ansteuerschaltung bereitzustellen, die einen Schaltvorgang eines Schaltelements als ein anzusteuerndes Objekt mit einem hohen Freiheitsgrad einstellen kann.
Mittel zur Lösung der Probleme
Eine Ansteuerschaltung entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung steuert die Ansteuerung eines Schaltelements durch Ausgabe eines Ansteuersignals an das Schaltelement. Die Ansteuerschaltung weist einen Luftkerntransformator („air-core transformer“) mit einer Vielzahl von Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung auf, die magnetisch mit jeder der Vielzahl von Primärwicklungen gekoppelt ist. Ein Wechselstromsignal („AC signal“) wird in jede der Vielzahl von Primärwicklungen des Luftkerntransformators eingegeben. Die Vielzahl der Primärwicklungen weist eine erste Primärwicklung und eine zweite Primärwicklung auf. Es besteht eine Phasendifferenz zwischen einem Wechselstromsignal, das in die erste Primärwicklung eingegeben wird, und einem Wechselstromsignal, das in die zweite Primärwicklung eingegeben wird.
Eine Steuerplatine gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die Ansteuerschaltung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung auf. Die Steuerplatine weist ein Verdrahtungssubstrat („wiring substrat“) auf, das innerhalb den Luftkerntransformator trägt. Das Verdrahtungssubstrat weist eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten auf, die in einer Dickenrichtung laminiert sind, und eine Vielzahl von Isolierschichten, die zwischen der Vielzahl von Verdrahtungsschichten in der Dickenrichtung angeordnet sind. Der Luftkerntransformator ist durch ein Verdrahtungsmuster in der Vielzahl der Verdrahtungsschichten ausgebildet.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der Ansteuerschaltung und der Steuerplatine der vorliegenden Offenbarung kann der Schaltvorgang des Schaltelements als anzusteuerndes Objekt mit einem hohen Freiheitsgrad eingestellt werden.
Figurenliste

1 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel für eine Schaltungsausgestaltung einer Ansteuerschaltung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 ist ein Zeitdiagramm, das einen beispielhaften Betriebsvorgang der Ansteuerschaltung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 ist eine Draufsicht, die eine Steuerplatine darstellt, die mit der Ansteuerschaltung der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist.
4 ist eine schematische Schnittansicht, die die mit der Ansteuerschaltung der vorliegenden Offenbarung versehene Steuerplatine veranschaulicht; es handelt sich um eine schematische Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie IV-IV der 3.
5 ist eine perspektivische Darstellung eines Luftkerntransformators nach der vorliegenden Offenbarung.
6 ist eine Draufsicht, die den Luftkerntransformator der vorliegenden Offenbarung darstellt.
7 ist eine Bodenansicht, die den Luftkerntransformator der vorliegenden Offenbarung darstellt.
8 ist eine perspektivische Darstellung eines ersten zylindrischen Teils (eines Teils des Luftkerntransformators) der vorliegenden Offenbarung.
9 ist eine Draufsicht, die den ersten zylindrischen Teil der vorliegenden Offenbarung darstellt.
10 ist eine perspektivische Darstellung eines zweiten zylindrischen Teils (eines Teils des Luftkerntransformators) der vorliegenden Offenbarung.
11 ist eine Draufsicht, die den zweiten zylindrischen Teil der vorliegenden Offenbarung darstellt.
12 ist eine schematische Darstellung, in der die jeweiligen Primärwicklungen der vorliegenden Offenbarung in Umfangsrichtung gesehen dargestellt sind.
13 ist eine schematische Darstellung, in der eine Sekundärwicklung der vorliegenden Offenbarung in Umfangsrichtung dargestellt ist.
14 ist eine schematische Darstellung zur Darstellung der Ausrichtung des Luftkerntransformators der vorliegenden Offenbarung in Umfangsrichtung.
15 ist eine Draufsicht, die einen Teil des Luftkerntransformators der vorliegenden Offenbarung darstellt.
16 ist eine Draufsicht, die einen Teil des Luftkerntransformators der vorliegenden Offenbarung zeigt.
17 ist ein Wellenformdiagramm, das einen weiteren beispielhaften Betriebsvorgang der Ansteuerschaltung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
18 ist ein Wellenformdiagramm, das ein weiteren beispielhaften Betriebsvorgang der Ansteuerschaltung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
19 ist ein Schaltplan, der ein weiteres Beispiel für eine Schaltungsausgestaltung der Ansteuerschaltung der vorliegenden Offenbarung zeigt.
20 ist eine perspektivische Darstellung eines ersten zylindrischen Teils gemäß einer Variante der vorliegenden Offenbarung.
21 ist eine Draufsicht, die eine Steuerplatine gemäß einer Variante der vorliegenden Offenbarung darstellt.
22 ist eine schematische Schnittansicht, die die in 21 dargestellte Steuerplatine zeigt; diese ist eine schematische Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie XXII-XXII der 21.
23 ist eine Draufsicht, die eine Steuerplatine gemäß einer Variante der vorliegenden Offenbarung darstellt.
24 ist eine schematische Schnittansicht, die die in 23 gezeigte Steuerplatine zeigt; diese ist eine schematische Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie XXIV-XXIV der 22.

MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Bevorzugte Ausführungsformen einer Ansteuerschaltung und einer Steuerplatine der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Beschreibungen werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Bestandteile verwendet, und eine redundante Erklärung wird weggelassen.
<Ansteuerschaltung>
Zunächst wird eine Ansteuerschaltung A1 der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel für eine Schaltungsausgestaltung der Ansteuerschaltung A1 darstellt. Wie in 1 gezeigt, ist die Ansteuerschaltung A1 mit einem Luftkerntransmitter bzw. -transformator B1 und einem Steuerteil C1 ausgestattet.
Die Ansteuerschaltung A1 steuert die Ansteuerung eines Schaltelements Q durch Ausgabe eines Ansteuersignals an das Schaltelement Q. Bei dem Schaltelement Q handelt es sich z.B. um einen MOSFET. In dieser Ausgestaltung ist die Ansteuerschaltung A1 eine so genannte Gate-Treiberschaltung („gate driver“), und das Ansteuersignal ist ein Spannungssignal. Das Schaltelement Q ist nicht auf den MOSFET beschränkt, sondern kann auch ein anderer Transistor sein, z. B. ein IGBT.
Der Luftkerntransmitter bzw. -transformator B1 hat eine Vielzahl von Primärwicklungen 1 und Sekundärwicklungen 2, wie in 1 dargestellt. Jede der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 sind magnetisch miteinander gekoppelt. Die in 1 dargestellten zwei geraden Linien zwischen den jeweiligen Primärwicklungen 1 und der Sekundärwicklung 2 zeigen die magnetische Kopplung an und weisen nicht auf ein Kernelement („core element“) wie eine magnetische Substanz hin. In der vorliegenden Ausführungsform wird beispielhaft der Fall beschrieben, dass der Luftkerntransmitter bzw. -transformator B1 drei Primärwicklungen 1 aufweist, es ist jedoch ausreichend, wenn der Luftkerntransmitter bzw. - transformator zwei oder mehr Primärwicklungen 1 aufweist. Wenn die drei Primärwicklungen 1 voneinander unterschieden werden sollen, werden sie als Primärwicklung 1A, Primärwicklung 1B und Primärwicklung 1C bezeichnet.
Jeder der Vielzahl von Primärwicklungen 1 wird vom Steuerteil C1 ein Wechselspannungssignal zugeführt. In jede Primärwicklung 1 wird zum Beispiel eine Wechselspannung als Wechselstromsignal vom Steuerteil C1 eingegeben. In jeder Primärwicklung 1 fließt ein der Eingangswechselspannung entsprechender Wechselstrom, und durch den Wechselstrom wird ein Magnetfeld erzeugt. Die in jede Primärwicklung 1 eingespeiste Wechselspannung ist eine Rechteckwelle, deren Zyklus („cycle“)(Frequenz), Amplitude (Maximalwert), Verhältnis zwischen einer Periode mit positivem Wert und einer Periode mit negativem Wert innerhalb eines (1 bzw. einzigen) ganzen Zyklus, und Phase in geeigneter Weise eingestellt werden. In einem Beispiel haben die Wechselspannungen, die in die Vielzahl von Primärwicklungen 1 eingespeist werden, jeweils den gleichen Zyklus (Frequenz) und die gleiche Amplitude (Maximalwert), und das Verhältnis zwischen der Periode, die einen positiven Spannungswert haben soll, und der Periode, die einen negativen Spannungswert haben soll, ist in einem (1) ganzen Zyklus 50:50 und sie sind gleich miteinander. Nimmt man ferner an, dass die Anzahl der Primärwicklungen n beträgt (n ist eine natürliche Zahl), so unterscheiden sich die Phasen der Signale um 2π/n voneinander.
Die Anzahl der Windungen der Vielzahl von Primärwicklungen 1 ist nicht spezifisch begrenzt, nimmt aber in der vorliegenden Ausführungsform denselben Wert an. Das heißt, wenn die Anzahl der Windungen der Primärwicklung 1A N_1A ist, die Anzahl der Windungen der Primärwicklung 1B N₁₃ ist und die Anzahl der Windungen der Primärwicklung 1C N_1C ist, ist N_1A:N_1B:N_1C=1:1:1.
Die Sekundärwicklung 2 ist mit den jeweiligen Primärwicklungen 1 magnetisch gekoppelt, wie oben erläutert. Der Induktionsstrom fließt in der Sekundärwicklung 2 aufgrund der von den jeweiligen Primärwicklungen 1 erzeugten Magnetfelder, und die Sekundärwicklung 2 gibt die dem Induktionsstrom entsprechende Spannung ab (im Folgenden als „Ausgangsspannung“ bezeichnet). In der vorliegenden Ausführungsform wird die von der Sekundärwicklung 2 ausgegebene Ausgangsspannung dem Schaltelement Q als das oben genannte Ansteuersignal zugeführt.
Die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 2 ist nicht spezifisch begrenzt, sondern entspricht in der vorliegenden Ausführungsform derjenigen der Vielzahl von Primärwicklungen 1. Das heißt, wenn die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 2 N₂ ist, ist N₁A:N_1B:N_1C:N₂=1:1:1:1.
Der Steuerteil C1 erzeugt ein Wechselstromsignal, das in jede Primärwicklung 1 des Luftkerntransformators B1 eingegeben wird. Der Steuerteil C1 weist eine Vielzahl von Steuer-ICs 3 auf, wie in 1 dargestellt. Die Vielzahl der Steuer-ICs 3 erzeugt jeweils ein Wechselstromsignal („AC signal“) (z.B. eine Wechselspannung) in Bezug auf jede Primärwicklung 1 und gibt es an jede Primärwicklung 1 aus. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Steuerteil C1 für jede der Vielzahl von Primärwicklungen 1 einen Steuer-IC 3 auf. In dem Beispiel, in dem der Luftkerntransformator B1 drei Primärwicklungen 1 hat, hat der Steuerteil C1 also drei Steuer-ICs 3, wie in 1 gezeigt. Wenn diese drei Steuer-ICs voneinander unterschieden werden sollen, werden sie als Steuer-IC 3A, Steuer-IC 3B und Steuer-IC 3C bezeichnet. Der Steuer-IC 3A speist ein Wechselstromsignal (eine Wechselspannung) in die Primärwicklung 1A ein. Der Steuer-IC 3B speist ein Wechselstromsignal (eine Wechselspannung) in die Primärwicklung 1B ein. Der Steuer-IC 3C speist ein Wechselstromsignal (eine Wechselspannung) in die Primärwicklung 1C ein. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Steuerteil C1 derart ausgebildet sein, dass es einen gemeinsamen IC 3 für die Vielzahl der Primärwicklungen 1 aufweist. In diesem Fall speist dieser gemeinsame Steuer-IC 3 ein Wechselstromsignal (eine Wechselspannung) in die jeweiligen Primärwicklungen 1 ein.
<Betriebsbeispiel der Ansteuerschaltung>
Als nächstes wird ein Betriebsbeispiel der Ansteuerschaltung A1 unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
2 ist ein Zeitdiagramm, das einen beispielhaften Betriebsvorgang der Ansteuerschaltung A1 darstellt. 2A stellt eine Wellenform einer Wechselspannung V1A (ein Wechselstromsignal) dar, die in die Primärwicklung 1A des Luftkerntransformators B1 eingegeben wird. 2B zeigt die Wellen- bzw. Kurvenform einer Wechselspannung V_1B (ein Wechselstromsignal), die in die Primärwicklung 1B des Luftkerntransformators B1 eingespeist wird. 2C zeigt die Wellenform einer Wechselspannung V_1C (ein Wechselstromsignal), die in die Primärwicklung 1C des Luftkerntransformators B1 eingespeist wird. 2D zeigt die Wellen- bzw. Kurvenform einer Wechselspannung V₂ (ein Wechselstromsignal), die in die Sekundärwicklung 2 des Luftkerntransformators B1 eingespeist wird. Es wird bemerkt, dass zum besseren Verständnis in 2 die Längsachse und die Querachse des Zeitdiagramms je nach Bedarf vergrößert oder verkleinert sind, und dass die jeweils dargestellten Wellenformen vereinfacht, übertrieben oder hervorgehoben sind.
In dem in 2 dargestellten Betriebsvorgangsbeispiel werden z.B. die drei in den 2A-2C dargestellten Wechselspannungen V_1A, V_1B und V_1C an die jeweiligen Primärwicklungen 1A-1C angelegt. Wie in den 2A-2C dargestellt, handelt es sich bei den drei Wechselspannungen V_1A, V_1B und V_1C jeweils um Rechteckwellen. Außerdem sind die drei Wechselspannungen V_1A, V_1B und V_1C in Bezug auf den Zyklus (Frequenz) und die Amplitude (Maximalwert) gleich, und das Verhältnis zwischen der Periode, in der ein positiver Spannungswert auftritt, und der Periode, in der ein negativer Spannungswert auftritt, beträgt in einem (1) Zyklus 50:50, und sie sind zueinander gleich. Außerdem unterscheiden sich die Phasen der drei Wechselspannungen V_1A, V_1B und V_1C um etwa 120 Grad (= 2π/3) voneinander. Wenn solche Wechselspannungen V_1A, V_1B und V_1C in die jeweiligen Primärwicklungen 1A, 1B und 1C eingespeist werden, fließen darin die diesen Wechselspannungen V_1A, V_1B und V_1C entsprechenden Ströme, und durch jede der Vielzahl von Primärwicklungen 1A, 1B und 1C wird ein Magnetfeld erzeugt. Es wird bemerkt, dass die Größen der von den jeweiligen Primärwicklungen 1A, 1B und 1C erzeugten magnetischen Flüsse ungefähr proportional zu den Amplituden (Maximalwerten) der jeweiligen Wechselspannungen V_1A, V_1B und V_1C sind. Ferner fließt aufgrund der Einflüsse der von den jeweiligen Primärwicklungen 1A, 1B und 1C erzeugten Magnetfelder ein Induktionsstrom in der Sekundärwicklung 2, und die in 2D dargestellte Ausgangsspannung V₂ wird von der Sekundärwicklung 2 ausgegeben. Diese Ausgangsspannung V₂ ist eine Spannung gemäß dem Induktionsstrom.
Zum Beispiel nimmt zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t1 die in die Primärwicklung 1A eingegebene Wechselspannung V_1A und die in die Primärwicklung 1C eingegebene Wechselspannung V_1C jeweils einen positiven Wert an, und die in die Primärwicklung 1B eingegebene Wechselspannung V_1B nimmt einen negativen Wert an. Somit sind das von der Primärwicklung 1A erzeugte Magnetfeld und das von der Primärwicklung 1C erzeugte Magnetfeld in dieselbe Richtung ausgerichtet, und das von der Primärwicklung 1B erzeugte Magnetfeld ist in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet. Infolgedessen nimmt die Ausgangsspannung V₂, wie in 2D gezeigt, einen positiven Wert an. Ferner nimmt zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2 die Wechselspannung V_1A, die in die Primärwicklung 1A eingegeben wird, den positiven Wert an, die Wechselspannung V_1B, die in die Primärwicklung 1B eingegeben wird, und die Wechselspannung V_1C, die in die Primärwicklung 1C eingegeben wird, nehmen jeweils die negativen Werte an, die Wechselspannung V_1B, die in die Primärwicklung 1B eingegeben wird, nimmt den negativen Wert an. Somit sind das von der Primärwicklung 1B erzeugte Magnetfeld und das von der Primärwicklung 1C erzeugte Magnetfeld in dieselbe Richtung ausgerichtet, und das von der Primärwicklung 1A erzeugte Magnetfeld ist in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet. Infolgedessen nimmt, wie in 2D dargestellt, die Ausgangsspannung V₂ einen negativen Wert an. Anschließend tritt nach der Zeit t2 ein ähnliches Ereignis ein, und daher ist die Frequenz der Ausgangsspannung V₂ dreimal so groß wie die Frequenz f der jeweiligen Wechselspannungen V_1A, V_1B und V_1C, wie in 2D dargestellt. Das heißt, die Frequenz der Ausgangsspannung V₂ ist 3f.
In dem in 2 dargestellten Betriebsvorgangsbeispiel der Ansteuerschaltung A1 entspricht eine der Vielzahl von Primärwicklungen 1A-1C der „ersten Primärwicklung“ und eine der beiden anderen der „zweiten Primärwicklung“.
<Steuerplatine>
Als nächstes wird eine Steuerplatine („control board“) D1, die mit der Ansteuerschaltung A1 ausgestattet ist, unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert.
Die Steuerplatine D1 ist mit einem Verdrahtungssubstrat E1, einer Vielzahl von elektronischen Komponenten 9 und einer Vielzahl von Verbindern („connectors“) CN bereitgestellt. 3 ist eine Draufsicht auf die Steuerplatine D1 und zeigt eine Anordnung der Vielzahl von elektronischen Komponenten 9 und der Vielzahl von Verbindern CN. In 3 sind die Vielzahl elektronischer Komponenten 9, die Vielzahl von Verbindern CN und dergleichen durch imaginäre Linien (Zweipunkt-Kettenlinien) eingezeichnet. 4 ist eine schematische Schnittansicht, die die Steuerplatine D1 zeigt, und zeigt schematisch den Querschnitt entlang der Linie IV-IV der 3. Der Einfachheit halber werden in den 3 und 4 drei zueinander senkrechte Richtungen als x-Richtung, y-Richtung und z-Richtung definiert. Die z-Richtung ist eine Dickenrichtung der Steuerplatine D1. Die x-Richtung ist eine Rechts-Links-Richtung in der Draufsicht auf die Steuerplatine D1 (siehe 3). Die y-Richtung ist eine Auf- und Abwärtsrichtung in der Draufsicht auf die Steuerplatine D1 (siehe 3). In der folgenden Erläuterung ist die „Draufsicht“ eine Ansicht in z-Richtung.
Die Vielzahl elektronischer Komponenten 9 weist neben der Vielzahl von Steuer-ICs 3 der obigen Ansteuerschaltung A1 beispielsweise eine Vielzahl von Widerständen 91, eine Vielzahl von Kondensatoren („capacitors“) 92 und dergleichen auf, wie in 3 gezeigt. Die Vielzahl von Widerständen 91 und die Vielzahl von Kondensatoren 92 sind Komponenten, die in geeigneter Weise hinzugefügt werden, um die Ansteuerung des Schaltelements Q in der Ansteuerschaltung bevorzugt auszuführen. Wie die Vielzahl der Widerstände 91, können Gate-Widerstände können verwendet werden.
Jeder der Vielzahl von Verbindern CN ist ein Terminal, an den eine externe Vorrichtung angeschlossen bist. Auf der Steuerplatine D1 ist an die Vielzahl von Verbindern CN beispielsweise eine Steuervorrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals (eines PWN-Signals) angeschlossen, die für jeden Steuer-IC 3 zur Erzeugung eines Wechselstromsignals (einer Wechselspannung) bestimmt ist. Jeder Steuer-IC 3 erzeugt das Wechselstromsignal (die Wechselspannung) über jeden Verbinder CN basierend auf dem Eingangssteuersignal (dem PWM-Signal). Dieses PWM-Signal wird in Bezug auf die Frequenz, das Tastverhältnis, die Phase usw. entsprechend eingestellt. Es wird bemerkt, dass in einem Beispiel die PWM-Signale die Frequenz f haben, das Tastverhältnis von 50 %, und die Phasen um 2π/n voneinander abweichen.
Das Verdrahtungssubstrat E1 ist z.B. eine gedruckte Schaltung. Das Verdrahtungssubstrat E1 ist nicht auf die gedruckte Schaltung beschränkt, sondern kann auch ein Halbleitersubstrat oder ein Keramiksubstrat sein. Das Verdrahtungssubstrat E1 trägt innerhalb den Luftkerntransformator B1. Das Verdrahtungssubstrat E1 ist in der Draufsicht z. B. rechteckig. Das Verdrahtungssubstrat E1 trägt die Vielzahl von elektronischen Komponenten 9, die Vielzahl von Verbindern CN und das Schaltelement Q. Das Verdrahtungssubstrat E1 ist mit einer Vielzahl von Verdrahtungsschichten 7, einer Vielzahl von Durchgangselektroden 79 und einem Isolierteil 8 ausgestattet. Der Luftkerntransformator B1 wird durch die Vielzahl an Verdrahtungsschichten 7 und die Vielzahl an Durchgangselektroden 79 hergestellt.
Die Vielzahl der Verdrahtungsschichten 7 sind jeweils aus Metall gefertigt. Das die jeweiligen Verdrahtungsschichten 7 bildende Material ist z.B. Cu (Kupfer) oder eine Cu-Legierung. Das Material ist nicht auf Cu und Cu-Legierungen beschränkt. Die Vielzahl der Verdrahtungsschichten 7 weist eine erste Verdrahtungsschicht 71, eine zweite Verdrahtungsschicht 72, eine dritte Verdrahtungsschicht 73 und eine vierte Verdrahtungsschicht 74 auf.
Die erste Verdrahtungsschicht 71, die zweite Verdrahtungsschicht 72, die dritte Verdrahtungsschicht 73 und die vierte Verdrahtungsschicht 74 sind von einem Ende der z-Richtung (der oberen Seite in 4) zum anderen Ende der z-Richtung (der unteren Seite in 4) laminiert und voneinander getrennt. Auf jeder der ersten Verdrahtungsschicht 71, der zweiten Verdrahtungsschicht 72, der dritten Verdrahtungsschicht 73 und der vierten Verdrahtungsschicht 74 ist ein Verdrahtungsmuster ausgebildet.
Die Vielzahl der Durchgangselektroden 79 durchdringen das Isolierteil 8 teilweise in z-Richtung. Jede Durchgangselektrode 79 ist z.B. eine Durchkontaktierung („through via“) und leitet zwischen zwei oder mehr Verdrahtungsschichten 7. Das die jeweiligen Durchgangselektroden bildende Material ist z. B. Cu (Kupfer) oder eine Cu-Legierung, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Vielzahl der Durchgangselektroden 79 schließt diejenige mit ein, die die erste Verdrahtungsschicht 71 und die vierte Verdrahtungsschicht 74 leitet, sowie diejenige, die die zweite Verdrahtungsschicht 72 und die dritte Verdrahtungsschicht 73 leitet. Darüber hinaus schließt die Vielzahl von Durchgangselektroden 79 diejenige mit ein, die die erste Verdrahtungsschicht 71 und die zweite Verdrahtungsschicht 72 oder die dritte Verdrahtungsschicht 73 leitet, diejenige, die die zweite Verdrahtungsschicht 72 und die vierte Verdrahtungsschicht 74 leitet, und diejenige, die die dritte Verdrahtungsschicht 73 und die vierte Verdrahtungsschicht 74 leitet, je nach Bedarf.
Auf dem Verdrahtungssubstrat E1 wird der Luftkerntransformator B1 durch das Verdrahtungsmuster der Vielzahl von Verdrahtungsschichten 7 (die erste Verdrahtungsschicht 71, die zweite Verdrahtungsschicht 72, die dritte Verdrahtungsschicht 73 und die vierte Verdrahtungsschicht 74) und die Vielzahl von Durchgangselektroden 79 geschaffen. Die Einzelheiten der Struktur des Luftkerntransformators B1 werden später beschrieben. Ferner, entsprechend des Verdrahtungsmusters in der Vielzahl von Verdrahtungsschichten 7 und der Vielzahl von Durchgangselektroden 79, ist ein Leitungspfad ausgebildet, der die Vielzahl von elektronischen Komponenten 9, die Vielzahl von Verbindern CN, den Luftkerntransformator B1 und das Schaltelement Q in geeigneter Weise leitet. Das Verdrahtungsmuster in der ersten Verdrahtungsschicht 71 ist teilweise von dem Isolierteil 8 freigelegt, und die jeweiligen elektronischen Komponenten 9 sind leitend mit Elektrodenpads 701 verbunden, die auf dem freigelegten Teil ausgebildet sind, oder mit Einfügeelektrodenteilen („insertion electrode parts“) 702, die das Verdrahtungssubstrat E1 durchdringen. Beispielsweise sind in dem in 3 gezeigten Beispiel die jeweiligen elektronischen Komponenten 9 mit den Elektrodenpads 701 verbunden, und das Schaltelement Q und die jeweiligen Verbinder CN sind mit den Einfügeelektrodenteilen 702 verbunden.
Das Isolierteil 8 deckt die Vielzahl der Verdrahtungsschichten 7 und die Vielzahl der Durchgangselektroden 79 ab, wie in den 3 und 4 dargestellt. Das Isolierteil 8 deckt also den Luftkerntransformator B1 ab. Das das Isolierteil 8 bildende Material ist ein isolierendes Harz wie z. B. ein Glas-Epoxidharz. Das Material des Isolierteils 8 ist nicht auf das Isolierharz beschränkt, es kann auch ein isolationsbehandeltes Halbleitermaterial (z.B. Si (Silizium)) oder Keramik verwendet werden. Als Isolationsbehandlung kann die Dotierung der Isolationsverunreinigungen, die Bildung einer Isolations-Oxidschicht usw. in Betracht gezogen werden.
Das Isolierteil 8 weist eine Vielzahl von Isolierschichten 81 auf, wie in 4 dargestellt. Die Vielzahl der Isolierschichten 81 schließt diejenige mit ein, die zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 71 und der zweiten Verdrahtungsschicht 72 in z-Richtung angeordnet ist, diejenige, die zwischen der zweiten Verdrahtungsschicht 72 und der dritten Verdrahtungsschicht 73 in z-Richtung angeordnet ist, und diejenige, die zwischen der dritten Verdrahtungsschicht 73 und der vierten Verdrahtungsschicht 74 in z-Richtung angeordnet ist. Darüber hinaus weist die Vielzahl von Isolierschichten 81 diejenige auf, die über der ersten Verdrahtungsschicht 71 (am einen Ende der z-Richtung) und diejenige, die unter der vierten Verdrahtungsschicht 74 (am anderen Ende der z-Richtung) ausgebildet ist. In 3 ist eine Isolierschicht 81, die über der ersten Verdrahtungsschicht 71 (am einen Ende der z-Richtung) ausgebildet ist, durch eine imaginäre Linie (eine Zweipunkt-Kettenlinie) eingezeichnet. Die Isolierschicht 81, die über der ersten Verdrahtungsschicht 71 ausgebildet ist, weist eine Öffnung auf, und die erste Verdrahtungsschicht 71 wird durch die Öffnung teilweise freigelegt. In dieser Öffnung ist z.B. ein Elektroden-Pad 701 ausgebildet.
<Luftkerntransformator>
Als nächstes wird ein Beispiel für die Struktur des Luftkerntransformators B1 unter Bezugnahme auf die 5-16 erläutert.
Wie in den 5-16 gezeigt, sind bei dem Luftkerntransformator B1 die Vielzahl der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 abwechselnd gewickelt, und jede von ihnen ist doppelt gewickelt. Wie bei jeder der Vielzahl von Primärwicklungen 1 und der Sekundärwicklung 2, sind die planaren Komponenten toroidal gewickelt. Der Luftkerntransformator B1 weist als Struktur einen ersten zylindrischen Teil 5A und einen zweiten zylindrischen Teil 5B entsprechend der später näher ausgeführten Ausgestaltung auf. Der erste zylindrische Teil 5A und der zweite zylindrische Teil 5B sind derart ausgebildet, dass ihre planaren Komponenten eine kreisförmige toroidale Form aufweisen. Der erste zylindrische Teil 5A und der zweite zylindrische Teil 5B haben in der Draufsicht eine gemeinsame zentrale Achse. Der Einfachheit halber wird die Richtung, in der sich diese zentrale Achse erstreckt, als Axialrichtung s, eine Richtung um diese zentrale Achse als Umfangsrichtung t, und eine Richtung, die sich radial von der zentralen Achse erstreckt, als Radialrichtung u bezeichnet. Die Axialrichtung s ist ungefähr identisch mit der z-Richtung auf der Steuerplatine D1. Die Umfangsrichtung t ist identisch mit den jeweiligen Toroidrichtungen des ersten zylindrischen Teils 5A und des zweiten zylindrischen Teils 5B, und die Umfangsrichtung t ist ebenfalls identisch mit den jeweiligen Toroidrichtungen der Vielzahl von Primärwicklungen 1 und der Sekundärwicklung 2.
5 ist eine perspektivische Darstellung des Luftkerntransformators B1. 6 ist eine Draufsicht, die den Luftkerntransformator B1 darstellt. 7 ist eine Ansicht von unten, die den Luftkerntransformator B1 darstellt. 8 ist eine perspektivische Darstellung des ersten zylindrischen Teils 5A des Luftkerntransformators B1. 9 ist eine Draufsicht, die den ersten zylindrischen Teil 5A des Luftkerntransformators B1 darstellt. 10 ist eine perspektivische Darstellung des zweiten zylindrischen Teils 5B des Luftkerntransformators B1. 11 ist eine Draufsicht, die den zweiten zylindrischen Teil 5B des Luftkerntransformators B1 zeigt. 12 ist eine schematische Ansicht, die die jeweiligen Primärwicklungen 1 in Umfangsrichtung t zeigt. 13 ist eine schematische Ansicht, die die Sekundärwicklung 2 in Umfangsrichtung t zeigt. 14 ist eine schematische Ansicht, die die Ausrichtung des Luftkerntransformators B1 in Umfangsrichtung t zeigt. 15 ist eine Draufsicht, die einen Teil des Luftkerntransformators B1 zeigt. 16b ist eine Draufsicht, die einen Teil des Luftkerntransformators B1 darstellt. 15 zeigt einen Teil oberhalb des zentralen Abschnitts in Bezug auf die Axialrichtung s. 16 zeigt einen Teil unterhalb des zentralen Abschnitts in Bezug auf die Axialrichtung s.
Wie in den 5-11 gezeigt, haben der erste zylindrische Teil 5A und der zweite zylindrische Teil 5B jeweils eine toroidale Form, wie oben beschrieben. Die planaren Formen des ersten zylindrischen Teils 5A und des zweiten zylindrischen Teils 5B sind ringförmig und im Wesentlichen vollkreisförmig, wobei es bevorzugt ist, dass sie beispielsweise kreisförmig, elliptisch oder polygonal sind. Es wird bemerkt, dass die planaren Formen des ersten zylindrischen Teils 5A und des zweiten zylindrischen Teils 5B nicht vollkreisförmig sein müssen. Die Schnittformen des ersten zylindrischen Teils 5A und des zweiten zylindrischen Teils 5B sind jeweils ringförmig und im Wesentlichen vollkreisförmig, wobei es bevorzugt ist, dass sie beispielsweise kreisförmig, elliptisch oder polygonal sind. Es wird bemerkt, dass die Gesamtformen des ersten zylindrischen Teils 5A und des zweiten zylindrischen Teils 5B als verschiedene Kombinationen der obigen planaren Formen und der obigen Schnittformen ausgebildet sind, und bei der vorliegenden Ausführungsform sind die planaren Formen kreisförmig ringförmig, und gleichzeitig sind die Schnittformen rechteckig ringförmig. Der zweite zylindrische Teil 5B ist innerhalb des ersten zylindrischen Teils 5A angeordnet, und der erste zylindrische Teil 5A gibt das äußere Erscheinungsbild des Luftkerntransformators B1. Die obigen planaren Formen sind Formen, die in der Axialrichtung s gesehen werden, und die obigen Schnittformen sind Formen der Querschnitte in den Ebenen, die durch die Axialrichtung s und die Radialrichtung u definiert sind.
Die Vielzahl der Primärwicklungen 1 erzeugen ein Magnetfeld aufgrund eines Eingangsstroms (eines Stroms entsprechend der oben genannten Wechselspannung) von außen. Wie in den 5-12 und 14-16 gezeigt, weisen die Vielzahl von Primärwicklungen 1 jeweils eine Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen („circulation parts“) 11 und eine Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen („ciruclations parts“) 12 auf, entsprechend der Struktur des Luftkerntransformators B1. Die ersten Zirkulationsteile 11 jeder Primärwicklung 1 entsprechen den „primärseitigen ersten Zirkulationsteilen“ („primary side first circulation parts“) und die zweiten Zirkulationsteile 12 jeder Primärwicklung 1 entsprechen den „primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen“ (primary side second circulation parts").
In jeder Primärwicklung 1 hat jedes der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 beispielsweise eine rechteckige, ringförmige Form, gesehen in der Umfangsrichtung t, wie in 12 gezeigt. Die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 11 sind in der Umfangsrichtung t, gesehen in der Axialrichtung s, ausgerichtet, wie in den 6-9 gezeigt. Die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 11 sind ein Teil des ersten zylindrischen Teils 5A. Ferner, wie in den 6-9 gezeigt, sind die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 der Vielzahl von Primärwicklungen 1 in der Umfangsrichtung t ausgerichtet und bilden eine erste Zirkulationsteil-Gruppe 110. Jede erste Zirkulationsteil-Gruppe 110 ist, in axialer Richtung s gesehen, zwischen einem Teil (dem später zu beschreibenden ersten Zirkulationsteil 21) und einem anderen Teil der entlang der Umfangsrichtung t angeordneten Sekundärwicklung 2 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird jede erste Zirkulationsteil-Gruppe 110 durch die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 von drei Primärwicklungen 1 gebildet. Die erste Zirkulationsteil-Gruppe 110 entspricht der „primärseitigen ersten Zirkulationsteil-Gruppe“ („primary side first circulation part group“). Der erste zylindrische Teil 5A des Luftkerntransformators B1 ist derart ausgebildet, dass die Vielzahl von ersten Zirkulationsteil-Gruppen 110 entlang der Umfangsrichtung t angeordnet sind. Jedes der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 in jeder Primärwicklung 1 weist, wie in den 8, 9, 12 und 14 dargestellt, einen ersten oberen Leiterteil 111, ein ersten unteren Leiterteil 112 und ein Paar von ersten Verbindungsleiterteilen 113 und 114 auf. Der erste obere Leiterteil 111 entspricht dem „primärseitigen ersten oberen Leiterteil“ („primary side first upper conductor part“), und der erste untere Leiterteil 112 entspricht dem „primärseitigen ersten unteren Leiterteil“ („primary side first lower conductor part“).
Wie bei jedem ersten Zirkulationsteil 11 sind der erste obere Leiterteil 111 und der erste untere Leiterteil 112 in Axialrichtung s voneinander getrennt, wie in den 12 und 14 gezeigt. Der erste obere Leiterteil 111 und der erste untere Leiterteil 112 erstrecken sich, wie in 9 gezeigt, von einem inneren Umfang 51A des ersten zylindrischen Teils 5A in Richtung eines äußeren Umfangs 52A des ersten zylindrischen Teils 5A, gesehen in der Axialrichtung s, und in der vorliegenden Ausführungsform haben sie eine bandartige Form, die sich verjüngt, wenn sie sich vom äußeren Umfang 52A in Richtung des inneren Umfangs 51A erstrecken. Es wird bemerkt, dass je höher die Anzahl der Windungen jeder Primärwicklung 1 (die Anzahl der ersten Zirkulationsteile 11) wird, desto geringer wird der Verjüngungsgrad des ersten oberen Leiterteils 111 und des ersten unteren Leiterteils 112, gesehen in Axialrichtung s. Das Paar der ersten
Verbindungsleiterteile 113 und 114 erstreckt sich, wie in 12 gezeigt, vom ersten oberen Leiterteil 111 in Axialrichtung s. Der erste Verbindungsleiterteil 113 ist mit dem ersten unteren Leiterteil 112 desselben ersten Zirkulationsteils 11 verbunden. Der erste Verbindungsleiterteil 114 ist mit dem ersten unteren Leiterteil 112 des ersten Zirkulationsteils 11 verbunden, der in der Umfangsrichtung t benachbart ist. Das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 113 und 114 steht annähernd senkrecht zu jeweils dem ersten oberen Leiterteil 111 und dem ersten unteren Leiterteil 112. Der erste Verbindungsleiterteil 113 ist auf einer inneren Umfangsseite 51A des ersten zylindrischen Teils 5A, in der Axialrichtung s gesehen, angeordnet, und der erste Verbindungsleiterteil 114 ist auf einer äußeren Umfangsseite 52A des ersten zylindrischen Teils 5A, in der Axialrichtung s gesehen, angeordnet. Das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 113 und 114 hat jeweils eine kreisförmige, säulenartige Form, in der Axialrichtung s gesehen.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, ist jeder erste obere Leiterteil 111 in einer Richtung der Umfangsrichtung t in Bezug auf die Radialrichtung u geneigt, und jeder erste untere Leiterteil 112 ist in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t in Bezug auf die Radialrichtung u geneigt. Zum Beispiel ist in dem in 9 gezeigten Beispiel in Bezug auf eine Radialrichtung u, die mit jedem ersten Verbindungsleiterteil 113 überlappt, der erste obere Leiterteil 111, der mit dem ersten Verbindungsleiter 113 verbunden ist, in der Umfangsrichtung t im Uhrzeigersinn geneigt, und der erste untere Leiterteil 112, der mit dem ersten Verbindungsleiterteil 113 verbunden ist, in der Umfangsrichtung t gegen den Uhrzeigersinn geneigt bzw. angeschrägt. Da der erste obere Leiterteil 111 und der erste untere Leiterteil 112 in der Umfangsrichtung t umgekehrt zur Radialrichtung u geneigt sind, kann das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 113 und 114 jeweils so ausgebildet werden, dass sie sich in der Axialrichtung s erstrecken. Es wird bemerkt, dass die Neigungsgrade jedes ersten oberen Leiterteils 111 und jedes ersten unteren Leiterteils 112 in Bezug auf die Axialrichtung u umso geringer werden, je größer die Anzahl der Windungen jeder Primärwicklung 1 (die Anzahl der ersten Zirkulationsteile 11) wird.
Ferner sind bei dieser Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, in jeder ersten Zirkulationsteil-Gruppe 110 zwei in Umfangsrichtung t benachbarte erste obere Leiterteile 111 und zwei in Umfangsrichtung t benachbarte erste untere Leiterteile 112 jeweils so angeordnet, dass sie einen vorbestimmten Zwischenraum aufweisen. Der Zwischenraum ist z.B. auf der Innenumfangsseite 51A und auf der Außenumfangsseite 52A des ersten zylindrischen Teils 5A annähernd gleich groß. Entsprechend dieser Anordnung haben, in der Axialrichtung s gesehen, jeder erste obere Leiterteil 111 und jeder erste untere Leiterteil 112 die Größen auf der Innenumfangsseite 51A in Bezug auf die Umfangsrichtung t kleiner als die Größen auf der Außenumfangsseite 52A in Bezug auf die Umfangsrichtung t. Das heißt, wie oben beschrieben, haben der erste obere Leiterteil 111 und der erste untere Leiterteil 112 jeweils eine verjüngte Form, in der Axialrichtung s gesehen.
Bei jeder Primärwicklung 1 sind, wie bei der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11, zwei in Umfangsrichtung t benachbarte erste Zirkulationsteile 11 direkt miteinander verbunden, und der Eingangsstrom, der in jeder Primärwicklung 1 fließt, läuft in der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 in dieser Reihenfolge. Diesmal empfängt der erste Verbindungsleiterteil 114 jedes ersten Zirkulationsteils 11 den Eingangsstrom vom ersten unteren Leiterteil 112 des in einer Richtung der Umfangsrichtung t benachbarten ersten Zirkulationsteils 11. Dann fließt dieser Eingangsstrom vom ersten Verbindungsleiterteil 114 über den ersten oberen Leiterteil 111 und den ersten Verbindungsleiterteil 113 zum ersten unteren Leiterteil 112. Das heißt, in dem in 12 dargestellten Beispiel fließt der Eingangsstrom in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 11 gegen den Uhrzeigersinn. Ferner wird er auf das daran angrenzende erste Zirkulationsteil 11 im anderen Sinn der Umfangsrichtung t übertragen. Ebenso umläuft der Eingangsstrom jeder Primärwicklung 1 jeweils die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 11. Es wird bemerkt, dass die Richtung des Eingangsstroms, der in jedem ersten Zirkulationsteil 11 fließt, entgegen dem obigen Beispiel sein kann. Das heißt, in jeder Primärwicklung 1 empfängt der erste untere Leiterteil 112 jedes ersten Zirkulationsteils 11 den Eingangsstrom vom ersten Verbindungsleiterteil 114 des dazu benachbarten ersten Zirkulationsteils 11 in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t. Ferner fließt dieser Eingangsstrom vom ersten unteren Leiterteil 112 über den ersten Verbindungsleiterteil 113 und den ersten oberen Leiterteil 111 zum ersten Verbindungsleiterteil 114. Das heißt, in dem in 12 gezeigten Beispiel kann der Eingangsstrom, der in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 11 fließt, derart ausgebildet sein, dass er im Uhrzeigersinn verläuft.
In jeder Primärwicklung 1 hat jeder der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 in Umfangsrichtung t gesehen beispielsweise eine rechteckige, ringförmige Form, wie in 12 dargestellt. Die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12 sind jeweils innerhalb der Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 11 angeordnet, in Umfangsrichtung t gesehen, wie in 12 dargestellt. In jeder Primärwicklung 1 ist die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12 entlang der Umfangsrichtung t, in Axialrichtung gesehen, angeordnet, wie in den 10 und 11 dargestellt. Wie in den 10 und 11 ferner dargestellt, sind die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 12 der Vielzahl von Primärwicklungen 1 entlang der Umfangsrichtung t angeordnet und bilden eine zweite Zirkulationsteil-Gruppe 120. Jede zweite Zirkulationsteil-Gruppe 120 ist zwischen einem Teil (dem später zu beschreibenden zweiten Zirkulationsteil 22) und einem anderen Teil der entlang der Umfangsrichtung t angeordneten Sekundärwicklungen 2 angeordnet, gesehen in der Axialrichtung s. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jede zweite Zirkulationsteil-Gruppe 120 durch die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 12 von drei Primärwicklungen 1 gebildet. Die zweite Zirkulationsteil-Gruppe 120 entspricht der „primärseitigen zweiten Zirkulationsteil-Gruppe“ („primary side second circulation part group“). Wie beim zweiten zylindrischen Teil 5B des Luftkerntransformators B1 ist die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteil-Gruppen 120 entlang der Umfangsrichtung t angeordnet. Jedes der Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12 jeder Primärwicklung 1 weist, wie in den 10-12 und 14 gezeigt, einen zweiten oberen Leiterteil 121, einen zweiten unteren Leiterteil 122 und ein Paar zweiter Verbindungsleiterteile („connection conductor parts“) 123 und 124 auf. Der zweite obere Leiterteil 121 entspricht dem „primärseitigen zweiten oberen Leiterteil“ („primary side second upper conductor part“), und der zweite untere Leiterteil 122 entspricht dem „primärseitigen zweiten unteren Leiterteil“ (primary side second lower conductor part").
Wie für jeden zweiten Zirkulationsteil 12 sind der zweite obere Leiterteil 121 und der zweite untere Leiterteil 122 in Axialrichtung s voneinander getrennt, wie in den 12 und 14 gezeigt. Der zweite obere Leiterteil 121 und der zweite untere Leiterteil 122 erstrecken sich, wie in 11 gezeigt, von einem inneren Umfang 51B des zweiten zylindrischen Teils 5B in Richtung eines äußeren Umfangs 52B des zweiten zylindrischen Teils 5B, gesehen in der Axialrichtung s, und in der vorliegenden Ausführungsform haben sie eine bandartige Form, die sich verjüngt, wenn sie sich vom äußeren Umfang 52B in Richtung des inneren Umfangs 51B erstrecken. Es wird bemerkt, dass je größer die Anzahl der Windungen jeder Primärwicklung 1 (die Anzahl der zweiten Zirkulationsteile 12) wird, desto geringer wird der Grad der Verjüngung des zweiten oberen Leiterteils 121 und des zweiten unteren Leiterteils 122 in der Axialrichtung s gesehen. Das Paar der zweiten Verbindungsleiterteile 123 und 124 erstreckt sich, wie in 12 gezeigt, jeweils vom zweiten oberen Leiterteil 121 in der Axialrichtung s. Der zweite Verbindungsleiterteil 123 ist mit dem zweiten unteren Leiterteil 122 desselben zweiten Zirkulationsteils 12 verbunden. Der zweite Verbindungsleiterteil 124 ist mit dem zweiten unteren Leiterteil 122 des zweiten Zirkulationsteils 12 verbunden, der in der Umfangsrichtung t benachbart ist. Das Paar der zweiten Verbindungsleiterteile 123 und 124 steht annähernd senkrecht zu dem zweiten oberen Leiterteil 121 und dem zweiten unteren Leiterteil 122. Der zweite Verbindungsleiterteil 123 ist auf einer inneren Umfangsseite 51B des zweiten zylindrischen Teils 5B angeordnet, gesehen in der Axialrichtung s, und der zweite Verbindungsleiterteil 124 ist auf einer äußeren Umfangsseite 52B des zweiten zylindrischen Teils 5B angeordnet, gesehen in der Axialrichtung s. Das Paar der zweiten Verbindungsleiterteile 123 und 124 hat eine kreisförmige Säulenform.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, ist jeder zweite obere Leiterteil 121 in einer Richtung der Umfangsrichtung t in Bezug auf die Radialrichtung u geneigt, und jeder zweite untere Leiterteil 122 ist in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t in Bezug auf die Radialrichtung u geneigt. Zum Beispiel ist in dem in 11 gezeigten Beispiel in Bezug auf eine Radialrichtung u, die sich mit jedem zweiten Verbindungsleiterteil 123 überlappt, der zweite obere Leiterteil 121, der mit dem zweiten Verbindungsleiterteil 123 verbunden ist, in der Umfangsrichtung t im Uhrzeigersinn geneigt, und der zweite untere Leiterteil 122, der mit dem zweiten Verbindungsleiterteil 123 verbunden ist, in der Umfangsrichtung t gegen den Uhrzeigersinn geneigt. Da das zweite obere Leiterteil 121 und das zweite untere Leiterteil 122 in der Umfangsrichtung t umgekehrt zur Radialrichtung u geneigt sind, kann das Paar der zweiten Verbindungsleiterteile 123 und 124 jeweils so ausgebildet werden, dass sie sich in der Axialrichtung s erstrecken. Es wird bemerkt, dass die Neigungsgrade in Bezug auf die Axialrichtung u jedes zweiten oberen Leiterteils 121 und jedes zweiten unteren Leiterteils 122 umso geringer werden, je größer die Anzahl der Windungen jeder Primärwicklung 1 (die Anzahl der zweiten Zirkulationsteile 12) wird.
Ferner sind bei dieser Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, in jeder zweiten Zirkulationsteil-Gruppe 120 zwei in Umfangsrichtung t benachbarte zweite obere Leiterteile 121 und zwei in Umfangsrichtung t benachbarte zweite untere Leiterteile 122 jeweils so angeordnet, dass sie einen vorgegebenen Zwischenraum aufweisen. Der Zwischenraum ist zum Beispiel auf der inneren Umfangsseite 51B und auf der äußeren Umfangsseite 52B des zweiten zylindrischen Teils 5B annähernd gleich groß. Entsprechend dieser Anordnung haben, in der Axialrichtung s gesehen, jeder zweite obere Leiterteil 121 und jeder zweite untere Leiterteil 122 die Größen auf der inneren Umfangsseite 51B in Bezug auf die Umfangsrichtung t kleiner als die Größen auf der äußeren Umfangsseite 52B in Bezug auf die Umfangsrichtung t. Das heißt, wie oben beschrieben, haben der zweite obere Leiterteil 121 und der zweite untere Leiterteil 122 jeweils eine verjüngte Form, in der Axialrichtung s gesehen.
Bei jeder Primärwicklung 1 sind, wie bei der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12, zwei in Umfangsrichtung t benachbarte zweite Zirkulationsteile 12 direkt miteinander verbunden, und der Eingangsstrom, der in jeder Primärwicklung 1 fließt, läuft in der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 der Reihe nach. Dabei empfängt der zweite Verbindungsleiterteil 124 jedes zweiten Zirkulationsteils 12 den Eingangsstrom vom zweiten unteren Leiterteil 122 des in einer Richtung der Umfangsrichtung t benachbarten zweiten Zirkulationsteils 12. Dieser Eingangsstrom fließt dann vom zweiten Verbindungsleiterteil 124 über den zweiten oberen Leiterteil 121 und den zweiten Verbindungsleiterteil 123 zum zweiten unteren Leiterteil 122. Das heißt, in dem in 12 dargestellten Beispiel fließt der Eingangsstrom in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 12 gegen den Uhrzeigersinn. Ferner wird er auf das daran angrenzende zweite Zirkulationsteil 12 in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t übertragen. Ebenso umläuft der Eingangsstrom jeder Primärwicklung 1 jeweils die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12. Es wird bemerkt, dass die Richtung des Eingangsstroms, der in jedem zweiten Zirkulationsteil 12 fließt, entgegen dem obigen Beispiel sein kann. Das heißt, in jeder Primärwicklung 1 empfängt der zweite untere Leiterteil 122 jedes zweiten Zirkulationsteils 12 den Eingangsstrom vom zweiten Verbindungsleiterteil 124 des ihm benachbarten zweiten Zirkulationsteils 12 in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t. Ferner fließt dieser Eingangsstrom vom zweiten unteren Leiterteil 122 über den zweiten Verbindungsleiterteil 123 und den zweiten oberen Leiterteil 121 zum zweiten Verbindungsleiterteil 124. Das heißt, in dem in 12 gezeigten Beispiel kann der Eingangsstrom, der in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 12 fließt, derart ausgebildet sein, dass er im Uhrzeigersinn fließt.
Wie bei jeder Primärwicklung 1 ist eines der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 und eines der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 verbunden. Zum Beispiel sind der erste untere Leiterteil 112 eines der Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 11 und der zweite obere Leiterteil 121 eines der Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12 verbunden und werden geleitet. In dem in 12 gezeigten Beispiel sind diesmal einer der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 und einer der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 verbunden, so dass, wenn der Strom, der in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 11 fließt, gegen den Uhrzeigersinn fließt, der Strom, der in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 12 fließt, ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn fließen würde, oder, wenn der Strom, der in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 11 fließt, im Uhrzeigersinn fließt, der Strom, der in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 12 fließt, ebenfalls im Uhrzeigersinn fließen würde. Jede Primärwicklung 1 ist derart ausgebildet, dass die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 entlang der Umfangsrichtung t hintereinander verbunden sind und die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 entlang der Umfangsrichtung t hintereinander verbunden sind. Ferner sind, wie oben beschrieben, einer der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 und einer der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 verbunden, und daher fließt der Eingangsstrom jeder Primärwicklung 1 um die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 herum und wird danach in die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 eingegeben, um um die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 herumzufließen. Bei einer anderen Ausführungsform kann jede Primärwicklung 1 derart ausgebildet sein, dass die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 und die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 12 abwechselnd verbunden sind, und der Eingangsstrom jeder Primärwicklung 1 fließt abwechselnd um die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 und die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 12.
In der Sekundärwicklung 2 fließt aufgrund des Einflusses des von der Vielzahl der Primärwicklungen 1 erzeugten Magnetfeldes ein Induktionsstrom. Die Sekundärwicklung 2 weist, wie in den 5-11 und 13-16 dargestellt, die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 und die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 auf, entsprechend der Struktur des Luftkerntransformators B1. Der erste Zirkulationsteil 21 entspricht dem „sekundärseitigen ersten Zirkulationsteil“ („secondary side first circulation part“), und der zweite Zirkulationsteil 22 entspricht dem „sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteil“ (secondary side second circulation part").
Die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 haben jeweils beispielsweise eine rechteckige, ringförmige Form in Umfangsrichtung t gesehen, wie in 13 dargestellt. Die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 sind in der Umfangsrichtung t, gesehen in der Axialrichtung s, ausgerichtet, wie in 13 gezeigt. Die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 sind ein Teil des ersten zylindrischen Teils 5A. Wie in den 6-9 gezeigt, ist die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 in der Umfangsrichtung t, gesehen in der Axialrichtung s, ausgerichtet. Jedes der Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 weist, wie in den 8, 9, 13 und 14 gezeigt, einen ersten oberen Leiterteil 211, einen ersten unteren Leiterteil 212 und ein Paar erster Verbindungsleiterteile 213 und 214 auf. Der erste obere Leiterteil 211 entspricht dem „sekundärseitigen ersten oberen Leiterteil“ ('secondary side first upper conductor part“), und der erste untere Leiterteil 212 entspricht dem „sekundärseitigen ersten unteren Leiterteil" („secondary side first lower conductor part“).
Wie für jeden ersten Zirkulationsteil 21 sind der erste obere Leiterteil 211 und der erste untere Leiterteil 212 in Axialrichtung s voneinander getrennt, wie in den 13 und 14 gezeigt. Der erste obere Leiterteil 211 und der erste untere Leiterteil 212 erstrecken sich, wie in 9 gezeigt, von einem inneren Umfang 51A des ersten zylindrischen Teils 5A in Richtung eines äußeren Umfangs 52A des ersten zylindrischen Teils 5A, gesehen in der Axialrichtung s, und in der vorliegenden Ausführungsform haben sie eine bandartige Form, die sich verjüngt, wenn sie sich vom äußeren Umfang 52A in Richtung des inneren Umfangs 51A erstrecken. Es wird bemerkt, dass je höher die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 2 (die Anzahl der ersten Zirkulationsteile 21) wird, desto geringer werden die Verjüngungsgrade des ersten oberen Leiterteils 211 bzw. des ersten unteren Leiterteils 212 in der Axialrichtung s gesehen. Das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 213 und 214 erstreckt sich, wie in 13 gezeigt, jeweils vom ersten oberen Leiterteil 211 in der Axialrichtung s. Der erste Verbindungsleiterteil 213 ist mit dem ersten unteren Leiterteil 212 desselben ersten Zirkulationsteils 21 verbunden. Der erste Verbindungsleiterteil 214 ist mit dem in Umfangsrichtung t benachbarten ersten unteren Leiterteil 212 des ersten Zirkulationsteils 21 verbunden. Das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 213 und 214 steht annähernd senkrecht zum ersten oberen Leiterteil 211 bzw. zum ersten unteren Leiterteil 212. Der erste Verbindungsleiterteil 213 ist auf einer inneren Umfangsseite 51A des ersten zylindrischen Teils 5A, gesehen in der Axialrichtung s, angeordnet, und der erste Verbindungsleiterteil 214 ist auf einer äußeren Umfangsseite 52A des ersten zylindrischen Teils 5A, gesehen in der Axialrichtung s, angeordnet. Das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 213 und 214 hat eine kreisförmige Säulenform, gesehen in der Axialrichtung s.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, ist jeder erste obere Leiterteil 211 in einer Richtung der Umfangsrichtung t in Bezug auf die Radialrichtung u geneigt, und jeder erste untere Leiterteil 212 ist in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t in Bezug auf die Radialrichtung u geneigt. Zum Beispiel ist in Bezug auf eine Radialrichtung u, die mit jedem ersten Leiterteil 213 überlappt, der erste obere Leiterteil 211, der mit dem ersten Verbindungsleiter 213 verbunden ist, in der Umfangsrichtung t im Uhrzeigersinn geneigt, und der erste untere Leiterteil 212, der mit dem ersten Verbindungsleiterteil 213 verbunden ist, ist in der Umfangsrichtung t gegen den Uhrzeigersinn geneigt. Da der erste obere Leiterteil 211 und der erste untere Leiterteil 212 in der Umfangsrichtung umgekehrt zur radialen Richtung u geneigt sind, kann das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 213 und 214 jeweils so ausgebildet werden, dass sie sich in der Axialrichtung s erstrecken. Es wird bemerkt, dass die Neigungsgrade jedes ersten oberen Leiterteils 211 und jedes ersten unteren Leiterteils 212 in Bezug auf die Axialrichtung u umso geringer werden, je größer die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 2 (die Anzahl der ersten Zirkulationsteile 21) wird.
Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, jeder erste obere Leiterteil 211 und die ersten oberen Leiterteile 111, die dem ersten oberen Leiterteil 211 auf seinen beiden Seiten in der Umfangsrichtung t benachbart sind, so angeordnet, dass ein vorbestimmter Zwischenraum dazwischen liegt. Der Raum ist z.B. auf der inneren Umfangsseite 51A und auf der äußeren Umfangsseite 52A annähernd gleich groß. Entsprechend dieser Anordnung ist, in Axialrichtung s gesehen, jedes erste obere Leiterteil 211 auf der inneren Umfangsseite 51A in Bezug auf die Umfangsrichtung t kleiner als auf der äußeren Umfangsseite 52A in Bezug auf die Umfangsrichtung t. Das heißt, wie oben beschrieben, hat jeder erste obere Leiterteil 211 eine sich verjüngende Form, gesehen in der Axialrichtung s. Ebenso sind jeder erste untere Leiterteil 212 und die ersten unteren Leiterteile 112, die dem ersten unteren Leiterteil 212 auf seinen beiden Seiten in der Umfangsrichtung t benachbart sind, jeweils so angeordnet, dass sie einen vorgegebenen Zwischenraum aufweisen. Der Raum ist sowohl auf der inneren Umfangsseite 51A als auch auf der äußeren Umfangsseite 52A ungefähr gleich. Entsprechend dieser Anordnung ist, in Axialrichtung s gesehen, jeder erste untere Leiterteil 212 auf der inneren Umfangsseite 51A in Bezug auf die Umfangsrichtung t kleiner als auf der äußeren Umfangsseite 52A in Bezug auf die Umfangsrichtung t. Das heißt, wie oben beschrieben, hat jeder erste untere Leiterteil 212, in Axialrichtung s gesehen, eine verjüngte Form.
Was die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 betrifft, so sind zwei in Umfangsrichtung t benachbarte erste Zirkulationsteile 21 direkt miteinander verbunden, und der in der Sekundärwicklung 2 fließende Induktionsstrom fließt in der Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 der Reihe nach. Dabei empfängt der erste Verbindungsleiterteil 214 jedes ersten Zirkulationsteils 21 den Induktionsstrom aus dem ersten unteren Leiterteil 212 des in einer Richtung der Umfangsrichtung t benachbarten ersten Zirkulationsteils 21. Dieser Induktionsstrom fließt dann von dem ersten Verbindungsleiterteil 214 über den ersten oberen Leiterteil 211 und den ersten Verbindungsleiterteil 213 zu dem ersten unteren Leiterteil 212. Das heißt, in dem in 13 dargestellten Beispiel fließt der Induktionsstrom, der in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 21 fließt, gegen den Uhrzeigersinn. Ferner wird er auf das daran angrenzende erste Zirkulationsteil 21 in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t übertragen. Ebenso umläuft der Induktionsstrom der Sekundärwicklung 2 jeweils die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21. Es wird bemerkt, dass die Richtung des Induktionsstroms, der in jedem ersten Zirkulationsteil 21 fließt, entgegen der des obigen Beispiels sein kann. Das heißt, der erste untere Leiterteil 212 jedes ersten Zirkulationsteils 21 empfängt den Induktionsstrom vom ersten Verbindungsleiterteil 214 des ihm benachbarten ersten Zirkulationsteils 21 in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t. Ferner fließt dieser Induktionsstrom vom ersten unteren Leiterteil 212 über den ersten Verbindungsleiterteil 213 und den ersten oberen Leiterteil 211 zum ersten Verbindungsleiterteil 214. Das heißt, in dem in 13 dargestellten Beispiel kann der Induktionsstrom, der in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 21 fließt, derart ausgebildet sein, dass er im Uhrzeigersinn fließt. Es wird bemerkt, dass die Richtung des Induktionsstroms, der in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 21 fließt, durch die von jeder Primärwicklung 1 erzeugten Magnetfelder bestimmt wird.
Die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 hat, in Umfangsrichtung t gesehen, beispielsweise eine rechteckige, ringförmige Form, wie in 13 dargestellt. Jedes zweite Zirkulationsteil 22 ist innerhalb jedes ersten Zirkulationsteils 21 in Umfangsrichtung t gesehen angeordnet, wie in 13 dargestellt. Die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 22 sind in der Umfangsrichtung t, gesehen in der Axialrichtung s, ausgerichtet, wie in den 10 und 11 dargestellt. Jedes zweite Zirkulationsteil 22 ist ein Teil des zweiten zylindrischen Teils 5B. Die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 und die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 sind, in der Axialrichtung s gesehen, annähernd abwechselnd in der Umfangsrichtung t ausgerichtet. Jeder der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 weist, wie in den 10, 11, 13 und 14 gezeigt, einen zweiten oberen Leiterteil 221, einen zweiten unteren Leiterteil 222 und ein Paar von zweiten Verbindungsleiterteilen 223 und 224 auf. Der zweite obere Leiterteil 221 entspricht dem „sekundärseitigen zweiten oberen Leiterteil“ („secondary side second upper conductor part“), und der zweite untere Leiterteil 222 entspricht dem „sekundärseitigen zweiten unteren Leiterteil“ („secondary side second lower conductor part“).
Wie bei jedem zweiten Zirkulationsteil 22 sind der zweite obere Leiterteil 221 und der zweite untere Leiterteil 222 in axialer Richtung s voneinander getrennt, wie in den 13 und 14 dargestellt. Der zweite obere Leiterteil 221 und der zweite untere Leiterteil 222 erstrecken sich, wie in 11 gezeigt, von einem inneren Umfang 51B des zweiten zylindrischen Teils 5B in Richtung eines äußeren Umfangs 52B des zweiten zylindrischen Teils 5B, gesehen in der Axialrichtung s, und in der vorliegenden Ausführungsform haben sie eine bandartige Form, die sich verjüngt, wenn sie sich von dem äußeren Umfang 52B in Richtung des inneren Umfangs 51B erstrecken. Es wird bemerkt, dass je höher die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 2 (die Anzahl der zweiten Zirkulationsteile 22) wird, desto geringer werden die Verjüngungsgrade des zweiten oberen Leiterteils 221 bzw. des zweiten unteren Leiterteils 222 in der Axialrichtung s gesehen. Das Paar der zweiten Verbindungsleiterteile 223 und 224 erstreckt sich, wie in 13 gezeigt, jeweils vom zweiten oberen Leiterteil 221 in der Axialrichtung s. Der zweite Verbindungsleiterteil 223 ist mit dem zweiten unteren Leiterteil 222 des gleichen zweiten Zirkulationsteils 22 verbunden. Der zweite Verbindungsleiterteil 224 ist mit dem zweiten unteren Leiterteil 222 des zweiten Zirkulationsteils 22 verbunden, der in der Umfangsrichtung t benachbart ist. Das Paar der zweiten Verbindungsleiterteile 223 und 224 steht annähernd jeweils senkrecht zum zweiten oberen Leiterteil 221 und zum zweiten unteren Leiterteil 222. Der zweite Verbindungsleiterteil 223 ist auf einer inneren Umfangsseite 51B des zweiten zylindrischen Teils 5B, gesehen in der Axialrichtung s, angeordnet, und der zweite Verbindungsleiterteil 224 ist auf einer äußeren Umfangsseite 52B des zweiten zylindrischen Teils 5B, gesehen in der Axialrichtung s, angeordnet. Das Paar der zweiten Verbindungsleiterteile 223 und 224 hat jeweils eine kreisförmige Säulenform, gesehen in der Axialrichtung s.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, ist jeder zweite obere Leiterteil 221 in einer Richtung der Umfangsrichtung t in Bezug auf die Radialrichtung u geneigt, und jeder zweite untere Leiterteil 222 ist in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t in Bezug auf die Radialrichtung u geneigt. Zum Beispiel ist in Bezug auf die Radialrichtung u, die sich mit jedem zweiten Verbindungsleiterteil 223 überlappt, der zweite obere Leiterteil 221, der mit dem zweiten Verbindungsleiterteil 223 verbunden ist, in der Umfangsrichtung t im Uhrzeigersinn geneigt, und der zweite untere Leiterteil 222, der mit dem zweiten Verbindungsleiterteil 223 verbunden ist, ist in der Umfangsrichtung t gegen den Uhrzeigersinn geneigt. Da das zweite obere Leiterteil 221 und das zweite untere Leiterteil 222 in der Umfangsrichtung t umgekehrt zur radialen Richtung u geneigt sind, kann das Paar der zweiten Verbindungsleiterteile 223 und 224 jeweils so ausgebildet werden, dass sie sich in der Axialrichtung s erstrecken. Es wird bemerkt, dass die Neigungsgrade jedes zweiten oberen Leiterteils 221 und jedes zweiten unteren Leiterteils 222 in Bezug auf die Axialrichtung u umso geringer werden, je größer die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 2 (die Anzahl der zweiten Zirkulationsteile 22) wird.
Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, jedes zweite obere Leiterteil 221 und die dem zweiten oberen Leiterteil 221 benachbarten zweiten oberen Leiterteile 121 auf seinen beiden Seiten in der Umfangsrichtung t so angeordnet, dass sie einen vorbestimmten Zwischenraum aufweisen. Der Zwischenraum ist beispielsweise auf der Seite des inneren Umfangs 51B und auf der Seite des äußeren Umfangs 52B ungefähr gleich groß. Entsprechend dieser Anordnung ist, in Axialrichtung s gesehen, jedes zweite obere Leiterteil 221 auf der inneren Umfangsseite 51B in Bezug auf die Umfangsrichtung t kleiner als auf der äußeren Umfangsseite 52B in Bezug auf die Umfangsrichtung t. Das heißt, wie oben beschrieben, hat jeder zweite obere Leiterteil 221 in axialer Richtung s gesehen eine sich verjüngende Form. Ebenso sind jeder zweite untere Leiterteil 222 und die an den zweiten unteren Leiterteil 222 angrenzenden zweiten unteren Leiterteile 112 auf seinen beiden Seiten in Umfangsrichtung t so angeordnet, dass sie einen vorbestimmten Zwischenraum aufweisen. Der Zwischenraum ist z.B. auf der inneren Umfangsseite 51B und auf der äußeren Umfangsseite 52B ungefähr gleich groß. Gemäß dieser Anordnung ist, in Axialrichtung s gesehen, jeder zweite untere Leiterteil 222 auf der inneren Umfangsseite 51B in Bezug auf die Umfangsrichtung t kleiner als auf der äußeren Umfangsseite 52B in Bezug auf die Umfangsrichtung t. Das heißt, wie oben beschrieben, hat jeder zweite untere Leiterteil 22w, in axialer Richtung s gesehen, eine verjüngte Form.
Was die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 22 betrifft, so sind zwei zweite Zirkulationsteile 22, die in der Umfangsrichtung t nebeneinander liegen, direkt miteinander verbunden, und der Induktionsstrom, der in der Sekundärwicklung 2 fließt, fließt in der Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 22 in dieser Reihenfolge. Dabei empfängt der zweite Verbindungsleiterteil 224 jedes zweiten Zirkulationsteils 22 den Induktionsstrom aus dem zweiten unteren Leiterteil 222 des in einer Richtung der Umfangsrichtung t benachbarten zweiten Zirkulationsteils 22. Dieser Induktionsstrom fließt dann von dem zweiten Verbindungsleiterteil 224 über den zweiten oberen Leiterteil 221 und den zweiten Verbindungsleiterteil 223 zu dem zweiten unteren Leiterteil 222. Das heißt, in dem in 13 dargestellten Beispiel fließt der Induktionsstrom in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 22 gegen den Uhrzeigersinn. Daher sind die Richtung des Induktionsstroms, der in jedem ersten Zirkulationsteil 21 fließt, und die Richtung des Induktionsstroms, der in jedem zweiten Zirkulationsteil 22 fließt, in Umfangsrichtung t gesehen gleich. Ebenso durchfließt der Induktionsstrom der Sekundärwicklung 2 die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 22. Es wird bemerkt, dass die Richtung des Induktionsstroms, der in jedem zweiten Zirkulationsteil 22 fließt, entgegen der des obigen Beispiels sein kann. Das heißt, der zweite untere Leiterteil 222 jedes zweiten Zirkulationsteils 22 empfängt den Induktionsstrom vom zweiten Verbindungsleiterteil 224 des ihm benachbarten zweiten Zirkulationsteils 22 in der anderen Richtung der Umfangsrichtung t. Ferner fließt dieser Induktionsstrom vom zweiten unteren Leiterteil 222 über den zweiten Verbindungsleiterteil 223 und den zweiten oberen Leiterteil 221 zum zweiten Verbindungsleiterteil 224. Das heißt, in dem in 13 dargestellten Beispiel kann der Induktionsstrom, der in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 22 fließt, derart ausgebildet sein, dass er im Uhrzeigersinn fließt. Es wird bemerkt, dass die Richtung des Induktionsstroms, der in jedem ersten Zirkulationsteil 21 fließt, und die Richtung des Induktionsstroms, der in jedem zweiten Zirkulationsteil 22 fließt, so angeordnet sind, dass sie in der Umfangsrichtung t gesehen miteinander übereinstimmen.
Was die Sekundärwicklung 2 betrifft, so sind einer der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 und einer der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 miteinander verbunden. Beispielsweise sind der erste obere Leiterteil 211 eines der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 und der zweite untere Leiterteil 222 eines der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 miteinander verbunden und werden geleitet. In dem in 13 gezeigten Beispiel sind diesmal einer der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 und einer der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 verbunden, so dass, wenn der Strom, der in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 21 fließt, gegen den Uhrzeigersinn fließt, der Strom, der in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 22 fließt, ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn fließt, oder, wenn der Strom, der in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 21 fließt, im Uhrzeigersinn fließt, der Strom, der in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 22 fließt, ebenfalls im Uhrzeigersinn fließt. Die Sekundärwicklung 2 ist derart ausgebildet, dass die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 entlang der Umfangsrichtung t hintereinander verbunden sind, und die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 entlang der Umfangsrichtung t hintereinander verbunden sind. Ferner sind, wie oben beschrieben, einer der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 und einer der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 miteinander verbunden, so dass der Induktionsstrom der Sekundärwicklung 2 um die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 fließt und danach in die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 eingegeben wird, um um die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 22 zu fließen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Sekundärwicklung 2 derart ausgebildet sein, dass die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 21 und die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 22 abwechselnd verbunden sind, und der Induktionsstrom der Sekundärwicklung 2 die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 21 und die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 22 abwechselnd umfließt.
Im Luftkerntransformator B1 sind, wie in den 8 und 9 gezeigt, die Vielzahl der ersten Zirkulationsteilgruppen 110 (die Vielzahl der Primärwicklungen 1) und die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 (die Sekundärwicklung 2) abwechselnd in der Umfangsrichtung t ausgerichtet und bilden den ersten zylindrischen Teil 5A. Ferner sind, wie in den 10 und 11 gezeigt, die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteil-Gruppen 120 (die Vielzahl der Primärwicklungen 1) und die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 22 (die Sekundärwicklung 2) abwechselnd in der Umfangsrichtung t ausgerichtet und bilden den zweiten zylindrischen Teil 5B. Der zweite zylindrische Teil 5B ist innerhalb des ersten zylindrischen Teils 5A angeordnet.
Wie in den 8 und 9 für den Luftkerntransformator B1 gezeigt, haben der erste obere Leiterteil 111 und der erste untere Leiterteil 112 jeder Primärwicklung 1 in Bezug auf die Umfangsrichtung t kleinere Abmessungen als der erste obere Leiterteil 211 und der zweite untere Leiterteil 222 der Sekundärwicklung 2, gesehen in der Axialrichtung s. Wie in den 10 und 11 gezeigt, sind der zweite obere Leiterteil 121 und der zweite untere Leiterteil 122 jeder Primärwicklung 1 in Bezug auf die Umfangsrichtung t kleiner als der zweite obere Leiterteil 221 und der zweite untere Leiterteil 222 der Sekundärwicklung 2, gesehen in der Axialrichtung s.
Bei dem in 14 dargestellten Luftkerntransformator B1 überlappen sich die jeweiligen ersten Zirkulationsteil-Gruppen 110 der Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 21 der Sekundärwicklung 2 in der Umfangsrichtung t gesehen. Das heißt, in der Umfangsrichtung t gesehen, überlappen sich die jeweiligen ersten oberen Leiterteile 111 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten oberen Leiterteile 211, die jeweiligen ersten unteren Leiterteile 112 der jeweiligen ersten Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten unteren Leiterteile 212 überlappen, die jeweiligen ersten Verbindungsleiterteile 113 der jeweiligen ersten Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten Verbindungsleiterteile 213 überlappen einander, und die jeweiligen ersten Verbindungsleiterteile 114 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten Verbindungsleiterteile 214 überlappen einander. Ferner sind, wie in 14 gezeigt, die jeweiligen zweiten Zirkulationsteil-Gruppen 120 der Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 22 der Sekundärwicklung 2, in Umfangsrichtung t gesehen, miteinander überlappt. Das heißt, in der Umfangsrichtung t gesehen, überlappen sich die jeweiligen zweiten oberen Leiterteile 121 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten oberen Leiterteile 221, die jeweiligen zweiten unteren Leiterteile 122 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten unteren Leiterteile 222 überlappen, die jeweiligen zweiten Verbindungsleiterteile 123 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten Verbindungsleiterteile 223 überlappen einander, und die jeweiligen zweiten Verbindungsleiterteile 124 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten Verbindungsleiterteile 224 überlappen einander.
Bei dem in den 14 und 15 dargestellten Luftkerntransformator B1 sind die jeweiligen ersten Zirkulationsteil-Gruppen 110 der Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 22 der Sekundärwicklung 2 in Axialrichtung s gesehen teilweise überlappt und gleichzeitig in Radialrichtung u gesehen teilweise überlappt. Das heißt, in der Axialrichtung s gesehen, überlappen die ersten oberen Leiterteile 111 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten oberen Leiterteile 221 miteinander, und die ersten unteren Leiterteile 112 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten unteren Leiterteile 222 überlappen miteinander. In Radialrichtung u gesehen überlappen die jeweiligen ersten Verbindungsleiterteile 113 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten Verbindungsleiterteile 223 miteinander, und die jeweiligen ersten Verbindungsleiterteile 114 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen zweiten Verbindungsleiterteile 224 überlappen miteinander. Ferner sind, wie in den 14 und 16 gezeigt, die jeweiligen zweiten Zirkulationsteilgruppen 120 der Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 21 der Sekundärwicklung 2 in der Axialrichtung s gesehen teilweise überlappt und sind gleichzeitig in der Radialrichtung u gesehen teilweise überlappt. Das heißt, in der Axialrichtung s gesehen, sind die jeweiligen zweiten oberen Leiterteile 121 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten oberen Leiterteile 211 miteinander überlappt, und die zweiten unteren Leiterteile 122 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten unteren Leiterteile 212 sind miteinander überlappt. In Radialrichtung u gesehen, überlappen die jeweiligen zweiten Verbindungsleiterteile 123 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten Verbindungsleiterteile 213, und die jeweiligen zweiten Verbindungsleiterteile 124 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und die jeweiligen ersten Verbindungsleiterteile 214 überlappen sich.
Wie oben beschrieben, wird der Luftkerntransformator B1 durch das Verdrahtungsmuster der Vielzahl von Verdrahtungsschichten 7 und der Vielzahl von Durchgangselektroden 79 gebildet, und die Beziehung zwischen den jeweiligen Teilen des Luftkerntransformators B1 und dem Verdrahtungsmuster der jeweiligen Verdrahtungsschichten 7 ist wie folgt. Entsprechend dem Verdrahtungsmuster der ersten Verdrahtungsschicht 71 werden die Vielzahl der oberen Leiterteile 111 (die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 der jeweiligen Primärwicklungen 1) und die Vielzahl der oberen Leiterteile 211 (die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 21 der Sekundärwicklung 2) gebildet. Entsprechend dem Verdrahtungsmuster der zweiten Verdrahtungsschicht 72 werden die Vielzahl der zweiten oberen Leiterteile 121 (die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 12 der jeweiligen Primärwicklungen 1) und die Vielzahl der zweiten oberen Leiterteile 221 (die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 22 der Sekundärwicklung 2) gebildet. Entsprechend dem Verdrahtungsmuster der dritten Verdrahtungsschicht 73 werden die Vielzahl der zweiten unteren Leiterteile 122 (die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 12 der jeweiligen Primärwicklungen 1) und die Vielzahl der zweiten unteren Leiterteile 222 (die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 22 der Sekundärwicklung 2) gebildet. Entsprechend dem Verdrahtungsmuster der vierten Verdrahtungsschicht 74 werden die Vielzahl der ersten unteren Leiterteile 112 (die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 der jeweiligen Primärwicklungen 1) und die Vielzahl der ersten unteren Leiterteile 212 (die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 21 der Sekundärwicklung 2) gebildet. Ferner werden entsprechend den Durchgangselektroden 79, die die erste Verdrahtungsschicht 71 und die vierte Verdrahtungsschicht 74 leiten, die Vielzahl der ersten Verbindungsleiterteile 113 und 114 (die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 der jeweiligen Primärwicklungen 1) und die Vielzahl der ersten Verbindungsleiter 213 und 214 (die jeweiligen ersten Zirkulationsleiterteile 21 der Sekundärwicklung 2) gebildet, und entsprechend den Durchgangselektroden 79, die die zweite Verdrahtungsschicht 72 und die dritte Verdrahtungsschicht 73 leiten, die Vielzahl der zweiten Verbindungsleiterteile 123 und 124 (die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 12 der jeweiligen Primärwicklungen 1) und die Vielzahl der zweiten Verbindungsleiterteile 223 und 224 (die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 22 der Sekundärwicklung 2) gebildet werden.
Die Betriebsvorgangs-Effekte der Ansteuerschaltung A1 und der Steuerplatine D1 der vorliegenden Offenbarung sind wie folgt.
Die Ansteuerschaltung A1 ist mit dem Luftkerntransformator B1 ausgestattet, und der Luftkerntransformator B1 hat die Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2, die magnetisch mit jeder der Vielzahl von Primärwicklungen 1 gekoppelt ist. In jede der Vielzahl von Primärwicklungen 1 wird ein Wechselstromsignal („AC signal“) eingegeben. Entsprechend dieser Ausgestaltung wird aufgrund des Wechselstromsignals, das den jeweiligen Primärwicklungen 1 zugeführt wird, ein Magnetfeld von den jeweiligen Primärwicklungen 1 erzeugt. Ferner wird in der Sekundärwicklung 2 durch das von den jeweiligen Primärwicklungen 1 erzeugte Magnetfeld ein Induktionsstrom erzeugt, und ein dem Induktionsstrom entsprechendes Signal wird ausgegeben. Diesmal werden die von den jeweiligen Primärwicklungen 1 erzeugten Magnetfelder synthetisiert, indem sie sich gegenseitig verstärken oder aufheben, und in der Sekundärwicklung 2 wird durch diese synthetisierten Magnetfelder ein Induktionsstrom erzeugt. Durch Einstellen der Amplituden (Maximalwerte) der jeweiligen Wechselstromsignale, die in jede der Vielzahl von Primärwicklungen 1 eingegeben werden, der Verhältnisse zwischen der Periode, die einen positiven Wert haben soll, und der Periode, die einen negativen Wert innerhalb eines ganzen Zyklus für die jeweiligen Wechselstromsignale haben soll, und der Phasen, die geeignet sind, um dadurch die von den jeweiligen Primärwicklungen 1 erzeugten Magnetfelder einzustellen, können verschiedene synthetisierte Magnetfelder erzeugt werden. Als solches kann ein Ausgangssignal (Ausgangsspannung), das von der Sekundärwicklung 2 ausgegeben wird, auf verschiedene Weise eingestellt werden. Das heißt, die Ansteuerschaltung A1 kann den Schaltvorgang des Schaltelements Q mit einem hohen Freiheitsgrad einstellen.
In den 17 und 18 ist ein weiterer beispielhafter Betriebsvorgang der Ansteuerschaltung A1 dargestellt. Die in den 17 und 18 gezeigten Wellenformdiagramme entsprechen dem in 2 gezeigten Wellenformdiagramm. Der in 17 gezeigte Betriebsvorgang unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Betriebsvorgang dadurch, dass die Wechselspannung V_1B 0 V beträgt und kein Strom in der Primärwicklung 1B fließt. Indem die Wechselspannungen V_1A bis V_1C auf diese Weise in die jeweiligen Primärwicklungen 1A-1C eingespeist werden, wird zur Ausgangsspannung V₂, die von der Sekundärwicklung 2 ausgegeben wird, eine Periode, in der die Spannung 0 V beträgt, zwischen der Periode mit einem positiven Wert und der Periode mit einem negativen Wert addiert, wie in 17 gezeigt. Der in 18 dargestellte Betriebsvorgang unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten Betriebsvorgang dadurch, dass die Phase der Wechselspannung V_1B und die Phase der Wechselspannung V_1A gleich sind. Wenn die Wechselspannungen V_1A bis V_1C auf diese Weise in die jeweiligen Primärwicklungen 1A-1C eingespeist werden, wird die Amplitude (Maximalwert) der von der Sekundärwicklung 2 ausgegebenen Ausgangsspannung V₂ vorübergehend zu dem Zeitpunkt groß, an dem die Periode, die einen positiven Wert haben soll, und die Periode, die einen negativen Wert haben soll, gegeneinander geschaltet werden, wie in 18 gezeigt. Daher kann, wie in den 2, 17 und 18 gezeigt, das Ausgangssignal (Ausgangsspannung), das von der Sekundärwicklung 2 ausgegeben wird, unterschiedlich eingestellt werden. Somit kann die Ansteuerschaltung A1 den Schaltvorgang des Schaltelements Q mit einem hohen Freiheitsgrad einstellen.
An der Ansteuerschaltung A1 weist der Luftkerntransformator B1 die Vielzahl der Primärwicklungen 1 auf. Ferner haben die jeweiligen Wechselstromsignale (die jeweiligen Wechselspannungen), die in die jeweiligen Primärwicklungen 1 eingegeben werden, denselben Zyklus (Frequenz) und dieselbe Amplitude (Maximalwert) und sind Rechteckwellen, bei denen das Verhältnis der Periode, die einen positiven Wert hat, und der Periode, die einen negativen Wert hat, in einem ganzen Zyklus 50:50 beträgt und ihre Länge gleich ist. Unter der Annahme, dass die Anzahl der Windungen der Primärwicklung 1 n beträgt, haben die jeweiligen Wechselstromsignale (jeweilige Wechselspannungen), die in die jeweiligen Primärwicklungen 1 eingespeist werden, Phasen, die sich um 2π/n voneinander unterscheiden. Entsprechend dieser Ausgestaltung kann die Frequenz des von der Sekundärwicklung 2 ausgegebenen Ausgangssignals n-mal so groß gemacht werden wie die Frequenzen der jeweiligen Wechselstromsignale, die in die jeweiligen Primärwicklungen 1 eingehen. Beispielsweise kann, wie in 2 gezeigt, in der Ausgestaltung, in der der Luftkerntransformator B1 drei Primärwicklungen 1 hat, durch Differenzierung der Phasen der jeweiligen Wechselstromsignale um 120 Grad (=2π/3) voneinander die Frequenz des von der Sekundärwicklung 2 ausgegebenen Ausgangssignals (der Ausgangsspannung) dreimal so groß gemacht werden wie die Frequenzen der jeweiligen Wechselstromsignale (der jeweiligen Spannungen), die in die jeweiligen Primärwicklungen 1 eingegeben werden. Daher kann die Ansteuerschaltung A1 die Frequenz des an das Schaltelement Q ausgegebenen Ansteuersignals gleich oder größer machen als die Frequenz, die die jeweiligen ICs 3 des Steuerteils C1 ausgeben können. Insbesondere, wenn die Anzahl der Primärwicklungen 1 eine ungerade Zahl ist, kann die Frequenz des Ausgangssignals, das von der Sekundärwicklung 2 ausgegeben wird, ungerademal so groß gemacht werden wie die Frequenzen der jeweiligen Wechselstromsignale, die in die jeweiligen Primärwicklungen 1 eingegeben werden.
Der Luftkerntransformator B1 der Ansteuerschaltung A1 ist mit der Vielzahl von Primärwicklungen 1 ausgestattet, in denen jeweils ein Eingangsstrom von außen fließt. Die jeweiligen Primärwicklungen 1 weisen eine Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 auf, die in Umfangsrichtung t gesehen jeweils ringförmig ausgebildet sind. Entsprechend dieser Ausgestaltung fließt beispielsweise, in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 11, der Eingangsstrom, der an einem Punkt fließt, an einem anderen Punkt, der dem einen Punkt in Axialrichtung s gegenüberliegt, in entgegengesetzter Richtung. Daher sind die jeweiligen von diesen Punkten erzeugten magnetischen Flüsse in Richtungen orientiert, die außerhalb der jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 einander entgegengesetzt sind und sich gegenseitig aufheben. Die Vielzahl von Zirkulationsteilen 11 sind Teil des ersten zylindrischen Teils 5A, der das äußere Erscheinungsbild des Luftkerntransformators B1 bestimmt. Daher nimmt der magnetische Fluss außerhalb der jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 (des ersten zylindrischen Teils 5A) wie beim Luftkerntransformator B1 ab, und ein Streuen des magnetischen Flusses nach außen kann unterdrückt werden.
In dem Luftkerntransformator B1 weist die Vielzahl von Primärwicklungen 1 jeweils die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 und die Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 auf. Die Richtung des Eingangsstroms, der in jedem der Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 fließt, und die Richtung des Eingangsstroms, der in jedem der Vielzahl von zweiten Zirkulationsteilen 12 fließt, sind die gleichen, in der Umfangsrichtung t gesehen. Gemäß dieser Ausgestaltung sind der magnetische Fluss, der durch den in jedem der Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 11 fließenden Eingangsstrom erzeugt wird, und der magnetische Fluss, der durch den in jedem der Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12 fließenden Eingangsstrom erzeugt wird, innerhalb der Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12, d.h. innerhalb des zweiten zylindrischen Teils 5B, in dieselbe Richtung ausgerichtet und werden miteinander verstärkt. Daher kann der Luftkerntransformator B1 den Induktivitätswert verbessern, wenn der magnetische Fluss innerhalb des zweiten zylindrischen Teils 5B zunimmt.
Der Luftkern-Transformator B1 ist in Bezug auf die jeweiligen Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 nicht mit einem Kern aus magnetischer Substanz ausgestattet, sondern hat einen Luftkern. Wie bei einem Transformator, der mit einem Magnetkern versehen ist, verursacht der Magnetkern einen Energieverlust, wenn der in die jeweiligen Primärwicklungen 1 eingespeiste Eingangsstrom in einem Hochfrequenzband liegt. Daher kann der Luftkerntransformator B1 den Energieverlust durch den Magnetkern unterdrücken, auch wenn der Eingangsstrom in die jeweiligen Primärwicklungen im Hochfrequenzbereich liegt, da er keinen Magnetkern hat.
Bei dem Luftkerntransformator B1 sind die jeweiligen ersten Zirkulationsteil-Gruppen 110 der Vielzahl von Primärwicklungen 1 (die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 11 der jeweiligen Primärwicklungen 1) und die Vielzahl von ersten Zirkulationsteilen 21 der Sekundärwicklung 2 abwechselnd in der Umfangsrichtung t ausgerichtet. Ferner sind innerhalb der jeweiligen ersten Zirkulationsteil-Gruppen 110 (die jeweiligen ersten Zirkulationsteile 11 einer Primärwicklung 1) der Vielzahl von Primärwicklungen 1 die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 22 der Sekundärwicklung 2 angeordnet, und innerhalb der jeweiligen ersten Zirkulationsteile 21 der Sekundärwicklung 2 sind die jeweiligen zweiten Zirkulationsteil-Gruppen 120 der Vielzahl von Primärwicklungen 1 (die jeweiligen zweiten Zirkulationsteile 12 der jeweiligen Primärwicklungen 1) angeordnet. Entsprechend dieser Ausgestaltung wird die Kopplung zwischen den jeweiligen Primärwicklungen 1 und der Sekundärwicklung 2 begünstigt. Dadurch kann das Streuen des magnetischen Flusses aufgrund der mangelhaften Kopplung zwischen den jeweiligen Primärwicklungen 1 und der Sekundärwicklung 2 unterdrückt werden.
Die Steuerplatine D1 ist mit dem Verdrahtungssubstrat E1 versehen, und das Verdrahtungssubstrat E1 ist mit einer Vielzahl von Verdrahtungsschichten 7 versehen. Die Vielzahl von Verdrahtungsschichten 7 weist die erste Verdrahtungsschicht 71, die zweite Verdrahtungsschicht 72, die dritte Verdrahtungsschicht 73 und die vierte Verdrahtungsschicht 74 auf, die in der Axialrichtung s laminiert sind. In jeder der ersten Verdrahtungsschicht 71, der zweiten Verdrahtungsschicht 72, der dritten Verdrahtungsschicht 73 und der vierten Verdrahtungsschicht 74 wird ein Verdrahtungsmuster gebildet, und durch diese Verdrahtungsmuster wird der Luftkerntransformator B1 gebildet. Entsprechend dieser Ausgestaltung wird der Luftkerntransformator B1 durch den Herstellungsprozess eines bspw. gedruckten Substrats (oder einem Halbleitersubstrat oder einem Keramiksubstrat) gebildet. Das Verdrahtungssubstrat E1 erleichtert somit die Herstellung des Luftkerntransformators B1, der eine komplizierte Verdrahtungsstruktur aufweist. Da das Verdrahtungssubstrat E1 den Luftkerntransformator B1 durch die Verdrahtungen in der Vielzahl von Verdrahtungsschichten 7 bildet, wird eine Höhenreduzierung des Luftkerntransformators B1 ermöglicht.
In den oben genannten Ausführungsformen gibt es einen Fall, in dem z.B. eine Gleichstromvorspannung zu einem Steuersignal hinzugefügt wird, das von den jeweiligen Steuer-ICs 3 ausgegeben wird. In einem solchen Fall, wie beispielsweise in 19 gezeigt, ist es ratsam, einen Kondensator („capacitor“) Co zwischen jeden Steuer-IC 3 und jede Primärwicklung 1 zu schalten. Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem die Gleichstromvorspannung nicht zu dem von jedem Steuer-IC 3 ausgegebenen Steuersignal hinzugefügt wird, ist der Kondensator Co wie in der obigen Ausführungsform nicht erforderlich.
Wie bei den obigen Ausführungsformen wird das Beispiel gezeigt, bei dem das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 113 und 114 in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 11 der jeweiligen Primärwicklungen 1 durch die jeweiligen Durchgangselektroden 79 gebildet ist und in einer Draufsicht eine annähernd kreisförmige, säulenartige Form hat, was jedoch nicht einschränkend ist. Das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 113 und 114 kann in Radialrichtung u von der Außenseite zur Innenseite gesehen bandförmig sein, wie in 20 gezeigt. Ferner kann das Paar der ersten Verbindungsleiterteile 213 und 214 in den jeweiligen ersten Zirkulationsteilen 21 der Sekundärwicklung 2, wie in 20 gezeigt, in der Radialrichtung u von der Außenseite zur Innenseite hin gesehen ebenfalls bandförmig sein. Ferner kann das Gleiche auch für das Paar zweiter Verbindungsleiterteile 123 und 124 in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 12 der jeweiligen Primärwicklungen 1 und das Paar zweiter Verbindungsleiterteile 223 und 224 in den jeweiligen zweiten Zirkulationsteilen 22 der Sekundärwicklung 2 gelten.
Wie bei den obigen Ausführungsformen wird das Beispiel gezeigt, bei dem die Windungszahlen der jeweiligen Primärwicklungen 1 gleich sind, was jedoch nicht einschränkend ist. Wenn die Anzahl der Windungen geändert werden soll, wird die Amplitude der Wechselspannung, die den jeweiligen Primärwicklungen 1 eingegeben wird, entsprechend angepasst, so dass die von den jeweiligen Primärwicklungen 1 auf die Sekundärwicklung 2 übertragene Spannung die gleiche ist. Zum Beispiel ist es ausreichend, dass das Verhältnis zwischen den Windungszahlen der Vielzahl von Primärwicklungen 1 und der Windungszahl der Sekundärwicklung 2 als N_1A:N_1B:N_1C:N₂=3:5:1:1 eingestellt wird, und in dem Fall, in dem die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung 2 auf 1V eingestellt ist, ist es ausreichend, dass der Wechselspannungseingang zur Primärwicklung 1A auf 3V, der Wechselspannungseingang zur Primärwicklung 1B auf 5V und der Wechselspannungseingang zur Primärwicklung 1C auf 1V eingestellt wird.
Wie bei den obigen Ausführungsformen wird das Beispiel gezeigt, bei dem für den Luftkerntransformator B1 die Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 jeweils in toroidaler Form gewickelt sind, was jedoch keine Einschränkung darstellt. Beispielsweise können die Vielzahl der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 spiralförmig bzw. solenoidförmig gewickelt sein. Es wird bemerkt, dass in der vorliegenden Offenbarung die Solenoidform eine Form ist, deren ebene Form nicht ringförmig ist wie die toroidale Form, und in einer Draufsicht solche aufweist, die in einer Draufsicht wie eine gekrümmte Linie gewickelt sind, zusätzlich zu solchen, die in einer Draufsicht wie eine gerade Linie gewickelt sind. Diese Abweichungen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 21-24 erläutert.
21 und 22 zeigen eine Darstellung der Steuerplatine D2 entsprechend einer Variante. 21 ist eine Draufsicht, in der die Steuerplatine D2 dargestellt ist. 22 ist eine schematische Schnittansicht, die die Steuerplatine D2 darstellt und schematisch den Querschnitt entlang der Linie XXII-XXII der 21 zeigt. Um den Luftkerntransformator B1 der Steuerplatine D2 sind, wie in den 21 und 22 gezeigt, die Vielzahl der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 jeweils spiralförmig gewickelt. Wie in 21 in der Draufsicht dargestellt, sind die jeweiligen Verdrahtungsschichten 7 spiralförmig angeordnet, um so die Vielzahl der Primärwicklungen 1 bzw. die Sekundärwicklung 2 derart auszubilden. Diesmal sind die Vielzahl der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 abwechselnd angeordnet. Ferner sind, wie in 22 gezeigt, die Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 abwechselnd in der z-Richtung ausgerichtet.
23 und 24 zeigen eine Darstellung der Steuerplatine D3 entsprechend einer Variante. 23 ist eine Draufsicht, die die Steuerplatine D3 darstellt. 24 ist eine schematische Schnittansicht, die die Steuerplatine D3 zeigt und schematisch den Querschnitt entlang der Linie XXIV-XXIV der 23 darstellt. Um den Luftkerntransformator B1 der Steuerplatine D3 sind, wie in den 23 und 24 dargestellt, die Vielzahl der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 jeweils solenoidförmig gewickelt. Im Luftkerntransformator B1 sind die Vielzahl der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 in x-Richtung gesehen ringförmig mit einer gemeinsamen zentralen Achse ausgebildet. Ferner weist die Vielzahl der Primärwicklungen 1 jeweils die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 11 und die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12 auf, und die Sekundärwicklung 2 ist derart ausgebildet, dass sie die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 und die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 22 mit einschließt. Die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 11 der jeweiligen Primärwicklungen 1, die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 12 der jeweiligen Primärwicklungen 1, die Vielzahl der ersten Zirkulationsteile 21 der Sekundärwicklung 2 und die Vielzahl der zweiten Zirkulationsteile 22 der Sekundärwicklung 2 sind in einer Draufsicht in x-Richtung ausgerichtet. Diesmal sind die Vielzahl der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 abwechselnd ausgerichtet.
Selbst in diesen Varianten, d.h. in dem Fall, in dem die Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 spiralförmig (siehe 21 und 22) bzw. solenoidförmig (siehe 23 und 24) gewickelt sind, wie in dem Fall, in dem sie in einer toroidalen Form gewickelt sind, kann der Streuverlust des magnetischen Flusses nach außen unterdrückt werden. Es wird jedoch bemerkt, dass der Fall, in dem die Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 ringförmig gewickelt sind, bei der Unterdrückung des Streuverlusts vorzuziehen ist gegenüber dem Fall, in dem sie spiralförmig oder solenoidförmig gewickelt sind. Selbst wenn die Vielzahl von Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 spiralförmig (siehe 21 und 22) oder solenoidförmig (siehe 23 und 24) gewickelt sind, wird durch abwechselndes Wickeln der Vielzahl von Primärwicklungen 1 und der Sekundärwicklung 2 die Kopplung zwischen den jeweiligen Primärwicklungen 1 und der Sekundärwicklung 2 vorteilhaft, und der Streuverlust des magnetischen Flusses aufgrund einer mangelhaften Kopplung zwischen den jeweiligen Primärwicklungen 1 und der Sekundärwicklung 2 kann unterdrückt werden.
Wie bei den obigen Ausführungsformen wird das Beispiel gezeigt, bei dem der Luftkerntransformator B1 durch das Verdrahtungsmuster der Vielzahl von Verdrahtungsschichten 7 des Verdrahtungssubstrats E1 und der Vielzahl von Durchgangselektroden 79 gebildet wird, aber dies ist nicht einschränkend. Beispielsweise können die Vielzahl der Primärwicklungen 1 und die Sekundärwicklung 2 durch Wickeln einer linearen oder plattenförmigen Anschlussleitung gebildet werden. Der derart ausgebildete Luftkerntransformator B1 wird beispielsweise auf dem Verdrahtungssubstrat E1 montiert.
Wie bei den obigen Ausführungsformen wird in dem gezeigten Beispiel die von der Sekundärwicklung 2 ausgegebene Ausgangsspannung als Ansteuersignal für das Schaltelement Q eingegeben, was jedoch nicht einschränkend ist. Eine vorbestimmte Schaltung (z.B. eine Gleichrichterschaltung („rectifier circuit“), eine Filterschaltung („filter circuit“) und eine Signalumkehrschaltung („signal inversion circuit“)) kann zwischen die Sekundärwicklung 2 und das Schaltelement Q geschaltet werden.
Die Ansteuerschaltung und die Steuerplatine gemäß der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die spezifischen Ausgestaltungen der jeweiligen Teile der Ansteuerschaltung und der Steuerplatine der vorliegenden Offenbarung können verschiedenen Konstruktionsänderungen unterworfen werden. Die vorliegende Offenbarung schließt Ausführungsformen mit ein, die in den folgenden Klauseln beschrieben sind:

Klausel 1. Ansteuerschaltung zur Steuerung der Ansteuerung eines Schaltelements durch Ausgabe eines Ansteuersignals an das Schaltelement, aufweisend einen Luftkerntransformator mit einer Vielzahl von Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung, die magnetisch mit jeder der Vielzahl von Primärwicklungen gekoppelt ist, wobei ein Wechselstromsignal in jede der Vielzahl von Primärwicklungen des Luftkerntransformators eingegeben wird, die Vielzahl der Primärwicklungen eine erste Primärwicklung und eine zweite Primärwicklung aufweist, und es eine Phasendifferenz zwischen einem Wechselstromsignal, das in die erste Primärwicklung eingegeben wird, und einem Wechselstromsignal, das in die zweite Primärwicklung eingegeben wird, gibt.
Klausel 2. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 1, wobei, wenn eine Anzahl der Primärwicklungen n ist (n ist eine natürliche Zahl), die Phasen der Wechselstromsignale, die in jede der n Primärwicklungen eingegeben werden, um 2π/n voneinander abweichen.
Klausel 3. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 2, wobei eine Zahl der Primärwicklungen eine ungerade Zahl ist.
Klausel 4. Die Ansteuerschaltung nach einer der Klauseln 1 bis 3, wobei ein Wechselstromsignal, das in jede der Vielzahl von Primärwicklungen eingegeben wird, eine Wechselspannung ist, bei der eine Periode, die einen positiven Wert haben soll, und eine Periode, die einen negativen Wert haben soll, in einem Zyklus einander gleich sind.
Klausel 5. Die Ansteuerschaltung nach einer der Klauseln 1-4, wobei die jeweiligen Windungszahlen der Vielzahl von Primärwicklungen einander gleich sind.
Klausel 6. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 5, wobei die jeweiligen Windungszahlen der Vielzahl von Primärwicklungen und eine Windungszahl der Sekundärwicklung einander gleich sind.
Klausel 7. Die Ansteuerschaltung nach einer der Klauseln 1-6, wobei die Vielzahl der Primärwicklungen und die Sekundärwicklung abwechselnd gewickelt sind.
Klausel 8. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 7, wobei die Vielzahl der Primärwicklungen und die Sekundärwicklung jeweils in einer toroidalen Form gewickelt sind.
Klausel 9. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 8, wobei jede der Vielzahl von Primärwicklungen eine Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteilen und eine Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen aufweist, wobei jeder primärseitige erste Zirkulationsteil in Toroidrichtung gesehen ringförmig ist, wobei jeder primärseitige zweite Zirkulationsteil in Toroidrichtung gesehen ringförmig ist, die Sekundärwicklung eine Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen und eine Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen aufweist, wobei jeder sekundärseitige erste Zirkulationsteil in der Toroidrichtung gesehen ringförmig ist, jeder sekundärseitige zweite Zirkulationsteil in der Toroidrichtung gesehen ringförmig ist, die Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteilen jeder der Vielzahl von Primärwicklungen und die Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen in der Toroidrichtung ausgerichtet sind und einen ersten zylindrischen Teil bilden, die Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen jeder der Vielzahl von Primärwicklungen und die Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen in der Toroidrichtung ausgerichtet sind und einen zweiten zylindrischen Teil bilden, und der zweite zylindrische Teil in der Toroidrichtung gesehen innerhalb des ersten zylindrischen Teils angeordnet ist.
Klausel 10. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 9, wobei wie bei dem ersten zylindrischen Teil die primärseitigen ersten Zirkulationsteile jeder der Vielzahl von Primärwicklungen jeweils in der Toroidrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteil-Gruppenbilden, und die Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteilen und die Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen abwechselnd in der Toroidrichtung ausgerichtet sind.
Klausel 11. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 10, wobei wie bei dem zweiten zylindrischen Teil die primärseitigen zweiten Zirkulationsteile jeder der Vielzahl von Primärwicklungen jeweils in Toroidrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteil-Gruppen bilden, und die Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen und die Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen abwechselnd in der Toroidrichtung ausgerichtet sind.
Klausel 12. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 11, wobei jede der Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteil-Gruppen und jede der Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen einander überlappen, gesehen in einer Axialrichtung, in der sich eine zentrale Achse der Toroidrichtung erstreckt, und jede der Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteil-Gruppen und jedes der Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen sich in der Axialrichtung gesehen überlappen.
Klausel 13. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 12, wobei, betreffend jede der Vielzahl von Primärwicklungen, jeder der Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteilen einen primärseitigen ersten oberen Leiterteil und einen primärseitigen ersten unteren Leiterteil aufweist, die in einer Axialrichtung voneinander getrennt sind, in der sich eine zentrale Achse der Toroidrichtung erstreckt, wobei, betreffend jede der Vielzahl von Primärwicklungen, jeder der Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen einen primärseitigen zweiten oberen Leiterteil und einen primärseitigen zweiten unteren Leiterteil aufweist, die in der Axialrichtung voneinander getrennt sind, wobei, betreffend die Sekundärwicklung, jedes der Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen einen sekundärseitigen ersten oberen Leiterteil und einen sekundärseitigen ersten unteren Leiterteil aufweist, die in der Axialrichtung voneinander getrennt sind, und wobei, betreffend die Sekundärwicklung, jedes der Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen einen sekundärseitigen zweiten oberen Leiterteil und einen sekundärseitigen zweiten unteren Leiterteil aufweist, die in der Axialrichtung voneinander getrennt sind.
Klausel 14. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 13, wobei der primärseitige erste obere Leiterteil und der primärseitige erste untere Leiterteil in jeder der Vielzahl von Primärwicklungen und der sekundärseitige erste obere Leiterteil und der sekundärseitige erste untere Leiterteil in der Sekundärwicklung jeweils eine bandartige Form aufweisen, die sich von einem Innenumfang des ersten zylindrischen Teils zu seinem Außenumfang erstreckt, gesehen in einer Axialrichtung, in der sich eine zentrale Achse der Toroidrichtung erstreckt.
Klausel 15. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 14, wobei der primärseitige erste obere Leiterteil und der primärseitige erste untere Leiterteil in jeder der Vielzahl von Primärwicklungen jeweils eine Größe in Bezug auf die Toroidrichtung haben, die kleiner ist als die des sekundärseitigen ersten oberen Leiterteils und des sekundärseitigen ersten unteren Leiterteils in der Sekundärwicklung, gesehen in der Axialrichtung.
Klausel 16. Die Ansteuerschaltung nach einer der Klauseln 13-15, wobei der primärseitige zweite obere Leiterteil und der primärseitige zweite untere Leiterteil in jeder der Vielzahl von Primärwicklungen und der sekundärseitige zweite obere Leiterteil und der sekundärseitige zweite untere Leiterteil in der Sekundärwicklung jeweils eine bandartige Form aufweisen, die sich von einem Innenumfang des zweiten zylindrischen Teils zu seinem Außenumfang erstreckt, gesehen in der Axialrichtung.
Klausel 17. Die Ansteuerschaltung nach Klausel 16, wobei der primärseitige zweite obere Leiterteil und der primärseitige zweite untere Leiterteil in jeder der Vielzahl von Primärwicklungen jeweils eine Größe in Bezug auf die Toroidrichtung haben, die kleiner ist als die des sekundärseitigen zweiten oberen Leiterteils und des sekundärseitigen zweiten unteren Leiterteils in der Sekundärwicklung, gesehen in der Axialrichtung.
Klausel 18. Steuerplatine, die die Ansteuerschaltung nach einer der Klauseln 1-17 aufweist, wobei die Steuerplatine ein Verdrahtungssubstrat aufweist, das innerhalb den Luftkerntransformator trägt, wobei das Verdrahtungssubstrat eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten aufweist, die in einer Dickenrichtung laminiert sind, und eine Vielzahl von Isolierschichten, die zwischen der Vielzahl von Verdrahtungsschichten in der Dickenrichtung angeordnet sind, und der Luftkerntransformator durch ein Verdrahtungsmuster in der Vielzahl der Verdrahtungsschichten ausgebildet ist.
Klausel 19. Die Steuerplatine nach Klausel 18, wobei das Schaltelement auf dem Verdrahtungssubstrat montiert ist.

A1: Ansteuerschaltung
B1: Luftkerntransformator
C1: Steuerteil
D1, D2, D3: Steuerplatine
E1: Verdrahtungssubstrat
Q: Schaltelement
1, 1A, 1B, 1C: Primärwicklung
11: erste Zirkulationsteile
12: zweite Zirkulationsteile
110: erste Zirkulationsteil-Gruppe
111: erster oberer Leiterteil
112: erster unterer Leiterteil
113: erster Verbindungsleiterteil
114: erster Verbindungsleiterteil
120: zweite Zirkulationsteil-Gruppe
121: zweiter oberer Leiterteil
122: zweiter unterer Leiterteil
123: zweiter Verbindungsleiterteil
124: zweiter Verbindungsleiterteil
2: Sekundärwicklung
21: erste Zirkulationsteile
211: erster oberer Leiterteil
212: erster unterer Leiterteil
213: ersten Verbindungsleiterteil
214: erste Verbindungsleiterteil
22: zweite Zirkulationsteile
221: zweiter oberer Leiterteil
222: zweiter unterer Leiterteil
223: zweiter Verbindungsleiterteil
224: zweiter Verbindungsleiterteil
3, 3A, 3B, 3C: Steuer-IC
5A: erster zylindrischer Teil
51A: innerer Umfang
52A: äußerer Umfang
5B: zweiter zylindrischer Teil
51B: innerer Umfang
52B: äußerer Umfang
7: Verdrahtungsschichten
71: erste Verdrahtungsschicht
72: zweite Verdrahtungsschicht
73: dritte Verdrahtungsschicht
74: vierte Verdrahtungsschicht
79: Durchgangselektroden
701: Elektroden-Pad
702: Einfügeelektrodenteile
8: Isolierteil
81: Isolierschichten
9: elektronische Komponenten
91: Widerstände
92: Kondensatoren
CN: Verbinder
Co: Kondensator
s: Axialrichtung
t: Umfangsrichtung
u: Radialrichtung

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 2014155412 A [0003]

Claims

Ansteuerschaltung zur Steuerung der Ansteuerung eines Schaltelements durch Ausgabe eines Ansteuersignals an das Schaltelement, aufweisend einen Luftkerntransformator mit einer Vielzahl von Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung, die magnetisch mit jeder der Vielzahl von Primärwicklungen gekoppelt ist, wobei ein Wechselstromsignal in jede der Vielzahl von Primärwicklungen des Luftkerntransformators eingegeben wird, die Vielzahl der Primärwicklungen eine erste Primärwicklung und eine zweite Primärwicklung aufweist, und es eine Phasendifferenz zwischen einem Wechselstromsignal, das in die erste Primärwicklung eingegeben wird, und einem Wechselstromsignal, das in die zweite Primärwicklung eingegeben wird, gibt.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Anzahl der Primärwicklungen n ist (n ist eine natürliche Zahl), die Phasen der Wechselstromsignale, die in jede der n Primärwicklungen eingegeben werden, um 2π/n voneinander abweichen.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, wobei eine Anzahl der Primärwicklungen eine ungerade Zahl ist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Wechselstromsignal, das in jede der Vielzahl von Primärwicklungen eingegeben wird, eine Wechselspannung ist, bei der eine Periode, die einen positiven Wert haben soll, und eine Periode, die einen negativen Wert haben soll, in einem Zyklus einander gleich sind.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die jeweiligen Windungszahlen der Vielzahl von Primärwicklungen einander gleich sind.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 5, wobei die jeweiligen Windungszahlen der Vielzahl von Primärwicklungen und eine Windungszahl der Sekundärwicklung einander gleich sind.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vielzahl der Primärwicklungen und die Sekundärwicklung abwechselnd gewickelt sind.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl der Primärwicklungen und die Sekundärwicklung jeweils in einer toroidalen Form gewickelt sind.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 8, wobei jede der Vielzahl von Primärwicklungen eine Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteilen und eine Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen aufweist, wobei jeder primärseitige erste Zirkulationsteil in der Toroidrichtung gesehen ringförmig ist, wobei jeder primärseitige zweite Zirkulationsteil in der Toroidrichtung gesehen ringförmig ist, die Sekundärwicklung eine Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen und eine Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen aufweist, wobei jeder sekundärseitige erste Zirkulationsteil in der Toroidrichtung gesehen ringförmig ist, jeder sekundärseitige zweite Zirkulationsteil in der Toroidrichtung gesehen ringförmig ist, die Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteilen jeder der Vielzahl von Primärwicklungen und die Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen in der Toroidrichtung ausgerichtet sind und einen ersten zylindrischen Teil bilden, die Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen jeder der Vielzahl von Primärwicklungen und die Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen in der Toroidrichtung ausgerichtet sind und einen zweiten zylindrischen Teil bilden, und der zweite zylindrische Teil in der Toroidrichtung gesehen innerhalb des ersten zylindrischen Teils angeordnet ist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 9, wobei wie bei dem ersten zylindrischen Teil die primärseitigen ersten Zirkulationsteile jeder der Vielzahl von Primärwicklungen jeweils in der Toroidrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteil-Gruppenbilden, und die Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteilen und die Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen abwechselnd in der Toroidrichtung ausgerichtet sind.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 10, wobei wie bei dem zweiten zylindrischen Teil die primärseitigen zweiten Zirkulationsteile jeder der Vielzahl von Primärwicklungen jeweils in Toroidrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteil-Gruppen bilden, und die Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen und die Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen abwechselnd in der Toroidrichtung ausgerichtet sind.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 11, wobei jede der Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteil-Gruppen und jede der Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen einander überlappen, gesehen in einer Axialrichtung, in der sich eine zentrale Achse der Toroidrichtung erstreckt, und jede der Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteil-Gruppen und jedes der Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen sich in der Axialrichtung gesehen überlappen.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 12, wobei, betreffend jede der Vielzahl von Primärwicklungen, jeder der Vielzahl von primärseitigen ersten Zirkulationsteilen einen primärseitigen ersten oberen Leiterteil und einen primärseitigen ersten unteren Leiterteil aufweist, die in einer Axialrichtung voneinander getrennt sind, in der sich eine zentrale Achse der Toroidrichtung erstreckt, wobei, betreffend jede der Vielzahl von Primärwicklungen, jeder der Vielzahl von primärseitigen zweiten Zirkulationsteilen einen primärseitigen zweiten oberen Leiterteil und einen primärseitigen zweiten unteren Leiterteil aufweist, die in der Axialrichtung voneinander getrennt sind, wobei, betreffend die Sekundärwicklung, jedes der Vielzahl von sekundärseitigen ersten Zirkulationsteilen einen sekundärseitigen ersten oberen Leiterteil und einen sekundärseitigen ersten unteren Leiterteil aufweist, die in der Axialrichtung voneinander getrennt sind, und wobei, betreffend die Sekundärwicklung, jedes der Vielzahl von sekundärseitigen zweiten Zirkulationsteilen einen sekundärseitigen zweiten oberen Leiterteil und einen sekundärseitigen zweiten unteren Leiterteil aufweist, die in der Axialrichtung voneinander getrennt sind.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 13, wobei der primärseitige erste obere Leiterteil und der primärseitige erste untere Leiterteil in jeder der Vielzahl von Primärwicklungen und der sekundärseitige erste obere Leiterteil und der sekundärseitige erste untere Leiterteil in der Sekundärwicklung jeweils eine bandartige Form aufweisen, die sich von einem Innenumfang des ersten zylindrischen Teils zu seinem Außenumfang erstreckt, gesehen in einer Axialrichtung, in der sich eine zentrale Achse der Toroidrichtung erstreckt.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 14, wobei der primärseitige erste obere Leiterteil und der primärseitige erste untere Leiterteil in jeder der Vielzahl von Primärwicklungen jeweils eine Größe in Bezug auf die Toroidrichtung haben, die kleiner ist als die des sekundärseitigen ersten oberen Leiterteils und des sekundärseitigen ersten unteren Leiterteils in der Sekundärwicklung, gesehen in der Axialrichtung.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der primärseitige zweite obere Leiterteil und der primärseitige zweite untere Leiterteil in jeder der Vielzahl von Primärwicklungen und der sekundärseitige zweite obere Leiterteil und der sekundärseitige zweite untere Leiterteil in der Sekundärwicklung jeweils eine bandartige Form aufweisen, die sich von einem Innenumfang des zweiten zylindrischen Teils zu seinem Außenumfang erstreckt, gesehen in der Axialrichtung.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 16, wobei der primärseitige zweite obere Leiterteil und der primärseitige zweite untere Leiterteil in jeder der Vielzahl von Primärwicklungen jeweils eine Größe in Bezug auf die Toroidrichtung haben, die kleiner ist als die des sekundärseitigen zweiten oberen Leiterteils und des sekundärseitigen zweiten unteren Leiterteils in der Sekundärwicklung, gesehen in der Axialrichtung.
Steuerplatine, die die Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 aufweist, wobei die Steuerplatine ein Verdrahtungssubstrat aufweist, das innerhalb den Luftkerntransformator trägt, wobei das Verdrahtungssubstrat eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten aufweist, die in einer Dickenrichtung laminiert sind, und eine Vielzahl von Isolierschichten, die zwischen der Vielzahl von Verdrahtungsschichten in der Dickenrichtung angeordnet sind, und der Luftkerntransformator durch ein Verdrahtungsmuster in der Vielzahl der Verdrahtungsschichten ausgebildet ist.
Steuerplatine nach Anspruch 18, wobei das Schaltelement auf dem Verdrahtungssubstrat montiert ist.