JP2000269053A - Transformer - Google Patents

Transformer

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JP2000269053A
JP2000269053A JP11074617A JP7461799A JP2000269053A JP 2000269053 A JP2000269053 A JP 2000269053A JP 11074617 A JP11074617 A JP 11074617A JP 7461799 A JP7461799 A JP 7461799A JP 2000269053 A JP2000269053 A JP 2000269053A
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JP
Japan
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transformer
line
core
conductor
transmission line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11074617A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoto Yamazawa
清人 山沢
Toshiro Sato
敏郎 佐藤
Takashi Hatauchi
隆史 畑内
Toshio Takahashi
利男 高橋
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04FFINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00Flooring
    • E04F15/02Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
    • E04F15/02161Floor elements with grooved main surface
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04FFINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F2201/00Joining sheets or plates or panels
    • E04F2201/02Non-undercut connections, e.g. tongue and groove connections

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transformer which can function as a distributed constant circuit, even when line conductors are disposed at high density, be made smaller and thinner, have higher boosting rate by preventing losses due to voltage applied to a core, have a higher transformation efficiency and simplify its structure, when a transformer is provided with a voltage transducing section composed of cores having a dielectric property and magnetism, a line conductor and ground conductors constituting a transmission line and a line length (L) of the transmission line is set approximately equal to quarter of the wavelength on the transmission line with an operation frequency. SOLUTION: This transformer has a voltage transfer section 2 comprising a line conductor 41 and ground conductors 42, 42 constituting a transmission line 10, and cores 4, 4 having dielectric property and magnetism. A line length (L) of the transmission line is set approximately equal to quarter of the wavelength on the transmission line with an operation frequency. The ground conductors 42, 42 are provided between the cores 4, 4 and the line conductor 41.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライト用インバータ等に好適に用いることができる
変成器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transformer which can be suitably used for a backlight inverter or the like of a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、液晶表示装置のバックライト用
インバータには、昇圧トランスが備えられていることが
知られている。このような用途に用いられる昇圧トラン
スとしては、従来から巻線トランスが使用されている。
この巻線トランスは、バラスト・コンデンサを介して冷
陰極管に接続されている。この冷陰極管には、水銀が封
入されており、高い電圧が印加されることで発生した電
子が上記水銀に衝突し、紫外線を発生し、この紫外線が
管の内側に塗布された蛍光体を励起発光させ可視光に変
換されるようになっている。このような冷陰極管は、始
動時には電子を発生させるため高い電圧を印加する必要
があるが、しかし、一度放電を開始してしまえば、放電
を維持する電圧は始動電圧の1/3程度で済む。このと
き冷陰極管には5〜6mA程度の電流を流すだけで十分
であり、大電流は必要ない。従って、このような用途に
用いられる昇圧トランスに望まれる特性としては、冷陰
極管の放電開始時に出力電圧を一瞬上昇させることがで
き、定常時には放電維持電圧まで低下できることであ
る。
2. Description of the Related Art It is generally known that a backlight inverter of a liquid crystal display device is provided with a step-up transformer. As a step-up transformer used for such an application, a winding transformer has been conventionally used.
This winding transformer is connected to a cold cathode tube via a ballast capacitor. Mercury is sealed in this cold cathode tube, and electrons generated by application of a high voltage collide with the mercury to generate ultraviolet rays, and the ultraviolet rays apply to the phosphor applied to the inside of the tube. Excitation light is emitted and converted into visible light. Such a cold-cathode tube requires a high voltage to be applied to generate electrons at the time of starting. However, once the discharge is started, the voltage for maintaining the discharge is about 1/3 of the starting voltage. I'm done. At this time, it is sufficient to supply a current of about 5 to 6 mA to the cold cathode tube, and a large current is not required. Therefore, a desired characteristic of the step-up transformer used for such an application is that the output voltage can be instantaneously increased at the start of the discharge of the cold cathode tube, and can be lowered to the discharge maintaining voltage in a steady state.

【0003】ところで、近年、液晶表示装置に対する小
型軽量化ならびに高性能化の要求はさらに高まってお
り、このような要求を満足するために、上記バックライ
ト用インバータの小型化、薄型化、高変換効率化が強く
要望されるようになってきている。しかしながら従来の
インバータにおいては、巻線トランスを使って薄型化を
実現しようとすると、変換効率が低下してしまうという
問題があった。この理由は、巻線トランスを薄くするた
めにコアの形状を扁平にすると、結果として巻線が長く
なって直流抵抗が増えてしまうためである。また、巻線
トランスを使用する場合は、設置面積が大きくなってし
まい、小型化に制約があった。
In recent years, demands for smaller, lighter, and higher performance liquid crystal display devices have been increasing. To satisfy such demands, the backlight inverter has been reduced in size, thickness, and conversion efficiency. There is a strong demand for efficiency. However, in the conventional inverter, there is a problem that the conversion efficiency is reduced when an attempt is made to reduce the thickness using a winding transformer. The reason for this is that if the shape of the core is made flat in order to make the winding transformer thinner, the winding becomes longer and the DC resistance increases. Further, when a winding transformer is used, the installation area becomes large, and there is a restriction on miniaturization.

【0004】そこで、巻線トランスに代えて平板状のセ
ラミック素子からなる圧電トランスを備えたバックライ
ト用インバータが考えられている。この圧電トランス
は、高変換効率を維持したまま薄型化が可能であるが、
昇圧比が不足するため、巻線トランスを補助トランスと
して使用する場合があり、薄型化に制約があった。ま
た、圧電トランスの昇圧比や共振周波数は、上記素子の
形状や電気機械結合係数によって決まるため、素子の大
きさを小さくすると、共振周波数が高周波側にシフト
し、昇圧比も小さくなってしまうため、上記素子の大き
さをあまり小さくすることができず、巻線トランスと同
様に設置面積が大きくなってしまい、インバータの小型
化に制約があった。また、圧電トランスにおいて、高昇
圧比と高変換効率を両立させるためには、積層構造にし
たり、長辺が20〜30mmの長方形状にする必要があ
り、構造が比較的複雑となってしまう。
Therefore, a backlight inverter having a piezoelectric transformer formed of a flat ceramic element in place of the winding transformer has been considered. This piezoelectric transformer can be made thinner while maintaining high conversion efficiency.
Since the step-up ratio is insufficient, a winding transformer may be used as an auxiliary transformer, and there has been a limitation in reducing the thickness. In addition, since the step-up ratio and the resonance frequency of the piezoelectric transformer are determined by the shape of the element and the electromechanical coupling coefficient, when the size of the element is reduced, the resonance frequency shifts to a higher frequency side and the step-up ratio also decreases. However, the size of the element cannot be reduced so much that the installation area becomes large as in the case of the winding transformer, which limits the miniaturization of the inverter. Further, in order to achieve both a high step-up ratio and a high conversion efficiency in the piezoelectric transformer, it is necessary to form a laminated structure or a rectangular shape having a long side of 20 to 30 mm, which makes the structure relatively complicated.

【0005】一方、インピーダンス変換作用を応用した
変成器としては、これまでに放電灯の点灯装置用に分布
定数線路として高周波同軸ケーブルを使用し、該高周波
同軸ケーブルを電圧変換器として使用した例が報告され
ている。この同軸ケーブルの絶縁体としては、使用周波
数にもよるが、通常、ポリエチレン(ε=2.3)かテ
フロン(ε=2.1)が使用されている。しかしながら
従来の変成器においては、同軸ケーブルの絶縁体の誘電
率が低く、例えば、1MHzで使用するためには同軸ケ
ーブルの長さを約49mにする必要があり、特に、液晶
表示装置のバックライト用インバータとして用いる場合
に、60kHz程度で使用するためには同軸ケーブルの
長さを約884mにする必要があり、小型化が困難であ
った。
On the other hand, as a transformer to which the impedance conversion function is applied, there has been an example in which a high-frequency coaxial cable is used as a distributed constant line for a lighting device of a discharge lamp, and the high-frequency coaxial cable is used as a voltage converter. It has been reported. As the insulator of the coaxial cable, polyethylene (ε = 2.3) or Teflon (ε = 2.1) is usually used, depending on the frequency used. However, in the conventional transformer, the dielectric constant of the insulator of the coaxial cable is low. For example, in order to use at 1 MHz, the length of the coaxial cable needs to be about 49 m. When used as an inverter for a vehicle, the length of the coaxial cable must be about 884 m in order to use it at about 60 kHz, and it has been difficult to reduce the size.

【0006】そこで、本願発明者は上記のような問題を
解決する手段として、特願平10−250083号の変
成器を提案している。この変成器は、高抵抗で終端した
1/4波長伝送線路の同調時の電圧・電流分布を利用し
て高電圧を得ているものである。図6は、特願平10−
250083号の変成器の例を示す概略構成図である。
この変成器は、誘電性と磁性を有する一対のコア84,
84と、これらコア84,84の間に設けられたスパイ
ラルコイル状の内部導体91とコア84,84の外方に
設けられたコイル状または膜状の外部導体92,92と
からなる伝送線路100を備えた電圧変換部102と、
電圧変換部102の固有インピーダンスと異なるインピ
ーダンスを有する冷陰極管(負荷装置)120を具備し
てなるものである。
The inventor of the present invention has proposed a transformer disclosed in Japanese Patent Application No. 10-250083 as means for solving the above-mentioned problems. This transformer obtains a high voltage by utilizing the voltage / current distribution at the time of tuning of a 1/4 wavelength transmission line terminated with a high resistance. FIG. 6 shows the structure of Japanese Patent Application No.
It is a schematic structure figure showing the example of the transformer of No. 250083.
This transformer includes a pair of cores 84 having dielectric and magnetic properties.
A transmission line 100 comprising a core 84, a spiral coil-shaped internal conductor 91 provided between the cores 84, 84, and coiled or film-shaped external conductors 92, 92 provided outside the cores 84, 84. A voltage conversion unit 102 having
It includes a cold cathode tube (load device) 120 having an impedance different from the intrinsic impedance of the voltage conversion unit 102.

【0007】一対のコア84,84のうち内部導体91
の上側のコア84は、接続端子を取り出すために左右に
分割されている。一対のコア84,84をなす材料とし
ては、フェライトなどが用いられている。内部導体91
と各コア84との間には、絶縁体85が介在されてい
る。内部導体91とこれの上側の絶縁体85間、該絶縁
体85とこれの上側のコア84間、該コア84とこれの
上側の外部導体92との間には、それぞれ接着層86が
介在されている。また、内部導体91の下側の絶縁体8
5とこれの下側のコア84間、該コア84とこれの下側
の外部導体92との間には、それぞれ接着層86が介在
されている。
The inner conductor 91 of the pair of cores 84, 84
The upper core 84 is divided right and left to take out connection terminals. Ferrite or the like is used as a material forming the pair of cores 84, 84. Internal conductor 91
An insulator 85 is interposed between the core 85 and each core 84. Adhesive layers 86 are interposed between the inner conductor 91 and the insulator 85 above the core 85, between the insulator 85 and the core 84 above the core 85, and between the core 84 and the outer conductor 92 above the core 84, respectively. ing. Also, the insulator 8 on the lower side of the internal conductor 91
Adhesive layers 86 are interposed between the core 5 and the lower core 84 and between the core 84 and the outer conductor 92 below the core 84, respectively.

【0008】内部導体91の出力側(受端側)の端子に
は、冷陰極管120が接続されており、入力側(送端
側)の端子には、交流電源(図示略)と接続されたスイ
ッチ回路135が接続されている。外部導体92の出力
側(受端側)の端子には、冷陰極管120が接続されて
おり、入力側(送端側)の端子には、上記交流電源(図
示略)と接続されたスイッチ回路135が接続されてい
る。外部導体92,92は、電位を同じにするために接
続用導体93により電気的に接続されている。伝送線路
100の線路長(L)は、伝送線路100に印加する電
圧の周波数の1/4波長にほぼ等しい長さとなってい
る。このような構成の変成器は、コア84の誘電性と磁
性により伝送線路100の電磁界の発生する部分の透磁
率と誘電率の両方を高めることができ、その結果、高い
波長を短縮効果が得られ、これによって短い線路長で1
/4波長線路が構成できる。
The output (reception end) terminal of the internal conductor 91 is connected to a cold cathode tube 120, and the input (transmission end) terminal is connected to an AC power supply (not shown). Switch circuit 135 is connected. A cold cathode tube 120 is connected to an output (reception end) terminal of the external conductor 92, and a switch connected to the AC power supply (not shown) is connected to an input (transmission end) terminal. The circuit 135 is connected. The outer conductors 92, 92 are electrically connected by a connecting conductor 93 to make the electric potential equal. The line length (L) of the transmission line 100 is substantially equal to ほ ぼ wavelength of the frequency of the voltage applied to the transmission line 100. The transformer having such a configuration can increase both the magnetic permeability and the dielectric constant of the portion of the transmission line 100 where the electromagnetic field is generated by the dielectric properties and magnetism of the core 84, and as a result, the effect of shortening the high wavelength can be reduced. And this makes it possible to obtain 1
A / 4 wavelength line can be configured.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが図6に示した
変成器においては、コア84の誘電性と磁性により波長
を短縮でき、これによってコア寸法を短くできるので、
設置面積も小さくて済み、高昇圧比及び高変換効率を維
持したうえで小型化が可能であるが、以下に述べるよう
な不満があった。図6に示す変成器においては、伝送線
路100による高周波電界が発生する部分、すなわち内
部導体91と外部導体92との間にフェライト等からな
るコア84が介在されているために、伝送線路100に
高周波電圧を印加したときに、損失が発生し、変換効率
(トランス特性)が低下するため、より高変換効率の変
成器の実現の障害となっていた。それは、各コア84
は、高周波においては絶縁体として用いるには抵抗が低
いために、伝送線路100に高周波電圧を印加したとき
に、各コア84に電流が流れ損失が発生するからであ
る。
In the transformer shown in FIG. 6, however, the wavelength can be shortened by the dielectric properties and magnetism of the core 84, and the core size can be shortened.
The installation area can be reduced, and downsizing is possible while maintaining a high step-up ratio and high conversion efficiency, but has the following complaints. In the transformer shown in FIG. 6, since a core 84 made of ferrite or the like is interposed between a portion where a high-frequency electric field is generated by the transmission line 100, that is, between the inner conductor 91 and the outer conductor 92, the transmission line 100 When a high-frequency voltage is applied, a loss occurs and the conversion efficiency (transformer characteristics) is reduced, which has been an obstacle to realizing a transformer with higher conversion efficiency. It is each core 84
This is because, when a high frequency voltage is applied to the transmission line 100, a current flows through each core 84 and a loss occurs because the resistance is low for use as an insulator at high frequencies.

【0010】また、この変成器では、内部導体と外部導
体との間の静電容量をコントロールして特性インピーダ
ンスを出して変換器用素子として機能させているが、図
6に示す変成器では内部導体91を密に配置してより小
型化しようとすると、内部導体91の相互の線間の静電
容量が大きくなって、分布定数回路として機能しなくな
ってしまうという問題があった。それは、図6に示す変
成器での静電容量は、内部導体91と外部導体92の間
のコア84と絶縁体85に依存するからである。なお、
誘電性と磁性を有するコアと、伝送線路を有し、上記コ
アの誘電率と透磁率により波長短縮効果が得られ、コア
寸法を短くでき、小型化が可能な変成器のことを伝送線
路型トランスという。
In this transformer, the capacitance between the inner conductor and the outer conductor is controlled to produce a characteristic impedance to function as a transducer element. In the transformer shown in FIG. If the size of the internal conductors 91 is increased to reduce the size, the capacitance between the lines of the internal conductors 91 becomes large, so that the internal conductors 91 do not function as a distributed constant circuit. This is because the capacitance in the transformer shown in FIG. 6 depends on the core 84 and the insulator 85 between the inner conductor 91 and the outer conductor 92. In addition,
A transformer having a core having dielectric properties and magnetism, and a transmission line, a wavelength shortening effect is obtained by the dielectric constant and magnetic permeability of the core, the core size can be shortened, and the transformer can be miniaturized. It is called a transformer.

【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、誘電性と磁性を有するコアからなる電圧変換部
と、伝送線路を構成する線路導体と接地導体とが備えら
れ、上記伝送線路の線路長(L)が動作周波数における
上記伝送線路上の1/4波長にほぼ等しく設定された変
成器において、線路導体を密に配置しても分布定数回路
として機能し、より小型化、薄型化が可能で、また、コ
アに高周波電圧がかかることに起因する損失を防止して
昇圧比をより高くでき、より高変換効率とすることがで
き、しかも構造の簡略化が可能な変成器の提供を目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a voltage conversion section comprising a core having dielectric properties and magnetism, a line conductor and a ground conductor constituting a transmission line, and In a transformer in which the line length (L) is set to be approximately equal to a quarter wavelength on the transmission line at the operating frequency, even if the line conductors are densely arranged, the transformer functions as a distributed constant circuit, and is further reduced in size and thickness. A transformer capable of preventing a loss caused by a high-frequency voltage applied to the core, increasing the boost ratio, achieving higher conversion efficiency, and simplifying the structure. With the goal.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる変成器
は、伝送線路を構成する線路導体と接地導体と、誘電性
と磁性を有するコアからなる電圧変換部を有し、上記伝
送線路の線路長(L)が動作周波数における上記伝送線
路上の1/4波長にほぼ等しく設定され、上記接地導体
は上記コアと線路導体の間に設けられていることを特徴
とするものである。
A transformer according to the present invention has a line conductor and a ground conductor constituting a transmission line, and a voltage converter comprising a core having dielectric and magnetism. The length (L) is set substantially equal to a quarter wavelength on the transmission line at the operating frequency, and the ground conductor is provided between the core and the line conductor.

【0013】本発明の変成器によれば、伝送線路を構成
する線路導体と接地導体と、誘電性と磁性を有するコア
からなる電圧変換部を有し、上記伝送線路の線路長
(L)が動作周波数における上記伝送線路上の1/4波
長にほぼ等しく設定された変成器において、特に、上記
接地導体が上記コアと線路導体の間に設けられたことに
より、伝送線路による高周波電界が発生しない部分に誘
電性と磁性を有するコアが設けられたこととなり、上記
伝送線路に高周波電圧を印加しても上記コアに電圧がか
かることがなく、コアに電圧がかかることに起因する損
失を防止でき、昇圧比を十分高くでき、より高変換効率
とすることができる。
According to the transformer of the present invention, the transmission line includes a line conductor and a ground conductor, and a voltage conversion unit composed of a core having dielectric and magnetic properties. The transmission line has a line length (L). In a transformer set to be approximately equal to a quarter wavelength on the transmission line at the operating frequency, in particular, since the ground conductor is provided between the core and the line conductor, no high-frequency electric field is generated by the transmission line. Since a core having dielectric and magnetic properties is provided in the portion, even if a high-frequency voltage is applied to the transmission line, no voltage is applied to the core, and loss due to application of voltage to the core can be prevented. , The boost ratio can be made sufficiently high, and higher conversion efficiency can be achieved.

【0014】なお、伝送線路型トランスは、コアの誘電
性と磁性の両方の効果により、波長を短縮でき、これに
よってコア寸法を短くできるものである。本発明では上
記伝送線路による磁界が発生する部分に上記コアが配置
されているため、高透磁率による波長短縮効果が得られ
る。また、伝送線路による電界が発生する部分にコアが
ないため、高誘電率による波長短縮効果はあまり期待で
きないが、図6に示した変成器においては、コアと内部
導体間には低誘電率のポリイミド(ε=4)からなる絶
縁体が配置されているため、そこに電界の大部分がかか
るため、コアの誘電性による効果が全て生かされている
わけではなく、よって波長短縮効果は主にコアの高透磁
率によるものであり、従って、本発明でコアの位置を線
路導体の外側に変更したことによる波長短縮効果の減少
は少ない。
In the transmission line type transformer, the wavelength can be shortened by the effects of both the dielectric properties and the magnetism of the core, and thereby the core size can be shortened. In the present invention, since the core is disposed at a portion where a magnetic field is generated by the transmission line, an effect of shortening the wavelength by high magnetic permeability can be obtained. Further, since there is no core in the portion where the electric field is generated by the transmission line, the effect of shortening the wavelength by the high dielectric constant cannot be expected much. However, in the transformer shown in FIG. 6, a low dielectric constant is provided between the core and the internal conductor. Since an insulator made of polyimide (ε = 4) is arranged, most of the electric field is applied to the insulator, so that the effect of the dielectric properties of the core is not fully utilized. Therefore, the wavelength shortening effect is mainly achieved. This is due to the high permeability of the core, and therefore, the effect of shortening the wavelength shortening effect by changing the position of the core to the outside of the line conductor in the present invention is small.

【0015】また、本発明の変換器では、上記線路導体
と上記接地導体との間にはコアが介在されていないの
で、上記線路導体と上記接地導体間の静電容量にコアの
誘電率は影響せず、また、上記線路導体相互の線間の静
電容量にもコアの誘電率は影響しない。これにより、上
記線路導体を密に配置して小型化しても、上記線路導体
相互の線間の静電容量が上記線路導体と上記接地導体間
の静電容量に対して相対的に大きくなることを防止でき
るため、分布定数回路として機能させることができる。
従って、本発明によれば、上記線路導体を密に配置して
も分布定数回路として機能し、より小型化、薄型化が可
能で、また、コアに電圧がかかることに起因する損失を
防止して昇圧比をより高くでき、より高変換効率とする
ことができ、しかも構造の簡略化が可能な変成器を提供
できる。
In the converter according to the present invention, since the core is not interposed between the line conductor and the ground conductor, the dielectric constant of the core depends on the capacitance between the line conductor and the ground conductor. It has no effect, and the dielectric constant of the core does not affect the capacitance between the line conductors. Thereby, even if the line conductors are densely arranged and miniaturized, the capacitance between the line conductors is relatively large with respect to the capacitance between the line conductor and the ground conductor. Can be prevented from functioning as a distributed constant circuit.
Therefore, according to the present invention, even if the line conductors are densely arranged, the line conductor functions as a distributed constant circuit, and can be made smaller and thinner, and a loss caused by a voltage applied to the core is prevented. As a result, it is possible to provide a transformer capable of increasing the step-up ratio, achieving higher conversion efficiency, and simplifying the structure.

【0016】本発明に係わる変成器は、上記線路導体は
平面状に形成され、上記線路導体の少なくとも一方の面
に絶縁体を介して上記接地導体が積層され、さらに該接
地導体上に上記コアが積層されていてもよい。本発明に
係わる変成器においては、上記電圧変換部の固有インピ
ーダンスと異なるインピーダンスを有する負荷装置が備
えられていることが好ましい。また、本発明に係わる変
成器においては、上記絶縁体は実効誘電率(ε)が10
より小さい材料からなるものであることが好ましい。か
かる変成器によれば、線路導体と接地導体間の静電容量
は上記絶縁体のみできまり、線路導体を密に配置して小
型化しても、上記線路導体相互の線間の静電容量が、上
記線路導体と上記接地導体間の静電容量に対して相対的
に大きくなることを防止できるため、分布定数回路とし
て機能させることができる。また、本発明に係わる変成
器においては、上記コアはMn−Znフェライト、Ni
−Znフェライト、Ni−Cuフェライトから選ばれた
1種又は2種以上からなるものであってもよい。かかる
変成器によれば、コアの寸法を短くでき、小型化が可能
である。
In the transformer according to the present invention, the line conductor is formed in a planar shape, the ground conductor is laminated on at least one surface of the line conductor via an insulator, and the core is formed on the ground conductor. May be laminated. The transformer according to the present invention is preferably provided with a load device having an impedance different from the intrinsic impedance of the voltage conversion unit. In the transformer according to the present invention, the insulator has an effective dielectric constant (ε) of 10%.
Preferably, it is made of a smaller material. According to such a transformer, the capacitance between the line conductor and the ground conductor can be determined only by the insulator, and even if the line conductors are densely arranged and miniaturized, the capacitance between the line conductors can be reduced. Since it is possible to prevent the capacitance between the line conductor and the ground conductor from becoming relatively large, it is possible to function as a distributed constant circuit. Further, in the transformer according to the present invention, the core is Mn-Zn ferrite, Ni
It may be composed of one or more selected from -Zn ferrite and Ni-Cu ferrite. According to such a transformer, the size of the core can be reduced, and the size can be reduced.

【0017】さらに、本発明に係わる変成器において
は、上記コアは100kHzにおける実効透磁率(μ)
が10〜20000であり、実効誘電率(ε)が10〜
5000であることが好ましい。波長短縮効果は、実効
透磁率(μ)、実効誘電率(ε)が大きいほど大きくな
るため変成器が小型化できる。しかし、伝送線路の特性
インピーダンスは、実効透磁率(μ)が大きいほど高く
なるが、実効誘電率(ε)が大きくなると低くなるた
め、μとεには最適な範囲が存在する。よって、本発明
においては、波長短縮効果を大きくし、かつ、特性イン
ピーダンスを所定の値にするには、μとεは上記の範囲
であることが好ましい。
Further, in the transformer according to the present invention, the core has an effective magnetic permeability (μ) at 100 kHz.
Is from 10 to 20,000, and the effective dielectric constant (ε) is from 10 to 20,000.
Preferably it is 5000. The effect of shortening the wavelength increases as the effective magnetic permeability (μ) and the effective permittivity (ε) increase, so that the transformer can be downsized. However, the characteristic impedance of the transmission line increases as the effective magnetic permeability (μ) increases, but decreases as the effective dielectric constant (ε) increases. Therefore, there are optimal ranges for μ and ε. Therefore, in the present invention, in order to increase the wavelength shortening effect and to set the characteristic impedance to a predetermined value, it is preferable that μ and ε are in the above ranges.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の変成器の一実施形
態について説明する。なお、以下に述べる実施の形態で
は、本発明の変成器が液晶表示装置のバックライト用イ
ンバータに適用された場合について述べる。図1は、本
発明の第一の実施形態の変成器の概略構成を示す図であ
り、図2はこの第一の実施形態の変成器の要部を示す平
面図である。この第一の実施形態の変成器は、伝送線路
10の外側にコア4,4を設けた電圧変換部2と、負荷
装置としての冷陰極管20から概略構成されてなるもの
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the transformer according to the present invention will be described below. In the embodiment described below, a case where the transformer of the present invention is applied to a backlight inverter of a liquid crystal display device will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a transformer according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view illustrating a main part of the transformer according to the first embodiment. The transformer according to the first embodiment is generally constituted by a voltage conversion unit 2 having cores 4 and 4 provided outside a transmission line 10 and a cold cathode tube 20 as a load device.

【0019】電圧変換部2は、対向する一対のコア4,
4の対向面にそれぞれ接地導体42,42が形成され、
さらに接地導体42,42の内側にそれぞれ絶縁層(絶
縁体)45,45が形成され、さらに絶縁層45,45
の内側に線路導体41が設けられてなるものである。第
一の実施形態では、線路導体41と、これの上下の接地
導体42,42とから伝送線路10が構成されている。
一対のコア4,4の各対向面と接地導体42の間には、
第一の接着層6aが介在されており、また、各接地導体
42と絶縁層45との間には第二の接着層6bが介在さ
れ、さらに線路導体41とこれの上側の絶縁層45との
間には第三の接着層6cが介在されている。一対のコア
4,4は、誘電性と磁性を有するものである。各コア4
をなす材料としては、Mn−Znフェライト、Ni−Z
nフェライト、Ni−Cuフェライトの群から選ばれた
1種又は2種以上からなるものを用いることが、コアの
寸法を短くでき、変成器の小型化が可能である点で好ま
しい。
The voltage converter 2 includes a pair of opposing cores 4,
4, ground conductors 42, 42 are formed on opposite surfaces, respectively.
Further, insulating layers (insulators) 45, 45 are formed inside the ground conductors 42, 42, respectively.
Is provided with a line conductor 41 inside. In the first embodiment, the transmission line 10 is configured by the line conductor 41 and the ground conductors 42 and 42 above and below the line conductor 41.
Between each opposing surface of the pair of cores 4 and 4 and the ground conductor 42,
The first adhesive layer 6a is interposed, the second adhesive layer 6b is interposed between each ground conductor 42 and the insulating layer 45, and the line conductor 41 and the upper insulating layer 45 are A third adhesive layer 6c is interposed therebetween. The pair of cores 4 and 4 have dielectric properties and magnetism. Each core 4
Are Mn-Zn ferrite, Ni-Z
It is preferable to use one or two or more selected from the group of n ferrite and Ni-Cu ferrite in that the core dimensions can be shortened and the transformer can be miniaturized.

【0020】各コア4は、100kHzにおける実効透
磁率(μ)が10〜20000であることが先に述べた
理由から好ましく、また、各コア4は、実効誘電率
(ε)が10〜5000であることが先に述べた理由か
ら好ましい。
Preferably, each core 4 has an effective magnetic permeability (μ) at 100 kHz of 10 to 20,000 for the above-mentioned reason, and each core 4 has an effective dielectric constant (ε) of 10 to 5000. Certain is preferred for the reasons mentioned above.

【0021】線路導体41は、スパイラルコイル状のも
のである。接地導体42,42は、スパイラルコイル状
のものであっても、コア4,4の対向面に全面に形成さ
れた膜状(平面状)のものであってもよい。線路導体4
1と接地導体42,42間の静電容量は、線路導体41
相互の線間の静電容量に対して十分大きいことが好まし
く、少なくとも同等以上が好ましい。この静電容量は、
線路導体41の線幅と間隔と、各絶縁層45の厚みに依
存する。各絶縁層45は、ε=4程度のポリイミドから
構成されている。各絶縁層45の厚みが厚すぎると、線
路導体41と接地導体42,42間の静電容量が小さく
なり、厚みが薄すぎると上記静電容量が大きくなってし
まう。
The line conductor 41 has a spiral coil shape. The ground conductors 42, 42 may be in the form of a spiral coil, or may be in the form of a film (planar) formed on the entire surface facing the cores 4, 4. Line conductor 4
1 and the ground conductors 42, 42
It is preferable that the capacitance is sufficiently large with respect to the capacitance between the lines, and it is preferable that the capacitance is at least equal to or larger than the capacitance. This capacitance is
It depends on the line width and interval of the line conductor 41 and the thickness of each insulating layer 45. Each insulating layer 45 is made of polyimide having ε = about 4. If the thickness of each insulating layer 45 is too thick, the capacitance between the line conductor 41 and the ground conductors 42, 42 will be small, and if the thickness is too thin, the capacitance will be large.

【0022】上述のような線路導体41の出力側(受端
側)の端子41aには、冷陰極管20が接続されてお
り、入力側(送端側)の端子41bには、交流電源(図
示略)と接続されたスイッチ回路35が接続されてい
る。また、一方の接地導体(線路導体41に対して下側
の接地導体)42の出力側の端子には、冷陰極管20が
接続されており、入力側の端子には、上記交流電源と接
続されたスイッチ回路35が接続されている。また、一
方の接地導体(線路導体41に対して下側の接地導体)
42と他方の接地導体(線路導体41に対して上側の接
地導体)42は、電位を同じにするために接続用導体4
3により電気的に接続されている。
The output 41 (receiving end) of the line conductor 41 is connected to the cold cathode tube 20 and the input (transmitting) terminal 41b is connected to an AC power supply ( (Not shown) is connected to the switch circuit 35. The output terminal of one of the ground conductors (the lower ground conductor with respect to the line conductor 41) is connected to the cold cathode tube 20, and the input terminal is connected to the AC power supply. Switch circuit 35 is connected. One of the ground conductors (the lower ground conductor with respect to the line conductor 41)
42 and the other ground conductor (the upper ground conductor with respect to the line conductor 41) 42 are connected to the connecting conductor 4 in order to make the potential the same.
3 are electrically connected.

【0023】線路導体41と接地導体42,42とから
なる伝送線路10の線路長(L)は、これら導体に印加
する交流電圧の周波数(動作周波数)における伝送線路
10上の1/4波長にほぼ等しく設定されている。第一
の実施形態では、動作周波数における伝送線路上の1/
4波長にほぼ等しく設定されるのは、線路導体41の長
さである。伝送線路10の線路長(L)が、動作周波数
における伝送線路10上の1/4波長とほぼ等しくない
と、電圧変換部2の固有インピーダンスより大きなイン
ピーダンスを有する冷陰極管20が接続された場合に、
インピーダンス変換ならびに電圧変換が行われず、好ま
しくない。
The line length (L) of the transmission line 10 composed of the line conductor 41 and the ground conductors 42, 42 is set to a quarter wavelength on the transmission line 10 at the frequency (operating frequency) of the AC voltage applied to these conductors. They are set almost equal. In the first embodiment, 1 /
What is set substantially equal to the four wavelengths is the length of the line conductor 41. If the line length (L) of the transmission line 10 is not substantially equal to the 波長 wavelength on the transmission line 10 at the operating frequency, a case where the cold cathode tube 20 having an impedance larger than the intrinsic impedance of the voltage conversion unit 2 is connected. To
Since impedance conversion and voltage conversion are not performed, it is not preferable.

【0024】冷陰極管20としては、上述のような構成
の電圧変換部2の固有インピーダンスと異なるインピー
ダンスを有するものを用いるのが、負荷の両端に電圧変
換部2の固有のインピーダンスとの比に応じた倍率で入
力電圧と異なる電圧が加わる点で好ましい。さらに、こ
の冷陰極管20は、電圧変換部2の固有インピーダンス
より大きなインピーダンスを有するものを用いるのが、
負荷の両端に電圧変換部2の固有のインピーダンスとの
比に応じた倍率で入力電圧より高い電圧が加わる点でよ
り好ましい。
As the cold cathode tube 20, one having an impedance different from the intrinsic impedance of the voltage converter 2 having the above-described configuration is used. This is preferable in that a voltage different from the input voltage is applied at a corresponding magnification. Further, the cold cathode tube 20 having a larger impedance than the intrinsic impedance of the voltage converter 2 is used.
This is more preferable in that a voltage higher than the input voltage is applied to both ends of the load at a magnification corresponding to the ratio of the impedance to the inherent impedance of the voltage converter 2.

【0025】上述のような構成の第一の実施形態の変成
器では、寄生容量(分布定数)を回路定数に取り込み、
誘電性と磁性を有する一対のコア4,4と、伝送線路1
0を使った図3に示すような分布定数回路が構成されて
いる。図3中、符号V1は入力電圧、V2は受端電圧、I
1は入力電流、I2は受端電流、Z1は入力側から見たイ
ンピーダンス、Z2は出力側から見たインピーダンス、
0は伝送線路の固有のインピーダンス、Lは伝送線路
の線路長である。図3に示す分布定数回路は、下記式
(1)で表される。
In the transformer according to the first embodiment having the above configuration, the parasitic capacitance (distribution constant) is taken into the circuit constant,
A pair of cores 4 and 4 having dielectric and magnetic properties, and a transmission line 1
A distributed constant circuit as shown in FIG. 3 using 0 is configured. In Figure 3, reference numeral V 1 was input voltage, V 2 reception terminal voltage, I
1 is the input current, I 2 is the receiving end current, Z 1 is the impedance seen from the input side, Z 2 is the impedance seen from the output side,
Z 0 is the specific impedance of the transmission line, and L is the line length of the transmission line. The distributed constant circuit shown in FIG. 3 is represented by the following equation (1).

【0026】[0026]

【数1】 (Equation 1)

【0027】上記式中、V1は入力電圧、V2は受端電
圧、I1は入力電流、I2は受端電流、Z0は伝送線路の
固有のインピーダンス、Lは伝送線路の線路長、 βは
線路10の伝搬定数(β=2πf/v=2π/λ・・・
(1−a)式)である。(1−a)式でのvは伝搬速度
(=fλ)、λは伝搬波長である。
In the above equation, V 1 is the input voltage, V 2 is the receiving end voltage, I 1 is the input current, I 2 is the receiving end current, Z 0 is the specific impedance of the transmission line, and L is the line length of the transmission line. , Β are the propagation constants of the line 10 (β = 2πf / v = 2π / λ...
(Equation (1-a)). In the equation (1-a), v is a propagation speed (= fλ), and λ is a propagation wavelength.

【0028】本実施形態においては、伝送線路の線路長
Lは、動作周波数における伝送線路上のλ/4であるの
で、 βL=(2π/λ)×(λ/4)=π/2 となる。よって、式(1)は、下記式(4)で表せる。
In this embodiment, since the line length L of the transmission line is λ / 4 on the transmission line at the operating frequency, βL = (2π / λ) × (λ / 4) = π / 2. . Therefore, equation (1) can be expressed by equation (4) below.

【0029】[0029]

【数2】 (Equation 2)

【0030】上記式(4)を変形し、入力側から見たイ
ンピーダンスZ1を求めると、 Z1=V1/I1=(jZ0・I2)/((j/Z0)・V2) ・・・式(5) ここでV2=Z2・I2であるので、 Z1=Z0/(Z2/Z0)=Z0 2/Z2 ・・・式(6) これは、伝搬波長/4=線路長である場合においては、
固有のインピーダンス50オームの線路の出力側の端子
に100オームのインピーダンスを接続した場合、入力
側から見ると25オームに見えることを示しており、
受電端に接続されたインピーダンスZ2は、送電端から
はZ1に変換されて見える。よって、インピーダンス変
換がされることになる。
By transforming the above equation (4) and obtaining the impedance Z 1 seen from the input side, Z 1 = V 1 / I 1 = (jZ 0 · I 2 ) / ((j / Z 0 ) · V 2 ) Equation (5) Since V 2 = Z 2 · I 2 , Z 1 = Z 0 / (Z 2 / Z 0 ) = Z 0 2 / Z 2 Equation (6) This is the case where propagation wavelength / 4 = line length.
When an impedance of 100 ohms is connected to the output terminal of the line having a specific impedance of 50 ohms, it looks like 25 ohms when viewed from the input side.
Impedance Z 2 which are connected to the power receiving end, appears to be converted to Z 1 from the sending end. Therefore, impedance conversion is performed.

【0031】また、上記式(4)から 以上のことから、電圧は他端の電流に比例し、電流は
他端の電圧に比例することがわかる。伝送線路の線路長
Lが伝搬波長/4のときにおいてのみ、上記並びに
の関係が成り立ち電圧変換が行われる。このように伝送
線路の固有のインピーダンスと、負荷抵抗(負荷装置の
抵抗)の比率で昇圧比が決まるので、第一の実施形態の
変成器は、高電圧が必要な始動時に高抵抗、点灯時に抵
抗が下がる冷陰極管のインピーダンス特性に適してい
る。
From the above equation (4), From the above, it is understood that the voltage is proportional to the current at the other end, and the current is proportional to the voltage at the other end. Only when the line length L of the transmission line is the propagation wavelength / 4, the above-mentioned relationship is established and the voltage conversion is performed. Since the step-up ratio is determined by the ratio of the inherent impedance of the transmission line and the load resistance (the resistance of the load device), the transformer according to the first embodiment has a high resistance at the time of starting requiring a high voltage and a high resistance at the time of lighting. It is suitable for the impedance characteristic of the cold cathode fluorescent lamp in which the resistance decreases.

【0032】次に、第一の実施形態の変成器の動作につ
いて、上記式(6)、式(7)及び図4を用いて説明す
る。図4は、第一の実施形態の変成器の伝送線路の昇圧
作用を説明するためのグラフである。図4のグラフにお
いて、横軸は出力側から見たインピーダンスZ2と線路
10の固有のインピーダンスZ0の比を表している。こ
こで、入力電圧V1が定電圧であるとする。負荷インピ
ーダンスZ2が伝送線路10の固有のインピーダンスZ0
に等しい場合(Z2/Z0=1)は、伝送線路10は整合
状態となっており、図中A点に示されているように送端
と受端の電圧が等しいのが明らかである。Z2>Z0なる
負荷を接続した場合(Z2/Z0>1)は、上記式(6)
よりZ1<Z0となって入力電流I1が増える。また、上
記式(7)から、受端電圧V2は入力電圧I1に比例する
ので、図中B点に示されているように同じく増える。Z
2>Z0の領域では、V2はV1より大きくなっており昇圧
されていることになる。よって、線路長Lが動作周波数
における伝送線路上の1/4波長の伝送線路10の負荷
として、該線路10の固有のインピーダンスより大きな
負荷を接続すると、その負荷の両端には線路10の固有
のインピーダンスとの比に応じた倍率で入力電圧より高
い電圧が加わる。
Next, the operation of the transformer according to the first embodiment will be described with reference to equations (6) and (7) and FIG. FIG. 4 is a graph for explaining the boosting action of the transmission line of the transformer according to the first embodiment. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents the ratio of the impedance Z 2 seen from the output side to the inherent impedance Z 0 of the line 10. Here, it is assumed that the input voltage V 1 is a constant voltage. The load impedance Z 2 is equal to the inherent impedance Z 0 of the transmission line 10.
(Z 2 / Z 0 = 1), the transmission line 10 is in a matching state, and it is clear that the voltages at the sending end and the receiving end are equal as shown at point A in the figure. . When a load satisfying Z 2 > Z 0 is connected (Z 2 / Z 0 > 1), the above equation (6) is used.
Z 1 <Z 0, and the input current I 1 increases. Further, from the above equation (7), since the reception terminal voltage V 2 is proportional to the input voltage I 1, also increases as shown in Figure B point. Z
In the region of 2 > Z 0 , V 2 is larger than V 1 , and is boosted. Therefore, when a load larger than the inherent impedance of the line 10 is connected as a load on the transmission line 10 having a line length L of 1/4 wavelength on the transmission line at the operating frequency, the inherent end of the line 10 is connected to both ends of the load. A voltage higher than the input voltage is applied at a magnification corresponding to the ratio with the impedance.

【0033】次に、第一の実施形態の変成器において、
上述のようなコア4を用いることにより、波長を短縮で
き、変成器を小型化できる理由について説明する。自由
空間における波長は下記式(8)で表される。 λ=v/f ・・・式(8) 電圧変換部2の電磁界が発生する部分の透磁率・誘電率
が大きいと、進行波の伝搬速度vが遅くなる。この伝搬
速度vは、下記式(9)で示される。 v[m/s]=3×108×(ε1/2・μ1/2-1 ・・・式(9) よって、その場合の波長は下記式(10)で示される。 λ=(v/f)・(ε1/2・μ1/2-1 ・・・式(10) 上記(10)式から明らかなように誘電率、透磁率の値
に応じて波長短縮が生じ、すなわち、誘電率、透磁率が
大きくなるとこれに応じて波長も短くなっており、よっ
て、コア4を誘電率、透磁率が大きい材料から構成する
ことにより、波長を短縮でき、コア寸法も短くでき、変
成器の小型化が可能である。
Next, in the transformer of the first embodiment,
The reason why the wavelength can be shortened and the transformer can be downsized by using the core 4 as described above will be described. The wavelength in free space is represented by the following equation (8). λ = v / f Equation (8) If the magnetic permeability / permittivity of the portion of the voltage converter 2 where the electromagnetic field is generated is large, the traveling speed v of the traveling wave becomes slow. This propagation speed v is represented by the following equation (9). v [m / s] = 3 × 10 8 × (ε 1/2 · μ 1/2 ) -1 (9) Therefore, the wavelength in that case is represented by the following expression (10). λ = (v / f) · (ε 1/2 · μ 1/2 ) -1 Equation (10) As is apparent from the above equation (10), the wavelength is shortened according to the values of the permittivity and the magnetic permeability. That is, when the permittivity and the magnetic permeability increase, the wavelength also decreases accordingly. Therefore, by forming the core 4 from a material having a high permittivity and the magnetic permeability, the wavelength can be shortened, and the core size can be reduced. Can be shortened, and the size of the transformer can be reduced.

【0034】本実施形態の変成器は、上述のようにコア
4,4の誘電性と磁性の両方の効果により、波長を短縮
でき、これによってコア寸法を短くできるが、本実施の
形態では、特に、上記伝送線路10による磁界が発生す
る部分にコア4,4が配置されているため、高透磁率に
よる波長短縮効果が得られる。これによってコア寸法を
短くできるので、設置面積も小さくて済み、高昇圧比及
び高変換効率を維持したうえで変成器の小型化が可能で
ある。また、本実施の形態では、コア4,4と線路導体
41の間に接地導体42,42が設けられたことによ
り、伝送線路10による高周波電界が発生しない部分に
コア4,4が設けられたこととなり、伝送線路10に高
周波電圧を印加しても上記コア4,4に電圧がかかるこ
とがなく、コア4,4に電圧がかかることに起因する損
失を防止でき、昇圧比を十分高くでき、より高変換効率
とすることができる。さらに、本実施形態では、線路導
体41と接地導体42,42との間にはコアが介在され
ていないので、線路導体41と接地導体42,42間の
静電容量にコアの誘電率は影響せず、また、線路導体4
1相互の線間の静電容量にもコアの誘電率は影響しな
い。これにより、線路導体41を密に配置して小型化し
ても、線路導体41相互の線間の静電容量が線路導体4
1と接地導体42間の静電容量に対して相対的に大きく
なることを防止できるため、分布定数回路として機能さ
せることができる。
The transformer of the present embodiment can reduce the wavelength and the core size by the effects of both the dielectric properties and the magnetic properties of the cores 4 and 4 as described above. In particular, since the cores 4 and 4 are arranged in the portion where the magnetic field is generated by the transmission line 10, a wavelength shortening effect by high magnetic permeability can be obtained. As a result, the core size can be reduced, so that the installation area can be reduced, and the transformer can be downsized while maintaining a high step-up ratio and high conversion efficiency. In the present embodiment, the ground conductors 42 and 42 are provided between the cores 4 and 4 and the line conductor 41, so that the cores 4 and 4 are provided in a portion where the transmission line 10 does not generate a high-frequency electric field. That is, even if a high-frequency voltage is applied to the transmission line 10, no voltage is applied to the cores 4 and 4, the loss caused by the voltage applied to the cores 4 and 4 can be prevented, and the boost ratio can be sufficiently increased. , Higher conversion efficiency can be achieved. Furthermore, in this embodiment, since the core is not interposed between the line conductor 41 and the ground conductors 42, 42, the dielectric constant of the core affects the capacitance between the line conductor 41 and the ground conductors 42, 42. No, and the line conductor 4
The dielectric constant of the core does not affect the capacitance between the lines. As a result, even if the line conductors 41 are densely arranged and miniaturized, the capacitance between the lines of the line conductors 41 is reduced.
Since it is possible to prevent the capacitance from becoming relatively large with respect to the capacitance between the first and ground conductors 42, it is possible to function as a distributed constant circuit.

【0035】また、本実施形態の変成器では、巻線トラ
ンス等の補助トランスを使用しなくても、高昇圧比と高
変換効率を両立できるので、補助トランスを用いる圧電
トランスに比べて、薄型化が可能である。また、線路導
体41と接地導体42,42とからなる伝送線路10の
外側にコア4,4を設けるだけで、高昇圧比と高変換効
率を両立させることができ、構造の簡略化が可能であ
る。また、線路導体41は、絶縁層45上にメッキまた
はスパッタなどの方法により形成することができるの
で、厚みの薄い導体を形成でき、薄型の変成器の提供が
可能である。従って、第一の実施形態の変成器によれ
ば、線路導体41を密に配置しても分布定数回路として
機能し、より小型化、薄型化が可能であり、また、コア
に電圧がかかることに起因する損失を防止して昇圧比を
より高くでき、より高変換効率とすることができ、しか
も構造の簡略化が可能な変成器を提供できる。
Further, in the transformer according to the present embodiment, a high step-up ratio and high conversion efficiency can be achieved without using an auxiliary transformer such as a winding transformer, so that the transformer is thinner than a piezoelectric transformer using an auxiliary transformer. Is possible. Further, by simply providing the cores 4 and 4 outside the transmission line 10 including the line conductor 41 and the ground conductors 42 and 42, both a high step-up ratio and a high conversion efficiency can be achieved, and the structure can be simplified. is there. In addition, since the line conductor 41 can be formed on the insulating layer 45 by a method such as plating or sputtering, a thin conductor can be formed, and a thin transformer can be provided. Therefore, according to the transformer of the first embodiment, even if the line conductors 41 are densely arranged, the transformer functions as a distributed constant circuit, and can be made smaller and thinner, and a voltage is applied to the core. , A booster ratio can be increased, a higher conversion efficiency can be achieved, and a transformer that can be simplified in structure can be provided.

【0036】本実施形態の変成器においては、一対のコ
ア4,4をなす材料として、Fe、Co、Niの群から
選ばれた1種又は2種以上の元素Tと、Hf、Zr、
W、Ti、V、Nb、Mo、Cr、Mg、Mn、Al、
Si、Ca、Sr、Ba、Cu、Ga、Ge、As、S
e、Zn、Cd、In、Sn、Sb、Te、Pb、B
i、希土類元素の群から選ばれた1種又は2種以上の元
素Mと、O、C、N、Bの群から選ばれた1種又は2種
以上の元素Dを含む軟磁性合金粉末と、合成樹脂からな
るものを用いるのが、一対のコア4,4の透磁率及び誘
電率を大きくでき、波長短縮効果が十分となり、変成器
を小型化できる点で好ましい。
In the transformer according to the present embodiment, one or more elements T selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni, and Hf, Zr,
W, Ti, V, Nb, Mo, Cr, Mg, Mn, Al,
Si, Ca, Sr, Ba, Cu, Ga, Ge, As, S
e, Zn, Cd, In, Sn, Sb, Te, Pb, B
i, a soft magnetic alloy powder containing one or more elements M selected from the group of rare earth elements and one or two or more elements D selected from the group of O, C, N, and B; The use of a synthetic resin is preferable in that the magnetic permeability and the dielectric constant of the pair of cores 4 and 4 can be increased, the wavelength shortening effect becomes sufficient, and the transformer can be miniaturized.

【0037】上記軟磁性合金粉末としては、例えば、以
下の組成式で示されるものが好適に用いられる。 Tabc (上記組成式中、TはFe,Co,Niの群から選ばれ
た1種または2種以上の元素を表し、MはHf,Zr,
W,Ti,V,Nb,Mo,Cr,Mg,Mn,Al,
Si,Ca,Sr,Ba,Cu,Ga,Ge,As,S
e,Zn,Cd,In,Sn,Sb,Te,Pb,B
i,希土類元素の群から選ばれた1種または2種以上の
元素を表し、DはO,C,N,Bの群から選ばれた1種
または2種以上の元素を表す。また、組成式中、組成比
を示すa,b,cは、原子%で、40≦a<87、0<
b≦20、0<c≦50なる関係を満足するものであ
る。)
As the soft magnetic alloy powder, for example, those represented by the following composition formula are preferably used. T a M b D c (where T represents one or more elements selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni, and M represents Hf, Zr,
W, Ti, V, Nb, Mo, Cr, Mg, Mn, Al,
Si, Ca, Sr, Ba, Cu, Ga, Ge, As, S
e, Zn, Cd, In, Sn, Sb, Te, Pb, B
i represents one or more elements selected from the group of rare earth elements, and D represents one or more elements selected from the group of O, C, N, and B. In the composition formulas, a, b, and c, which indicate composition ratios, are atomic%, and 40 ≦ a <87, 0 <
It satisfies the relationship of b ≦ 20 and 0 <c ≦ 50. )

【0038】上記合成樹脂としては、誘電損失が小さい
材料(即ちQの大きい材料でQが400以上のもの)が
用いられ、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ
リスチレン、パラフィン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂等が挙げられ
る。
As the synthetic resin, a material having a small dielectric loss (that is, a material having a large Q and a Q of 400 or more) is used, and examples thereof include polypropylene, polyethylene, polystyrene, paraffin, polytetrafluoroethylene, polycarbonate, and silicone. Resins.

【0039】上述のような軟磁性合金粉末と合成樹脂か
らなる各コア4は、例えば、以下のようにして製造する
ことができる。まず、組成式がTabcで示される軟
磁性合金粉末の組成になるように各原料を秤量する。こ
こでの原料は、Tの粉末、Mの粉末が用いられる。Tの
粉末としては、Fe,Co,Niの群から選ばれた少な
くとも一種の元素の単体,酸化物,炭化物,炭酸塩,窒
素化物,ホウ化物のうちから選ばれた粉末が用いられ
る。Mの粉末としては、Hf,Zr,W,Ti,V,N
b,Mo,Cr,Mg,Mn,Al,Si,Ca,S
r,Ba,Cu,Ga,Ge,As,Se,Zn,C
d,In,Sn,Sb,Te,Pb,Bi,希土類元素
の群から選ばれた少なくとも1種の元素の単体,酸化
物,炭化物,炭酸塩,窒素化物,ホウ化物のうちから選
ばれた粉末が用いられる。上記希土類元素としては、周
期表の3A族に属するSc,Y,あるいは、La,C
e,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Td,D
y,Ho,Er,Tm,Yb,Luなどのランタノイド
の群から選ばれる少なくとも1種の元素またはそれらの
混合物が挙げられる。この際、Tの粉末は粒径が100
μm以下、Mの粉末は粒径が2μm以下のものが望まし
い。
Each of the cores 4 made of a soft magnetic alloy powder and a synthetic resin as described above can be manufactured, for example, as follows. First, to obtain the composition of the soft magnetic alloy powder composition formula represented by T a M b D c Weigh the raw materials. As the raw material here, T powder and M powder are used. As the T powder, a powder selected from at least one element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni, oxides, carbides, carbonates, nitrides, and borides is used. As the powder of M, Hf, Zr, W, Ti, V, N
b, Mo, Cr, Mg, Mn, Al, Si, Ca, S
r, Ba, Cu, Ga, Ge, As, Se, Zn, C
powder selected from at least one element selected from the group consisting of d, In, Sn, Sb, Te, Pb, Bi, and rare earth elements, oxides, carbides, carbonates, nitrides, and borides Is used. Examples of the rare earth element include Sc, Y or La, C belonging to Group 3A of the periodic table.
e, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Td, D
Examples include at least one element selected from the group of lanthanoids such as y, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, or a mixture thereof. At this time, the T powder has a particle size of 100.
It is desirable that the powder of M or less and M have a particle size of 2 μm or less.

【0040】次いで、Dのうち、O,C,Nを添加する
場合は、上述のTの粉末とMの粉末とをステンレス鋼製
ポット中に、ポットと同材質のステンレス球と共に封入
し、O,C,Nの群から選ばれた少なくとも一種の元素
の単体ガス,酸化物ガス,炭化物ガスのうちから選ばれ
たDのガスを充満させる。そして、高エネルギ型遊星式
ボールミルを用いて所定時間、粉砕、攪拌するメカニカ
ルアロイングにより、組成式がTabcで示される軟
磁性合金粉末が得られる。メカニカルアロイングの時間
は、2時間以上とするのが、bcc構造もしくはfcc
構造、または、これらが混在したTの結晶の微細化を十
分にできる点で好ましい。ここで得られた軟磁性合金粉
末は、平均結晶粒径が数nm〜数10nmオーダーのb
cc構造のTの微結晶相が、M,Dを多量に含む非晶質
相で取り囲まれたような構造を有する平均粒径が1〜2
μm程度の凝集粒子となる。この軟磁性合金粉末は、凝
集粒子を構成するbcc構造もしくはfcc構造、また
は、これらが混在したTの微結晶の平均粒径が微細であ
るため、優れた軟磁気特性を示し、また、bcc構造も
しくはfcc構造、またはこれらが混在したTの微結晶
が、高抵抗の非晶質相によって取り囲まれているため、
渦電流損失を小さく押えることができるという特徴があ
る。
Next, when adding O, C, and N of D, the above-described powder of T and powder of M are sealed in a stainless steel pot together with stainless steel balls of the same material as the pot, and O is added. , C, and N are filled with a gas of at least one element selected from the group consisting of a simple gas, an oxide gas, and a carbide gas. Then, a predetermined time using a high-energy planetary ball mill, milling by stirring to mechanical alloying, the soft magnetic alloy powder composition formula represented by T a M b D c is obtained. The time of mechanical alloying should be 2 hours or more, bcc structure or fcc
It is preferable because the structure or the crystal of T in which these are mixed can be sufficiently refined. The soft magnetic alloy powder obtained here has an average crystal grain size of several nm to several tens nm.
An average particle size of 1 to 2 having a structure in which a T microcrystalline phase having a cc structure is surrounded by an amorphous phase containing a large amount of M and D.
It becomes agglomerated particles of about μm. This soft magnetic alloy powder exhibits excellent soft magnetic properties because the bcc structure or fcc structure constituting the aggregated particles, or the average particle size of the fine crystal of T in which these are mixed, is excellent. Alternatively, the fcc structure, or a microcrystal of T in which these are mixed is surrounded by a high-resistance amorphous phase,
The feature is that eddy current loss can be kept small.

【0041】次に、得られた軟磁性合金粉末を有機溶剤
を溶媒とする合成樹脂液に分散してスラリーを得た後、
このスラリーを3本ロールに繰り返し通して該スラリー
が粉末状になるまで混練し混練物を得る。この合成樹脂
を溶解させる有機溶剤としては、キシレン、トルエン、
ベンゼン等が挙げられる。合成樹脂への軟磁性合金粉末
の添加割合は、目的とするコアの磁性と誘電性によって
適宜変更可能であるが、スラリー中の体積割合で50〜
80vol%程度となるように添加するのが好ましい。軟
磁性合金粉末の体積割合が50vol%未満であると、
透磁率が低くなるという不都合が生じる恐れがあり、一
方、80vol%を超えると射出成形等により成形する
のが困難になるという不都合が生じる恐れがある。
Next, the obtained soft magnetic alloy powder is dispersed in a synthetic resin liquid using an organic solvent as a solvent to obtain a slurry.
This slurry is repeatedly passed through three rolls and kneaded until the slurry becomes powdery to obtain a kneaded material. As organic solvents for dissolving this synthetic resin, xylene, toluene,
Benzene and the like can be mentioned. The addition ratio of the soft magnetic alloy powder to the synthetic resin can be appropriately changed depending on the magnetism and dielectric properties of the target core, but is 50 to 50% by volume in the slurry.
It is preferable to add so that it may be about 80 vol%. When the volume ratio of the soft magnetic alloy powder is less than 50 vol%,
There is a possibility that the magnetic permeability may be low, while if it exceeds 80 vol%, there may be a problem that it is difficult to perform molding by injection molding or the like.

【0042】上記軟磁性合金粉末は合成樹脂液に分散、
混練する前に、空気,酸素,窒素,水蒸気のうちから選
択される雰囲気中またはこれらの混合雰囲気中で熱処理
を行うことが望ましい。ここでの加熱温度は、25℃〜
300℃程度、加熱時間は、0.5時間〜48時間程度
が好ましい。このようにすると、上記軟磁性合金粉末の
表面に酸化物からなる絶縁層が形成されるので、軟磁性
合金粉末の固有抵抗が上がり、高周波での誘電率をより
低くすることができる。なお、ここでの絶縁層は、酸化
膜に限らず、他の絶縁膜を用いて形成してもよい。
The above soft magnetic alloy powder is dispersed in a synthetic resin liquid,
Before kneading, it is desirable to perform heat treatment in an atmosphere selected from among air, oxygen, nitrogen, and water vapor or in a mixed atmosphere thereof. The heating temperature here is 25 ° C ~
The heating time is preferably about 300 ° C. and about 0.5 to 48 hours. By doing so, an insulating layer made of an oxide is formed on the surface of the soft magnetic alloy powder, so that the specific resistance of the soft magnetic alloy powder increases and the dielectric constant at high frequencies can be further reduced. Note that the insulating layer here is not limited to an oxide film and may be formed using another insulating film.

【0043】ついで、上記混練物を乾燥器等に入れて加
熱することにより有機溶剤を蒸発させたのち、プレス成
形機、射出成形機、押出装置等を用いて所望の形状に成
形して成形体を作製する。この後、この成形体を150
〜400℃程度、1時間程度加熱することにより、目的
とする磁性と誘電性とを有するコア4が得られる。ま
た、軟磁性合金粉末と合成樹脂からなるコア4は、Tの
粉末とMの粉末とを混合後、Dのガス雰囲気中で粉砕、
攪拌するのに代えて、Tの粉末と、Mの粉末と、Dの粉
末とを混合後、不活性ガス雰囲気中、あるいはO,C,
Nの群から選ばれた少なくとも一種の元素の単体ガス,
酸化物ガス,炭化物ガスのうちから選ばれたDのガス雰
囲気中で粉砕、攪拌する以外は先に述べた製造例と同様
にして製造することもできる。上記Dの粉末としては、
カーボンとBのうちから選ばれた少なくとも一種または
混合物が用いられる。また、この例では、上記Tの粉末
とMの粉末とDの粉末の粉砕、攪拌をDのガス雰囲気
下、またはArガス等の不活性ガス雰囲気下、あるいは
上記DのガスとArガス等の不活性ガスとの混合ガス雰
囲気下で行なわれ、上記混合ガス雰囲気下で行う場合に
は材料中の酸素,炭素,窒素量を調整することができ
る。
Next, the kneaded material is put into a drier or the like and heated to evaporate the organic solvent, and then molded into a desired shape using a press molding machine, an injection molding machine, an extruder or the like. Is prepared. Thereafter, the molded body is placed in the
By heating at about 400 ° C. for about 1 hour, the core 4 having the desired magnetism and dielectric properties can be obtained. Further, the core 4 made of the soft magnetic alloy powder and the synthetic resin is mixed with the T powder and the M powder and then pulverized in a D gas atmosphere.
Instead of stirring, the powder of T, the powder of M, and the powder of D are mixed, and then mixed in an inert gas atmosphere or O, C,
A simple gas of at least one element selected from the group of N,
It can also be manufactured in the same manner as in the above-described manufacturing example except that pulverization and stirring are performed in a gas atmosphere of D selected from an oxide gas and a carbide gas. As the powder of D above,
At least one or a mixture selected from carbon and B is used. In this example, the T powder, the M powder, and the D powder are pulverized and stirred under a gas atmosphere of D, an inert gas atmosphere such as Ar gas, or a mixture of the gas D and Ar gas. It is performed in a mixed gas atmosphere with an inert gas, and when performed in the mixed gas atmosphere, the amounts of oxygen, carbon, and nitrogen in the material can be adjusted.

【0044】また、軟磁性合金粉末と合成樹脂からなる
コア4は、Tの粉末とMの粉末に代えて液体急冷法によ
り得られたT−M合金薄帯の粉砕物粉末を用いる以外
は、先に述べた製造例と同様にして製造することもでき
る。また、軟磁性合金粉末と合成樹脂からなるコア4
は、Tの粉末とMの粉末と、Dの粉末および/またはD
のガスに加えて液体急冷法により得られたT−M合金薄
帯の粉砕物粉末も用いる以外は、先に述べた製造例と同
様にして製造することもできる。
The core 4 made of a soft magnetic alloy powder and a synthetic resin is made of a TM alloy ribbon pulverized powder obtained by a liquid quenching method in place of the T powder and the M powder. It can also be manufactured in the same manner as the manufacturing example described above. Also, a core 4 made of a soft magnetic alloy powder and a synthetic resin is used.
Is a powder of T, a powder of M, a powder of D and / or D
It can also be manufactured in the same manner as in the above-mentioned manufacturing example, except that in addition to the above-mentioned gas, a pulverized material powder of a TM alloy ribbon obtained by a liquid quenching method is used.

【0045】誘電損失が小さい合成樹脂と、組成式がT
abcで示される軟磁性合金粉末からコア4を構成す
ることにより、コア4の固有抵抗が108Ω・cm以上
となるうえ、合成樹脂が有する絶縁体(誘電体)として
の誘電特性と、軟磁性合金粉末が有する軟磁気特性とを
合わせ持つことができる。上述のような組成式がTab
cで示される軟磁性合金粉末と合成樹脂から構成した
一対のコア4,4は、透磁率および誘電率が十分大き
く、従って、伝送線路10の外側に一対のコア4,4を
設けた変成器にあっては、波長短縮効果が十分であり、
コア寸法を短くでき、変成器の小型化が可能である。
A synthetic resin having a small dielectric loss and a composition formula of T
By configuring the a M b D core 4 of soft magnetic alloy powder represented by c, upon the resistivity of the core 4 is 10 8 Ω · cm or more, a dielectric as an insulator which synthetic resin has (dielectric) The properties and the soft magnetic properties of the soft magnetic alloy powder can be combined. The above composition formula is T a M b
A pair of core 4, 4 constructed of a soft magnetic alloy powder and a synthetic resin represented by D c, the permeability and permittivity is sufficiently large, therefore, provided a pair of core 4,4 on the outside of the transmission line 10 modified In a vessel, the wavelength shortening effect is sufficient,
The core size can be shortened, and the transformer can be downsized.

【0046】次に、本発明の変成器の第二の実施形態に
ついて説明する。図5は、第二の実施形態の変成器の概
略構成を示す図である。第二の実施形態の変成器が、図
1及び図2に示した第一の実施形態の変成器と異なると
ころは、線路導体41の両面でなく、線路導体41の一
方の面(図面では下面)に絶縁層45を介して接地導体
42が設けられ、されに該接地導体42の下面に誘電性
と磁性を有するコア4が設けられた点である。コア4と
接地導体42の間には、第一の接着層6aが介在されて
おり、また、接地導体42と絶縁層45との間には第二
の接着層6bが介在されている。
Next, a description will be given of a second embodiment of the transformer according to the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the transformer according to the second embodiment. The difference between the transformer of the second embodiment and the transformer of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is that not one surface of the line conductor 41 but one surface of the line conductor 41 (the lower surface in the drawings). 2) is that the ground conductor 42 is provided via the insulating layer 45, and the core 4 having dielectric and magnetism is provided on the lower surface of the ground conductor 42. A first adhesive layer 6a is interposed between the core 4 and the ground conductor 42, and a second adhesive layer 6b is interposed between the ground conductor 42 and the insulating layer 45.

【0047】上述のような線路導体41の出力側(受端
側)の端子(図示略)には、冷陰極管20が接続されて
おり、入力側(送端側)の端子(図示略)には、交流電
源(図示略)と接続されたスイッチ回路35が接続され
ている。また、接地導体42の出力側の端子(図示略)
には、冷陰極管20が接続されており、入力側の端子に
は、上記交流電源と接続されたスイッチ回路35が接続
されている。第二の実施形態の変成器によれば、上述の
ような構成としたことにより、第一の実施形態の変成器
と略同様の作用効果を奏することができ、また、線路導
体41の両面でなく、一方の面に絶縁層45を介して接
地導体42が設けられ、されに該接地導体42の下面に
誘電性と磁性を有するコア4が形成されたものであるの
で、第一の実施形態のものよりもさらに構造の簡略化が
可能である。
A cold cathode tube 20 is connected to a terminal (not shown) on the output side (reception end side) of the line conductor 41 as described above, and a terminal (not shown) on the input side (transmission end side). Is connected to a switch circuit 35 connected to an AC power supply (not shown). Further, a terminal on the output side of the ground conductor 42 (not shown)
Is connected to a cold-cathode tube 20, and a terminal on the input side is connected to a switch circuit 35 connected to the AC power supply. According to the transformer of the second embodiment, by adopting the above-described configuration, substantially the same operation and effect as those of the transformer of the first embodiment can be obtained. Instead, the ground conductor 42 is provided on one surface via the insulating layer 45, and the core 4 having dielectric and magnetism is formed on the lower surface of the ground conductor 42. Further simplification of the structure is possible.

【0048】[0048]

【実施例】以下、本発明を、実施例および比較例によ
り、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものではない。 (実験例1)図1乃至図2 に示した第一の実施形態の
変成器と同様の変成器(実施例1)を作製した。ここで
作製した変成器の電圧変換部2のMn−Znフェライト
からなる各コア4の厚みは0.5mm、透磁率の実数部
(μ’)は1500、透磁率の虚数部(μ'')は20、
誘電率(εF)は1.0×105、比抵抗(ρ)は3.0
Ωmに設定し、このようなコア4,4の内側に設けられ
たスパイラルコイル型の伝送線路10の線路長(L)は
動作周波数における伝送線路上の1/4波長にほぼ等し
く、線路導体41の厚みは35μm、幅は0.23m
m、ターン数は19.5、導体間隔0.30mm、各接
地導体42の厚みは38μmに設定し、ポリイミド(ε
=4)からなる絶縁層45,45のうち線路導体41の
下側の絶縁層45の厚みは70μm、線路導体41の上
側の絶縁層45の厚みは7μmに設定し、第一〜第三の
接着層6a〜6cの合計の厚みは236μmに設定し
た。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to only these Examples. (Experimental Example 1) A transformer (Example 1) similar to the transformer of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured. The thickness of each core 4 made of Mn-Zn ferrite of the voltage converter 2 of the transformer manufactured here is 0.5 mm, the real part (μ ′) of the magnetic permeability is 1500, and the imaginary part (μ ″) of the magnetic permeability. Is 20,
The dielectric constant (ε F ) is 1.0 × 10 5 and the specific resistance (ρ) is 3.0.
Ωm, and the length (L) of the spiral coil type transmission line 10 provided inside the cores 4 and 4 is substantially equal to 1 / wavelength on the transmission line at the operating frequency. Has a thickness of 35 μm and a width of 0.23 m
m, the number of turns was 19.5, the conductor spacing was 0.30 mm, the thickness of each ground conductor 42 was 38 μm, and the polyimide (ε
= 4), the thickness of the insulating layer 45 below the line conductor 41 is set to 70 μm, and the thickness of the insulating layer 45 above the line conductor 41 is set to 7 μm. The total thickness of the adhesive layers 6a to 6c was set to 236 μm.

【0049】また、比較のために図6と同様の変成器
(比較例1)を作製した。ここで作製した変成器の電圧
変換部102のMn−Znフェライトからなる各コア8
4の厚みは0.5mm、透磁率の実数部(μ’)は15
00、透磁率の虚数部(μ'')は20、誘電率(εF
は1.0×105、比抵抗(ρ)は3.0Ωmに設定
し、スパイラルコイル型の伝送線路100の線路長
(L)は動作周波数における伝送線路上の1/4波長に
ほぼ等しく、内部導体91の厚みは35μm、幅は0.
23mm、ターン数は19.5、導体間隔0.30m
m、各外部導体92の厚みは38μmに設定し、ポリイ
ミド(ε=4)からなる絶縁層85,85のうち内部導
体91の下側の絶縁体85の厚みは70μm、内部導体
91の上側の絶縁体85の厚みは7μmに設定し、5層
の接着層86の合計の厚みは236μmに設定した。
For comparison, a transformer similar to that shown in FIG. 6 (Comparative Example 1) was manufactured. Each core 8 made of Mn-Zn ferrite of the voltage converter 102 of the transformer manufactured here
4, the thickness is 0.5 mm, and the real part (μ ′) of the magnetic permeability is 15
00, the imaginary part (μ ″) of the magnetic permeability is 20, and the dielectric constant (ε F )
Is set to 1.0 × 10 5 , the specific resistance (ρ) is set to 3.0Ωm, the line length (L) of the spiral coil type transmission line 100 is almost equal to 1 / wavelength on the transmission line at the operating frequency, The thickness of the internal conductor 91 is 35 μm, and the width is 0.1 μm.
23mm, number of turns 19.5, conductor spacing 0.30m
m, the thickness of each outer conductor 92 is set to 38 μm, and the thickness of the insulator 85 below the inner conductor 91 among the insulating layers 85, 85 made of polyimide (ε = 4) is 70 μm, The thickness of the insulator 85 was set to 7 μm, and the total thickness of the five adhesive layers 86 was set to 236 μm.

【0050】ここで作製した実施例1の変成器と比較例
1の変成器の電圧変換部のトランス負荷特性を測定し
た。ここでの測定には、インピーダンスアナライザHP
4194A(商品名;日本ヒューレットパッカード株式
会社製)を用いてゲイン(Gv)の測定を出力側の端子
に接続する終端抵抗を100kΩ、47kΩ、10kΩ
と変化させて行った。測定周波数範囲は、0.01〜1
MHzとした。終端抵抗(RL)には、炭素皮 膜抵抗を
用いた。測定結果を表1にあわせて示す。
The transformer load characteristics of the voltage converters of the transformers of Example 1 and Comparative Example 1 manufactured here were measured. In this measurement, the impedance analyzer HP
Using 4194A (trade name; manufactured by Japan Hewlett-Packard Co., Ltd.), the termination resistance for connecting the measurement of the gain (Gv) to the terminal on the output side is 100 kΩ, 47 kΩ, 10 kΩ.
And changed. The measurement frequency range is 0.01 to 1
MHz. A carbon film resistor was used as the terminating resistor (RL). The measurement results are shown in Table 1.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】表1中、Gvはゲインを表す。表1に示し
た結果からコアと線路導体の間に接地導体を設けた(伝
送線路の外側にコアを設けた)実施例1の変成器は、内
部導体と外部導体の間にコアが介在された比較例1の変
成器に比べて、ゲイン(昇圧比)が高くなっており、ま
た、終端抵抗が大きくなるほど高いゲイン(昇圧比)が
得られていることがわかる。
In Table 1, Gv represents a gain. From the results shown in Table 1, in the transformer of Example 1 in which the ground conductor was provided between the core and the line conductor (the core was provided outside the transmission line), the core was interposed between the inner conductor and the outer conductor. It can be seen that the gain (boost ratio) is higher than that of the transformer of Comparative Example 1 and that the higher the termination resistance, the higher the gain (boost ratio) is obtained.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明の変成器にあ
っては、伝送線路を構成する線路導体と接地導体と、誘
電性と磁性を有するコアからなる電圧変換部を有し、上
記伝送線路の線路長(L)が動作周波数における上記伝
送線路上の1/4波長にほぼ等しく設定され、上記接地
導体は上記コアと線路導体の間に設けられたことによ
り、伝送線路による高周波電界が発生しない部分に誘電
性と磁性を有するコアが設けられたこととなり、上記伝
送線路に高周波電圧を印加しても上記コアに電圧がかか
ることがなく、コアに電圧がかかることに起因する損失
を防止でき、昇圧比を十分高くでき、より高変換効率と
することができる。また、本発明の変換器では、上記線
路導体と上記接地導体との間にはコアが介在されていな
いので、上記線路導体と上記接地導体間の静電容量にコ
アの誘電率は影響せず、また、上記線路導体相互の線間
の静電容量にもコアの誘電率は影響しない。これにより
上記線路導体を密に配置して小型化しても、上記線路導
体相互の線間の静電容量が、上記線路導体と上記接地導
体間の静電容量に対して相対的に大きくなることを防止
できるため、分布定数回路として機能させることができ
る。従って、本発明によれば、上記線路導体を密に配置
しても分布定数回路として機能し、より小型化、薄型化
が可能で、また、コアに電圧がかかることに起因する損
失を防止して昇圧比をより高くでき、より高変換効率と
することができ、しかも構造の簡略化が可能な変成器を
提供できる。
As described above, the transformer according to the present invention has a line conductor and a ground conductor constituting a transmission line, and a voltage converter comprising a core having dielectric and magnetism. The line length (L) of the line is set substantially equal to a quarter wavelength on the transmission line at the operating frequency, and the ground conductor is provided between the core and the line conductor. Since a core having dielectric and magnetic properties is provided in a portion where no generation occurs, no voltage is applied to the core even when a high-frequency voltage is applied to the transmission line, and a loss due to the application of a voltage to the core is reduced. Can be prevented, the boost ratio can be sufficiently increased, and higher conversion efficiency can be achieved. In the converter of the present invention, since no core is interposed between the line conductor and the ground conductor, the dielectric constant of the core does not affect the capacitance between the line conductor and the ground conductor. The dielectric constant of the core does not affect the capacitance between the line conductors. Accordingly, even if the line conductors are densely arranged and miniaturized, the capacitance between the line conductors is relatively large with respect to the capacitance between the line conductor and the ground conductor. Can be prevented from functioning as a distributed constant circuit. Therefore, according to the present invention, even if the line conductors are densely arranged, the line conductor functions as a distributed constant circuit, and can be made smaller and thinner, and a loss caused by a voltage applied to the core is prevented. As a result, it is possible to provide a transformer capable of increasing the step-up ratio, achieving higher conversion efficiency, and simplifying the structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第一の実施形態の変成器の概略構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a transformer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の変成器の要部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a main part of the transformer of FIG. 1;

【図3】 第一の実施形態の変成器の分布定数回路を説
明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a distributed constant circuit of the transformer according to the first embodiment.

【図4】 第一の実施形態の変成器の伝送線路の昇圧作
用を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a boosting action of a transmission line of the transformer according to the first embodiment.

【図5】 本発明の第二の実施形態の変成器の概略構成
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a transformer according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 従来の変成器の概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・・電圧変換部、4・・・コア、6a・・・第一の接着層、
6b・・・第二の接着層、6c・・・第三の接着層、10・・・
伝送線路、20・・・冷陰極管(負荷装置)、41・・・線路
導体、41a・・・出力側(受端側)の端子、41b・・・入
力側(送端側)の端子、42・・・接地導体 、43・・・接
続用導体、45・・・絶縁層(絶縁体)。
2 ... voltage converter, 4 ... core, 6a ... first adhesive layer,
6b ... second adhesive layer, 6c ... third adhesive layer, 10 ...
Transmission line, 20: cold cathode tube (load device), 41: line conductor, 41a: terminal on output side (reception end side), 41b: terminal on input side (transmission end side), 42: ground conductor 43: connection conductor 45: insulating layer (insulator)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 利男 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式 会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshio Takahashi 1-7 Yukitani Otsukacho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 伝送線路を構成する線路導体と接地導体
と、誘電性と磁性を有するコアからなる電圧変換部を有
し、前記伝送線路の線路長(L)が動作周波数における
前記伝送線路上の1/4波長にほぼ等しく設定され、前
記接地導体は前記コアと線路導体の間に設けられている
ことを特徴とする変成器。
1. A transmission line, comprising: a line conductor and a ground conductor constituting a transmission line; and a voltage conversion unit comprising a core having dielectric and magnetic properties, wherein a line length (L) of the transmission line is above the transmission line at an operating frequency. Wherein the ground conductor is provided between the core and the line conductor.
【請求項2】 前記線路導体は平面状に形成され、前記
線路導体の少なくとも一方の面に絶縁体を介して前記接
地導体が積層され、さらに該接地導体上に前記コアが積
層されてなることを特徴とする請求項1記載の変成器。
2. The line conductor is formed in a planar shape, the ground conductor is laminated on at least one surface of the line conductor via an insulator, and the core is laminated on the ground conductor. The transformer according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記電圧変換部の固有インピーダンスと
異なるインピーダンスを有する負荷装置が備えられたこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の変成器。
3. The transformer according to claim 1, further comprising a load device having an impedance different from an intrinsic impedance of the voltage conversion unit.
【請求項4】 前記絶縁体は実効誘電率(ε)が10よ
り小さい材料からなるものであることを特徴とする請求
項2又は3に記載の変成器。
4. The transformer according to claim 2, wherein the insulator is made of a material having an effective dielectric constant (ε) of less than 10.
【請求項5】 前記コアはMn−Znフェライト、Ni
−Znフェライト、Ni−Cuフェライトから選ばれた
1種又は2種以上からなるものであることを特徴とする
請求項1乃至4のいずれかに記載の変成器。
5. The core is made of Mn—Zn ferrite, Ni
The transformer according to any one of claims 1 to 4, wherein the transformer comprises one or more selected from the group consisting of -Zn ferrite and Ni-Cu ferrite.
【請求項6】 前記コアの100kHzにおける実効透
磁率(μ)は10〜20000であり、実効誘電率
(ε)は10〜5000であることを特徴とする請求項
1乃至5のいずれかに記載の変成器。
6. The core according to claim 1, wherein the core has an effective magnetic permeability (μ) at 100 kHz of 10 to 20,000 and an effective permittivity (ε) of 10 to 5000. Transformer.
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