JP2000277361A - Transformer - Google Patents

Transformer

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JP2000277361A
JP2000277361A JP11076904A JP7690499A JP2000277361A JP 2000277361 A JP2000277361 A JP 2000277361A JP 11076904 A JP11076904 A JP 11076904A JP 7690499 A JP7690499 A JP 7690499A JP 2000277361 A JP2000277361 A JP 2000277361A
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JP
Japan
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core
transformer
transmission line
convex portion
magnetic path
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JP11076904A
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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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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transformer exhibiting a high step-up ratio and superior conversion efficiency without causing magnetic flux to interlink with the transmission lines. SOLUTION: This transformer comprises at least a core 4 having dielectric and magnetic properties, and a transmission line 41 formed on the core 4. The line length of the line 41 is set to a value substantially equal to 1/4 the wavelength of the frequency of a voltage applied to the line 41, and a magnetic path for passing a magnetic flux generated by the line 41 is formed on the core 4.

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。
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.

【0006】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。
However, in the conventional transformer, the dielectric constant of the insulator of the coaxial cable is low, for example, 1 MHz.
In order to use at about 60 kHz, the length of the coaxial cable should be about 49 m, especially when used as a backlight inverter of a liquid crystal display device. It was necessary to be 884 m, and miniaturization was difficult.

【0007】そこで、本願発明者らは、先に、従来の変
成器よりも小型にできる変成器を平成10年9月3日に
特願平10−250083号として特許出願している。
この変成器の一例を図11及び図12に示す。この変成
器は、誘電性と磁性を有する板状の一対のコア64,6
4間に、スパイラル型の伝送線路71が挟持され、一対
のコア64,64の外側に接地導体72,72が形成さ
れてなる電圧変換部82と、冷陰極管(負荷装置)90
を具備してなるものである。この伝送線路71の出力側
(受端側)の端子71aには、冷陰極管(負荷装置)9
0が接続されており、入力側(送端側)の端子71bに
は、交流電源(図示略)と接続されたスイッチ回路95
が接続されている。また、一方の接地導体72の出力側
の端子には、冷陰極管90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95
が接続されている。また、一方の接地導体72と他方の
接地導体72は、電位を同じにするために接続用導体9
8により電気的に接続されている。
The inventors of the present invention have previously filed a patent application for a transformer that can be made smaller than a conventional transformer on September 3, 1998 as Japanese Patent Application No. 10-250083.
An example of this transformer is shown in FIGS. This transformer comprises a pair of plate-like cores 64, 6 having dielectric and magnetic properties.
A voltage conversion section 82 having a spiral transmission line 71 sandwiched therebetween and ground conductors 72 formed outside the pair of cores 64, 64, and a cold cathode tube (load device) 90.
It is provided with. A cold cathode tube (load device) 9 is connected to an output-side (receiving end) terminal 71 a of the transmission line 71.
0 is connected, and a switch circuit 95 connected to an AC power supply (not shown) is connected to a terminal 71b on the input side (sending end side).
Is connected. A cold cathode tube 90 is connected to an output terminal of one ground conductor 72, and a switch circuit 95 connected to the AC power supply is connected to an input terminal.
Is connected. In addition, one ground conductor 72 and the other ground conductor 72 are connected to the connecting conductor 9 in order to make the same potential.
8 are electrically connected.

【0008】また、符号101、102はコア64と接
地導体72を接着する接着層、符号103、106は伝
送線路71とコアを絶縁するための絶縁層、符号104
は絶縁層103とコア64を接着する接着層、符号10
5は絶縁層103と伝送線路71を接着する接着層、符
号107は絶縁層106とコア64を接着する接着層を
それぞれ示す。
Reference numerals 101 and 102 denote an adhesive layer for adhering the core 64 to the ground conductor 72, reference numerals 103 and 106 denote an insulating layer for insulating the transmission line 71 from the core, and reference numeral 104.
Is an adhesive layer for bonding the insulating layer 103 and the core 64;
Reference numeral 5 denotes an adhesive layer for bonding the insulating layer 103 and the transmission line 71, and reference numeral 107 denotes an adhesive layer for bonding the insulating layer 106 and the core 64, respectively.

【0009】この構造の変成器においては、動作周波数
における伝搬波長がコアの透磁率及び誘電率により決定
されるため、透磁率及び誘電率が高い材料からなるコア
を用いることにより、伝送線路長を短縮でき、変成器の
小型化を図ることができる。
In the transformer having this structure, since the propagation wavelength at the operating frequency is determined by the magnetic permeability and the dielectric constant of the core, the transmission line length can be reduced by using a core made of a material having a high magnetic permeability and a high dielectric constant. The transformer can be shortened, and the size of the transformer can be reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の変成器
においては、板状のコア64、64が伝送線路71を挟
んで対向しているため、コア64、64同士の突き合わ
せ面が磁気ギャップとして作用し、伝送線路71に印加
された交流電流により発生した磁束が別の部分にある伝
送線路71に鎖交して銅損が大きくなり、変換効率が低
下してしまうという課題があった。
However, in the above transformer, since the plate-shaped cores 64, 64 are opposed to each other with the transmission line 71 interposed therebetween, the abutting surfaces of the cores 64, 64 form a magnetic gap. There is a problem that the magnetic flux generated by the alternating current applied to the transmission line 71 acting on the transmission line 71 interlinks with the transmission line 71 in another portion, thereby increasing the copper loss and decreasing the conversion efficiency.

【0011】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、磁束が伝送線路の伝送線路に鎖交
することがなく、昇圧比が高く、変換効率に優れた変成
器を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a transformer having a high step-up ratio and a high conversion efficiency without magnetic flux interlinking a transmission line. The purpose is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の変成器
は、誘電性と磁性を有するコアと、該コア上に形成され
た伝送線路とを少なくとも具備してなり、前記伝送線路
の線路長Lが該伝送線路に印加する電圧の周波数の1/
4波長にほぼ等しく設定され、前記コアに、前記伝送線
路から発生した磁束を通す磁路が形成されていることを
特徴とする。かかる変成器によれば、磁束を通す磁路が
コアに形成されているので、発生した磁束が伝送線路に
鎖交することがなく銅損が低下し、変換効率を高めるこ
とが可能になる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following constitution. A transformer according to the present invention includes at least a core having dielectric properties and magnetism, and a transmission line formed on the core, and a line length L of the transmission line is determined by a frequency of a voltage applied to the transmission line. 1 /
The wavelength is set to be approximately equal to four wavelengths, and a magnetic path is formed in the core for passing a magnetic flux generated from the transmission line. According to this transformer, since the magnetic path through which the magnetic flux passes is formed in the core, the generated magnetic flux does not link to the transmission line, so that the copper loss is reduced and the conversion efficiency can be increased.

【0013】また、本発明の変成器は、先に記載の変成
器であって、前記コアは一対の板状のコア半体が突き合
わされてなり、前記伝送線路の線路導体は、該一対のコ
ア半体に挟まれて前記コアの内部に配置され、前記少な
くとも一方のコア半体の突き合わせ面の反対側の面に接
地導体が配置され、少なくとも一方のコア半体の前記伝
送線路の周辺部に、前記磁路を形成する磁路形成部が設
けられ、前記伝送線路が前記磁路形成部により前記いず
れか一方のコア半体と離間されたことを特徴とする。か
かる変成器によれば、伝送線路から発生した磁束の大部
分が磁路を通ると共に、伝送線路とコアとが離間されて
いるので、伝送線路を鎖交する渡り磁束成分が減少して
銅損が小さくなり、変換効率を高めることが可能にな
る。
[0013] Further, according to the transformer of the present invention, in the transformer described above, the core is formed by a pair of plate-shaped core halves abutting each other, and the line conductor of the transmission line is formed by the pair of plate conductors. A ground conductor disposed on the surface of the at least one core half opposite to the butting surface of the at least one core half, and a peripheral portion of the transmission line of at least one core half; A magnetic path forming portion that forms the magnetic path, wherein the transmission line is separated from the one of the core halves by the magnetic path forming portion. According to such a transformer, most of the magnetic flux generated from the transmission line passes through the magnetic path, and the transmission line and the core are separated from each other. And the conversion efficiency can be increased.

【0014】更に、本発明の変成器は、先に記載の変成
器であって、少なくとも一方のコア半体の突き合わせ面
の中央部に中央凸部が設けられ、該突き合わせ面の周辺
部の少なくとも一部に周辺凸部が設けられ、前記磁路形
成部は、前記一方のコア半体の前記中央凸部及び前記周
辺凸部が他方のコア半体に突き合わされることにより形
成され、前記磁路は、前記一対のコア半体と前記中央凸
部と前記周辺凸部とにより構成され、前記伝送線路が、
前記磁路形成部内に配置されて前記磁路に囲まれている
ことを特徴とする。かかる変成器によれば、伝送線路か
ら発生した磁束を中央凸部及び周辺凸部に集中させるこ
とができ、伝送線路に鎖交する渡り磁束成分を減少させ
て銅損を小さくできるため、変換効率を高めることが可
能になる。
Further, the transformer according to the present invention is the above-described transformer, wherein a central convex portion is provided at a central portion of a mating surface of at least one core half, and at least a peripheral portion of the mating surface is provided. A peripheral convex portion is provided in a part, and the magnetic path forming portion is formed by abutting the central convex portion and the peripheral convex portion of the one core half on the other core half. The path is constituted by the pair of core halves, the central convex portion, and the peripheral convex portion, and the transmission line includes:
It is characterized by being arranged in the magnetic path forming part and being surrounded by the magnetic path. According to such a transformer, the magnetic flux generated from the transmission line can be concentrated on the central convex portion and the peripheral convex portion, and the cross-linking magnetic flux component linked to the transmission line can be reduced to reduce the copper loss. Can be increased.

【0015】また、本発明の変成器は、先に記載の変成
器であって、前記周辺凸部が前記コア半体の前記周辺部
の全体に設けられていることを特徴とする。かかる変成
器によれば、前記周辺凸部が前記周辺部の全体に設けら
れているので、伝送線路が配置される前記磁路形成部を
周辺凸部によって完全に囲むことが可能となり、伝送線
路に鎖交する渡り磁束をより小さくでき、銅損を低減で
きるため、変成器の変換効率をより高めることが可能と
なる。
Further, the transformer according to the present invention is the transformer described above, wherein the peripheral convex portion is provided on the entire peripheral portion of the core half. According to this transformer, since the peripheral convex portion is provided on the entire peripheral portion, the magnetic path forming portion on which the transmission line is disposed can be completely surrounded by the peripheral convex portion. As a result, it is possible to further reduce the transducing magnetic flux interlinking and reduce the copper loss, so that the conversion efficiency of the transformer can be further increased.

【0016】また、本発明の変成器は、先に記載の変成
器であって、前記伝送線路が、前記中央凸部の周囲に巻
回されて前記磁路形成部内に配置されたことを特徴とす
る。かかる変成器においては、伝送線路が中央凸部の周
囲に巻回されて構成されているので、発生した磁束を中
央凸部及び周辺凸部に集中させることができ、伝送線路
に鎖交する渡り磁束成分を減少させて銅損を小さくでき
るため、変換効率を高めることが可能になる。
Further, the transformer according to the present invention is the transformer described above, wherein the transmission line is wound around the central convex portion and disposed in the magnetic path forming portion. And In such a transformer, since the transmission line is configured to be wound around the central convex portion, the generated magnetic flux can be concentrated on the central convex portion and the peripheral convex portion, and the cross link to the transmission line can be achieved. Since the copper loss can be reduced by reducing the magnetic flux component, the conversion efficiency can be increased.

【0017】なお、上記一方のコア半体に磁路形成部が
設けられても、巻回された伝送線路同士の間隔や接地導
体の間隔は一定に保つことができるので、磁路形成部の
形成により生じる変成器の特性(トランス特性)への悪
影響はない。従って、本発明によれば、変成器の特性を
変化させることなく、損失を十分低減でき、より高変換
効率の変換器を提供できる。
Even if the magnetic path forming portion is provided on the one half of the core, the distance between the wound transmission lines and the distance between the ground conductors can be kept constant. There is no adverse effect on transformer characteristics (transformer characteristics) caused by the formation. Therefore, according to the present invention, a loss can be sufficiently reduced without changing the characteristics of the transformer, and a converter with higher conversion efficiency can be provided.

【0018】更に、本発明に係る変成器においては、磁
路形成部に非磁性材料が充填されたものであっても良
い。かかる構成の変成器によれば、コア半体に磁路形成
部が形成されていても、該磁路形成部内に充填された非
磁性材料によりコア半体が補強され、変成器の機械的強
度を向上できる。
Further, in the transformer according to the present invention, the magnetic path forming portion may be filled with a non-magnetic material. According to the transformer having such a configuration, even when the magnetic path forming portion is formed in the core half, the core half is reinforced by the non-magnetic material filled in the magnetic path forming portion, and the mechanical strength of the transformer is improved. Can be improved.

【0019】また、本発明の変成器は、先に記載の変成
器であって、前記コアはMn−Znフェライト、Ni−
Znフェライト、Ni−Cuフェライトの群から選ばれ
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。かかる変成器によれば、コアの寸法を短くでき、小
型化が可能になる。また、本発明に係る変成器において
は、上記コアが、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、C
a、Sr、Ba、Cu、Ga、Ge、As、Se、Z
n、Cd、In、Sn、Sb、Te、Pb、Bi、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で
あってもよい。かかる変成器によれば、コアの透磁率及
び誘電率を大きくでき、波長短縮効果が十分となり、小
型化が可能である。
The transformer of the present invention is the above-described transformer, wherein the core is Mn-Zn ferrite, Ni-
It is characterized by being composed of one or more selected from the group consisting of 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. Further, in the transformer according to the present invention, the core may be selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni.
A species or two or more elements T, Hf, Zr, W, Ti,
V, Nb, Mo, Cr, Mg, Mn, Al, Si, C
a, Sr, Ba, Cu, Ga, Ge, As, Se, Z
one or more elements M selected from the group consisting of n, Cd, In, Sn, Sb, Te, Pb, Bi, and rare earth elements;
It may be composed of a soft magnetic alloy powder containing one or more elements D selected from the group consisting of O, C, N and B, and a synthetic resin. According to such a transformer, the magnetic permeability and the dielectric constant of the core can be increased, the effect of shortening the wavelength becomes sufficient, and the size can be reduced.

【0020】更に、本発明の変成器は、先に記載の変成
器であって、前記コアの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であることを特徴とする。かかる変成器によれ
ば、コアの透磁率及び誘電率が大きく、伝送線路長が短
縮され、コアの寸法をも短くでき、小型化が可能にな
る。
Further, the transformer according to the present invention is the above-described transformer, wherein the core has an effective magnetic permeability μ at 100 kHz of 10 to 20,000 and an effective dielectric constant ε of 10 to 20,000.
5,000. According to such a transformer, the magnetic permeability and the dielectric constant of the core are large, the transmission line length is shortened, the dimension of the core can be shortened, and the size can be reduced.

【0021】[0021]

【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1の実施形態の変成器の要部を示す斜視図であ
り、図2はこの変成器の断面図である。変成器1は、図
2に示すように、電圧変換部2と、負荷装置としての冷
陰極管36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 perspective view showing a main part of a transformer according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the transformer. As shown in FIG. 2, the transformer 1 is generally composed of a voltage converter 2 and a cold cathode tube 36 as a load device.

【0022】電圧変換部2は、コア4を構成する一対の
コア半体4a、4bの間にスパイラル型の伝送線路41
が挟持され、さらに一対のコア半体4a、4bの外側に
接地導体42,42が形成されてなるものである。コア
4は、誘電性と磁性を有するものである。コア4をなす
材料としては、Mn−Znフェライト、Ni−Zn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4の寸法
を短くでき、変成器1の小型化が可能である点で好まし
い。接地導体42、42は、一対のコア半体4a、4b
の各突き合わせ面の反対側の各面にそれぞれ設けられて
いる。この接地導体42、42は、コア半体4a、4b
の各突き合わせ面の反対側の面の全面に接着層101、
102を介して設けられた薄膜であるが、薄膜に限られ
ずコイル状に形成されたものであっても良い。
The voltage conversion section 2 includes a spiral transmission line 41 between a pair of core halves 4a and 4b constituting the core 4.
And ground conductors 42, 42 are formed outside the pair of core halves 4a, 4b. The core 4 has dielectric properties and magnetism. As the material forming the core 4, it is possible to shorten the dimension of the core 4 by using one or two or more selected from the group of Mn-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, Ni-Cu ferrite, This is preferable in that the transformer 1 can be reduced in size. The grounding conductors 42, 42 are formed by a pair of core halves 4a, 4b.
Are provided on the respective surfaces opposite to the respective butting surfaces. The ground conductors 42, 42 are connected to the core halves 4a, 4b.
An adhesive layer 101 on the entire surface on the opposite side of each butting surface of
Although the thin film is provided through the intermediary of the thin film 102, the thin film is not limited to the thin film and may be a coil.

【0023】コア4は、100kHzにおける実効透磁
率μが10〜20000であることが好ましく、また、
コア4は、実効誘電率εが10〜5000であることが
好ましい。コア4は、前記フェライト群から選ばれた2
種類以上からなる場合など積層構造をなす場合があり、
その場合の実効透磁率と実効誘電率は、積層構造を連続
媒質とみなした場合の値とする。波長短縮効果は、コア
4の実効透磁率μ、実効誘電率εが大きいほど大きくな
るため変成器1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、コア4のμとεが上記の範囲
であることが好ましい。
The core 4 preferably has an effective magnetic permeability μ at 100 kHz of 10 to 20,000.
The core 4 preferably has an effective dielectric constant ε of 10 to 5000. The core 4 is made of 2 selected from the ferrite group.
There may be a laminated structure such as a case of more than one kind,
In this case, the effective magnetic permeability and the effective permittivity are values when the laminated structure is regarded as a continuous medium. The wavelength shortening effect increases as the effective magnetic permeability μ and the effective permittivity ε of the core 4 increase, so that the transformer 1 can be downsized. However, the characteristic impedance of the transmission line increases as the effective magnetic permeability μ increases, but decreases as the effective permittivity ε increases. Therefore, there is an optimal range 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 of the core 4 are within the above ranges.

【0024】また、図1及び図2に示すように、コア半
体4aの突き合わせ面4fの中央には、中央凸部4cが
設けられ、突き合わせ面4fの周辺部4dの一部には、
周辺凸部4e、4eが設けられている。周辺凸部4e、
4eは、突き合わせ面4f上にて互いに対向して設けら
れている。このような中央凸部4c及び周辺凸部4e、
4eは、例えば板状のコアブロックの一面を砥石等で切
削加工して中央凸部4c及び周辺凸部4e、4eを残す
ように加工する方法や、凹部を有する型に板状のコアブ
ロックを入れて、プレスし、板状のコアブロックの一方
の面に中央凸部4c及び周辺凸部4e、4eを形成する
方法などにより形成することができる。また、コア半体
4bは板状とされている。そして、このコア半体4aの
中央凸部4cと周辺凸部4e、4eがコア半体4bに突
き合わされてコア4が形成されると共に、このコア4の
内部に、一対のコア半体4a、4bと中央凸部4cと周
辺凸部4e、4eとに区画されて空隙部7aが形成さ
れ、この空隙部7aにより磁路形成部7が構成される。
そして、これら一対のコア半体4a、4bと中央凸部4
cと周辺凸部4e、4eとにより磁路形成部7を囲む磁
路が構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a center convex portion 4c is provided at the center of the abutting surface 4f of the core half body 4a, and a part of a peripheral portion 4d of the abutting surface 4f has
Peripheral protrusions 4e, 4e are provided. Peripheral convex portion 4e,
4e are provided facing each other on the butting surface 4f. Such a central convex portion 4c and a peripheral convex portion 4e,
4e is a method of cutting one surface of a plate-shaped core block with a grindstone or the like so as to leave the central convex portion 4c and the peripheral convex portions 4e and 4e, or a method in which the plate-shaped core block is It can be formed by a method of putting, pressing, and forming the central convex portion 4c and the peripheral convex portions 4e, 4e on one surface of the plate-shaped core block. The core half 4b has a plate shape. Then, the central convex portion 4c and the peripheral convex portions 4e, 4e of the core half 4a abut against the core half 4b to form the core 4, and a pair of core halves 4a, An air gap 7a is formed by being divided into a projection 4b, a central projection 4c, and peripheral projections 4e, 4e. The air gap 7a forms the magnetic path forming section 7.
The pair of core halves 4a and 4b and the central convex portion 4
A magnetic path surrounding the magnetic path forming part 7 is constituted by c and the peripheral protrusions 4e, 4e.

【0025】次に図1及び図2に示すように、伝送線路
41は、線路導体からなるものであって、中央凸部4c
の周囲に巻回されて、コア半体4aと離間して磁路形成
部7内に配置されている。このような伝送線路41を磁
路形成部7内に設ける方法としては、例えば、一般的な
被覆銅線を用い、この被覆導線を磁路形成部7内に収納
する方法や、コア半体4bの上面にメッキまたはスパッ
タでスパイラル状の導体を形成し、コア半体4aを突き
合わせるなどの方法により形成することができる。この
ようにして伝送線路41は、磁路形成部7内に配置され
て磁路に囲まれている。
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the transmission line 41 is made of a line conductor and has a central convex portion 4c.
And is disposed in the magnetic path forming portion 7 at a distance from the core half 4a. As a method of providing such a transmission line 41 in the magnetic path forming portion 7, for example, a method of using a general coated copper wire and storing the coated conductive wire in the magnetic path forming portion 7, or a method of providing the core half 4b A spiral conductor is formed on the upper surface of the substrate by plating or sputtering, and the core halves 4a are abutted with each other. Thus, the transmission line 41 is disposed in the magnetic path forming section 7 and is surrounded by the magnetic path.

【0026】また図2に示すように、コア半体4bには
接着層103が積層され、この接着層103の一部にポ
リイミド等からなる絶縁層104が積層され、この絶縁
層104上に上述の伝送線路41が形成されていて、伝
送線路41とコア半体4bが絶縁されている。また、伝
送線路41には接着層106を介してポリイミド等から
なる絶縁層105が積層されている。
As shown in FIG. 2, an adhesive layer 103 is laminated on the core half 4b, and an insulating layer 104 made of polyimide or the like is laminated on a part of the adhesive layer 103. Are formed, and the transmission line 41 and the core half 4b are insulated. An insulating layer 105 made of polyimide or the like is laminated on the transmission line 41 with an adhesive layer 106 interposed therebetween.

【0027】この変成器1では、上述のような一対のコ
ア半体4a、4b間に介在された伝送線路41より発生
する磁束の方向は、伝送線路41に流れる電流の方向が
図2に示された通りであるときは、図2中の符号Ia
bで示される矢印の向きとなる。従って、伝送線路か
ら発生した磁束は、その大部分が一対のコア半体4a、
4bと中央凸部4cと周辺凸部4e、4eとにより構成
される磁路を通ることになる。そして、伝送線路から発
生した磁束は、中央凸部4c及び周辺凸部4e、4eに
集中し、渡り磁束成分が伝送線路41に鎖交することが
なく、銅損を小さくでき、変成器1の変換効率を高くす
ることができる。
In this transformer 1, the direction of the magnetic flux generated from the transmission line 41 interposed between the pair of core halves 4a and 4b as described above is shown in FIG. been when a street sign I a in FIG. 2,
The direction of the arrow indicated by Ib is set. Therefore, most of the magnetic flux generated from the transmission line is a pair of core halves 4a,
4b, the central convex portion 4c, and the peripheral convex portions 4e, 4e. The magnetic flux generated from the transmission line is concentrated on the central convex portion 4c and the peripheral convex portions 4e and 4e, and the crossover magnetic flux component does not link with the transmission line 41, so that the copper loss can be reduced. Conversion efficiency can be increased.

【0028】また、伝送線路41の出力側(受端側)の
端子41aには、冷陰極管36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、
他方の接地導体42の出力側の端子には、冷陰極管36
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、
接地導体42、42同士は、電位を同じにするために接
続用導体43により電気的に接続されている。
A cold cathode tube 36 is connected to an output (reception end) terminal 41a of the transmission line 41, and an AC power supply (not shown) is connected to an input (transmission end) terminal 41b. ) Is connected to the switch circuit 35. Also,
The output terminal of the other ground conductor 42 has a cold cathode tube 36
Is connected, and a switch circuit 35 connected to the AC power supply is connected to the input side terminal. Also,
The ground conductors 42 are electrically connected to each other by a connection conductor 43 so as to make the same potential.

【0029】伝送線路41と接地導体42,42の各線
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)の1/4波長にほぼ等しいことが好ましい。
伝送線路41と接地導体42,42の各線路長Lが、交
流電圧の周波数(動作周波数)の1/4波長と異なる
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36が接続された場合に、
電圧変換が行われず、好ましくない。
It is preferable that each line length L of the transmission line 41 and the ground conductors 42, 42 is substantially equal to 1 / wavelength of the frequency (operating frequency) of the AC voltage applied to these conductors.
If the line lengths L of the transmission line 41 and the ground conductors 42 and 42 are different from 1 / wavelength of the frequency (operating frequency) of the AC voltage, the cold cathode tube 36 having an impedance larger than the intrinsic impedance of the voltage conversion unit 2 will When connected,
Voltage conversion is not performed, which is not preferable.

【0030】冷陰極管36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36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。この変成器1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コア4
と、伝送線路41と接地導体42,42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、I1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、Z0は伝送線路41
の固有のインピーダンス、Lは伝送線路41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。尚、式(1)中βは伝送線路41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。
As the cold cathode tube 36, one having an impedance different from the specific 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 36 having an impedance larger 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. In this transformer 1, the parasitic capacitance (distribution constant)
Core 4 having dielectric and magnetic properties
And a distributed constant circuit as shown in FIG. 3 using the transmission line 41 and the ground conductors 42, 42. In FIG. 3, reference symbol V 1 denotes an input voltage, V 2 denotes a receiving end voltage, I 1 denotes an 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, and Z 0 is the transmission line 41
, L is the line length of the transmission line 41. The distributed constant circuit shown in FIG. 3 is represented by the following equation (1). In the equation (1), β is a propagation constant of the transmission line 41 (β = 2πf / v = 2π / λ... (1-a)). In the equation (1-a), v is a propagation speed (= fλ), and λ is a propagation wavelength.

【0031】[0031]

【数1】 (Equation 1)

【0032】本実施形態においては、伝送線路41の線
路長Lが、動作周波数のλ/4とされているので、 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 41 is set to λ / 4 of the operating frequency, βL = (2π / λ) × (λ / 4) = π / 2. Therefore, equation (1) can be expressed by equation (4) below.

【0033】[0033]

【数2】 (Equation 2)

【0034】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) ・・・(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 as viewed from the input side, Z 1 = V 1 / I 1 = (jZ 0 · I 2 ) / ((j / Z 0 ) · V 2 ) (5) Here, since V 2 = Z 2 · I 2 , Z 1 = Z 0 / (Z 2 / Z 0 ) = Z 0 2 / Z 2 Equation (6) Is, when 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.

【0035】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。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41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、この変成器1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 is the propagation wavelength / 4, the above-mentioned relations hold and voltage conversion is performed. Thus, the inherent impedance of the transmission line 41 and the load resistance (the resistance of the load device)
The transformer 1 is suitable for the impedance characteristics of a cold-cathode tube in which a high resistance is required at the time of start-up requiring a high voltage and a resistance is reduced at the time of lighting.

【0036】次に、この変成器1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、変成器1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と伝送線路41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
定電圧であるとする。負荷インピーダンスZ2が伝送線
路41の固有のインピーダンスZ0に等しい場合(Z2
0=1)は、伝送線路41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。Z2>Z0の領域では、
2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が動作周波数の1/4波長の伝送
線路41の負荷として、伝送線路41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
伝送線路41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 1 will be described with reference to the above equations (6) and (7) and FIG. FIG.
5 is a graph for explaining the boosting action of the transmission line of the transformer 1. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents the ratio of the impedance Z 2 seen from the output side to the specific impedance Z 0 of the transmission line 41. Here, it is assumed that the input voltage V 1 is a constant voltage. When the load impedance Z 2 is equal to the inherent impedance Z 0 of the transmission line 41 (Z 2 /
Z 0 = 1), the transmission line 41 is in a matching state,
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 of Z 2 > Z 0 is connected (Z 2 / Z 0 > 1), Z 1 <Z 0 from the above equation (6), 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. In the region of Z 2 > Z 0 ,
V 2 will be being boosted is larger than V 1. Therefore, when a load greater than the inherent impedance of the transmission line 41 is connected as a load on the transmission line 41 having a line length L of 動作 wavelength of the operating frequency, the ratio between the load and the inherent impedance of the transmission line 41 at both ends of the load. A voltage higher than the input voltage is applied at a magnification according to.

【0037】次に、この変成器1において、上述のコア
4を用いることにより波長を短縮でき、変成器1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 ・・・(8) 電圧変換部2の電磁界が発生する部分の誘電率・透磁率
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 ・・・(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 ・・・(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1の小型化が可能である。
Next, the reason why the wavelength can be shortened by using the core 4 in the transformer 1 and the transformer 1 can be downsized will be described. The wavelength in free space is represented by the following equation (8). λ = v / f (8) If the permittivity / permeability of the portion of the voltage converter 2 where the electromagnetic field is generated is large, the traveling speed v of the traveling wave decreases. 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) Accordingly, the wavelength in that case is represented by the following equation (10). λ = (v / f) · (ε 1/2 · μ 1/2 ) -1 (10) As is apparent from the above equation (10), the wavelength can be shortened according to the values of the permittivity and the magnetic permeability. As the dielectric constant and magnetic permeability increase, the wavelength decreases accordingly. Therefore, by forming the core 4 from a material having a large dielectric constant and magnetic permeability, the wavelength can be shortened and the core size can be reduced. The transformer 1 can be shortened, and the transformer 1 can be downsized.

【0038】上述の変成器1にあっては、誘電性と磁性
を有する一対のコア半体4a、4b間に、スパイラル型
の伝送線路41が挟持され、一対のコア半体4a、4b
の外側に接地導体42,42が形成されてなる電圧変換
部2と、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冷陰極管(負荷装置)36が具備
されたことにより、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変成器1の小型化
が可能である。また、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、イン
バータの薄型化が可能である。また、誘電性と磁性を有
する一対のコア半体4a、4b間に伝送線路41を設
け、これら一対のコア半体4a、4bの外側に接地導体
42,42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。
In the above-described transformer 1, a spiral transmission line 41 is sandwiched between a pair of core halves 4a and 4b having dielectric properties and magnetism, and a pair of core halves 4a and 4b
The voltage conversion unit 2 having the ground conductors 42 and 42 formed outside thereof and the cold cathode tube (load device) 36 having an impedance different from the intrinsic impedance of the voltage conversion unit 2 are provided, so that the wavelength can be shortened. Thus, since the core size can be reduced, the installation area can be reduced, and the transformer 1 can be downsized while maintaining a high step-up ratio and high conversion efficiency. Further, since a high step-up ratio and high conversion efficiency can be achieved at the same time without using an auxiliary transformer such as a winding transformer, the inverter can be made thinner than a piezoelectric transformer using the auxiliary transformer. Further, the transmission line 41 is provided between the pair of core halves 4a and 4b having dielectric properties and magnetism, and the ground conductors 42 and 42 are provided outside the pair of core halves 4a and 4b. High conversion efficiency can be achieved, and the structure can be simplified.

【0039】上述の変成器1においては、コア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、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、コア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1を小型化できる点で好
ましい。
In the transformer 1 described above, one or two or more elements T selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni, and 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, one or two or more elements M selected from the group of rare earth elements;
One or more elements D selected from the group consisting of C, N and B
It is preferable to use a soft magnetic alloy powder containing the same and a synthetic resin in that the magnetic permeability and the dielectric constant of the core 4 can be increased, the wavelength shortening effect becomes sufficient, and the transformer 1 can be downsized.

【0040】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. )

【0041】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 above 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.

【0042】上述のような軟磁性合金粉末と合成樹脂か
らなるコア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,Nb,
Mo,Cr,Mg,Mn,Al,Si,Ca,Sr,B
a,Cu,Ga,Ge,As,Se,Zn,Cd,I
n,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3
A族に属するSc,Y,あるいは、La,Ce,Pr,
Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Td,Dy,Ho,E
r,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100μm以下、M
の粉末は粒径が2μm以下のものが望ましい。
The core 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, Nb,
Mo, Cr, Mg, Mn, Al, Si, Ca, Sr, B
a, Cu, Ga, Ge, As, Se, Zn, Cd, I
A powder selected from at least one element selected from the group consisting of n, Sn, Sb, Te, Pb, Bi, and a rare earth element, and oxides, carbides, carbonates, nitrides, and borides is used. Can be As the rare earth elements, 3 in the periodic table
Sc, Y belonging to A group, or La, Ce, Pr,
Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Td, Dy, Ho, E
At least one element selected from the group of lanthanoids such as r, Tm, Yb, and Lu, or a mixture thereof. At this time, the powder of T has a particle size of 100 μm or less,
It is desirable that the powder has a particle size of 2 μm or less.

【0043】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-mentioned 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.

【0044】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 solution 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.

【0045】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.

【0046】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.

【0047】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.

【0048】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
一対のコア半体4a、4bは、透磁率および誘電率が十
分大きく、従って、このような一対のコア半体4a、4
b間に、導体からなり、スパイラル型の伝送線路41が
挟持され、一対のコア半体4a、4bの外側に接地導体
42,42が形成されてなる電圧変換部2を具備する変
成器1にあっては、特に、波長短縮効果が十分であり、
コア寸法を短くでき、変成器1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 halves 4a constructed of a soft magnetic alloy powder and a synthetic resin represented by D c, 4b are permeability and permittivity is sufficiently large, therefore, such a pair of core halves 4a, 4
b, a spiral transmission line 41 made of a conductor is sandwiched between the pair of core halves 4a and 4b. In particular, the wavelength shortening effect is sufficient,
The core size can be shortened, and the transformer 1 can be downsized.

【0049】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。図5は、第2の実施形態の変成器の要部を示す
斜視図である。この変成器10が、図1及び図2に示し
た変成器1と異なるところは、一方のコア半体4gの突
き合わせ面4fの周辺部4dの全体に、周辺凸部4hが
設けられている点である。即ちこの周辺凸部4hは、略
矩形の突き合わせ面4fの全周に渡って形成されてい
る。そして、伝送線路41は、コア半体4g、4bと中
央凸部4cと周辺凸部4hとに区画された磁路形成部内
に配置されることにより、コア4に完全に囲まれること
となる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a perspective view illustrating a main part of the transformer according to the second embodiment. This transformer 10 is different from the transformer 1 shown in FIGS. 1 and 2 in that a peripheral convex portion 4h is provided on the entire peripheral portion 4d of the butting surface 4f of one core half 4g. It is. That is, the peripheral convex portion 4h is formed over the entire periphery of the substantially rectangular abutting surface 4f. The transmission line 41 is completely surrounded by the core 4 by being disposed in the magnetic path forming portion divided into the core halves 4g, 4b, the central convex portion 4c, and the peripheral convex portion 4h.

【0050】従って、この変成器10によれば、上述し
た変成器1の効果に加えて、次のような効果が得られ
る。即ち、周辺凸部4hが突き合わせ面4fの全周に渡
って設けられているので、伝送線路41が磁路に完全に
囲まれることとなり、伝送線路41に鎖交する渡り磁束
成分をより小さくでき、銅損を低減できるため、変成器
10の変換効率をより高めることができる。
Therefore, according to the transformer 10, the following effects can be obtained in addition to the effects of the transformer 1 described above. That is, since the peripheral convex portion 4h is provided over the entire circumference of the butting surface 4f, the transmission line 41 is completely surrounded by the magnetic path, and the crossover magnetic flux component linked to the transmission line 41 can be further reduced. Since the copper loss can be reduced, the conversion efficiency of the transformer 10 can be further increased.

【0051】次に、本発明の第3の実施形態について説
明する。図6は、第3の実施形態の変成器20の電力変
換部22を示す断面図である。この変成器20が、図1
及び図2に示した変成器1と異なるところは、磁路形成
部7に非磁性材料25が充填されている点である。即ち
この非磁性材料25は、伝送線路41と一方のコア4a
との間にある空隙部7a(磁路形成部7)に充填されて
いる。ここで例えば磁路形成部7に磁性材料を充填する
と、伝送線路41から発生した磁束が磁性材料に印加さ
れ、伝送線路41に鎖交する磁束が増えて銅損が増加
し、変成器20の変換効率が低下するため好ましくな
い。非磁性材料25としては、樹脂、例えばエポキシ樹
脂等の硬度が高い樹脂が好ましく、コア4と熱膨張係数
を略等しくすると良い。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the power converter 22 of the transformer 20 according to the third embodiment. This transformer 20 corresponds to FIG.
The difference from the transformer 1 shown in FIG. 2 is that the magnetic path forming portion 7 is filled with a non-magnetic material 25. That is, the non-magnetic material 25 is formed by the transmission line 41 and the one core 4a.
Is filled in the gap 7a (the magnetic path forming portion 7) between them. Here, for example, when the magnetic path forming portion 7 is filled with a magnetic material, the magnetic flux generated from the transmission line 41 is applied to the magnetic material, the magnetic flux linked to the transmission line 41 increases, the copper loss increases, and the transformer 20 It is not preferable because the conversion efficiency decreases. As the nonmagnetic material 25, a resin, for example, a resin having a high hardness such as an epoxy resin is preferable, and it is preferable that the thermal expansion coefficient is substantially equal to that of the core 4.

【0052】この変成器20によれば、上述した変成器
1の効果に加えて、次のような効果が得られる。即ち、
コア半体4aに磁路形成部7が形成されていても、磁路
形成部7内に充填された非磁性材料25によりコア半体
4aの機械的強度が補強され、変成器20の機械的強度
を向上できる。
According to the transformer 20, the following effects can be obtained in addition to the effects of the transformer 1 described above. That is,
Even when the magnetic path forming part 7 is formed in the core half 4a, the mechanical strength of the core half 4a is reinforced by the non-magnetic material 25 filled in the magnetic path forming part 7, and the mechanical strength of the transformer 20 is increased. Strength can be improved.

【0053】[0053]

【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。 (実施例1)図1及び図2に示した変成器10と同様の
変成器を作製した。ここで作製した実施例1の変成器の
電圧変換部2のMn−Znフェライトからなる各コア半
体4a、4bの厚みは0.5mm、コア半体4aの中央
凸部4c及び周辺凸部4eの高さは0.5mmであるこ
とから磁路形成部7の深さは0.5mm、スパイラル型
の伝送線路41の厚みは0.04mm、伝送線路41の
幅は0.29mm、伝送線路41のピッチは0.24m
m、接地導体42,42の厚みは0.04mmであっ
た。また、伝送線路41の線路長Lは1.8mであっ
た。また、絶縁層104の厚さが70μm、絶縁層10
5の厚さが7μmであることから、絶縁層105とコア
半体4aとの間隔は約0.39mmであった。
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. (Example 1) A transformer similar to the transformer 10 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured. The thickness of each of the core halves 4a and 4b made of Mn-Zn ferrite of the voltage conversion unit 2 of the transformer of Example 1 manufactured here was 0.5 mm, and the central convex portion 4c and the peripheral convex portion 4e of the core half 4a. Is 0.5 mm, the depth of the magnetic path forming portion 7 is 0.5 mm, the thickness of the spiral transmission line 41 is 0.04 mm, the width of the transmission line 41 is 0.29 mm, and the transmission line 41 is Pitch is 0.24m
m, and the thickness of the ground conductors 42, 0.04 mm. The line length L of the transmission line 41 was 1.8 m. The thickness of the insulating layer 104 is 70 μm,
Since the thickness of No. 5 was 7 μm, the distance between the insulating layer 105 and the core half 4a was about 0.39 mm.

【0054】ここで作製した変成器の電圧変換部のゲイ
ンフェーズを測定した。ここでの測定には、インピーダ
ンスアナライザHP4194A(商品名;日本ヒューレ
ットパッカード株式会社製)を用いてゲインフェーズ
(専用の測定ジグ使用)の測定を出力側の端子に接続す
る終端抵抗ZLを100kΩとして行った。測定周波数
範囲は、共振近傍の点が細かくとれるように0.01M
Hzから10MHzとした。 終端抵抗ZLには、炭素皮
膜抵抗を用いた。測定結果を図7に示す。また、λ/4
に同調したときの周波数f、ゲインGv の値を以下に示
す。
The gain phase of the voltage converter of the transformer thus manufactured was measured. In this measurement, the termination of the gain phase (using a dedicated measurement jig) using an impedance analyzer HP4194A (trade name; manufactured by Japan Hewlett-Packard Co., Ltd.) was set to 100 kΩ, and the terminating resistance Z L connected to the output terminal was set to 100 kΩ. went. The measurement frequency range is 0.01M so that points near resonance can be finely taken.
Hz to 10 MHz. A carbon film resistor was used for the terminating resistor Z L. FIG. 7 shows the measurement results. Also, λ / 4
Shows the frequency f when the tuning, the value of the gain G v below.

【0055】ZL=100kΩ時 f=0.86MH
z、Gv=24.3dB
When Z L = 100 kΩ, f = 0.86 MH
z, G v = 24.3 dB

【0056】図7に示した結果からフェーズ(入出力電
圧の位相差)が−90(deg.)のとき、ゲインが最
大となっていることがわかる。また、ゲインの値も2
4.3dBと高い値を示していることがわかる。
From the results shown in FIG. 7, it can be seen that the gain is maximum when the phase (phase difference between input and output voltages) is -90 (deg.). Also, the gain value is 2
It turns out that it shows a high value of 4.3 dB.

【0057】次に、終端抵抗を440Ω、960Ω、
3.05kΩ、10.05kΩ、33.05kΩと変化
させた場合の変換効率をオシロスコープを用いて測定し
た。入力電圧は3V、5V、7Vとした。作動周波数は
860kHz(λ/4同調時)とした。結果を図8に示
す。図8から明らかなように、実施例1の変成器におい
ては、終端抵抗が約1kΩの時に約92%の変換効率を
示していることがわかる。
Next, the terminating resistance is set to 440Ω, 960Ω,
The conversion efficiencies when changing to 3.05 kΩ, 10.05 kΩ, and 33.05 kΩ were measured using an oscilloscope. The input voltages were 3 V, 5 V, and 7 V. The operating frequency was 860 kHz (at the time of λ / 4 tuning). FIG. 8 shows the results. As can be seen from FIG. 8, the transformer according to the first embodiment exhibits a conversion efficiency of about 92% when the terminating resistance is about 1 kΩ.

【0058】(比較例1)図11及び図12に示した変
成器と同様の変成器を作製した。ここで作製した比較例
1の変成器の電圧変換部2のMn−Znフェライトから
なる各コア半体64、64の厚みは0.5mm、スパイ
ラル型の伝送線路71の厚みは0.04mm、伝送線路
71の幅は0.23mm、伝送線路71ピッチは0.3
mm、接地導体72、72の厚みは0.04mmであっ
た。また、伝送線路71の線路長Lは2.48mであっ
た。
Comparative Example 1 A transformer similar to the transformer shown in FIGS. 11 and 12 was manufactured. The thickness of each of the core halves 64, 64 made of Mn-Zn ferrite of the voltage converter 2 of the transformer of Comparative Example 1 manufactured here was 0.5 mm, the thickness of the spiral transmission line 71 was 0.04 mm, and the transmission was performed. The width of the line 71 is 0.23 mm, and the pitch of the transmission line 71 is 0.3.
mm, and the thickness of the ground conductors 72 was 0.04 mm. The line length L of the transmission line 71 was 2.48 m.

【0059】この比較例1の変成器の電圧変換部のゲイ
ン−フェーズ特性を、実施例1と同様にして測定した。
結果を図9に示す。また、λ/4に同調したときの周波
数f、ゲインGv の値を以下に示す。
The gain-phase characteristics of the voltage converter of the transformer of Comparative Example 1 were measured in the same manner as in Example 1.
FIG. 9 shows the results. Also shows the frequency f when tuned to lambda / 4, the value of the gain G v below.

【0060】ZL=100kΩ時 f=0.4MHz、
v=18.0dB
When Z L = 100 kΩ, f = 0.4 MHz,
G v = 18.0 dB

【0061】図9に示した結果からフェーズ(入出力電
圧の位相差)が−90(deg.)のとき、ゲインが最
大となっているが、ゲインの値は18.0dBと実施例
1の変成器よりも低くなっていることがわかる。
From the results shown in FIG. 9, when the phase (phase difference between input and output voltages) is -90 (deg.), The gain is maximum, but the value of the gain is 18.0 dB, which is It turns out that it is lower than the transformer.

【0062】次に、比較例1の変成器の変換効率を、実
施例1と同様にして測定した。ただし、入力電圧は1
V、3V、5Vとした。作動周波数は400kHz(λ
/4同調時)とした。結果を図10に示す。図10から
明らかなように、比較1の変成器においては、終端抵抗
が約700Ωの時に約77%の変換効率を示している
が、これは実施例1の変成器の変換効率よりも低いもの
であることがわかる。
Next, the conversion efficiency of the transformer of Comparative Example 1 was measured in the same manner as in Example 1. However, the input voltage is 1
V, 3 V, and 5 V. The operating frequency is 400 kHz (λ
/ 4 tuning). The results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 10, the conversion efficiency of the transformer of Comparative Example 1 is about 77% when the termination resistance is about 700Ω, which is lower than the conversion efficiency of the transformer of Example 1. It can be seen that it is.

【0063】ゲイン及び変換効率が実施例1の変成器の
方が高い値を示した理由は、実施例1の変成器には磁束
形成部が設けられていて、伝送線路とコア半体とが離間
されているので、伝送線路に鎖交する渡り磁束成分が減
少し、銅損が低下したためと推定される。
The reason why the gain and the conversion efficiency are higher in the transformer of the first embodiment is that the transformer of the first embodiment is provided with a magnetic flux forming part, and the transmission line and the core half are connected to each other. It is presumed that, because of the separation, the crossover magnetic flux component linked to the transmission line decreased, and the copper loss decreased.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
変成器は、前記コアに前記伝送線路から発生した磁束を
通す磁路が形成されているので、伝送線路に鎖交する渡
り磁束成分が減少して銅損が低下するため、変換効率を
高めることができる。
As described above in detail, in the transformer of the present invention, since the magnetic path for passing the magnetic flux generated from the transmission line is formed in the core, the transition magnetic flux linked to the transmission line is formed. The conversion efficiency can be increased because the components are reduced and the copper loss is reduced.

【0065】また、本発明の変成器においては、前記伝
送線路の周辺部に前記磁路を形成する磁路形成部が設け
られて、前記伝送線路が前記磁路形成部によりコアと離
間されているので、伝送線路を鎖交する渡り磁束成分が
減少して銅損が小さくなり、変換効率を高めることがで
きる。
In the transformer according to the present invention, a magnetic path forming portion for forming the magnetic path is provided around the transmission line, and the transmission line is separated from the core by the magnetic path forming portion. As a result, the transition magnetic flux component interlinking the transmission line is reduced, the copper loss is reduced, and the conversion efficiency can be increased.

【0066】更に、本発明の変成器においては、前記磁
路形成部が、前記一対のコア半体と前記中央凸部と前記
周辺凸部とに区画されて形成され、前記磁路形成部を区
画する前記一対のコア半体と前記中央凸部と前記周辺凸
部とにより前記磁路が構成され、前記伝送線路が、前記
磁路形成部内に配置されて前記磁路に囲まれているの
で、伝送線路から発生した磁束のうちの一方のコア半体
から他方のコア半体に移動する渡り磁束成分が中央凸部
及び周辺凸部に集中し、渡り磁束成分が伝送線路に鎖交
することがなく銅損が低下するため、変換効率を高める
ことができる。
Further, in the transformer according to the present invention, the magnetic path forming portion is formed by being divided into the pair of core halves, the central convex portion, and the peripheral convex portion. Since the magnetic path is constituted by the pair of core halves, the central convex portion, and the peripheral convex portion, and the transmission line is disposed in the magnetic path forming portion and surrounded by the magnetic path. , Of the magnetic flux generated from the transmission line, the transition magnetic flux component moving from one core half to the other core half is concentrated on the central convex portion and the peripheral convex portion, and the transition magnetic flux component links to the transmission line. Since there is no copper loss, the conversion efficiency can be increased.

【0067】また、本発明の変成器においては、前記周
辺凸部が前記周辺部の全体に設けられているので、伝送
線路が配置される前記磁路形成部を周辺凸部によって完
全に囲むことが可能となり、伝送線路に鎖交する渡り磁
束をより小さくでき、銅損を低減できるため、変成器の
変換効率をより高めることができる。
In the transformer according to the present invention, since the peripheral convex portion is provided on the entire peripheral portion, the magnetic path forming portion on which the transmission line is disposed is completely surrounded by the peripheral convex portion. This makes it possible to reduce the crossover magnetic flux linked to the transmission line and reduce the copper loss, so that the conversion efficiency of the transformer can be further increased.

【0068】また、本発明の変成器においては、伝送線
路が中央凸部の周囲に巻回されて構成されているので、
発生した磁束を中央凸部及び周辺部凸部に集中させるこ
とができ、伝送線路に鎖交する渡り磁束成分を減少させ
て銅損を小さくできるため、変換効率を高めることがで
きる。
In the transformer according to the present invention, the transmission line is formed by being wound around the central convex portion.
The generated magnetic flux can be concentrated on the central convex portion and the peripheral convex portion, and the transition magnetic flux component linked to the transmission line can be reduced to reduce the copper loss, so that the conversion efficiency can be improved.

【0069】また、本発明の変成器の前記コアはMn−
Znフェライト、Ni−Znフェライト、Ni−Cuフ
ェライトの群から選ばれた1種又は2種以上からなるも
のであるので、コアの寸法を短くでき、変成器を小型化
できる。更に、本発明の変成器においては、前記コアの
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であるので、伝
送線路長が短縮され、コアの寸法をも短くでき、変成器
を小型化できる。
Further, the core of the transformer of the present invention is Mn-
Since it is made of one or more selected from the group consisting of Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, and Ni-Cu ferrite, the size of the core can be shortened and the transformer can be downsized. Further, in the transformer according to the present invention, the core has an effective magnetic permeability μ at 100 kHz of 10 to 20,000.
Since the effective permittivity ε is 10 to 5000, the length of the transmission line can be shortened, the dimension of the core can be shortened, and the transformer can be downsized.

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

【図1】 本発明の第1の実施形態の変成器の要部を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a transformer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施形態の変成器の断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the transformer according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 第1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 illustrating a distributed constant circuit of the transformer according to the first embodiment.

【図4】 第1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2の実施形態の変成器の要部を示
す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a main part of a transformer according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第3の実施形態の変成器の電圧変換
部の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a voltage converter of a transformer according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 実施例1の変成器の終端抵抗が100kΩ時
のゲイン−フェーズ特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating gain-phase characteristics when the termination resistance of the transformer according to the first embodiment is 100 kΩ.

【図8】 実施例1の変成器の終端抵抗と変換効率との
関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the termination resistance and the conversion efficiency of the transformer according to the first embodiment.

【図9】 比較例1の変成器の終端抵抗が100kΩ時
のゲイン−フェーズ特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing gain-phase characteristics when the termination resistance of the transformer of Comparative Example 1 is 100 kΩ.

【図10】 比較例1の変成器の終端抵抗と変換効率と
の関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the termination resistance and the conversion efficiency of the transformer of Comparative Example 1.

【図11】 従来の変成器の要部を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a main part of a conventional transformer.

【図12】 従来の実施形態の変成器の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a transformer according to a conventional embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10、20 変成器 4 コア 4a、4b、4g コア半体 4c 中央凸部 4d 周辺部 4e、4h 周辺凸部 4f 突き合わせ面 7 磁路形成部 41 伝送線路 42 接地導体 1, 10, 20 Transformer 4 Core 4a, 4b, 4g Core half 4c Central convex part 4d Peripheral part 4e, 4h Peripheral convex part 4f Butt surface 7 Magnetic path forming part 41 Transmission line 42 Ground conductor

───────────────────────────────────────────────────── 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 Fターム(参考) 5E043 BA01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Takahashi 1-7 Yukitani Otsukacho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5E043 BA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘電性と磁性を有するコアと、該コア上
に形成された伝送線路とを少なくとも具備してなり、 前記伝送線路の線路長Lが該伝送線路に印加する電圧の
周波数の1/4波長にほぼ等しく設定され、 前記コアに、前記伝送線路から発生した磁束を通す磁路
が形成されていることを特徴とする変成器。
A transmission line formed on the core, wherein a length of the transmission line is equal to one of a frequency of a voltage applied to the transmission line. The transformer is set to be substantially equal to 波長 wavelength, and a magnetic path for passing a magnetic flux generated from the transmission line is formed in the core.
【請求項2】 前記コアは一対の板状のコア半体が突き
合わされてなり、前記伝送線路の線路導体は、該一対の
コア半体に挟まれて前記コアの内部に配置され、 前記少なくとも一方のコア半体の突き合わせ面の反対側
の面に接地導体が配置され、 少なくとも一方のコア半体の前記伝送線路の周辺部に、
前記磁路を形成する磁路形成部が設けられ、前記伝送線
路が前記磁路形成部により前記いずれか一方のコア半体
と離間されたことを特徴とする請求項1記載の変成器。
2. The core has a pair of plate-shaped core halves abutted on each other, and a line conductor of the transmission line is disposed inside the core so as to be sandwiched between the pair of core halves. A ground conductor is arranged on a surface opposite to a mating surface of one of the core halves, and at least in a peripheral portion of the transmission line of one of the core halves,
2. The transformer according to claim 1, wherein a magnetic path forming unit that forms the magnetic path is provided, and the transmission line is separated from the one of the core halves by the magnetic path forming unit. 3.
【請求項3】 少なくとも一方のコア半体の突き合わせ
面の中央部に中央凸部が設けられ、該突き合わせ面の周
辺部の少なくとも一部に周辺凸部が設けられ、 前記磁路形成部は、前記一方のコア半体の前記中央凸部
及び前記周辺凸部が他方のコア半体に突き合わされるこ
とにより形成され、 前記磁路は、前記一対のコア半体と前記中央凸部と前記
周辺凸部とにより構成され、 前記伝送線路が、前記磁路形成部内に配置されて前記磁
路に囲まれていることを特徴とする請求項2記載の変成
器。
3. A central convex portion is provided at a central portion of an abutting surface of at least one core half, and a peripheral convex portion is provided on at least a part of a peripheral portion of the abutting surface. The center convex portion and the peripheral convex portion of the one core half are formed by abutting the other core half, and the magnetic path is formed by the pair of core halves, the central convex portion, and the peripheral portion. 3. The transformer according to claim 2, wherein the transmission line includes a protrusion, and the transmission line is disposed in the magnetic path forming portion and is surrounded by the magnetic path. 4.
【請求項4】 前記周辺凸部が前記コア半体の前記周辺
部の全体に設けられていることを特徴とする請求項3記
載の変成器。
4. The transformer according to claim 3, wherein the peripheral convex portion is provided on the entire peripheral portion of the core half.
【請求項5】 前記伝送線路が、前記中央凸部の周囲に
巻回されて前記磁路形成部内に配置されたことを特徴と
する請求項3記載の変成器。
5. The transformer according to claim 3, wherein the transmission line is wound around the central convex portion and disposed in the magnetic path forming portion.
【請求項6】 前記コアはMn−Znフェライト、Ni
−Znフェライト、Ni−Cuフェライトの群から選ば
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ないし5のいずれかに記載の変成器。
6. The core is made of Mn—Zn ferrite, Ni
The transformer according to any one of claims 1 to 5, wherein the transformer comprises one or more selected from the group consisting of -Zn ferrite and Ni-Cu ferrite.
【請求項7】 前記コアの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であることを特徴とする請求項1ないし6の
いずれかに記載の変成器。
7. The core has an effective magnetic permeability μ at 100 kHz of 10 to 20,000 and an effective dielectric constant ε of 10
The transformer according to any one of claims 1 to 6, wherein the number is from 5000 to 5000.
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