JP2003079150A - コンバータ - Google Patents

コンバータ

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JP2003079150A
JP2003079150A JP2001264061A JP2001264061A JP2003079150A JP 2003079150 A JP2003079150 A JP 2003079150A JP 2001264061 A JP2001264061 A JP 2001264061A JP 2001264061 A JP2001264061 A JP 2001264061A JP 2003079150 A JP2003079150 A JP 2003079150A
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JP2001264061A
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Mamoru Tsuruya
守 鶴谷
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Sanken Electric Co Ltd
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Sanken Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造上、1次側と2次側との間の沿面距離を
確保しつつ、トランスの小型化を図る。 【解決手段】 1次側回路部13,14、2次側回路部
15,16を、それぞれ、1次側基板11、2次側基板
12に実装し、絶縁フィルム17を1次側基板11と2
次側基板12との間に介挿する。そして、トランス18
を1次側基板11と2次側基板12とに固定する。絶縁
フィルム17は、トランス18の1次側と2次側との絶
縁、沿面距離を保持する。従って、トランス18内にバ
リアテープを配置する必要がなく、その分、コンバータ
1の小型化が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造上、1次側と
2次側との沿面距離を確保しつつ、小型化を可能とする
構造のコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】図6に示すように、従来のコンバータ3
0は、1次側回路部31と、2次側回路部32と、トラ
ンス33と、をプリント基板34の片面に実装すること
により構成されている。そして、1次側回路部31と2
次側回路部32とは、トランス33によって絶縁されて
いる。
【0003】トランス33は、図7に示すように、コア
41,42と、1次側巻線43と、2次側巻線44と、
バリアテープ45〜48と、を備えて構成されている。
1次側巻線43は、1次側回路部31に接続され、2次
側巻線44は、2次側回路部32に接続されている。1
次側巻線43と2次側巻線44との間には、1次側巻線
43と2次側巻線44とを絶縁するため、絶縁フィルム
(図示せず)が介挿されている。
【0004】バリアテープ45〜48は、安全規格上、
1次側と2次側との間の沿面距離を確保するためのもの
であり、1次側巻線43と2次側巻線44との両側に配
置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のコン
バータでは、バリアテープがトランス内に配置されるた
め、トランスが大きくなってしまう。このため、5W程
度の低出力の電源の場合でも、このバリアテープがコン
バータの小型化を阻んでいる。このバリアテープを除去
するため、TIW(3重被覆電線)を用いて巻線を巻い
たものもある。しかし、極細のTIWを製造することは
非常に難しく、小容量電源にTIWを用いることは困難
である。
【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、構造上、1次側と2次側との間の沿
面距離を確保しつつ、小型化することが可能なコンバー
タを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の第1の観点に係るコンバータは、電圧変換
して負荷に電力を供給するコンバータにおいて、電力が
供給される側の1次側回路部を実装した1次側基板と、
前記負荷に電力を供給する側の2次側回路部を実装した
2次側基板と、前記1次側基板と前記2次側基板との間
に介挿された絶縁物と、前記1次側回路部に供給された
電力を、前記絶縁物を介して前記2次側回路部に伝達す
る電力伝達手段と、を備えるようにした。
【0008】このような構成によれば、1次側回路部と
2次側回路部との間の絶縁及び沿面距離を確保しやすく
なる。
【0009】前記電力伝達手段は、変圧器であってもよ
い。
【0010】前記コンバータは、前記1次側基板の片
面、前記2次側基板の片面に、それぞれ、前記1次側回
路部、前記2次側回路部を実装し、前記絶縁物を、前記
1次側基板の全面と2次側基板の全面との間に介挿した
ものであってもよい。
【0011】前記1次側基板と前記2次側基板とを、前
記電力伝達手段の部分でのみ重ね合わせ、前記絶縁物を
前記1次側基板と前記2次側基板との重ね合わせの間に
介挿してもよい。
【0012】前記1次側回路部、前記2次側回路部を、
それぞれ、前記1次側基板、前記2次側基板の両面に実
装してもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
コンバータを図面を参照して説明する。第1の実施の形
態に係るコンバータの構成を図1に示す。コンバータ1
は、1次側基板11と、2次側基板12と、1次側回路
部13,14と、2次側回路部15,16と、絶縁フィ
ルム17と、トランス18と、を備えて構成されてい
る。
【0014】トランス18は、1次側と2次側とを絶縁
しつつ、1次側の電力を2次側に伝達するものであり、
図2に示すように、EER型の2つのコア18A,18
Bを組み合わせることにより構成される。このコア18
A,18Bには、珪素鋼板、アモルファス、フェライ
ト、ダスト等、種々のものが用いられる。
【0015】コア18Aは、2つの磁脚18a,18b
と、中足18cと、を備え、コア18Bは、2つの磁脚
18d,18eと、中足18fと、を備えている。中足
18cと中足18fとは円柱形になっている。
【0016】1次側基板11は、1次側回路部13,1
4を実装するためのプリント基板であり、2次側基板1
2は、2次側回路部15,16を実装するためのプリン
ト基板である。この1次側基板11、2次側基板12に
は、ガラスエポキシ樹脂、紙フェノール樹脂等が用いら
れる。
【0017】1次側基板11には、図3に示すように、
実装部21,22と、孔23,24,25と、が設けら
れ、その表面には、巻線パターン26が形成されてい
る。
【0018】実装部21、22は、それぞれ、1次側回
路部13,14を実装する領域である。孔23,24
は、それぞれ、コア18Aの磁脚18a,18bを通す
ための孔である。孔25は、中足18cを通すための孔
である。
【0019】巻線パターン26は、例えば、銅のような
金属のパターンを1次側基板11の表面にプリント配線
することにより形成される。この巻線パターン26を、
1次側基板11の孔25の周囲に、螺旋状に周回させ
る。そして、巻線パターン26の両端は、実装部21ま
で配線する。
【0020】2次側基板12も1次側基板11と同様の
構成になっている。尚、巻線パターン26の巻き方向
は、巻線パターン26と実装部21との配線によって切
り替えることができ、この巻き方向は、フォワードコン
バータ方式、フライバックコンバータ方式等、コンバー
タの種類によって設定される。
【0021】図1に戻り、1次側回路部13,14は、
直流電源、あるいは交流電源から供給された電力を所定
の交流電力に変換し、変換した交流電力をトランス18
の1次側に供給するものであり、トランス18の1次側
に接続されている。2次側回路部15,16は、トラン
ス18の2次側に接続され、トランス18から出力され
た交流電力を整流、平滑して直流電力を生成し、生成し
た直流電力を負荷に供給するものである。
【0022】絶縁フィルム17は、1次側と2次側とを
絶縁するとともに、1次側巻線と2次側巻線との沿面距
離を確保するためのものであり、この絶縁フィルム17
には、例えば、紙、マイカ、ポリエステル、ポリプロピ
レン、テフロン(登録商標)、ポリイミド等の材料が用
いられる。
【0023】そして、これらの薄い材料を用いて形成さ
れた絶縁フィルム17が1次側基板11と2次側基板1
2との間に介挿される。絶縁フィルム17は、安全規格
の要求を満たすため、例えば、3枚重ねとなっている。
この絶縁フィルム17は、トランス18のギャップとし
ても機能する。
【0024】次に第1の実施の形態に係るコンバータの
組み立て方法について説明する。まず、図4に示すよう
に、1次側基板11の実装部21,22に、それぞれ、
1次側回路部13,14を実装し、2次側基板12の実
装部21,22(図示せず)に、それぞれ、2次側回路
部15,16を実装する。
【0025】そして、それぞれの回路部を実装した1次
側基板11と2次側基板12との間に絶縁フィルム17
を介挿して1次側基板11と2次側基板12とを重ね
る。
【0026】次に、1次側基板11の孔23,24,2
5に、それぞれ、コア18Aの磁脚18a,18b、中
足18cを通し、2次側基板12の孔23,24,25
に、それぞれ、コア18Bの磁脚18d,18e、中足
18fを通し、コア18A、18Bを、それぞれ、1次
側基板11、2次側基板12上で固定する。このように
して、図1に示すようなコンバータ1が形成される。
【0027】1次側基板11の表面に形成された巻線パ
ターン26と2次側基板12の表面に形成された巻線パ
ターン26(図示せず)との間には、絶縁フィルム17
が介在する。この絶縁フィルム17は、1次側回路部1
3,14と2次側回路部15,16との絶縁、沿面距離
を保持する。従って、バリアテープはトランス18内に
配置する必要はなく、バリアテープのスペース分だけ、
トランス18を小型化することが可能になる。
【0028】かかるコンバータ1において、電力は、直
流電源、あるいは交流電源から1次側回路部13,14
に供給される。1次側回路部13,14は、この電力を
交流電力に変換してトランス18の1次側に供給する。
【0029】ここで、磁路は、コア18A,18Bと、
コア18Aの磁脚18a,18bと,中足18cと、コ
ア18Bの磁脚18d,18eと,中足18fと、によ
って形成される。トランス18は、この電力を絶縁フィ
ルム17を介して2次側回路部15,16に伝達する。
【0030】2次側回路部15,16は、トランス18
から出力された交流電力を整流、平滑して直流電力を生
成し、生成した直流電力を負荷に供給する。
【0031】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、コンバータ1が、1次側基板11と2次側基板12
との間に絶縁フィルム17を介挿した構造を有している
ので、1次側と2次側との沿面距離が確保され、安全規
格を満足させることができる。また、1次側と2次側と
の沿面距離が確保されれば、トランス18にバリアテー
プを配置する必要がなくなり、その分、トランス18を
小型化し、それに伴ってコンバータ1を小型化すること
ができる。
【0032】尚、本発明を実施するにあたっては、種々
の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものでは
ない。例えば、1次側基板11、2次側基板12を、図
1に示すように配置しなくても、図5に示すように配置
することもできる。即ち、トランス18の部分だけが重
なるように1次側基板11、2次側基板12を配置し、
トランス18を1次側基板11、2次側基板12に固定
する。そして、1次側基板11の両面に1次側回路部1
3,14を、2次側基板12の両面に2次側回路部1
5,16を実装する。このような構造にしても、1次側
基板11と2次側基板12との絶縁、沿面距離を確保し
つつ、コンバータ1を小型化することができ、1次側回
路部13,14、2次側回路部15,16を、それぞ
れ、1次側基板11,2次側基板12の両面に実装でき
るため、部品配置上、有利である。
【0033】電力伝達手段は、磁気を利用したトランス
には限られず、電磁波、光等を利用したものでもよい。
【0034】また、1次側基板、2次側基板には、片
面、両面、多層基板等を用いることができる。
【0035】また、巻線パターンは、多層基板にも形成
できるようにするため、基板の表面に形成されるとは限
らない。さらに、巻線は巻線パターンでなくてもよく、
トランスの小型化を阻害しないように導線を基板上で巻
き回すようにしてもよいし、コア18A,18Bに、そ
れぞれ、1次側巻線、2次側巻線を巻き回すようにする
こともできる。
【0036】トランス18のコア18A,18Bは、E
ER型に限られるものではなく、EI型、EE型等を用
いることもできる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るコン
バータによれば、構造上、1次側と2次側との沿面距離
を確保しつつ、コンバータを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るコンバータの
構成を示す断面図である。
【図2】図1のトランスを示す斜視図である。
【図3】図1の1次側基板の平面図及び側面図である。
【図4】図1のコンバータの組み立て方法を示す組立図
である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係るコンバータの
構成を示す断面図である。
【図6】従来のコンバータの構成を示す断面図である。
【図7】従来のコンバータに用いられるトランスの断面
図である。
【符号の説明】
1 コンバータ 11 1次側基板 12 2次側基板 13,14 1次側回路部 15,16 2次側回路部 17 絶縁フィルム 18 トランス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電圧変換して負荷に電力を供給するコンバ
    ータにおいて、 電力が供給される側の1次側回路部を実装した1次側基
    板と、 前記負荷に電力を供給する側の2次側回路部を実装した
    2次側基板と、 前記1次側基板と前記2次側基板との間に介挿された絶
    縁物と、 前記1次側回路部に供給された電力を、前記絶縁物を介
    して前記2次側回路部に伝達する電力伝達手段と、を備
    えた、 ことを特徴とするコンバータ。
  2. 【請求項2】前記電力伝達手段は、変圧器であることを
    特徴とする請求項1に記載のコンバータ。
  3. 【請求項3】前記1次側基板の片面、前記2次側基板の
    片面に、それぞれ、前記1次側回路部、前記2次側回路
    部を実装し、前記絶縁物を、前記1次側基板の全面と2
    次側基板の全面との間に介挿した、ことを特徴とする請
    求項1又は2に記載のコンバータ。
  4. 【請求項4】前記1次側基板と前記2次側基板とを、前
    記電力伝達手段の部分でのみ重ね合わせ、前記絶縁物を
    前記1次側基板と前記2次側基板との重ね合わせの間に
    介挿した、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のコ
    ンバータ。
  5. 【請求項5】前記1次側回路部、前記2次側回路部を、
    それぞれ、前記1次側基板、前記2次側基板の両面に実
    装した、ことを特徴とする請求項4に記載のコンバー
    タ。
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