JP2007173647A - Electromagnetic induction component and power supply apparatus - Google Patents

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Shinji Sakamoto
慎司 坂本
Kazunori Kidera
和憲 木寺
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and thin electromagnetic induction component which can ensure a large number of turns per area and is excellent in heat dissipation. <P>SOLUTION: A first substrate 10 and a second substrate 20 each consisting of a semiconductor substrate are stacked. A plurality of first linear patterns 11 and second patterns 21 each made of a conductor layer are juxtaposed on one surface in the thickness direction of each of the coil substrates 10, 20. The first substrate 10 is provided with a connection 12 as a piercing conductor electrically connected to both ends of the first pattern 11, and pierces through the first substrate 10. The connection 12 is connected to the second pattern 21 by stacking the first substrate 10 and the second substrate 20, and a spiral winding is formed by the first pattern 11, the second pattern 21, and the connection 12. Grooves 13 are formed between each pairs of adjacent first patterns 11 on one surface where the first patterns 11 are formed on the first substrate 10. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁誘導部品およびそれを用いた電源装置に関するものである。   The present invention relates to an electromagnetic induction component and a power supply device using the same.

従来から、平面型インダクタあるいは平面型トランスと称する薄型の電磁誘導部品が種々提案されている。また、電磁誘導部品の基板として半導体基板を用いることにより半導体製造プロセスを利用して小型化することも考えられている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, various thin electromagnetic induction parts called planar inductors or planar transformers have been proposed. In addition, it has been considered to use a semiconductor substrate as a substrate for electromagnetic induction components to reduce the size by using a semiconductor manufacturing process (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1では、電源の小型軽量化のために半導体基板を用いる電磁誘導部品において、磁気誘導型銅損を減少させるためにコイル導体の厚みを大きくすることが考えられており、コイル基板上にコイル導体を形成した2個の平面コイルをコイル面同士が電気的に接続されるように重ね合わせた構造を有している。また、コイル基板とコイル導体との間に磁性薄膜を配置した構成が記載されている。
特開平11−176639号公報
In Patent Document 1, in an electromagnetic induction component that uses a semiconductor substrate to reduce the size and weight of a power source, it is considered to increase the thickness of a coil conductor in order to reduce magnetic induction type copper loss. It has a structure in which two planar coils formed with coil conductors are superposed so that the coil surfaces are electrically connected. Moreover, the structure which has arrange | positioned the magnetic thin film between the coil board | substrate and the coil conductor is described.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-176539

ところで、特許文献1に記載された電磁誘導部品では、コイル導体が一平面内でスパイラル状に形成されているものであるから、面積当たりのターン数を大きくとることができないという問題を有している。   By the way, in the electromagnetic induction component described in Patent Document 1, since the coil conductor is formed in a spiral shape in one plane, there is a problem that the number of turns per area cannot be increased. Yes.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、面積当たりのターン数を大きくとることができる上に放熱性に優れた小型かつ薄型の電磁誘導部品およびその電磁誘導部品を用いた電源装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to provide a small and thin electromagnetic induction component having excellent heat dissipation and a large number of turns per area and its electromagnetic induction component. It is in providing the power supply device used.

請求項1の発明は、半導体基板であって表裏の一面に導電層からなる複数本の線状の第1パターンが並設された第1基板と、第1基板が積層され表裏の一面に導電層からなる複数本の線状の第2パターンが並設された第2基板とからなり、第1基板は、各第1パターンの両端部にそれぞれ電気的に接続され第1基板を貫通する貫通導体である接続部を備え、第1基板と第2基板とが積層された状態において第1パターンと第2パターンとが接続部を介して電気的に接続され、第2パターンには第1パターンが並んでいる方向に沿って第1パターンについて1本以上の規定間隔離れた端部間を電気的に接続する短絡接続部が形成され、第1基板において第1パターンが形成されている上記一面には隣接する各一対の第1パターンの間にそれぞれ溝部が形成されていることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a first substrate which is a semiconductor substrate having a plurality of linear first patterns made of a conductive layer on one side of the front and back, and the first substrate is laminated to be conductive on one side of the front and back. And a second substrate having a plurality of linear second patterns arranged in parallel. The first substrate is electrically connected to both ends of each first pattern and penetrates through the first substrate. A connection portion that is a conductor is provided, and the first pattern and the second pattern are electrically connected via the connection portion in a state where the first substrate and the second substrate are laminated, and the first pattern is connected to the second pattern. The one surface on which the first pattern is formed on the first substrate, in which a short-circuit connection portion is formed to electrically connect one or more end portions that are spaced apart by a specified interval along the direction in which the first patterns are arranged. Between each pair of adjacent first patterns Wherein the part is formed.

この構成によれば、第1パターンと第2パターンとにより形成された2層の導体層の間を接続部で電気的に接続することによりループ状の電路が形成されるから、面積当たりのターン数を多くとることができる。また、第1基板と第2基板とを積層した程度の厚み寸法の薄型であり、しかも第1基板が半導体基板であるから、半導体製造プロセスによる貫通導体の微細加工が可能であって、小型の電磁誘導部品を提供することができる。さらに、第1基板が半導体基板であるから、第1基板に他素子を形成することによって電磁誘導部品を含む回路を1チップに集積回路化することができる。加えて、第1基板では各一対の第1パターンの間にそれぞれ溝部が形成されているから、第1基板の表面積が大きくなり放熱性が高くなる。   According to this configuration, since the loop-shaped electric circuit is formed by electrically connecting the two conductor layers formed by the first pattern and the second pattern at the connection portion, the turn per area You can take many. Further, since the first substrate and the second substrate are thin enough to be stacked, and the first substrate is a semiconductor substrate, the through conductor can be finely processed by the semiconductor manufacturing process, and the small size can be achieved. An electromagnetic induction component can be provided. Furthermore, since the first substrate is a semiconductor substrate, a circuit including electromagnetic induction components can be integrated on a single chip by forming other elements on the first substrate. In addition, since the groove is formed between each pair of the first patterns in the first substrate, the surface area of the first substrate is increased, and the heat dissipation is increased.

請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記短絡接続部は第1パターンが並んでいる方向に沿って第1パターンについて2本ずつ離れた位置の端部間を電気的に接続することにより2回路の巻線を形成し、前記各溝部にそれぞれ挿入される複数個の櫛歯部と第1基板の前記一面に沿った背板部とを磁性体により連続一体に形成したコア部材を備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the short-circuit connection portion electrically connects between the end portions at positions separated by two with respect to the first pattern along the direction in which the first patterns are arranged. A core member in which a winding of two circuits is formed, and a plurality of comb-tooth portions inserted into the respective groove portions and a back plate portion along the one surface of the first substrate are integrally formed by a magnetic body. It is characterized by providing.

この構成では、第2基板に形成した第2パターンに短絡接続部を形成し、第2パターンにおいて2本ずつずれた位置の端部間を電気的に接続しているから、2回路の巻線が交互に配列されることになり、かつ両巻線同士が比較的近接して配置されることになる。つまり、両巻線が電磁結合し、トランスを構成することができる。しかも、電磁結合する巻線同士の距離が近いから巻線間の結合度が高くなる。その上、溝部に挿入される櫛歯部と櫛歯部と連続一体である背板部とを有したコア部材を設けているので、第1パターンのうち1次巻線となる部位の周囲に形成される磁界がコア部材を通ることにより、第1パターンのうち2次巻線となる部位との電磁結合の結合度が高くなり、1次側と2次側との結合度が高く損失の少ないトランスを提供することができる。   In this configuration, since the short-circuit connection portion is formed in the second pattern formed on the second substrate, and the end portions at positions shifted by two in the second pattern are electrically connected, the winding of two circuits Will be arranged alternately, and both windings will be arranged relatively close to each other. That is, both windings are electromagnetically coupled to form a transformer. In addition, since the distance between the electromagnetically coupled windings is short, the degree of coupling between the windings is high. In addition, since a core member having a comb tooth portion to be inserted into the groove portion and a back plate portion continuous with the comb tooth portion is provided, around the portion of the first pattern that becomes the primary winding When the magnetic field to be formed passes through the core member, the degree of coupling of the electromagnetic coupling with the portion that becomes the secondary winding in the first pattern is increased, and the degree of coupling between the primary side and the secondary side is high and the loss is reduced. Fewer transformers can be provided.

請求項3の発明では、請求項1または請求項2の発明において、前記第1基板と前記第2基板との間に磁性体板よりなるコア板が積層され、コア板は前記接続部に電気的に接続される貫通導体である連結接続部を備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, a core plate made of a magnetic plate is laminated between the first substrate and the second substrate, and the core plate is electrically connected to the connection portion. It is characterized by providing the connection connection part which is a through-conductor connected in general.

この構成によれば、第1パターンと第2パターンと接続部とからなる巻線に囲まれる部位に磁性体からなるコア板の少なくとも一部が配置されるから、鉄心入りの電磁誘導部品を構成することができ、インダクタであれば大きいインダクタンスを得ることができ、トランスであれば結合度が高くなる。   According to this configuration, since at least a part of the core plate made of the magnetic material is disposed in the portion surrounded by the winding made up of the first pattern, the second pattern, and the connection portion, the electromagnetic induction component including the iron core is configured. If the inductor is used, a large inductance can be obtained. If the transformer is used, the degree of coupling is increased.

請求項4の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電磁誘導部品とスイッチング素子とスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備える電源装置であって、スイッチング素子と制御回路とが第1基板と第2基板との少なくとも一方に形成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power supply device comprising the electromagnetic induction component according to any one of the first to third aspects, a switching element, and a control circuit for controlling on / off of the switching element, The control circuit is formed on at least one of the first substrate and the second substrate.

この構成によれば、電源装置を構成する部品のうち電磁誘導部品を薄型かつ小型に形成することにより電源装置の薄型化および小型化が可能になる。また、第1基板が半導体基板であるから、電源装置を構成する回路部品の少なくとも一部を必要に応じて第1基板に形成することができ、電源装置の一層の小型化に寄与することができる。   According to this configuration, it is possible to reduce the thickness and size of the power supply device by forming the electromagnetic induction component thin and small among the components constituting the power supply device. Further, since the first substrate is a semiconductor substrate, at least a part of the circuit components constituting the power supply device can be formed on the first substrate as needed, which contributes to further miniaturization of the power supply device. it can.

本発明の構成によれば、第1パターンと第2パターンとにより形成された2層の導体層を接続部で電気的に接続することによりループ状の電路が形成されているから、面積当たりのターン数を多くとることができるという利点がある。また、第1基板と第2基板とを積層した程度の厚み寸法であるから薄型であり、しかも第1基板が半導体基板であるから、小型の電磁誘導部品を提供することができる上に、第1基板に他素子を形成することによって電磁誘導部品を含む回路を1チップに集積回路化することができるという利点がある。さらにまた、第1基板では各一対の第1パターンの間にそれぞれ溝部が形成されているから、第1基板の表面積が大きくなり放熱性が高くなるという利点がある。   According to the configuration of the present invention, the loop-shaped electric circuit is formed by electrically connecting the two conductor layers formed by the first pattern and the second pattern at the connection portion. There is an advantage that a large number of turns can be taken. In addition, since the thickness dimension is such that the first substrate and the second substrate are stacked, the first substrate is a semiconductor substrate, so that a small electromagnetic induction component can be provided. By forming other elements on one substrate, there is an advantage that a circuit including an electromagnetic induction component can be integrated on one chip. Furthermore, since the groove is formed between each pair of the first patterns in the first substrate, there is an advantage that the surface area of the first substrate is increased and the heat dissipation is increased.

(実施形態1)
本実施形態では、図1に示すように、第1基板10と第2基板20とを積層することにより形成される空芯の平面型インダクタ(本発明で、平面型とは一平面内という意味ではなく薄型という意味で用いている。したがって、薄型インダクタと同義である。)について説明する。第1基板10と第2基板20とはともに半導体基板であって、ここではシリコン基板を用いるものとする。また、第1基板10と第2基板20とは、いずれも平面視において矩形状に形成されているものとする。
(Embodiment 1)
In this embodiment, as shown in FIG. 1, an air-core planar inductor formed by laminating a first substrate 10 and a second substrate 20 (in the present invention, a planar type means in one plane) The term “thin” is used instead of “thin”, and is therefore synonymous with “thin inductor”. Both the first substrate 10 and the second substrate 20 are semiconductor substrates, and a silicon substrate is used here. Moreover, both the 1st board | substrate 10 and the 2nd board | substrate 20 shall be formed in the rectangular shape in planar view.

第1基板10には厚み方向の一面に導電層からなる複数本ずつの第1パターン11が形成され、また第2基板20にも厚み方向の一面に導電層からなる複数個の第2パターン21が形成される。第1パターン11と第2パターン21とは、ともに金属(銅が望ましい)により形成される。第1基板10に設けた各第1パターン11はそれぞれ同形状・同寸法に形成され、またコイル基板20に設けた各第2パターン21はそれぞれ同形状・同寸法に形成される。ここに、第1基板10と第1パターン11との間および第2基板20と第2パターン21との間には、酸化膜あるいは窒化膜による絶縁層を形成してある。   A plurality of first patterns 11 made of a conductive layer are formed on one surface in the thickness direction on the first substrate 10, and a plurality of second patterns 21 made of a conductive layer on one surface in the thickness direction are also formed on the second substrate 20. Is formed. Both the first pattern 11 and the second pattern 21 are made of metal (preferably copper). Each first pattern 11 provided on the first substrate 10 is formed in the same shape and size, and each second pattern 21 provided on the coil substrate 20 is formed in the same shape and size. Here, an insulating layer made of an oxide film or a nitride film is formed between the first substrate 10 and the first pattern 11 and between the second substrate 20 and the second pattern 21.

図2(a)に示すように、第1基板10に設けた各第1パターン11は、それぞれ第1基板10の一辺に平行な直線状に形成されている。一方、図2(b)に示すように、コイル基板20に設けた各第2パターン21は、それぞれ中間部においてコイル基板20の一辺に対して斜めに交差する方向に延長された短絡接続部21aを有し、短絡接続部21aを除く部位にはコイル基板20の一辺に平行な直線状に形成された主パターン部21bを有している。第1基板10と第2基板20とを積層したときに、短絡接続部21aは隣り合う各一対の第1パターン11の間を斜めに横断する。   As shown in FIG. 2A, each first pattern 11 provided on the first substrate 10 is formed in a straight line parallel to one side of the first substrate 10. On the other hand, as shown in FIG. 2B, each of the second patterns 21 provided on the coil substrate 20 is short-circuited connecting portions 21a extended in a direction obliquely intersecting one side of the coil substrate 20 at the intermediate portion. And a main pattern portion 21b formed in a straight line parallel to one side of the coil substrate 20 at a portion excluding the short-circuit connection portion 21a. When the 1st board | substrate 10 and the 2nd board | substrate 20 are laminated | stacked, the short circuit connection part 21a cross | intersects between each pair of adjacent 1st patterns 11 diagonally.

第1基板10には第1パターン11の各一端部に電気的に接続されるとともに第1基板10を貫通する貫通導体からなる接続部12が設けられている。つまり、第1基板10において接続部12は各第1パターン11について2個ずつ対応している。接続部12が第1基板10と電気的に接続されないように、第1基板10において接続部12を設ける貫通孔の内周面には酸化膜または窒化膜による絶縁層が形成される。   The first substrate 10 is provided with a connecting portion 12 made of a through conductor that is electrically connected to each end portion of the first pattern 11 and penetrates the first substrate 10. That is, in the first substrate 10, two connection portions 12 correspond to each first pattern 11. In order to prevent the connection portion 12 from being electrically connected to the first substrate 10, an insulating layer made of an oxide film or a nitride film is formed on the inner peripheral surface of the through hole in which the connection portion 12 is provided in the first substrate 10.

なお、本実施形態では、第2基板20において第2パターン21を形成している面に第1基板10を載置する構成を採用するから第1基板10にのみ接続部12を設けた構成を示すが、第2基板20にも接続部を設けて第1パターン11と第2パターン21とが互いに反対面側に配置されるように第1基板10と第2基板20とを積層する構成を採用してもよい。   In the present embodiment, a configuration in which the first substrate 10 is placed on the surface of the second substrate 20 on which the second pattern 21 is formed is employed, so that the connection portion 12 is provided only on the first substrate 10. As shown, the second substrate 20 is also provided with a connection portion, and the first substrate 10 and the second substrate 20 are stacked so that the first pattern 11 and the second pattern 21 are disposed on opposite sides. It may be adopted.

ところで、第2パターン21に形成された短絡接続部21aは、第2パターン21が並ぶ方向において隣り合う2本の第2パターン21の端部(主パターン21b)同士を結合するように形成されている。たとえば、第2パターン21が並ぶ方向において図2(b)の下から2番目と3番目との2本の第2パターン21に着目すると、2番目の第2パターン21の左端部と3番目の第2パターン21の右端部とが短絡接続部21aを介して連続する。   By the way, the short-circuit connection portion 21a formed in the second pattern 21 is formed so as to connect ends (main patterns 21b) of two adjacent second patterns 21 in the direction in which the second patterns 21 are arranged. Yes. For example, focusing on the second and third second patterns 21 from the bottom in FIG. 2B in the direction in which the second patterns 21 are arranged, the left end of the second second pattern 21 and the third pattern The right end portion of the second pattern 21 continues through the short-circuit connection portion 21a.

したがって、第1基板10に設けた接続部12が第2パターン21に電気的に接続される位置関係となるように位置合わせを行って第1基板10と第2基板20とを積層すると、第1パターン11と第2パターン21とが接続部12を介して電気的に接続され、1回路の電路を形成する。すなわち、図2(a)において下から1番目の第1パターン11の左端部は、図2(b)において下から1番目の第2パターン21を介して図2(a)において下から2番目の第1パターン11の右端部に接続され、同様にして各第1パターン11が第2パターン21を介して順次接続される。このような接続関係によって、第1パターン11と第2パターン21と接続部12とからなる1回路の巻線が形成されることになる。   Therefore, when the first substrate 10 and the second substrate 20 are stacked by performing alignment so that the connection portion 12 provided on the first substrate 10 is in a positional relationship to be electrically connected to the second pattern 21, The 1 pattern 11 and the 2nd pattern 21 are electrically connected via the connection part 12, and the electrical circuit of 1 circuit is formed. That is, the left end portion of the first pattern 11 that is the first from the bottom in FIG. 2A is the second end from the bottom in FIG. 2A through the second pattern 21 that is the first from the bottom in FIG. In the same manner, the first patterns 11 are sequentially connected via the second pattern 21. With such a connection relationship, one circuit winding composed of the first pattern 11, the second pattern 21, and the connection portion 12 is formed.

なお、第1基板10と第2基板20とを結合するにあたっては、第1基板10において第1パターン11が形成されていない面と第2基板20において第2パターン21を形成した面とを当接させ、かつ第1基板10に設けた接続部12を第2パターン21に電気的に接続するように、第1基板10と第2基板20とを積層して接合する。ここに、第1基板10の接続部12と第2パターン21とは、接続部12にバンプを形成して接合したり、半田を用いて接合したりする。さらに、第1基板10と第2基板20とを陽極接合などの技術により接合してもよい。   When the first substrate 10 and the second substrate 20 are joined, the surface of the first substrate 10 where the first pattern 11 is not formed and the surface of the second substrate 20 where the second pattern 21 is formed are contacted. The first substrate 10 and the second substrate 20 are stacked and bonded so that the connection portion 12 provided on the first substrate 10 is electrically connected to the second pattern 21. Here, the connecting portion 12 and the second pattern 21 of the first substrate 10 are bonded to each other by forming bumps on the connecting portion 12 or using solder. Further, the first substrate 10 and the second substrate 20 may be bonded by a technique such as anodic bonding.

上述した例では、第2パターン21の中間部に短絡接続部21aを形成することにより、第2パターン21によって隣接する2個の第1パターン11の間を接続する構成とした例を示したが、平面視において第2パターン21の全体を第1パターン11に対して交差する方向に延長された直線状に形成しておき、第2パターン21の全体を短絡接続部21aとして用いることも可能である。この構成を採用しても、第1パターン11と第2パターン21とを接続部12で接続し1本の電路を形成すれば電路は螺旋状になり巻線として機能する。   In the example described above, an example in which a short-circuit connection portion 21 a is formed in the middle portion of the second pattern 21 to connect the two adjacent first patterns 11 by the second pattern 21 has been described. In addition, it is possible to form the entire second pattern 21 in a straight line extending in a direction intersecting the first pattern 11 in plan view, and use the entire second pattern 21 as the short-circuit connection portion 21a. is there. Even if this configuration is adopted, if the first pattern 11 and the second pattern 21 are connected by the connecting portion 12 to form one electric circuit, the electric circuit becomes spiral and functions as a winding.

ところで、本実施形態では、第1基板10の厚み方向の一面であって第1パターン11を形成している面において、隣接する第1パターン11の間にそれぞれ溝部13を形成してある。溝部13は第1パターン11の延長方向において第1基板10の全長に亘って形成されている。したがって、溝部13の両端は第1基板10の両側面に開放される。   By the way, in this embodiment, the groove part 13 is formed between the adjacent 1st patterns 11 in the surface which is the one surface of the thickness direction of the 1st board | substrate 10, and forms the 1st pattern 11, respectively. The groove 13 is formed over the entire length of the first substrate 10 in the extending direction of the first pattern 11. Therefore, both ends of the groove 13 are opened to both side surfaces of the first substrate 10.

上述した構成は空芯コイルであるが、磁性体を配置することによりインダクタンスを大きくすることができる。たとえば、図3に示すように、第1基板10と第2基板20との間にフェライト板のような磁性体板からなるコア板14を挟持する構成を採用すればよい。ただし、この構成では、接続部12と第2パターン21との間の電気的接続のためにコア板14に貫通導体である連結接続部15を設ける必要がある。連結接続部15は、第1基板10と第2基板20とコア板14とを積層したときに、接続部12および第2パターン21の端部に一致する位置に形成される。   Although the structure mentioned above is an air core coil, inductance can be enlarged by arrange | positioning a magnetic body. For example, as shown in FIG. 3, a configuration in which a core plate 14 made of a magnetic plate such as a ferrite plate is sandwiched between the first substrate 10 and the second substrate 20 may be employed. However, in this configuration, for the electrical connection between the connection portion 12 and the second pattern 21, it is necessary to provide the connecting connection portion 15 that is a through conductor on the core plate 14. When the first substrate 10, the second substrate 20, and the core plate 14 are stacked, the connection connection portion 15 is formed at a position that coincides with the end portions of the connection portion 12 and the second pattern 21.

この構成によれば、第1パターン11と第2パターン21とが接続部12および連結接続部15を介して接続され、図1、図2を用いて説明した構成と同様に、1本の電路としての巻線を形成することができる。また、コア板14を用いた構成では、コア板14の厚み寸法分だけ厚み寸法が増加するが、巻線の近傍に磁性体を設けることの効果に加えて、同面積内での巻線の総延長が長くなるから、インダクタンスを大きくすることができる。   According to this configuration, the first pattern 11 and the second pattern 21 are connected via the connection portion 12 and the connection connection portion 15, and one electric circuit is provided as in the configuration described with reference to FIGS. 1 and 2. As a winding can be formed. In the configuration using the core plate 14, the thickness dimension increases by the thickness dimension of the core plate 14, but in addition to the effect of providing a magnetic body in the vicinity of the winding, the winding within the same area Since the total extension becomes longer, the inductance can be increased.

さらに、本実施形態では第1基板10と第2基板20とが半導体基板であるから、第1基板10と第2基板20とに他の素子を形成することが可能であり、電磁誘導部品を備える回路を集積回路化することが可能である。また、第2基板20は必ずしも半導体基板ではなくてもよく、ガラス基板やプリント基板を用いてもよい。   Further, in the present embodiment, since the first substrate 10 and the second substrate 20 are semiconductor substrates, it is possible to form other elements on the first substrate 10 and the second substrate 20, The provided circuit can be integrated. Further, the second substrate 20 is not necessarily a semiconductor substrate, and a glass substrate or a printed substrate may be used.

上述した本実施形態の構成では、第1基板10に多数の溝部13を形成していることにより、第1基板10の表面積が大きくなり、放熱性に優れた電磁誘導部品を提供することができる。なお、本発明は第1基板10を半導体基板により形成するものであるが、応用例として第1基板10を磁性体基板とすることも可能である。   In the configuration of the present embodiment described above, a large number of groove portions 13 are formed in the first substrate 10, so that the surface area of the first substrate 10 is increased, and an electromagnetic induction component having excellent heat dissipation can be provided. . In the present invention, the first substrate 10 is formed of a semiconductor substrate. However, as an application example, the first substrate 10 may be a magnetic substrate.

(実施形態2)
実施形態1においては電磁誘導部品として1回路の巻線を有する平面型インダクタを例示したが、第2基板20に形成する第2パターン21を変更すれば、2回路の巻線を有する平面型トランスを構成することができる。つまり、1回路の巻線を形成する場合には、並び方向において隣接する2個の第1パターン11を第2パターン21に設けた短絡接続部21aにより短絡させていたが、2回路以上の巻線を形成する場合には、並び方向において2本以上の一定間隔ごとに第1パターン11を短絡させるように短絡接続部21aを形成する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, a planar inductor having one circuit winding is illustrated as an electromagnetic induction component. However, if the second pattern 21 formed on the second substrate 20 is changed, a planar transformer having two circuit windings is illustrated. Can be configured. That is, in the case of forming one circuit winding, the two first patterns 11 adjacent in the arrangement direction are short-circuited by the short-circuit connection portion 21 a provided in the second pattern 21. In the case of forming a line, the short-circuit connection portion 21a is formed so that the first pattern 11 is short-circuited at intervals of two or more in the arrangement direction.

図4に示す構成例では、図4(a)のように第1基板10に形成した第1パターン11は図2(a)に示した実施形態1と同形状であるが、第2基板20に形成した第2パターン21は、図4(b)のように図2(b)に示した実施形態1とは相違している。つまり、実施形態1では、隣接する2個の第1パターン11を電気的に接続するように短絡接続部21aを形成していたが、本実施形態では、2本離れた第1パターン11を電気的に接続するように短絡接続部21aを形成している点で相違する。   In the configuration example shown in FIG. 4, the first pattern 11 formed on the first substrate 10 as shown in FIG. 4A has the same shape as that of the first embodiment shown in FIG. The second pattern 21 formed in FIG. 4 is different from the first embodiment shown in FIG. 2B as shown in FIG. That is, in the first embodiment, the short-circuit connection portion 21a is formed so as to electrically connect two adjacent first patterns 11, but in the present embodiment, the first patterns 11 separated by two are electrically connected. The short circuit connection portion 21a is formed so as to be connected.

たとえば、図4に示す例では、図4(a)において下から1番目の第1パターン11の左端部が、図4(b)において下から1番目の第2パターン21を介して図4(a)の下から3番目の第1パターン11の右端部に接続されるのであって、同様にして各第1パターン11が第2パターン21を介して順次接続される。このような接続関係とすれば、下から奇数番目の第1パターン11と下から偶数番目の第1パターン11とは別回路になり、2個の巻線が形成されることになる。また、各回路の巻線を形成している第1パターン11と第2パターン21とが交互に配列されることにより、巻線が近接しているから電磁結合により結合し、結果的にトランスとして機能させることができる。   For example, in the example shown in FIG. 4, the left end portion of the first pattern 11 that is first from the bottom in FIG. 4A passes through the second pattern 21 that is first from the bottom in FIG. a) The first pattern 11 is connected to the right end of the third first pattern 11 from the bottom, and the first patterns 11 are sequentially connected via the second pattern 21 in the same manner. With such a connection relationship, the odd-numbered first pattern 11 from the bottom and the even-numbered first pattern 11 from the bottom are separate circuits, and two windings are formed. In addition, the first pattern 11 and the second pattern 21 forming the windings of each circuit are alternately arranged, so that the windings are close to each other so that they are coupled by electromagnetic coupling, resulting in a transformer. Can function.

上述の構成例では第2パターン21は互いに交差していないが、図5に示すように、異なる巻線を形成する第2パターン21において短絡接続部21aを互いに立体交差させてもよい(破線で示す部位は第2基板20に埋設される)。   In the above configuration example, the second patterns 21 do not intersect with each other, but as shown in FIG. 5, the short-circuit connection portions 21a may be three-dimensionally intersected with each other in the second pattern 21 forming different windings (in broken lines). The portion shown is embedded in the second substrate 20).

この構成では、たとえば、一方の回路の巻線について、下から1番目の第2パターン21の左端部と下から3番目の第2パターン21の右端部とが電気的に接続されるように短絡接続部21aを形成している場合に、他方の回路の巻線について、下から2番目の第2パターン21の右端部と下から4番目の第2パターン21の左端部とが電気的に接続されるように短絡接続部21aを形成することになる。ここに、図示例では後者の短絡接続部21aが第2基板20に埋設される。   In this configuration, for example, the winding of one circuit is short-circuited so that the left end portion of the second pattern 21 first from the bottom and the right end portion of the second pattern 21 third from the bottom are electrically connected. When the connecting portion 21a is formed, the right end of the second pattern 21 that is second from the bottom and the left end of the second pattern 21 that is fourth from the bottom are electrically connected to the winding of the other circuit. As a result, the short-circuit connection portion 21a is formed. Here, in the illustrated example, the latter short-circuit connection portion 21 a is embedded in the second substrate 20.

この配置では、異なる回路の短絡接続部21a同士が互いに立体交差する。立体交差させる短絡接続部21aの一方は第2基板20の表面に形成し、他方は他方は第2基板20に埋設される。つまり、短絡接続部21aは多層配線によって実現される。なお、短絡接続部21aによって結合する第1パターン11を選択することにより3回路以上の巻線を形成することも可能である。   In this arrangement, the short-circuit connecting portions 21a of different circuits cross each other. One of the short-circuit connection portions 21 a that are three-dimensionally crossed is formed on the surface of the second substrate 20, and the other is embedded in the second substrate 20. That is, the short-circuit connection portion 21a is realized by multilayer wiring. It is also possible to form three or more windings by selecting the first pattern 11 to be coupled by the short-circuit connection portion 21a.

本実施形態のようにトランスとして機能させるために複数回路の巻線を設ける場合にも実施形態1における変形例を適用することができる。つまり、磁性体からなるコア板14を第1基板10と第2基板20との間に配置したり、第1基板10と第2基板20とに回路素子を形成して集積回路化したりすることが可能である。他の構成および機能は実施形態1と同様である。   The modification in the first embodiment can also be applied to the case where a plurality of circuit windings are provided to function as a transformer as in the present embodiment. That is, the core plate 14 made of a magnetic material is disposed between the first substrate 10 and the second substrate 20, or circuit elements are formed on the first substrate 10 and the second substrate 20 to form an integrated circuit. Is possible. Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.

(実施形態3)
本実施形態は、実施形態2において2回路の巻線を形成した場合に適用可能な構成であって、図6のように、平面型トランスにおける1次巻線と2次巻線との結合度を高めるためにフェライトのような磁性体からなるコア部材16を付加したものである。コア部材16は、各溝部13にそれぞれ挿入される多数枚の櫛歯部16aを備え、第1基板10において第1パターン10を形成している一面に沿った背板部16bと櫛歯部16aとを連続一体に形成した形状を有している。
(Embodiment 3)
This embodiment can be applied to the case where two circuit windings are formed in the second embodiment, and the degree of coupling between the primary winding and the secondary winding in the planar transformer as shown in FIG. The core member 16 made of a magnetic material such as ferrite is added to increase the thickness. The core member 16 includes a large number of comb-tooth portions 16a inserted into the respective groove portions 13, and the back plate portion 16b and the comb-tooth portions 16a along one surface forming the first pattern 10 on the first substrate 10 are provided. Are formed in a continuous and integrated manner.

このようなコア部材16を用いることにより、第1基板10において隣接して配置されている1次巻線と2次巻線とがコア部材16を介して磁気結合され、結果的に1次巻線と2次巻線との結合度が大きくなる。他の構成および機能は実施形態2と同様である。   By using such a core member 16, the primary winding and the secondary winding that are arranged adjacent to each other in the first substrate 10 are magnetically coupled via the core member 16, and as a result, the primary winding. The degree of coupling between the wire and the secondary winding increases. Other configurations and functions are the same as those of the second embodiment.

ところで、実施形態1、実施形態2、実施形態3に示した電磁誘導部品は、電源装置などを構成する際に用いることができる。電源装置としては、降圧型、昇圧型、極性反転型などのチョッパ回路と、フライバック型、フォワード型などのDC−DCコンバータとが広く知られている。チョッパ回路ではインダクタに蓄積した電磁エネルギを利用するからインダクタを用い、DC−DCコンバータではトランスを用いる。   By the way, the electromagnetic induction components shown in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment can be used when configuring a power supply device or the like. As power supply devices, there are widely known chopper circuits such as a step-down type, a step-up type, and a polarity inversion type, and DC-DC converters such as a flyback type and a forward type. The chopper circuit uses the electromagnetic energy stored in the inductor, so an inductor is used, and the DC-DC converter uses a transformer.

図7に一例として降圧型のチョッパ回路の基本的な構成を示す。この構成では、商用電源をダイオードブリッジで整流することなどにより得られる直流電源(図示せず)の両端間にスイッチング素子(MOSFETなど)QとインダクタLと平滑コンデンサCとの直列回路が接続され、インダクタLと平滑コンデンサCとの直列回路に環流用のダイオードDが並列接続された構成を有している。また、スイッチング素子Qのオンオフは制御回路CNにより制御される。   FIG. 7 shows a basic configuration of a step-down chopper circuit as an example. In this configuration, a series circuit of a switching element (such as a MOSFET) Q, an inductor L, and a smoothing capacitor C is connected between both ends of a DC power supply (not shown) obtained by rectifying a commercial power supply using a diode bridge, A series circuit of an inductor L and a smoothing capacitor C has a configuration in which a circulating diode D is connected in parallel. The on / off state of the switching element Q is controlled by the control circuit CN.

この種のチョッパ回路は周知のものであるが、簡単に動作を説明すると、スイッチング素子Qのオン期間において直流電源からインダクタLを通して平滑コンデンサCが充電され、この間にインダクタLに電磁エネルギが蓄積される。また、インダクタLに蓄積された電磁エネルギは、スイッチング素子Qのオフ期間において平滑コンデンサCとダイオードDとを通るループ回路を通して流れ、平滑コンデンサCに充電電流を流す。この電源装置の出力は平滑コンデンサCの両端から取り出される。   Although this type of chopper circuit is well known, its operation will be briefly described. During the ON period of the switching element Q, the smoothing capacitor C is charged from the DC power source through the inductor L, and electromagnetic energy is accumulated in the inductor L during this period. The Further, the electromagnetic energy accumulated in the inductor L flows through a loop circuit passing through the smoothing capacitor C and the diode D in the OFF period of the switching element Q, and a charging current flows through the smoothing capacitor C. The output of this power supply device is taken out from both ends of the smoothing capacitor C.

上述した電源装置を構成する際に、インダクタLとして実施形態1において説明した平面型インダクタを採用すれば、小型かつ薄型の電源装置を構成することができる。ここに、平面型インダクタはごく小型であるから、蓄積できる電磁エネルギは比較的小さいものである。したがって、スイッチング素子Qのオンオフの周波数(つまり、スイッチング周波数)は100kHz〜数MHz程度の高周波で行うことが望ましい。   When the above-described power supply apparatus is configured, if the planar inductor described in the first embodiment is employed as the inductor L, a small and thin power supply apparatus can be configured. Here, since the planar inductor is very small, the electromagnetic energy that can be stored is relatively small. Therefore, it is desirable that the on / off frequency (that is, the switching frequency) of the switching element Q is a high frequency of about 100 kHz to several MHz.

このような電源装置を構成する場合に、インダクタLを構成する半導体基板に、スイッチング素子QとダイオードDと制御回路CNとを形成して集積回路化しておけば、平滑コンデンサCを外付するだけで電源装置を構成することが可能になる。また、上述したインダクタLを電源装置に用いることにより、電源装置の構成部品のうちの大型部品であったインダクタLを小型化することができる。しかも、スイッチング素子QとともにインダクタLを集積回路化することによりスイッチング素子Qの近傍にインダクタLを設けることができ、結果的に、スイッチング素子Qのオンオフを高周波で行う場合に問題となる寄生容量の影響を軽減することができる。   In the case of configuring such a power supply device, if a switching element Q, a diode D, and a control circuit CN are formed on a semiconductor substrate constituting the inductor L to form an integrated circuit, only a smoothing capacitor C is externally attached. Thus, it is possible to configure a power supply device. Moreover, by using the inductor L described above for the power supply device, the inductor L, which is a large component among the components of the power supply device, can be reduced in size. In addition, by integrating the inductor L together with the switching element Q, the inductor L can be provided in the vicinity of the switching element Q. As a result, the parasitic capacitance that becomes a problem when the switching element Q is turned on and off at a high frequency can be provided. The impact can be reduced.

なお、DC−DCコンバータを構成する場合も同様であって、代表的な構成のDC−DCコンバータでは、トランスの1次巻線にスイッチング素子を直列接続し、トランスの2次巻線に整流用のダイオードと平滑コンデンサとの直列回路を接続し、スイッチング素子のオンオフを制御回路により制御するから、トランスを構成する半導体基板に、スイッチング素子、ダイオード、制御回路などを集積回路化することができる。   The same applies to the case of configuring a DC-DC converter. In a DC-DC converter having a typical configuration, a switching element is connected in series to the primary winding of the transformer and the secondary winding of the transformer is used for rectification. Since the series circuit of the diode and the smoothing capacitor is connected and the on / off of the switching element is controlled by the control circuit, the switching element, the diode, the control circuit, etc. can be integrated on the semiconductor substrate constituting the transformer.

上述した小型の電源装置を用いた配線システムの例を図8に示す。図示する配線システムでは、建物内の適所に埋込配置されたスイッチボックス3にゲート装置4と称する配線器具を収納する。ゲート装置4には壁内に先行配線された電力線Lpと情報線Liとが接続される。スイッチボックス3およびゲート装置4は1個ずつでもよいが、以下では複数個設ける場合について説明する。また、図示例では、ルータとハブとを内蔵したゲートウェイの機能を有している基本モジュール1と、メインブレーカMBおよび分岐ブレーカBBとを内蔵した配線盤5を用いている。   An example of a wiring system using the above-described small power supply device is shown in FIG. In the illustrated wiring system, a wiring device called a gate device 4 is housed in a switch box 3 that is embedded in an appropriate place in a building. The gate device 4 is connected to the power line Lp and the information line Li, which are wired in advance in the wall. Although one switch box 3 and one gate device 4 may be provided, the case where a plurality of switch boxes 3 and gate devices 4 are provided will be described below. In the illustrated example, a basic module 1 having a gateway function including a router and a hub, and a wiring board 5 including a main breaker MB and a branch breaker BB are used.

基本モジュール1には、複数系統(図示例では3系統)の情報線Liが接続され、ゲートウェイとして各情報線Liを外部のインターネット網NTに接続する。基本モジュール1は、情報線Liを複数系統に分岐したり情報線Liをインターネット網NTに接続するだけでなく、情報線Liを通して後述する各機能モジュール2の動作状態を監視する機能も備えている。また、メインブレーカMBは商用電源ACに接続され、分岐ブレーカBBに電力線Lpが接続される。図示例では分岐ブレーカBBを1系統で代表して示しているが通常は複数系統の分岐ブレーカBBを設ける。   A plurality of systems (three systems in the illustrated example) of information lines Li are connected to the basic module 1, and each information line Li is connected to an external Internet network NT as a gateway. The basic module 1 not only branches the information line Li into a plurality of systems and connects the information line Li to the Internet network NT, but also has a function of monitoring the operation state of each functional module 2 described later through the information line Li. . The main breaker MB is connected to the commercial power supply AC, and the power line Lp is connected to the branch breaker BB. In the illustrated example, the branch breaker BB is representatively shown as one system, but usually a plurality of branch breakers BB are provided.

図8に示す例では、機能モジュール2として、コンセントあるいはスイッチのように負荷制御を主な機能とするものと、スピーカあるいは表示器のように情報の授受を主な機能とするものとを示している。本実施形態の構成では、負荷制御を主な機能とする場合であっても、コンセントに接続した負荷で使用した電力量やスイッチを操作した回数などを情報として情報線Liを介して監視することが可能になる。   In the example shown in FIG. 8, the function module 2 has a load control as a main function such as an outlet or a switch, and a function module 2 as a function whose main function is information exchange such as a speaker or a display. Yes. In the configuration of this embodiment, even when load control is the main function, the amount of power used by the load connected to the outlet, the number of times the switch is operated, and the like are monitored as information via the information line Li. Is possible.

各系統のゲート装置4の間は電力線Lpおよび情報線Liの送り配線によって接続される。また、各系統のゲート装置4のうちの1個は配線盤5との間で電力線Lpおよび情報線Liを介して接続される。つまり、各系統のゲート装置4は電力線Lpに並列接続され、また情報線Liに並列接続されることになる。   The gate devices 4 of each system are connected by a feed line of a power line Lp and an information line Li. One of the gate devices 4 of each system is connected to the wiring board 5 via the power line Lp and the information line Li. That is, the gate devices 4 of each system are connected in parallel to the power line Lp and connected in parallel to the information line Li.

ゲート装置4は、電力線Lpと情報線Liとに接続されたコネクタからなる接続口6(図9参照)を備える。したがって、後述する機能モジュール2のコネクタをゲート装置4の接続口6に接続するだけで、機能モジュール2に電力を供給する電力路と、機能モジュール2との間で通信するための情報路とを同時に確保することができる。しかも、ゲート装置4は電力線Lpと情報線Liとにそれぞれ並列接続されているだけであるから、機能モジュール2はどのゲート装置4にも接続することができる。つまり、機能モジュール2は、ゲート装置4の配置されている範囲内で自由に配置することができるから、レイアウトの自由度が高い施工性に優れた配線システムを提供することができる。   The gate device 4 includes a connection port 6 (see FIG. 9) including a connector connected to the power line Lp and the information line Li. Therefore, a power path for supplying power to the functional module 2 and an information path for communicating with the functional module 2 can be obtained simply by connecting a connector of the functional module 2 described later to the connection port 6 of the gate device 4. It can be secured at the same time. Moreover, since the gate device 4 is only connected in parallel to the power line Lp and the information line Li, the functional module 2 can be connected to any gate device 4. That is, since the functional module 2 can be freely arranged within the range where the gate device 4 is arranged, it is possible to provide a wiring system having a high degree of freedom in layout and excellent workability.

スイッチボックス3は、たとえばJIS規格(C 8375)に規定する取付枠9(図9参照)を取り付けることができるものを用いる。図示する取付枠9は一連形と呼ばれており、JIS規格(C 8304)において大角連用形スイッチの1個モジュールとして規格化されている埋込形の配線器具を3個取り付けることができる。   As the switch box 3, for example, a switch box 3 to which a mounting frame 9 (see FIG. 9) defined in the JIS standard (C 8375) can be attached is used. The mounting frame 9 shown in the figure is called a series type, and three embedded wiring devices that are standardized as one module of a large-angle continuous switch in the JIS standard (C 8304) can be attached.

取付枠9は、図9に示すように、中央部に表裏に貫通した器具取付用の矩形状の窓孔9aを備える。取付枠9に取付対象である配線器具を取り付けるには、窓孔9aの後方から配線器具の前部を挿入し、取付枠9の左右両側の枠片9bに設けた器具係止部に配線器具の左右両側に設けた被係止部を結合させる。図示例では、配線器具に被係止部として爪を設け取付枠9の枠片9bに器具係止部として間隙を設けている。ただし、配線器具に被係止部として穴を設け取付枠9の枠片9bに器具係止部として爪を設けた構成もある。取付枠9の上下の枠片9cには挿入孔9dが貫設されている。取付枠9をスイッチボックス3に取り付けるには、取付枠9に配線器具を装着した状態で、図示しない取付ねじを挿入孔9dに前方から挿入してスイッチボックス3に設けたねじ受け(図示せず)に螺入させる。   As shown in FIG. 9, the attachment frame 9 includes a rectangular window hole 9 a for attaching an instrument penetrating front and back at the center. In order to attach the wiring device to be attached to the mounting frame 9, the front part of the wiring device is inserted from the rear of the window hole 9a, and the wiring device is attached to the device locking portions provided on the left and right frame pieces 9b. The to-be-latched part provided in the both right and left sides is combined. In the illustrated example, a claw is provided as a locked portion in the wiring device, and a gap is provided as a device locking portion in the frame piece 9b of the mounting frame 9. However, there is a configuration in which a hole is provided as a locked portion in the wiring device and a claw is provided as a device locking portion in the frame piece 9b of the mounting frame 9. 9 d of insertion holes are penetrated by the upper and lower frame pieces 9c of the attachment frame 9. As shown in FIG. In order to attach the mounting frame 9 to the switch box 3, a screw receiver (not shown) is provided in the switch box 3 by inserting a mounting screw (not shown) from the front into the insertion hole 9 d in a state where a wiring device is mounted on the mounting frame 9. ).

なお、取付枠9を壁パネルに取り付ける場合には、壁パネルに取付孔を貫設し、挿入孔9dに挿入される引締ねじを挟み金具(図示せず)と称する部材に螺合させ、壁パネルに貫設した取付孔の周部を取付枠9と挟み金具との間で挟持するように引締ねじを締め付けてもよい。あるいはまた、取付枠9を通して壁材に木ねじを螺合させることによって、取付枠9を壁に取り付けることも可能である。   When the mounting frame 9 is attached to the wall panel, a mounting hole is provided in the wall panel, and a tightening screw inserted into the insertion hole 9d is screwed into a member called a clamp (not shown), The tightening screw may be tightened so that the peripheral portion of the mounting hole penetrating the panel is sandwiched between the mounting frame 9 and the sandwiching bracket. Alternatively, the attachment frame 9 can be attached to the wall by screwing a wood screw into the wall material through the attachment frame 9.

本実施形態では、各スイッチボックス3の上部からは、配電ボックス1または他のスイッチボックス3に接続された電力線Lpおよび情報線Liが導入され、各系統の末端に位置するスイッチボックス3を除いた各スイッチボックス3の下部からは他のスイッチボックス3への送り配線である電力線Lpおよび情報線Liが導出される。また、ゲート装置4を取り付けた取付枠9を各スイッチボックス3に取り付けることによって、上述したように、各スイッチボックス3にそれぞれゲート装置4が収納される。ここにおいて、ゲート装置4には、電力線Lpと情報線Liとが接続されるから、電力線Lpと情報線Liとの混触を防止するために、電力線Lpと情報線Liとのスイッチボックス3への導入口および導出口はそれぞれ個別に設けるのが望ましい。   In the present embodiment, the power line Lp and the information line Li connected to the distribution box 1 or another switch box 3 are introduced from the upper part of each switch box 3, and the switch box 3 located at the end of each system is excluded. From the lower part of each switch box 3, a power line Lp and an information line Li, which are feed wirings to other switch boxes 3, are derived. Further, by attaching the attachment frame 9 to which the gate device 4 is attached to each switch box 3, the gate device 4 is accommodated in each switch box 3 as described above. Here, since the power line Lp and the information line Li are connected to the gate device 4, in order to prevent the power line Lp and the information line Li from being mixed with each other, the power line Lp and the information line Li are connected to the switch box 3. It is desirable to provide the inlet and the outlet separately.

ゲート装置4は、板ばねのばね力を利用して電線を結線する、いわゆる速結端子構造の端子を器体に内蔵しており、器体の背面に開口する電線挿入口に電線を挿入することにより、電線の機械的保持と電気的接続とがなされる構成を採用している。電線挿入口は、電力線Lpと情報線Liとについて2対ずつ設けてある。各1対は送り配線を接続するために用いられる。ゲート装置4の器体の前面には、電力線Lpが接続される端子に電気的に接続されている接触部を設けた電力路接続口6aと、情報線Liが接続される端子に電気的に接続されている接触部を設けた情報路接続口6bとが配置される。   The gate device 4 incorporates a terminal having a so-called quick-connection terminal structure that connects wires using the spring force of a leaf spring, and inserts the wire into a wire insertion opening that opens at the back of the device. Thus, a configuration is adopted in which the electric wire is mechanically held and electrically connected. Two pairs of wire insertion openings are provided for the power line Lp and the information line Li. Each pair is used to connect feed wires. Electrically connected to the power path connection port 6a provided with a contact portion electrically connected to the terminal to which the power line Lp is connected and the terminal to which the information line Li is connected on the front surface of the body of the gate device 4 An information path connection port 6b provided with a connected contact portion is arranged.

電力路接続口6aと情報路接続口6bとは1個の接続口6としてモジュール化されている。配線システム内の各ゲート装置4において、各電力路接続口6aと各情報路接続口6bとはそれぞれ同仕様(接触部の配列や接続口のサイズなど)であり、また電力路接続口6aおよび情報路接続口6bの位置関係は統一されている。接続口6には、機能モジュール2の背面に設けた接続体7が着脱可能に結合される。すなわち、機能モジュール2の接続体7には、電力路接続口6aに着脱可能に結合される電力路接続体7aと、情報路接続口6bに着脱可能に結合される情報路接続体7bとをモジュール化した接続体7が設けられる。機能モジュール2の接続体7をゲート装置4の接続口6に接続した状態において、機能モジュール2はゲート装置4の前面を覆う。ここに、接続口6と接続体7とはコネクタを構成する。   The power path connection port 6 a and the information path connection port 6 b are modularized as one connection port 6. In each gate device 4 in the wiring system, each power path connection port 6a and each information path connection port 6b have the same specifications (such as the arrangement of contact portions and the size of the connection port). The positional relationship of the information path connection port 6b is unified. A connection body 7 provided on the back surface of the functional module 2 is detachably coupled to the connection port 6. That is, the connection body 7 of the functional module 2 includes a power path connection body 7a that is detachably coupled to the power path connection port 6a and an information path connection body 7b that is detachably coupled to the information path connection port 6b. A modular connection body 7 is provided. In a state where the connection body 7 of the functional module 2 is connected to the connection port 6 of the gate device 4, the functional module 2 covers the front surface of the gate device 4. Here, the connection port 6 and the connection body 7 constitute a connector.

機能モジュール2は、図10に示すように、ゲート装置4に対して1台だけ接続することによって単独で用いることができる基本機能モジュール2aと、基本機能モジュール2aに対して壁面に沿う面内で配列され基本機能モジュール2aと組み合わせて用いることにより基本機能モジュール2aの機能を拡張する拡張機能モジュール2bとがある。拡張機能モジュール2aは、基本機能モジュール2aに対して1台接続するだけではなく、複数台を接続することも可能である。   As shown in FIG. 10, the functional module 2 is a basic functional module 2a that can be used alone by connecting only one to the gate device 4, and in a plane along the wall surface with respect to the basic functional module 2a. There is an extended function module 2b that is arranged and used in combination with the basic function module 2a to expand the function of the basic function module 2a. The extension function module 2a can be connected not only to one basic function module 2a but also to a plurality of extension function modules 2a.

以下の説明においては、基本機能モジュール2aを単独で用いるか、基本機能モジュール2aに拡張機能モジュール2bを結合して用いるかにかかわらず、どちらの場合についても機能モジュール2として説明する。   In the following description, regardless of whether the basic function module 2a is used alone or the extended function module 2b is combined with the basic function module 2a, both cases will be described as the function module 2.

機能モジュール2は、図11、図12に示すように、合成樹脂製の扁平なハウジング8aを備える。すなわち、ゲート装置4に取り付けたときに壁面からの突出寸法が小さく、かつハウジング8aの前面側に露出する表示、報知、操作などの各種機能を持つ機能部に割り当てる面積を大きくとることができる薄型に形成されている。ハウジング8aの背面には接続体7が設けられ、接続体7をゲート装置4の接続口6に結合すれば、機能モジュール2が電力線Lpおよび情報線Liと電気的に接続される。ハウジング8aの上部および下部には取付用孔8cが開口しており、ハウジング8aをゲート装置4に結合した状態で、ハウジング8aの前面側から取付用孔8cに取付ねじ(図示せず)を挿入し、取付枠9の取付ねじ孔10eに取付ねじを螺入することにより、機能モジュール2が取付枠9に対して機械的に固定され、結果的に機能モジュール2のゲート装置4に対する結合強度を高めることができる。ハウジング8aの前面部には化粧カバー8bが着脱可能に被着され、化粧カバー8bをハウジング8aに装着した状態では、取付ねじの頭部が隠される。   As shown in FIGS. 11 and 12, the functional module 2 includes a flat housing 8a made of synthetic resin. That is, a thin projection that has a small projecting dimension from the wall surface when attached to the gate device 4 and can be allocated to a functional unit having various functions such as display, notification, and operation exposed on the front surface side of the housing 8a. Is formed. A connection body 7 is provided on the rear surface of the housing 8a. When the connection body 7 is coupled to the connection port 6 of the gate device 4, the functional module 2 is electrically connected to the power line Lp and the information line Li. Mounting holes 8c are opened in the upper and lower portions of the housing 8a, and mounting screws (not shown) are inserted into the mounting holes 8c from the front side of the housing 8a with the housing 8a coupled to the gate device 4. Then, by screwing a mounting screw into the mounting screw hole 10e of the mounting frame 9, the functional module 2 is mechanically fixed to the mounting frame 9, and as a result, the coupling strength of the functional module 2 to the gate device 4 is increased. Can be increased. A decorative cover 8b is detachably attached to the front surface of the housing 8a, and the head of the mounting screw is hidden when the decorative cover 8b is mounted on the housing 8a.

上述の構成から明らかなように、機能モジュール2には電力線Lpを通して商用電源ACから電力が供給されるから、機能モジュール2の内部回路の動作用の電源を生成するために商用電源ACから内部回路の動作用に用いる直流電圧を生成する電源装置が必要である。また、ハウジング8aは扁平で小型であるから、このようなハウジング8aに収納可能な薄型かつ小型の電源装置が必要である。したがって、実施形態1、実施形態2において説明した平面型インダクタや実施形態3において説明した平面型トランスを用いる電源装置は、この種の機能モジュール2に用いるのに適した電源装置になる。   As is clear from the above-described configuration, power is supplied to the functional module 2 from the commercial power supply AC through the power line Lp. Therefore, in order to generate a power source for the operation of the internal circuit of the functional module 2, the internal circuit from the commercial power supply AC is generated. There is a need for a power supply device that generates a DC voltage for use in the operation. Further, since the housing 8a is flat and small, a thin and small power supply device that can be housed in the housing 8a is required. Therefore, the power supply apparatus using the planar inductor described in the first and second embodiments and the planar transformer described in the third embodiment is a power supply apparatus suitable for use in this type of functional module 2.

機能モジュール2が、基本機能モジュール2aだけではなく拡張機能モジュール2bも含んでいる場合には、電源装置は拡張機能モジュール2bにも電力を供給する。基本機能モジュール2aから拡張機能モジュール2bへの電力の供給は交流を用いる。また、基本機能モジュール2aと拡張機能モジュール2bとの内部においては、交流−直流変換を行って直流電力を内部回路に供給する。そのため、基本機能モジュール2aと拡張機能モジュール2bとには、それぞれ電源装置が設けられる。拡張機能モジュール2bに設けた電源装置においても実施形態1、実施形態2の平面型インダクタや実施形態3の平面型トランスを用いることにより、拡張機能モジュール2bのハウジングに収納可能な薄型かつ小型の電源装置を構成することができる。   When the function module 2 includes not only the basic function module 2a but also the extended function module 2b, the power supply device also supplies power to the extended function module 2b. The power supply from the basic function module 2a to the extended function module 2b uses alternating current. Further, in the basic function module 2a and the extended function module 2b, AC-DC conversion is performed to supply DC power to the internal circuit. Therefore, the basic function module 2a and the extended function module 2b are each provided with a power supply device. Also in the power supply device provided in the extended function module 2b, a thin and small power supply that can be housed in the housing of the extended function module 2b by using the planar inductors of the first and second embodiments and the planar transformer of the third embodiment. A device can be configured.

本発明の実施形態1を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows Embodiment 1 of this invention. 同上を示し、(a)は第1基板の上面図、(b)は第2基板の上面図である。FIG. 4A is a top view of the first substrate, and FIG. 4B is a top view of the second substrate. 同上の他の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structural example same as the above. 本発明の実施形態2を示し、(a)は第1基板の上面図、(b)は第2基板の上面図である。Embodiment 2 of this invention is shown, (a) is a top view of a 1st board | substrate, (b) is a top view of a 2nd board | substrate. 同上の他の構成例を示す第2基板の上面図である。It is a top view of the 2nd board | substrate which shows the other structural example same as the above. 本発明の実施形成3を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows Embodiment 3 of this invention. 電磁誘導部品を用いた電源装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the power supply device using an electromagnetic induction component. 電磁誘導部品を用いる配線システムの全体構成を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing the whole wiring system composition using electromagnetic induction parts. 機能モジュールを取付枠に取り付けた状態の正面図である。It is a front view of the state which attached the functional module to the attachment frame. 機能モジュールの他の構成例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other structural example of a functional module. ゲート装置と機能モジュールとを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a gate apparatus and a functional module. 機能モジュールを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a functional module.

符号の説明Explanation of symbols

1 基本モジュール
2 機能モジュール
10 第1基板
11 第1パターン
12 接続部
13 溝部
14 コア板
15 連結接続部
16 コア部材
16a 櫛歯部
16b 背板部
20 第2基板
21 第2パターン
21a 短絡接続部
CN 制御回路
Li 情報線
Lp 電力線
Q スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Basic module 2 Functional module 10 1st board | substrate 11 1st pattern 12 Connection part 13 Groove part 14 Core board 15 Connection connection part 16 Core member 16a Comb tooth part 16b Back board part 20 2nd board | substrate 21 2nd pattern 21a Short-circuit connection part CN Control circuit Li Information line Lp Power line Q Switching element

Claims (4)

半導体基板であって表裏の一面に導電層からなる複数本の線状の第1パターンが並設された第1基板と、第1基板が積層され表裏の一面に導電層からなる複数本の線状の第2パターンが並設された第2基板とからなり、第1基板は、各第1パターンの両端部にそれぞれ電気的に接続され第1基板を貫通する貫通導体である接続部を備え、第1基板と第2基板とが積層された状態において第1パターンと第2パターンとが接続部を介して電気的に接続され、第2パターンには第1パターンが並んでいる方向に沿って第1パターンについて1本以上の規定間隔離れた端部間を電気的に接続する短絡接続部が形成され、第1基板において第1パターンが形成されている上記一面には隣接する各一対の第1パターンの間にそれぞれ溝部が形成されていることを特徴とする電磁誘導部品。   A first substrate having a plurality of linear first patterns made of a conductive layer on one surface of a semiconductor substrate, and a plurality of wires made of a conductive layer on the front and back surfaces of the first substrate laminated. The first substrate includes a connecting portion that is a through conductor that is electrically connected to both ends of each first pattern and penetrates the first substrate. In the state where the first substrate and the second substrate are stacked, the first pattern and the second pattern are electrically connected via the connection portion, and the second pattern is along the direction in which the first pattern is arranged. The first pattern is formed with a short-circuit connection portion that electrically connects one or more end portions separated by a specified interval, and each pair of adjacent ones on the first surface on which the first pattern is formed on the first substrate. Grooves are formed between the first patterns. Electromagnetic induction part, characterized in that. 前記短絡接続部は第1パターンが並んでいる方向に沿って第1パターンについて2本ずつ離れた位置の端部間を電気的に接続することにより2回路の巻線を形成し、前記各溝部にそれぞれ挿入される複数個の櫛歯部と第1基板の前記一面に沿った背板部とを磁性体により連続一体に形成したコア部材を備えることを特徴とする請求項1記載の電磁誘導部品。   The short-circuit connection portion forms two circuit windings by electrically connecting two ends of the first pattern along the direction in which the first patterns are arranged, thereby forming two circuit windings. 2. The electromagnetic induction according to claim 1, further comprising: a core member in which a plurality of comb-tooth portions respectively inserted into the first substrate and a back plate portion along the one surface of the first substrate are integrally formed of a magnetic material. parts. 前記第1基板と前記第2基板との間に磁性体板よりなるコア板が積層され、コア板は前記接続部に電気的に接続される貫通導体である連結接続部を備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電磁誘導部品。   A core plate made of a magnetic material plate is laminated between the first substrate and the second substrate, and the core plate includes a connection portion that is a through conductor electrically connected to the connection portion. The electromagnetic induction component according to claim 1 or 2. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電磁誘導部品とスイッチング素子とスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備える電源装置であって、スイッチング素子と制御回路とが第1基板と第2基板との少なくとも一方に形成されていることを特徴とする電源装置。   A power supply device comprising the electromagnetic induction component according to claim 1, a switching element, and a control circuit that controls on / off of the switching element, wherein the switching element and the control circuit are the first substrate. And a second substrate formed on at least one of the power supply devices.
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