JP2010153724A - Coil substrate structure, and switching power supply device - Google Patents

Coil substrate structure, and switching power supply device Download PDF

Info

Publication number
JP2010153724A
JP2010153724A JP2008332611A JP2008332611A JP2010153724A JP 2010153724 A JP2010153724 A JP 2010153724A JP 2008332611 A JP2008332611 A JP 2008332611A JP 2008332611 A JP2008332611 A JP 2008332611A JP 2010153724 A JP2010153724 A JP 2010153724A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
transformer
coil substrate
substrate
substrate structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008332611A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5304231B2 (en
Inventor
Wataru Nakahori
渉 中堀
Masaki Suga
正樹 菅
Atsushi Yakuwa
淳 八鍬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2008332611A priority Critical patent/JP5304231B2/en
Priority to US12/640,041 priority patent/US8188829B2/en
Priority to CN200910261145.6A priority patent/CN101770853B/en
Priority to CN201110314941.9A priority patent/CN102360808B/en
Publication of JP2010153724A publication Critical patent/JP2010153724A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5304231B2 publication Critical patent/JP5304231B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coil substrate structure and a switching power supply device, capable of enhancing heat dissipation properties and sufficiently securing a mounting region. <P>SOLUTION: The coil substrate structure 100 includes a first coil substrate 110 having a primary transformer coil 41, a second coil substrate 120 superposed on the first coil substrate 110 and having a secondary transformer coil 42, and a transformer core 130 for magnetically connecting the transformer coils 41 and 42. Here, the coil substrates 110 and 120 are stacked in a substrate thickness direction shifting from each other so that the transformer coils 41 and 42 overlap each other. Consequently, the coil substrates 110 and 120 can be increased in heat dissipation area. Further, the transformer coils 41 and 42 are less in width in a transmission direction A than in a direction B crossing the transmission direction A. The stack area of the coil substrates 110 and 120 can be therefore reduced in the transmission direction A. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、コイル基板構造、及びこのコイル基板構造を具備するスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a coil substrate structure and a switching power supply device including the coil substrate structure.

従来のコイル基板構造としては、1次側トランスコイル部を有する第1コイル基板と、2次側トランスコイル部を有する第2コイル基板と、1次側及び2次側トランスコイル部を磁気的に接続するためのトランスコアと、を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなコイル基板構造における第1及び第2コイル基板は、1次側及び2次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なるようにして互いに重ねられている。
特開2005−38872号公報
As a conventional coil substrate structure, a first coil substrate having a primary transformer coil portion, a second coil substrate having a secondary transformer coil portion, and the primary and secondary transformer coils are magnetically coupled. The thing provided with the transformer core for connecting is known (for example, refer patent document 1). The first and second coil substrates in such a coil substrate structure are overlapped with each other so that the primary and secondary transformer coils overlap each other in the substrate thickness direction.
JP 2005-38872 A

ところで、近年のコイル基板構造では、放熱性を高めることが要求されており、第1及び第2コイル基板から熱を一層放熱できるものが望まれている。また、上述したようなコイル基板構造においては、さらなる小型化が要求されており、かかる要求に伴って、小型化されても実装領域(すなわち、第1及び第2コイル基板において実装部品を搭載可能な領域)を充分に確保できるものも求められている。   By the way, in recent coil substrate structures, it is required to improve heat dissipation, and what can dissipate heat further from the first and second coil substrates is desired. Further, in the coil substrate structure as described above, further downsizing is required, and in accordance with such a request, mounting parts can be mounted on the mounting area (that is, the first and second coil substrates can be mounted). A large area) is also required.

そこで、本発明は、放熱性を高めることができ、且つ実装領域を充分に確保することが可能なコイル基板構造、及びスイッチング電源装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a coil substrate structure and a switching power supply device that can improve heat dissipation and can secure a sufficient mounting area.

上記課題を解決するため、本発明に係るコイル基板構造は、1次側トランスコイル部を有する第1コイル基板と、第1コイル基板に重ねられ、2次側トランスコイル部を有する第2コイル基板と、を備えたコイル基板構造であって、1次側及び2次側トランスコイル部は、基板厚さ方向から見たときに渦巻状に延びる導体パターンを含んで構成され、第1及び第2コイル基板は、1次側及び2次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられており、1次側及び2次側トランスコイル部においては、基板厚さ方向から見たとき、所定方向の幅が該所定方向の交差方向の幅よりも狭いことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a coil substrate structure according to the present invention includes a first coil substrate having a primary transformer coil portion, and a second coil substrate having a secondary transformer coil portion that is superimposed on the first coil substrate. The primary side and secondary side transformer coil portions are configured to include a conductor pattern extending in a spiral shape when viewed from the substrate thickness direction. The coil substrate is overlapped with each other so that the primary side and secondary side transformer coil portions overlap in the substrate thickness direction, and the primary side and secondary side transformer coil portions are arranged from the substrate thickness direction. When viewed, the width in the predetermined direction is narrower than the width in the intersecting direction of the predetermined direction.

本発明のコイル基板構造では、第1及び第2コイル基板が互いにずれて重ねられているため、第1及び第2コイル基板が互いに一致するように重ねられたものに比べ、これらの外表面、すなわち放熱面の面積を増大させることができる。ここで、第1及び第2コイル基板が互いに重なる領域は、1次側及び2次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なる領域となり、実装部品の放熱経路が長くなるため、かかる領域に発熱量の大きい実装部品を搭載することは困難とされている。この点、本発明では、基板厚さ方向から見たとき、1次側及び2次側トランスコイル部における所定方向の幅が狭くされているため、第1及び第2コイル基板が互いに重なる領域が所定方向に縮小されることとなる。従って、例えばコイル基板構造が小型化された場合でも、実装領域を充分に確保することが可能となる。すなわち、本発明によれば、放熱性を高めることができ、且つ実装領域を充分に確保することが可能となる。   In the coil substrate structure of the present invention, since the first and second coil substrates are stacked so as to be displaced from each other, their outer surfaces are compared with those in which the first and second coil substrates are stacked so as to coincide with each other. That is, the area of the heat dissipation surface can be increased. Here, the region where the first and second coil substrates overlap each other is a region where the primary side and secondary side transformer coil portions overlap in the substrate thickness direction, and the heat dissipation path of the mounted component becomes longer, so that heat is generated in these regions. It is difficult to mount a large amount of mounting parts. In this regard, in the present invention, when viewed from the substrate thickness direction, the width in the predetermined direction in the primary side and secondary side transformer coil portions is narrowed, and therefore, the region where the first and second coil substrates overlap each other. It will be reduced in a predetermined direction. Therefore, for example, even when the coil substrate structure is miniaturized, it is possible to secure a sufficient mounting area. That is, according to the present invention, it is possible to improve heat dissipation and to secure a sufficient mounting area.

また、第1コイル基板側から第2コイル基板側へと電力を伝送するコイル基板構造であって、所定方向は、電力の伝送方向に沿った方向であることが好ましい。この場合、コイル基板構造においての電力伝送長さも縮小されるため、コイル基板構造の電力損失を低減することが可能となる。   Moreover, it is a coil board | substrate structure which transmits electric power from the 1st coil board | substrate side to the 2nd coil board | substrate side, Comprising: It is preferable that a predetermined direction is a direction along the transmission direction of electric power. In this case, since the power transmission length in the coil substrate structure is also reduced, the power loss in the coil substrate structure can be reduced.

また、導体パターンにおいては、所定方向の導体幅が交差方向の導体幅よりも狭い場合がある。   In the conductor pattern, the conductor width in a predetermined direction may be narrower than the conductor width in the intersecting direction.

また、第1及び第2コイル基板において実装部品が搭載される一主面の反対側の他主面に当接された放熱部材を備えたことが好ましい。この場合、一主面に搭載される実装部品の熱が、第1及び第2コイル基板を介して放熱部材へ熱伝導され、放熱部材にて放熱されることになる。よって、実装部品の熱を一層放熱させることができ、放熱性を一層高めることが可能となる。   Moreover, it is preferable to provide the heat radiating member contact | abutted by the other main surface on the opposite side of one main surface in which a mounting component is mounted in a 1st and 2nd coil board | substrate. In this case, the heat of the mounted component mounted on one main surface is thermally conducted to the heat dissipation member via the first and second coil substrates, and is radiated by the heat dissipation member. Therefore, the heat of the mounted component can be further dissipated, and the heat dissipation can be further enhanced.

このとき、第1及び第2コイル基板は、これらのうちの発熱量が高い一方が放熱部材側に位置するように重ねられていることが好ましい。この場合、例えば図6(a)に示すように、放熱板140側に位置する一方のコイル基板120では、他方のコイル基板110に比べて放熱板140との接触面積を大きくすることができる。よって、発熱量が高いコイル基板120を放熱板140側に位置させて重ねることで、コイル基板構造100の熱を効果的に放熱することができる。   At this time, it is preferable that the 1st and 2nd coil board | substrates are piled up so that one with the emitted-heat amount of these may be located in the heat radiating member side. In this case, for example, as shown in FIG. 6A, in one coil substrate 120 located on the heat radiating plate 140 side, the contact area with the heat radiating plate 140 can be made larger than that of the other coil substrate 110. Therefore, the coil substrate 120 having a high calorific value is positioned on the heat radiating plate 140 side and stacked, so that the heat of the coil substrate structure 100 can be effectively radiated.

また、上記作用効果を好適に発揮する構成として、具体的には、第1及び第2コイル基板は、長板状を呈すると共に、長手方向に互いにずれて重ねられ、1次側及び2次側トランスコイル部においては、基板厚さ方向から見たとき、所定方向としての長手方向の幅が、交差方向としての短手方向の幅よりも狭い構成が挙げられる。   Further, as a configuration that preferably exhibits the above-described effects, the first and second coil substrates have a long plate shape and are shifted from each other in the longitudinal direction and overlapped, and the primary side and the secondary side In the transformer coil section, there is a configuration in which the width in the longitudinal direction as the predetermined direction is narrower than the width in the short direction as the intersecting direction when viewed from the substrate thickness direction.

また、1次側及び2次側トランスコイル部を磁気的に接続するためのトランスコアをさらに備え、1次側及び2次側トランスコイル部のそれぞれには、トランスコアが挿通される貫通孔が形成されており、導体パターンは、貫通孔を中心として渦巻状に延びる場合がある。   Further, a transformer core for magnetically connecting the primary side and secondary side transformer coil sections is further provided, and each of the primary side and secondary side transformer coil sections has a through-hole through which the transformer core is inserted. The conductor pattern may be formed in a spiral shape with the through hole as a center.

また、本発明に係るスイッチング電源装置は、上記コイル基板構造を具備することを特徴とする。このスイッチング電源装置においても、放熱性を高めると共に実装領域を充分に確保するという上記効果を奏する。なお、スイッチング電源装置としては、例えば、DC−DCコンバータやAC−DCコンバータが挙げられる。   Moreover, the switching power supply device according to the present invention comprises the above coil substrate structure. This switching power supply also has the above effect of improving heat dissipation and sufficiently securing a mounting area. Note that examples of the switching power supply device include a DC-DC converter and an AC-DC converter.

本発明によれば、放熱性を高めることができ、且つ実装領域を充分に確保することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to improve heat dissipation and to secure a sufficient mounting area.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。図1に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置1は、DC−DCコンバータとして機能するものであり、高圧バッテリ等から供給される高圧の直流入力電圧Vinを低圧の直流出力電圧Voutに変換し、低圧バッテリ等へ供給する。   FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the switching power supply device 1 of this embodiment functions as a DC-DC converter, and converts a high-voltage DC input voltage Vin supplied from a high-voltage battery or the like into a low-voltage DC output voltage Vout. Supply to a low-voltage battery or the like.

このスイッチング電源装置1は、1次側高圧ライン21と1次側低圧ライン22との間に設けられたスイッチング回路2及び入力平滑コンデンサ3と、1次側及び2次側トランスコイル部41,42を有するトランス4と、2次側トランスコイル部42に接続された整流回路5と、整流回路5に接続された平滑回路6と、を備えている。   The switching power supply device 1 includes a switching circuit 2 and an input smoothing capacitor 3 provided between a primary high voltage line 21 and a primary low voltage line 22, and primary and secondary transformer coils 41 and 42. , A rectifier circuit 5 connected to the secondary transformer coil section 42, and a smoothing circuit 6 connected to the rectifier circuit 5.

スイッチング回路2は、スイッチング素子S1〜S4で構成されたフルブリッジ型の回路構成とされている。スイッチング回路2は、例えば駆動回路(不図示)から供給される駆動信号に応じて、入力端子T1,T2間に印加される直流入力電圧Vinを入力交流電圧に変換する。   The switching circuit 2 has a full-bridge circuit configuration including switching elements S1 to S4. The switching circuit 2 converts a DC input voltage Vin applied between the input terminals T1 and T2 into an input AC voltage, for example, according to a drive signal supplied from a drive circuit (not shown).

入力平滑コンデンサ3は、入力端子T1、T2から入力された直流入力電圧Vinを平滑化する。トランス4は、スイッチング回路2で生成された入力交流電圧を変圧し、出力交流電圧を出力する。1次側及び2次側トランスコイル部41,42の巻数比は、変圧比によって適宜設定されている。ここでは、3:1の巻数比とされており、よって、例えば[3V,1A]の電力が[1V,3A]の電力へと変換される。2次側トランスコイル部42は、センタータップ型のものであり、接続部C及び出力ラインLOを介して出力端子T3に導かれている。   The input smoothing capacitor 3 smoothes the DC input voltage Vin input from the input terminals T1 and T2. The transformer 4 transforms the input AC voltage generated by the switching circuit 2 and outputs an output AC voltage. The turns ratio of the primary and secondary transformer coils 41 and 42 is appropriately set depending on the transformation ratio. Here, the turns ratio is 3: 1. Therefore, for example, [3V, 1A] power is converted into [1V, 3A] power. The secondary transformer coil part 42 is of a center tap type, and is led to the output terminal T3 via the connection part C and the output line LO.

整流回路5は、整流ダイオード5A,5Bからなる単層全波整流型のものである。各整流ダイオード5A,5Bのカソードは、2次側トランスコイル部42に接続されている一方、アノードは、接地ラインLGに接続され、出力端子T4に導かれている。これにより、整流回路5は、トランス4からの出力交流電圧の各半短波期間を、個別に整流して直流電圧を生成する。   The rectifier circuit 5 is a single-layer full-wave rectifier type composed of rectifier diodes 5A and 5B. The cathodes of the rectifier diodes 5A and 5B are connected to the secondary transformer coil section 42, while the anode is connected to the ground line LG and led to the output terminal T4. Thus, the rectifier circuit 5 individually rectifies each half-short wave period of the output AC voltage from the transformer 4 to generate a DC voltage.

平滑回路6は、チョークコイル61と出力平滑コンデンサ62とを含んで構成されている。チョークコイル61は、出力ラインLOに挿入配置されている。出力平滑コンデンサ62は、出力ラインLOにおいてチョークコイル61と接地ラインLGとの間に接続されている。これにより、平滑回路6は、整流回路5で整流された直流電圧を平滑化して直流出力電圧Voutを生成し、この直流出力電圧Voutを出力端子T3,T4から低圧バッテリ等へ供給する。   The smoothing circuit 6 includes a choke coil 61 and an output smoothing capacitor 62. The choke coil 61 is inserted into the output line LO. The output smoothing capacitor 62 is connected between the choke coil 61 and the ground line LG in the output line LO. Accordingly, the smoothing circuit 6 smoothes the DC voltage rectified by the rectifying circuit 5 to generate the DC output voltage Vout, and supplies the DC output voltage Vout from the output terminals T3 and T4 to a low-voltage battery or the like.

次に上記回路を構成するコイル基板構造について詳細に説明する。   Next, the structure of the coil substrate constituting the circuit will be described in detail.

図2は図1のスイッチング電源装置におけるコイル基板構造の要部を示す斜視図、図3は図2のコイル基板構造の分解斜視図である。図2,3に示すように、本実施形態のコイル基板構造100は、互いにずれて積層された(重ねられた)第1及び第2コイル基板110,120と、トランスコア130と、放熱板(放熱部材)140と、を備えている。   2 is a perspective view showing a main part of the coil substrate structure in the switching power supply device of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the coil substrate structure of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the coil substrate structure 100 of the present embodiment includes first and second coil substrates 110 and 120 that are stacked so as to be shifted from each other, a transformer core 130, and a heat sink ( Radiating member) 140.

このコイル基板構造100は、第1コイル基板110側から第2コイル基板120側へ向かう伝送方向Aに沿って電力を伝送(変換)する。つまり、伝送方向(変換方向)Aは、コイル基板構造100において電力が伝送されるベクトル方向である。   The coil substrate structure 100 transmits (converts) power along a transmission direction A from the first coil substrate 110 side to the second coil substrate 120 side. That is, the transmission direction (conversion direction) A is a vector direction in which power is transmitted in the coil substrate structure 100.

第1及び第2コイル基板110,120は、伝送方向Aを長手方向とする平板状のプリント基板である。これら第1及び第2コイル基板110,120のそれぞれは、樹脂層(基材)7を含むと共に、銅層等である金属層8を複数層(ここでは、上層と内層との2層)含んでいる多層基板とされている(図6参照)。金属層8は、導体形成層であり、後述する導体パターン44,46を構成すると共に、これらと各実装部品9とを接続する配線導体を構成する。金属層8間には、図示しない層間接続部が設けられている。また、第1及び第2コイル基板110,120の上面(一主面)110a,120aは、必要部分がレジスト(不図示)で覆われている。   The first and second coil substrates 110 and 120 are flat printed boards having the transmission direction A as a longitudinal direction. Each of the first and second coil substrates 110 and 120 includes a resin layer (base material) 7 and a plurality of metal layers 8 (here, two layers of an upper layer and an inner layer) such as a copper layer. (See FIG. 6). The metal layer 8 is a conductor forming layer, and constitutes conductor patterns 44 and 46 described later, and also constitutes a wiring conductor that connects these components to each mounting component 9. An interlayer connection (not shown) is provided between the metal layers 8. Further, necessary portions of the upper surfaces (one main surface) 110a, 120a of the first and second coil substrates 110, 120 are covered with a resist (not shown).

図4は、図2の第1コイル基板を示す上面図である。図4に示すように、第1コイル基板110には、基板厚さ方向(積層方向)から見たとき(上面110a側から見たとき)、その伝送方向Aの略中央から下流側に亘る領域に、上記1次側トランスコイル部41が設けられている。1次側トランスコイル部41の略中央位置には、トランスコア130が挿通されるものとして、矩形状の貫通孔43が形成されている。そして、この1次側トランスコイル部41には、貫通孔43を中心として矩形渦巻状に延びる導体パターン44が設けられている。   FIG. 4 is a top view showing the first coil substrate of FIG. As shown in FIG. 4, the first coil substrate 110 has a region extending from the approximate center in the transmission direction A to the downstream side when viewed from the substrate thickness direction (stacking direction) (when viewed from the upper surface 110a side). The primary transformer coil section 41 is provided. A rectangular through hole 43 is formed at a substantially central position of the primary transformer coil portion 41 so that the transformer core 130 is inserted therethrough. The primary transformer coil portion 41 is provided with a conductor pattern 44 extending in a rectangular spiral shape with the through hole 43 as the center.

導体パターン44は、第1コイル基板110の上面110a側に例えば銅等で形成されたコイルパターンである。導体パターン44は、伝送方向Aに沿って延びる導電パターン44と、交差方向Bに沿って延びる導電パターン44とが連続するように構成されている。 The conductor pattern 44 is a coil pattern formed of copper or the like on the upper surface 110a side of the first coil substrate 110, for example. The conductor pattern 44, the conductive pattern 44 1 extending along the transmission direction A, the conductive pattern 44 2 extending along the cross direction B is configured to be continuous.

この導体パターン44では、伝送方向Aの導体幅h1aが、伝送方向Aと交差(ここでは、直交)する方向B(以下、「交差方向B」という)の導体幅h1bよりも狭くされている。これにより、1次側トランスコイル部41においては、基板厚さ方向から見たとき、伝送方向(所定方向)Aの幅H1Aが交差方向Bの幅H1Bよりも狭くなっている。換言すると、1次側トランスコイル部41では、第1コイル基板110の長手方向の幅H1Aが、短手方向の幅H1Bよりも狭くなっている。   In this conductor pattern 44, the conductor width h1a in the transmission direction A is narrower than the conductor width h1b in the direction B (hereinafter, referred to as “intersection direction B”) that intersects (herein, orthogonal) the transmission direction A. As a result, in the primary transformer coil section 41, the width H1A in the transmission direction (predetermined direction) A is narrower than the width H1B in the cross direction B when viewed from the substrate thickness direction. In other words, in the primary-side transformer coil portion 41, the longitudinal width H1A of the first coil substrate 110 is narrower than the lateral width H1B.

また、導体パターン44の始端S及び終端Eは、例えば製造上の点から適宜に構成されている。図示される一例では、基板厚さ方向から見た上面110aにおいて、図示上側に位置する導電パターン44の端部が始端Sとされ、貫通孔43の図示下側に位置する導電パターン44の端部が終端Eとされている。そのため、伝送方向Aの下流側領域にて延在する導電パターン44’’の数は、伝送方向Aの上流側領域にて延在する導電パターン44’の数よりも多くなっており、導電パターン44’’の導体幅h1a’’は、導体パターン44’の導体幅h1a’よりも狭くされている。 In addition, the start end S and the end E of the conductor pattern 44 are appropriately configured from the viewpoint of manufacturing, for example. In the example shown, the top surface 110a as viewed from the substrate thickness direction, end portions of the conductive pattern 44 1 located upper side in the figure is a starting end S, the conductive pattern 44 1 positioned shown below the through-holes 43 The end portion is the end E. Therefore, the number of conductive patterns 44 2 ″ extending in the downstream region in the transmission direction A is larger than the number of conductive patterns 44 2 ′ extending in the upstream region in the transmission direction A. conductive 'conductor width of h1a' pattern 44 2 '' is narrower than 'conductor width h1a of' the conductor pattern 44 2.

また、始端Sは、上記スイッチング回路2の上記スイッチング素子S1,S2に、第1コイル基板110における内層の金属層8で形成された導体によって接続されている。また、終端Eは、上記スイッチング回路2の上記スイッチング素子S3,S4に、第1コイル基板110における内層の金属層8で形成された導体によって接続されている。   The starting end S is connected to the switching elements S 1 and S 2 of the switching circuit 2 by a conductor formed of the inner metal layer 8 in the first coil substrate 110. Further, the terminal E is connected to the switching elements S3 and S4 of the switching circuit 2 by a conductor formed of the inner metal layer 8 in the first coil substrate 110.

図5は、図2の第2コイル基板を示す上面図である。図5に示すように、第2コイル基板120には、基板厚さ方向から見たとき、その伝送方向Aにおける上流側から略中央に亘る領域に、上記2次側トランスコイル部42が設けられている。2次側トランスコイル部42の略中央位置には、トランスコア130が挿通されるものとして、矩形状の貫通孔45が形成されている。そして、この2次側トランスコイル部42には、貫通孔45を中心として矩形渦巻状に延びる導体パターン46が設けられている。   FIG. 5 is a top view showing the second coil substrate of FIG. As shown in FIG. 5, the second coil substrate 120 is provided with the secondary transformer coil portion 42 in a region extending from the upstream side to the center in the transmission direction A when viewed from the substrate thickness direction. ing. A rectangular through hole 45 is formed at a substantially central position of the secondary transformer coil portion 42 so that the transformer core 130 is inserted therethrough. The secondary transformer coil section 42 is provided with a conductor pattern 46 extending in a rectangular spiral shape with the through hole 45 as the center.

導体パターン46は、第2コイル基板120の上面120a側に銅等で形成されたコイルバターンである。導体パターン46は、伝送方向Aに沿って延びる導電パターン46と、交差方向Bに沿って延びる導電パターン46とが連続するように構成されている。 The conductor pattern 46 is a coil pattern formed of copper or the like on the upper surface 120a side of the second coil substrate 120. The conductor pattern 46, the conductive pattern 46 1 extending along the transmission direction A, the conductive pattern 46 2 extending along the cross direction B is configured to be continuous.

この導体パターン46では、上記1次側トランスコイル部41と同様に、伝送方向Aの導体幅h2aが交差方向Bの導体幅h2bよりも狭くされている。これにより、2次側トランスコイル部42においても、基板厚さ方向から見たとき、伝送方向Aの幅H2Aが交差方向Bの幅H2Bよりも狭くなっている。換言すると、2次側トランスコイル部42でも、第2コイル基板130の長手方向の幅H2Aが短手方向の幅H2Bよりも狭くなっている。   In the conductor pattern 46, the conductor width h <b> 2 a in the transmission direction A is narrower than the conductor width h <b> 2 b in the intersecting direction B, like the primary transformer coil portion 41. Thereby, also in the secondary side transformer coil part 42, the width H2A of the transmission direction A is narrower than the width H2B of the crossing direction B when seen from the substrate thickness direction. In other words, also in the secondary transformer coil section 42, the width H2A in the longitudinal direction of the second coil substrate 130 is narrower than the width H2B in the short direction.

図2,3に戻り、上述した第1及び第2コイル基板110,120は、1次側及び2次側トランスコイル部41,42のみが基板厚さ方向に重なるようにして(すなわち、1次側及び2次側トランスコイル部41,42のみを積層領域として)互いに重ねられると共に、貫通孔43,45が互いに連通するように伝送方向Aに互いにずれて重ねられている。ここでは、第2コイル基板120が放熱板140側(下側)に位置するように積層されている。   2 and 3, the first and second coil substrates 110 and 120 described above are arranged so that only the primary and secondary transformer coil portions 41 and 42 overlap in the substrate thickness direction (that is, the primary coil substrate 110 and 120). The side and secondary transformer coils 41 and 42 are stacked as a stacking region), and the through holes 43 and 45 are shifted from each other in the transmission direction A so as to communicate with each other. Here, the 2nd coil board | substrate 120 is laminated | stacked so that it may be located in the heat sink 140 side (lower side).

そして、第1及び第2コイル基板110,120のそれぞれでは、各上面110a,120aにおいて積層領域以外の領域を実装領域Rとして、半導体部品等の実装部品9がそれぞれ実装されている。具体的には、図2に示すように、第1コイル基板110の実装領域Rに上記スイッチング素子S1〜S4が載置されて搭載されると共に、第2コイル基板120の実装領域Rに上記整流ダイオード5A,5Bが載置されて搭載されている。   In each of the first and second coil substrates 110 and 120, a mounting component 9 such as a semiconductor component is mounted on each of the upper surfaces 110a and 120a with a region other than the stacked region as a mounting region R. Specifically, as shown in FIG. 2, the switching elements S1 to S4 are mounted and mounted on the mounting region R of the first coil substrate 110, and the rectification is performed on the mounting region R of the second coil substrate 120. Diodes 5A and 5B are mounted and mounted.

なお、スイッチング素子としては、例えば電界効果型トランジスタ(MOS−FET:Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)やIGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor)等が挙げられる。   Examples of the switching element include a field effect transistor (MOS-FET) and an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

また、第2コイル基板120は、上記チョークコイル61に対応するものとして、例えばフェライト等の磁性材料で形成されたコア122を少なくとも有している。このコア122は、第2コイル基板120において伝送方向Aの下流側端部に形成された矩形状の貫通孔123(図5参照)に内挿されている。   Further, the second coil substrate 120 has at least a core 122 made of a magnetic material such as ferrite, for example, corresponding to the choke coil 61. The core 122 is inserted into a rectangular through hole 123 (see FIG. 5) formed at the downstream end portion in the transmission direction A in the second coil substrate 120.

トランスコア130は、1次側及び2次側トランスコイル部41,42を磁気的に互いに接続するためものであり、上記トランス4を構成する。トランスコア130は、例えばフェライト等の磁性材料で形成されている。また、トランスコア130は、図3に示すように、いわゆるU型コアである上部コア131と、いわゆるI型コアである下部コア132と、を含んでおり、これらが図示しない固定部材によって互いに連結され固定されている。   The transformer core 130 is for magnetically connecting the primary and secondary transformer coils 41 and 42 to each other, and constitutes the transformer 4. The transformer core 130 is made of a magnetic material such as ferrite, for example. Further, as shown in FIG. 3, the transformer core 130 includes an upper core 131 that is a so-called U-type core and a lower core 132 that is a so-called I-type core, which are connected to each other by a fixing member (not shown). It is fixed.

このトランスコア130は、その上部コア131が貫通孔43,45に内挿されている。そして、トランスコア130は、そのコア131,132が1次側及び2次側トランスコイル部41,42の一部を覆うようにして、第1及び第2コイル基板110,120に取り付けられている。   The transformer core 130 has an upper core 131 inserted in the through holes 43 and 45. The transformer core 130 is attached to the first and second coil substrates 110 and 120 so that the cores 131 and 132 cover a part of the primary and secondary transformer coil portions 41 and 42. .

放熱板140は、第1及び第2コイル基板110,120の熱を放熱すると共に、実装された実装部品9の熱を第1及び第2コイル基板110,120を介して放熱するためのものである。この放熱板140は、例えばアルミニウムで形成されており、第1及び第2コイル基板110,120の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有している。   The heat radiating plate 140 radiates the heat of the first and second coil substrates 110 and 120 and radiates the heat of the mounted component 9 through the first and second coil substrates 110 and 120. is there. The heat radiating plate 140 is made of aluminum, for example, and has a thermal conductivity higher than that of the first and second coil substrates 110 and 120.

また、放熱板140は、第1コイル基板110の下面(他主面)110bを当接させる放熱面141と、第2コイル基板120の下面(他主面)120bを当接させる放熱面142と、を有している。これら放熱面141,142は、第2コイル基板120の厚さと等しい高さの段差部143で連続するように構成されている。また、放熱面142には、下部コア132を係止するためのものとして、下部コア132の形状に沿って窪むような凹部144が形成されている。   Further, the heat radiating plate 140 includes a heat radiating surface 141 that contacts the lower surface (other main surface) 110b of the first coil substrate 110, and a heat radiating surface 142 that contacts the lower surface (other main surface) 120b of the second coil substrate 120. ,have. These heat radiating surfaces 141 and 142 are configured to be continuous with a stepped portion 143 having a height equal to the thickness of the second coil substrate 120. In addition, the heat radiating surface 142 is formed with a concave portion 144 that is recessed along the shape of the lower core 132 to lock the lower core 132.

そして、放熱板140においては、その凹部144に下部コア132が配置されるようにして、各放熱面141,142に第1及び第2コイル基板110,120がそれぞれ載置されている。これにより、図6(a)に示すように、第1及び第2コイル基板110,120の下面110b,120bは、放熱板140に当接されることとなる。   And in the heat sink 140, the 1st and 2nd coil boards 110 and 120 are each mounted in each heat sinking surface 141,142 so that the lower core 132 may be arrange | positioned in the recessed part 144. As shown in FIG. Thereby, as shown in FIG. 6A, the lower surfaces 110 b and 120 b of the first and second coil substrates 110 and 120 are brought into contact with the heat radiating plate 140.

具体的には、第1及び第2コイル基板110,120の下面110b,120bにおいて実装領域Rに対応する領域が、放熱面141,142に当接されるのに加え、第2コイル基板120の下面120bの積層領域においてトランスコア130に覆われていない領域が、放熱面142に当接されている。これにより、2次側トランスコイル部42の一部をも放熱板140に熱的に当接されることになり、放熱面面積(放熱板140との接触面積)を一層増大させることができる。なお、ここでは、第2コイル基板120において伝送方向A上流側の側面120cが、段差部143に近接若しくは接触されている。   Specifically, in addition to the regions corresponding to the mounting region R on the lower surfaces 110b and 120b of the first and second coil substrates 110 and 120 being in contact with the heat radiating surfaces 141 and 142, the second coil substrate 120 A region that is not covered with the transformer core 130 in the stacked region of the lower surface 120 b is in contact with the heat radiating surface 142. As a result, part of the secondary transformer coil portion 42 is also brought into thermal contact with the heat radiating plate 140, and the heat radiating surface area (contact area with the heat radiating plate 140) can be further increased. Here, in the second coil substrate 120, the side surface 120 c on the upstream side in the transmission direction A is close to or in contact with the stepped portion 143.

以上のように構成されたスイッチング電源装置1では、入力端子T1,T2から供給される直流入力電圧Vinがスイッチングされて入力交流電圧が生成され、トランス4の1次側トランスコイル部41へと供給される。そして、生成された入力交流電圧が変圧され、2次側トランスコイル部42から出力交流電圧として出力される。そして、この出力交流電圧が、整流回路5によって整流されると共に平滑回路6によって平滑化され、出力端子T3,T4から直流出力電圧Voutとして出力されることとなる。   In the switching power supply device 1 configured as described above, the DC input voltage Vin supplied from the input terminals T <b> 1 and T <b> 2 is switched to generate an input AC voltage, which is supplied to the primary-side transformer coil unit 41 of the transformer 4. Is done. Then, the generated input AC voltage is transformed and output from the secondary transformer coil section 42 as an output AC voltage. The output AC voltage is rectified by the rectifier circuit 5 and smoothed by the smoothing circuit 6, and is output as the DC output voltage Vout from the output terminals T3 and T4.

以上、本実施形態によれば、第1及び第2コイル基板110,120が互いにずれて重ねられている。そのため、第1及び第2コイル基板110,120が互いに一致するように重ねられた従来のコイル基板構造(図6(b)参照:以下、「従来基板構造」という)200に比べ、第1及び第2コイル基板110,120の放熱面(外表面)の面積を増大させることができる。その結果、コイル基板構造100の放熱性を高めることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the first and second coil substrates 110 and 120 are stacked while being displaced from each other. Therefore, the first and second coil substrates 110 and 120 are compared with the conventional coil substrate structure (see FIG. 6B: hereinafter referred to as “conventional substrate structure”) 200 in which the first and second coil substrates 110 and 120 are overlapped with each other. The area of the heat dissipation surface (outer surface) of the second coil substrates 110 and 120 can be increased. As a result, the heat dissipation of the coil substrate structure 100 can be improved.

また、実装領域Rにおいては、第1及び第2コイル基板110,120が重なっていないことから、従来基板構造200に比べて次の効果を奏する。すなわち、実装部品9の熱を第1及び第2コイル基板110,120を介して放熱板140へ熱伝播させる際、実装部品9の放熱経路が短くなるため、第1及び第2コイル基板110,120による熱抵抗を低減させることができ、放熱性を一層高めることができる。また、第1及び第2コイル基板110,120を薄く形成できるため、低コスト化が可能となる。   Further, since the first and second coil substrates 110 and 120 do not overlap in the mounting region R, the following effects can be obtained compared to the conventional substrate structure 200. That is, when heat of the mounting component 9 is propagated through the first and second coil substrates 110 and 120 to the heat radiating plate 140, the heat dissipation path of the mounting component 9 is shortened, so the first and second coil substrates 110, The thermal resistance due to 120 can be reduced, and the heat dissipation can be further enhanced. Further, since the first and second coil substrates 110 and 120 can be formed thin, the cost can be reduced.

ここで、積層領域は1次側及び2次側トランスコイル部41,42が基板厚さ方向に重なる領域となり、実装部品9の放熱経路が長くなるため、発熱量の大きな実装部品9を積層領域に搭載することは通常困難とされている。この点、本実施形態の1次側及び2次側トランスコイル部41,42では、上述したように、基板厚さ方向から見たときに伝送方向Aの幅H1A,H2Aが狭くされている。よって、本実施形態では、積層領域が伝送方向Aに縮小されることとなる。その結果、コイル基板構造100を伝送方向Aに小型化しつつ、実装領域Rを充分に確保することが可能となる。換言すると、第1及び第2コイル基板110,120外形の大型化を要せずに、実装領域Rを充分に確保することができる。   Here, the laminated region is a region where the primary-side and secondary-side transformer coil portions 41 and 42 overlap each other in the substrate thickness direction, and the heat dissipation path of the mounted component 9 becomes longer. It is usually considered difficult to install in In this regard, in the primary and secondary transformer coils 41 and 42 of the present embodiment, as described above, the widths H1A and H2A in the transmission direction A are narrowed when viewed from the substrate thickness direction. Therefore, in the present embodiment, the stacked region is reduced in the transmission direction A. As a result, it is possible to sufficiently secure the mounting region R while reducing the size of the coil substrate structure 100 in the transmission direction A. In other words, the mounting region R can be sufficiently secured without requiring an increase in size of the first and second coil substrates 110 and 120.

従って、本実施形態は、放熱領域と実装領域Rとの双方を充分に確保できることから、小型で放熱性に優れたものであり、且つ低コスト化が図れるものといえる。なお、第1及び第2コイル基板110,120に含まれる金属層8の層数が増える程、金属層8相互間の樹脂層7の層数も増えることから、実装部品9から放熱板140までの熱抵抗であるところの第1及び第2コイル基板110,120の熱抵抗が大きくなるため、熱抵抗を低減させるという上記効果は、多くの金属層を含むコイル基板では顕著となる。   Therefore, since this embodiment can sufficiently secure both the heat radiation area and the mounting area R, it can be said that the present embodiment is small in size and excellent in heat radiation performance and can be reduced in cost. Since the number of the resin layers 7 between the metal layers 8 increases as the number of the metal layers 8 included in the first and second coil substrates 110 and 120 increases, from the mounting component 9 to the heat sink 140. Since the thermal resistance of the first and second coil substrates 110 and 120, which is the thermal resistance, increases, the above effect of reducing the thermal resistance becomes significant in the coil substrate including many metal layers.

さらに、本実施形態のコイル基板構造100では、上述したように、伝送方向Aに小型化されることから、コイル基板構造100の電力伝送長さも縮小されるため、コイル基板構造100の電力損失を低減することも可能となる。   Furthermore, in the coil substrate structure 100 of the present embodiment, as described above, since the size is reduced in the transmission direction A, the power transmission length of the coil substrate structure 100 is also reduced, so that the power loss of the coil substrate structure 100 is reduced. It can also be reduced.

また、本実施形態は、上述したように、第1及び第2コイル基板110,120の下面110b,120bの双方に放熱板140を直接当接させている。よって、実装部品9の熱を、第1及び第2コイル基板110,120を介して放熱板140へ熱伝導させて放熱することができ、かかる実装部品9の熱を一層放熱させることが可能となる。   In the present embodiment, as described above, the heat radiating plate 140 is in direct contact with both the lower surfaces 110b and 120b of the first and second coil substrates 110 and 120. Therefore, the heat of the mounting component 9 can be radiated by conducting heat to the heat radiating plate 140 via the first and second coil substrates 110 and 120, and the heat of the mounting component 9 can be further dissipated. Become.

ところで、本実施形態では、1次側トランスコイル部41に流れる電流値に比べ、2次側トランスコイル部42に流れる電流値が大きくされているため、1次側トランスコイル部41を有する第1コイル基板110に比べ、2次側トランスコイル部42を有する第2コイル基板120の発熱量が高くなっている。   By the way, in this embodiment, compared with the electric current value which flows into the primary side transformer coil part 41, since the electric current value which flows into the secondary side transformer coil part 42 is enlarged, the 1st which has the primary side transformer coil part 41 is included. Compared with the coil substrate 110, the amount of heat generated by the second coil substrate 120 having the secondary transformer coil portion 42 is higher.

この点、本実施形態では、第2コイル基板120が放熱板140側に位置するように第1及び第2コイル基板110,120を互いに積層し、第2コイル基板120の下面120bの積層領域の一部も放熱板140に当接させている。よって、放熱板140と第2コイル基板120との接触面積を、放熱板140と第1コイル基板110との接触面積に比して大きくでき、第2コイル基板120を一層放熱させてコイル基板構造100の熱を効果的に放熱することができる。   In this regard, in the present embodiment, the first and second coil substrates 110 and 120 are stacked on each other so that the second coil substrate 120 is located on the heat dissipation plate 140 side, and the stacked region of the lower surface 120b of the second coil substrate 120 is. A part is also in contact with the heat sink 140. Therefore, the contact area between the heat radiating plate 140 and the second coil substrate 120 can be made larger than the contact area between the heat radiating plate 140 and the first coil substrate 110, and the second coil substrate 120 can be further radiated to form a coil substrate structure. 100 heat can be effectively dissipated.

なお、本実施形態では、上述したように、第2コイル基板120の側面120cが段差部143に近接若しくは接触されるため、側面120cからの放熱経路も確保でき、放熱性のさらなる向上が可能となる。ちなみに、本実施形態では、1次側及び2次側トランスコイル部41,42を上下に重ねてトランス4を構成するため、本実施形態は、リーケージインダクタンスが小さい。   In the present embodiment, as described above, since the side surface 120c of the second coil substrate 120 is close to or in contact with the stepped portion 143, a heat dissipation path from the side surface 120c can be secured, and heat dissipation can be further improved. Become. Incidentally, in this embodiment, since the transformer 4 is formed by stacking the primary side and secondary side transformer coil portions 41 and 42 in the vertical direction, this embodiment has a small leakage inductance.

ちなみに、本実施系形態では、1次側トランスコイル部41の巻数を3とし、2次側トランスコイル部42の巻数を1としているが、これらの巻数は限定されるものではない。また、上層の金属層8だけでなく、内層の金属層8にも導体パターン44,46を設けることで、導体パターン44,46を複数層に形成してもよい。例えば、第1コイル基板110側の内層の金属層8に、巻数が3の導体パターンを形成することにより、第1コイル基板110の巻数を6にすることができる。なお、内層の金属層8においても、トランスコイル部41,42の伝送方向(所定方向)Aの幅を交差方向Bの幅よりも狭くすることで、トランスコイル部41,42の面積を大きくすることなく巻数を増やすことができる。   Incidentally, in the present embodiment, the number of turns of the primary transformer coil section 41 is 3 and the number of turns of the secondary transformer coil section 42 is 1, but the number of turns is not limited. Further, the conductor patterns 44 and 46 may be formed in a plurality of layers by providing the conductor patterns 44 and 46 not only on the upper metal layer 8 but also on the inner metal layer 8. For example, the number of turns of the first coil substrate 110 can be reduced to 6 by forming a conductor pattern having 3 turns on the inner metal layer 8 on the first coil substrate 110 side. In the inner metal layer 8 as well, the width of the transmission direction (predetermined direction) A of the transformer coil portions 41 and 42 is made narrower than the width of the intersecting direction B, thereby increasing the area of the transformer coil portions 41 and 42. The number of turns can be increased without any problems.

また、本実施形態では、第1コイル基板110において積層領域とは反対側の端部側に位置する端子電極(不図示)から高圧の直流電圧が入力され、第2コイル基板において積層領域と反対側の端部側に位置する端子電極(不図示)から低圧の直流電圧が出力される。よって、ここでは、第1コイル基板110のスイッチング素子S1〜S4が設けられた領域から、1次側及び2次側トランスコイル部41,42を介して、第2コイル基板120の整流ダイオード5A,5Bが設けられた領域に至る方向が伝送方向Aである。   Further, in the present embodiment, a high-voltage DC voltage is input from a terminal electrode (not shown) located on the opposite end side of the first coil substrate 110 from the stacked region, and the second coil substrate is opposite to the stacked region. A low-voltage DC voltage is output from a terminal electrode (not shown) located on the end side. Therefore, here, the rectifier diode 5A of the second coil substrate 120 from the region where the switching elements S1 to S4 of the first coil substrate 110 are provided via the primary side and secondary side transformer coil portions 41, 42. The direction to the area where 5B is provided is the transmission direction A.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、1次側及び2次側トランスコイル部41,42において略中央位置に貫通孔43,45をそれぞれ形成したが、トランス4の機能を発揮できれば、1次側及び2次側トランスコイル部41,42において種々の位置に貫通孔43,45をそれぞれ形成してもよい。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the through holes 43 and 45 are formed at substantially the center positions in the primary side and secondary side transformer coil portions 41 and 42, respectively. The through-holes 43 and 45 may be formed at various positions in the side transformer coil portions 41 and 42, respectively.

例えば図7に示すように、1次側及び2次側トランスコイル部41,42において伝送方向A上流側に位置する貫通孔43A,45Aを形成してもよい。このコイル基板構造100Aの1次側及び2次側トランスコイル部41,42では、貫通孔43A,45Aの伝送方向A下流側の領域が拡がるため、導電パターン44’’の数が導電パターン44’の数よりも多くなっていても、導体幅h1a’’と導体幅h1a’とを同程度なものにすることが可能となる。よって、導体幅h1a’’が狭いために導電パターン44’’の発熱量が増加してしまうのを抑制できる。 For example, as shown in FIG. 7, through holes 43 </ b> A and 45 </ b> A located on the upstream side in the transmission direction A may be formed in the primary and secondary transformer coil portions 41 and 42. In the primary-side and secondary-side transformer coil portions 41 and 42 of the coil substrate structure 100A, the region on the downstream side in the transmission direction A of the through holes 43A and 45A is expanded, so that the number of the conductive patterns 44 2 ″ is the number of the conductive patterns 44. Even if the number is larger than 2 ′, the conductor width h1a ″ and the conductor width h1a ′ can be made comparable. Therefore, it is possible to suppress an increase in the amount of heat generated by the conductive pattern 44 2 ″ because the conductor width h1a ″ is narrow.

また、上記実施形態のトランスコア130では、上部コア131としてU型コアを用い、下部コア132としてI型コアを用いたが、上部コアとしてE型コアを用いてもよく、下部コアとしてI型コア或いはE型コアを用いてもよい。また、上記実施形態では、トランスコイル部41,42における伝送方向Aの幅H1A,H2Aを狭くしたが、かかる幅の方向は伝送方向Aに限定されるものではなく、種々の方向であってもよい。   In the transformer core 130 of the above embodiment, a U-type core is used as the upper core 131 and an I-type core is used as the lower core 132. However, an E-type core may be used as the upper core, and an I-type may be used as the lower core. A core or an E-type core may be used. Moreover, in the said embodiment, although the widths H1A and H2A of the transmission direction A in the transformer coil parts 41 and 42 were narrowed, the direction of this width is not limited to the transmission direction A, and may be various directions. Good.

なお、スイッチング電源装置1としては、上記DC−DCコンバータに限定されるものではなく、AC−DCコンバータ等であってもよい。また、上記実施形態では、スイッチング電源装置1の上記回路をセンタータップ型のアノードコモンとしているが、例えばセンタータップ型のカソードコモンとしてもよい。さらにまた、上記実施形態では、段差部143の高さを第2コイル基板120の厚さと等しいものとしたが、第2コイル基板120の厚さよりも厚い(高い)ものでもよい。   Note that the switching power supply device 1 is not limited to the DC-DC converter, and may be an AC-DC converter or the like. Moreover, in the said embodiment, although the said circuit of the switching power supply device 1 is made into the center tap type anode common, it is good also as a center tap type cathode common, for example. Furthermore, in the above embodiment, the height of the stepped portion 143 is set equal to the thickness of the second coil substrate 120, but may be thicker (higher) than the thickness of the second coil substrate 120.

また、上記実施形態では、第1及び第2コイル基板110,120として多層基板を用いたが、単層基板を用いてもよい。さらにまた、第1及び第2コイル基板110,120の幅は、互いに異なっていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the multilayer substrate was used as the 1st and 2nd coil substrates 110 and 120, you may use a single layer substrate. Furthermore, the widths of the first and second coil substrates 110 and 120 may be different from each other.

また、上記実施形態において互いに重ねられた(積層された)第1及び第2コイル基板110,120には、これらが互いに接する状態のものや、互いに接しない状態のものを含んでおり、これらがオーバーラップするように配置されたものも含んでいる。   In the above embodiment, the first and second coil substrates 110 and 120 stacked (stacked) on each other include those in contact with each other and those in contact with each other. This includes those arranged to overlap.

また、上記実施形態では、実装部品9としてスイッチング素子S1〜S4や整流ダイオード5A,5B等のパワー半導体素子を、第1及び第2コイル基板110,120の上面110a,120aに表面実装したが、このパワー半導体素子と共に、例えばコイルやコンデンサ等の表面実装型の受動素子を表面実装してもよい。この場合、第1及び第2コイル基板110,120においてパワー半導体素子の搭載されている部分に対応する下面120a,120bが、放熱板140に少なくとも当接すればよい。   In the above embodiment, the power semiconductor elements such as the switching elements S1 to S4 and the rectifier diodes 5A and 5B are surface-mounted on the upper surfaces 110a and 120a of the first and second coil substrates 110 and 120 as the mounting component 9. Along with this power semiconductor element, a surface-mounted passive element such as a coil or a capacitor may be surface-mounted. In this case, the lower surfaces 120 a and 120 b corresponding to the portions where the power semiconductor elements are mounted in the first and second coil substrates 110 and 120 may be at least in contact with the heat radiating plate 140.

本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply concerning one embodiment of the present invention. 図1のスイッチング電源装置におけるコイル基板構造の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the coil board | substrate structure in the switching power supply device of FIG. 図2のコイル基板構造の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the coil substrate structure of FIG. 2. 図2の第1コイル基板を示す上面図である。It is a top view which shows the 1st coil board | substrate of FIG. 図2の第2コイル基板を示す上面図である。It is a top view which shows the 2nd coil board | substrate of FIG. (a)は図2のVI−VI線に沿った断面の模式図であり、(b)は従来のコイル基板構造における図6(a)に対応する模式図である。(A) is a schematic diagram of the cross section along the VI-VI line of FIG. 2, (b) is a schematic diagram corresponding to FIG. 6 (a) in the conventional coil substrate structure. 本発明の変形例に係るスイッチング電源装置におけるコイル基板構造の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the coil board | substrate structure in the switching power supply device which concerns on the modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…スイッチング電源装置、9…実装部品、41…1次側トランスコイル部、42…2次側トランスコイル部、44,46…導体パターン、100,100A…コイル基板構造、110…第1コイル基板、110a…上面(一主面)、110b…下面(他主面)、120…第2コイル基板、120a…上面(一主面)、120b…下面(他主面)、130…トランスコア、140…放熱板(放熱部材)、A…伝送方向(所定方向)、B…交差方向、H1A,H1B,H2A,H2B…幅、h1a,h1b,h2a,h2b…導体幅。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Switching power supply device, 9 ... Mounting component, 41 ... Primary side transformer coil part, 42 ... Secondary side transformer coil part, 44, 46 ... Conductor pattern, 100, 100A ... Coil board structure, 110 ... 1st coil board 110a ... Upper surface (one main surface), 110b ... Lower surface (other main surface), 120 ... Second coil substrate, 120a ... Upper surface (one main surface), 120b ... Lower surface (other main surface), 130 ... Transformer core, 140 ... heat radiating plate (heat radiating member), A ... transmission direction (predetermined direction), B ... crossing direction, H1A, H1B, H2A, H2B ... width, h1a, h1b, h2a, h2b ... conductor width.

Claims (8)

1次側トランスコイル部を有する第1コイル基板と、
前記第1コイル基板に重ねられ、2次側トランスコイル部を有する第2コイル基板と、を備えたコイル基板構造であって、
前記1次側及び2次側トランスコイル部は、基板厚さ方向から見たときに渦巻状に延びる導体パターンを含んで構成され、
前記第1及び第2コイル基板は、前記1次側及び2次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられており、
前記1次側及び2次側トランスコイル部においては、基板厚さ方向から見たとき、所定方向の幅が該所定方向の交差方向の幅よりも狭いことを特徴とするコイル基板構造。
A first coil substrate having a primary transformer coil section;
A coil substrate structure comprising: a second coil substrate having a secondary-side transformer coil portion, overlaid on the first coil substrate,
The primary side and secondary side transformer coil parts are configured to include a conductor pattern extending in a spiral shape when viewed from the substrate thickness direction,
The first and second coil substrates are overlapped with each other so that the primary and secondary transformer coil portions overlap in the substrate thickness direction,
The coil substrate structure characterized in that, in the primary side and secondary side transformer coil portions, the width in the predetermined direction is narrower than the width in the intersecting direction of the predetermined direction when viewed from the substrate thickness direction.
前記第1コイル基板側から前記第2コイル基板側へと電力を伝送するコイル基板構造であって、
前記所定方向は、前記電力の伝送方向に沿った方向であることを特徴とする請求項1記載のコイル基板構造。
A coil substrate structure for transmitting power from the first coil substrate side to the second coil substrate side;
The coil substrate structure according to claim 1, wherein the predetermined direction is a direction along a transmission direction of the electric power.
前記導体パターンにおいては、前記所定方向の導体幅が前記交差方向の導体幅よりも狭いことを特徴とする請求項1又は2記載のコイル基板構造。   3. The coil substrate structure according to claim 1, wherein a conductor width in the predetermined direction is narrower than a conductor width in the intersecting direction in the conductor pattern. 前記第1及び第2コイル基板において実装部品が搭載される一主面の反対側の他主面に当接された放熱部材を備えたことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載のコイル基板構造。   4. The heat dissipation member in contact with the other main surface opposite to the one main surface on which the mounting component is mounted on the first and second coil substrates is provided. The coil substrate structure described. 前記第1及び第2コイル基板は、これらのうちの発熱量が高い一方が前記放熱部材側に位置するように重ねられていることを特徴とする請求項4記載のコイル基板構造。   5. The coil substrate structure according to claim 4, wherein the first and second coil substrates are overlapped so that one of them, which generates a large amount of heat, is located on the heat radiating member side. 前記第1及び第2コイル基板は、長板状を呈すると共に、長手方向に互いにずれて重ねられ、
前記1次側及び2次側トランスコイル部においては、基板厚さ方向から見たとき、前記所定方向としての長手方向の幅が、前記交差方向としての短手方向の幅よりも狭いことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項記載のコイル基板構造。
The first and second coil substrates have a long plate shape and are stacked with being shifted from each other in the longitudinal direction.
In the primary-side and secondary-side transformer coil sections, when viewed from the substrate thickness direction, the width in the longitudinal direction as the predetermined direction is narrower than the width in the short direction as the intersecting direction. The coil substrate structure according to any one of claims 1 to 5.
前記1次側及び2次側トランスコイル部を磁気的に接続するためのトランスコアをさらに備え、
前記1次側及び2次側トランスコイル部のそれぞれには、前記トランスコアが挿通される貫通孔が形成されており、
前記導体パターンは、前記貫通孔を中心として渦巻状に延びることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項記載のコイル基板構造。
A transformer core for magnetically connecting the primary and secondary transformer coils;
Each of the primary side and secondary side transformer coil portions is formed with a through hole through which the transformer core is inserted,
The coil substrate structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the conductor pattern extends in a spiral shape with the through hole as a center.
請求項1〜7の何れか一項記載のコイル基板構造を具備することを特徴とするスイッチング電源装置。   A switching power supply comprising the coil substrate structure according to any one of claims 1 to 7.
JP2008332611A 2008-12-26 2008-12-26 Coil substrate structure and switching power supply device Active JP5304231B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008332611A JP5304231B2 (en) 2008-12-26 2008-12-26 Coil substrate structure and switching power supply device
US12/640,041 US8188829B2 (en) 2008-12-26 2009-12-17 Coil substrate structure, substrate holding structure, and switching power supply
CN200910261145.6A CN101770853B (en) 2008-12-26 2009-12-28 Coil substrate structure, and switching power supply
CN201110314941.9A CN102360808B (en) 2008-12-26 2009-12-28 Coil substrate structure, substrate holding structure, and switching power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008332611A JP5304231B2 (en) 2008-12-26 2008-12-26 Coil substrate structure and switching power supply device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010153724A true JP2010153724A (en) 2010-07-08
JP5304231B2 JP5304231B2 (en) 2013-10-02

Family

ID=42572474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008332611A Active JP5304231B2 (en) 2008-12-26 2008-12-26 Coil substrate structure and switching power supply device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5304231B2 (en)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012156461A (en) * 2011-01-28 2012-08-16 Toyota Industries Corp Electronic apparatus
WO2014141668A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Magnetic device
WO2014141669A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Magnetic device
WO2014141673A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Printed circuit board with integrated coil, and magnetic device
WO2014141672A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Magnetic device
WO2014141670A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Magnetic device
WO2014141674A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Printed circuit board with integrated coil, and magnetic device
DE102015105388A1 (en) 2014-04-10 2015-10-15 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki INDUCTION DEVICE
JP2015201961A (en) * 2014-04-08 2015-11-12 株式会社デンソー Electric power supply
JP2016006833A (en) * 2014-06-20 2016-01-14 Tdk株式会社 Winding component and power unit
JP2017041998A (en) * 2015-08-21 2017-02-23 矢崎総業株式会社 Voltage converter
JP2017085817A (en) * 2015-10-29 2017-05-18 株式会社豊田自動織機 Power converter
JP2017131086A (en) * 2016-01-22 2017-07-27 富士電機株式会社 Dc power supply
WO2017150614A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-08 株式会社村田製作所 Electronic component module, dc-dc converter, and electronic device
CN109075711A (en) * 2016-04-26 2018-12-21 三菱电机株式会社 Electric power circuit device
KR20190072729A (en) * 2017-12-18 2019-06-26 현대자동차주식회사 Cooling structure for planar transformer
DE102013216363B4 (en) * 2013-08-19 2021-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Electrical device with power semiconductor
JP2021158900A (en) * 2020-03-30 2021-10-07 新電元工業株式会社 Power conversion device
JP6962498B1 (en) * 2020-09-25 2021-11-05 住友電気工業株式会社 converter
US11432437B2 (en) 2016-08-22 2022-08-30 Mitsubishi Electric Corporation Power converter
JP2022163097A (en) * 2018-08-20 2022-10-25 三菱電機株式会社 Transformer and power conversion apparatus

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61156802A (en) * 1984-12-24 1986-07-16 テクトロニツクス・インコーポレイテツド Small transformer
JPH0718424U (en) * 1993-08-31 1995-03-31 株式会社日本プロテクター Hybrid circuit with transformer
JPH07115025A (en) * 1993-10-19 1995-05-02 Kami Denshi Kogyo Kk Electronic circuit board with transformer
JP3019334U (en) * 1995-06-13 1995-12-12 日本信号株式会社 Flat transformer
JP2002290089A (en) * 2001-03-26 2002-10-04 Densei Lambda Kk Electronic equipment having heat sink
JP2002369527A (en) * 2001-06-08 2002-12-20 Denso Corp Dc-dc converter and method of manufacturing the same
JP2003109830A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Kawasaki Steel Corp Planar magnetic element and switching power source
JP2005102485A (en) * 2003-08-20 2005-04-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Switching power supply device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61156802A (en) * 1984-12-24 1986-07-16 テクトロニツクス・インコーポレイテツド Small transformer
JPH0718424U (en) * 1993-08-31 1995-03-31 株式会社日本プロテクター Hybrid circuit with transformer
JPH07115025A (en) * 1993-10-19 1995-05-02 Kami Denshi Kogyo Kk Electronic circuit board with transformer
JP3019334U (en) * 1995-06-13 1995-12-12 日本信号株式会社 Flat transformer
JP2002290089A (en) * 2001-03-26 2002-10-04 Densei Lambda Kk Electronic equipment having heat sink
JP2002369527A (en) * 2001-06-08 2002-12-20 Denso Corp Dc-dc converter and method of manufacturing the same
JP2003109830A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Kawasaki Steel Corp Planar magnetic element and switching power source
JP2005102485A (en) * 2003-08-20 2005-04-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Switching power supply device

Cited By (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8686823B2 (en) 2011-01-28 2014-04-01 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Electronic unit
JP2012156461A (en) * 2011-01-28 2012-08-16 Toyota Industries Corp Electronic apparatus
WO2014141668A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Magnetic device
JP2014175631A (en) * 2013-03-13 2014-09-22 Omron Automotive Electronics Co Ltd Magnetic device
WO2014141669A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Magnetic device
WO2014141670A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Magnetic device
US9552918B2 (en) 2013-03-15 2017-01-24 Omron Automotive Electronics Co., Ltd. Magnetic device
WO2014141673A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Printed circuit board with integrated coil, and magnetic device
WO2014141672A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Magnetic device
WO2014141674A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Printed circuit board with integrated coil, and magnetic device
US9978505B2 (en) 2013-03-15 2018-05-22 Omron Automotive Electronics Co., Ltd. Printed circuit board with integrated coil, and magnetic device
DE102013216363B4 (en) * 2013-08-19 2021-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Electrical device with power semiconductor
JP2015201961A (en) * 2014-04-08 2015-11-12 株式会社デンソー Electric power supply
JP2015204306A (en) * 2014-04-10 2015-11-16 株式会社豊田自動織機 Induction apparatus
US9666353B2 (en) 2014-04-10 2017-05-30 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Induction device
DE102015105388A1 (en) 2014-04-10 2015-10-15 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki INDUCTION DEVICE
JP2016006833A (en) * 2014-06-20 2016-01-14 Tdk株式会社 Winding component and power unit
JP2017041998A (en) * 2015-08-21 2017-02-23 矢崎総業株式会社 Voltage converter
JP2017085817A (en) * 2015-10-29 2017-05-18 株式会社豊田自動織機 Power converter
JP2017131086A (en) * 2016-01-22 2017-07-27 富士電機株式会社 Dc power supply
US10609820B2 (en) 2016-03-02 2020-03-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electronic component module, DC-DC converter, and electronic device
WO2017150614A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-08 株式会社村田製作所 Electronic component module, dc-dc converter, and electronic device
JPWO2017150614A1 (en) * 2016-03-02 2018-09-27 株式会社村田製作所 Electronic component module, DC-DC converter, and electronic device
US11206729B2 (en) 2016-04-26 2021-12-21 Mitsubishi Electric Corporation Power circuit device
CN109075711A (en) * 2016-04-26 2018-12-21 三菱电机株式会社 Electric power circuit device
US11432437B2 (en) 2016-08-22 2022-08-30 Mitsubishi Electric Corporation Power converter
KR20190072729A (en) * 2017-12-18 2019-06-26 현대자동차주식회사 Cooling structure for planar transformer
KR102486164B1 (en) 2017-12-18 2023-01-10 현대자동차주식회사 Cooling structure for planar transformer
JP2022163097A (en) * 2018-08-20 2022-10-25 三菱電機株式会社 Transformer and power conversion apparatus
JP2021158900A (en) * 2020-03-30 2021-10-07 新電元工業株式会社 Power conversion device
JP7412247B2 (en) 2020-03-30 2024-01-12 新電元工業株式会社 power converter
JP6962498B1 (en) * 2020-09-25 2021-11-05 住友電気工業株式会社 converter
WO2022064661A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 住友電気工業株式会社 Converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP5304231B2 (en) 2013-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5304231B2 (en) Coil substrate structure and switching power supply device
JP5359749B2 (en) Transformer and switching power supply
US8188830B2 (en) Transformer and switching power supply unit
US8188829B2 (en) Coil substrate structure, substrate holding structure, and switching power supply
JP5120245B2 (en) Substrate holding structure and switching power supply device
JP5998774B2 (en) Printed coil transformer and power supply
US20170310228A1 (en) Insulation type step-down converter
JP2010193536A (en) Switching power supply unit
JP6432167B2 (en) Winding parts and power supply
JP5939274B2 (en) Power supply
JP4558407B2 (en) Switching power supply
US20180350514A1 (en) Insulation type step-down coverter
US5659461A (en) Switching power supply using printed coil type transformer
US20200294708A1 (en) Transformer, power supply, and medical system
JP6330311B2 (en) Winding parts and power supply
WO2014141670A1 (en) Magnetic device
JP2011087367A (en) Power supply device reduced in elongation of length of wiring pattern
JP3180974U (en) DC-DC converter
JP2017199940A (en) Magnetic device
JP6084103B2 (en) Magnetic device
JP2014192517A (en) Magnetic device
JP2011086839A (en) Power transformer, and power-supply device using the same
JP6593274B2 (en) Multilayer board
CN108886324B (en) Insulation type boost converter
JP2016009704A (en) Power transformer and power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130312

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130509

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130528

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130610

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5304231

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150