JP2013171933A - Thin transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型トランス、例えばAC−DCコンバータ等の電力変換回路を内蔵した電源モジュールに使用される薄型トランスに関する。 The present invention relates to a thin transformer used for a power supply module incorporating a power conversion circuit such as an AC-DC converter.
従来、一次側巻線および二次側巻線とも、多層基板に内蔵したシートコイルで構成された薄型トランスが知られている。この薄型トランスのインダクタンス値を、高精度な二次電圧を出力する等の目的で微調整する場合がある。このような場合、コンデンサ等を含む外部回路を薄型トランスに付加することで、インダクタンス値を調整している。 Conventionally, a thin transformer composed of a sheet coil built in a multilayer substrate is known for both the primary winding and the secondary winding. In some cases, the inductance value of the thin transformer is finely adjusted for the purpose of outputting a highly accurate secondary voltage. In such a case, the inductance value is adjusted by adding an external circuit including a capacitor or the like to the thin transformer.
なお、特許文献1には、図1に示すように、出力チャンネル数分の被膜導体を並行に並べてなるフラットケーブル帯の二次巻線を有し、各チャンネルの出力バランスが均一な多チャンネル出力型トランスが開示されている。
In addition, as shown in FIG. 1,
二次側巻線のターン数を増減させることで薄型トランスのインダクタンス値を調整する場合、1ターン増減させるだけでインダクタンス値が大きく変化してしまい、所望のインダクタンス値に合わせることができないという問題がある。 When adjusting the inductance value of a thin transformer by increasing / decreasing the number of turns of the secondary winding, there is a problem that the inductance value changes greatly only by increasing / decreasing one turn and cannot be adjusted to a desired inductance value. is there.
また、インダクタンス調整用の外部回路を薄型トランスに付加する方法については、薄型トランスの構成が複雑になりコスト増になるという問題がある。さらに、複数の二次電圧を出力する多出力型トランスの場合、ある二次電圧を調整することによって他の二次電圧も同じ比率で変化してしまい、全ての二次電圧を各々の所望の値に調整することができないという問題もある。 Further, the method of adding an external circuit for adjusting inductance to the thin transformer has a problem that the configuration of the thin transformer becomes complicated and the cost increases. Furthermore, in the case of a multi-output type transformer that outputs a plurality of secondary voltages, adjusting a certain secondary voltage causes other secondary voltages to change at the same rate, so that all secondary voltages can be changed to each desired voltage. There is also a problem that the value cannot be adjusted.
そこで、本発明は、簡易な構成で、インダクタンス値を微調整可能な薄型トランスを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a thin transformer capable of finely adjusting an inductance value with a simple configuration.
本発明の一態様に係る薄型トランスは、
一次側巻線と、
二次側巻線を構成する渦巻き状の導体パターンが主面に形成された複数の基板を上下に積層してなる多層基板と、
前記一次側巻線と前記二次側巻線との間の磁路を形成するコア本体部と、前記コア本体部から前記多層基板の主面に沿って延在し且つ前記二次側巻線が形成された巻線形成領域の少なくとも一部を覆う拡張コア部とを有するコアと、
を備えることを特徴とする。
A thin transformer according to one embodiment of the present invention is provided.
A primary winding;
A multilayer board formed by laminating a plurality of boards each having a spiral conductive pattern constituting the secondary winding formed on the main surface; and
A core body that forms a magnetic path between the primary winding and the secondary winding; and the secondary winding that extends from the core body along the main surface of the multilayer substrate. A core having an extended core portion covering at least a part of the winding forming region formed with
It is characterized by providing.
また、前記薄型トランスにおいて、
前記コアの前記拡張コア部は、前記巻線形成領域の全体を覆ってもよい。
In the thin transformer,
The extended core portion of the core may cover the entire winding formation region.
また、前記薄型トランスにおいて、
前記二次側巻線は、1つ又は電気的に接続された複数の前記導体パターンから構成され、第1の二次電圧を発生させる第1の二次側巻線と、前記第1の二次側巻線を構成しない1つ又は電気的に接続された複数の前記導体パターンから構成され、第2の二次電圧を発生させる第2の二次側巻線と、を有してもよい。
In the thin transformer,
The secondary winding is composed of one or a plurality of electrically connected conductor patterns, and generates a first secondary voltage, and the first secondary winding. A second secondary winding that is configured from one or a plurality of the electrically connected conductor patterns that do not constitute a secondary winding and generates a second secondary voltage. .
また、前記薄型トランスにおいて、
前記第1の二次側巻線を構成する導体パターン及び前記第2の二次側巻線を構成する導体パターンのうち、前記拡張コア部により覆われる部分の長さが互いに異なるようにしてもよい。
In the thin transformer,
Of the conductor pattern constituting the first secondary winding and the conductor pattern constituting the second secondary winding, the lengths of the portions covered by the extension core portion may be different from each other. Good.
また、前記薄型トランスにおいて、
前記一次側巻線は、ボビンの筒部に巻回された導線からなり、
前記コアは、前記多層基板の下面側に配置された第1の基部、前記第1の基部から立設され且つ前記ボビンの前記筒部内に挿通された第1の柱部、及び前記第1の基部から立設され且つ前記導体パターンにより囲われた領域における前記多層基板を貫通する貫通孔に挿通された第2の柱部を含む第1のコアと、前記多層基板の上面側に配置された第2の基部および前記第2の基部と一体的に設けられた前記拡張コア部を含む第2のコアとを有してもよい。
In the thin transformer,
The primary winding is composed of a conductive wire wound around a cylindrical portion of a bobbin,
The core includes a first base portion disposed on a lower surface side of the multilayer substrate, a first pillar portion standing from the first base portion and inserted into the cylindrical portion of the bobbin, and the first pillar portion. A first core including a second pillar portion inserted through a through-hole penetrating the multilayer substrate in a region standing from a base and surrounded by the conductor pattern; and disposed on an upper surface side of the multilayer substrate You may have a 2nd core including the said 2nd base and the said 2nd base, and the 2nd core containing the said extended core part provided integrally.
また、前記薄型トランスにおいて、
前記多層基板の一端には、前記ボビンの平面形状より大きな切り欠き部が設けられ、
前記ボビンは、前記多層基板と接触せず且つ前記多層基板と同一平面内に配置されるように、前記切り欠き部内に収納されていてもよい。
In the thin transformer,
One end of the multilayer substrate is provided with a cutout portion larger than the planar shape of the bobbin,
The bobbin may be accommodated in the notch so as not to contact the multilayer substrate and to be disposed in the same plane as the multilayer substrate.
また、前記薄型トランスにおいて、
前記コアは、フェライトからなるようにしてもよい。
In the thin transformer,
The core may be made of ferrite.
本発明による薄型トランスでは、一次側巻線と二次側巻線との間の磁路を形成するコア本体部から多層基板の主面に沿って延在し、かつ二次側巻線が形成された巻線形成領域の少なくとも一部を覆う拡張コア部を設けることにより、二次側巻線に鎖交する磁束の数を微調整することが可能になる。 In the thin transformer according to the present invention, a secondary winding is formed extending from the core body forming the magnetic path between the primary winding and the secondary winding along the main surface of the multilayer substrate. By providing the extended core portion that covers at least a part of the formed winding formation region, it is possible to finely adjust the number of magnetic fluxes linked to the secondary winding.
その結果、本発明によれば、薄型トランスのインダクタンス値を、インダクタンス調整用回路などを付加することなく簡易な構成で、二次側巻線のターン数を増減させる場合よりも細かく調整することができる。 As a result, according to the present invention, the inductance value of the thin transformer can be adjusted more finely than a case where the number of turns of the secondary winding is increased or decreased with a simple configuration without adding an inductance adjustment circuit or the like. it can.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the component which has an equivalent function is attached | subjected the same code | symbol, and detailed description of the component of the same code | symbol is not repeated.
まず、図1〜図3を用いて、本実施形態による薄型トランスについて説明する。 First, the thin transformer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の一実施形態による薄型トランス1を有するモジュールの平面図を示している。図2は、当該モジュールの多層基板20の平面図である。図3は、本発明の一実施形態による薄型トランス1の断面図である。
FIG. 1 shows a plan view of a module having a
図1に示すモジュールは、AC/DCコンバータ回路等の電力変換回路を構成する薄型トランス1及び薄型コアコイル(チョークコイル)2を有する。
The module shown in FIG. 1 includes a
薄型トランス1は、図3に示すように、一次側巻線が巻回された筒部11を有するボビン10と、二次側巻線を構成する渦巻き状の導体パターンが主面に形成された複数の基板を上下に積層してなる多層基板20と、コア70とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
ボビン10は、図3に示すように、薄型トランス1の一次側巻線が巻回された筒部11と、この筒部11の両端に設けられたフランジ部12とを有する。このボビン10は、好ましくは樹脂製である。
As shown in FIG. 3, the
一次側巻線は、ボビン10の筒部11に巻回された導線13からなる。導線13の一端は、図1に示すように、ボビン10から引き出され、多層基板20の表面に設けられたランドにはんだ付けされている。なお、導線13としては、一次側巻線における渦電流を可及的に抑制するため、表面に絶縁処理を施した細い銅線(例えば0.08mm径)を撚り合わせたリッツ線を用いることが好ましい。
The primary winding is composed of a conducting
図2に示すように、多層基板20の一端には、ボビン10の平面形状より大きな切り欠き部26が設けられている。ボビン10は、図1に示すように、多層基板20と接触せず、かつ多層基板20と同一平面内に配置されるように、切り欠き部26内に収納されている。
As shown in FIG. 2, a
多層基板20は、図3に示すように、渦巻き状の導体パターン22が主面に形成された複数の基板21を積層したものとして構成されている。導体パターン22は基板21の両面に形成されており、基板21間にはプリプレグ24が介装されている。導体パターン22は基板21の片面にのみ形成されていてもよい。導体パターン22同士は、基板21に設けられたビア23またはスルーホール(図示せず)により電気的に接続され、二次側巻線を構成している。なお、一つの導体パターン22により二次側巻線を構成してもよい。
As shown in FIG. 3, the
多層基板20の表面には、図1に示すように、チップ部品やIC等の各種の電子部品27がはんだ付けされている。
As shown in FIG. 1, various
上記のように、薄型トランス1の一次側巻線はボビン10に巻回された導線13で構成され、一方、二次側巻線は、1つ導体パターン22又は電気的に接続された複数の導体パターン22で構成されている。即ち、二次側巻線は、多層基板20に内蔵されたシートコイルで構成される。なお、一次側巻線は、ボビン10の筒部11に巻回された導線13で構成される場合に限らず、二次側巻線と同様に、多層基板20に内蔵されたシートコイルで構成されてもよい。
As described above, the primary side winding of the
多層基板20には、図2に示すように、貫通孔25,30〜32が設けられている。貫通孔25は、図2に示すように導体パターン22により囲われた領域における多層基板20を貫通するように形成され、図3に示すように薄型トランス1のコア70の柱部71cを挿通させる。貫通孔30〜32は、薄型コアコイル2のコア50の柱部を挿通させるために設けられている。
As shown in FIG. 2, the
次に、コア70の構成について詳しく説明する。 Next, the configuration of the core 70 will be described in detail.
コア70は、図3に示すように、第1のコア71と、第2のコア72とを有する。このコア70は、例えばフェライトからなる。図3に示すように、コア70ギャップは、絶縁材料73により埋められていてもよい。
As shown in FIG. 3, the
第1のコア71は、多層基板20の下面側に配置された基部71a、及び基部71aから立設された柱部71b,71cを含む。基部71aの平面形状は、略長方形状である。図3に示すように、柱部71bはボビン10の筒部11内に挿通され、柱部71cは多層基板20の貫通孔25に挿通される。
The
第2のコア72は、多層基板20の上面側に配置された基部72aと、この基部72aと一体的に設けられた拡張コア部72bとを含む。図1に示すように、基部72の平面形状は、略ホームベース状である。基部72aの平面形状は、第1のコア71の基部71aとほぼ同じ略長方形状である。
The
拡張コア部72bは、図1〜図3からわかるように、巻線形成領域Cの全体を覆うように巻線形成領域Cの上方に配置されている。ここで、巻線形成領域Cは、図2に示すように、多層基板20の、二次側巻線が形成された領域である。
As can be seen from FIGS. 1 to 3, the
コア70は、機能的な観点からは、一次側巻線と二次側巻線との間の磁路を形成するコア本体部と、拡張コア部72bとを有するものとして捉えることができる。コア本体部は、第1のコア71と、第2のコア72の基部72aとから構成される。拡張コア部72bは、図3に示すように、コア本体部から多層基板20の主面に沿って延在している。
From a functional point of view, the core 70 can be understood as having a core main body portion that forms a magnetic path between the primary side winding and the secondary side winding, and an
なお、拡張コア部72bは、必ずしも巻線形成領域Cの全体を覆う必要はない。覆う場所や面積は、所望のインダクタンス値に応じて決めてよい。即ち、所望のインダクタンス値に応じて、拡張コア部72bは巻線形成領域Cの少なくとも一部を覆う。
In addition, the
上記のように、本実施形態による薄型トランス1では、拡張コア部72bを設けて第2のコア72を略ホームベース状とし、それにより、二次側巻線に鎖交する磁束の数を微調整する。その結果、インダクタンス調整用回路などを付加することなく簡易な構成で、薄型トランス1のインダクタンス値を、二次側巻線のターン数(即ち、導体パターン22の数)を増減させる場合よりも細かく調整することができる。
As described above, in the
なお、第2のコア72の平面形状としては、略ホームベース状に限らず、例えばT字型など、巻線形成領域Cを覆うように形成されていれば任意の形状でよい。
The planar shape of the
また、拡張コア部は、第2のコア72に設ける場合に限らず、第1のコア71に設けてもよく、さらには、第1のコア71と第2のコア72の両方に設けてもよい。
Further, the extended core portion is not limited to being provided in the
また、本実施形態では、コア70は、コの字型の第1のコア71と平板状の第2のコア72とを組み合わせて構成されているが、これに限らず、任意の形状のコア部材を組み合わせて、コア本体部と拡張コア部とを有するコアを構成してもよい。
Further, in the present embodiment, the
次に、本実施形態による薄型トランスの変形例について説明する。変形例による薄型トランスは、複数の二次電圧を出力可能な多出力型トランスである。 Next, a modification of the thin transformer according to the present embodiment will be described. The thin transformer according to the modification is a multi-output transformer capable of outputting a plurality of secondary voltages.
本変形例による薄型トランスの二次側巻線は、複数のグループにより構成されている。即ち、二次側巻線は、第1の二次電圧(V1)を発生させる第1の二次側巻線と、第2の二次電圧(V2)を発生させる第2の二次側巻線とを有する。第1の二次側巻線は、1つ又は電気的に接続された複数の導体パターンから構成される。第2の二次側巻線は、第1の二次側巻線を構成しない、1つ又は電気的に接続された複数の導体パターンから構成される。 The secondary winding of the thin transformer according to this modification is composed of a plurality of groups. That is, the secondary side winding includes a first secondary side winding that generates the first secondary voltage (V1) and a second secondary side winding that generates the second secondary voltage (V2). With lines. The first secondary winding is composed of one or a plurality of electrically connected conductor patterns. The second secondary winding is composed of one or a plurality of electrically connected conductor patterns that do not constitute the first secondary winding.
図4(a)は、第1の二次側巻線を構成する導体パターン22Aの一例を示す平面図であり、図4(b)は、第2の二次側巻線を構成する導体パターン22Bの一例を示す平面図である。
FIG. 4A is a plan view showing an example of a
図4(a)及び(b)に示すように、導体パターン22A及び導体パターン22Bのうち、拡張コア部72bにより覆われる部分の長さが互いに異なる。これにより、導体パターンに鎖交する磁束数を、第1の二次側巻線と第2の二次側巻線とで個別に変化させることが可能となる。したがって、本変形例によれば、二次電圧V1,V2を個別に調整することができる。なお、拡張コア部72bにより覆われる部分の長さのほか、導体パターンの太さや形状を変えてもよい。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the lengths of the portions of the
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。 Based on the above description, those skilled in the art may be able to conceive additional effects and various modifications of the present invention, but the aspects of the present invention are not limited to the individual embodiments described above. . You may combine suitably the component covering different embodiment. Various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
1 薄型トランス
2 薄型コアコイル
10 ボビン
11 筒部
12 フランジ部
13 導線
20 多層基板
21 基板
22,22A,22B 導体パターン
23 ビア
24 プリプレグ
25 貫通孔
26 切り欠き部
27 電子部品
30,31,32 貫通孔
70 (トランスの)コア
71 第1のコア(コの字形コア)
71a 基部
71b,71c 柱部
72 第2のコア
72a 基部
72b 拡張コア部
73 (ギャップを埋める)絶縁材料
A 巻線形成領域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
二次側巻線を構成する渦巻き状の導体パターンが主面に形成された複数の基板を上下に積層してなる多層基板と、
前記一次側巻線と前記二次側巻線との間の磁路を形成するコア本体部と、前記コア本体部から前記多層基板の主面に沿って延在し且つ前記二次側巻線が形成された巻線形成領域の少なくとも一部を覆う拡張コア部とを有するコアと、
を備えることを特徴とする薄型トランス。 A primary winding;
A multilayer board formed by laminating a plurality of boards each having a spiral conductive pattern constituting the secondary winding formed on the main surface; and
A core body that forms a magnetic path between the primary winding and the secondary winding; and the secondary winding that extends from the core body along the main surface of the multilayer substrate. A core having an extended core portion covering at least a part of the winding forming region formed with
A thin transformer comprising:
前記コアは、前記多層基板の下面側に配置された第1の基部、前記第1の基部から立設され且つ前記ボビンの前記筒部内に挿通された第1の柱部、及び前記第1の基部から立設され且つ前記導体パターンにより囲われた領域における前記多層基板を貫通する貫通孔に挿通された第2の柱部を含む第1のコアと、前記多層基板の上面側に配置された第2の基部および前記第2の基部と一体的に設けられた前記拡張コア部を含む第2のコアとを有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の薄型トランス。 The primary winding is composed of a conductive wire wound around a cylindrical portion of a bobbin,
The core includes a first base portion disposed on a lower surface side of the multilayer substrate, a first pillar portion standing from the first base portion and inserted into the cylindrical portion of the bobbin, and the first pillar portion. A first core including a second pillar portion inserted through a through-hole penetrating the multilayer substrate in a region standing from a base and surrounded by the conductor pattern; and disposed on an upper surface side of the multilayer substrate 5. The thin transformer according to claim 1, further comprising: a second base portion and a second core including the extended core portion provided integrally with the second base portion.
前記ボビンは、前記多層基板と接触せず且つ前記多層基板と同一平面内に配置されるように、前記切り欠き部内に収納されていることを特徴とする請求項5に記載の薄型トランス。 One end of the multilayer substrate is provided with a cutout portion larger than the planar shape of the bobbin,
The thin transformer according to claim 5, wherein the bobbin is accommodated in the cutout portion so as not to contact the multilayer substrate and to be disposed in the same plane as the multilayer substrate.
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