JP2016006848A - Transformer module and power reception device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transformer module improved in heat dissipation performance, and a power reception device comprising the same.SOLUTION: A transformer module includes a plurality of transformers that have high-voltage and low-voltage parts and that are mounted on a component side of a printed-circuit board 5, and conductor patterns 51 and 52 for heat dissipation, which are provided on the backside of the printed-circuit board 5 facing the component side. In the plurality of transformers, the low-voltage parts are connected to the conductor patterns 51 and 52 for heat dissipation. The conductor patterns 51 and 52 for heat dissipation are formed in positions not to overlap mounting electrodes 31A, 31B, 32A, 32B, 33A and 33B of a terminal of the high-voltage part in a plan view.

Description

本発明は、複数のトランスで構成されるトランスモジュール、及び、それを備えた受電装置に関する。   The present invention relates to a transformer module including a plurality of transformers, and a power receiving apparatus including the transformer module.

送電装置から受電装置へワイヤレスで電力伝送を行うシステムとして、電界結合方式が知られている。この電界結合方式の電力伝送システムでは、送電装置のアクティブ電極から受電装置のアクティブ電極に電界を介して電力が伝送される。そして、電力伝送効率を高めるために、送電装置で昇圧した電圧を受電装置へ伝送し、受電装置で伝送された電圧を降圧する高電圧伝送が行われる。   An electric field coupling method is known as a system that wirelessly transmits power from a power transmission device to a power reception device. In this electric field coupling type power transmission system, power is transmitted from the active electrode of the power transmission apparatus to the active electrode of the power reception apparatus via an electric field. And in order to raise electric power transmission efficiency, the high voltage transmission which transmits the voltage boosted with the power transmission apparatus to a power receiving apparatus, and pressure | voltage-falls the voltage transmitted with the power receiving apparatus is performed.

特許文献１には、高電圧用の高周波トランスに関する発明が開示されている。この特許文献１に係る高周波トランスは、複数のトランスの２次巻線を並列接続できる構成としてある。この構成により、低電圧大電流の高周波電力を出力することができる。   Patent Document 1 discloses an invention related to a high-frequency transformer for high voltage. The high-frequency transformer according to Patent Document 1 has a configuration in which secondary windings of a plurality of transformers can be connected in parallel. With this configuration, high-frequency power with a low voltage and a large current can be output.

特開２０１２−８００１１号公報JP 2012-80011 A

しかしながら、特許文献１に記載のように低電圧大電流の電力を出力する場合、トランスが発熱し、それに伴う不具合が生じるおそれがある。   However, as described in Patent Document 1, when low-voltage and large-current power is output, the transformer generates heat, and there is a possibility that a problem associated therewith may occur.

そこで、本発明の目的は、放熱性能を向上させたトランスモジュール、及び、それを備えた受電装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a transformer module with improved heat dissipation performance and a power receiving device including the transformer module.

本発明に係るトランスモジュールは、高電圧部及び低電圧部を有し、基板の第１主面に実装された複数のトランスと、前記第１主面に対向する前記基板の第２主面、前記基板の内層、又は、前記内層及び前記第２主面の両方に設けられた放熱用導体パターンと、を備え、前記複数のトランスは、前記低電圧部の端子が前記放熱用導体パターンに接続され、前記放熱用導体パターンは、平面視で前記高電圧部の端子の実装用電極とは重ならない位置に形成されている、ことを特徴とする。   A transformer module according to the present invention has a high voltage portion and a low voltage portion, a plurality of transformers mounted on a first main surface of a substrate, a second main surface of the substrate facing the first main surface, A heat dissipating conductor pattern provided on the inner layer of the substrate or both the inner layer and the second main surface, and the plurality of transformers are connected to the heat dissipating conductor pattern at terminals of the low-voltage part. The heat dissipating conductor pattern is formed at a position that does not overlap with the mounting electrode of the terminal of the high voltage portion in plan view.

この構成では、大電流が流れるトランスの低電圧部が放熱用導体パターンに接続されているため、トランスの低電圧部に大電流が流れることで発せられる熱を、放熱用導体パターンを介して放出することができる。これにより、大電流が流れることによるトランスの温度上昇を抑制でき、発熱による不具合を抑制できる。   In this configuration, since the low voltage part of the transformer through which a large current flows is connected to the heat dissipation conductor pattern, the heat generated by the large current flowing through the low voltage part of the transformer is released through the heat dissipation conductor pattern. can do. Thereby, the temperature rise of the transformer due to the flow of a large current can be suppressed, and problems due to heat generation can be suppressed.

また、高電圧部の端子の実装用電極と放熱用導体パターンとが重ならないため、高電圧部の端子と放熱用導体パターンとの間に形成される寄生容量を小さくできる。仮に大きい寄生容量が形成された場合、高電圧部と低電圧部とが、放熱用導体パターン及び寄生容量を介して接続されることになるので、トランスにおける電力損失が生じる。このため、形成される寄生容量を小さくすることで、トランスの電力損失を抑制できる。特に、電力伝送システムにおいて、伝送された高電圧を降圧するトランス部に、本発明に係るトランスモジュールを用いた場合、寄生容量による伝送損失を抑制できる。なお、低電圧部の端子と放熱用導体パターンについては、直接接続されているため、平面視で重なっても寄生容量による影響はない。   Moreover, since the mounting electrode of the terminal of the high voltage portion and the heat dissipating conductor pattern do not overlap, the parasitic capacitance formed between the terminal of the high voltage portion and the heat dissipating conductor pattern can be reduced. If a large parasitic capacitance is formed, the high voltage portion and the low voltage portion are connected via the heat dissipating conductor pattern and the parasitic capacitance, resulting in power loss in the transformer. For this reason, the power loss of the transformer can be suppressed by reducing the formed parasitic capacitance. In particular, in the power transmission system, when the transformer module according to the present invention is used in the transformer unit that steps down the transmitted high voltage, transmission loss due to parasitic capacitance can be suppressed. In addition, since the terminal of the low voltage part and the heat radiating conductor pattern are directly connected, even if they overlap in a plan view, there is no influence by the parasitic capacitance.

前記放熱用導体パターンは、平面視で前記複数のトランスの実装領域と重なる位置に設けられていることが好ましい。   It is preferable that the heat dissipating conductor pattern is provided at a position overlapping the mounting area of the plurality of transformers in plan view.

この構成では、省スペース化が図れる。   With this configuration, space can be saved.

前記低電圧部は第１端子及び第２端子を有し、前記放熱用導体パターンは、第１放熱用導体パターン及び第２放熱用導体パターンを有し、前記複数のトランスの前記低電圧部は、前記第１端子が前記第１放熱用導体パターンに接続され、前記第２端子が前記第２放熱用導体パターンに接続されることで、並列接続されていることが好ましい。   The low voltage portion has a first terminal and a second terminal, the heat dissipation conductor pattern has a first heat dissipation conductor pattern and a second heat dissipation conductor pattern, and the low voltage portions of the plurality of transformers are It is preferable that the first terminal is connected to the first heat radiation conductor pattern and the second terminal is connected to the second heat radiation conductor pattern to be connected in parallel.

この構成では、放熱用導体パターンが配線パターンを兼ねることで、省スペース化が図れる。   In this configuration, the heat radiation conductor pattern also serves as the wiring pattern, thereby saving space.

本発明に係る受電装置は、本発明に係るトランスモジュールと、前記トランスモジュールが備える前記トランスの前記高電圧部側に接続され、外部装置の外部電極との間で電界結合する第１電極及び第２電極と、前記トランスモジュールが備える前記トランスの前記低電圧部側に接続された整流平滑回路と、を備え、前記トランスモジュールは、前記第１電極及び前記第２電極に誘起された電圧を降圧し、前記整流平滑回路は、前記トランスモジュールにより降圧された電圧を整流及び平滑することを特徴とする。   The power receiving device according to the present invention includes a transformer module according to the present invention, a first electrode connected to the high voltage part side of the transformer included in the transformer module, and electrically coupled to an external electrode of the external device; Two electrodes and a rectifying / smoothing circuit connected to the low voltage part side of the transformer included in the transformer module, and the transformer module steps down the voltage induced in the first electrode and the second electrode. The rectifying / smoothing circuit rectifies and smoothes the voltage stepped down by the transformer module.

この構成によると、大電流が流れることによるトランスの温度上昇を抑制でき、トランスに接続されている整流平滑回路等の熱暴走を防止できる。また、高電圧部の端子の実装用電極と放熱用導体パターンとが重ならないため、高電圧部の端子と放熱用導体パターンとの間に寄生容量が形成されることを防止できる。これにより、寄生容量により、高電圧部と低電圧部との間に不要な経路が形成されることを防止できため、伝送損失を抑制できる。   According to this configuration, the temperature rise of the transformer due to the flow of a large current can be suppressed, and the thermal runaway of the rectifying and smoothing circuit connected to the transformer can be prevented. Moreover, since the mounting electrode of the terminal of the high voltage portion and the heat dissipating conductor pattern do not overlap, it is possible to prevent parasitic capacitance from being formed between the terminal of the high voltage portion and the heat dissipating conductor pattern. Thereby, it is possible to prevent an unnecessary path from being formed between the high voltage portion and the low voltage portion due to the parasitic capacitance, thereby suppressing transmission loss.

本発明によれば、大電流が流れるトランスの低電圧部が放熱用導体パターンに接続されているため、トランスの低電圧部に大電流が流れることで発せられる熱を、放熱用導体パターンを介して放出することができる。これにより、大電流が流れることによるトランスの温度上昇を抑制でき、発熱による不具合を抑制できる。   According to the present invention, since the low voltage part of the transformer through which a large current flows is connected to the heat dissipation conductor pattern, the heat generated by the large current flowing through the low voltage part of the transformer is passed through the heat dissipation conductor pattern. Can be released. Thereby, the temperature rise of the transformer due to the flow of a large current can be suppressed, and problems due to heat generation can be suppressed.

実施形態に係る電力伝送システムの回路図Circuit diagram of power transmission system according to an embodiment 実施形態に係るトランスモジュールの一部の外観斜視図External perspective view of a part of the transformer module according to the embodiment トランスモジュールの裏面から視た図View from the back of the transformer module （Ａ）は、図３のＡ−Ａ線における断面図、（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線における断面図(A) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, and (B) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. トランスモジュールを用いた場合の受電装置の温度変化を示す図The figure which shows the temperature change of the power receiving device when the transformer module is used 図５と対比するために、トランスモジュールを用いない場合の受電装置の温度変化を示す図The figure which shows the temperature change of the receiving device when not using a transformer module for contrast with FIG. 放熱用導体パターンの変形例を示す図The figure which shows the modification of the conductor pattern for heat dissipation 放熱用導体パターンの変形例を示す図The figure which shows the modification of the conductor pattern for heat dissipation 放熱用導体パターンをプリント基板５内部に形成した場合の、トランスモジュールの断面図Sectional view of transformer module when conductor pattern for heat dissipation is formed inside printed circuit board 5

以下の実施形態では、本発明に係るトランスモジュールを、送電装置から受電装置へワイヤレスで電力を伝送する電力伝送システムの受電装置に用いた場合について説明する。   In the following embodiments, a case where the transformer module according to the present invention is used for a power receiving device of a power transmission system that wirelessly transmits power from the power transmitting device to the power receiving device will be described.

図１は、本実施形態に係る電力伝送システム１００の回路図である。電力伝送システム１００は、送電装置１０１と受電装置２０１とを備えている。受電装置２０１は負荷回路ＲＬを備えている。この負荷回路ＲＬは充電回路及び二次電池を含む。なお、二次電池は受電装置２０１に対し着脱式であってもよい。そして、受電装置２０１は、その二次電池を備えた、例えば携帯電子機器である。携帯電子機器としては携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯音楽プレーヤ、ノート型ＰＣ、デジタルカメラなどが挙げられる。送電装置１０１は、載置された受電装置２０１の二次電池を充電するための充電台である。   FIG. 1 is a circuit diagram of a power transmission system 100 according to the present embodiment. The power transmission system 100 includes a power transmission device 101 and a power reception device 201. The power receiving apparatus 201 includes a load circuit RL. The load circuit RL includes a charging circuit and a secondary battery. Note that the secondary battery may be detachable from the power receiving apparatus 201. And the power receiving apparatus 201 is a portable electronic device provided with the secondary battery, for example. Examples of the portable electronic device include a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant), a portable music player, a notebook PC, and a digital camera. The power transmission device 101 is a charging stand for charging the secondary battery of the power receiving device 201 placed thereon.

なお、送電装置１０１は、本発明に係る「外部装置」に相当する。   The power transmission device 101 corresponds to an “external device” according to the present invention.

送電装置１０１は、直流電圧を出力する電源１１を備えている。電源１１はＡＣアダプタである。ＡＣアダプタは商用電源に接続されていて、ＡＣ１００Ｖ〜２４０Ｖを例えばＤＣ５Ｖ又は１９Ｖ等へ変換する。   The power transmission apparatus 101 includes a power supply 11 that outputs a DC voltage. The power source 11 is an AC adapter. The AC adapter is connected to a commercial power source, and converts AC 100V to 240V into, for example, DC 5V or 19V.

電源１１にはインバータ回路１２が接続されている。インバータ回路１２は、４つのＭＯＳ−ＦＥＴによるスイッチ素子を備えている。スイッチ素子は不図示のドライバによりＰＷＭ制御される。インバータ回路１２は、スイッチ素子がオンオフされることで、直流電圧を交流電圧に変換する。   An inverter circuit 12 is connected to the power supply 11. The inverter circuit 12 is provided with four MOS-FET switching elements. The switch element is PWM controlled by a driver (not shown). The inverter circuit 12 converts a DC voltage into an AC voltage by turning on and off the switch element.

インバータ回路１２の出力側には昇圧トランス１３の１次巻線が接続されている。インバータ回路１２で変換された交流電圧は、昇圧トランス１３に印加される。昇圧トランス１３の２次巻線には、アクティブ電極１４及びパッシブ電極１５が接続されている。昇圧トランス１３は、インバータ回路１２から印加された交流電圧を昇圧し、アクティブ電極１４及びパッシブ電極１５へ印加する。   The primary winding of the step-up transformer 13 is connected to the output side of the inverter circuit 12. The AC voltage converted by the inverter circuit 12 is applied to the step-up transformer 13. An active electrode 14 and a passive electrode 15 are connected to the secondary winding of the step-up transformer 13. The step-up transformer 13 steps up the AC voltage applied from the inverter circuit 12 and applies it to the active electrode 14 and the passive electrode 15.

アクティブ電極１４及びパッシブ電極１５は、本発明に係る「外部電極」に相当する。   The active electrode 14 and the passive electrode 15 correspond to an “external electrode” according to the present invention.

受電装置２０１は、アクティブ電極２４及びパッシブ電極２５を備えている。アクティブ電極２４及びパッシブ電極２５は、本発明に係る「第１電極」及び「第２電極」に相当する。送電装置１０１に受電装置２０１を載置（装着）した場合、アクティブ電極１４，２４同士、パッシブ電極１５，２５同士がそれぞれ間隙を介して対向する。この対向配置により、アクティブ電極１４，２４同士、パッシブ電極１５，２５同士が電界結合する。この結合を介して送電装置１０１の電極と受電装置２０１の電極が非接触の状態で送電装置１０１から受電装置２０１へ電力が伝送される。   The power receiving device 201 includes an active electrode 24 and a passive electrode 25. The active electrode 24 and the passive electrode 25 correspond to a “first electrode” and a “second electrode” according to the present invention. When the power receiving apparatus 201 is mounted (mounted) on the power transmitting apparatus 101, the active electrodes 14 and 24 and the passive electrodes 15 and 25 face each other through a gap. By this opposing arrangement, the active electrodes 14 and 24 and the passive electrodes 15 and 25 are electrically coupled. Through this coupling, power is transmitted from the power transmitting apparatus 101 to the power receiving apparatus 201 in a state where the electrode of the power transmitting apparatus 101 and the electrode of the power receiving apparatus 201 are not in contact with each other.

アクティブ電極２４及びパッシブ電極２５には、本実施形態に係るトランスモジュール２０が接続されている。トランスモジュール２０は、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２及び出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を備えている。入力端子ＩＮ１にはアクティブ電極２４が接続され、入力端子ＩＮ２にはパッシブ電極２５が接続されている。出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２には、負荷回路ＲＬが接続されている。   A transformer module 20 according to this embodiment is connected to the active electrode 24 and the passive electrode 25. The transformer module 20 includes input terminals IN1 and IN2 and output terminals OUT1 and OUT2. An active electrode 24 is connected to the input terminal IN1, and a passive electrode 25 is connected to the input terminal IN2. A load circuit RL is connected to the output terminals OUT1 and OUT2.

トランスモジュール２０は、同じ構成の３つのトランス２１，２２，２３、整流平滑回路２６及びＤＣ／ＤＣコンバータ２７を備えている。３つのトランス２１，２２，２３は、それぞれ１次巻線ｎ１１，ｎ２１，ｎ３１と、２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２とを備えている。３つのトランス２１，２２，２３は降圧トランスであって、１次巻線ｎ１１，ｎ２１，ｎ３１は本発明に係る「高電圧部」に相当し、２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２は本発明に係る「低電圧部」に相当する。   The transformer module 20 includes three transformers 21, 22, 23 having the same configuration, a rectifying / smoothing circuit 26, and a DC / DC converter 27. The three transformers 21, 22, and 23 include primary windings n11, n21, and n31 and secondary windings n12, n22, and n32, respectively. The three transformers 21, 22, and 23 are step-down transformers. The primary windings n11, n21, and n31 correspond to the “high voltage portion” according to the present invention, and the secondary windings n12, n22, and n32 are included in the present invention. Corresponds to the “low voltage part”.

１次巻線ｎ１１，ｎ２１，ｎ３１は、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２の間に直列接続されている。詳しくは、トランス２１の１次巻線ｎ１１の一端は入力端子ＩＮ１に接続され、他端は、トランス２２の１次巻線ｎ２１の一端に接続されている。トランス２２の１次巻線ｎ２１の他端は、トランス２３の１次巻線ｎ３１の一端に接続されている。トランス２３の１次巻線ｎ３１の他端は、入力端子ＩＮ２に接続されている。   The primary windings n11, n21, and n31 are connected in series between the input terminals IN1 and IN2. Specifically, one end of the primary winding n11 of the transformer 21 is connected to the input terminal IN1, and the other end is connected to one end of the primary winding n21 of the transformer 22. The other end of the primary winding n21 of the transformer 22 is connected to one end of the primary winding n31 of the transformer 23. The other end of the primary winding n31 of the transformer 23 is connected to the input terminal IN2.

２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２は並列接続されている。後に詳述するが、トランスモジュール２０はプリント基板等の回路基板の主面に、放熱用導体パターン５１，５２が形成されている。２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２の一端は放熱用導体パターン５１に接続され、他端は放熱用導体パターン５２に接続されている。これにより、２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２は並列接続されている。電流が流れることで２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２に生じる熱は、放熱用導体パターン５１，５２を介することで、回路基板内及び主面に沿ってトランスモジュール２０外部へ放出される。さらに、トランス２１，２２，２３から生じ、回路基板に放散された熱は、回路基板を支持する部位を介して受電装置２０１の筐体に伝わることにより、あるいは、回路基板周辺の大気中に伝わることにより、トランスモジュール２０外部へ放出される。   The secondary windings n12, n22, n32 are connected in parallel. As will be described in detail later, the transformer module 20 has heat radiation conductor patterns 51 and 52 formed on the main surface of a circuit board such as a printed circuit board. One ends of the secondary windings n12, n22, and n32 are connected to the heat dissipation conductor pattern 51, and the other ends are connected to the heat dissipation conductor pattern 52. Thereby, the secondary windings n12, n22, and n32 are connected in parallel. The heat generated in the secondary windings n12, n22, and n32 due to the current flow is released to the outside of the transformer module 20 along the circuit board and along the main surface via the heat dissipation conductor patterns 51 and 52. Furthermore, the heat generated from the transformers 21, 22, and 23 and dissipated to the circuit board is transmitted to the casing of the power receiving apparatus 201 through a portion that supports the circuit board or to the atmosphere around the circuit board. As a result, the transformer module 20 is discharged to the outside.

トランス２１，２２，２３は、アクティブ電極１４，２４及びパッシブ電極１５，２５に誘起された電圧を降圧する。２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２の出力側には、整流平滑回路２６が接続されている。トランス２１，２２，２３は、降圧した電圧を整流平滑回路２６へ出力する。整流平滑回路２６は、ダイオードブリッジ及び平滑回路を含み、トランス２１，２２，２３により降圧された電圧を整流及び平滑する。整流平滑回路２６には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２７は、整流平滑回路２６で整流及び平滑された電圧を所定の電圧値に変換し、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２へ出力する。   The transformers 21, 22 and 23 step down the voltages induced in the active electrodes 14 and 24 and the passive electrodes 15 and 25. A rectifying / smoothing circuit 26 is connected to the output side of the secondary windings n12, n22, n32. The transformers 21, 22, and 23 output the stepped down voltage to the rectifying and smoothing circuit 26. The rectifying / smoothing circuit 26 includes a diode bridge and a smoothing circuit, and rectifies and smoothes the voltage stepped down by the transformers 21, 22, and 23. A DC / DC converter 27 is connected to the rectifying / smoothing circuit 26. The DC / DC converter 27 converts the voltage rectified and smoothed by the rectifying and smoothing circuit 26 into a predetermined voltage value, and outputs it to the output terminals OUT1 and OUT2.

以下に、トランスモジュール２０について詳述する。トランスモジュール２０が備えるトランス２１，２２，２３は、２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２が並列接続されているため、低電圧大電流を出力する。この大電流により熱が生じ、その熱によってトランスモジュール２０に不具合が生じるおそれがある。そこで、本実施形態に係るトランスモジュール２０は、発熱を効率よく外部へ放出する放熱構造を有している。   Hereinafter, the transformer module 20 will be described in detail. Since the transformers 21, 22, and 23 included in the transformer module 20 have the secondary windings n12, n22, and n32 connected in parallel, they output a low voltage and large current. Heat is generated by this large current, and the heat may cause a malfunction in the transformer module 20. Therefore, the transformer module 20 according to the present embodiment has a heat dissipation structure that efficiently releases heat to the outside.

図２は、本実施形態に係るトランスモジュール２０の一部の外観斜視図である。図３は、トランスモジュール２０を裏面から視た図である。図４（Ａ）は、図３のＡ−Ａ線における断面図であり、図４（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。   FIG. 2 is an external perspective view of a part of the transformer module 20 according to the present embodiment. FIG. 3 is a view of the transformer module 20 viewed from the back side. 4A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.

本実施形態に係るトランスモジュール２０はプリント基板５を備えている。プリント基板５は長辺及び短辺からなる矩形状である。プリント基板５の実装面には、その長手方向に沿って、トランス２１，２２，２３、整流平滑回路２６及びＤＣ／ＤＣコンバータ２７等が実装されている。この実装面は、本発明に係る「第１主面」に相当する。なお、プリント基板５の実装面又はプリント基板５の内部には、実装面に実装された各素子を接続する不図示の配線パターンが形成されている。   The transformer module 20 according to the present embodiment includes a printed circuit board 5. The printed circuit board 5 has a rectangular shape having long sides and short sides. Transformers 21, 22, 23, a rectifying / smoothing circuit 26, a DC / DC converter 27, and the like are mounted on the mounting surface of the printed circuit board 5 along the longitudinal direction thereof. This mounting surface corresponds to a “first main surface” according to the present invention. A wiring pattern (not shown) for connecting each element mounted on the mounting surface is formed on the mounting surface of the printed circuit board 5 or inside the printed circuit board 5.

プリント基板５の裏面には、図３に示すように、独立している放熱用導体パターン５１，５２が設けられている。この裏面は、本発明に係る「第２主面」に相当する。放熱用導体パターン５１，５２は、プリント基板５の長手方向に長い帯状であって、平面視で、トランス２１，２２，２３の実装領域と重なる位置に形成されている。放熱用導体パターン５１，５２については、後に詳述する。   As shown in FIG. 3, independent heat radiation conductor patterns 51 and 52 are provided on the back surface of the printed circuit board 5. This back surface corresponds to a “second main surface” according to the present invention. The heat dissipating conductor patterns 51 and 52 are in the form of strips that are long in the longitudinal direction of the printed circuit board 5, and are formed at positions overlapping the mounting areas of the transformers 21, 22, and 23 in plan view. The heat radiating conductor patterns 51 and 52 will be described in detail later.

なお、図３は、プリント基板５の裏面の平面図であるが、プリント基板５の実装面側に形成され、トランス２１，２２，２３が有する後述の端子２１Ａが実装される実装用電極３１Ａ等を破線で示している。   3 is a plan view of the back surface of the printed circuit board 5. The mounting electrode 31A, which is formed on the mounting surface side of the printed circuit board 5 and on which terminals 21A (described later) included in the transformers 21, 22, and 23 are mounted. Is indicated by a broken line.

トランス２１，２２，２３は何れも同じ構成であるため、以下では、トランス２１について説明し、トランス２２，２３は、対応する部材の符号を括弧書きで付して説明する。   Since the transformers 21, 22 and 23 have the same configuration, the transformer 21 will be described below, and the transformers 22 and 23 will be described with reference numerals of corresponding members in parentheses.

トランス２１（２２，２３）は、図１で説明したように、１次巻線ｎ１１（ｎ２１，ｎ３１）と、２次巻線ｎ１２（ｎ２２，ｎ３２）とを有している。また、トランス２１（２２，２３）は、１次巻線ｎ１１（ｎ２１，ｎ３１）の端子である、第１高電圧用端子群２１Ａ（２２Ａ，２３Ａ）と、第２高電圧用端子群２１Ｂ（２２Ｂ，２３Ｂ）とを有している。第１高電圧用端子群２１Ａ（２２Ａ，２３Ａ）は１次巻線ｎ１１（ｎ２１，ｎ３１）の一方端に接続され、第２高電圧用端子群２１Ｂ（２２Ｂ，２３Ｂ）は１次巻線ｎ１１（ｎ２１，ｎ３１）の他方端に接続されている。また、第１高電圧用端子群２１Ａ（２２Ａ，２３Ａ）は、同電位の２つの端子を有している。第２高電圧用端子群２１Ｂ（２２Ｂ，２３Ｂ）も、同電位の２つの端子を有している。   The transformer 21 (22, 23) has a primary winding n11 (n21, n31) and a secondary winding n12 (n22, n32) as described in FIG. The transformer 21 (22, 23) is a first high voltage terminal group 21A (22A, 23A) and a second high voltage terminal group 21B (terminals of the primary winding n11 (n21, n31). 22B, 23B). The first high voltage terminal group 21A (22A, 23A) is connected to one end of the primary winding n11 (n21, n31), and the second high voltage terminal group 21B (22B, 23B) is connected to the primary winding n11. It is connected to the other end of (n21, n31). The first high voltage terminal group 21A (22A, 23A) has two terminals having the same potential. The second high voltage terminal group 21B (22B, 23B) also has two terminals having the same potential.

第１高電圧用端子群２１Ａ（２２Ａ，２３Ａ）は、プリント基板５の実装面に形成された実装用電極３１Ａ（３２Ａ，３３Ａ）に実装される（図３参照）。また、第２高電圧用端子群２１Ｂ（２２Ｂ，２３Ｂ）は、プリント基板５の実装面に形成された実装用電極３１Ｂ（３２Ｂ，３３Ｂ）に実装される（図３参照）。   The first high voltage terminal group 21A (22A, 23A) is mounted on a mounting electrode 31A (32A, 33A) formed on the mounting surface of the printed circuit board 5 (see FIG. 3). The second high voltage terminal group 21B (22B, 23B) is mounted on the mounting electrode 31B (32B, 33B) formed on the mounting surface of the printed circuit board 5 (see FIG. 3).

また、トランス２１（２２，２３）は、２次巻線ｎ１２（ｎ２２，ｎ３２）の端子である、第１低電圧用端子群２１Ｃ（２２Ｃ，２３Ｃ）と、第２低電圧用端子群２１Ｄ（２２Ｄ，２３Ｄ）とを有している。第１低電圧用端子群２１Ｃ（２２Ｃ，２３Ｃ）は２次巻線ｎ１２（ｎ２２，ｎ３２）の一方端に接続され、第２低電圧用端子群２１Ｄ（２２Ｄ，２３Ｄ）は２次巻線ｎ１２（ｎ２２，ｎ３２）の他方端に接続されている。また、第１低電圧用端子群２１Ｃ（２２Ｃ，２３Ｃ）は、同電位の３つの端子を有している。第２低電圧用端子群２１Ｄ（２２Ｄ，２３Ｄ）も、同電位の３つの端子を有している。   The transformer 21 (22, 23) includes a first low voltage terminal group 21C (22C, 23C) and a second low voltage terminal group 21D (terminals of the secondary winding n12 (n22, n32)). 22D, 23D). The first low voltage terminal group 21C (22C, 23C) is connected to one end of the secondary winding n12 (n22, n32), and the second low voltage terminal group 21D (22D, 23D) is connected to the secondary winding n12. It is connected to the other end of (n22, n32). The first low voltage terminal group 21C (22C, 23C) has three terminals having the same potential. The second low voltage terminal group 21D (22D, 23D) also has three terminals having the same potential.

第１低電圧用端子群２１Ｃ（２２Ｃ，２３Ｃ）は、プリント基板５の実装面に形成された実装用電極３１Ｃ（３２Ｃ，３３Ｃ）に実装される（図３参照）。また、第２低電圧用端子群２１Ｄ（２２Ｄ，２３Ｄ）は、プリント基板５の実装面に形成された実装用電極３１Ｄ（３２Ｄ，３３Ｄ）に実装される（図３参照）。   The first low voltage terminal group 21C (22C, 23C) is mounted on the mounting electrode 31C (32C, 33C) formed on the mounting surface of the printed circuit board 5 (see FIG. 3). The second low voltage terminal group 21D (22D, 23D) is mounted on the mounting electrode 31D (32D, 33D) formed on the mounting surface of the printed circuit board 5 (see FIG. 3).

第１低電圧用端子群２１Ｃ（２２Ｃ，２３Ｃ）は、本発明に係る「第１端子」に相当する。また、第２低電圧用端子群２１Ｄ（２２Ｄ，２３Ｄ）は、本発明に係る「第２端子」に相当する。   The first low-voltage terminal group 21C (22C, 23C) corresponds to a “first terminal” according to the present invention. The second low voltage terminal group 21D (22D, 23D) corresponds to a “second terminal” according to the present invention.

なお、本実施形態では、トランス２１（２２，２３）の１次巻線ｎ１１（ｎ２１，ｎ３１）は４端子の構成、２次巻線ｎ１２（ｎ２２，ｎ３２）は６端子の構成としているが、端子数は適宜変更可能である。例えば、図１で説明した電力伝送システム１００の回路構成の場合、１次巻線ｎ１１（ｎ２１，ｎ３１）及び２次巻線ｎ１２（ｎ２２，ｎ３２）は、それぞれ２端子の構成であってもよい。   In this embodiment, the primary winding n11 (n21, n31) of the transformer 21 (22, 23) has a 4-terminal configuration, and the secondary winding n12 (n22, n32) has a 6-terminal configuration. The number of terminals can be changed as appropriate. For example, in the case of the circuit configuration of the power transmission system 100 described in FIG. 1, the primary winding n11 (n21, n31) and the secondary winding n12 (n22, n32) may each have a two-terminal configuration. .

トランス２１（２２，２３）は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、第１スルーホール群ＴＨ１（ＴＨ３，ＴＨ５）と、第２スルーホール群ＴＨ２（ＴＨ４，ＴＨ６）とを備えている。第１スルーホール群ＴＨ１（ＴＨ３，ＴＨ５）は、２次巻線ｎ１２（ｎ２２，ｎ３２）の一端に導通している。第２スルーホール群ＴＨ２（ＴＨ４，ＴＨ６）は、２次巻線ｎ１２（ｎ２２，ｎ３２）の他端に導通している。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the transformer 21 (22, 23) includes a first through hole group TH1 (TH3, TH5), a second through hole group TH2 (TH4, TH6), and It has. The first through hole group TH1 (TH3, TH5) is electrically connected to one end of the secondary winding n12 (n22, n32). The second through hole group TH2 (TH4, TH6) is electrically connected to the other end of the secondary winding n12 (n22, n32).

図３に示すように、プリント基板５の裏面には、プリント基板５の長手方向に長い帯状の放熱用導体パターン５１，５２が形成されている。放熱用導体パターン５１，５２は、本発明に係る「第１放熱用導体パターン」及び「第２放熱用導体パターン」に相当する。放熱用導体パターン５１は、トランス２１，２２，２３の実装領域と重なる位置であって、第１低電圧用端子群２１Ｃ，２２Ｃ，２３Ｃ及び第２低電圧用端子群２１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄ側に形成されている。放熱用導体パターン５２は、トランス２１，２２，２３の実装領域と重なる位置であって、第１高電圧用端子群２１Ａ，２２Ａ，２３Ａと、第２高電圧用端子群２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ側に形成されている。   As shown in FIG. 3, strip-shaped heat-dissipating conductor patterns 51 and 52 that are long in the longitudinal direction of the printed circuit board 5 are formed on the back surface of the printed circuit board 5. The heat dissipating conductor patterns 51 and 52 correspond to the “first heat dissipating conductor pattern” and the “second heat dissipating conductor pattern” according to the present invention. The heat dissipating conductor pattern 51 overlaps the mounting area of the transformers 21, 22, 23, and is on the first low voltage terminal groups 21 C, 22 C, 23 C and the second low voltage terminal groups 21 D, 22 D, 23 D side. Is formed. The heat dissipating conductor pattern 52 overlaps the mounting area of the transformers 21, 22 and 23, and is on the side of the first high voltage terminal groups 21A, 22A and 23A and the second high voltage terminal groups 21B, 22B and 23B. Is formed.

前記のように、第１スルーホール群ＴＨ１，ＴＨ３，ＴＨ５及び第２スルーホール群ＴＨ２，ＴＨ４，ＴＨ６は、それぞれトランス２１，２２，２３の２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２の一端及び他端に導通している。したがって、トランス２１，２２，２３の２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２は、一端が放熱用導体パターン５１に導通し、他端が放熱用導体パターン５２に導通している。これにより、トランス２１，２２，２３の２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２は、図１に示すように、並列接続されている。   As described above, the first through hole groups TH1, TH3, TH5 and the second through hole groups TH2, TH4, TH6 are respectively connected to one end and the other end of the secondary windings n12, n22, n32 of the transformers 21, 22, 23. Is conducting. Therefore, the secondary windings n12, n22, n32 of the transformers 21, 22, 23 have one end connected to the heat dissipating conductor pattern 51 and the other end connected to the heat dissipating conductor pattern 52. Thereby, the secondary windings n12, n22, and n32 of the transformers 21, 22, and 23 are connected in parallel as shown in FIG.

トランス２１，２２，２３は降圧トランスであり、その２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２には１次巻線ｎ１１，ｎ２１，ｎ３１に比べ大電流が流れる。この電流により発せられる熱は、その一部がトランス２１，２２，２３のフェライトコアやコアを介してプリント基板５、その他の部品に伝わるが、大部分を、より熱伝導率の高い２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２に接続されている放熱用導体パターン５１，５２を介して放散させ、トランスモジュール２０の外部へ放出させることにより、トランスモジュール２０内の各部品の過度の温度上昇を抑制することができる。   The transformers 21, 22, and 23 are step-down transformers, and a larger current flows through the secondary windings n12, n22, and n32 than the primary windings n11, n21, and n31. A part of the heat generated by this current is transferred to the printed circuit board 5 and other parts through the ferrite cores and cores of the transformers 21, 22, and 23, and most of the heat is transferred to the secondary winding with higher thermal conductivity. By dissipating through the heat dissipating conductor patterns 51 and 52 connected to the lines n12, n22, and n32 and releasing them to the outside of the transformer module 20, an excessive temperature rise of each component in the transformer module 20 is suppressed. be able to.

図５は、トランスモジュール２０を用いた場合の受電装置２０１の温度変化を示す図である。図６は、図５と対比するために、トランスモジュール２０を用いない場合、すなわち、放熱用導体パターン５１、５２を設けていない受電装置の温度変化を示す図である。図５及び図６では、トランス２１の温度変化を実線で示し、整流平滑回路２６のダイオードの温度変化を破線で示している。   FIG. 5 is a diagram illustrating a temperature change of the power receiving device 201 when the transformer module 20 is used. FIG. 6 is a diagram showing a temperature change of the power receiving device when the transformer module 20 is not used, that is, without the heat dissipating conductor patterns 51 and 52 for comparison with FIG. 5 and 6, the temperature change of the transformer 21 is indicated by a solid line, and the temperature change of the diode of the rectifying and smoothing circuit 26 is indicated by a broken line.

トランスモジュール２０を用いていない場合、図６に示すように、電力伝送を開始してから約５０minの時点で温度が急激に上昇している。これは、ダイオードの熱暴走に起因している。これに対し、トランスモジュール２０を用いた場合、図５に示すように、電力伝送を開始してから９０min以上の連続動作させても、ダイオードの熱暴走はなく、急激な温度上昇がない。したがって、安定した電力伝送が可能である。このように、トランスモジュール２０を用いることで、大電流が流れることによるトランス２１，２２，２３の温度上昇を抑制でき、発熱による不具合を抑制できる。   When the transformer module 20 is not used, as shown in FIG. 6, the temperature rapidly rises at about 50 minutes after the start of power transmission. This is due to the thermal runaway of the diode. On the other hand, when the transformer module 20 is used, as shown in FIG. 5, there is no thermal runaway of the diode and no rapid temperature rise even if the operation is continued for 90 minutes or more after the start of power transmission. Therefore, stable power transmission is possible. Thus, by using the transformer module 20, the temperature rise of the transformers 21, 22, and 23 due to the flow of a large current can be suppressed, and problems due to heat generation can be suppressed.

また、放熱用導体パターン５１，５２は、２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２を並列接続する配線パターンを兼ねることで、配線パターンを形成する領域を確保する必要がなく、配線パターンの複雑化を回避でき、また、プリント基板５の省スペース化が図れる。   Also, the heat dissipating conductor patterns 51 and 52 also serve as a wiring pattern for connecting the secondary windings n12, n22, and n32 in parallel, so that it is not necessary to secure a region for forming the wiring pattern, thereby complicating the wiring pattern. This can be avoided and space saving of the printed circuit board 5 can be achieved.

さらに、放熱用導体パターン５２は、平面視で、プリント基板５の長手方向における外側に、トランス２１の第１高電圧用端子群２１Ａと、トランス２３の第２高電圧用端子群２３Ｂとが位置するような長さを有している。また、放熱用導体パターン５２は、トランス２１の第２高電圧用端子群２１Ｂ及びトランス２２の第１高電圧用端子群２２Ａが平面視で重なる位置、並びに、トランス２２の第２高電圧用端子群２２Ｂ及びトランス２３の第１高電圧用端子群２３Ａが平面視で重なる位置に、形成された切欠き５２Ａ，５２Ｂを有している。   Furthermore, the heat dissipating conductor pattern 52 has a first high-voltage terminal group 21A of the transformer 21 and a second high-voltage terminal group 23B of the transformer 23 on the outside in the longitudinal direction of the printed circuit board 5 in plan view. It has such a length. Further, the heat dissipating conductor pattern 52 includes a position where the second high voltage terminal group 21B of the transformer 21 and the first high voltage terminal group 22A of the transformer 22 overlap in a plan view, and the second high voltage terminal of the transformer 22 The group 22B and the first high-voltage terminal group 23A of the transformer 23 have notches 52A and 52B formed at positions where they overlap in a plan view.

これにより、放熱用導体パターン５２は、平面視で、トランス２１，２２，２３の第１高電圧用端子群２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ及び第２高電圧用端子群２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂそれぞれの実装用電極３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂと重ならない。平面視で、放熱用導体パターン５２と、実装用電極３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとが重ならないことにより、それらの間に生じる寄生容量は小さい。   Thus, the heat dissipating conductor pattern 52 is for mounting each of the first high voltage terminal groups 21A, 22A, 23A and the second high voltage terminal groups 21B, 22B, 23B of the transformers 21, 22, 23 in plan view. It does not overlap with the electrodes 31A, 32A, 33A, 31B, 32B, 33B. Since the heat dissipating conductor pattern 52 and the mounting electrodes 31A, 32A, 33A, 31B, 32B, and 33B do not overlap with each other in plan view, the parasitic capacitance generated between them is small.

仮に大きい寄生容量が生じた場合、図１の回路において、トランス２１，２２，２３の１次側と、放熱用導体パターン５２とが寄生容量で接続された構成となる。この場合、電力伝送において不要な経路が形成されることになり、電力損失が発生し、電力伝送効率が低下する。本実施形態では、不要な寄生容量が形成されないようにすることで、電力損失を抑制して、電力伝送効率の低下を抑制できる。   If a large parasitic capacitance is generated, the primary side of the transformers 21, 22, and 23 and the heat dissipating conductor pattern 52 are connected by a parasitic capacitance in the circuit of FIG. 1. In this case, an unnecessary path is formed in power transmission, power loss occurs, and power transmission efficiency is reduced. In this embodiment, by preventing unnecessary parasitic capacitance from being formed, it is possible to suppress power loss and suppress a decrease in power transmission efficiency.

なお、トランス２１，２２，２３の１次側と、放熱用導体パターン５２との間に寄生容量を生じさせない放熱用導体パターン５２の形状は、適宜変更可能である。   The shape of the heat dissipation conductor pattern 52 that does not cause parasitic capacitance between the primary side of the transformers 21, 22, and 23 and the heat dissipation conductor pattern 52 can be changed as appropriate.

図７及び図８は、放熱用導体パターン５２の変形例を示す図である。   7 and 8 are views showing modifications of the heat dissipating conductor pattern 52. FIG.

図７に示す放熱用導体パターン５３は、放熱用導体パターン５２と同様に、平面視で、プリント基板５の長手方向における外側に、トランス２１の第１高電圧用端子群２１Ａの実装用電極３１Ａと、トランス２３の第２高電圧用端子群２３Ｂの実装用電極３３Ｂとが位置するような長さを有している。また、放熱用導体パターン５３は、トランス２１の第２高電圧用端子群２１Ｂ及びトランス２２の第１高電圧用端子群２２Ａの実装用電極３１Ｂ，３２Ａが平面視で重なる位置、並びに、トランス２２の第２高電圧用端子群２２Ｂ及びトランス２３の第１高電圧用端子群２３Ａの実装用電極３２Ｂ，３３Ａが平面視で重なる位置に、形成された開口（電極が形成されていない部分）５３Ａ，５３Ｂを有している。   The heat dissipating conductor pattern 53 shown in FIG. 7, like the heat dissipating conductor pattern 52, is a mounting electrode 31 </ b> A of the first high-voltage terminal group 21 </ b> A of the transformer 21 on the outside in the longitudinal direction of the printed circuit board 5 in plan view. And a mounting electrode 33B of the second high-voltage terminal group 23B of the transformer 23. The heat dissipating conductor pattern 53 includes a position where the mounting electrodes 31B and 32A of the second high voltage terminal group 21B of the transformer 21 and the first high voltage terminal group 22A of the transformer 22 overlap in plan view, and the transformer 22 The second high voltage terminal group 22B and the mounting electrodes 32B and 33A of the first high voltage terminal group 23A of the transformer 23 are formed at positions where the mounting electrodes 32B and 33A overlap in a plan view (a portion where no electrode is formed) 53A. , 53B.

図８に示す放熱用導体パターン５４は、放熱用導体パターン５２と同様に、平面視で、プリント基板５の長手方向における外側に、トランス２１の第１高電圧用端子群２１Ａの実装用電極３１Ａと、トランス２３の第２高電圧用端子群２３Ｂの実装用電極３３Ｂとが位置するような長さを有している。また、放熱用導体パターン５４は、トランス２１の第２高電圧用端子群２１Ｂ及びトランス２２の第１高電圧用端子群２２Ａの実装用電極３１Ｂ，３２Ａが平面視で重なる位置、トランス２２の第２高電圧用端子群２２Ｂ及びトランス２３の第１高電圧用端子群２３Ａの実装用電極３２Ｂ，３３Ａが平面視で重なる位置、並びに、その間に、形成された開口５４Ａを有している。   The heat dissipating conductor pattern 54 shown in FIG. 8 is similar to the heat dissipating conductor pattern 52 in the plan view, on the outside in the longitudinal direction of the printed circuit board 5, the mounting electrode 31 </ b> A of the first high-voltage terminal group 21 </ b> A of the transformer 21. And a mounting electrode 33B of the second high-voltage terminal group 23B of the transformer 23. Further, the heat dissipating conductor pattern 54 is located at a position where the mounting electrodes 31B and 32A of the second high voltage terminal group 21B of the transformer 21 and the first high voltage terminal group 22A of the transformer 22 overlap in a plan view. 2 A position where the mounting electrodes 32B and 33A of the high voltage terminal group 22B and the first high voltage terminal group 23A of the transformer 23 overlap in a plan view and an opening 54A formed therebetween are provided.

図７及び図８の何れの場合であっても、トランス２１，２２，２３の１次側と、放熱用導体パターンとの間に生じる寄生容量は小さいため、電力伝送システム１００の電力伝送効率は低下しない。   7 and 8, since the parasitic capacitance generated between the primary side of the transformers 21, 22, and 23 and the heat dissipating conductor pattern is small, the power transmission efficiency of the power transmission system 100 is It does not decline.

また、放熱用導体パターン５２は、プリント基板５の裏面のみに形成されていなくてもよい。   Further, the heat dissipating conductor pattern 52 may not be formed only on the back surface of the printed circuit board 5.

図９は、放熱用導体パターンをプリント基板５内部に形成した場合の、トランスモジュール２０の断面図である。図９に示すように、プリント基板５の内層に、放熱用導体パターン５５，５６を形成してもよい。放熱用導体パターン５５，５６は、放熱用導体パターン５１，５２と平面視で重なる位置に形成されていてもよいし、重ならなくてもよい。また、放熱用導体パターン５１，５２と同形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。異なる形状である場合、放熱用導体パターン５５，５６は、トランス２１，２２，２３の第１高電圧用端子群２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ及び第２高電圧用端子群２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂと重ならない形状及び大きさであることが好ましい。また、プリント基板５の裏面に設けず、プリント基板５内部にのみ放熱用導体パターンを設けてもよい。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the transformer module 20 in the case where the heat dissipating conductor pattern is formed inside the printed circuit board 5. As shown in FIG. 9, heat radiating conductor patterns 55 and 56 may be formed on the inner layer of the printed circuit board 5. The heat dissipating conductor patterns 55 and 56 may be formed at positions overlapping the heat dissipating conductor patterns 51 and 52 in plan view, or may not overlap. Moreover, it may be the same shape as the heat-dissipating conductor patterns 51 and 52, or a different shape. In the case of different shapes, the heat radiation conductor patterns 55 and 56 do not overlap the first high voltage terminal groups 21A, 22A and 23A and the second high voltage terminal groups 21B, 22B and 23B of the transformers 21, 22 and 23. The shape and size are preferred. Alternatively, the heat dissipating conductor pattern may be provided only inside the printed circuit board 5 without being provided on the back surface of the printed circuit board 5.

なお、プリント基板５及び放熱用導体パターン５１には、スルーホールＴＨ７，ＴＨ９が形成され、プリント基板５及び放熱用導体パターン５２には、スルーホールＴＨ８が形成されている。スルーホールＴＨ７，ＴＨ８には、整流平滑回路２６を構成する素子が接続される。スルーホールＴＨ９には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７を構成する素子が接続される。これにより、整流平滑回路２６及びＤＣ／ＤＣコンバータ２７は、放熱用導体パターン５１，５２により、トランス２１，２２，２３の２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２に接続された構成となる。   The printed circuit board 5 and the heat radiating conductor pattern 51 have through holes TH7 and TH9, and the printed circuit board 5 and the heat radiating conductor pattern 52 have through holes TH8. Elements constituting the rectifying and smoothing circuit 26 are connected to the through holes TH7 and TH8. Elements constituting the DC / DC converter 27 are connected to the through hole TH9. Thus, the rectifying / smoothing circuit 26 and the DC / DC converter 27 are connected to the secondary windings n12, n22, n32 of the transformers 21, 22, 23 by the heat-dissipating conductor patterns 51, 52.

以上説明したように、本実施形態に係るトランスモジュール２０は、プリント基板５の裏面に放熱用導体パターン５１，５２を形成し、大電流が流れるトランス２１，２２，２３の２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２を放熱用導体パターン５１，５２に接続することで、２次巻線ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２に生じる熱を放熱用導体パターン５１，５２から外部へ放出できる。これにより、大電流が流れることによるトランス２１，２２，２３の温度上昇を抑制でき、発熱によるトランス２１，２２，２３の不具合を抑制できる。   As described above, in the transformer module 20 according to the present embodiment, the heat radiation conductor patterns 51 and 52 are formed on the back surface of the printed circuit board 5, and the secondary windings n12, By connecting n22 and n32 to the heat dissipating conductor patterns 51 and 52, heat generated in the secondary windings n12, n22 and n32 can be released from the heat dissipating conductor patterns 51 and 52 to the outside. Thereby, the temperature rise of the transformers 21, 22, and 23 due to the flow of a large current can be suppressed, and the malfunction of the transformers 21, 22, and 23 due to heat generation can be suppressed.

また、トランス２１，２２，２３の１次側と、放熱用導体パターン５１，５２との間に寄生容量が生じないようにすることで、不要な電力伝送経路が形成されないようにできる。その結果、電力伝送効率が低下するおそれを抑制できる。   Further, by preventing parasitic capacitance from being generated between the primary sides of the transformers 21, 22, and 23 and the heat dissipating conductor patterns 51 and 52, unnecessary power transmission paths can be prevented from being formed. As a result, it is possible to suppress the possibility that the power transmission efficiency is lowered.

なお、本実施形態では、銅損による発熱を抑制する場合について説明したが、トランスの発熱は鉄損によっても生じるが、本発明は、その鉄損による発熱も抑制することができる。   In the present embodiment, the case where the heat generation due to the copper loss is suppressed has been described, but the heat generation of the transformer also occurs due to the iron loss, but the present invention can also suppress the heat generation due to the iron loss.

また、本実施形態では、トランスが３個の場合の例を示したが、トランスの数は複数であれば、同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、電界結合方式による電力伝送システムの受電装置における適用例を示したが、これに限るものではなく磁界結合方式または磁界共鳴方式等その他の電力伝送システムの受電回路においても本発明のトランスモジュールを用いることもできる。例えば、磁界結合方式の場合には、降圧トランスの１次巻線（高圧側）の端子対に、受電用のコイルの両端を接続すればよい。   In the present embodiment, an example in which there are three transformers has been described. However, if the number of transformers is plural, the same effect can be obtained. Furthermore, in this embodiment, the application example in the power receiving device of the electric power transmission system by the electric field coupling method is shown, but the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to the power receiving circuit of other electric power transmission systems such as a magnetic field coupling method or a magnetic field resonance method. The inventive transformer module can also be used. For example, in the case of the magnetic field coupling method, both ends of the power receiving coil may be connected to the terminal pair of the primary winding (high voltage side) of the step-down transformer.

加えて、本発明のトランスに用いた複数のトランス、および基板に設けた放熱パターンは、電力伝送システムの送電装置における昇圧回路にも適用可能である。昇圧回路として用いる場合には、複数のトランスの１次巻線（低圧側）を並列接続し、２次巻線(高圧側)を直列接続し、放熱パターンは、１次巻線側の端子に接続することで、電流の大きい１次側の発熱を抑制できる。   In addition, the plurality of transformers used in the transformer of the present invention and the heat radiation pattern provided on the substrate can also be applied to a booster circuit in a power transmission device of a power transmission system. When used as a booster circuit, the primary windings (low voltage side) of multiple transformers are connected in parallel, the secondary windings (high voltage side) are connected in series, and the heat dissipation pattern is connected to the terminals on the primary winding side. By connecting, heat generation on the primary side with a large current can be suppressed.

５…プリント基板
１１…電源
１２…インバータ回路
１３…昇圧トランス
１４，２４…アクティブ電極
１５，２５…パッシブ電極
２０…トランスモジュール
２１，２２，２３…トランス
２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ…第１高電圧用端子群
２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ…第２高電圧用端子群
２１Ｃ，２２Ｃ，２３Ｃ…第１低電圧用端子群
２１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄ…第２低電圧用端子群
３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ…実装用電極
３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ…実装用電極
３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ…実装用電極
３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ…実装用電極
２６…整流平滑回路
２７…ＤＣ／ＤＣコンバータ
５１，５２…放熱用導体パターン
５２Ａ，５２Ｂ…切欠き
５３，５４，５５，５６…放射用導体パターン
５３Ａ，５３Ｂ…開口
５４Ａ…開口
１００…電力伝送システム
１０１…送電装置
２０１…受電装置
ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３，ＴＨ４，ＴＨ５，ＴＨ６，ＴＨ７，ＴＨ８，ＴＨ９…スルーホール
ＩＮ１，ＩＮ２…入力端子
ＯＵＴ１，ＯＵＴ２…出力端子
ｎ１１，ｎ２１，ｎ３１…１次巻線
ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２…２次巻線
ＲＬ…負荷回路 5 ... Printed circuit board 11 ... Power source 12 ... Inverter circuit 13 ... Step-up transformers 14, 24 ... Active electrodes 15, 25 ... Passive electrodes 20 ... Transformer modules 21, 22, 23 ... Transformers 21A, 22A, 23A ... First high voltage terminals Groups 21B, 22B, 23B ... second high voltage terminal groups 21C, 22C, 23C ... first low voltage terminal groups 21D, 22D, 23D ... second low voltage terminal groups 31A, 32A, 33A ... mounting electrode 31B 32B, 33B ... Mounting electrodes 31C, 32C, 33C ... Mounting electrodes 31D, 32D, 33D ... Mounting electrode 26 ... Rectifier smoothing circuit 27 ... DC / DC converter 51,52 ... Heat radiation conductor patterns 52A, 52B ... Notches 53, 54, 55, 56 ... Radiation conductor patterns 53A, 53B ... Opening 54A ... Opening 100 ... Power transmission system 10 ... Power transmission device 201 ... Power reception device TH1, TH2, TH3, TH4, TH5, TH6, TH7, TH8, TH9 ... Through holes IN1, IN2 ... Input terminals OUT1, OUT2 ... Output terminals n11, n21, n31 ... Primary winding n12 , N22, n32 ... secondary winding RL ... load circuit

Claims (4)

高電圧部及び低電圧部を有し、基板の第１主面に実装された複数のトランスと、
前記第１主面に対向する前記基板の第２主面、前記基板の内層、又は、前記内層及び前記第２主面の両方に設けられた放熱用導体パターンと、
を備え、
前記複数のトランスは、前記低電圧部の端子が前記放熱用導体パターンに接続され、
前記放熱用導体パターンは、平面視で前記高電圧部の端子の実装用電極とは重ならない位置に形成されている、
トランスモジュール。 A plurality of transformers having a high voltage portion and a low voltage portion and mounted on the first main surface of the substrate;
A second main surface of the substrate facing the first main surface, an inner layer of the substrate, or a heat dissipating conductor pattern provided on both the inner layer and the second main surface;
With
In the plurality of transformers, terminals of the low voltage part are connected to the conductive pattern for heat dissipation,
The heat dissipating conductor pattern is formed at a position that does not overlap with the mounting electrode of the terminal of the high voltage portion in plan view.
Transformer module. 前記放熱用導体パターンは、平面視で前記複数のトランスの実装領域と重なる位置に設けられている、
請求項１に記載のトランスモジュール。 The heat dissipating conductor pattern is provided at a position overlapping the mounting region of the plurality of transformers in plan view,
The transformer module according to claim 1. 前記低電圧部は第１端子及び第２端子を有し、
前記放熱用導体パターンは、第１放熱用導体パターン及び第２放熱用導体パターンを有し、
前記複数のトランスの前記低電圧部は、前記第１端子が前記第１放熱用導体パターンに接続され、前記第２端子が前記第２放熱用導体パターンに接続されることで、並列接続されている、
請求項１又は２に記載のトランスモジュール。 The low voltage part has a first terminal and a second terminal;
The heat dissipating conductor pattern has a first heat dissipating conductor pattern and a second heat dissipating conductor pattern,
The low voltage parts of the plurality of transformers are connected in parallel by connecting the first terminal to the first heat radiation conductor pattern and connecting the second terminal to the second heat radiation conductor pattern. Yes,
The transformer module according to claim 1 or 2. 請求項１から３の何れかに記載のトランスモジュールと、
前記トランスモジュールが備える前記トランスの前記高電圧部側に接続され、外部装置の外部電極との間で電界結合する第１電極及び第２電極と、
前記トランスモジュールが備える前記トランスの前記低電圧部側に接続された整流平滑回路と、
を備え、
前記トランスモジュールは、前記第１電極及び前記第２電極に誘起された電圧を降圧し、
前記整流平滑回路は、前記トランスモジュールにより降圧された電圧を整流及び平滑する、
受電装置。 The transformer module according to any one of claims 1 to 3,
A first electrode and a second electrode which are connected to the high voltage part side of the transformer included in the transformer module and which are electrically coupled to an external electrode of an external device;
A rectifying and smoothing circuit connected to the low-voltage part side of the transformer included in the transformer module;
With
The transformer module steps down the voltage induced in the first electrode and the second electrode,
The rectifying and smoothing circuit rectifies and smoothes the voltage stepped down by the transformer module;
Power receiving device.
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