JP2017011876A - Switching power source and isolator - Google Patents

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河田 裕志
Hiroshi Kawada
裕志 河田
熊原 稔
Minoru Kumahara
稔 熊原
岳洋 宮武
Takehiro Miyatake
岳洋 宮武
剛志 梶本
Tsuyoshi Kajimoto
剛志 梶本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power source and an isolator that can reduce noise while performing miniaturization.SOLUTION: A switching power supply 100 includes a primary coil P1, a secondary coil S1, a primary circuit, a secondary circuit, a multilayer substrate 3, a primary ground conductor 4, and a secondary ground conductor 5. A primary coil P1 is formed on the multilayer substrate 3. The secondary coil S1 is formed on the multilayer substrate 3 and is magnetically coupled to the primary coil P1. The primary ground conductor 4 is formed on the multilayer substrate 3 and serves as a reference potential point of the primary circuit 1. The secondary ground conductor 5 is formed on the multilayer substrate 3 and serves as a reference potential point of the secondary circuit 2. The primary ground conductor 4 is capacitively coupled with the secondary ground conductor 5.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、一般にスイッチング電源およびアイソレータ、より詳細には、多層基板に形成されるトランスを用いたスイッチング電源およびアイソレータに関する。   The present invention generally relates to a switching power supply and an isolator, and more particularly to a switching power supply and an isolator using a transformer formed on a multilayer substrate.

従来、基板に形成されるトランスを用いたスイッチング電源が知られている。このようなスイッチング電源の実装構造が、たとえば特許文献1に開示されている。特許文献1に記載のスイッチング電源は、コイル層と、配線層と、シールド層と、コアとを備えている。コイル層は、渦巻状の導体パターンを有する平板コイルを複数積み重ねられて構成されている。配線層には、スイッチング用のトランジスタ、スイッチング制御用回路、整流用のダイオードなどが実装されている。シールド層は、コイル層と配線層との間に設けられている。コアは、コイル層に対する磁気回路を構成する。   Conventionally, a switching power supply using a transformer formed on a substrate is known. Such a switching power supply mounting structure is disclosed in, for example, Patent Document 1. The switching power supply described in Patent Document 1 includes a coil layer, a wiring layer, a shield layer, and a core. The coil layer is configured by stacking a plurality of flat coils having a spiral conductor pattern. A switching transistor, a switching control circuit, a rectifying diode, and the like are mounted on the wiring layer. The shield layer is provided between the coil layer and the wiring layer. The core constitutes a magnetic circuit for the coil layer.

特開平6−325949号公報JP-A-6-325949

ところで、上記従来例のような絶縁型のスイッチング電源では、トランスを流れる高周波電流や、トランスの一次コイルと二次コイルとの間の寄生容量の影響により、ノイズが発生する。上記従来例では、このようなノイズを除去するためにキャパシタなどの部品を実装する場合、部品を実装するためのスペースを確保するためには小型化を図ることが難しいという問題がある。   By the way, in the insulation type switching power supply as in the above-described conventional example, noise is generated due to the influence of the high frequency current flowing through the transformer and the parasitic capacitance between the primary coil and the secondary coil of the transformer. In the conventional example, when a component such as a capacitor is mounted in order to remove such noise, there is a problem that it is difficult to reduce the size in order to secure a space for mounting the component.

本発明は、上記の点に鑑みてなされており、小型化を図りつつノイズを低減することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to reduce noise while reducing the size.

本発明の第1の形態のスイッチング電源は、多層基板と、前記多層基板に形成される一次コイルと、前記多層基板に形成され、前記一次コイルと磁気的に結合する二次コイルと、前記一次コイルに電気的に接続され、外部電源から前記一次コイルへの給電経路を開閉するスイッチング素子を有する一次回路と、前記二次コイルに電気的に接続され、前記二次コイルの出力を整流する整流回路を有する二次回路と、前記多層基板に形成され、前記一次回路の基準電位点となる一次グランド導体と、前記多層基板に形成され、前記二次回路の基準電位点となる二次グランド導体とを備え、前記一次グランド導体は、前記二次グランド導体と容量結合することを特徴とする。   The switching power supply according to the first aspect of the present invention includes a multilayer substrate, a primary coil formed on the multilayer substrate, a secondary coil formed on the multilayer substrate and magnetically coupled to the primary coil, and the primary A primary circuit having a switching element that is electrically connected to the coil and opens and closes a power feeding path from an external power source to the primary coil; and a rectifier that is electrically connected to the secondary coil and rectifies the output of the secondary coil A secondary circuit having a circuit, a primary ground conductor formed on the multilayer substrate and serving as a reference potential point of the primary circuit, and a secondary ground conductor formed on the multilayer substrate and serving as a reference potential point of the secondary circuit The primary ground conductor is capacitively coupled to the secondary ground conductor.

本発明の第2の形態のスイッチング電源は、第1の形態のスイッチング電源において、前記一次グランド導体および前記二次グランド導体のいずれとも電気的に絶縁された浮遊導体をさらに備え、前記浮遊導体は、前記多層基板の厚さ方向において、前記一次グランド導体と前記二次グランド導体との間に配置されることが好ましい。   A switching power supply according to a second aspect of the present invention further includes a floating conductor that is electrically insulated from both the primary ground conductor and the secondary ground conductor in the switching power supply according to the first aspect, and the floating conductor includes: In the thickness direction of the multilayer substrate, it is preferable that the multilayer substrate is disposed between the primary ground conductor and the secondary ground conductor.

本発明の第3の形態のスイッチング電源は、第2の形態のスイッチング電源において、前記多層基板は、前記一次グランド導体と前記二次グランド導体との間において、少なくとも1層の導体層を有し、前記浮遊導体は、前記導体層に形成されることが好ましい。   A switching power supply according to a third aspect of the present invention is the switching power supply according to the second aspect, wherein the multilayer substrate has at least one conductive layer between the primary ground conductor and the secondary ground conductor. The floating conductor is preferably formed on the conductor layer.

本発明の第4の形態のスイッチング電源は、第3の形態のスイッチング電源において、前記導体層は、絶縁層を挟んで複数設けられ、前記浮遊導体は、前記複数の導体層に形成されることが好ましい。   A switching power supply according to a fourth aspect of the present invention is the switching power supply according to the third aspect, wherein a plurality of the conductor layers are provided across an insulating layer, and the floating conductor is formed on the plurality of conductor layers. Is preferred.

本発明の第5の形態のスイッチング電源は、第2〜第4のいずれかの形態のスイッチング電源において、前記一次グランド導体および前記二次グランド導体の少なくとも一方は、互いに異なる層にそれぞれ形成される複数のグランド導体により構成され、前記浮遊導体は、前記複数のグランド導体のうち少なくとも1つを挟んで配置されることが好ましい。   The switching power supply according to a fifth aspect of the present invention is the switching power supply according to any one of the second to fourth aspects, wherein at least one of the primary ground conductor and the secondary ground conductor is formed in different layers. Preferably, the plurality of ground conductors are arranged, and the floating conductor is arranged with at least one of the plurality of ground conductors interposed therebetween.

本発明の第6の形態のスイッチング電源は、第2〜第5のいずれかの形態のスイッチング電源において、前記浮遊導体は、前記一次コイルおよび前記二次コイルの少なくとも一方のコイルが形成される導体層と同じ層に形成される同層の導体を有し、前記同層の導体は、前記同層の導体と同じ層に形成される前記コイルを囲むように配置されることが好ましい。   The switching power supply according to a sixth aspect of the present invention is the switching power supply according to any one of the second to fifth aspects, wherein the floating conductor is a conductor on which at least one of the primary coil and the secondary coil is formed. It is preferable to have a conductor of the same layer formed in the same layer as the layer, and the conductor of the same layer is disposed so as to surround the coil formed in the same layer as the conductor of the same layer.

本発明の第7の形態のスイッチング電源は、第1〜第6のいずれかの形態のスイッチング電源において、前記一次グランド導体および前記二次グランド導体の少なくとも一方は、同次のコイルが形成される導体層と同じ層に形成される同層のグランド導体を有し、前記同層のグランド導体は、前記同層のグランド導体と同じ層に形成される前記同次のコイルを囲むように配置されることが好ましい。   The switching power supply according to a seventh aspect of the present invention is the switching power supply according to any one of the first to sixth aspects, wherein at least one of the primary ground conductor and the secondary ground conductor is formed with the same coil. A ground conductor of the same layer formed in the same layer as the conductor layer, and the ground conductor of the same layer is disposed so as to surround the same-order coil formed in the same layer as the ground conductor of the same layer. It is preferable.

本発明の第8の形態のスイッチング電源は、第1〜第7のいずれかの形態のスイッチング電源において、前記一次グランド導体および前記二次グランド導体は、それぞれ前記一次回路および前記二次回路の電子部品が取り付けられるランドと同じ層に形成されるグランド導体を有することが好ましい。   The switching power supply according to an eighth aspect of the present invention is the switching power supply according to any one of the first to seventh aspects, wherein the primary ground conductor and the secondary ground conductor are electrons of the primary circuit and the secondary circuit, respectively. It is preferable to have a ground conductor formed on the same layer as the land to which the component is attached.

本発明の第9の形態のスイッチング電源は、第1〜第8のいずれかの形態のスイッチング電源において、前記多層基板は、外部基板に電気的に接続される表面実装用の端子をさらに備えることが好ましい。   The switching power supply according to a ninth aspect of the present invention is the switching power supply according to any one of the first to eighth aspects, wherein the multilayer substrate further includes a surface mounting terminal electrically connected to an external substrate. Is preferred.

本発明の第10の形態のアイソレータは、第1〜第9のいずれかの形態のスイッチング電源と、一次側に入力される入力信号と、前記入力信号に応じて二次側に出力される出力信号とを電気的に絶縁する絶縁回路と、前記入力信号および前記出力信号を処理する信号処理回路とを備え、前記絶縁回路および前記信号処理回路は、それぞれ前記多層基板に備えられることを特徴とする。   An isolator according to a tenth aspect of the present invention includes a switching power supply according to any one of the first to ninth aspects, an input signal input to the primary side, and an output output to the secondary side in accordance with the input signal. An insulation circuit that electrically insulates a signal; and a signal processing circuit that processes the input signal and the output signal, wherein the insulation circuit and the signal processing circuit are each provided in the multilayer substrate. To do.

本発明は、多層基板に形成される一次グランド導体と二次グランド導体とを容量結合することにより、一次回路の基準電位点と二次回路の基準電位点との間にキャパシタを形成することができる。したがって、本発明は、ノイズ除去用の部品を実装するためのスペースを確保する必要がないので、小型化を図りつつノイズを低減することができる。   According to the present invention, a capacitor can be formed between the reference potential point of the primary circuit and the reference potential point of the secondary circuit by capacitively coupling the primary ground conductor and the secondary ground conductor formed on the multilayer substrate. it can. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to secure a space for mounting a noise removing component, so that noise can be reduced while achieving miniaturization.

実施形態1に係るスイッチング電源を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a switching power supply according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るスイッチング電源を示す概略回路図である。1 is a schematic circuit diagram showing a switching power supply according to Embodiment 1. FIG. 図3A〜図3Cは、それぞれ実施形態1に係るスイッチング電源において、コア層の上方に形成される絶縁層の概略平面図である。3A to 3C are schematic plan views of an insulating layer formed above the core layer in the switching power supply according to the first embodiment. 図4A〜図4Cは、それぞれ実施形態1に係るスイッチング電源において、コア層の下方に形成される絶縁層の概略平面図である。4A to 4C are schematic plan views of an insulating layer formed below the core layer in the switching power supply according to the first embodiment. 図5Aは、実施形態に係るアイソレータを示す概略平面図である。図5Bは、実施形態に係るアイソレータを示す概略断面図である。FIG. 5A is a schematic plan view showing the isolator according to the embodiment. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing the isolator according to the embodiment. 実施形態1の変形例1に係るスイッチング電源を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a switching power supply according to Modification 1 of Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係るスイッチング電源を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a switching power supply according to Embodiment 2. FIG. 図8A〜図8Cは、それぞれ実施形態2に係るスイッチング電源において、コア層の上方に形成される絶縁層の概略平面図である。8A to 8C are schematic plan views of an insulating layer formed above the core layer in the switching power supply according to the second embodiment. 図9A〜図9Cは、それぞれ実施形態2に係るスイッチング電源において、コア層の下方に形成される絶縁層の概略平面図である。9A to 9C are schematic plan views of an insulating layer formed below the core layer in the switching power supply according to the second embodiment. 実施形態2の変形例1に係るスイッチング電源を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a switching power supply according to Modification 1 of Embodiment 2. FIG. 実施形態2の変形例2に係るスイッチング電源を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a switching power supply according to Modification 2 of Embodiment 2.

(実施形態1)
本発明の実施形態1に係るスイッチング電源100は、図1〜図4Cに示すように、一次コイルP1と、二次コイルS1と、一次回路1と、二次回路2と、多層基板3と、一次グランド導体4と、二次グランド導体5とを備える。一次コイルP1は、多層基板3に形成される。二次コイルS1は、多層基板3に形成され、一次コイルP1と磁気的に結合する。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 to 4C, the switching power supply 100 according to Embodiment 1 of the present invention includes a primary coil P1, a secondary coil S1, a primary circuit 1, a secondary circuit 2, a multilayer substrate 3, A primary ground conductor 4 and a secondary ground conductor 5 are provided. The primary coil P1 is formed on the multilayer substrate 3. The secondary coil S1 is formed on the multilayer substrate 3 and is magnetically coupled to the primary coil P1.

一次回路1は、一次コイルP1に電気的に接続され、外部電源PS1から一次コイルP1への給電経路を開閉するスイッチング素子Q1,Q2を有する。二次回路2は、二次コイルS1に電気的に接続され、二次コイルS1の出力を整流する整流回路21を有する。   The primary circuit 1 includes switching elements Q1 and Q2 that are electrically connected to the primary coil P1 and open and close a power feeding path from the external power source PS1 to the primary coil P1. The secondary circuit 2 includes a rectifier circuit 21 that is electrically connected to the secondary coil S1 and rectifies the output of the secondary coil S1.

一次グランド導体4は、多層基板3に形成され、一次回路1の基準電位点RP1となる。二次グランド導体5は、多層基板3に形成され、二次回路2の基準電位点RP2となる。そして、一次グランド導体4は、二次グランド導体5と容量結合する。   The primary ground conductor 4 is formed on the multilayer substrate 3 and serves as the reference potential point RP1 of the primary circuit 1. The secondary ground conductor 5 is formed on the multilayer substrate 3 and serves as the reference potential point RP2 of the secondary circuit 2. The primary ground conductor 4 is capacitively coupled to the secondary ground conductor 5.

また、本発明の実施形態に係るアイソレータ200は、図5A,図5Bに示すように、スイッチング電源100と、絶縁回路7と、信号処理回路6とを備える。絶縁回路7は、一次側に入力される入力信号と、入力信号に応じて二次側に出力される出力信号とを電気的に絶縁する。信号処理回路6は、入力信号および出力信号を処理する。そして、絶縁回路7および信号処理回路6は、それぞれ多層基板3に備えられる。   Further, the isolator 200 according to the embodiment of the present invention includes a switching power supply 100, an insulating circuit 7, and a signal processing circuit 6, as shown in FIGS. 5A and 5B. The insulation circuit 7 electrically insulates the input signal input to the primary side and the output signal output to the secondary side according to the input signal. The signal processing circuit 6 processes the input signal and the output signal. The insulating circuit 7 and the signal processing circuit 6 are each provided on the multilayer substrate 3.

<スイッチング電源の構成>
以下、本実施形態のスイッチング電源100について説明する。ただし、以下では、多層基板3の厚さ方向を上下方向とし、二次コイルS1から見て一次コイルP1側を上方、一次コイルP1から見て二次コイルS1側を下方として説明する。つまり、図1における上下を上下として説明する。また、以下では、多層基板3の幅方向を左右方向として説明する。つまり、図1における左右を左右として説明する。なお、これらの方向の規定は、本実施形態のスイッチング電源100の使用形態を限定する趣旨ではない。
<Configuration of switching power supply>
Hereinafter, the switching power supply 100 of this embodiment will be described. In the following description, the thickness direction of the multilayer substrate 3 is assumed to be the vertical direction, the primary coil P1 side as viewed from the secondary coil S1, and the secondary coil S1 side as viewed from the primary coil P1. That is, the upper and lower sides in FIG. Hereinafter, the width direction of the multilayer substrate 3 will be described as the left-right direction. That is, the left and right in FIG. The definition of these directions is not intended to limit the usage pattern of the switching power supply 100 of the present embodiment.

本実施形態のスイッチング電源100は、いわゆるハーフブリッジ型のDC/DCコンバータであり、図2に示すように、一次コイルP1および二次コイルS1からなるトランスと、一次回路1と、二次回路2とを備えている。   The switching power supply 100 of this embodiment is a so-called half-bridge type DC / DC converter, and as shown in FIG. 2, a transformer including a primary coil P1 and a secondary coil S1, a primary circuit 1, and a secondary circuit 2 And.

一次回路1は、一次コイルP1に電気的に接続されている。一次回路1は、2つのスイッチング素子Q1,Q2と、キャパシタC1と、制御回路11とを備えている。スイッチング素子Q1は、pチャネルのエンハンスメント型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。また、スイッチング素子Q2は、nチャネルのエンハンスメント型MOSFETである。   The primary circuit 1 is electrically connected to the primary coil P1. The primary circuit 1 includes two switching elements Q1 and Q2, a capacitor C1, and a control circuit 11. The switching element Q1 is a p-channel enhancement type MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). The switching element Q2 is an n-channel enhancement type MOSFET.

スイッチング素子Q1は、ドレインが直流電源である外部電源PS1に、ゲートが制御回路11に、ソースがキャパシタC1を介して一次コイルP1の両端のうちの第1端にそれぞれ電気的に接続されている。スイッチング素子Q2は、ドレインがスイッチング素子Q1のソースに、ゲートが制御回路11に、ソースが基準電位点RP1および一次コイルP1の両端のうちの第2端にそれぞれ電気的に接続されている。ここで、基準電位点RP1は、一次回路1のグランド(ground)である。   The switching element Q1 has a drain electrically connected to the external power source PS1, which is a DC power source, a gate electrically connected to the control circuit 11, and a source electrically connected to the first end of both ends of the primary coil P1 via the capacitor C1. . The switching element Q2 has a drain electrically connected to the source of the switching element Q1, a gate electrically connected to the control circuit 11, and a source electrically connected to the reference potential point RP1 and the second end of both ends of the primary coil P1. Here, the reference potential point RP1 is the ground of the primary circuit 1.

スイッチング素子Q1,Q2は、それぞれ制御回路11から与えられる駆動信号によりオン/オフすることで、外部電源PS1から一次コイルP1への給電経路を開閉する。なお、スイッチング素子Q1,Q2は、バイポーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などであってもよい。   The switching elements Q1 and Q2 are turned on / off by a drive signal supplied from the control circuit 11, thereby opening and closing a power feeding path from the external power source PS1 to the primary coil P1. Switching elements Q1 and Q2 may be bipolar transistors or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).

キャパシタC1は、一次コイルP1と直列に電気的に接続されている。キャパシタC1は、一次コイルP1と共に一次側の共振回路を形成する。   The capacitor C1 is electrically connected in series with the primary coil P1. The capacitor C1 forms a primary side resonance circuit together with the primary coil P1.

制御回路11は、たとえばマイコン(マイクロコンピュータ)により構成されている。制御回路11は、スイッチング素子Q1,Q2の各々に駆動信号を与えることで、スイッチング素子Q1,Q2をオン/オフし、一次コイルP1を駆動する。   The control circuit 11 is constituted by a microcomputer (microcomputer), for example. The control circuit 11 supplies a drive signal to each of the switching elements Q1 and Q2, thereby turning on / off the switching elements Q1 and Q2 and driving the primary coil P1.

二次回路2は、二次コイルS1に電気的に接続されている。二次回路2は、整流回路21と、低損失レギュレータ(Low Drop-Out regulator:LDO)22とを備えている。   The secondary circuit 2 is electrically connected to the secondary coil S1. The secondary circuit 2 includes a rectifier circuit 21 and a low drop-out regulator (LDO) 22.

整流回路21は、ダイオードブリッジを構成する4つのダイオードD1〜D4と、キャパシタC2とを備えている。ダイオードD1〜D4は、二次コイルS1から出力される電圧を全波整流する。キャパシタC2は、ダイオードD1〜D4から出力される脈流電圧を平滑する。つまり、整流回路21は、二次コイルS1の出力を整流する。整流回路21の低圧側の出力端は、基準電位点RP2に電気的に接続されている。ここで、基準電位点RP2は、二次回路2のグランドである。   The rectifier circuit 21 includes four diodes D1 to D4 that constitute a diode bridge, and a capacitor C2. The diodes D1 to D4 perform full-wave rectification on the voltage output from the secondary coil S1. Capacitor C2 smoothes the pulsating voltage output from diodes D1-D4. That is, the rectifier circuit 21 rectifies the output of the secondary coil S1. The output terminal on the low voltage side of the rectifier circuit 21 is electrically connected to the reference potential point RP2. Here, the reference potential point RP2 is the ground of the secondary circuit 2.

低損失レギュレータ32は、入力端から入力される電圧(キャパシタC2の両端電圧)と、出力端から出力される電圧との差が小さくなるように動作する。   The low-loss regulator 32 operates so that the difference between the voltage input from the input terminal (the voltage across the capacitor C2) and the voltage output from the output terminal becomes small.

本実施形態のスイッチング電源100は、一次コイルP1を駆動することにより、トランスの一次側に入力される外部電源PS1の電源電圧に応じた電圧を、トランスの二次側に出力する。なお、本実施形態のスイッチング電源100は、少なくともトランスの一次側から電力を伝送する機能を有していればよく、たとえばトランスの二次側からも電力を伝送する機能を有する、双方向のスイッチング電源であってもよい。   The switching power supply 100 according to the present embodiment outputs a voltage corresponding to the power supply voltage of the external power supply PS1 input to the primary side of the transformer to the secondary side of the transformer by driving the primary coil P1. Note that the switching power supply 100 of the present embodiment only needs to have a function of transmitting power from at least the primary side of the transformer. For example, bidirectional switching having a function of transmitting power also from the secondary side of the transformer It may be a power source.

本実施形態のスイッチング電源100では、図1,図3A〜図3C、および図4A〜図4Cに示すように、一次コイルP1および二次コイルS1は、多層基板3に形成されている。また、本実施形態のスイッチング電源100では、一次回路1および二次回路2が、それぞれ多層基板3(後述する絶縁層311)の上面に配置されている。さらに、本実施形態のスイッチング電源100では、一次回路1の基準電位点RP1となる一次グランド導体4が多層基板3に形成されている。また、二次回路2の基準電位点RP2となる二次グランド導体5が多層基板3に形成されている。一次グランド導体4および二次グランド導体5は、互いに電気的に絶縁されている。   In the switching power supply 100 of this embodiment, the primary coil P1 and the secondary coil S1 are formed on the multilayer substrate 3 as shown in FIGS. 1, 3A to 3C, and 4A to 4C. Moreover, in the switching power supply 100 of this embodiment, the primary circuit 1 and the secondary circuit 2 are each arrange | positioned on the upper surface of the multilayer substrate 3 (after-mentioned insulating layer 311). Further, in the switching power supply 100 of the present embodiment, the primary ground conductor 4 that becomes the reference potential point RP1 of the primary circuit 1 is formed on the multilayer substrate 3. In addition, a secondary ground conductor 5 serving as a reference potential point RP <b> 2 of the secondary circuit 2 is formed on the multilayer substrate 3. The primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5 are electrically insulated from each other.

また、一次グランド導体4は、一次回路1の基準電位点RP1と同電位であればよく、一次回路1に含まれていなくてもよい。同様に、二次グランド導体5は、二次回路2の基準電位点RP2と同電位であればよく、二次回路2に含まれていなくてもよい。   Further, the primary ground conductor 4 may be the same potential as the reference potential point RP1 of the primary circuit 1 and may not be included in the primary circuit 1. Similarly, the secondary ground conductor 5 may have the same potential as the reference potential point RP2 of the secondary circuit 2 and may not be included in the secondary circuit 2.

なお、図3A〜図3Cは、それぞれ後述する絶縁層311,312,30の各々を上方から見た概略平面図を示す。また、図4A〜図4Cは、それぞれ後述する絶縁層30,322,321の各々を下方から見た概略平面図を示す。また、図1は、図3AにおけるX−X断面図である。なお、図1では、絶縁層311の上面に配線として形成された導体の図示を省略している。   3A to 3C are schematic plan views of insulating layers 311, 312, and 30, which will be described later, as viewed from above. Moreover, FIG. 4A-FIG. 4C show the schematic plan view which looked at each of the insulating layers 30,322,321 mentioned later from the downward direction, respectively. FIG. 1 is a sectional view taken along line XX in FIG. 3A. In FIG. 1, a conductor formed as a wiring on the upper surface of the insulating layer 311 is not shown.

多層基板3は、たとえばFR4(Flame Retardant Type 4)を基材としたプリント基板である。多層基板3は、複数(ここでは、5つ)の絶縁層30,311,312,321,322を積み重ねて形成されている。絶縁層30,311,312,321,322は、たとえばプリプレグ(prepreg)により形成される。具体的には、多層基板3は、絶縁層30をコア層として、その上方に絶縁層312,311を、下方に絶縁層322,321を積み重ねて形成されている。つまり、絶縁層30は、多層基板3の上下方向における中間に位置する。   The multilayer substrate 3 is a printed circuit board based on, for example, FR4 (Flame Retardant Type 4). The multilayer substrate 3 is formed by stacking a plurality (here, five) of insulating layers 30, 311, 312, 321, 322. The insulating layers 30, 311, 312, 321, 322 are formed by, for example, prepreg. Specifically, the multilayer substrate 3 is formed by stacking insulating layers 312 and 311 on the insulating layer 30 as a core layer, and insulating layers 322 and 321 on the lower side. That is, the insulating layer 30 is located in the middle of the multilayer substrate 3 in the vertical direction.

多層基板3の左右両端には、ビアH1〜H8が設けられている。ビアH1,H3,H4は、それぞれ絶縁層311の上面に配線として形成された導体を介して、一次回路1に電気的に接続されている。ビアH5,H7,H8は、それぞれ絶縁層311の上面に形成された導体を介して、二次回路2に電気的に接続されている。また、ビアH2は一次グランド導体4に、ビアH6は二次グランド導体5にそれぞれ電気的に接続されている。   Vias H <b> 1 to H <b> 8 are provided at both left and right ends of the multilayer substrate 3. The vias H1, H3, and H4 are electrically connected to the primary circuit 1 via conductors formed as wirings on the upper surface of the insulating layer 311. The vias H5, H7, and H8 are electrically connected to the secondary circuit 2 through conductors formed on the upper surface of the insulating layer 311. The via H2 is electrically connected to the primary ground conductor 4, and the via H6 is electrically connected to the secondary ground conductor 5.

ビアH1〜ビアH8は、それぞれ絶縁層321の下面に形成される電極T1〜T8に電気的に接続されている(図4C参照)。これら電極T1〜T8は、たとえば表面に金(Au)薄膜を形成した銅(Cu)により矩形板状に形成され、外部基板に設けられたランドに接合するために用いられる。   The vias H1 to H8 are electrically connected to electrodes T1 to T8 formed on the lower surface of the insulating layer 321 (see FIG. 4C). These electrodes T1 to T8 are formed, for example, in a rectangular plate shape with copper (Cu) having a gold (Au) thin film formed on the surface thereof, and are used for bonding to lands provided on an external substrate.

つまり、本実施形態のスイッチング電源100では、多層基板3は、外部基板に電気的に接続される表面実装用の端子(電極T1〜T8)をさらに備えている。このため、本実施形態のスイッチング電源100は、外部基板に表面実装することが可能であり、外部基板との電気的接続の信頼性を向上させるとともに、外部基板との接合部位の強度を向上させることができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   That is, in the switching power supply 100 of the present embodiment, the multilayer substrate 3 further includes surface mounting terminals (electrodes T1 to T8) that are electrically connected to the external substrate. For this reason, the switching power supply 100 according to the present embodiment can be surface-mounted on an external substrate, improving the reliability of electrical connection with the external substrate and improving the strength of the joint portion with the external substrate. be able to. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

一次コイルP1は、複数(ここでは、2つ)のコイル導体P11,P12により構成されている。コイル導体P11,P12は、それぞれ絶縁層312,30の上面に形成されている。コイル導体P11は、第1端がビアH9を介して一次回路1に、第2端がビアH10によりコイル導体P12の第1端に電気的に接続されている。コイル導体P12の第2端は、ビアH11を介して一次回路1に電気的に接続されている。つまり、一次コイルP1は、コイル導体P11,P12を直列に電気的に接続して構成されている。   The primary coil P1 is composed of a plurality (here, two) of coil conductors P11 and P12. The coil conductors P11 and P12 are formed on the upper surfaces of the insulating layers 312 and 30, respectively. The coil conductor P11 has a first end electrically connected to the primary circuit 1 via the via H9 and a second end electrically connected to the first end of the coil conductor P12 via the via H10. The second end of the coil conductor P12 is electrically connected to the primary circuit 1 via the via H11. That is, the primary coil P1 is configured by electrically connecting the coil conductors P11 and P12 in series.

二次コイルS1は、複数(ここでは、2つ)のコイル導体S11,S12により構成されている。コイル導体S11,S12は、それぞれ絶縁層322,30の下面に形成されている。コイル導体S11は、第1端がビアH12を介して二次回路2に、第2端がビアH13によりコイル導体S12の第1端に電気的に接続されている。コイル導体S12の第2端は、ビアH14を介して二次回路2に電気的に接続されている。つまり、二次コイルS1は、コイル導体S11,S12を直列に電気的に接続して構成されている。   The secondary coil S1 is composed of a plurality (here, two) of coil conductors S11 and S12. The coil conductors S11 and S12 are formed on the lower surfaces of the insulating layers 322 and 30, respectively. The coil conductor S11 has a first end electrically connected to the secondary circuit 2 via the via H12 and a second end electrically connected to the first end of the coil conductor S12 via the via H13. The second end of the coil conductor S12 is electrically connected to the secondary circuit 2 via the via H14. That is, the secondary coil S1 is configured by electrically connecting the coil conductors S11 and S12 in series.

これらコイル導体P11,P12,S11,S12は、それぞれたとえば銅箔などの導体を巻き回して形成されている。なお、これらコイル導体P11,P12,S11,S12の外形は、図3Bに示すような矩形状に限定されず、たとえば円形状や多角形状などの他の形状であってもよい。また、一次コイルP1および二次コイルS1は、それぞれ1つのコイル導体で構成されていてもよいし、3つ以上のコイル導体で構成されていてもよい。   These coil conductors P11, P12, S11, and S12 are each formed by winding a conductor such as a copper foil. In addition, the external shape of these coil conductors P11, P12, S11, and S12 is not limited to a rectangular shape as shown in FIG. 3B, and may be another shape such as a circular shape or a polygonal shape. Moreover, the primary coil P1 and the secondary coil S1 may each be comprised by one coil conductor, and may be comprised by the 3 or more coil conductor.

一次グランド導体4は、複数(ここでは、2つ)のグランド導体41,42により構成されている。グランド導体41,42は、それぞれ絶縁層311,30の上面に形成されている。また、グランド導体41,42は、ビアH2により互いに電気的に接続されている(図1参照)。   The primary ground conductor 4 is composed of a plurality (here, two) of ground conductors 41 and 42. The ground conductors 41 and 42 are formed on the upper surfaces of the insulating layers 311 and 30, respectively. The ground conductors 41 and 42 are electrically connected to each other by a via H2 (see FIG. 1).

グランド導体41は、図3Aに示すように、絶縁層311の幅方向(左右方向)の中心線を境として、一次回路1が配置される領域(図3Aにおける左側の領域)に形成されている。また、グランド導体41は、当該領域のうち一次回路1や絶縁層311の上面に配線として形成された導体などを除いた略全面を覆うように形成されている。グランド導体42は、コイル導体P12やビアH9,H11,H12,H14を除いて、絶縁層30の上面の略全面を覆うように形成されている(図3C参照)。   As shown in FIG. 3A, the ground conductor 41 is formed in a region (a left region in FIG. 3A) where the primary circuit 1 is disposed with a center line in the width direction (left-right direction) of the insulating layer 311 as a boundary. . In addition, the ground conductor 41 is formed so as to cover substantially the entire surface of the region excluding the conductor formed as a wiring on the upper surface of the primary circuit 1 or the insulating layer 311. The ground conductor 42 is formed so as to cover substantially the entire upper surface of the insulating layer 30 except for the coil conductor P12 and the vias H9, H11, H12, and H14 (see FIG. 3C).

二次グランド導体5は、複数(ここでは、2つ)のグランド導体51,52により構成されている。グランド導体51は、絶縁層311の上面に形成されている。また、グランド導体52は、絶縁層30の下面に形成されている。グランド導体51,52は、ビアH6により互いに電気的に接続されている(図1参照)。   The secondary ground conductor 5 is composed of a plurality (here, two) of ground conductors 51 and 52. The ground conductor 51 is formed on the upper surface of the insulating layer 311. The ground conductor 52 is formed on the lower surface of the insulating layer 30. The ground conductors 51 and 52 are electrically connected to each other by a via H6 (see FIG. 1).

グランド導体51は、図3Aに示すように、絶縁層311の幅方向(左右方向)の中心線を境として、二次回路2が配置される領域(図3Aにおける右側の領域)に形成されている。また、グランド導体51は、当該領域のうち二次回路2や絶縁層311の上面に配線として形成された導体などを除いた略全面を覆うように形成されている。グランド導体52は、コイル導体S12やビアH9,H11,H12,H14を除いて、絶縁層30の下面の略全面を覆うように形成されている(図4A参照)。   As shown in FIG. 3A, the ground conductor 51 is formed in a region (the right region in FIG. 3A) where the secondary circuit 2 is disposed, with the center line in the width direction (left-right direction) of the insulating layer 311 as a boundary. Yes. The ground conductor 51 is formed so as to cover substantially the entire surface of the region excluding the conductor formed as a wiring on the upper surface of the secondary circuit 2 or the insulating layer 311. The ground conductor 52 is formed so as to cover substantially the entire lower surface of the insulating layer 30 except for the coil conductor S12 and the vias H9, H11, H12, and H14 (see FIG. 4A).

なお、一次グランド導体4および二次グランド導体5は、それぞれ1つのグランド導体で構成されていてもよいし、3つ以上のグランド導体で構成されていてもよい。   Each of the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5 may be composed of one ground conductor, or may be composed of three or more ground conductors.

<ノイズについて>
ここで、本実施形態のスイッチング電源100では、一次コイルP1に高周波電流を流して駆動することで、高周波ノイズが発生することがある。この高周波ノイズは、一次コイルP1および二次コイルS1の間に形成される寄生容量CP1,CP2(図2参照)を介して二次側(二次回路2側)へと流れるコモンモードノイズとなる。コモンモードノイズは、たとえば本実施形態のスイッチング電源100を収納する金属ケースなどに伝わり、外部へと流出するおそれがある。
<About noise>
Here, in the switching power supply 100 of the present embodiment, high frequency noise may be generated by driving the primary coil P1 with a high frequency current. This high-frequency noise becomes common mode noise that flows to the secondary side (secondary circuit 2 side) via parasitic capacitances CP1 and CP2 (see FIG. 2) formed between the primary coil P1 and the secondary coil S1. . The common mode noise is transmitted to, for example, a metal case that houses the switching power supply 100 of the present embodiment, and may flow out to the outside.

コモンモードノイズは、一般的に、チョークコイルやチップコンデンサなどの部品を別途設けることにより、低減することが可能である。しかしながら、小型化を要求されるスイッチング電源においては、このようなノイズ除去用の部品を実装するスペースを確保することが困難であり、実装しようとすると大型化を避けられない。   Common mode noise can generally be reduced by separately providing components such as a choke coil and a chip capacitor. However, in a switching power supply that requires a reduction in size, it is difficult to secure a space for mounting such a noise removing component, and an increase in size is inevitable when attempting to mount.

そこで、本実施形態のスイッチング電源100では、一次グランド導体4(グランド導体42)と二次グランド導体5(グランド導体52)とを容量結合させている。具体的には、図1に示すように、一次グランド導体4のグランド導体42と、二次グランド導体5のグランド導体52とを、多層基板3の厚さ方向(上下方向)において、絶縁層30を挟んで対向するように形成している。このため、本実施形態のスイッチング電源100では、一次回路1の基準電位点RP1(一次回路1のグランド)と、二次回路2の基準電位点RP2(二次回路2のグランド)との間にキャパシタC3が形成されている(図1,2参照)。   Therefore, in the switching power supply 100 of the present embodiment, the primary ground conductor 4 (ground conductor 42) and the secondary ground conductor 5 (ground conductor 52) are capacitively coupled. Specifically, as shown in FIG. 1, the ground conductor 42 of the primary ground conductor 4 and the ground conductor 52 of the secondary ground conductor 5 are arranged in the insulating layer 30 in the thickness direction (vertical direction) of the multilayer substrate 3. Are formed so as to face each other. For this reason, in the switching power supply 100 of this embodiment, between the reference potential point RP1 of the primary circuit 1 (the ground of the primary circuit 1) and the reference potential point RP2 of the secondary circuit 2 (the ground of the secondary circuit 2). A capacitor C3 is formed (see FIGS. 1 and 2).

そして、本実施形態のスイッチング電源100では、このキャパシタC3により、コモンモードノイズを一次側(一次回路1側)へと戻す経路(つまり、リターンパス)を形成することができる。このように、本実施形態のスイッチング電源100では、キャパシタC3によりリターンパスを形成することで、コモンモードノイズを外部に流出し難くする、つまりノイズを低減することができる。   In the switching power supply 100 of this embodiment, the capacitor C3 can form a path (that is, a return path) for returning the common mode noise to the primary side (primary circuit 1 side). Thus, in the switching power supply 100 of the present embodiment, the return path is formed by the capacitor C3, so that it is difficult for the common mode noise to flow out, that is, the noise can be reduced.

上述のように、本実施形態のスイッチング電源100では、ノイズ除去用の部品を別途設ける必要がないので、小型化を図りつつノイズ(コモンモードノイズ)を低減することができる。   As described above, in the switching power supply 100 according to the present embodiment, it is not necessary to separately provide a noise removing component, so that noise (common mode noise) can be reduced while reducing the size.

また、本実施形態のスイッチング電源100では、一次グランド導体4を複数のグランド導体41,42で構成することにより、一次グランド導体4のインピーダンスを小さくし、より効果的なノイズ(コモンモードノイズ)の低減を図っている。二次グランド導体5についても、複数のグランド導体51,52で構成することにより、より効果的なノイズの低減を図っている。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   In the switching power supply 100 of the present embodiment, the primary ground conductor 4 is composed of a plurality of ground conductors 41 and 42, thereby reducing the impedance of the primary ground conductor 4 and reducing more effective noise (common mode noise). We are trying to reduce it. The secondary ground conductor 5 is also composed of a plurality of ground conductors 51 and 52, thereby achieving more effective noise reduction. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

ところで、一次回路1の高圧側の電位点と、二次回路2の高圧側の電位点との間にキャパシタを形成することも考えられるが、一次回路1のグランドと、二次回路2のグランドとの間にキャパシタC3を形成する方が好ましい。つまり、上述の高周波ノイズは、一次回路1のグランドの電位と、二次回路2のグランドの電位との相対的な変動によっても発生するため、一次回路1のグランドと二次回路2のグランドとの間を容量結合する方法が、直接的であり、かつ効果的である。   By the way, although it is conceivable to form a capacitor between the high voltage side potential point of the primary circuit 1 and the high voltage side potential point of the secondary circuit 2, the ground of the primary circuit 1 and the ground of the secondary circuit 2 are considered. It is preferable to form a capacitor C3 between the two. That is, the high-frequency noise described above is also generated due to a relative fluctuation between the ground potential of the primary circuit 1 and the ground potential of the secondary circuit 2, so that the ground of the primary circuit 1 and the ground of the secondary circuit 2 The method of capacitive coupling between the two is straightforward and effective.

また、本実施形態のスイッチング電源100では、一次グランド導体4のグランド導体42は、絶縁層30の上面において、一次コイルP1のコイル導体P12を囲むように形成されている(図3C参照)。同様に、二次グランド導体5のグランド導体52は、絶縁層30の下面において、二次コイルS1のコイル導体S12を囲むように形成されている(図4A参照)。つまり、一次グランド導体4および二次グランド導体5の少なくとも一方は、同次のコイル(コイル導体P12,S12)が形成される導体層と同じ層に形成されるグランド導体42,52(同層のグランド導体)を有している。そして、グランド導体42,52(同層のグランド導体)は、グランド導体42,52(同層のグランド導体)と同じ層に形成される同次のコイル(コイル導体P12,S12)を囲むように配置されている。   In the switching power supply 100 of the present embodiment, the ground conductor 42 of the primary ground conductor 4 is formed on the upper surface of the insulating layer 30 so as to surround the coil conductor P12 of the primary coil P1 (see FIG. 3C). Similarly, the ground conductor 52 of the secondary ground conductor 5 is formed on the lower surface of the insulating layer 30 so as to surround the coil conductor S12 of the secondary coil S1 (see FIG. 4A). That is, at least one of the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5 is connected to the ground conductors 42 and 52 (in the same layer) formed in the same layer as the conductor layer in which the homogeneous coils (coil conductors P12 and S12) are formed. A ground conductor). The ground conductors 42 and 52 (ground conductors in the same layer) surround the same-order coils (coil conductors P12 and S12) formed in the same layer as the ground conductors 42 and 52 (ground conductors in the same layer). Has been placed.

ここで、導体層とは、絶縁層(たとえば、絶縁層30)の上面(または下面)に金属などの導体により形成される層をいう。この導体層は、多層基板3の厚さ方向(上下方向)に対して略垂直な面方向に設けられている。つまり、多層基板3では、その厚さ方向に沿って、絶縁層と導体層とが交互に配置されている。   Here, the conductor layer refers to a layer formed of a conductor such as metal on the upper surface (or lower surface) of the insulating layer (for example, the insulating layer 30). This conductor layer is provided in a plane direction substantially perpendicular to the thickness direction (vertical direction) of the multilayer substrate 3. That is, in the multilayer substrate 3, the insulating layers and the conductor layers are alternately arranged along the thickness direction.

この構成において、グランド導体42,52は、電磁シールドとして機能する。つまり、グランド導体42,52には、一次コイルP1および二次コイルS1が発生する磁束に起因して渦電流が流れる。そして、この渦電流により発生する磁束が、一次コイルP1および二次コイルS1が発生する磁束と互いに打ち消し合うことで、外部に放射されるノイズが遮蔽される。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   In this configuration, the ground conductors 42 and 52 function as electromagnetic shields. That is, an eddy current flows through the ground conductors 42 and 52 due to the magnetic flux generated by the primary coil P1 and the secondary coil S1. And the magnetic flux which generate | occur | produces by this eddy current mutually cancels with the magnetic flux which primary coil P1 and secondary coil S1 generate | occur | produce, and the noise radiated | emitted outside is shielded. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

ここで、本実施形態のスイッチング電源100では、グランド導体42は、その一部が切り欠かれており、隙間G1を有している。このようにグランド導体42に隙間G1を設けることにより、渦電流が流れる経路のインピーダンスを大きくすることで、渦電流による損失の低減も図っている。グランド導体52も、グランド導体42と同様に隙間G2を有することで、渦電流による損失の低減を図っている。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   Here, in the switching power supply 100 of the present embodiment, a part of the ground conductor 42 is notched and has a gap G1. Thus, by providing the gap G1 in the ground conductor 42, the impedance of the path through which the eddy current flows is increased, thereby reducing the loss due to the eddy current. Similarly to the ground conductor 42, the ground conductor 52 has a gap G2, thereby reducing loss due to eddy current. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

また、本実施形態のスイッチング電源100では、一次グランド導体4のグランド導体41と、二次グランド導体5のグランド導体51とは、同じ絶縁層311の上面に形成されている(図3A参照)。また、これらグランド導体41,51とともに、一次回路1を構成する電子部品が取り付けられるランドと、二次回路2を構成する電子部品が取り付けられるランドとは、同じ絶縁層311の上面に形成されている。つまり、一次グランド導体4および二次グランド導体5は、それぞれ一次回路1および二次回路2の電子部品が取り付けられるランドと同じ層に形成されるグランド導体41,51を有している。   In the switching power supply 100 of the present embodiment, the ground conductor 41 of the primary ground conductor 4 and the ground conductor 51 of the secondary ground conductor 5 are formed on the upper surface of the same insulating layer 311 (see FIG. 3A). In addition to the ground conductors 41 and 51, the land to which the electronic component constituting the primary circuit 1 is attached and the land to which the electronic component constituting the secondary circuit 2 is attached are formed on the upper surface of the same insulating layer 311. Yes. That is, the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5 have ground conductors 41 and 51 formed on the same layer as the land to which the electronic components of the primary circuit 1 and the secondary circuit 2 are attached, respectively.

この構成では、一次グランド導体4のグランド導体41と、二次グランド導体5のグランド導体51と、一次回路1のランドと、二次回路2のランドとを同じ層に配置することができる。したがって、この構成では、電子部品の実装や多層基板3の加工が容易になるという利点がある。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   In this configuration, the ground conductor 41 of the primary ground conductor 4, the ground conductor 51 of the secondary ground conductor 5, the land of the primary circuit 1, and the land of the secondary circuit 2 can be arranged on the same layer. Therefore, this configuration has an advantage that mounting of electronic components and processing of the multilayer substrate 3 are facilitated. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

<アイソレータの構成>
次に、本実施形態のアイソレータ200について説明する。本実施形態のアイソレータ200は、図5A,図5Bに示すように、スイッチング電源100(図5A,図5Bでは、引用符号の図示を省略)と、信号処理回路6と、絶縁回路7とを備えている。また、本実施形態のアイソレータ200では、スイッチング電源100、信号処理回路6、および絶縁回路7がそれぞれ多層基板3に実装されている。なお、絶縁回路7は、多層基板3の表面(たとえば、上面)に形成されていてもよく、多層基板3の内部に設けられていてもよい。
<Configuration of isolator>
Next, the isolator 200 of this embodiment will be described. As shown in FIGS. 5A and 5B, the isolator 200 of the present embodiment includes a switching power supply 100 (in FIG. 5A and FIG. 5B, the reference numerals are omitted), a signal processing circuit 6, and an insulating circuit 7. ing. Further, in the isolator 200 of this embodiment, the switching power supply 100, the signal processing circuit 6, and the insulating circuit 7 are each mounted on the multilayer substrate 3. The insulating circuit 7 may be formed on the surface (for example, the upper surface) of the multilayer substrate 3 or may be provided inside the multilayer substrate 3.

信号処理回路6は、一次側の第1処理回路61と、二次側の第2処理回路62とで構成されている。第1処理回路61は、3つの入力端子611〜613の各々に入力される入力信号を処理し、絶縁回路7に出力する。ここでは、入力信号はディジタル信号である。また、入力端子611〜613は、それぞれ多層基板3に形成されたランドである。なお、本実施形態のアイソレータ200では、図5Aの破線で示すように、一次回路1が信号処理回路6(第1処理回路61)に含まれているが、他の構成であってもよい。すなわち、一次回路1と信号処理回路6とは個別に構成されていてもよい。   The signal processing circuit 6 is composed of a first processing circuit 61 on the primary side and a second processing circuit 62 on the secondary side. The first processing circuit 61 processes an input signal input to each of the three input terminals 611 to 613 and outputs the processed signal to the insulating circuit 7. Here, the input signal is a digital signal. The input terminals 611 to 613 are lands formed on the multilayer substrate 3 respectively. In the isolator 200 of the present embodiment, the primary circuit 1 is included in the signal processing circuit 6 (first processing circuit 61) as shown by the broken line in FIG. 5A, but other configurations may be used. That is, the primary circuit 1 and the signal processing circuit 6 may be configured separately.

第2処理回路62は、絶縁回路7を介して第1処理回路61から伝送される信号を処理し、出力信号として3つの出力端子621〜623の各々に出力する。これら出力端子621〜623の各々に出力される出力信号は、入力端子611〜613の各々に入力される入力信号と1対1に対応する。ここでは、出力信号はディジタル信号である。また、出力端子621〜623は、それぞれ多層基板3に形成されたランドである。なお、本実施形態のアイソレータ200では、図5Aの破線で示すように、二次回路2が信号処理回路6(第2処理回路62)に含まれているが、他の構成であってもよい。すなわち、二次回路2と信号処理回路6とは個別に構成されていてもよい。また、第2処理回路62は、外部電源から動作電力が供給される構成であってもよいが、たとえば二次コイルS1の出力電力が動作電力として直接供給される構成であってもよい。   The second processing circuit 62 processes a signal transmitted from the first processing circuit 61 via the insulating circuit 7 and outputs it as an output signal to each of the three output terminals 621 to 623. The output signals output to each of these output terminals 621 to 623 correspond one-to-one with the input signals input to each of the input terminals 611 to 613. Here, the output signal is a digital signal. The output terminals 621 to 623 are lands formed on the multilayer substrate 3 respectively. In the isolator 200 of the present embodiment, the secondary circuit 2 is included in the signal processing circuit 6 (second processing circuit 62) as shown by the broken line in FIG. 5A, but other configurations may be used. . That is, the secondary circuit 2 and the signal processing circuit 6 may be configured separately. The second processing circuit 62 may be configured to be supplied with operating power from an external power supply, but may be configured to be directly supplied with operating power as output power of the secondary coil S1, for example.

絶縁回路7は、一次側に入力される入力信号と、入力信号に応じて二次側に出力される出力信号とを電気的に絶縁するように構成されている。絶縁回路7は、たとえば半導体プロセスで形成されるマイクロコイルを用いた磁気結合により、一次側と二次側とを電気的に絶縁するように構成される。また、絶縁回路7は、たとえばキャパシタを用いた容量結合により、一次側と二次側とを電気的に絶縁するように構成されていてもよい。その他、絶縁回路7は、たとえばフォトカプラを用いた光結合により、一次側と二次側とを電気的に絶縁するように構成されていてもよい。   The insulation circuit 7 is configured to electrically insulate the input signal input to the primary side from the output signal output to the secondary side in response to the input signal. The insulating circuit 7 is configured to electrically insulate the primary side and the secondary side by magnetic coupling using, for example, a microcoil formed by a semiconductor process. Further, the insulating circuit 7 may be configured to electrically insulate the primary side and the secondary side by, for example, capacitive coupling using a capacitor. In addition, the insulating circuit 7 may be configured to electrically insulate the primary side and the secondary side by optical coupling using, for example, a photocoupler.

本実施形態のアイソレータ200では、多層基板3の上面は、図5Bに示すように、たとえばエポキシ樹脂などの樹脂材料からなる封止材201で覆われている。封止材201は、一次回路1や絶縁回路7などの回路を保護することや、多層基板3の上面に実装された一次側の回路と二次側の回路とを互いに電気的に絶縁する目的で設けられている。   In the isolator 200 of this embodiment, the upper surface of the multilayer substrate 3 is covered with a sealing material 201 made of a resin material such as an epoxy resin, as shown in FIG. 5B. The sealing material 201 protects circuits such as the primary circuit 1 and the insulating circuit 7, and electrically insulates the primary circuit and the secondary circuit mounted on the upper surface of the multilayer substrate 3 from each other. Is provided.

本実施形態のアイソレータ200は、信号処理回路6および絶縁回路7からなる通信用のアイソレータと、電力伝送用のトランス(一次コイルP1および二次コイルS1)を有するスイッチング電源100とが、1つの多層基板3に一体に構成されている。したがって、本実施形態のアイソレータ200は、ノイズを低減する機能を有するスイッチング電源100を備えつつも、小型に構成することができる。   The isolator 200 according to the present embodiment includes a communication isolator composed of a signal processing circuit 6 and an insulating circuit 7 and a switching power supply 100 having a power transmission transformer (primary coil P1 and secondary coil S1). It is configured integrally with the substrate 3. Therefore, the isolator 200 of the present embodiment can be configured in a small size while including the switching power supply 100 having a function of reducing noise.

なお、本実施形態のアイソレータ200は、ディジタル信号である入力信号を電気的に絶縁された二次側に出力する構成であるが、他の構成であってもよい。たとえば、本実施形態のアイソレータ200は、アナログ信号である入力信号を電気的に絶縁された二次側に出力する構成であってもよい。   The isolator 200 according to the present embodiment is configured to output an input signal that is a digital signal to an electrically isolated secondary side, but may have other configurations. For example, the isolator 200 of this embodiment may be configured to output an input signal that is an analog signal to an electrically isolated secondary side.

<変形例1>
以下、実施形態1の変形例1のスイッチング電源100について説明する。ただし、本変形例のスイッチング電源100の基本的な構成は、実施形態1のスイッチング電源100と共通するので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。
<Modification 1>
Hereinafter, the switching power supply 100 of the modification 1 of Embodiment 1 is demonstrated. However, since the basic configuration of the switching power supply 100 of the present modification is common to the switching power supply 100 of the first embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本変形例のスイッチング電源100では、図6に示すように、多層基板3は、絶縁層30をコア層として、その上方に絶縁層313,312,311を、下方に絶縁層323,322,321を積み重ねて形成されている。また、本変形例のスイッチング電源100では、二次グランド導体5のグランド導体51は、絶縁層321の下面に形成されている。さらに、本変形例のスイッチング電源100では、一次コイルP1は、4つのコイル導体P11〜P14で構成されている。同様に、二次コイルS1は、4つのコイル導体S11〜S14で構成されている。   In the switching power supply 100 of this modification, as shown in FIG. 6, the multilayer substrate 3 includes the insulating layer 30 as a core layer, the insulating layers 313, 312, 311 above the insulating layer 30, and the insulating layers 323, 322, 321 below. It is formed by stacking. Further, in the switching power supply 100 of this modification, the ground conductor 51 of the secondary ground conductor 5 is formed on the lower surface of the insulating layer 321. Furthermore, in the switching power supply 100 of this modification, the primary coil P1 is comprised by the four coil conductors P11-P14. Similarly, the secondary coil S1 is composed of four coil conductors S11 to S14.

コイル導体P11〜P14は、それぞれ絶縁層311,312,313,30の上面に形成されている。一次コイルP1は、複数のビアにより、コイル導体P11〜P14を直列に電気的に接続して構成されている。コイル導体S11〜S14は、それぞれ絶縁層321,322,323,30の下面に形成されている。二次コイルS1は、複数のビアにより、コイル導体S11〜S14を直列に電気的に接続して構成されている。   The coil conductors P11 to P14 are respectively formed on the upper surfaces of the insulating layers 311, 312, 313 and 30. The primary coil P1 is configured by electrically connecting coil conductors P11 to P14 in series by a plurality of vias. The coil conductors S11 to S14 are formed on the lower surfaces of the insulating layers 321, 322, 323, and 30, respectively. The secondary coil S1 is configured by electrically connecting the coil conductors S11 to S14 in series by a plurality of vias.

本変形例のスイッチング電源100においても、実施形態1のスイッチング電源100と同様に、グランド導体42と、グランド導体52とが、多層基板3の厚さ方向(上下方向)において、絶縁層30を挟んで対向するように形成されている。したがって、本変形例のスイッチング電源100においても、一次回路1のグランドと、二次回路2のグランドとの間にキャパシタC3を形成することで、小型化を図りつつノイズ(コモンモードノイズ)を低減することができる。   Also in the switching power supply 100 of the present modification example, the ground conductor 42 and the ground conductor 52 sandwich the insulating layer 30 in the thickness direction (vertical direction) of the multilayer substrate 3 as in the switching power supply 100 of the first embodiment. Are formed to face each other. Therefore, also in the switching power supply 100 of this modification, by forming the capacitor C3 between the ground of the primary circuit 1 and the ground of the secondary circuit 2, noise (common mode noise) is reduced while achieving miniaturization. can do.

(実施形態2)
以下、本発明の実施形態2に係るスイッチング電源100について説明する。ただし、本実施形態のスイッチング電源100の基本的な構成は、実施形態1のスイッチング電源100と共通するので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the switching power supply 100 according to Embodiment 2 of the present invention will be described. However, the basic configuration of the switching power supply 100 of the present embodiment is common to the switching power supply 100 of the first embodiment.

本実施形態のスイッチング電源100は、図7,図8A〜図8C、および図9A〜図9Cに示すように、一次グランド導体4および二次グランド導体5のいずれとも電気的に絶縁された浮遊導体8をさらに備えている。また、本実施形態のスイッチング電源100では、一次グランド導体4のグランド導体42は、絶縁層312の上面に形成されている。また、二次グランド導体5のグランド導体52は、絶縁層322の下面に形成されている。   As shown in FIGS. 7, 8A to 8C, and 9A to 9C, the switching power supply 100 according to the present embodiment is a floating conductor that is electrically insulated from both the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5. 8 is further provided. In the switching power supply 100 of the present embodiment, the ground conductor 42 of the primary ground conductor 4 is formed on the upper surface of the insulating layer 312. The ground conductor 52 of the secondary ground conductor 5 is formed on the lower surface of the insulating layer 322.

なお、図8A〜図8Cは、それぞれ絶縁層311,312,30の各々を上方から見た概略平面図を示す。また、図9A〜図9Cは、それぞれ絶縁層30,322,321の各々を下方から見た概略平面図を示す。また、図7は、図8AにおけるX−X断面図である。なお、図7では、絶縁層311の上面に配線として形成された導体の図示を省略している。   8A to 8C are schematic plan views of the insulating layers 311, 312, and 30 as viewed from above. 9A to 9C are schematic plan views of the insulating layers 30, 322, and 321 viewed from below, respectively. FIG. 7 is a sectional view taken along line XX in FIG. 8A. In FIG. 7, illustration of a conductor formed as a wiring on the upper surface of the insulating layer 311 is omitted.

浮遊導体8は、複数(ここでは、2つ)の浮遊導体81,82で構成されている。浮遊導体81は、絶縁層30の上面に形成されている。浮遊導体82は、絶縁層30の下面に形成されている。また、浮遊導体81,82は、複数のビア9により互いに電気的に接続されている(図7参照)。さらに、浮遊導体81,82は、一次グランド導体4および二次グランド導体5とは電気的に接続されていない。なお、浮遊導体81,82は、一次コイルP1および二次コイルS1とも電気的に接続されていない。   The floating conductor 8 is composed of a plurality (here, two) of floating conductors 81 and 82. The floating conductor 81 is formed on the upper surface of the insulating layer 30. The floating conductor 82 is formed on the lower surface of the insulating layer 30. The floating conductors 81 and 82 are electrically connected to each other by a plurality of vias 9 (see FIG. 7). Further, the floating conductors 81 and 82 are not electrically connected to the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5. Note that the floating conductors 81 and 82 are not electrically connected to the primary coil P1 and the secondary coil S1.

浮遊導体8は、図7に示すように、多層基板3の厚さ方向(上下方向)において、一次グランド導体4と二次グランド導体5との間に配置されている。とくに、本実施形態のスイッチング電源100では、多層基板3が、一次グランド導体4と二次グランド導体5との間において、少なくとも1層の導体層を有しており、浮遊導体8は、この導体層に形成されている。   As shown in FIG. 7, the floating conductor 8 is disposed between the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5 in the thickness direction (vertical direction) of the multilayer substrate 3. In particular, in the switching power supply 100 of the present embodiment, the multilayer substrate 3 has at least one conductor layer between the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5, and the floating conductor 8 is the conductor. Formed in layers.

浮遊導体8は、一次コイルP1のコイル導体P11,P12または二次コイルS1のコイル導体S11,S12が形成される導体層と同じ層に形成される。もちろん、浮遊導体8は、一次コイルP1または二次コイルS1が形成される導体層と異なる層の導体層に形成されていてもよい。   The floating conductor 8 is formed in the same layer as the conductor layer on which the coil conductors P11 and P12 of the primary coil P1 or the coil conductors S11 and S12 of the secondary coil S1 are formed. Of course, the floating conductor 8 may be formed in a conductor layer different from the conductor layer in which the primary coil P1 or the secondary coil S1 is formed.

本実施形態のスイッチング電源100では、一次グランド導体4と二次グランド導体5との間において、コイル導体P12が形成される層と、コイル導体S12が形成される層との2層の導体層が設けられている。そして、浮遊導体81はコイル導体P12が形成される導体層と同じ層に、浮遊導体82はコイル導体S12が形成される導体層と同じ層に、それぞれ形成されている。   In the switching power supply 100 of the present embodiment, between the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5, there are two conductor layers, a layer in which the coil conductor P12 is formed and a layer in which the coil conductor S12 is formed. Is provided. The floating conductor 81 is formed in the same layer as the conductor layer where the coil conductor P12 is formed, and the floating conductor 82 is formed in the same layer as the conductor layer where the coil conductor S12 is formed.

本実施形態のスイッチング電源100では、一次グランド導体4と二次グランド導体5との間に形成されるキャパシタC3は、図7に示すように、キャパシタC31と、キャパシタC32とからなる。キャパシタC31は、一次グランド導体4(グランド導体42)と浮遊導体8(浮遊導体81)との間に形成される。キャパシタC32は、二次グランド導体5(グランド導体52)と浮遊導体8(浮遊導体82)との間に形成される。したがって、本実施形態のスイッチング電源100では、浮遊導体8を備えることにより、実施形態1のスイッチング電源100と比較して、キャパシタC3の容量値を大きくすることができる。このため、本実施形態のスイッチング電源100では、実施形態1のスイッチング電源100と比較して、ノイズ(コモンモードノイズ)をさらに低減することが可能である。   In the switching power supply 100 of the present embodiment, the capacitor C3 formed between the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5 includes a capacitor C31 and a capacitor C32 as shown in FIG. The capacitor C31 is formed between the primary ground conductor 4 (ground conductor 42) and the floating conductor 8 (floating conductor 81). The capacitor C32 is formed between the secondary ground conductor 5 (ground conductor 52) and the floating conductor 8 (floating conductor 82). Therefore, in the switching power supply 100 of the present embodiment, by providing the floating conductor 8, the capacitance value of the capacitor C3 can be increased as compared with the switching power supply 100 of the first embodiment. For this reason, in the switching power supply 100 of this embodiment, compared with the switching power supply 100 of Embodiment 1, it is possible to further reduce noise (common mode noise).

また、本実施形態のスイッチング電源100では、導体層は、絶縁層30を挟んで複数設けられている。そして、浮遊導体8は、複数の導体層に形成されている。ここでは、複数の導体層は、既に述べたように、コイル導体P12が形成される導体層と、コイル導体S12が形成される導体層との2層である。   In the switching power supply 100 of the present embodiment, a plurality of conductor layers are provided with the insulating layer 30 interposed therebetween. The floating conductor 8 is formed in a plurality of conductor layers. Here, as described above, the plurality of conductor layers are two layers of the conductor layer in which the coil conductor P12 is formed and the conductor layer in which the coil conductor S12 is formed.

このため、本実施形態のスイッチング電源100では、絶縁層(たとえば、絶縁層30,312,322)の厚さ寸法(上下寸法)を適宜調整することで、寄生容量CP1,CP2の容量値と、キャパシタC3の容量値とを容易に変更することができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   For this reason, in the switching power supply 100 of the present embodiment, by appropriately adjusting the thickness dimension (vertical dimension) of the insulating layer (for example, the insulating layers 30, 312, and 322), The capacitance value of the capacitor C3 can be easily changed. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

また、本実施形態のスイッチング電源100では、浮遊導体81は、絶縁層30の上面において、一次コイルP1のコイル導体P12を囲むように形成されている(図8C参照)。同様に、浮遊導体82は、絶縁層30の下面において、二次コイルS1のコイル導体S12を囲むように形成されている(図9A参照)。つまり、浮遊導体8は、一次コイルP1および二次コイルS1の少なくとも一方のコイルが形成される導体層と同じ層に形成される浮遊導体81,82(同層の導体)を有している。そして、浮遊導体81,82(同層の導体)は、浮遊導体81,82(同層の導体)と同じ層に形成されるコイル(コイル導体P12,S12)を囲むように配置されている。   In the switching power supply 100 of the present embodiment, the floating conductor 81 is formed on the upper surface of the insulating layer 30 so as to surround the coil conductor P12 of the primary coil P1 (see FIG. 8C). Similarly, the floating conductor 82 is formed on the lower surface of the insulating layer 30 so as to surround the coil conductor S12 of the secondary coil S1 (see FIG. 9A). That is, the floating conductor 8 has floating conductors 81 and 82 (conductors in the same layer) formed in the same layer as the conductor layer in which at least one of the primary coil P1 and the secondary coil S1 is formed. The floating conductors 81 and 82 (conductors in the same layer) are arranged so as to surround coils (coil conductors P12 and S12) formed in the same layer as the floating conductors 81 and 82 (conductors in the same layer).

この構成において、浮遊導体81,82は、実施形態1のスイッチング電源100におけるグランド導体42,52と同様に、電磁シールドとして機能する。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。また、本実施形態のスイッチング電源100では、浮遊導体81,82は、それぞれ一部が切り欠かれることで、隙間G3,G4を有している。このため、本実施形態のスイッチング電源100では、実施形態1のスイッチング電源100における隙間G1,G2と同様に、渦電流による損失の低減を図ることができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   In this configuration, the floating conductors 81 and 82 function as electromagnetic shields in the same manner as the ground conductors 42 and 52 in the switching power supply 100 of the first embodiment. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary. Further, in the switching power supply 100 of the present embodiment, the floating conductors 81 and 82 are partially cut away to have gaps G3 and G4. For this reason, in the switching power supply 100 of this embodiment, the loss by an eddy current can be reduced similarly to the gaps G1 and G2 in the switching power supply 100 of the first embodiment. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

<変形例1>
以下、実施形態2の変形例1のスイッチング電源100について説明する。ただし、本変形例のスイッチング電源100の基本的な構成は、実施形態2のスイッチング電源100と共通するので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。
<Modification 1>
Hereinafter, the switching power supply 100 of the modification 1 of Embodiment 2 is demonstrated. However, since the basic configuration of the switching power supply 100 of this modification is common to the switching power supply 100 of the second embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本変形例のスイッチング電源100では、図10に示すように、多層基板3は、絶縁層30をコア層として、その上方に絶縁層313,312,311を、下方に絶縁層323,322,321を積み重ねて形成されている。また、本変形例のスイッチング電源100では、一次グランド導体4は、3つのグランド導体41〜43で構成されている。また、二次グランド導体5は、3つのグランド導体51〜53で構成されている。さらに、一次コイルP1は、4つのコイル導体P11〜P14で構成されている。同様に、二次コイルS1は、4つのコイル導体S11〜S14で構成されている。   In the switching power supply 100 of this modification, as shown in FIG. 10, the multilayer substrate 3 has an insulating layer 30 as a core layer, insulating layers 313, 312, 311 above it and insulating layers 323, 322, 321 below. It is formed by stacking. Moreover, in the switching power supply 100 of this modification, the primary ground conductor 4 is comprised by the three ground conductors 41-43. The secondary ground conductor 5 is composed of three ground conductors 51 to 53. Further, the primary coil P1 is composed of four coil conductors P11 to P14. Similarly, the secondary coil S1 is composed of four coil conductors S11 to S14.

グランド導体41〜43は、それぞれ絶縁層311,312,313の上面に形成されている。グランド導体51〜53は、それぞれ絶縁層321,322,323の下面に形成されている。コイル導体P11〜P14は、それぞれ絶縁層311,312,313,30の上面に形成されている。一次コイルP1は、複数のビアにより、コイル導体P11〜P14を直列に電気的に接続して構成されている。コイル導体S11〜S14は、それぞれ絶縁層321,322,323,30の下面に形成されている。二次コイルS1は、複数のビアにより、コイル導体S11〜S14を直列に電気的に接続して構成されている。   The ground conductors 41 to 43 are formed on the upper surfaces of the insulating layers 311, 312, and 313, respectively. The ground conductors 51 to 53 are formed on the lower surfaces of the insulating layers 321, 322 and 323, respectively. The coil conductors P11 to P14 are respectively formed on the upper surfaces of the insulating layers 311, 312, 313 and 30. The primary coil P1 is configured by electrically connecting coil conductors P11 to P14 in series by a plurality of vias. The coil conductors S11 to S14 are formed on the lower surfaces of the insulating layers 321, 322, 323, and 30, respectively. The secondary coil S1 is configured by electrically connecting the coil conductors S11 to S14 in series by a plurality of vias.

本変形例のスイッチング電源100では、キャパシタC31は、一次グランド導体4(グランド導体43)と浮遊導体8(浮遊導体81)との間に形成される。また、キャパシタC32は、二次グランド導体5(グランド導体53)と浮遊導体8(浮遊導体82)との間に形成される。   In the switching power supply 100 of the present modification, the capacitor C31 is formed between the primary ground conductor 4 (ground conductor 43) and the floating conductor 8 (floating conductor 81). The capacitor C32 is formed between the secondary ground conductor 5 (ground conductor 53) and the floating conductor 8 (floating conductor 82).

本変形例のスイッチング電源100においても、実施形態1のスイッチング電源100と同様に、浮遊導体8を備えることにより、実施形態1のスイッチング電源100と比較して、キャパシタC3の容量値を大きくすることができる。このため、本変形例のスイッチング電源100では、実施形態1のスイッチング電源100と比較して、ノイズ(コモンモードノイズ)をさらに低減することが可能である。   Similarly to the switching power supply 100 of the first embodiment, the switching power supply 100 of the present modification also includes the floating conductor 8 to increase the capacitance value of the capacitor C3 compared to the switching power supply 100 of the first embodiment. Can do. For this reason, in the switching power supply 100 of this modification, it is possible to further reduce noise (common mode noise) compared to the switching power supply 100 of the first embodiment.

<変形例2>
以下、実施形態2の変形例2のスイッチング電源100について説明する。ただし、本変形例のスイッチング電源100の基本的な構成は、実施形態2の変形例1のスイッチング電源100と共通するので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。
<Modification 2>
Hereinafter, the switching power supply 100 of the modification 2 of Embodiment 2 is demonstrated. However, since the basic configuration of the switching power supply 100 of this modification is common to that of the switching power supply 100 of Modification 1 of Embodiment 2, the same reference numerals are given to common parts and description thereof is omitted.

本変形例のスイッチング電源100では、図11に示すように、一次グランド導体4は、2つのグランド導体41,42で構成されている。また、二次グランド導体5は、2つのグランド導体51,52で構成されている。そして、浮遊導体8は、4つの浮遊導体81〜84で構成されている。   In the switching power supply 100 of this modification, as shown in FIG. 11, the primary ground conductor 4 is composed of two ground conductors 41 and 42. The secondary ground conductor 5 is composed of two ground conductors 51 and 52. The floating conductor 8 includes four floating conductors 81 to 84.

グランド導体41,42は、それぞれ絶縁層311,313の上面に形成されている。グランド導体51,52は、それぞれ絶縁層321,323の上面に形成されている。浮遊導体83は、絶縁層312の上面に形成されている。また、浮遊導体84は、絶縁層322の下面に形成されている。そして、浮遊導体81〜84は、複数のビア9により互いに電気的に接続されている。   The ground conductors 41 and 42 are formed on the upper surfaces of the insulating layers 311 and 313, respectively. The ground conductors 51 and 52 are formed on the upper surfaces of the insulating layers 321 and 323, respectively. The floating conductor 83 is formed on the upper surface of the insulating layer 312. The floating conductor 84 is formed on the lower surface of the insulating layer 322. The floating conductors 81 to 84 are electrically connected to each other by a plurality of vias 9.

本変形例のスイッチング電源100では、キャパシタC31は、グランド導体41と浮遊導体83との間、グランド導体42と浮遊導体83との間、およびグランド導体42と浮遊導体81との間の各々に形成される。また、キャパシタC32は、グランド導体51と浮遊導体84との間、グランド導体52と浮遊導体84との間、およびグランド導体52と浮遊導体82との間の各々に形成される。つまり、一次グランド導体4および二次グランド導体5の少なくとも一方は、互いに異なる層にそれぞれ形成される複数のグランド導体41,42,51,52により構成されている。そして、浮遊導体81,83(浮遊導体82,84)は、複数のグランド導体41,42(グランド導体51,52)のうち少なくとも1つのグランド導体42(グランド導体52)を挟んで配置されている。   In the switching power supply 100 of this modification, the capacitor C31 is formed between the ground conductor 41 and the floating conductor 83, between the ground conductor 42 and the floating conductor 83, and between the ground conductor 42 and the floating conductor 81, respectively. Is done. The capacitor C32 is formed between the ground conductor 51 and the floating conductor 84, between the ground conductor 52 and the floating conductor 84, and between the ground conductor 52 and the floating conductor 82. That is, at least one of the primary ground conductor 4 and the secondary ground conductor 5 is composed of a plurality of ground conductors 41, 42, 51, 52 formed in different layers. The floating conductors 81 and 83 (floating conductors 82 and 84) are arranged with at least one ground conductor 42 (ground conductor 52) among the plurality of ground conductors 41 and 42 (ground conductors 51 and 52) interposed therebetween. .

したがって、本変形例のスイッチング電源100では、実施形態2のスイッチング電源100と比較して、キャパシタC3の容量値をさらに大きくすることができる。このため、本変形例のスイッチング電源100では、実施形態2のスイッチング電源100と比較して、ノイズ(コモンモードノイズ)をさらに低減することが可能である。   Therefore, in the switching power supply 100 of this modification, the capacitance value of the capacitor C3 can be further increased as compared with the switching power supply 100 of the second embodiment. For this reason, in the switching power supply 100 of this modification, it is possible to further reduce noise (common mode noise) compared to the switching power supply 100 of the second embodiment.

以上、本発明の実施形態1およびその変形例1のスイッチング電源100、実施形態2およびその変形例1,2のスイッチング電源100、ならびに本発明の実施形態のアイソレータ200について詳細に説明した。ただし、以上に説明した構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は上記の各実施形態に限定されることはなく、これら実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。たとえば、多層基板3は、絶縁層30(コア層)の厚さ方向における片側にのみ絶縁層を積み重ねて形成されていてもよい。   As described above, the switching power supply 100 according to the first embodiment of the present invention and the modification 1 thereof, the switching power supply 100 according to the second embodiment and the modifications 1 and 2 and the isolator 200 according to the embodiment of the present invention have been described in detail. However, the configuration described above is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and the technical idea according to the present invention is not limited to these embodiments. Various changes can be made according to the design or the like as long as they do not deviate. For example, the multilayer substrate 3 may be formed by stacking insulating layers only on one side in the thickness direction of the insulating layer 30 (core layer).

1 一次回路
2 二次回路
21 整流回路
3 多層基板
30,311〜313,321〜323 絶縁層
4 一次グランド導体
41〜43 グランド導体
5 二次グランド導体
51〜53 グランド導体
6 信号処理回路
7 絶縁回路
8,81〜84 浮遊導体
100 スイッチング電源
200 アイソレータ
P1 一次コイル
P11〜P14 コイル導体
PS1 外部電源
Q1,Q2 スイッチング素子
RP1,RP2 基準電位点
S1 二次コイル
S11〜S14 コイル導体
T1〜T8 電極(端子)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary circuit 2 Secondary circuit 21 Rectifier circuit 3 Multilayer substrate 30,311-313,321-323 Insulation layer 4 Primary ground conductor 41-43 Ground conductor 5 Secondary ground conductor 51-53 Ground conductor 6 Signal processing circuit 7 Insulation circuit 8, 81-84 Floating conductor 100 Switching power supply 200 Isolator P1 Primary coil P11-P14 Coil conductor PS1 External power supply Q1, Q2 Switching element RP1, RP2 Reference potential point S1 Secondary coil S11-S14 Coil conductor T1-T8 Electrode (terminal)

Claims (10)

多層基板と、
前記多層基板に形成される一次コイルと、
前記多層基板に形成され、前記一次コイルと磁気的に結合する二次コイルと、
前記一次コイルに電気的に接続され、外部電源から前記一次コイルへの給電経路を開閉するスイッチング素子を有する一次回路と、
前記二次コイルに電気的に接続され、前記二次コイルの出力を整流する整流回路を有する二次回路と、
前記多層基板に形成され、前記一次回路の基準電位点となる一次グランド導体と、
前記多層基板に形成され、前記二次回路の基準電位点となる二次グランド導体とを備え、
前記一次グランド導体は、前記二次グランド導体と容量結合することを特徴とするスイッチング電源。
A multilayer substrate;
A primary coil formed on the multilayer substrate;
A secondary coil formed on the multilayer substrate and magnetically coupled to the primary coil;
A primary circuit electrically connected to the primary coil and having a switching element that opens and closes a power feeding path from an external power source to the primary coil;
A secondary circuit electrically connected to the secondary coil and having a rectifier circuit for rectifying the output of the secondary coil;
A primary ground conductor formed on the multilayer substrate and serving as a reference potential point for the primary circuit;
A secondary ground conductor formed on the multilayer substrate and serving as a reference potential point for the secondary circuit;
The switching power supply, wherein the primary ground conductor is capacitively coupled to the secondary ground conductor.
前記一次グランド導体および前記二次グランド導体のいずれとも電気的に絶縁された浮遊導体をさらに備え、
前記浮遊導体は、前記多層基板の厚さ方向において、前記一次グランド導体と前記二次グランド導体との間に配置されることを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源。
A floating conductor that is electrically insulated from both the primary ground conductor and the secondary ground conductor;
The switching power supply according to claim 1, wherein the floating conductor is disposed between the primary ground conductor and the secondary ground conductor in a thickness direction of the multilayer substrate.
前記多層基板は、前記一次グランド導体と前記二次グランド導体との間において、少なくとも1層の導体層を有し、
前記浮遊導体は、前記導体層に形成されることを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源。
The multilayer substrate has at least one conductor layer between the primary ground conductor and the secondary ground conductor,
The switching power supply according to claim 2, wherein the floating conductor is formed in the conductor layer.
前記導体層は、絶縁層を挟んで複数設けられ、
前記浮遊導体は、前記複数の導体層に形成されることを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源。
A plurality of the conductor layers are provided across an insulating layer,
The switching power supply according to claim 3, wherein the floating conductor is formed in the plurality of conductor layers.
前記一次グランド導体および前記二次グランド導体の少なくとも一方は、互いに異なる層にそれぞれ形成される複数のグランド導体により構成され、
前記浮遊導体は、前記複数のグランド導体のうち少なくとも1つを挟んで配置されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のスイッチング電源。
At least one of the primary ground conductor and the secondary ground conductor is constituted by a plurality of ground conductors respectively formed in different layers,
The switching power supply according to any one of claims 2 to 4, wherein the floating conductor is disposed with at least one of the plurality of ground conductors interposed therebetween.
前記浮遊導体は、前記一次コイルおよび前記二次コイルの少なくとも一方のコイルが形成される導体層と同じ層に形成される同層の導体を有し、
前記同層の導体は、前記同層の導体と同じ層に形成される前記コイルを囲むように配置されることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載のスイッチング電源。
The floating conductor has a conductor in the same layer formed in the same layer as a conductor layer in which at least one of the primary coil and the secondary coil is formed,
The switching power supply according to any one of claims 2 to 5, wherein the conductor of the same layer is disposed so as to surround the coil formed in the same layer as the conductor of the same layer.
前記一次グランド導体および前記二次グランド導体の少なくとも一方は、同次のコイルが形成される導体層と同じ層に形成される同層のグランド導体を有し、
前記同層のグランド導体は、前記同層のグランド導体と同じ層に形成される前記同次のコイルを囲むように配置されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のスイッチング電源。
At least one of the primary ground conductor and the secondary ground conductor has a ground conductor in the same layer formed in the same layer as the conductor layer in which the homogeneous coil is formed,
The ground conductor of the same layer is disposed so as to surround the same-order coil formed in the same layer as the ground conductor of the same layer. Switching power supply.
前記一次グランド導体および前記二次グランド導体は、それぞれ前記一次回路および前記二次回路の電子部品が取り付けられるランドと同じ層に形成されるグランド導体を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のスイッチング電源。   The said primary ground conductor and the said secondary ground conductor have a ground conductor formed in the same layer as the land to which the electronic component of the said primary circuit and the said secondary circuit is each attached, The 1st thru | or 7 characterized by the above-mentioned. The switching power supply according to any one of the above. 前記多層基板は、外部基板に電気的に接続される表面実装用の端子をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のスイッチング電源。   The switching power supply according to any one of claims 1 to 8, wherein the multilayer board further includes a surface mounting terminal electrically connected to an external board. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のスイッチング電源と、
一次側に入力される入力信号と、前記入力信号に応じて二次側に出力される出力信号とを電気的に絶縁する絶縁回路と、
前記入力信号および前記出力信号を処理する信号処理回路とを備え、
前記絶縁回路および前記信号処理回路は、それぞれ前記多層基板に備えられることを特徴とするアイソレータ。
The switching power supply according to any one of claims 1 to 9,
An insulating circuit that electrically insulates an input signal input to the primary side and an output signal output to the secondary side according to the input signal;
A signal processing circuit for processing the input signal and the output signal;
The isolator, wherein the insulating circuit and the signal processing circuit are provided on the multilayer substrate, respectively.
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