JP2949244B2 - 積層型トランス - Google Patents
積層型トランスInfo
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- H—ELECTRICITY
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- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
-
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Description
トランスに関する。
ターン層とを交互に積層し、前記導体パターン層間を磁
性体層に設けたスルーホールを介して電気的に接続する
ことにより1次、2次コイルを備えたトランスを形成し
ていた。同様の方法で、複数個のトランスを備えた積層
型トランスも形成されているが、隣接するトランス間の
結合(以下、クロストークと記す)が生じ易かった。こ
の対策として、隣接する2個のトランス間の距離を大き
くすることが考えられるが、外形サイズが大きくなり、
しかもクロストークを完全に抑えることはできなかっ
た。
の結合係数を大きくするためには、1次、2次コイル間
の距離を短くする必要があるが、この距離を小さくする
と、1次、2次コイル間の浮遊容量が大きくなるという
欠点があった。
が小さく、かつ小型の積層型トランスを提供することに
ある。さらに、個々のトランスにおいては、1次、2次
コイル間の結合係数が大きい積層型トランスを提供する
ことにある。
ンスは、 (a)1次コイル用導体パターン層と、2次コイル用導
体パターン層と、前記1次、2次コイル用導体パターン
層の間に1次、2次コイル用導体パターンの中央部及び
周辺部を残して積層した非磁性体と、前記1次、2次コ
イル用導体パターン層のそれぞれ外側に積層した磁性体
層とを備えたトランスと、 (b)積み重ねた前記トランスの間に積層した非磁性体
層と、 を備えたことを特徴とする。
層を設けたため、各トランスは非磁性体層によって磁気
的に分離され、トランス間のクロストークが非常に小さ
くなる。また、各トランスにおいて、1次、2次コイル
間に非磁性体層を積層しているため、1次コイルで発生
した殆どの磁束は、2次コイルを横切ることなく、1
次、2次コイル用導体パターンの中央部及び周辺部で接
続している磁性体層を磁路にして周回する。従って、1
次コイルと2次コイルの結合係数が大きくなる。
たい場合には、本発明に係る積層型トランスは、 (c)1次コイル用導体パターン層と、2次コイル用導
体パターン層と、前記1次、2次コイル用導体パターン
層と交互に積層した磁性体層とを備えたトランスと、 (d)積み重ねた前記トランスの間に積層した非磁性体
層と、 を備えるとよい。非磁性体層をトランス間に積層する
だけで、トランス間のクロストークは非常に小さくな
る。
において、1次、2次コイル間の結合係数を大きくした
い場合には、 (e)1次コイル用導体パターン層と、 (f)2次コイル用導体パターン層と、 (g)前記1次、2次コイル用導体パターン層の間に1
次、2次コイル用導体パターンの中央部及び周辺部を残
して積層した非磁性体と、 (h)前記1次、2次コイル用導体パターン層のそれぞ
れ外側に積層した磁性体層と、 を備えていることが好ましい。
イルで発生した殆どの磁束は磁性体層を磁路にして周回
する。従って、1次コイルと2次コイルの結合係数が大
きくなる。
外側に1次、2次コイル用導体パターンの中央部及び周
辺部を残して積層した非磁性体と、 (l)1次、2次コイル用導体パターン層の外側に積層
した前記非磁性体のそれぞれ外側に積層した磁性体層
と、 を備えた積層型トランスは、1次、2次コイル間の結
合係数が大きく、しかも1次、2次コイル用導体パター
ンが非磁性体にて完全に覆われるため1次、2次コイル
間の絶縁性が向上する。
面を参照して説明する。なお、以下の実施例において、
同一部品及び同一部分に同一符号を付与する。
ついて説明する。第1図はトランスの分解の斜視図であ
る。磁性体シート1,2,3,4及び磁性体シート5,6,7,8はそ
れぞれ非磁性体シート9,10,11,12及び非磁性体シート1
3,14,15に挾まれるように積層される。磁性体シート1
〜8の材料にはNi−Zn等の未焼成のフェライトが使用さ
れ、非磁性体シート9〜15の材料には未焼成のホウケイ
酸鉛やアルミノマグネシウムホウケイ酸等が使用され
る。磁性体シート1の上面には渦巻き状の2次コイル用
導体パターン20が印刷等の手段にて設けられている。導
体パターン20の一方の端部はシート1の右縁に露出して
いる引出し部20aとされ、他方の端部はシート1に設け
られているスルーホール28aに接続している。さらに、
第2図に示すように、導体パターン20上には非磁性体膜
16が印刷等の手段によって設けられている。このとき、
導体パターン20の渦の中央部及び周辺部に非磁性体塗禁
止領域17a,17bを設定しておく。
て渦巻き方向が導体パターン20と同じ方向になるように
渦巻き状の1次コイル用導体パターン21が設けられてい
る。導体パターン21の一方の端部にはシート2の右縁に
露出している引出し部21aとされ、他方の端部はシート
2に設けられているスルーホール28bに接続している。
さらに、導体パターン21上には前記導体パターン20と同
様に非磁性体膜(図示せず)が印刷等の手段にて設けら
れている。
設けたスルーホール28a、磁性体シート3に設けたスル
ーホール28a及び非磁性体シート9に設けたスルーホー
ル28aを介して非磁性体シート10の上面に設けた引出し
導体パターン22の一方の端部に電気的に接続される。導
体パターン22の他方の端部はシート10の左縁に露出して
いる引出し部22aとされている。
設けたスルーホール28b、磁性体シート4に設けたスル
ーホール28b及び非磁性体シート11に設けたスルーホー
ル28bを介してシート11の上面に設けた引出し導体パタ
ーン23の一方の端部に電気的に接続される。導体パター
ン23の他方の端部はシート11の左縁に露出している引出
し部23aとされている。
と導体パターン20,22等からなる2次コイルとで構成さ
れたトランスが積層体の上部分に形成されることにな
る。非磁性体シート12は導体パターン23を保護するため
に積層される。
コイル用導体パターン24[導体パターン24上には非磁性
体膜(図示せず)が設けられている]の一方の端部が、
積層状態ではシート5,7,14に設けたスルーホール28cを
介してシート15の上面に設けた引出し導体パターン27の
一方の端部に電気的に接続される。導体パターン24の他
方の端部はシート5の奥側の縁に露出している引出し部
24aとされ、導体パターン27の他方の端部はシート15の
手前側の縁に露出している引出し部27aとされている。
さらに、シート6の下面に設けた渦巻き状の2次コイル
用導体パターン25[導体パターン25上には非磁性体膜
(図示せず)が設けられている]の一方の端部が、積層
状態では、シート6,8,13に設けたスルーホール28dを介
してシート13の上面に設けた引出し導体パターン26の一
方の端部に電気的に接続される。導体パターン25の他方
の端部はシート6の奥側の縁に露出している引出し部25
aとされ、導体パターン26の他方の端部はシート13の手
前側の縁に露出している引出し部26aとされている。こ
うして、導体パターン24,27等からなる1次コイルと導
体パターン25,26等からなる2次コイルとで構成された
トランスが積層体の下部分に形成されることになる。
の材料には、Ag又はAg−Pdペースト等が使用される。
て一体積層物とされる。さらに、第3図に示すように、
この一体積層物の表面に外部電極1A,1B,2A,2B,3A,3B,4
A,4Bがそれぞれ引出し部21a,23a,20a,22a,24a,27a,25a,
26aに電気的に接続するように設けられ、完成品とされ
る。
パターン20と21との間、及び導体パターン24と25との間
には、非磁性体膜16を焼成してできた焼結非磁性体34,3
5が積層されている。さらに、磁性体シート1〜8は焼
成されることにより、焼結磁性体36,37とされる。この
焼結磁性体36,37は、焼結非磁性体34,35を間に積層して
いる導体パターン20,21,24,25の周囲を覆っている。即
ち、焼成処理により、磁性体シート1及び2が導体パタ
ーン20及び21の中央部及び周辺部で接続され、磁性体シ
ート5及び6が導体パターン24,25の中央部及び周辺部
で接続されている。一方、非磁性体シート9〜15は焼結
されることにより、焼結非磁性体38,39,40とされる。従
って、導体パターン21で発生した磁束φ1は図に示すよ
うに、殆ど焼結磁性体36内部に閉じ込められ、しかも、
導体パターン20を横切ることなく前記焼結磁性体36を磁
路にして周回する。従って、1次コイルと2次コイルの
結合係数が大きいトランスが得られる。同様に、導体パ
ターン24で発生した磁束φ2は殆ど焼結磁性体37内部に
閉じ込められ、しかも、導体パターン25を横切ることな
く前記焼結磁性体37を磁路にして周回する。このとき、
焼結磁性体36,37は焼結非磁性体39によって磁気的に分
離されているので、磁束φ1とφ2は殆ど鎖交しない。
従って、二つのトランス間にはクロストークは殆ど生じ
ない。
磁性体38,40と共に引出し導体パターン22,23,26,27がコ
イル用導体パターン20,21,24,25と磁気的に結合するの
を防止する働きをする。
図を示す。
ークトランスにおいて二つのトランス間のクロストーク
のみを抑えるものである。
5上に非磁性体膜の替わりに磁性体膜を印刷等の手段に
て設けたものである。第6図は焼成処理済みの一体積層
物の垂直断面図である。焼結磁性体45,46が導体パター
ン20,21,24,25の周囲を覆っている。導体パターン21,24
で発生した磁束φ3,φ4は、それぞれ導体パターン20,2
5を横切って周回しながら焼結磁性体45,46内部に閉じ込
められる。しかも、焼結非磁性体39によって磁気的に分
離されているので、二つのトランス間にはクラストーク
は殆ど生じない。
ークトランスを構成する上部トランスのみを積層、圧
着、焼成して単連コモンモードチョークトランスとした
ものである。下側の最外層である焼結非磁性体50は第1
実施例の非磁性体シート9,10からなる。1次コイル用導
体パターン21で発生した磁束φ5は、殆ど焼結磁性体36
内部に閉じ込められ、しかも2次コイル用導体パターン
20を横切ることはない。従って、インダクタンスが大き
く、かつ、1次コイルと2次コイルの結合係数が大きい
積層型トランスが得られる。
ある。第8図に示すように、積層体の上部分に形成され
るトランスの1次コイル用導体パターン21は、積層され
た状態では、シート2,4,11に設けた各スルーホール28b
を介してシート11上に設けた引出し導体パターン55に電
気的に接続される。そして、シート1に設けた2次コイ
ル用導体パターン20は、シート1,3,9に設けた各スルー
ホール28aを介してシート10に設けた引出し導体パター
ン56に電気的に接続される。
5に設けた2次コイル用導体パターン57は、積層された
状態では、シート5,7,14に設けた各スルーホール28cを
介してシート15に設けた引出し導体パターン58に電気的
に接続される。そして、シート6に設けた1次コイル用
導体パターン59はシート6,8,13に設けたスルーホール28
dを介してシート13に設けた引出し導体パターン60に電
気的に接続される。なお、導体パターン20,21,57,59上
には非磁性体膜(図示せず)が設けられている。
層物とされる。この一体積層物の表面に、第9図に示す
ように、外部電極6A,6B,6C,7A,7B,7Cがそれぞれ導体パ
ターン21,55,60,59,20,56,58,57の外部引出し部21a,55a
及び60a,59a,20a,56a及び58a,57aに電気的に接続するよ
うに設けられ、完成品とされる。
を示す。このトランスは、第1実施例に示したトランス
の作用、効果と同様の作用、効果を有すると共に、直列
接続により、1次、2次及び相互インダクタンスをそれ
ぞれ2倍にすることができる。さらに、3個以上のトラ
ンスを直列接続すればインダクタンスの値を3倍、4
倍、…とアップさせることができる。但し、導体パター
ン21と20及び導体パターン59と57は磁気的に結合してい
ないので、例えば、外部電極6A,6B間と外部電極7A,7C間
で1:2のトランスとはならないことに留意する必要があ
る。
ある。第11図に示すように、積層体の上部分に形成され
るトランスの1次コイル用導体パターン20は、積層され
た状態では、シート1,3,9,10に設けた各スルーホール28
aを介して引出し導体パターン22に電気的に接続され
る。そして、2次コイル用導体パターン21は、積層され
た状態ではシート2,4,11に設けた各スルーホール28bを
介して引出し導体パターン23に電気的に接続される。
5に設けた2次コイル用導体パターン75は、積層された
状態では、シート5,7に設けた各スルーホール28cを介し
てシート14に設けた引出し導体パターン76に電気的に接
続される。そして、シート6に設けた2次コイル用導体
パターン77は積層された状態では、シート6,8,13,10に
設けたスルーホール28aを介してシート13に設けた前記
導体パターン22に電気的に接続される。なお、導体パタ
ーン20,21,75,77上には非磁性体膜(図示せず)が設け
られている。
層物とされる。この一体積層物の表面に、第12図に示す
ように、外部電極9A,9B,10A,10Bがそれぞれ導体パター
ン21,75,23,76,20,77,22の外部引出し部21a及び75a,23a
及び76a,20a及び77a,22aに電気的に接続するように設け
られ、完成品とされる。
を示す。このトランスは、第1実施例に示したトランス
の作用、効果と同様の作用、効果を有すると共に、並列
接続により、1次、2次及び相互インダクタンスをそれ
ぞれ半分にし、電流容量を2倍にすることができる。
(バランストランス)の例である。第14図に示すよう
に、積層体の上部分に形成されるトランスのコイル用導
体パターン21は、積層された状態ではシート2,4,11に設
けた各スルーホール28aを介して引出し導体パターン23
と共に電気的に接続される。そして、シート1に設けた
コイル用導体パターン80の両端部は、シート1,3,9に設
けた各スルーホール28b及び28cを介してシート10に設け
た引出し導体パターン81,82にそれぞれ電気的に接続さ
れる。
5に設けた2次コイル用導体パターン83の両端部は、積
層された状態では、シート5,7,14に設けた各スルーホー
ル28d及び28eを介してシート15に設けた引出し導体パタ
ーン85,86にそれぞれ電気的に接続される。そして、シ
ート6に設けたコイル用導体パターン84はシート6,8,13
に設けたスルーホール28fを介してシート13に設けた引
出し導体パターン87に電気的に接続される。なお、導体
パターン21,80,83,84上には非磁性体膜(図示せず)が
設けられている。
層物とされる。この一体積層物の表面に、第15図に示す
ように、外部電極12A,13A,14A,15A,16Aがそれぞれ導体
パターン23,81,87,85,86,21,84の外部引出し部23a,81a
及び87a,85a,82a及び86a,21a及び84aに電気的に接続す
るように設けられ、完成品とされる。
を示す。このトランスは、第1実施例に示したトランス
の作用、効果と同様の作用、効果を有すると共に、外部
電極12A,14A間と外部電極15A,16A間で4:1のインピーダ
ンス変換ができる。また、外部電極13A及び16A(又は15
A)をアースに接地した場合、平衡−不平衡回路の結合
トランス(バランストランス)とすることも可能であ
る。
劣化し、トランスの1次、2次コイル間の絶縁が悪くな
る傾向がある。そこで、第7実施例では1次、2次コイ
ル用導体パターンが磁性体に接触しない構造のものを説
明する。
ークトランスを構成する上部トランスのみを積層、圧
着、焼成して単連コモンモードチョークトランスとした
ものである。ただし、第17図及び第18図に示すように、
2次コイル用導体パターン20は、磁性体シート1の上面
に非磁性体膜90aを介して設けられている。さらに、こ
の導体パターン20の上にも非磁性体膜90bが設けられて
いる。同様に、1次コイル用導体パターン21も磁性体シ
ート2の下面に非磁性体膜を介して設けられ、さらに導
体パターン21上にも非磁性体膜が設けられている。しか
も、シート9,10,11,12を非磁性体シートから磁性体シー
トに替えている。
パターン20と21の周囲には非磁性体膜90a,90bを焼成し
てできた焼結非磁性体94が積層されている。シート1〜
12は焼成されることにより焼結磁性体96とされる。1次
コイル用導体パターン21で発生した磁束φ6は、殆ど焼
結磁性体96内部に閉じ込められ、しかも2次コイル用導
体パターン20を横切ることはないので、1次コイルと2
次コイルの結合係数が大きい積層型トランスが得られ
る。しかも、導体パターン20,21を絶縁性の優れた非磁
性体94にて完全に覆っているので1次、2次コイル間の
絶縁性が向上する。
限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形
することができる。
必要はなく、異なる巻き回数の1次及び2次コイルを備
えたトランスであってもよい。
要はなく螺旋状コイルであってもよい。この場合、螺旋
状コイルは、コイル用導体パターン層と非磁性体とを交
互に積層しつつ、各コイル用導体パターンが非磁性体を
介して接続するようにして作成される。
ート状にしておく必要はなく、磁性体や非磁性体を印刷
により積み重ねて製造する方法であってもよい。但し、
生産効率は予めシート状にしておいた磁性体や非磁性体
を使用する方が優れている。
ランスにおいて、1次、2次コイル間に非磁性体を積層
しているため、1次コイルで発生した磁束は2次コイル
を横切ることなく周回し、1次コイルと2次コイルの結
合係数の大きい積層型トランスが得られる。しかも、磁
性体層が閉磁路になっているので、インダクタンスの値
が大きく、漏れ磁束の小さいものが得られる。さらに、
非磁性体の誘電率、コイル用導体パターンの導体幅及び
導体間隔を適した数値にすることによりコイル用導体パ
ターンの分布定数の値を小さくしたり、コイル用導体パ
ターン間の耐電圧や絶縁抵抗を高くすることができる。
これによって、非常に小型の平衡−不平衡トランスやイ
ンダクタンス変換トランスを作製することができる。ま
た、隣接するトランス間は非磁性体層で分離されている
ので、複数のトランス間のクロストークが非常に小さい
ものが得られる。
に配置することで、設置面積の小さい小型の積層型トラ
ンスが得られる。
えたい場合には、非磁性体層とトランス間に積層するだ
けでトランス間のクロストークが非常に小さい積層型ト
ランスが得られる。
おいて、1次、2次コイル間の係合係数を大きくしたい
場合には、1次、2次コイル間に非磁性体を積層すれ
ば、1次コイルと2次コイルの係合係数が大きい積層型
トランスが得られる。
で完全に覆う場合には、1次コイルと2次コイル間の絶
縁信頼性が優れたものが得られる。
1実施例を示すもので、第1図は積層型トランスの分解
斜視図、第2図は第1図に示した積層型トランスの一部
を構成するコイル用導体パターンが印刷された磁性体シ
ートの平面図、第3図は外観を示す斜視図、第4図は第
3図のX−X′の垂直断面図、第5図は等価電気回路図
である。第6図及び第7図はそれぞれ本発明に係る積層
型トランスの第2実施例及び第3実施例を示す垂直断面
図である。第8図、第9図及び第10図はそれぞれ本発明
に係る積層型トランスの第4実施例を示す分解斜視図、
斜視図及び等価電気回路図である。第11図、第12図及び
第13図はそれぞれ本発明に係る積層型トランスの第5実
施例を示す分解斜視図、斜視図及び等価電気回路図であ
る。第14図、第15図及び第16図はそれぞれ本発明に係る
積層型トランスの第6実施例を示す分解斜視図、斜視図
及び等価電気回路図である。第17図ないし第19図は本発
明に係る積層型トランスの第7実施例を示すもので、第
17図は積層型トランスの一部を構成するコイル用導体パ
ターンが印刷された磁性体シートの平面図、第18図は第
17図のX−X′の垂直断面図、第19図は積層型トランス
の垂直断面図である。 1,2,5,6……磁性体シート、9,10,13……非磁性体シー
ト、16……非磁性体膜、20,25……2次コイル用導体パ
ターン、21,24……1次コイル用導体パターン、34,35…
…焼結非磁性体、36,37……焼結磁性体、39……非磁性
体層、57,77……2次コイル用導体パターン、59,75……
1次コイル用導体パターン、80,83,84……コイル用導体
パターン、90a,90b……非磁性体膜、94……焼結非磁性
体、96……焼結磁性体。
Claims (4)
- 【請求項1】1次コイル用導体パターン層と、2次コイ
ル用導体パターン層と、前記1次、2次コイル用導体パ
ターン層の間に1次、2次コイル用導体パターンの中央
部及び周辺部を残して積層した非磁性体と、前記1次、
2次コイル用導体パターン層のそれぞれ外側に積層した
磁性体層とを備えたトランスと、 積み重ねた前記トランスの間に積層した非磁性体層と、 を備えたことを特徴とする積層型トランス。 - 【請求項2】1次コイル用導体パターン層と、2次コイ
ル用導体パターン層と、前記1次、2次コイル用導体パ
ターン層と交互に積層した磁性体層とを備えたトランス
と、 積み重ねた前記トランスの間に積層した非磁性体層と、 を備えたことを特徴とする積層型トランス。 - 【請求項3】1次コイル用導体パターン層と、 2次コイル用導体パターン層と、 前記1次、2次コイル用導体パターン層の間に1次、2
次コイル用導体パターンの中央部及び周辺部を残して積
層した非磁性体と、 前記1次、2次コイル用導体パターン層のそれぞれ外側
に積層した磁性体層と、 を備えたことを特徴とする積層型トランス。 - 【請求項4】1次コイル用導体パターン層と、 2次コイル用導体パターン層と、 前記1次、2次コイル用導体パターン層の間及び外側に
1次、2次コイル用導体パターンの中央部及び周辺部を
残して積層した非磁性体と、 1次、2次コイル用導体パターン層の外側に積層した前
記非磁性体のそれぞれ外側に積層した磁性体層と、 を備えたことを特徴とする積層型トランス。
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JP2338701A JP2949244B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 積層型トランス |
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-
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- 1990-11-30 JP JP2338701A patent/JP2949244B2/ja not_active Expired - Lifetime
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