JP7147342B2

JP7147342B2 - トランス

Info

Publication number: JP7147342B2
Application number: JP2018146167A
Authority: JP
Inventors: 以久也佐藤
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2022-10-05
Anticipated expiration: 2038-08-02
Also published as: JP2020021885A

Description

本発明は、トランスに関する。

従来、一次巻線が巻き回された一次側コアと、二次巻線が巻き回された二次側コアとが、絶縁体を挟んで対向するように絶縁体に固定された絶縁トランスが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

国際公開第２０１１／１５４９９３号

しかしながら、一次巻線と二次巻線とを、積層基板に形成される複数の巻線パターンで構成しようとすると、巻線パターンに流れる電流が巻線パターン間でアンバランスになる現象が現れることがある。

そこで、本開示は、巻線パターン間での電流のアンバランスを抑制可能なトランスを提供する。

本開示は、
コアと、
前記コアに巻き回される一次巻線を構成するように直列接続される複数の一次巻線パターンと、前記コアに巻き回される二次巻線を構成するように並列接続される複数の二次巻線パターンとが積層する積層基板とを備え、
前記複数の一次巻線パターンは、第１基板に形成された第１一次巻線パターンと、第２基板に形成され且つ平面視で前記第１一次巻線パターンと重複する部分を有する第２一次巻線パターンと、を含み、
前記複数の二次巻線パターンは、前記第１基板と前記第２基板との間の第３基板に形成され且つ前記第１一次巻線パターンと前記第２一次巻線パターンとの間に挟まれた第１二次巻線パターンと、前記第２基板に対して前記第３基板とは反対側にある第４基板に形成され且つ平面視で前記第１二次巻線パターンと重複する部分を有する第２二次巻線パターンと、を含み、
前記第１一次巻線パターンの出力端は、前記第１二次巻線パターンと導電的に接続されずに前記第１二次巻線パターンを貫通する第１ブラインドビアによって、前記第２一次巻線パターンの入力端と導電的に接続され、
前記第１二次巻線パターンの入力端は、前記複数の一次巻線パターンを貫通せずに前記複数の二次巻線パターンを貫通する第１貫通ビアによって、前記第２二次巻線パターンの入力端と導電的に接続され、
前記第１二次巻線パターンの出力端は、前記複数の一次巻線パターンを貫通せずに前記複数の二次巻線パターンを貫通する第２貫通ビアによって、前記第２二次巻線パターンの出力端と導電的に接続された、トランスを提供する。

本開示によれば、巻線パターン間での電流のアンバランスを抑制できる。

本開示に係るトランスの一構成例を示す斜視図である。第１の実施形態のトランスの巻線構成を示す結線図である。第１の実施形態のトランスの構成を示す断面図である。第１の実施形態のトランスの巻線パターン構成を示す分解上面図である。第２の実施形態のトランスの巻線構成を示す結線図である。第２の実施形態のトランスの構成を示す断面図である。第２の実施形態のトランスの巻線パターン構成を示す分解上面図である。第３の実施形態のトランスの巻線構成を示す結線図である。第３の実施形態のトランスの構成を示す断面図である。第３の実施形態のトランスの巻線パターン構成を示す分解上面図である。一比較形態のトランスの巻線構成を示す結線図である。一比較形態のトランスの構成を示す断面図である。一比較形態のトランスの巻線パターン構成を示す分解上面図である。巻線パターン間での電流のアンバランスのシミュレーション結果の一例を示す図である。巻線パターンの一例を示す図である。

以下、本開示に係るトランスについて図面を参照して説明する。なお、各図面において、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を、それぞれ、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向と称する。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な平面を表す。

図１は、本開示に係るトランスの一構成例を示す斜視図である。図１に示されるトランス１００は、一次巻線と二次巻線とを積層基板１０に形成される複数の巻線パターンで構成し、積層基板１０を磁性体のコア２０で挟み込む構造を有する高周波トランスである。

積層基板１０は、複数枚（図１の場合、８枚）の基板Ｌ１～Ｌ８が積み重なる多層基板である。第１層から第８層までの複数の基板Ｌ１～Ｌ８には、一次巻線を形成する一次巻線パターンを備える複数の基板と、二次巻線を形成する二次巻線パターンを備える複数の基板とが含まれている。第１層の基板Ｌ１には、複数の一次巻線パターン及び複数の二次巻線パターンのうちで最も上層に位置する巻線パターンが形成されている。第８層の基板Ｌ８には、複数の一次巻線パターン及び複数の二次巻線パターンのうちで最も下層に位置する巻線パターンが形成されている。

なお、一次巻線パターンが形成される表面は、基板の上面、基板の下面、又はその両面でもよい。二次巻線パターンが形成される表面も、基板の上面、基板の下面、又はその両面でもよい。

基板Ｌ１～Ｌ８は、相互に接着性の絶縁樹脂等により接着されている。また、積層基板１０には、コア２０の中央部に形成されるコア脚２３が貫通する孔１０ａが形成されている。コア２０は、例えば、フェライトコアである。

トランス１００は、一次巻線の一端に接続される第１の一次側端子Ｐ１と、一次巻線の他端に接続される第２の一次側端子Ｐ２と、二次巻線の一端に接続される第１の二次側端子Ｓ１と、二次巻線の他端に接続される第２の二次側端子Ｓ２とを備える。図１には、第１の一次側端子Ｐ１と第１の二次側端子Ｓ１が最上層の基板Ｌ１の上面に位置し、第２の一次側端子Ｐ２と第２の二次側端子Ｓ２が最下層の基板Ｌ８の下面に位置する形態が例示されている。基板Ｌ１の上面は、積層基板１０の上面に相当し、基板Ｌ８の下面は、積層基板１０の下面に相当する。

第１の一次側端子Ｐ１及び第２の一次側端子Ｐ２は、第２の二次側端子Ｓ１及び第２の二次側端子Ｓ２が位置する側とはコア２０を挟んでＹ軸方向で反対側に位置する。各端子をこのような位置関係で配置することで、一対の一次側端子Ｐ１，Ｐ２の少なくとも一方に接続されるトランジスタ等の部品と、一対の二次側端子Ｓ１，Ｓ２の少なくとも一方に接続されるダイオード等の部品とを、Ｙ軸方向に互いに離すことができる。したがって、一次側の部品と二次側の部品との間で生じる磁気的な干渉を抑制することができる。

さらに、第１の一次側端子Ｐ１は、最上層の基板Ｌ１に設けられ、第２の一次側端子Ｐ２は、最下層の基板Ｌ８に設けられている。両端子をこのような位置関係で配置することで、第１の一次側端子Ｐ１に外部接続される第１の一次側配線と、第２の一次側端子Ｐ２に外部接続される第２の一次側配線とを、Ｚ軸方向に互いに離すことができる。また、両端子をこのような位置関係で配置し、且つ、両端子の間に構成される一次巻線の軸方向がＺ軸方向に平行になるように複数の一次巻線パターンをＺ軸方向に積層することで、ＸＹ平面に平行な方向の寸法が抑えられ、積層基板１０の小型化が可能となる。また、複数の一次巻線パターンは、それぞれ、Ｘ軸方向に延びるパターン部分と、Ｙ軸方向に延びるパターン部分とを有する。Ｘ軸方向に延びるパターン部分がＺ軸方向での平面視で互いに重複し、且つ、Ｙ軸方向に延びるパターン部分がＺ軸方向での平面視で互いに重複するように、複数の一次巻線パターンを積層することで、各層の漏れインダクタンスのアンバランスが抑制される。積層基板１０のＺ軸方向での平面視において、複数の一次巻線パターンは、それぞれに流れる電流の方向が一致するように（後述の図４等に示す矢印参照）、Ｚ軸方向に積層されている。

同様に、第１の二次側端子Ｓ１は、最上層の基板Ｌ１に設けられ、第２の二次側端子Ｓ２は、最下層の基板Ｌ８に設けられている。両端子をこのような位置関係で配置することで、第１の二次側端子Ｓ１に外部接続される第１の二次側配線と、第２の二次側端子Ｓ２に外部接続される第２の二次側配線とを、Ｚ軸方向に互いに離すことができる。また、両端子をこのような位置関係で配置し、且つ、両端子の間に構成される二次巻線の軸方向がＺ軸方向に平行になるように複数の二次巻線パターンをＺ軸方向に積層することで、ＸＹ平面に平行な方向の寸法が抑えられ、積層基板１０の小型化が可能となる。また、複数の二次巻線パターンは、それぞれ、Ｘ軸方向に延びるパターン部分と、Ｙ軸方向に延びるパターン部分とを有する。Ｘ軸方向に延びるパターン部分がＺ軸方向での平面視で互いに重複し、且つ、Ｙ軸方向に延びるパターン部分がＺ軸方向での平面視で互いに重複するように、複数の二次巻線パターンを積層することで、各層の漏れインダクタンスのアンバランスが抑制される。積層基板１０のＺ軸方向での平面視において、複数の二次巻線パターンは、それぞれに流れる電流の方向が一致するように（後述の図４等に示す矢印参照）、Ｚ軸方向に積層されている。また、各基板の絶縁層の厚さを利用することで、複数の一次巻線パターンから構成される一次巻線と複数の二次巻線パターンから構成される二次巻線との間の絶縁距離を確保することができる。

次に、図２～４を参照して、第１の実施形態のトランス１０１について説明する。なお、トランス１０１の外観構造は、図１に示すトランス１００と同一である。

図２は、第１の実施形態のトランス１０１の巻線構成を示す結線図である。トランス１０１は、コア２０のコア脚２３に巻き回される一次巻線を構成するように直列接続される複数の一次巻線パターンと、コア２０のコア脚２３に巻かれる二次巻線を構成するように並列接続される複数の二次巻線パターンとを備える。基板Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ７のそれぞれに、一次巻線を形成する一次巻線パターンが形成され、基板Ｌ１，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ８のそれぞれに、二次巻線を形成する二次巻線パターンが形成されている。

図３は、第１の実施形態のトランス１０１の構成を示す断面図である。トランス１０１は、一次巻線と二次巻線とを積層基板１１に形成される複数の巻線パターンで構成し、積層基板１１を磁性体のコア２０で挟み込む構造を有する高周波トランスである。

コア２０は、２つのＥ型コア２１，２２を組み合わせた構成を有する。コア２０のコア脚２３は、Ｅ型コア２１の中央部に形成される柱部２４とＥ型コア２２の中央部に形成される柱部２５とを対向するように組み合わせた構成を有する。コア脚２３にギャップ２６を設けることで、磁気飽和を防ぐことができる。

積層基板１１は、複数枚（図３の場合、８枚）の基板Ｌ１～Ｌ８が積み重なる積層体である。基板Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ７のそれぞれに、コア２０のコア脚２３の周りを囲むように形成される一次巻線パターンが形成されている。基板Ｌ１，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ８のそれぞれに、コア２０のコア脚２３の周りを囲むように形成される二次巻線パターンが形成されている。

なお、図３及び後述の各断面図において、各基板に標示される記号は、巻線パターンに流れる電流の向きを示し、白丸の中に黒丸がある印は、紙面奥側から紙面手前側への電流方向を示し、白丸の中に×がある印は、紙面手前側から紙面奥側への電流方向を示す。

図４は、第１の実施形態のトランス１０１の巻線パターン構成を示す分解上面図である。基板Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ７には、それぞれ、コア２０のコア脚２３を取り囲むように形成される一次巻線パターン３２，３４，３５，３７が形成されている。基板Ｌ１，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ８には、それぞれ、コア２０のコア脚２３を取り囲むように形成される二次巻線パターン３１，３３，３６，３８が形成されている。

基板Ｌ１の上面に形成される第１の一次側端子Ｐ１は、基板Ｌ２に形成される一次巻線パターン３２の入力端と、基板Ｌ１と基板Ｌ２との間に形成されるブラインドビア４１によって導電的に接続されている。ブラインドビア４１は、基板Ｌ１に形成される二次巻線パターン３１と導電的に接続されていない。

基板Ｌ２に形成される一次巻線パターン３２の出力端は、基板Ｌ４に形成される一次巻線パターン３４の入力端と、基板Ｌ２と基板Ｌ３と基板Ｌ４との間に形成されるブラインドビア４２によって導電的に接続されている。ブラインドビア４２は、基板Ｌ３に形成される二次巻線パターン３３と導電的に接続されていない。

基板Ｌ４に形成される一次巻線パターン３４の出力端は、基板Ｌ５に形成される一次巻線パターン３５の入力端と、基板Ｌ４と基板Ｌ５との間に形成されるブラインドビア４３によって導電的に接続されている。

基板Ｌ５に形成される一次巻線パターン３５の出力端は、基板Ｌ７に形成される一次巻線パターン３７の入力端と、基板Ｌ５と基板Ｌ６と基板Ｌ７との間に形成されるブラインドビア４４によって導電的に接続されている。ブラインドビア４４は、基板Ｌ６に形成される二次巻線パターン３６と導電的に接続されていない。

基板Ｌ７に形成される一次巻線パターン３７の出力端は、基板Ｌ８の下面に形成される第２の一次側端子Ｐ２と、基板Ｌ７と基板Ｌ８との間に形成されるブラインドビア４５によって導電的に接続されている。ブラインドビア４５は、基板Ｌ８に形成される二次巻線パターン３８と導電的に接続されていない。

このように、複数の一次巻線パターン３２，３４，３５，３７は、Ｚ軸方向での平面視での位置が互いにずれるように形成されたブラインドビア４１～４５によって、コア２０のコア脚２３に巻き回される一次巻線を構成するように直列接続されている。図４の場合、コア２０のコア脚２３に巻き回される一次巻線の巻き数は、４である。

一方、基板Ｌ８の下面に形成される第２の二次側端子Ｓ２は、二次巻線パターン３１，３３，３６，３８のそれぞれの入力端と、基板Ｌ１～基板Ｌ８を貫通する貫通ビア５１によって導電的に接続されている。基板Ｌ１の上面に形成される第１の二次側端子Ｓ１は、二次巻線パターン３１，３３，３６，３８のそれぞれの出力端と、基板Ｌ１～基板Ｌ８を貫通する貫通ビア５２によって導電的に接続されている。貫通ビア５１，５２は、いずれも、一次巻線パターン３２，３４，３５，３７と導電的に接続されていない。

このように、複数の二次巻線パターン３１，３３，３６，３８は、Ｚ軸方向に貫通するように形成された貫通ビア５１，５２によって、コア２０のコア脚２３に巻き回される二次巻線を構成するように並列接続されている。複数の二次巻線パターン３１，３３，３６，３８は、互いに並列接続されているので、図４の場合、コア２０のコア脚２３に巻き回される二次巻線の巻き数は、一次巻線の巻き数（＝４）よりも少ない１である。つまり、巻き数比は、４：１になる。

したがって、このように構成されたトランス１０１の一次巻線と二次巻線は、コア２０のコア脚２３を介して磁気的に結合される。よって、一対の一次側端子Ｐ１，Ｐ２に一次電圧を印加することにより、一次電圧よりも低い二次電圧が、一対の二次側端子Ｓ１，Ｓ２から出力される。

また、二次側に誘起された電流は、互いに並列に接続される二次巻線パターン３１，３３，３６，３８に分流する。よって、同じ電流を一つの二次巻線パターンに流す場合に比べて、二次巻線パターン３１，３３，３６，３８の各々の配線幅を細くできるので、積層基板１１やトランス１０１の小型化が可能となる。

また、第１の実施形態のトランス１０１では、複数の二次巻線パターン３１，３３，３６，３８のうち少なくとも一つの二次巻線パターンは、複数の一次巻線パターン３２，３４，３５，３７のうち少なくとも二つの一次巻線パターンの間に位置している。

具体的には、基板Ｌ３に形成される二次巻線パターン３３は、基板Ｌ２，Ｌ４に形成される隣り合う二つの一次巻線パターン３２，３４の間に挟まれている。これにより、右ねじの法則から、一次巻線パターン３２に流れる電流により発生する磁束と二次巻線パターン３３に流れる電流に発生する磁束とが、基板Ｌ２と基板Ｌ３との間で強め合う。同様に、一次巻線パターン３４に流れる電流により発生する磁束と二次巻線パターン３３に流れる電流に発生する磁束とが、基板Ｌ４と基板Ｌ３との間で強め合う。

このように、二次巻線パターン３３の両側の磁束が強め合った状態でバランスするので、層間の近接効果が緩和され、隣接する一次巻線パターン３２，３４から二次巻線パターン３３への電流の引き寄せが緩和される。したがって、二次巻線パターン３３の一方の側の磁束が弱め合い他方の側の磁束が強め合う場合に比べて、二次巻線パターン３３に均等に電流が流れやすくなるので、巻線パターン間での電流のアンバランスを抑制することができる。

同様に、基板Ｌ６に形成される二次巻線パターン３６は、基板Ｌ５，Ｌ７に形成される隣り合う二つの一次巻線パターン３５，３７の間に挟まれている。したがって、上述と同様に、二次巻線パターン３６の一方の側の磁束が弱め合い他方の側の磁束が強め合う場合に比べて、二次巻線パターン３６に均等に電流が流れやすくなるので、巻線パターン間での電流のアンバランスを抑制することができる。

また、第１の実施形態のトランス１０１では、複数の一次巻線パターン３２，３４，３５，３７のうち少なくとも一つの一次巻線パターンは、複数の二次巻線パターン３１，３３，３６，３８のうち隣り合う二次巻線パターンの間に位置している。

具体的には、基板Ｌ２に形成される一次巻線パターン３２は、基板Ｌ１，Ｌ３に形成される隣り合う二つの二次巻線パターン３１，３３の間に挟まれている。これにより、右ねじの法則から、一次巻線パターン３２に流れる電流により発生する磁束と二次巻線パターン３１に流れる電流に発生する磁束とが、基板Ｌ１と基板Ｌ２との間で強め合う。同様に、一次巻線パターン３２に流れる電流により発生する磁束と二次巻線パターン３３に流れる電流に発生する磁束とが、基板Ｌ２と基板Ｌ３との間で強め合う。したがって、一次巻線パターン３２の両側の磁束が強め合った状態でバランスするので、層間の近接効果が緩和され、隣接する二次巻線パターン３１，３３から一次巻線パターン３２への電流の引き寄せが緩和される。したがって、一次巻線パターン３２の一方の側の磁束が弱め合い他方の側の磁束が強め合う場合に比べて、一次巻線パターン３２に均等に電流が流れやすくなるので、巻線パターン間での電流のアンバランスを抑制することができる。

同様に、基板Ｌ７に形成される一次巻線パターン３７は、基板Ｌ６，Ｌ８に形成される隣り合う二つの二次巻線パターン３６，３８の間に挟まれている。したがって、上述と同様に、一次巻線パターン３７の一方の側の磁束が弱め合い他方の側の磁束が強め合う場合に比べて、一次巻線パターン３７に均等に電流が流れやすくなるので、巻線パターン間での電流のアンバランスを抑制することができる。

次に、図５～７を参照して、第２の実施形態のトランス１０２について説明する。なお、トランス１０２の外観構造は、図１に示すトランス１００と同一である。また、上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。

図５は、第２の実施形態のトランス１０２の巻線構成を示す結線図である。トランス１０２では、基板Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７のそれぞれに、一次巻線を形成する一次巻線パターンが形成され、基板Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８のそれぞれに、二次巻線を形成する二次巻線パターンが形成されている。

図６は、第２の実施形態のトランス１０２の構成を示す断面図である。トランス１０２は、一次巻線と二次巻線とを積層基板１２に形成される複数の巻線パターンで構成し、積層基板１２を磁性体のコア２０で挟み込む構造を有する高周波トランスである。

積層基板１２は、複数枚（図６の場合、８枚）の基板Ｌ１～Ｌ８が積み重なる積層体である。基板Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７のそれぞれに、コア２０のコア脚２３の周りを囲むように形成される一次巻線パターンが形成されている。基板Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８のそれぞれに、コア２０のコア脚２３の周りを囲むように形成される二次巻線パターンが形成されている。

図７は、第２の実施形態のトランス１０２の巻線パターン構成を示す分解上面図である。基板Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７には、それぞれ、コア２０のコア脚２３を取り囲むように形成される一次巻線パターン３２，３４，３５，３７が形成されている。基板Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８には、それぞれ、コア２０のコア脚２３を取り囲むように形成される二次巻線パターン３１，３３，３６，３８が形成されている。

基板Ｌ１の上面に形成される第１の一次側端子Ｐ１は、基板Ｌ１に形成される一次巻線パターン３２の入力端と、導電的に接続されている。ブラインドビア４１は、基板Ｌ２に形成される二次巻線パターン３１と導電的に接続されていない。

基板Ｌ１に形成される一次巻線パターン３２の出力端は、基板Ｌ３に形成される一次巻線パターン３４の入力端と、基板Ｌ１と基板Ｌ２と基板Ｌ３との間に形成されるブラインドビア４２によって導電的に接続されている。ブラインドビア４２は、基板Ｌ２に形成される二次巻線パターン３１と導電的に接続されていない。

基板Ｌ３に形成される一次巻線パターン３４の出力端は、基板Ｌ５に形成される一次巻線パターン３５の入力端と、基板Ｌ３と基板Ｌ４と基板Ｌ５との間に形成されるブラインドビア４３によって導電的に接続されている。ブラインドビア４３は、基板Ｌ４に形成される二次巻線パターン３３と導電的に接続されていない。

基板Ｌ５に形成される一次巻線パターン３５の出力端から、基板Ｌ８の下面に形成される第２の一次側端子Ｐ２までの接続経路は、第１の実施形態と同じなので、その説明を省略する。

第２の実施形態のトランス１０２では、基板Ｌ２に形成される二次巻線パターン３１は、基板Ｌ１，Ｌ３に形成される隣り合う二つの一次巻線パターン３２，３４の間に挟まれている。基板Ｌ４に形成される二次巻線パターン３３は、基板Ｌ３，Ｌ５に形成される隣り合う二つの一次巻線パターン３４，３５の間に挟まれている。基板Ｌ６に形成される二次巻線パターン３６は、基板Ｌ５，Ｌ７に形成される隣り合う二つの一次巻線パターン３５，３７の間に挟まれている。したがって、上述と同様に、二次巻線パターン３１，３３，３６に均等に電流が流れやすくなるので、巻線パターン間での電流のアンバランスを抑制することができる。

また、第２の実施形態のトランス１０２では、基板Ｌ３に形成される一次巻線パターン３４は、基板Ｌ２，Ｌ４に形成される隣り合う二つの二次巻線パターン３１，３３の間に挟まれている。基板Ｌ５に形成される一次巻線パターン３５は、基板Ｌ４，Ｌ６に形成される隣り合う二つの二次巻線パターン３３，３６の間に挟まれている。基板Ｌ７に形成される一次巻線パターン３７は、基板Ｌ６，Ｌ８に形成される隣り合う二つの二次巻線パターン３６，３８の間に挟まれている。したがって、上述と同様に、一次巻線パターン３４，３５，３７に均等に電流が流れやすくなるので、巻線パターン間での電流のアンバランスを抑制することができる。

次に、図８～１０を参照して、第３の実施形態のトランス１０３について説明する。なお、トランス１０３の外観構造は、図１に示すトランス１００と同一である。また、上述の実施形態と同様の構成についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。

図８は、第３の実施形態のトランス１０３の巻線構成を示す結線図である。トランス１０３では、基板Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７のそれぞれに、一次巻線を形成する一次巻線パターンが形成され、基板Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６のそれぞれに、二次巻線を形成する二次巻線パターンが形成されている。つまり、第３の実施形態は、第２の実施形態に対して、Ｌ８が無い点で異なる。

図９は、第３の実施形態のトランス１０３の構成を示す断面図である。トランス１０３は、一次巻線と二次巻線とを積層基板１３に形成される複数の巻線パターンで構成し、積層基板１３を磁性体のコア２０で挟み込む構造を有する高周波トランスである。積層基板１３は、複数枚（図９の場合、７枚）の基板Ｌ１～Ｌ７が積み重なる積層体である。

図１０は、第３の実施形態のトランス１０３の巻線パターン構成を示す分解上面図である。第２の一次側端子Ｐ２及び第２の二次側端子Ｓ２が、基板Ｌ７の下面に形成される点で、第２の実施形態と相違する。

次に、図１１～１３を参照して、本実施形態のトランスと比較するための一比較形態のトランス２０１について説明する。なお、トランス２０１の外観構造は、図１に示すトランス１００と同一である。

図１１は、一比較形態のトランス２０１の巻線構成を示す結線図である。図１２は、一比較形態のトランス２０１の構成を示す断面図である。図１３は、一比較形態のトランス２０１の巻線パターン構成を示す分解上面図である。

トランス２０１では、基板Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６のそれぞれに、一次巻線を形成する一次巻線パターンが形成され、基板Ｌ１，Ｌ２，Ｌ７，Ｌ８のそれぞれに、二次巻線を形成する二次巻線パターンが形成されている。つまり、トランス２０１は、直列に接続される複数の一次巻線パターンが積層基板１１１の内層に集中する構成を有する。

図１４は、巻線パターン間での電流のアンバランスのシミュレーション結果の一例を示す図である。図１４に示されるように、一比較形態のトランス２０１は、二次巻線の４層分の電流のほぼ１００％が、第２層の基板Ｌ２と第７層の基板Ｌ７とに集中している。これは、基板Ｌ２の二次巻線パターン３３と基板Ｌ３の一次巻線パターン３２との間で磁束が強め合い、基板Ｌ２の二次巻線パターン３３と基板Ｌ１の二次巻線パターン３１との間で磁束が弱め合うからである。つまり、近接効果により、隣接する一次巻線パターン３２から二次巻線パターン３３へ電流が多く引き寄せられるからである。このことにより、基板Ｌ２の二次巻線パターン３３に電流が集中し、損失を大きくしている。

これに対し、電流集中を分散させるため、第１の実施形態のトランス１０１と第２の実施形態のトランス１０２は、いずれも、少なくとも一つの二次巻線パターンを少なくとも二つの１次巻線パターンで挟み込む構成を有している。これにより、近接効果が緩和され、図１４に示されるように、電流のアンバランスが改善されている。また、電流のアンバランスの改善により、損失は低減し、二次巻線の銅損は、一比較形態のトランス２０１に比べて減少している。

以上、トランスを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、各基板に形成される巻線パターンは、例えば図４等においては、中心のコア脚２３を取り囲むよう１回巻きされた導電体層で示されている。しかしながら、例えば図１５に示されるように、一次巻線パターンと二次巻線パターンのどちらでも、所要回数巻き回して形成することができる。

また、積層基板を構成する基板の枚数は、上述の実施形態の場合に限られず、他の枚数でもよい。

１０，１１，１２，１３，１１１積層基板
２０コア
２３コア脚
３２，３４，３５，３７一次巻線パターン
３１，３３，３６，３８二次巻線パターン
１００，１０１，１０２，１０３，２０１トランス
Ｌ１～Ｌ８基板
Ｐ１第１の一次側端子
Ｐ２第２の一次側端子
Ｓ１第１の二次側端子
Ｓ２第２の二次側端子

Claims

コアと、
前記コアに巻き回される一次巻線を構成するように直列接続される複数の一次巻線パターンと、前記コアに巻き回される二次巻線を構成するように並列接続される複数の二次巻線パターンとが積層する積層基板とを備え、
前記複数の一次巻線パターンは、第１基板に形成された第１一次巻線パターンと、第２基板に形成され且つ平面視で前記第１一次巻線パターンと重複する部分を有する第２一次巻線パターンと、を含み、
前記複数の二次巻線パターンは、前記第１基板と前記第２基板との間の第３基板に形成され且つ前記第１一次巻線パターンと前記第２一次巻線パターンとの間に挟まれた第１二次巻線パターンと、前記第２基板に対して前記第３基板とは反対側にある第４基板に形成され且つ平面視で前記第１二次巻線パターンと重複する部分を有する第２二次巻線パターンと、を含み、
前記第１一次巻線パターンの出力端は、前記第１二次巻線パターンと導電的に接続されずに前記第１二次巻線パターンを貫通する第１ブラインドビアによって、前記第２一次巻線パターンの入力端と導電的に接続され、
前記第１二次巻線パターンの入力端は、前記複数の一次巻線パターンを貫通せずに前記複数の二次巻線パターンを貫通する第１貫通ビアによって、前記第２二次巻線パターンの入力端と導電的に接続され、
前記第１二次巻線パターンの出力端は、前記複数の一次巻線パターンを貫通せずに前記複数の二次巻線パターンを貫通する第２貫通ビアによって、前記第２二次巻線パターンの出力端と導電的に接続された、トランス。
前記複数の一次巻線パターンは、前記第４基板に対して前記第２基板とは反対側にある第５基板に形成され且つ平面視前記第２一次巻線パターンと重複する部分を有する第３一次巻線パターンを含み、
前記第２一次巻線パターンの出力端は、前記第２二次巻線パターンと導電的に接続されずに前記第２二次巻線パターンを貫通する第２ブラインドビアによって、前記第３一次巻線パターンの入力端と導電的に接続された、請求項１に記載のトランス。
前記複数の二次巻線パターンは、前記コアに巻かれる二次巻線を前記一次巻線よりも少ない巻き数で構成するように並列接続される、請求項１又は２に記載のトランス。
前記一次巻線の一端に接続される第１の一次側端子及び前記一次巻線の他端に接続される第２の一次側端子は、前記二次巻線の一端に接続される第１の二次側端子及び前記二次巻線の他端に接続される第２の二次側端子が位置する側とは前記コアを挟んで反対側に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載のトランス。
前記第１の一次側端子及び前記第１の二次側端子は、前記複数の一次巻線パターン及び前記複数の二次巻線パターンのうちで最も上層に位置する巻線パターンが形成される基板に位置し、
前記第２の一次側端子及び前記第２の二次側端子は、前記複数の一次巻線パターン及び前記複数の二次巻線パターンのうちで最も下層に位置する巻線パターンが形成される基板に位置する、請求項４に記載のトランス。