JPH06302443A

JPH06302443A - プリントコイル形トランス

Info

Publication number: JPH06302443A
Application number: JP5090985A
Authority: JP
Inventors: Kiyoharu Inao; 清春稲生; Hisanaga Takano; 久永高野
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1993-04-19
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 1994-10-28
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JP3057203B2

Abstract

(57)【要約】【目的】一次二次巻線間の磁気的結合が良く、コイル
間に存在する浮遊容量が小さなプリントコイル形トラン
スを提供することを目的とする。【構成】トランスの一次巻線ｎ１に相当する導体パタ
ーンの形成された一次側コイル１０と、トランスの二次
巻線ｎ２に相当する導体パターンの形成された二次側コ
イル２０とを有するプリントコイル形トランスにおい
て、前記一次側コイルは、各導体パターンにほぼ第１の
同一巻数の渦状パターンが形成されると共に、この導体
パターン形成面は偶数個であり、前記二次側コイルは、
各導体パターンにほぼ第２の同一巻数の渦状パターンが
形成されると共に、この導体パターン形成面は偶数個で
あり、前記一次側コイルによって、二次側コイルを挟み
込んだことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子機器や電源装置に用
いられるトランスに係り、特に多層のプリントコイル形
トランスの積層順序の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】巻線を積層したトランスは、例えば本出
願人の提案に係る実開平４−４６５２４号公報に開示さ
れている。図４はこのような従来装置の構成図である。
図において、トランスの一次巻線ｎ１の端子１−１はス
イッチング素子Ｑを介して一次側グランドＡＣＧＮＤに
接地されている。二次巻線ｎ２は、端子２−２が二次側
グランドＡＣＧＮＤに接地され、端子２−１には交流電
流が誘起される。

【０００３】図５は積層形トランスの実装状態を示す要
部構成斜視図である。一次側コイル１０は、ベースに一
次巻線ｎ１に相当する導体パターンが形成されている。
二次側コイル２０は、ベースに二次巻線ｎ２に相当する
導体パターンが形成されている。そして、両者は別々に
独立して積層されている。これらの一次側コイル１０と
二次側コイル２０は、絶縁性ベースの両面に渦巻状の導
体パターンが形成されており、中央付近に設けられた連
通孔により両面の導体パターンが連結されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一次側
コイルと二次側コイルとを分離して積層すると、一次二
次巻線の磁気結合面は、導体形成面１−２＆２−１面の
一面なので、漏れインダクタンスが大きく一次二次巻線
の磁気結合が劣化する。また交流抵抗については、高周
波数では同一方向に電流が流れる導体があると、いわゆ
る近接効果によって実効抵抗が大きく増加する性質があ
る。ここでは一次二次巻線の対向面である導体形成面１
−２＆２−１は逆向きなので問題ないが、各巻線間の導
体形成面１−１＆１−２及び導体形成面２−１＆２−２
が同一方向に電流が流れているので抵抗が増大するとい
う効果がある。更に、浮遊容量については、導体形成面
１−２＆２−１、１−１＆１−２及び２−１＆２−２の
３組が問題になる。ここで静電エネルギは電圧の二乗に
比例するので、一次側電圧が二次側電圧よりも一桁程度
高い場合を考えると、導体形成面１−１＆１−２の浮遊
容量が支配的となる。例えばトランスの変換比を１０：
１とすると、導体形成面１−１＆１−２の浮遊容量は導
体形成面２−１＆２−２の浮遊容量の１００倍という値
となる。

【０００５】本発明は上述の課題を解決したもので、一
次二次巻線間の磁気的結合が良く、コイル間に存在する
浮遊容量が小さなプリントコイル形トランスを提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、トランスの一次巻線ｎ１に相当する導体パ
ターンの形成された一次側コイル１０と、トランスの二
次巻線ｎ２に相当する導体パターンの形成された二次側
コイル２０とを有するプリントコイル形トランスにおい
て、前記一次側コイルは、各導体パターンにほぼ第１の
同一巻数の渦状パターンが形成されると共に、この導体
パターン形成面は偶数個であり、前記二次側コイルは、
各導体パターンにほぼ第２の同一巻数の渦状パターンが
形成されると共に、この導体パターン形成面は偶数個で
あり、前記一次側コイルによって、二次側コイルを挟み
込んだことを特徴としている。

【０００７】

【作用】一次側コイルによって、二次側コイルを挟み込
んでいるので、一次二次巻線間の磁気的結合が良好にな
る。そこで、漏れインダクタンスが減少し、近接効果に
よる抵抗の増大が抑えられ、また浮遊容量も少なくてす
む。

【０００８】

【実施例】以下図面を用いて、本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示す回路図である。図において、
各導体パターン形成面は、その渦巻パターンの外側端子
ｉ−ｊにより表し、一次巻線の場合はｉ＝１、二次巻線
の場合はｉ＝２とし、端子がＡＣグランド側にあるとき
をｊ＝２とし、電位発生側のときをｊ＝１で表してい
る。二次巻線の二つの導体形成面２−１、２−２は渦巻
パターンの中央で連絡されており、互いに隣接してい
る。一次巻線の二つの導体形成面１−１、１−２は渦巻
パターンの中央で連絡されており、二次巻線の二つの導
体形成面２−１、２−２を挟む位置に配置されている。

【０００９】すると、一次二次巻線の磁気結合面は、導
体形成面１−１＆２−１と導体形成面１−２＆２−２の
二面有り、一面しかない従来例に比較して漏れインダク
タンスは１／４に減少する。また交流抵抗については、
一次二次巻線の対向面である導体形成面１−１＆２−１
と導体形成面１−２＆２−２で、それぞれ逆向きに電流
が流れ、磁界がこれらのコイル間で閉じるため、いわゆ
る近接効果による抵抗の増大が抑えられるという効果が
ある。更に、浮遊容量については、一次側電圧が二次側
電圧よりも高い場合について考えると、一次巻線の二つ
の導体形成面１−１、１−２の間隔が従来例よりも増大
して、浮遊容量が１／１０〜１／２に減少する。

【００１０】次に導体パターンの渦巻の巻き方向を説明
する。ここでは、上側の導体形成面１−１＆２−１は左
巻きであり、下側の導体形成面１−２＆２−２は右巻き
になっている。ここで、左巻きとは矢印Ｇ方向から導体
パターンを観測したとき、外側端子ｉ−ｊから中心に向
かう渦の形状が反時計回り（ＣＣＷ）であることをい
う。また、右巻きとは矢印Ｇ方向から導体パターンを観
測したとき、外側端子ｉ−ｊから中心に向かう渦の形状
が時計回り（ＣＷ）であることをいう。

【００１１】このような構成とすると、端子１−１＆２
−１はＡＣＧＮＤに接続されているので、ターン数に比
例して電位は増加する。そこで、導体形成面１−１＆２
−１間では外周部から内周部に向かってＡＣ電位が増加
し、導体形成面１−２＆２−２間では内周部から外周部
に向かってＡＣ電位が増加することになる。従って、導
体形成面１−１＆２−１間と導体形成面１−２＆２−２
間では半径方向の電位傾斜が等しくなり、浮遊容量を減
少させることができる。この容量は、上述する一次二次
巻線の磁気結合面に生ずる浮遊容量の一部になっている
ので、トランスの高周波絶縁特性が良好になるという効
果がある。

【００１２】図２は二次出力が二個ある場合への適用例
で、（Ａ）はそれぞれの二次巻線を並列に設ける場合、
（Ｂ）は入れ子にした場合を示している。図において、
二次巻線の各導体パターン形成面は、その渦巻パターン
の外側端子２−ｋｌにより表している。ここで、ｋは二
次巻線の出力番号で、ここでは１若しくは２であり、ｌ
は端子の接続関係を表すもので、端子がＡＣグランド側
にあるときをｌ＝２とし、電位発生側のときをｌ＝１で
表している。

【００１３】図２（Ａ）の場合は、二次巻線の第１出力
の導体形成面２−１１と２−１２を隣接して積層し、二
次巻線の第２出力の導体形成面２−２１と２−２２を隣
接して積層している。そして、一次巻線の導体形成面１
−１と１−２で、二次巻線の導体形成面２−１１〜２−
２２を挟み込んでいる。このようにすると、前述した一
次二次巻線の磁気結合面の関係により、従来例に比較し
て漏れインダクタンスが減少し、近接効果による抵抗の
増大が抑えられ、また浮遊容量も少なくてすむという効
果がある。

【００１４】図２（Ｂ）の場合は、二次巻線の電位発生
側端子を有する導体形成面２−２１と２−１１を隣接し
て積層し、二次巻線のＡＣグランド側端子を有する導体
形成面２−１２と２−２２を隣接して積層している。そ
して、一次巻線の導体形成面１−１と１−２で、二次巻
線の導体形成面２−２１〜２−２２を挟み込んでいる。
従って、上側３個と下側３個はそれぞれ左巻き／右巻き
に区分されているので、図２（Ａ）に比較して更に浮遊
容量が少なくて済む。

【００１５】図３は一次コイルを複数設ける場合への適
用例で、（Ａ）は４面を直列に接続し、各面の導体パタ
ーン幅を広くする場合、（Ｂ）は２面一組を並列に接続
する場合を表している。図において、導体パターン形成
面は第１層から第８層まで順次積層されており、各導体
パターン形成面はその渦巻パターンの外側端子ｉ−ｋｌ
により表している。ここで、ｉは一次巻線と二次巻線の
区別をするもので、一次巻線では１、二次巻線では２と
している。ｋは一次巻線の入力番号若しくは二次巻線の
出力番号で、ここでは１若しくは２であり、ｌは端子の
接続関係を表すもので、端子がＡＣグランド側にあると
きをｌ＝２とし、電位発生側のときをｌ＝１で表してい
る。尚、図３（Ａ）では一次巻線を直列に接続するの
で、例外的に外側端子１−２１と１−１２は内部接続さ
れる。

【００１６】図３（Ａ）の場合は、一次巻線は導体形成
面１−１１，１−１２，１−２１並びに１−２２の順で
直列に接続されており、図２の場合に比較して一導体形
成面当たりの巻き数を半分にすると共に導体パターンの
幅を倍にすることで、電流容量を増大させている。そし
て、中間の一次巻線は導体形成面１−１２と１−２１
で、二次巻線の一方の出力回路である導体形成面２−２
１と２−２２を挟んでいる。そして、その中間一次巻線
を二次巻線の他方の出力回路である導体形成面２−１１
と２−１２で挟み、最外層を外部と接続される一次巻線
の導体形成面１−１１と１−２２で覆っている。

【００１７】この場合には、第１層から第４層までは左
巻きの導体パターンとし、第５層から第８層までを右巻
きの導体パターンとしている。また一次巻線に発生する
交流電圧は、導体形成面１−２２が最も高く、導体形成
面１−１１で最も低くなっている。

【００１８】図３（Ｂ）の場合は、一次巻線は導体形成
面１−１１と１−１２の第１入力回路と、導体形成面１
−２１と１−２２の第２入力回路が並列に接続されてい
る。導体形成面の積層順序は図３（Ａ）の場合と同一で
あるが、一次巻線の導体形成面の接続状態を並列にして
いる。つまり、一次巻線の導体形成面１−１１〜１−２
２を共通に接続する層間連絡線は、渦巻の中央側に設け
られており、各一次巻線のセンターの電位は共通である
ことから相互に連絡している。このように構成すると、
一次巻線用の導体パターンは、図２の場合と同一の巻き
数で導体パターンの幅も同じでありながら、電流容量を
増大させることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一次側コイル１０により二次側コイル２０を挟むと共
に、導体形成面の中央に設けらた層間連絡線で接続して
トランスの一次巻線と二次巻線を形成しているので、一
次二次巻線の磁気結合面の関係により、従来例に比較し
て漏れインダクタンスが減少し、近接効果による抵抗の
増大が抑えられ、また浮遊容量も少なくてすむという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】二次出力が二個ある場合への適用図である。

【図３】一次コイルを複数設ける場合への適用図であ
る。

【図４】従来装置の構成図である。

【図５】積層形トランスの実装状態を示す要部構成斜視
図である。

【符号の説明】

１０一次側コイル２０二次側コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トランスの一次巻線ｎ１に相当する導体パ
ターンの形成された一次側コイル１０と、トランスの二
次巻線ｎ２に相当する導体パターンの形成された二次側
コイル２０とを有するプリントコイル形トランスにおい
て、前記一次側コイルは、各導体パターンにほぼ第１の同一
巻数の渦状パターンが形成されると共に、この導体パタ
ーン形成面は偶数個であり、前記二次側コイルは、各導体パターンにほぼ第２の同一
巻数の渦状パターンが形成されると共に、この導体パタ
ーン形成面は偶数個であり、前記一次側コイルによって、二次側コイルを挟み込んだ
ことを特徴とするプリントコイル形トランス。