JPH0689810A - 磁性薄膜トランス - Google Patents
磁性薄膜トランスInfo
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- JPH0689810A JPH0689810A JP21507191A JP21507191A JPH0689810A JP H0689810 A JPH0689810 A JP H0689810A JP 21507191 A JP21507191 A JP 21507191A JP 21507191 A JP21507191 A JP 21507191A JP H0689810 A JPH0689810 A JP H0689810A
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- coil
- primary coil
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- primary
- transformer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、トランスの高性能化並びに作製の高
効率化を効果的にし得る外鉄形磁性薄膜トランスを提供
することを目的とする。 【構成】本発明は、複数の磁性薄膜１５，１７の内側
に、スパイラル形の１次コイル１９と２次コイル１８，
２０を配置した外鉄形磁性薄膜トランスにおいて、２次
コイル１８，２０を１次コイル１９の上下に配置して構
成する。又、スパイラル形の１次コイル１９と２次コイ
ル１８，２０の中心部から外部端子への複数の引出し線
及び上下コイル１８，２０の接続線を一層にまとめて配
線して構成する。
効率化を効果的にし得る外鉄形磁性薄膜トランスを提供
することを目的とする。 【構成】本発明は、複数の磁性薄膜１５，１７の内側
に、スパイラル形の１次コイル１９と２次コイル１８，
２０を配置した外鉄形磁性薄膜トランスにおいて、２次
コイル１８，２０を１次コイル１９の上下に配置して構
成する。又、スパイラル形の１次コイル１９と２次コイ
ル１８，２０の中心部から外部端子への複数の引出し線
及び上下コイル１８，２０の接続線を一層にまとめて配
線して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は性能向上並びに作製工程
を改良した高周波領域で使用する磁性薄膜トランスに関
するものである。
を改良した高周波領域で使用する磁性薄膜トランスに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の外鉄形磁性薄膜トランスの一例
（日本応用磁気学会誌 Vol.12、No.2、P.385(1988））
を図４に示した。この図は磁性薄膜トランスの性能を計
算するための概念図である。１は下層磁性薄膜、２は絶
縁層、３は１次コイル、４は２次コイル、５は上層磁性
薄膜である。ここでは、磁性薄膜トランスの支持体を省
略してある。上下、即ち外側に磁性薄膜１，５を設け、
その内部に絶縁層２を介して、１次コイル３及び２次コ
イル４を形成している。１次コイル３に高周波電流を流
し、磁心である磁性薄膜１，５を励磁し、それによっ
て、２次コイル４に誘導起電力を発生させ、トランスと
して作動させる。
（日本応用磁気学会誌 Vol.12、No.2、P.385(1988））
を図４に示した。この図は磁性薄膜トランスの性能を計
算するための概念図である。１は下層磁性薄膜、２は絶
縁層、３は１次コイル、４は２次コイル、５は上層磁性
薄膜である。ここでは、磁性薄膜トランスの支持体を省
略してある。上下、即ち外側に磁性薄膜１，５を設け、
その内部に絶縁層２を介して、１次コイル３及び２次コ
イル４を形成している。１次コイル３に高周波電流を流
し、磁心である磁性薄膜１，５を励磁し、それによっ
て、２次コイル４に誘導起電力を発生させ、トランスと
して作動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】薄膜トランスの１次コ
イルと２次コイルの巻き数比は一般に１：ｎ（ｎ≧１）
である。図４の従来例で設計することを考えると、１次
コイル３と２次コイル４を形成する面積は大体同じであ
るから、ｎ＝２の場合には、２次コイル４の長さは１次
コイル３の２倍、コイルの線幅はおよそ２分の１とな
る。コイルの直流抵抗ＲはＲ＝｛（ρｌ）／Ｓ｝で表さ
れる。ここで、ρは比抵抗、ｌはコイルの長さ、Ｓはコ
イルの断面積である。この式から、ｎ＝２の場合、２次
コイル４の直流抵抗は１次コイル３の４倍になる。ｎ＝
３の場合には、２次コイル４のコイルの長さは、１次コ
イル３の３倍、線幅はおよそ３分の１となるから、２次
コイル４の直流抵抗は１次コイル３の９倍となる。
イルと２次コイルの巻き数比は一般に１：ｎ（ｎ≧１）
である。図４の従来例で設計することを考えると、１次
コイル３と２次コイル４を形成する面積は大体同じであ
るから、ｎ＝２の場合には、２次コイル４の長さは１次
コイル３の２倍、コイルの線幅はおよそ２分の１とな
る。コイルの直流抵抗ＲはＲ＝｛（ρｌ）／Ｓ｝で表さ
れる。ここで、ρは比抵抗、ｌはコイルの長さ、Ｓはコ
イルの断面積である。この式から、ｎ＝２の場合、２次
コイル４の直流抵抗は１次コイル３の４倍になる。ｎ＝
３の場合には、２次コイル４のコイルの長さは、１次コ
イル３の３倍、線幅はおよそ３分の１となるから、２次
コイル４の直流抵抗は１次コイル３の９倍となる。
【０００４】このように２次コイル４の直流抵抗が大き
いことは、銅損が大きいことを意味している。トランス
としては、発熱量が大きく、出力電圧が小さいという問
題が生じる。
いことは、銅損が大きいことを意味している。トランス
としては、発熱量が大きく、出力電圧が小さいという問
題が生じる。
【０００５】次に、１次コイル３と２次コイル４の結合
係数について考える。結合係数には、コイルと磁心の２
つの効果が相乗するが、ここでは、コイルだけに注目す
る。簡単のため、１本の１次導線３０１と、その下に１
本の２次導線４０１が配置されている場合を考える。図
５がその断面図である。３０１が１次導線、４０２が２
次導線である。１次導線３０１に高周波電流を流すと、
その周辺の磁束密度Ｂは Ｂ＝｛（μＩ・sin ωｔ）／（２πｒ）｝
係数について考える。結合係数には、コイルと磁心の２
つの効果が相乗するが、ここでは、コイルだけに注目す
る。簡単のため、１本の１次導線３０１と、その下に１
本の２次導線４０１が配置されている場合を考える。図
５がその断面図である。３０１が１次導線、４０２が２
次導線である。１次導線３０１に高周波電流を流すと、
その周辺の磁束密度Ｂは Ｂ＝｛（μＩ・sin ωｔ）／（２πｒ）｝
【０００６】である。ここで、μは導線周辺の透磁率、
Ｉは高周波電流の振幅、ωは角周波数、ｔは時間、ｒは
１次導線からの距離である。この式から、磁束密度Ｂは
導線の周囲に半径ｒで分布することが分かる。
Ｉは高周波電流の振幅、ωは角周波数、ｔは時間、ｒは
１次導線からの距離である。この式から、磁束密度Ｂは
導線の周囲に半径ｒで分布することが分かる。
【０００７】図５（ａ）のように２次導線４０１が１本
の場合には、１次導線３０１の下側の磁束密度だけが、
２次導線４０１に作用し、上側の磁束密度は作用してい
ない。図５（ｂ）に示したように、２次導線４０１，４
０２を、１次導線３０１の上の２次導線４０２と下の２
次導線４０１に配置すると、１次導線３０１の磁束密度
Ｂは２本の２次導線４０１，４０２に作用するから、効
率良く作用していることが理解できる。
の場合には、１次導線３０１の下側の磁束密度だけが、
２次導線４０１に作用し、上側の磁束密度は作用してい
ない。図５（ｂ）に示したように、２次導線４０１，４
０２を、１次導線３０１の上の２次導線４０２と下の２
次導線４０１に配置すると、１次導線３０１の磁束密度
Ｂは２本の２次導線４０１，４０２に作用するから、効
率良く作用していることが理解できる。
【０００８】巻き数Ｎのスパイラル形１次コイルから発
生する磁束密度も、図５から推測できるように、１次コ
イルの上下に対称に分布する。図４の従来例を考える
と、２次コイル４は１次コイル３の下の部分にしかない
から、１次コイル３の周辺に発生する磁束密度は、下の
部分しか作用しない。即ち、１次コイル３の上の部分
は、有効に作用していない。１次コイル３と２次コイル
４の結合係数は、１次コイル３に発生する磁束密度が、
如何に有効に２次コイル４に作用するかによって決まる
ので、従来の実施例では、結合係数は良くない。
生する磁束密度も、図５から推測できるように、１次コ
イルの上下に対称に分布する。図４の従来例を考える
と、２次コイル４は１次コイル３の下の部分にしかない
から、１次コイル３の周辺に発生する磁束密度は、下の
部分しか作用しない。即ち、１次コイル３の上の部分
は、有効に作用していない。１次コイル３と２次コイル
４の結合係数は、１次コイル３に発生する磁束密度が、
如何に有効に２次コイル４に作用するかによって決まる
ので、従来の実施例では、結合係数は良くない。
【０００９】図４の従来例は、外鉄形磁性薄膜トランス
の性能を計算するための概念図で、１次コイル３と２次
コイル４の端子のとりかたについては述べていない。実
際のトランスでは、スパイラルコイルの中心部から薄膜
トランスの外側へ引出し線を出して、入出力の端子を形
成しなければいけないので、端子部への引出し線は重要
な部分である。
の性能を計算するための概念図で、１次コイル３と２次
コイル４の端子のとりかたについては述べていない。実
際のトランスでは、スパイラルコイルの中心部から薄膜
トランスの外側へ引出し線を出して、入出力の端子を形
成しなければいけないので、端子部への引出し線は重要
な部分である。
【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、トランスの高性能化並びに作製の高効率化を効果的
にし得る外鉄形磁性薄膜トランスを提供することを目的
とする。
で、トランスの高性能化並びに作製の高効率化を効果的
にし得る外鉄形磁性薄膜トランスを提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段と作用】外鉄形薄膜トラン
スにおいて、上記の課題を解決するため、本発明は次の
２つの手段を提供する。第１の手段は、２次コイルを１
次コイルの上下に分割し、配置することである。この方
法によって、２次コイルの線幅が細くならないようにす
ることができ、直流抵抗の増加を防ぐことができる。例
えば、ｎ＝２の場合には、２次コイルの長さは、１次コ
イルの２倍になるが、コイルの線幅は１次コイルと同じ
で良い。したがって、２次コイルの直流抵抗は１次コイ
ルの２倍になるだけである。ｎ＝３の場合には、２次コ
イルの長さは１次コイルの３倍であるが、線幅は１．５
分の１で良い。つまり、２次コイルの直流抵抗は、１次
コイルの４．５倍になるだけである。
スにおいて、上記の課題を解決するため、本発明は次の
２つの手段を提供する。第１の手段は、２次コイルを１
次コイルの上下に分割し、配置することである。この方
法によって、２次コイルの線幅が細くならないようにす
ることができ、直流抵抗の増加を防ぐことができる。例
えば、ｎ＝２の場合には、２次コイルの長さは、１次コ
イルの２倍になるが、コイルの線幅は１次コイルと同じ
で良い。したがって、２次コイルの直流抵抗は１次コイ
ルの２倍になるだけである。ｎ＝３の場合には、２次コ
イルの長さは１次コイルの３倍であるが、線幅は１．５
分の１で良い。つまり、２次コイルの直流抵抗は、１次
コイルの４．５倍になるだけである。
【００１２】２次コイルを１次コイルの上部と下部に分
割することによって、直流抵抗を従来の半分にでき、薄
膜トランスの銅損を軽減できる。更に、本発明によっ
て、１次コイルによって発生する磁束密度は上部と下部
にある２次コイルに作用するから、１次コイルと２次コ
イルの結合係数が大幅に改善できる。その結果、出力電
圧を大きくすることができると共に発熱量を抑えること
ができ、磁性薄膜トランスの性能向上を図ることができ
る。
割することによって、直流抵抗を従来の半分にでき、薄
膜トランスの銅損を軽減できる。更に、本発明によっ
て、１次コイルによって発生する磁束密度は上部と下部
にある２次コイルに作用するから、１次コイルと２次コ
イルの結合係数が大幅に改善できる。その結果、出力電
圧を大きくすることができると共に発熱量を抑えること
ができ、磁性薄膜トランスの性能向上を図ることができ
る。
【００１３】第２の手段は、中央部から引出し線を一層
にまとめることである。スパイラルコイルを用いる外鉄
形薄膜トランスでは、コイルの中心部からのトランスの
外部の端子部へ引出し線を設けなければならない。引出
し線は１次コイルが１本、２次コイルが１本、合わせて
２本である。その他に、上部、下部の２次コイルの接続
線をコイルの中心部から外部へ取り出さなければならな
いので、１本、１本個別に考えると、１本について、引
出し線と絶縁層を設けなければいけないから、１本につ
いて２層、３本では６層必要である。その３本をまとめ
て配線すると、２層でよい。この方法によって、積層数
を低減し、製作工数の削減、製作能率の向上を図ること
ができる。
にまとめることである。スパイラルコイルを用いる外鉄
形薄膜トランスでは、コイルの中心部からのトランスの
外部の端子部へ引出し線を設けなければならない。引出
し線は１次コイルが１本、２次コイルが１本、合わせて
２本である。その他に、上部、下部の２次コイルの接続
線をコイルの中心部から外部へ取り出さなければならな
いので、１本、１本個別に考えると、１本について、引
出し線と絶縁層を設けなければいけないから、１本につ
いて２層、３本では６層必要である。その３本をまとめ
て配線すると、２層でよい。この方法によって、積層数
を低減し、製作工数の削減、製作能率の向上を図ること
ができる。
【００１４】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施例の磁性薄膜トラ
ンスの上面図で、１１と１２が１次コイルの端子部で、
１３と１４が２次コイルの端子部で、１５が上層磁性薄
膜である。図２は、図１のＡ−Ａ′線の一部切欠断面図
である。１６が磁性薄膜トランスの支持体、１７が下層
磁性薄膜、１８が下部２次コイル、１９が１次コイル、
２０が上部２次コイル、２１が絶縁層、１５が上層磁性
薄膜である。
ンスの上面図で、１１と１２が１次コイルの端子部で、
１３と１４が２次コイルの端子部で、１５が上層磁性薄
膜である。図２は、図１のＡ−Ａ′線の一部切欠断面図
である。１６が磁性薄膜トランスの支持体、１７が下層
磁性薄膜、１８が下部２次コイル、１９が１次コイル、
２０が上部２次コイル、２１が絶縁層、１５が上層磁性
薄膜である。
【００１６】図３は、本発明の一実施例のコイルの構成
法で、ここでは、１次コイル１９と２次コイル１８，２
０の巻き数比が１：２の場合を示した。図３（ａ）は下
部２次コイル１８で、１３が端子部で、２２が図３
（ｂ）の部分２３に接続する部分である。２２の部分を
窓明けした絶縁層を介して、図３（ｂ）の１次コイル１
９を形成する。１１が端子部で、２３と２４が図３
（ｃ）の部分２５と部分２６へ接続する部分である。２
３と２４の部分を窓明けした絶縁層を介して、図３
（ｃ）を形成する。２７が１次コイル引出し線で、１２
が端子部である。１４が２次コイルの端子部で、２８が
２次コイルの引出し線で、その先端部２９が図３（ｄ）
の部分３２へ接続する。３０は上部、下部の２次コイル
の接続線で、その先端部３１が図３（ｄ）の部分３３へ
接続する部分である。２９と３１の部分を窓明けした絶
縁層を介して、図３（ｄ）の上部２次コイル２０を形成
する。２次コイル１８，２０の高周波電流の経路は１
３、２２，２３，２５，３０，３１，３３，３２，２
９，２８，１４である。一方、１次コイル１９の高周波
電流の経路は、１１，２４，２６，２７，１２である。
法で、ここでは、１次コイル１９と２次コイル１８，２
０の巻き数比が１：２の場合を示した。図３（ａ）は下
部２次コイル１８で、１３が端子部で、２２が図３
（ｂ）の部分２３に接続する部分である。２２の部分を
窓明けした絶縁層を介して、図３（ｂ）の１次コイル１
９を形成する。１１が端子部で、２３と２４が図３
（ｃ）の部分２５と部分２６へ接続する部分である。２
３と２４の部分を窓明けした絶縁層を介して、図３
（ｃ）を形成する。２７が１次コイル引出し線で、１２
が端子部である。１４が２次コイルの端子部で、２８が
２次コイルの引出し線で、その先端部２９が図３（ｄ）
の部分３２へ接続する。３０は上部、下部の２次コイル
の接続線で、その先端部３１が図３（ｄ）の部分３３へ
接続する部分である。２９と３１の部分を窓明けした絶
縁層を介して、図３（ｄ）の上部２次コイル２０を形成
する。２次コイル１８，２０の高周波電流の経路は１
３、２２，２３，２５，３０，３１，３３，３２，２
９，２８，１４である。一方、１次コイル１９の高周波
電流の経路は、１１，２４，２６，２７，１２である。
【００１７】図３に示した構成法から分かるように、本
発明の特長は、２次コイル１８，２０を１次コイル１９
の上部と下部に分割し、更に、１次コイル１９と２次コ
イル１８，２０の中央部から端子部１２，１４への引出
し線２７，２８及び２次コイルの接続線３０を一層にま
とめて形成したことである。
発明の特長は、２次コイル１８，２０を１次コイル１９
の上部と下部に分割し、更に、１次コイル１９と２次コ
イル１８，２０の中央部から端子部１２，１４への引出
し線２７，２８及び２次コイルの接続線３０を一層にま
とめて形成したことである。
【００１８】尚、図２の２次コイル１８，２０を１次コ
イルとし、１次コイル１９を２次コイルとして、即ち、
１次コイルと２次コイルを交換して、システム回路を構
成することも考えられる。この場合も、本発明の作用、
効果は、図２の場合と全く同じである。したがって、本
発明は、図２の１次コイルと２次コイルを交換した場合
も含む。
イルとし、１次コイル１９を２次コイルとして、即ち、
１次コイルと２次コイルを交換して、システム回路を構
成することも考えられる。この場合も、本発明の作用、
効果は、図２の場合と全く同じである。したがって、本
発明は、図２の１次コイルと２次コイルを交換した場合
も含む。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、２次
コイルを１次コイルの上部と下部に分割することには、
２つの長所がある。第１の長所は、２次コイルの直流抵
抗を従来の半分にすることができることである。それに
よって、銅損を低減できるので、トランスの発熱量を低
減することができ、電流容量を大きくすることができる
と共に、出力電圧を大きくすることができる。第２の長
所は、１次コイルによって発生する磁束は、上部、下部
の両方の２次コイルに誘導電圧を発生させるから、１次
コイルが２次コイルに有効に作用するということであ
る。この効果的な作用によって、１次コイルと２次コイ
ルの間の結合係数が大きくなり、出力電圧を大きくする
ことができる。
コイルを１次コイルの上部と下部に分割することには、
２つの長所がある。第１の長所は、２次コイルの直流抵
抗を従来の半分にすることができることである。それに
よって、銅損を低減できるので、トランスの発熱量を低
減することができ、電流容量を大きくすることができる
と共に、出力電圧を大きくすることができる。第２の長
所は、１次コイルによって発生する磁束は、上部、下部
の両方の２次コイルに誘導電圧を発生させるから、１次
コイルが２次コイルに有効に作用するということであ
る。この効果的な作用によって、１次コイルと２次コイ
ルの間の結合係数が大きくなり、出力電圧を大きくする
ことができる。
【００２０】スパイラルコイルの中心部から端子部への
引出し線や上下コイルの接続線を一層にまとめて作製す
ることによって、作製工数の削減、歩留の向上、低価格
化を達成できる。以上のように本発明は、磁性薄膜トラ
ンスの高性能化並びに作製の高効率化の両面で効果的で
ある。
引出し線や上下コイルの接続線を一層にまとめて作製す
ることによって、作製工数の削減、歩留の向上、低価格
化を達成できる。以上のように本発明は、磁性薄膜トラ
ンスの高性能化並びに作製の高効率化の両面で効果的で
ある。
【図１】本発明の一実施例を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′線の一部切欠断面図である。
【図３】本発明の一実施例のコイル構成法を示す構成図
である。
である。
【図４】従来の外鉄形磁性薄膜トランスの一部切欠断面
図である。
図である。
【図５】導線の周りの磁束密度の分布を示す断面図であ
る。
る。
１１，１２…１次コイルの端子部、１３，１４…２次コ
イルの端子部、１５…上層磁性薄膜、１６…支持体、１
７…下層磁性薄膜、１８…下部２次コイル、１９…１次
コイル、２０…上部２次コイル、２１…絶縁層、２７…
１次コイルの引出し線、２８…２次コイルの引出し線、
３０…上部、下部の２次コイルの接続線。
イルの端子部、１５…上層磁性薄膜、１６…支持体、１
７…下層磁性薄膜、１８…下部２次コイル、１９…１次
コイル、２０…上部２次コイル、２１…絶縁層、２７…
１次コイルの引出し線、２８…２次コイルの引出し線、
３０…上部、下部の２次コイルの接続線。
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の磁性薄膜の内側に、スパイラル形
の１次コイルと２次コイルを配置した外鉄形磁性薄膜ト
ランスにおいて、２次コイルを１次コイルの上下に配置
することを特徴とする外鉄形磁性薄膜トランス。 - 【請求項２】 スパイラル形の１次コイルと２次コイル
の中心部から外部端子への複数の引出し線及び上下コイ
ルの接続線を一層にまとめて配線することを特徴とする
請求項１記載の外鉄形磁性薄膜トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21507191A JPH0689810A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 磁性薄膜トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21507191A JPH0689810A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 磁性薄膜トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0689810A true JPH0689810A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=16666279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21507191A Pending JPH0689810A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 磁性薄膜トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689810A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6323358B1 (en) | 2000-02-22 | 2001-11-27 | General Electric Company | Catalyst composition for producing aromatic carbonates |
| JP2012134354A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 変成器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631857U (ja) * | 1979-08-17 | 1981-03-28 | ||
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| JPH01157507A (ja) * | 1987-09-29 | 1989-06-20 | Toshiba Corp | 平面インダクタ |
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