JPH0718424U - 変成器付混成回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】一枚の入力用回路基板から複数枚の出力用回路
基板に電力を伝達することができ、さらに電気機器の小
型化にも寄与することができる変成器付混成回路を提供
するものである。 【構成】表裏面の少なくとも一方に渦巻き状導体を設け
るとともに前記渦巻き状導体の略中心に貫通孔を設けて
なる複数枚の回路基板を前記貫通孔に磁性体コアを挿通
して重畳状態で連結するとともに、前記磁性体コアを環
状となして前記重畳した渦巻き状導体を囲んで閉磁路を
形成することによって変成器を構成して前記磁性体コア
と複数枚の回路基板とよりなる回路基板群となし、前記
回路基板群のうちの一枚を入力用回路基板、他の複数枚
を出力用回路基板としたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電源部等に用いられる回路基板に関するものであって、複数枚の回路 基板によって変成器を構成し、複数枚の出力用回路基板に一枚の入力用回路基板 から電力を伝達することができる変成器付混成回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

各種電気機器の電源部には、高いＤＣ耐圧や直流分離、インピーダンス変換等 が要求される場合が多く、このような用途として変成器が一般的に用いられてい る。例えば高いＤＣ耐圧を満足しながら入力用回路基板と出力用回路基板とを接 続する場合、２つの入出力回路基板を変成器で結合させることが一般的な接続方 法として挙げられる。尚ここで入力用と出力用の定義としては、変成器によって 結合された回路基板全体を電源回路と考え、これに対する入力側と出力側として 定義することとする。即ち、変成器側から見て一次側を入力用回路基板、二次側 を出力用回路基板と定義するものであり、本明細書中ではこの定義に従って説明 するものとする。

【０００３】 そして、変成器によって入力側の回路基板と出力側の回路基板とが接続される 場合、入力側と出力側の回路基板とを１枚づつ接続することが普通である。そし てこの場合の変成器としては、磁性体コアにボビンと呼ばれるプラスチックケー スを介して銅線を巻き付けたものが一般的なものとして知られている。そしてこ のような変成器を基板に取り付ける場合、半田付けによって基板と固定すること が多い。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述のような従来の変成器を用いた基板の接続には、以下に示すような問題点 があった。先ず入力側と出力側の回路基板とが１枚ずつ、即ち１：１に接続され るので、複数の回路基板同士を接続する場合には基板枚数が多くなることにより 容積が嵩ばってしまうという問題がある。また変成器はボビンを用いたものの他 にも、容積を小さくするために平板状としたものが知られてはいるが、それぞれ の基板の接続に一個ずつ必要であり、このことによっても容積が嵩んでしまうの である。また特に出力側の条件の違いによって各々に個別の変成器を使用する必 要があり、部品の種類が多くなることによる煩雑さが生じるのである。

【０００５】 次いで変成器からの出力を半導体素子に入力して使用する場合、基板に半導体 ベアチップを実装して使用することが困難であるため、自ずとＤＩＰ形状やＳＯ Ｐ形状、またはＦＰ形状の半導体素子を使用せざるを得ず、半導体チップの専有 面積が大きくなってしまう結果、電気機器を小型化できないという問題点となっ ているのである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述の問題点を解決することを目的として成されたものであり、一枚 の入力用回路基板から複数枚の出力用回路基板に電力を伝達することができ、さ らに電気機器の小型化にも寄与することができる変成器付混成回路を提供するも のである。そしてこのような本考案は、表裏面の少なくとも一方に渦巻き状導体 を設けるとともに前記渦巻き状導体の略中心に貫通孔を設けてなる複数枚の回路 基板を前記貫通孔に磁性体コアを挿通して重畳状態で連結するとともに、前記磁 性体コアを環状となして前記重畳した渦巻き状導体の外周部に閉磁路を形成する ことによって変成器を構成して前記磁性体コアと複数枚の回路基板とよりなる回 路基板群となし、前記回路基板群のうちの一枚を入力用回路基板、他の複数枚を 出力用回路基板としたものであり、前記回路基板上に半導体ベアチップを実装す ること、回路基板群を合成樹脂によって封入一体化することが併せて提案される ものである。

【０００７】

【作用】

このような本考案の変成器付混成回路は、以下の作用によって上記課題を解決 するものである。先ず回路基板として表裏面の少なくとも一方に渦巻き状導体を 設けるとともに前記渦巻き状導体の略中心に貫通孔を設けと、変成器を構成する コイルを平板状に構成することができる。そして貫通孔によって磁性体コアの挿 通路が確保できる。次いで複数枚の回路基板を前記貫通孔に磁性体コアを挿通し て重畳状態で連結するとともに、前記磁性体コアを環状となして前記重畳した渦 巻き状導体の外周部に閉磁路を形成することによって変成器を構成して前記磁性 体コアと複数枚の回路基板とよりなる回路基板群とすると、重畳された渦巻き状 導体部が変成器となって別途変成器を基板上に取り付ける必要が無くなると同時 に、結局は複数枚の回路基板が一つの変成器を介して接続されることになる。さ らに前記回路基板群のうちの一枚を入力用基板に、他の複数枚を出力用基板とす ると、一枚の入力用基板から複数の出力用基板に同時に電力を伝達できることに なる。このとき各々の出力用基板の渦巻き状導体のターン数を条件に応じて異な らしめておけば、従来必要とされていた出力側条件による個別の変成器が不要と なる。また合成樹脂によって回路基板群を封入一体化すると、前記回路基板群の ガタツキ防止につながる。

【０００８】 そしてこのような構成によれば、回路基板上に半導体ベアチップを実装するこ とが可能となる。

【０００９】

【実施例】

次に実施例を示し、本考案をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例 によって何ら限定されるものではない。

【００１０】 図１は、本考案の変成器付混成回路の具体例を断面説明図として示したもので ある。図例のものは、１枚の入力用回路基板１と３枚の出力用回路基板２、３、 ４の計４枚の回路基板によって変成器付混成回路を構成したものであり、４枚の 回路基板１〜４の表面の一部には平面的に渦巻き状導体５〜８を設け、後述する ように渦巻き状導体５〜８の略中心に貫通孔を設け、この貫通孔に磁性体コア９ を挿通して前記４枚の回路基板１〜４を重畳状態で連結したものである。そして この磁性体コア９は環状となしたものであり、図示するように重畳した回路基板 を束ねる如くその外周部に閉磁路を形成するものである。これにより前記４枚の 回路基板の重畳部分で変成器が構成され、入力用回路基板１と出力用回路基板２ 、３、４それぞれにおける渦巻き状導体のターン数に応じた入出力の組み合わせ が実現できるものである。また、これらの回路基板１〜４表面には半導体ベアチ ップ１０・・が表面実装され、金線１１・・によってワイヤーボンディングが施 されるとともに、保護樹脂１２によってモールドされている。そしてこの回路基 板群は容器１３内に封入樹脂１４によって封入一体化され、入出力線１５・・と 接続された入出力ピン１６・・によって電力が入出力される。この時の封入樹脂 １４はシリコーン樹脂や紫外線硬化樹脂、或いはエポキシ樹脂等、一般電子部品 のモールド用樹脂が広く使用可能である。

【００１１】 次いで図２には、前記図１に示した回路基板群の構造を分かりやすく説明する ための分解斜視図を示している。図中１〜４は上述した回路基板を示し、１が入 力用、２〜４が出力用の回路基板をそれぞれ示している。これら各回路基板１〜 ４には、それぞれの入出力特性に応じた回路１７〜２０が、前述した半導体ベア チップを用いて構成され、この回路１７〜２０には結合用の前記渦巻き状導体５ 〜８が接続されている。そしてこれら渦巻き状導体５〜８は、それぞれの入出力 特性に応じたターン数で設けらるものであり、これら渦巻き状導体５〜８の略中 心には磁性体コア９の芯部２１が挿通しうる貫通孔２２・・が設けられている。 そして上部磁性体コア９ａと下部磁性体コア９ｂとを接合することによって、環 状の磁性体コア９が構成されるとともに、束ねられた回路基板１〜４を取り囲ん だ形での閉磁路が形成されるのである。この磁性体コア９の材料は磁性体であれ ば特に限定されるものではなく、フェライトや鉄等、従来の変成器に使用されて いるものが適用可能である。

【００１２】 続いて図３は、特に出力用、即ち二次側の回路基板の一実施例を示すものであ る。図例のものは１枚の基板の表裏両面に回路をそれぞれ２つずつ、計４回路を 構成したものであり、１つの渦巻き状導体を２分割したものである。そして図中 （イ）としては表側の様子を、（ロ）としては裏側の様子をそれぞれ示したもの である。図示するように、表側においては一つの渦巻き状導体を８を外周導体８ ａと内周導体８ｂとに分割し、それぞれに対応する個別の回路２０ａ、２０ｂを 形成し、裏側においては表側同様、渦巻き状導体を外周導体８ｃと内周導体８ｄ とに分割し、それぞれに対応する個別の回路２０ｃ、２０ｄを形成したものであ る。このような構成とすることにより、４枚分の機能を１枚の回路基板に凝集さ せることが可能となる。本例は説明の便宜上出力側、即ち二次側の回路基板につ いて説明したものであるが、入力側、即ち一次側の回路基板にも適用可能である ことは言うまでもない。尚、図例のものは渦巻き状導体８ａ〜８ｄと回路２０ａ 〜２０ｄとの接続にリード線２３・・を用いたものであるが、これとは別に適当 な絶縁層を介した立体配線等、一般的なプリント基板における配線技術を幅広く 適用することも勿論可能である。

【００１３】 そしてこのような変成器付混成回路は、無停電電源装置やモーター駆動用電源 等の高い絶縁性能が要求される用途に有効であり、以下にＩＧＢＴ（絶縁ゲート バイポーラモードトランジスタ）を用いた３相モータ駆動用電源に適用した例を 図４として示す。図例のものは本考案の変成器付混成回路３０を電源とし、ゲー トアンプ３１を介してＩＧＢＴモジュール３２に電力を供給し、３相モーター３ ３を駆動するものである。ここで変成器付混成回路３０には電源３４から、また ＩＧＢＴの駆動用電源は電源３５からそれぞれ供給される。また、３６は保護回 路用電源、３７はスイッチである。

【００１４】 さらに図５は、上記図４に示した本考案の変成器付混成回路３０の基本構成図 を表したものである。図中３８は１枚の入力用、即ち一次側の回路基板を、３９ 〜４３は５枚の出力用、即ち二次側の回路基板を、９は前述の磁性体コアをそれ ぞれ表している。このように本考案の混成回路では、１枚の入力用回路基板に対 して、適宜必要な複数枚の出力用回路基板を接続することが可能である。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の変成器付混成回路によれば、以下のような優れ た効果が得られる。先ず回路基板上に平板コイルとして渦巻き状導体を設け、複 数枚のこの回路基板を貫通孔に磁性体コアを挿通して重畳状態で連結することに より、重畳された渦巻き状導体部が変成器となって別途変成器を基板上に取り付 ける必要が無くなり、従って大幅に機器を小型化することができる。そして結局 は複数枚の回路基板が一つの変成器を介して接続されることになり、これらのう ちの一枚を入力用基板に、他の複数枚を出力用基板とすることができ、一枚の入 力用基板から複数の出力用基板に同時に電力を伝達することができる。これによ り、各々の出力用基板の渦巻き状導体のターン数を条件に応じて異ならしめてお けば、従来必要とされていた出力側条件による個別の変成器が不要となる。これ によっても大幅な機器を小型化に寄与することができる。また合成樹脂によって 回路基板群を封入一体化すると、前記回路基板群のガタツキ防止につながると同 時に、部品としてのハンドリング性も向上することになる。このように本考案の 変成器付混成回路は、変成器搭載基板の概念を一新するものであり、従来の回路 基板における種々の欠点を一挙に解決するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の変成器付混成回路の具体例を表す断面
説明図

【図２】本考案の変成器付混成回路のうちの回路基板群
の一例を表す説明用斜視図

【図３】本考案の変成器付混成回路のうちの出力用回路
基板の具体例を表す説明図で、（イ）は表側の外観図、
（ロ）は裏側の外観図

【図４】本考案の変成器付混成回路を用いた３相モータ
ー駆動用電源の一例を表す説明図

【図５】図４で示した変成器付混成回路の基本構成を表
す説明図

【符号の説明】

１、３８ 入力用回路基板 ２〜４、３９〜４３ 出力用回路基板 ５〜８ 渦巻き状導体 ９ 磁性体コア １０ 半導体ベアチップ １１ 金線 １２ 保護樹脂 １３ 容器 １４ 封入樹脂 １５ 入出力線 １６ 入出力ピン １７〜２０ 回路 ２１ 芯部 ２２ 貫通孔 ２３ リード線 ３０ 変成器付混成回路 ３１ ゲートアンプ ３２ ＩＧＢＴモジュール ３３ ３相モーター ３４、３５ 電源 ３６ 保護回路用電源 ３７ スイッチ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】表裏面の少なくとも一方に渦巻き状導体を
   設けるとともに前記渦巻き状導体の略中心に貫通孔を設
   けてなる複数枚の回路基板を前記貫通孔に磁性体コアを
   挿通して重畳状態で連結するとともに、前記磁性体コア
   を環状となして前記重畳した渦巻き状導体を囲んで閉磁
   路を形成することによって変成器を構成して前記磁性体
   コアと複数枚の回路基板とよりなる回路基板群となし、
   前記回路基板群のうちの一枚を入力用回路基板、他の複
   数枚を出力用回路基板とした変成器付混成回路。
2. 【請求項２】前記回路基板上に半導体ベアチップを実装
   した請求項１記載の変成器付混成回路。
3. 【請求項３】前記回路基板群を合成樹脂によって封入一
   体化した請求項１または２記載の変成器付混成回路。