JPH08191015A - Thin film skin effect element - Google Patents

Thin film skin effect element

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JPH08191015A
JPH08191015A JP7165158A JP16515895A JPH08191015A JP H08191015 A JPH08191015 A JP H08191015A JP 7165158 A JP7165158 A JP 7165158A JP 16515895 A JP16515895 A JP 16515895A JP H08191015 A JPH08191015 A JP H08191015A
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JP
Japan
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skin effect
thin film
ferrite
conductor
magnetic material
Prior art date
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Pending
Application number
JP7165158A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Saitou
斎藤兆古
Kyoji Miyata
宮田恭治
Hideki Kishimoto
岸本英樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otsuka Science Co Ltd
Shashin Kagaku Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Science Co Ltd
Shashin Kagaku Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP7165158A priority Critical patent/JPH08191015A/en
Publication of JPH08191015A publication Critical patent/JPH08191015A/en
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Abstract

PURPOSE: To improve the low frequency characteristics by forming a magnetic member(s) made of a ferrite or amorphous magnetic passage on the entire surface or part of one or more windings of a plurality of turns formed adjacent ly on a base board. CONSTITUTION: A thin film skin effect element has one or more conductor windings of a plurality of turns are adjacently formed on a base board 10 and magnetic member 20 formed on the entire surface of part of, at least, one side of the board 10. The base boards 10 having these conductor windings are laminated into a laminate board and the magnetic member 20 is formed on the entire surface of part of, at least, one side of the laminate board or on a marginal area of the board 10. This improves the low frequency characteristics of the thin film element utilizing the skin effect of the conductor winding.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はフィルム状薄膜基板に1
本または複数本の導体巻線を近接して複数ターン巻回形
成した薄膜型表皮効果素子に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a film-like thin film substrate.
The present invention relates to a thin film skin effect element in which a plurality of or a plurality of conductor windings are closely wound and formed.

【0002】[0002]

【従来の技術】小容量電源の小型・軽量化を図るべく、
巻線導体の表皮効果を利用した空心フィルム型トランス
が既に提案されている。図15は、既提案のフィルム型
トランスを示す図である。1次及び2次巻線パターンを
リソグラフィ技術、エッチング技術、印刷技術等により
フィルム状薄膜絶縁基板1に2本のパターンを、近接さ
せて円形同心軸状に形成する。図15(a)に示すよう
に2本のパターンを1次巻線、2次巻線とすると、これ
によってフィルム型薄膜トランスが形成され、この一枚
のフィルムでも変圧器動作は可能であるが、2枚以上の
フィルムトランスを積層した方が低周波特性の改善、変
圧比の変更等都合がよい。
2. Description of the Related Art In order to reduce the size and weight of a small capacity power source,
An air-core film type transformer utilizing the skin effect of the winding conductor has already been proposed. FIG. 15 is a diagram showing the already proposed film type transformer. The primary and secondary winding patterns are formed in a circular concentric axis shape by bringing two patterns close to each other on the film-shaped thin film insulating substrate 1 by a lithography technique, an etching technique, a printing technique or the like. As shown in FIG. 15A, if two patterns are used as a primary winding and a secondary winding, a film type thin film transformer is formed by this, and a transformer operation is possible even with this one film. It is convenient to stack two or more film transformers to improve the low frequency characteristics and change the transformation ratio.

【0003】いま、パターンの中心を始点として円形同
心軸状に形成したとすると、図15(a)のパターンは
時計方向に、図15(b)のパターンは反時計方向に巻
回されていることになる。そして、ピッチ、巻回数が等
しいとすると、図15(a)、図15(b)において各
ターン毎に常に外側に位置する巻線の方が、内側に位置
する巻線よりも長くなる。そこで、図15(a)の各タ
ーン毎に常に外側に位置する巻線を1次巻線2、内側に
位置する巻線を2次巻線3としたとき、図15(b)で
は、逆に各ターン毎に常に外側に位置する巻線を2次巻
線3´、内側に位置する巻線を1次巻線2´とし、図1
5(a)と図15(b)の基板を積層し、端子2bを端
子2b´に、端子3bを端子3b´に接続し、2a、2
a´を1次端子、3a、3a´を2次端子とすれば、図
15(a)と図15(b)の巻線パターンによる磁束が
加わり、かつ1次巻線と2次巻線の長さを等しくするこ
とができる。このように2枚を積層したものを単位とし
て複数積層し、互いに直列或いは並列接続してフィルム
型トランスを形成する。直列接続すると抵抗値が大きく
なり、並列接続すると抵抗値が小さくなるので、接続す
る負荷とのインピーダンス整合がとれるように接続を選
択する。従来のフィルムトランスでは、低周波特性が十
分ではなかった。
Now, assuming that the pattern is formed in a circular concentric axis shape starting from the center, the pattern of FIG. 15A is wound clockwise and the pattern of FIG. 15B is wound counterclockwise. It will be. Then, assuming that the pitch and the number of turns are the same, in each of the turns shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), the winding located outside is always longer than the winding located inside. Therefore, for each turn in FIG. 15 (a), when the outer winding is always the primary winding 2 and the inner winding is the secondary winding 3, the reverse winding is shown in FIG. 15 (b). For each turn, the winding that is always located on the outside is the secondary winding 3 ′, and the winding that is located on the inside is the primary winding 2 ′.
5 (a) and the substrate of FIG. 15 (b) are laminated, the terminal 2b is connected to the terminal 2b ', and the terminal 3b is connected to the terminal 3b'.
When a'is a primary terminal, 3a, and 3a 'are secondary terminals, magnetic flux is added by the winding patterns of FIGS. 15 (a) and 15 (b), and the primary winding and the secondary winding are The lengths can be equal. In this way, a plurality of layers, each of which is a laminate of two sheets, are laminated and connected in series or in parallel to each other to form a film type transformer. When connected in series, the resistance value becomes large, and when connected in parallel, the resistance value becomes small. In the conventional film transformer, the low frequency characteristic was not sufficient.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような薄膜フィル
ム型トランスにおいては、周波数が高いほど巻線電流の
表皮効果が顕著となるため高効率が達成できるが、反面
低周波領域の特性が十分ではなく、低周波領域の特性改
善が望まれている。
In such a thin film type transformer, the higher the frequency is, the more the skin current effect of the winding current becomes more remarkable, so that high efficiency can be achieved, but the characteristics in the low frequency region are not sufficient. However, improvement of characteristics in the low frequency region is desired.

【0005】この低周波領域の特性改善の課題は、単に
フィルム型トランスに限らず、導体巻線を薄膜基板上に
近接して形成する素子、例えば、1本の導体を近接して
複数ターン巻回した導体のインダクタンスを利用する薄
膜素子、複数の導体を近接して形成したときの導体間の
相互インダクタンスと導体間分布容量から形成される共
振回路の共振特性を利用する薄膜素子等すべてに関係す
る課題でもある。本発明はかかる事情に鑑みてなされた
ものであり、巻線導体の表皮効果を利用した薄膜素子に
おける低周波領域の特性改善を行うことを目的としてい
る。
The problem of improving the characteristics in the low frequency region is not limited to the film type transformer, but an element in which a conductor winding is formed close to a thin film substrate, for example, a single conductor is wound close to a plurality of turns. Related to all thin-film elements that utilize the inductance of the turned conductors, thin-film elements that utilize the resonance characteristics of a resonant circuit formed from the mutual inductance between conductors and distributed capacitance between conductors when multiple conductors are formed in close proximity, etc. It is also a task to do. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the characteristics of a thin film element in a low frequency region by utilizing the skin effect of a winding conductor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そのために本発明のフィ
ルム型トランスは、一本または複数本の導体巻線が近接
して複数ターン巻回形成された基板の少なくとも一方の
面の一部領域または全面に磁性体を設けたことを特徴と
する。また、本発明は、一本または複数本の導体巻線が
近接して複数ターン巻回形成された基板を複数枚積層
し、積層基板の少なくとも一方の面の一部領域または全
面に磁性体を設けたことを特徴とする。また、本発明
は、基板の周辺部のみに磁性体を設けたことを特徴とす
る。また、本発明は、導体巻線がトランスを形成する1
次巻線パターン及び2次巻線パターンであることを特徴
とする。また、本発明は、1次巻線パターン及び2次巻
線パターンで形成されるトランスは共振型トランスであ
ることを特徴とする。
To this end, the film type transformer of the present invention is provided with a partial region of at least one surface of a substrate on which one or a plurality of conductor windings are formed in close proximity and a plurality of turns are formed. It is characterized in that a magnetic material is provided on the entire surface. Further, according to the present invention, a plurality of substrates in which one or a plurality of conductor windings are closely arranged and formed by a plurality of turns are laminated, and a magnetic material is provided on a partial region or the entire surface of at least one surface of the laminated substrate. It is characterized by being provided. Further, the present invention is characterized in that the magnetic material is provided only in the peripheral portion of the substrate. The present invention also provides that the conductor winding forms a transformer.
It is characterized in that it is a secondary winding pattern and a secondary winding pattern. Further, the present invention is characterized in that the transformer formed by the primary winding pattern and the secondary winding pattern is a resonance type transformer.

【0007】[0007]

【作用】本発明の薄膜型表皮効果素子は、基板上に近接
して複数回巻回形成された1本または複数本の巻線の全
面或いはその一部にフェライト、アモルファス磁性体等
からなる磁性体を形成することにより、低周波領域にお
けるインピーダンス特性、結合係数、効率等を改善する
ことが可能となる。
The thin film type skin effect element of the present invention is a magnetic material made of ferrite, an amorphous magnetic material or the like on the entire surface or a part of one or a plurality of windings formed by winding a plurality of times in close proximity to the substrate. By forming the body, it becomes possible to improve impedance characteristics, coupling coefficient, efficiency, etc. in the low frequency region.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、図1〜図3の実施例における薄膜フィルム
型トランスは、図15で説明したような巻線パターンが
形成されたトランスであり、1枚のもの、或いは複数枚
を積層したものいずれであってもよい。図1は本発明の
フィルム型トランスの一実施例を説明する図である。図
1(a)において、フィルム型トランス10の両面全面
にフェライト又はアモルファス磁性体等の磁性体20を
設けるようにする。磁性体としてフェライトを使う場合
は絶縁性であるので直接パターン上に設けてもよいが、
アモルファス磁性体を使う場合は導電性があるので絶縁
材を介して設ける。なお、磁性体は、図1(b)に示す
ように、フィルム型トランス10の片面側のみ全面に設
けてもよい。このように、磁性体を設けることにより、
後述するように低周波領域の特性が改善される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The thin film film type transformers in the embodiments of FIGS. 1 to 3 are transformers having the winding pattern as described in FIG. 15, and are either one or a plurality of laminated layers. May be. FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the film type transformer of the present invention. In FIG. 1A, a magnetic body 20 such as a ferrite or an amorphous magnetic body is provided on the entire surface of both sides of the film type transformer 10. When ferrite is used as the magnetic substance, it may be directly provided on the pattern because it is insulative.
When an amorphous magnetic material is used, it has conductivity, so it is provided via an insulating material. The magnetic body may be provided on the entire surface of only one side of the film type transformer 10 as shown in FIG. By providing a magnetic material in this way,
As will be described later, the characteristics in the low frequency region are improved.

【0009】図2はフィルム型トランスの一部領域に磁
性体を設けた他の実施例を示す図である。図2(a)は
短冊状の磁性体をフィルム型トランスを横断するように
両面に設けた例、図2(b)は短冊状の磁性体をフィル
ム型トランスの中心部からトランスを横断するように両
面に設けた例であり、いずれも低周波特性を改善するこ
とができる。もちろん、片面にのみ設けてもよい。な
お、磁性体は放熱板としての作用も有するため、図1に
示すように、全面に設けることにより、トランスの温度
上昇の抑制、効率の改善に役立たせることも可能であ
る。また、フィルム型トランスは中心部の温度が周辺部
に比して高くなるが、フェライトの場合、キューリー点
が110℃程度のものもあるため、できるだけ高温領域
に設けるのを避けるのが望ましい。そこで、フィルムト
ランスの周囲に、図3に示すように円環状に、或いは図
3(b)に示すように矩形状に磁性体を設ければ、温度
上昇による影響を避けることができる。
FIG. 2 is a view showing another embodiment in which a magnetic material is provided in a partial area of a film type transformer. 2A shows an example in which strip-shaped magnetic bodies are provided on both sides so as to traverse the film type transformer, and FIG. 2B shows that strip-shaped magnetic bodies cross the transformer from the center of the film type transformer. These are examples provided on both sides, and any of them can improve low frequency characteristics. Of course, it may be provided on only one side. Since the magnetic body also has a function as a heat radiating plate, when it is provided on the entire surface as shown in FIG. 1, it is possible to suppress the temperature rise of the transformer and improve the efficiency. Further, the temperature of the central portion of the film type transformer is higher than that of the peripheral portion, but in the case of ferrite, there are some Curie points of about 110 ° C., so it is desirable to avoid providing it in the high temperature region as much as possible. Therefore, if a magnetic body is provided around the film transformer in an annular shape as shown in FIG. 3 or in a rectangular shape as shown in FIG. 3B, the influence of temperature rise can be avoided.

【0010】次に、磁性体を設けたことによる低周波特
性の改善について説明する。図4(a)は2枚のフィル
ム型トランスを積層して直列に接続し、磁性体を設けな
い場合、図4(b)は、同じフィルム型トランスに対し
て、図1(a)に示したように、両面全面にフェライト
を設けた場合のインピーダンス特性、位相特性を示して
いる。図4から分かるように共振点が低くなり、低周波
特性が改善されていることが分かる。
Next, the improvement of the low frequency characteristics by providing the magnetic material will be described. FIG. 4A shows a case where two film type transformers are stacked and connected in series and no magnetic material is provided, and FIG. 4B shows the same film type transformer as shown in FIG. 1A. As described above, the impedance characteristics and the phase characteristics when ferrite is provided on both surfaces are shown. As can be seen from FIG. 4, the resonance point is lowered and the low frequency characteristic is improved.

【0011】図5はフェライト無しの場合と全面フェラ
イト付きの場合の変圧比−周波数特性を示したものであ
る。図中、○、□は出力インピーダンスを異ならせたフ
ェライト無しのもの、●、■は対応するフェライト付き
のものである。図5から分かるように、フェライト無し
の場合に使用可能なのは10kHz以上の領域であるの
に対して、フェライトを付けることにより0.1kHz
程度まで使用可能となり、大幅に低周波特性が改善され
ている。
FIG. 5 shows the transformation ratio-frequency characteristics when there is no ferrite and when there is all ferrite. In the figure, ○ and □ are those without ferrite with different output impedance, and ● and ■ are those with corresponding ferrite. As can be seen from FIG. 5, the range of 10 kHz or more can be used without ferrite, while the range of 0.1 kHz can be obtained by adding ferrite.
It can be used to some extent, and the low frequency characteristics have been greatly improved.

【0012】図6はフェライト無しの場合と全面フェラ
イト付きの場合の効率−周波数特性を示したものであ
る。図中、○、△、□は出力インピーダンスを異ならせ
たフェライト無し、●、▲、■は対応するフェライト付
きのものである。1000kHz程度ではフェライト無
しのほうが効率がよいが、100kHz以下、特に10
kHz以下では格段にフェライト付きのほうが効率がよ
く、低周波特性が改善されることが分かる。
FIG. 6 shows the efficiency-frequency characteristics with and without ferrite. In the figure, ○, △, and □ are without ferrite with different output impedance, and ●, ▲, and ■ are with corresponding ferrite. At about 1000 kHz, it is more efficient without ferrite, but below 100 kHz, especially 10
It can be seen that at frequencies below kHz, the one with ferrite is much more efficient and the low frequency characteristics are improved.

【0013】図7はアモルファス磁性体無しの場合とア
モルファス磁性体付きの場合の結合係数−周波数特性を
示したものである。図中、○はアモルファス磁性体無
し、△は全面アモルファス磁性体付きの特性である。1
000kHz以上ではどちらの場合も同じであるが、1
00kHz以下では格段にアモルファス磁性体付きの方
が結合係数が大きく、10kHzではアモルファス磁性
体を付けることにより、0.175から0.875と結
合係数を高くすることができる。
FIG. 7 shows the coupling coefficient-frequency characteristics with and without the amorphous magnetic material. In the figure, ◯ is the characteristic without an amorphous magnetic material, and Δ is the characteristic with the entire surface amorphous magnetic material. 1
At 000 kHz or higher, both cases are the same, but 1
At 00 kHz or less, the coupling coefficient is much larger with the amorphous magnetic material, and at 10 kHz, the coupling coefficient can be increased from 0.175 to 0.875 by adding the amorphous magnetic material.

【0014】図8はアモルファス磁性体無しの場合とア
モルファス磁性体付きの場合の効率−周波数特性を示し
たものである。図中、○はアモルファス磁性体無し、△
は全面アモルファス磁性体付きの特性である。600k
Hz以上ではアモルファス磁性体無しの場合の方が効率
が良いが、400kHz以下ではアモルファス磁性体付
きの方が効率がよく、特に100Hz以下では格段にア
モルファス磁性体付きの方が効率が良いことが分かる。
FIG. 8 shows efficiency-frequency characteristics with and without an amorphous magnetic material. In the figure, ○ indicates no amorphous magnetic substance, △
Is a characteristic with the entire surface having an amorphous magnetic material. 600k
It can be seen that the efficiency is better without the amorphous magnetic material above Hz, but the efficiency is better with the amorphous magnetic material below 400 kHz, and the efficiency is significantly better with the amorphous magnetic material especially below 100 Hz. .

【0015】図9は図2(a)に示したような短冊状の
フェライトを付けた場合とフェライト無しの場合の結合
係数−周波数特性を示したものである。図中、○はフェ
ライト無し、△はフェライト(短冊の幅5mm、長さ9
5mm)付きの特性である。1000kHz以上では殆
ど差はないが、50kHz以下ではフェライト付きの方
が結合係数が格段に大きく、結合係数が1.0となるの
はフェライト付きでは10Hz、フェライト無しでは5
00kHzであり、同じ結合係数を得るのに大幅に低周
波化できることが分かる。
FIG. 9 shows the coupling coefficient-frequency characteristics with and without a strip-shaped ferrite as shown in FIG. 2A. In the figure, ○ means no ferrite, △ means ferrite (width 5 mm, length 9
5 mm). There is almost no difference at 1000 kHz or more, but at 50 kHz or less, the coupling coefficient with ferrite is significantly larger, and the coupling coefficient is 1.0 with ferrite and 5 Hz without ferrite.
Since it is 00 kHz, it can be seen that the frequency can be significantly lowered to obtain the same coupling coefficient.

【0016】図10は図2(a)に示したような短冊状
のフェライトを付けた場合とフェライト無しの場合の効
率−周波数特性を示したものである。図中、○はフェラ
イト無し、△は幅5mmの短冊状フェライト付き、□は
幅20mmの短冊状フェライト付きの特性である。10
00kHz程度でも短冊状フェライト付きの方が効率が
良いが、特に100kHz以下で格段に効率が良くなく
ことが分かる。また、短冊状フェライトの幅が広い方が
効率が向上している。
FIG. 10 shows the efficiency-frequency characteristics with and without a strip of ferrite as shown in FIG. 2A. In the figure, ◯ is a characteristic without ferrite, Δ is a characteristic with a strip-shaped ferrite with a width of 5 mm, and □ is a characteristic with a strip-shaped ferrite with a width of 20 mm. 10
It can be seen that even at about 00 kHz, the strip-shaped ferrite is more efficient, but especially at 100 kHz or less, the efficiency is not so marked. Further, the wider the strip-shaped ferrite, the higher the efficiency.

【0017】以上説明した周波数改善の方法は、共振
型、非共振型に限らず基板上に巻線を形成する薄膜型フ
ィルムトランスには全て適用可能であり、さらに、トラ
ンスに限らず、1本の導体を、表皮効果が現れるように
複数ターン近接して巻回形成したインダクタンス薄膜素
子や、複数の導体巻線を基板上に接近して形成したよう
な薄膜回路素子にも当然適用可能である。次に、共振型
フィルムトランスについて概略説明する。図15に説明
したフィルム型トランスの一次・二次巻線はそれぞれ導
線を平行に巻いた構造からなり、そのため各巻線の導体
間には分布容量が存在し、巻線のインダクタンスとによ
り共振特性を呈する。いま、図11に示すように、一次
巻線に2本の導体を用い、一次導体間に一次電圧の半分
が加わる構造とした場合を考える。もちろん、2本に限
らず、より本数を増やしてもよく、各導体に流れる電流
の方向は同じにし、帰線の影響はないようにする。
The above-described frequency improving method is applicable not only to the resonance type and the non-resonance type but also to the thin film type film transformer in which windings are formed on the substrate. It is naturally applicable to the inductance thin film element in which the conductor of the above is wound in plural turns in close proximity so that the skin effect appears, and the thin film circuit element in which plural conductor windings are formed close to each other on the substrate. . Next, the resonance type film transformer will be briefly described. The primary and secondary windings of the film type transformer described in FIG. 15 have a structure in which conducting wires are wound in parallel, so that there is distributed capacitance between the conductors of each winding, and the resonance characteristics depend on the inductance of the windings. Present. Now, consider a case where two conductors are used for the primary winding and half of the primary voltage is applied between the primary conductors, as shown in FIG. Of course, the number of wires is not limited to two, and the number of wires may be increased.

【0018】図12に示すような円形断面の導体を有す
る導体に交流を通電する場合について説明すると、周波
数fが低い電流は、図12(a)に示すように導体断面
にほぼ一様に分布する。このため、導体の電気抵抗Rは
直流抵抗Rdcに等しく下限値となる。導体のインダクタ
ンスLは、導体の内部に分布する電流と磁束の鎖交に起
因する内部インダクタンスLinと、導体外部の磁束に起
因する外部インダクタンスLout の和Lin+Lout から
なる。
Explaining the case where an alternating current is passed through a conductor having a conductor with a circular cross section as shown in FIG. 12, a current with a low frequency f is distributed almost uniformly over the cross section of the conductor as shown in FIG. 12 (a). To do. Therefore, the electric resistance R of the conductor is equal to the DC resistance R dc and has a lower limit value. The inductance L of the conductor is composed of the sum L in + L out of the internal inductance L in caused by the interlinkage of the current and the magnetic flux distributed inside the conductor and the external inductance L out caused by the magnetic flux outside the conductor.

【0019】周波数fが高い電流は、表皮効果により、
図12(b)に示すように導体断面の周辺にのみ分布す
る。このため、導体の電気抵抗Rは、周波数fが無限大
で電流の流れる導体の断面積が無限小となることから無
限大となる。周波数fは有限であるから、ここでは充分
高い周波数fに対して、電気抵抗Rは極めて大きな抵抗
max (≫Rdc) とする。インダクタンスLの中で導体
内に電流が分布しないため、内部インダクタンスLin
零となるから、インダクタンスは外部インダクタンスL
out のみとなり、L=Lout である。
The current having a high frequency f is due to the skin effect.
As shown in FIG. 12B, it is distributed only around the conductor cross section. Therefore, the electric resistance R of the conductor becomes infinite because the frequency f is infinite and the cross-sectional area of the conductor through which the current flows is infinitesimally small. Since the frequency f is finite, the electrical resistance R is assumed to be an extremely large resistance R max (>> R dc ) for a sufficiently high frequency f. Since no current is distributed in the conductor in the inductance L, the internal inductance L in becomes zero, so the inductance is the external inductance L
Only out , and L = L out .

【0020】簡単のため、図13(a)に示すように、
同一の2本の丸形導体を平行に配置し、図13(b)の
ように接続すれば、両者の導体を囲む磁束が存在するた
め、導体1と導体2間に相互インダクタンスMが存在す
る。この相互インダクタンスMは、両者の導体中の電流
がそれぞれの中心軸に対称に分布するとすれば、周波数
fに無関係に一定値をとる。実際は、コイル配置を交互
に配置する方法等によって平均的に電流をそれぞれの軸
に対称に分布させることは可能である。
For simplicity, as shown in FIG.
If two identical circular conductors are arranged in parallel and connected as shown in FIG. 13 (b), since there is a magnetic flux surrounding both conductors, a mutual inductance M exists between the conductor 1 and the conductor 2. . This mutual inductance M has a constant value irrespective of the frequency f, provided that the currents in both conductors are distributed symmetrically about their respective central axes. Actually, it is possible to distribute the currents symmetrically on the respective axes on average by a method of alternately arranging coils.

【0021】ところで、図13(b)のように2本の導
体を直列に接続して電圧Vを加えた場合、2本の導体間
の電位差は左端から右端まで同じ電位差V/2であり、
電流の方向は同方向である。従って、図13(b)の結
線は、図14(a)→図14(b)→図14(c)のよ
うなプロセスで図14(c)に示すような集中定数等価
回路で表され、図13(b)の結線は、インダクタンス
とキャパシタンスの並列共振回路を形成することが分か
る。
By the way, when two conductors are connected in series and a voltage V is applied as shown in FIG. 13B, the potential difference between the two conductors is the same potential difference V / 2 from the left end to the right end,
The directions of the currents are the same. Therefore, the connection of FIG. 13B is represented by a lumped constant equivalent circuit as shown in FIG. 14C in the process as shown in FIG. 14A, FIG. 14B, and FIG. 14C. It can be seen that the connection in FIG. 13 (b) forms a parallel resonant circuit of inductance and capacitance.

【0022】図14(c)で示す等価回路で共振角周波
数ωr (=2πfr )と、共振時のインピーダンスZr
は、 ωr =1/{(L+M)C}1/2 ……(1) Zr =R+{(L+M)/RC} =R+{1/Rωr 2 2 } ……(2) で与えられる。(1)式から共振周波数の低減はインダ
クタンスを増加するか、キャパシタンスを増加するかの
いずれかである。また、共振時のインピーダンスは、イ
ンダクタンスを増加すれば大きくなり、キャパシタンス
を増加すると小さくなる。従って、共振周波数を低く、
且つ共振時のインピーダンスを増加するにはインダクタ
ンスを増加することが最も好ましい。
In the equivalent circuit shown in FIG. 14 (c), the resonance angular frequency ω r (= 2πf r ) and the impedance Z r at resonance are obtained.
Is given by ω r = 1 / {(L + M) C} 1/2 (1) Z r = R + {(L + M) / RC} = R + {1 / Rω r 2 C 2 } ...... (2) To be From the equation (1), the reduction of the resonance frequency either increases the inductance or the capacitance. Further, the impedance at resonance increases as the inductance increases, and decreases as the capacitance increases. Therefore, lower the resonance frequency,
In addition, it is most preferable to increase the inductance in order to increase the impedance at resonance.

【0023】このように、近接して形成した巻線は、
(1)式、(2)式から分かるように共振特性を示すの
で、この共振特性を利用したフィルタ、インダクタ等の
回路素子としても利用することが可能であり、本発明は
これらのトランスや素子に対する低周波領域における特
性改善として利用することが可能である。
Thus, the windings formed close to each other are
As can be seen from the equations (1) and (2), the resonance characteristic is exhibited, and therefore, the present invention can be used as a circuit element such as a filter or an inductor utilizing the resonance characteristic. It can be used as a characteristic improvement in the low frequency region.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、表皮効果
を利用した薄膜素子に、フェライト、アモルファス磁性
体等の磁性体を設けることにより、低周波領域における
特性、例えばインピーダンス特性、結合係数、効率等を
大幅に改善することが可能となる。
As described above, according to the present invention, by providing a thin film element utilizing the skin effect with a magnetic material such as ferrite or amorphous magnetic material, characteristics in a low frequency region such as impedance characteristics and coupling coefficient are obtained. It is possible to greatly improve efficiency and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のフィルム型トランスの一実施例を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a film type transformer of the present invention.

【図2】 本発明のフィルム型トランスの他の実施例を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the film type transformer of the present invention.

【図3】 本発明のフィルム型トランスの他の実施例を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the film type transformer of the present invention.

【図4】 インピーダンス特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing impedance characteristics.

【図5】 フェライト付きとフェライト無しの場合の変
圧比−周波数特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a transformation ratio-frequency characteristic with and without ferrite.

【図6】 フェライト付きとフェライト無しの場合の効
率−周波数特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing efficiency-frequency characteristics with and without ferrite.

【図7】 アモルファス磁性体付きとアモルファス磁性
体無しの場合の結合係数−周波数特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a coupling coefficient-frequency characteristic with and without an amorphous magnetic material.

【図8】 アモルファス磁性体付きとアモルファス磁性
体無しの場合の効率−周波数特性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing efficiency-frequency characteristics with and without an amorphous magnetic material.

【図9】 短冊状フェライト付きとフェライト無しの場
合の結合係数−周波数特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing coupling coefficient-frequency characteristics with and without strip-shaped ferrite.

【図10】 短冊状フェライト付きとフェライト無しの
場合の効率−周波数特性を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing efficiency-frequency characteristics with and without strip-shaped ferrite.

【図11】 共振型トランスを説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a resonance type transformer.

【図12】 円形断面の導体を流れる電流を説明する図
である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a current flowing through a conductor having a circular cross section.

【図13】 結線方式を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a wiring system.

【図14】 図13の結線方式による形成される共振回
路を説明する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a resonance circuit formed by the wiring system of FIG.

【図15】 フィルム型トランスを説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a film type transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…フィルム型トランス、20…磁性体。 10 ... Film type transformer, 20 ... Magnetic material.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 19/00 Z 4230−5E 9375−5E H01F 31/00 D (72)発明者 岸本英樹 京都府京都市上京区東堀川通り一条上ル堅 富田町436−5 株式会社写真化学内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H01F 19/00 Z 4230-5E 9375-5E H01F 31/00 D (72) Inventor Hideki Kishimoto Kyoto, Kyoto Prefecture Higashi-Horikawa-dori, Ichijo-Kami, Ken 436-5, Tomitacho Photographic Chemical Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一本または複数本の導体巻線が近接して
複数ターン巻回形成された基板の少なくとも一方の面の
一部領域または全面に磁性体を設けたことを特徴とする
薄膜型表皮効果素子。
1. A thin film type in which a magnetic material is provided on a partial region or the entire surface of at least one surface of a substrate on which one or a plurality of conductor windings are closely wound and formed. Skin effect element.
【請求項2】 一本または複数本の導体巻線が近接して
複数ターン巻回形成された基板を複数枚積層し、積層基
板の少なくとも一方の面の一部領域または全面に磁性体
を設けたことを特徴とする薄膜型表皮効果素子。
2. A plurality of substrates, each having one or a plurality of conductor windings formed in close proximity to each other and having a plurality of turns formed thereon, are laminated, and a magnetic material is provided on a partial region or the entire surface of at least one surface of the laminated substrate. A thin film type skin effect element characterized by the above.
【請求項3】 請求項1または2記載の素子において、
基板の周辺部のみに磁性体を設けたことを特徴とする薄
膜型表皮効果素子。
3. The device according to claim 1 or 2, wherein
A thin film type skin effect element characterized in that a magnetic material is provided only on the peripheral portion of the substrate.
【請求項4】 請求項1〜3の何れか1項記載の素子に
おいて、導体巻線がトランスを形成する1次巻線パター
ン及び2次巻線パターンであることを特徴とする薄膜型
表皮効果素子。
4. The thin-film type skin effect according to claim 1, wherein the conductor windings are a primary winding pattern and a secondary winding pattern forming a transformer. element.
【請求項5】 請求項4記載の素子において、1次巻線
パターン及び2次巻線パターンで形成されるトランスは
共振型トランスであることを特徴とする薄膜型表皮効果
素子。
5. The thin-film skin effect element according to claim 4, wherein the transformer formed by the primary winding pattern and the secondary winding pattern is a resonance type transformer.
JP7165158A 1994-11-09 1995-06-30 Thin film skin effect element Pending JPH08191015A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011083533A1 (en) * 2010-01-06 2011-07-14 株式会社神戸製鋼所 Composite wound element and transformer using same, transformation system, and composite wound element for noise-cut filter

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011083533A1 (en) * 2010-01-06 2011-07-14 株式会社神戸製鋼所 Composite wound element and transformer using same, transformation system, and composite wound element for noise-cut filter

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