JPH10199736A - 複合トランス - Google Patents

複合トランス

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JPH10199736A
JPH10199736A JP9000131A JP13197A JPH10199736A JP H10199736 A JPH10199736 A JP H10199736A JP 9000131 A JP9000131 A JP 9000131A JP 13197 A JP13197 A JP 13197A JP H10199736 A JPH10199736 A JP H10199736A
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JP
Japan
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transformer
substrate
copper foil
composite transformer
electronic parts
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JP9000131A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Yamaguchi
浩之 山口
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を増すことなく、実装面積の拡大お
よび部品コストの上昇を抑えた上で、簡単な構成によっ
て、電源装置のノイズの低減を実現する複合トランスを
提供する。 【解決手段】 銅箔パターンによって基板上にコイルを
形成し、該基板を複数重ねて形成したトランスにおい
て、電子部品C1、Q1、D2、C2および該電子部品
で回路を構成する銅箔パターン3がトランスと一体に形
成されていることを特徴とする複合トランス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電源装置に用いられ
る複合トランスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電源装置において、急峻な変化を有する
電流ループは最大のノイズ発生源である。とくに、電流
ループ内の面積が大きいほど、放射ノイズが大きくなる
傾向にある。したがって、電源ループの形成する面積を
極力小さくする必要がある。
【0003】図8は、従来の電源装置のブロック図であ
り、簡略化して示している。
【0004】図8において、1aおよび1bは交流入力
端子、D1は入力整流ダイオードブリッジ、C1は入力
平滑コンデンサ、Q1はパワートランジスタなどで構成
されたスイッチング素子、9は主としてスイッチング素
子を制御するための制御回路、T1はトランス、D2は
出力整流ダイオード、C2は出力平滑コンデンサ、10
は出力電圧検出回路、PC1は10出力電圧検出回路で
検出した信号を制御回路9へ伝えるフォトカプラ、2a
および2bは出力端子、点線の部分はトランスを表す。
【0005】一般に、トランスは安全規格上の距離の問
題などから、大型の部品となるため、トランス内の巻き
線から他の電子部品への配線距離が冗長になる。そのた
め、図8の電源装置において急峻な変化を有する2つの
電流ループA(T1→Q1→C1→T1)およびB(T
1→D2→C2→T1)の形成する面積が大きくなり、
放射ノイズの低減が困難である。
【0006】これに対して、多層基板の中にコイルを作
るシートトランスは小型化が可能であり、配線距離をあ
る程度短くできる。
【0007】図7(a)および図7(b)は、従来のシ
ートトランスを示している。
【0008】図7(a)、(b)において、1はコア、
2は両面基板、3は基板上に巻き線および配線を構成す
る銅箔パターン、4はピン、5はピンを接合したリー
ド、6はボビン、7は両面基板の両側の銅箔パターンを
結合するためのスルーホールおよび導体ペースト、8は
絶縁シートである。なお、図7(a)において、実線と
点線の銅箔パターンを示しているが、実線は上層基板の
表側にペーストした銅箔パターンを示し、点線はそれ以
外、すなわち上層基板の裏側ならびに下層基板表面にペ
ーストした銅箔パターンを示している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7
(a)、(b)を見てわかるように、従来のシートトラ
ンスはボビン6に打ちこまれたピン4に対して、巻き線
からの配線を接続する。さらに、ピン4をリード5に接
続し、リード5を電源基板上のパターンに接続し、電源
基板上のスイッチング素子や出力整流ダイオード等の電
子部品に接続する。このような従来のシートトランスに
は以下の欠点がある。
【0010】トランスは、一般に大型の部品であるた
め、物理的応力に対する安定性の面から、ボビン6およ
びリード5にある程度の大きさを要求される。そのた
め、トランスの巻き線から他の電子部品への配線距離
は、図7(a)、(b)に示したようにある程度冗長と
ならざるを得ない。このことは、電流ループの冗長性を
増し、電流ループの面積を大きくし、放射ノイズの低減
が困難である。
【0011】本発明が解決しようとする課題は、部品点
数を増すことなく、実装面積の拡大および部品コストの
上昇を抑えた上で、簡単な構成によって、電源装置のノ
イズの低減を実現する複合トランスを提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項1に係る発明は、銅箔パターンによって基板
上にコイルを形成し、該基板を複数重ねて形成したトラ
ンスにおいて、電子部品および該電子部品で回路を構成
する銅箔パターンがトランスと一体に形成されているこ
とを特徴とする複合トランスであり、請求項2に係る発
明は、請求項1記載の複合トランスにおいて、該電子部
品はフォトカプラを含むことを特徴とする複合トランス
であり、請求項3に係る発明は、請求項1記載の複合ト
ランスにおいて、該電子部品を基板の層間に実装するこ
とを特徴とする複合トランスであり、請求項4に係る発
明は、請求項1記載の複合トランスにおいて、該電子部
品を最下層基板の上面に実装し、最下層の基板より上の
基板をコイル形成領域以外を削除した基板とすることを
特徴とする複合トランスに関するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]図1(a)、(b)は本発明の特
徴を最もよく表す一実施形態を示す図面であり、複合ト
ランスの概略図である。また、図2は図1(a)、
(b)の複合トランスを適用した電源装置のブロック図
を簡略化して示したものである。なお、図7(a)、
(b)および図8と同一部分は、同じ記号を付与してあ
る。以下、図1(a)、(b)および図2を参照して説
明する。
【0014】図1(a)、(b)の部分を、図2のブロ
ック図において一点鎖線で囲んで示している。図2に示
す急峻な変化を有する電流ループAおよびBを形成する
電子部品C1、Q1、D2、C2および銅箔パターン
が、図1(a)、(b)に示すように複合トランス上に
一体に構成されている。従来のトランスでは電子部品C
1、Q1、D2、C2がトランス外に配置され、電流ル
ープAおよびBが形成する面積を小さくするには一定の
限度があるのに対し、本構成によれば、電子部品C1、
Q1、D2、C2がトランスの内側に一体的に配置され
ているため、電流ループAおよびBを最短距離で形成す
ることが可能である。したがって、電流ループが形成す
る面積を低減し、放射ノイズの低減が可能となる。
【0015】上記実施形態の効果には、以下の2つがあ
る。
【0016】部品の追加が無いため、部品コストの上昇
を抑えた上で、ノイズの低減が可能である。
【0017】部品の実装位置に変更を加えるだけである
ので、実装面積を拡大することなくノイズの低減が可能
である。
【0018】なお、上記実施形態の図1(a)、(b)
では説明を簡略化するため、2層基板を示したが、3層
以上の基板を用いた場合にも同様の構成によって、同様
の効果が得られる。
【0019】[第2の実施形態]図3(a)、(b)
は、第2の一実施形態を示す図面であり、上記実施形態
の図1(a)、(b)の複合トランスにフォトカプラお
よび銅箔パターンを新たに追加した場合の概略図であ
る。また、図4は図3(a)、(b)の複合トランスを
適用した電源装置のブロック図を簡略化して示したもの
である。なお、図7(a)、(b)および図8と同一部
分は、同じ記号を付与してある。図4の一点鎖線で囲ん
だ部分が図3(a)、(b)で示した複合トランスを示
している。以下、図3(a)、(b)を参照して説明す
る。
【0020】図3(a)、(b)の複合トランスにおい
て、フォトカプラPC1および銅箔パターンを追加した
ことによる新たな効果は、1次−2次間の安全規格上の
絶縁を考慮する必要のある電子部品、すなわちトランス
T1およびフォトカプラPC1を一体化することによ
り、設計に要する時間を短縮することが可能であるとい
う点である。
【0021】なお、上記実施例の図3(a)、(b)で
は説明を簡略化するため、2層基板を示したが、3層以
上の基板を用いた場合にも同様の構成によって、同様の
効果が得られる。
【0022】[第3の実施形態]図5(a)、(b)は
第3の一実施形態を示す図面であり、上記第1の実施形
態の図1(a)、(b)の複合トランスの電子部品C
1、Q1、D2、C2を基板の層間に実装した場合の概
略図である。すなわち、入力平滑コンデンサC1および
パワートランジスタQ1の電子部品を上層基板の裏面に
埋め込み実装し、出力整流ダイオードD2、出力平滑コ
ンデンサC2の電子部品を下層基板に埋め込み実装した
ものである。実装の高さを小さくするため、実装した電
子部品と対向する基板は、実装する電子部品の形状に合
わせて削ることが好ましい。
【0023】なお、図7(a)、(b)および図8と同
一部分は、同じ記号を付与してある。以下、図5
(a)、(b)を参照して説明する。
【0024】図5(a)、(b)の複合トランスにおい
て、層間に電子部品を実装した事による新たな効果は、
以下の2つである。
【0025】基板を削りその部分に電子部品をはめ込ん
で実装する分、高さを小さくすることが可能である。
【0026】また、通常、入力側と出力側のコイル基板
層はそれぞれ上層あるいは下層に分離される。したがっ
て、第1の実施形態および第2の実施形態に示した構成
では、入力側の電子部品から入力側の巻き線へのスルー
ホール、または出力側の電子部品から出力側の巻き線へ
のスルーホールのどちらかが全ての基板層を貫通せねば
ならないため、スルーホールが冗長になるという問題が
あった。しかし、本実施形態によれば、入力側の電子部
品を入力側のコイル基板層に埋め込み、出力側の電子部
品を出力側のコイル基板層に埋め込むことが可能であ
り、入力側の電子部品と入力側の巻き線との接続のスル
ーホールは入力側のコイル基板層のみを貫通し、出力側
の電子部品と出力側の巻き線との接続のスルーホールは
出力側のコイル基板層のみを貫通するので、スルーホー
ルが冗長になるのを避けることが可能である。つまり、
図2に示した電流ループAおよびBを更に短くすること
が可能であり、ノイズの低減が可能である。
【0027】なお、上記実施形態の図5(a)、(b)
では説明を簡略化するため、2層基板を示したが、3層
以上の基板を用いた場合にも同様の構成によって、さら
に顕著な効果が得られる。
【0028】[第4の実施形態]図6(a)、(b)は
第4の一実施形態を示す図面であり、上記第1の実施形
態の図1(a)、(b)の複合トランスの最下層の表面
に電子部品および銅箔パターンを構成した例である。第
1の実施形態で示した複合トランスは最上層基板の上に
電子部品を実装するため、基板の層数が増えると、多層
基板の高さの分、電源装置全体の高さが増す。本実施例
は、この点を改善するものである。
【0029】以下、図6(a)、(b)を参照して説明
する。
【0030】図6(a)、(b)において、両面基板は
最下層以外、全て巻き線の存在する基板を除いた部分を
切除している。電子部品C1、Q1、D2、C2は、最
下層基板上に実装され、これらの電子部品を接続する銅
箔パターンも全て最下層基板上に形成されている。
【0031】図6(a)、(b)において、最下層基板
上に電子部品を実装したことによる新たな効果は、トラ
ンスを形成する基板の層数が増えても電源装置全体の高
さの上昇を一律に抑えることが可能であるという点であ
る。すなわち、ボビンおよび基板1層分の高さで抑える
ことが可能である。
【0032】なお、上記実施例の図6(a)、(b)で
は説明を簡略化するため、2層基板を示したが、3層以
上の基板を用いた場合にも同様の構成によって、同様の
効果が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本出願の請求項1
に係る発明による効果は、以下の2つである。部品の追
加が無いため、部品コストの上昇を抑えた上で、ノイズ
の低減が可能である。部品の実装位置に変更を加えるだ
けであるので、実装面積を拡大することなくノイズの低
減が可能である。
【0034】また、本出願の請求項2に係る発明による
効果は、1次−2次間の安全規格上の絶縁を考慮する必
要のある電子部品、すなわちトランスT1およびフォト
カプラPC1を一体化することにより、設計に要する時
間を短縮することが可能であるという点である。
【0035】また、本出願の請求項3に係る発明による
効果は、以下の2点である。
【0036】層間に電子部品を実装する分、高さを小さ
くすることが可能である。
【0037】電子部品と巻き線とを接続するスルーホー
ルを短くすることが可能であり、ノイズの低減が可能で
ある。
【0038】また、本出願の請求項4に係る発明による
効果は、トランスを形成する基板の層数が増えても電源
装置全体の高さの上昇を一律に抑えることが可能である
という点である。すなわち、ボビンおよび基板1層分の
高さで抑えることが可能であるという点である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)は本発明の第1の実施形態に係
る複合トランスを説明する図。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る複合トランスを
適用した電源装置を説明するブロック図。
【図3】(a)、(b)は本発明の第2の実施形態に係
る複合トランスを説明する図。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る複合トランスを
適用した電源装置を説明するブロック図。
【図5】(a)、(b)は本発明の第3の実施形態に係
る複合トランスを説明する図。
【図6】(a)、(b)は本発明の第4の実施形態に係
る複合トランスを説明する図。
【図7】(a)、(b)は従来のシートトランスを説明
する図。
【図8】従来のトランスを用いた電源装置を説明するブ
ロック図。
【符号の説明】
1…コア 2…両面基
板 3…銅箔パターン 4…ピン 5…リード 6…ボビン 7…スルーホールおよび導体ペースト 8…絶縁シ
ート 9…制御回路 10…検出
回路 1a,1b…交流入力端子 2a,2b
…出力端子 C1,C2…平滑コンデンサ D1…ダイ
オードアレイ D2…ダイオード PC1…フ
ォトカプラ Q1…スイッチング素子 T1…トラ
ンス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅箔パターンによって基板上にコイルを
    形成し、該基板を複数重ねて形成したトランスにおい
    て、電子部品および該電子部品で回路を構成する銅箔パ
    ターンがトランスと一体に形成されていることを特徴と
    する複合トランス。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の複合トランスにおいて、
    該電子部品はフォトカプラを含むことを特徴とする複合
    トランス。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の複合トランスにおいて、
    該電子部品を基板の層間に実装することを特徴とする複
    合トランス。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の複合トランスにおいて、
    該電子部品を最下層基板の上面に実装し、最下層の基板
    より上の基板をコイル形成領域以外を削除した基板とす
    ることを特徴とする複合トランス。
JP9000131A 1997-01-06 1997-01-06 複合トランス Pending JPH10199736A (ja)

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JP9000131A JPH10199736A (ja) 1997-01-06 1997-01-06 複合トランス

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014524109A (ja) * 2011-06-30 2014-09-18 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 信号及び電力供給送信
EP3057211A4 (en) * 2013-10-09 2017-05-24 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Driver substrate and power conversion device
JP2017212496A (ja) * 2016-05-23 2017-11-30 三菱電機エンジニアリング株式会社 フィルタ回路

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