JPS6340308A

JPS6340308A - 磁束平衡法用トランス

Info

Publication number: JPS6340308A
Application number: JP61184489A
Authority: JP
Inventors: Satoru Inagi; 稲木　覚
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 1986-08-05
Filing date: 1986-08-05
Publication date: 1988-02-20
Also published as: JPH0366808B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明Ｃ才磁束平衡法を利用する装置に使用される磁束
平衡法用トランスに関する。

（従来技術およびその問題点）磁束平衡法とは、コイルもしくはトランスの磁束を外部
回路からコイルへ励磁を行うことにより零となるように
制褌することを言い、その応用により絶縁アンプ、磁気
センサ等を構成することができる。

しかして、このような磁束平衡法に用いられるトランス
は、動作がバランスしている定常状態においては磁束が
零であり、また、過渡状態ではその極性が明確に検出で
きろ機能を有していることが必要である。

従来、このようなトランスを構成する場合、分割ボビン
等を使用し、１次コイルと２次コイルとを絶縁し、鉄芯
の磁路の途中にギャップを設け、そこにホール素子を挿
入するといった構成がとられていた。

そのため、形状が大型であり、ハイブリッドＩＣ等に高
密度実装するといったことが困難であり、ひいては応用
範囲が限られてくるといった欠点があった。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、薄型、小型で、磁束の漏洩および外
部からの磁気の影響を極少に抑え、かつ他の回路への適
用性が高く、低価格に製造することのできる磁束平衡法
用トランスを提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するため、セラミック等より
なる絶縁基板と、この絶縁基板に設けられた孔部に埋め
込まれたホール素子と、このホール素子のｍ囲であって
前記絶縁基板の両面に夫々印刷された第１．第２のコイ
ルと、これらのコイルの面上を被覆した磁性体とを備え
てなることを要旨としている。

（作用）本発明では、薄型平板状の絶縁基板の適位置に形成され
た窓状の孔部を介し鉄芯として機能する集磁材を有する
ホール素子を面実装し、かっその周囲であって絶縁基板
の両面にうずまき状をなす第１．第２のコイルを印刷し
て構成し、更にその周囲を磁性体によりシールドするこ
とにより、トランスの厚みを極めて薄くシ、小型・軽量
とすると共に、量産化に適したものとし、更に磁束の漏
洩および外部からの磁気の影響を極少に抑えて安定な動
作を得るようにし、加えて他の回路を絶縁基板に多層化
可能として汎用性をもたせている。

（実施例）以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図は本発明にかかる磁束平衡法用トランスの第１の
実施例を示したものであり、（イ）は部分的に拡大した
平面図、（ロ）はそのＡ−Ａ断面図である。

第１図において、１はセラミックの如き材料により形成
された、例えば略矩形を呈するｒｌ型平板状の絶縁基板
であり、その略中央部に略矩形の孔部１ａが形成され、
この孔部１ａ内にフラットパッケージ型のホール素子（
例えばＩｎＳｂ型ホール素子）２が埋め込まれろように
配置され面実装されている。また、２ｂは磁気を導きや
すくするためにホール素子本体２ａの両面を被ったフィ
ライトの如き集磁材、２Ｃは絶縁基板１上のパターン（
図示せず）に半田付けされて結線および固定を行うため
のリード足である。

なお、上記において孔部１ａは絶縁基板１上の中央部に
限られないことは言うまでもなく、また、孔部１ａの形
状も図示の角形に限られろものではない。

三方、絶縁基板１の両面には孔部１ａ、ホール素子２を
中心として導体パターンによりうずまき状に第１．第２
のコイル３，４が形成されている。３ａはコイル３の引
出線であり、クロスオーバー（既に形成された導体パタ
ーンの上に絶縁層を介して形成された導体パターン）に
よって中心部から外側部分に引き出されている。次いで
、コイル３，４の面上にはホール素子２の部分を除きガ
ラス保護体５を介して磁性体ペースト６が塗布され、コ
イル３，４のインダクタンスを高めると共に磁気の漏洩
および外部からの影響を少なくしている。第１図（イ）
において斜線部は磁性体ベー、ストロにより覆われてい
る部分を示している。

第２図は上記の磁束平衡法用トランスの製造手順を示し
たものであり、先ず（イ）の如く絶縁基板１に孔部１ａ
を形成し、次いで（ロ）の如く絶縁基板１の両面に導体
ペーストを印刷することによりコイル３，４を形成し、
次いで（ハ）の如くコイル３，４の面上にガラス保護体
５を被覆し、その上に（ニ）の如く磁性体ペースト６を
塗布し、最後に絶縁基板１の一方の側からホール素子２
を裏返しにして埋め込み、リード足２Ｃを半田付けして
固定する。なお、ハイブリッドＩＣ等に実装する際には
コイル３，４の導体パターンの形成は他の配線用の導体
パターンと同時に形成することができ、また、ホール素
子２の取付も他の部品のマウントと同時に行うことがで
きる。

次に第３図は本発明の第２の実施例を示したものであり
、第１図に示した第１の実施例がコイル３，４の面上に
ガラス保護体５を介して磁性体ペースト６を塗布するよ
うにしていたのに対して、この第２の実施例ではコイル
３，４の面上に接着剤７を塗布した後、外面に予め蒸着
。

スパッタ等により磁性体膜９が形成されたフィルム８を
貼り付けるようにして製造工程を単純化するようにして
いる。

第４図はその製造手順を示したものであり、先ず（イ）
の如く絶縁基板１に孔部１ａを形成し、次いで（ロ）の
如く絶縁基板１の両面にコイル３゜４を形成し、次いで
（ハ）の如く絶縁基板１の一方の側からホール素子２を
裏返しにして埋め込んでリード足２Ｃを半田付けして固
定し、最後に（ニ）の如くコイル３，４の面上に接着剤
７を塗布した後に外面に磁性体１！Ａ９が形成されたフ
ィルム８を貼り付ける。

次に第５図は本発明の磁束平衡法用トランスを絶縁アン
プに適用した例である。第５図におぃて、１１．１３は
入力端子、１２．１４は出力端子であり、入力端子１３
は入力側のグランドＧ１に、出力端子１４は出力側のグ
ランドＧ２に夫々接続されている。また、入力端子１１
は抵抗Ｒ１を介してオペアンプＩＣ，の反転入力端子に
接続され、オペアンプＩＣ，の非反転入力端子は抵抗Ｒ
０を介してグランドＧ１に接続され、オペアンプＩＣ，
の出力端子は抵抗Ｒ４を介してトランスＴ１の１次コイ
ルｎ、（第１図ないし第４図におけるコイル３，４の何
れか一方に相当する。）の一端に接続されると共に抵抗
Ｒ２を介して自己の反転入力端子に接続され、１次コイ
ルｎ、の他端はグランドＧ１に接続されている。

一方、磁気検出手段としてのホール素子Ｈ（第１図ない
し第４図におけろホール素子２に対応する。）がトラン
スＴ、の磁束と結合するように設けられ、ホール素子Ｈ
の一対の電極には直流電圧＋Ｖ、−Ｖが印加され、他の
一対の電極は抵抗Ｒ５，Ｒ７を介してオペアンプ■Ｃ２
の反転入力端子、非反転入力端子に夫々接続されている
。

また、オペアンプＩＣ２の出力端子は出力端子１２に接
続されろと共に抵抗Ｒ８を介してトランスＴ。

の２次コイルｎ　（第１図ないし第４図におけるコイル
３，４の何れか一方に相当する。）の一端に接続され、
更にコンデンサＣＩおよび抵抗Ｒ６の直列回路を介して
自己の反転入力端子に接続されている。なお、２次コイ
ルｎ２の他端はグランドＧ２に接続されている。

動作にあっては、入力端子１１．１３間に印加された信
号がオペアンプＩＣ，により増幅され、抵抗Ｒ４を介し
てトランスＴ□の１次コイルｎ、に電流が供給されて磁
束が発生しようとする。この磁束はホール素子Ｈにより
検出され、ホール素子Ｈ（よその磁束の向き、量に応じ
た信号を出力し、この信号はオペアンプＩＣ２により増
幅され、抵抗Ｒ８を介してトランスＴ１の２次コイルｎ
２に供給されろ。ここで、ホール素子Ｈの出力の極性と
オペアンプＩＣ２の入出力端子の極性と１次コイルｎ１
，２次コイルｎ２の極性とはオペアンプＩＣ２からの電
流によりトランスＴ１の磁束が打ち消される方向に設定
されているため、ホール素子Ｈの感度が充分高（、かつ
オペアンプＩＣ２の利得が充分大きければ、トランスＴ
、の磁束が零となった状態で回路がバランスすることに
なる。

しかして、トランスＴ、の１次コイルｎ１による磁束（
１次コイルｎ、に流れる電流に比例）は入力信号に比例
し、また、２次コイルｎ２による磁束（２次コイルｎ２
に流れる電流に比例）はオペアンプＩＣ２の出力信号に
比例し、かつ両者の磁束は大きさが等しく向きが逆とな
ることから、入力信号と出力信号とは比例することにな
り、更に入力側と出力側とは直流的に絶縁されているこ
とから絶縁アンプとして機能することになる。

（発明の効果）以上のように本発明の磁束平衡法用トランスにあっては
、セラミック等よりなる絶縁基板と、この絶縁基板に設
けられた孔部に埋め込まれたホール素子と、このホール
素子の周囲であって前記絶縁基板の両面に夫々印刷され
た第１．第２のコイルと、これらのコイルの面上を被覆
した磁性体とにて構成したから、（イ）トランスに作用する磁束が零であり、また磁性体
およびホール素子に設けられた集磁材が鉄芯として機能
するため、製造技術が許す限りｉ度に薄くすることがで
キ、カつ小型、軽量のトランスとすることができる。

（ロ）フィルを被覆した磁性体がシールドとしての働き
を行うため、磁束の漏洩および外部の磁気による影響を
少くすることができる。

（ハ）フィルが導体パターンと同じであることから、他
の回路を多層化することが可能である。

（ニ）ホール素子としては零付近の磁束を検出するのみ
であるため、特性のりニアリティは必要なく、高感度で
あればよいので、安価な素子を使用することができる。

（ホ）コイルの作成およびホール素子の取付がハイブリ
ッドＩＣ等の製造工程と同時に行えるため、ハイブリッ
ドＩＣへの実装が容易であり、生産コストの低下および
高密度実装により小型＃Ｔｉ！ｉ型化を図ることができ
る。

等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる磁束平衡法用トランスの第１の
実施例を示したものであり、（イ）は部分的に拡大した
平面図、（ロ）はそのＡ−Ａ断面、図、第２図はその製
造手順を示す図、第３図は本発明の第２の実施例を示し
たものであり、（イ）は部分的に拡大した平面図、（ロ
）はそのＡ−Ａ断面図、第４図はその製造手順を示す図
、第５図は本発明の磁束平衡法用トランスを用いた絶縁
アンプの例である。１・・・・・・絶縁基板、１ａ・・・・・・孔部、２・
・・・ホール素子、２ａ・・・・・・ホール素子本体、
２ｂ・・・・・集磁材、２ｃ・・・・・・リード足、３
，４・・・・コイル、３ａ・・・引出線、５・・・・・
・ガラス保護体、６・・・・磁性体ペースト、７・・・
・・・接着剤、８・・・・・・フィルム、９・・・・・
・磁性体膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミック等よりなる絶縁基板と、この絶縁基板
に設けられた孔部に埋め込まれたホール素子と、このホ
ール素子の周囲であって前記絶縁基板の両面に夫々印刷
された第１、第２のコイルと、これらのコイルの面上を
被覆した磁性体とを備えてなる磁束平衡法用トランス。
（２）磁性体は、コイルの面上にガラス保護体を介して
磁性体ペーストを塗布することにより形成されてなる特
許請求の範囲第１項記載の磁束平衡法用トランス。
（３）磁性体は、コイルの面上に接着剤を塗布した後、
外面に磁性体膜が形成されたフィルムを貼り付けること
により形成されてなろ特許請求の範囲第１項記載の磁束
平衡法用トランス。