KR960012525B1 - 하이브리드 집적회로 평면형 변압기 - Google Patents

하이브리드 집적회로 평면형 변압기 Download PDF

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마크 스타트 쥬니어 알.
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Abstract

요약없음

Description

하이브리드 집적회로 평면형 변압기
제 1 도는 종래 변압기의 분해부분품 사시도,
제 2 도는 본 발명의 제 1 실시예인 평면형 변압기의 분해부분품 사시도,
제 3 도는 제 2 도의 평면형 변압기 구성 및 제조방법을 설명하는데 유용한 단면도,
제 4 도는 제 2 도의 평면형 변압기가 캡슐화되는 트랜스퍼 몰드(transger molded)DIP 패키지의 투시도,
제 5 도는 본 발명의 제 2 실시예에 대한 부분 사시도,
제5A도는 제 5 도에 도시된 본 발명의 실시예 동작을 설명하는데 유용한 평면도 다이아그램,
제 6 도는 하이브리드 집적회로 배터리 충전기의 일부로서, 제 2 도의 평면형 변압기를 포함하는 인쇄회로기판의 저면도,
제6A도는 제 6 도에 도시된 인쇄회로기판의 상측 평면도,
제 7 도는 페라이트 코아 절반부를 수용하는 공동(cavity)을 형성하는 트랜스퍼 몰드 플라스틱 DIP내에 인쇄회로기판을 캡슐화시킨 후 페라이트 코아가 조립되는 본 발명의 제 3 실시예를 나타내는 부분 단면도,
제 8 도는 본 발명의 하이브리드 집적회로 변압기를 사용하여 통상 만들 수 있는 저갑음 배터리 충전기 회로를 설명하는데 유용한 개요적인 회로도,
제8A도는 본 발명의 하이브리드 집적회로변압기를 사용하여 통상 만들 수 있는 절연증폭기회로를 설명하는데 유용한 개요적인 회로도,
제 9 도는 제 6 도 및 제6A도의 회로를 캡슐화하는 전기접속기형태를 하는 패키지의 투시도,
제10도는 제 9 도의 패키지의 단면도.
발명의 배경
본 발명은 하이브리드 집적회로에 유용한 소형변압기에 관한 것으로, 특히, 인쇄기판상에 인쇄된 제1, 제2 스파이럴(spiral)권선을 가지며, 두개의 페라이트부로 형성된 페라이트 코아를 갖는 평면형 변압기에 관한 것으로, 상기 제1, 제 2 권선은 박막의 납작한 판을 포함하며, 두개의 기둥부에 의해 서로 분리되어 있으며, 또한 회로기판에 의해 지지된다.
하이브리드 전자집적회로는 종종 듀얼-인-라인(dual-in-line) 패키지(DIP)와 같은 종래 단일 패키지내에 저가격으로 전기/전자적 기능을 발생하는 트랜스퍼 몰드 패키지 기술을 사용하여 구성된다. 하이브리드 집적회로내에 변압기와 같은 마그네탁 부품을 포함시키는 것은 항상 많은 도전을 받아왔는데, 이는 변압기 코아가 커다란 횡단부 영역을 갖도록 요구되기 때문이다. 이와 같이 큰 횡단부 영역은, 작은 패키지내에서 회로기능을 제공해야 하는 필요성과, 일치하지 않는다. 몇몇 기술이 개발되었으나, 종래 기술에서의 토로이달(torroidal)변압기 부품은 DIP 패키지 또는 유사 패키지내에 적합할 정도로 충분히 작지가 않다. 또한, 다수의 전선접착단계가 종래 기술에서의 권선을 완성하는데 요구되며, 이는 제조시간 및 단가를 높이게 된다.
절연증폭기 및 DC-DC 변환기에 전형적으로 사용되는 종래의 인쇄회로기판상에 형성된 종래 변압기(10)가 제 1 도에 도시된다. 스파이럴 권선(12A 및 13A)이 인쇄회로 기판(11)의 하나 이상의 표면상의 구멍(14A)주위에 제공된다. 변압기(10)용 페라이트 코아는 상측 U-형부(18A)와 하측 U-형부(20A)를 포함한다. 두개의 U-형부(18A 및 20A)의 단면은 사각형이며 균일하다. 다리(20C)상의 대응면(20D)은 금속클립에 의해 부착된다. 제 1 도의 종래 변압기는 각측상에서 대략 3/4인치의 디멘젼을 차지한나. 제 1 도의 변압기(10)는 너무 커서 하이브리드 집적회로에 사용될 수 없다. 변압기의 횡단부는 균일한데, 이는 변압기의 코아를 통한 자속 경로 영역이 감소하게 되며, 그로인해 코아내 분산된 열의 양을 증가시키고, 변압기 효율을 감소시키기 때문일 것이다. DIP 패키지와 같은 소형 하이브리드 집적회로 패키지내에 또는 전원접속기 조립체내에 AC-DC 또는 다른 회로변환기의 일부로서 통합될 수 있는 작고, 고효율의, 고주파의, 저잡음의 변압기에 대한 궁극적인 필요성이 존재하게 된다.
발명의 요약
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 저잡음 응용에 특히 적당한 개선된 그리고 크기가 감소된 하이브리드 집적회로 변압기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 종래 박막의 DOP 패키지 또는 유사 패키지내에 통합될 수 있는 개선된 평면형 하이브리드 집적회로 변압기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 목적은 다른 하이브리드 IC 부품을 갖는 인쇄회로 기판상에 통합될 수 있으며, DIP 패키지 또는 유사 패키지 같은 소형 패키지내에 캡슐화될 수 있는 소형하이브리드 집적회로 변압기를 제조하는 향상된 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 4 목적은 종래 하이브리드 집적회로 변압기보다 더 신뢰성있는 하이브리드 집적변압기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 5 목적 인쇄회로기판상에 신호결합기회로의 입력 및 출력회로도가 포함될 수 있으며, 작은 패키지내에 쉽게 캡슐화될 수 있는 하이브리드 집적회로 변압기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 6 목적은 작은 전원 접속기내에 쉽게 캡슐화될 수 있는 하이브리드 집적회로 변압기를 제공하는 것이다.
간단히 언급한 바와 같이, 그리고, 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 본 발명은 제 1 및 제 2 평행표면을 갖는 인쇄회로기판을 포함하는 평면형 변압기를 제공한다. 제 1 스파이럴 권선이 제 1 자속경로영역을 둘러싸는 제 1 및 제 2 표면중 하나에 제공된다. 제 2 스파이럴 권선이 제 2 자속경로영역을 둘러싸는 제 1 및 제 2 표면중 하나에 제공된다. 페라이트 코아는 제 1 코아부 및 제 2 코아부를 갖는데, 이들 각각은 박막의 납작한 페라이트판을 포함한다. 제 1 및 제 2 박막의 납작한 기둥부가 상기판 사이에 배열되는데, 제 1 및 제 2 코아부는 인쇄회로기판의 반대측상에 배치된다. 박막의 페라이트판은 제 1 및 제 2 권선의 도체를 넘어 연장되며, 따라서, 전자신호의 방출 및 및 권선내 전류로부터 야기되는 잡음이 차폐된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 인쇄회로기판은 기둥부가 연장되는 개구(opges)를 갖는다. 본 발명의 제 2 실시예에서의, 기둥부는 인쇄회로기판의 양쪽연부(edges)를 따라 연장된다. 즉, 하이브리드 집적회로 평면형 변압기에 있어서, a. 평행한 제 1 및 제 2 표면을 갖는 인쇄회로기판(11) ; b. 상기 인쇄회로기판의 제 1 자속경로영역(14)을 둘러싸는 상기 제 1 및 제 2 표면중의 일측면상에 위치하는 제 1 스파이럴 권선(12)과, 상기 인쇄회로기판의 제 2 자속경로영역(14)을 둘러싸는 상기 제 1 및 제 2 표면중의 일측면상에 위치하는 제 2 스파이럴 권선(13) ; 그리고 c. i. 박막의 납작한 제 1 판을 포함하는 제 1 코아부(180)와, ii. 박막의 납작한 제 2 판을 포함하는 제 2 코아부(200)와, iii. 상기 인쇄회로기판의 반대쪽 면상에 각각 배치된 상기 제 1 및 제 2 판의 사이에 배치되어 상기 제 1 및 제 2 판의 내측면과 인접하는 이격된 박막의 납작한 제1(180A) 및 제2(180B)기둥부를 포함함으로써, 상기 제1, 제 2 판과 상기 제1, 제 2 기둥부가 폐자속경로를 형성하도록 이루어지는 페라이트 코아 조립체를 포함하며 ; 상기 제 1 스파이럴 권선에 의해 둘러싸인 전체 영역에 해당하는 상기 제 2 자속경로영역과, 상기 제 2 스파이럴 권선에 의해 둘러싸인 전체 영역에 해당하는 상기 제 2 자속경로영역은, 상호 겹치도록 실질적으로 동일공간범위(14)에 걸쳐 있으며 ; 상기 제1, 제 2 코아부 및 상기 제1, 제 2 기둥부가 단일의 얇은 그리고 막힘이 없는(unintterrupted) 갭영역을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 코아부 및 상기 제1, 제 2 권선을 갖는 상기 인쇄회로기판부가 상기 갭영역내에 위치되며 ; 상기 폐자속 경로내의 자속이, 상기 동일 범위의 공간상에 걸쳐 있는 제 1 및 제 2 자속경로영역(14)을 경유하여 상기 갭영역을 가로질러 통과하며, 상기 변압기내의 전력손실이 최소가 되도록 상기 제 1 및 제 2 자속경로영역의 전체에 걸쳐 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 편면형 변압기이다.
언급된 본 발명의 제 1 실시예에서, 평면형 변압기는 전원 접속기내에 캡슐화되는 저잡음, 저간섭배터리 충전기를 형성하도록 다른 하이브리드 집적회로부품과 함께 인쇄회로기판상에 형성된다. 다른 실시예에서, 평면형 변압기는 저잡음, 저간섭신호 결합기를 형성하도록 다른 하이브리드 집적회로 부품과 함께 인쇄회로기판상에 형성된다.
제 2 도를 참조하여, 평면형 변압기(10)는 구멍(14A, 14B)을 갖는 다층 인쇄회로기판(11)을 포함한다. 제 1 스파이럴 권선(12)이 인쇄회로기판(11)의 상측표면상에 식각된다. 바람직하게, 제 2 도에 도시된 권선(12)은 자속경로개구(14A) 주위에 충분한 수의 회전을 제공하도록 인쇄회로기판(1)의 여러층중 다른 표면상에 식각된 여러개의 부가적인 동일 스파이럴 권선과 일렬로 연결된다.
유사하게, 스파이럴 권선(13)이 인쇄회기판(11)의 상측표면상에 금속화패턴을 식각된다. 제 2 도내의 권선(13)은 또한 자속경로(14B)주위에 더 많은 회전을 제공하도록, 그리고, 이에 의해 더 높은 변압기 효율을 이루도록 인쇄회로기판(11)의 여러층중 다른표면상에 식각된 다른 동일 스파이럴 권선과 일렬로 접속된다. 변압기의 2차대 1차 파괴(breakdown)전압을 증가시키는 것이 바람직한 경우, 노출된 스파이럴 권선 부분상에 전기적으로 절연된 피복이 형성될 수 있다는 점을 주목하라. 이와같은 방법으로 수천볼트의 1차대 2차 절연이 이루어질 수 있다.
여러가지 다른 종래 하이브리드 집적회로부품이 인쇄회로기판(11)의 표면에 접착된다.
예로, 부재번호 26A, 26B, 및 26C는 각각 반도체 다이오드, 반도체 다이오드 브리지회로 및 발전기 구동기(또는 제어기)집적회로를 나타낸다. 부재번호 16은 입력 필터캐패시터를, 부재번호 17은 제 8 도에 도시된 바터리 충전회로를 형성하기 위해 인쇄 회로기판(11)의 상측표면상에 접착된 공진 캐패시터를 나타낸다. 전술된 여러 부품중 접착패드 또는 단자는 인쇄회로기판(11)의 표면상에 금속화 패턴으로 제 3 의 25와 같은 납프레임부재 또는 다른 식각된 도체(도시되지 않음)상으로 전선접착된다.
제 2 도를 계속 참조하면, 평면형 변압기(10)는 박막의(0.040 인치) 납작한 판(18A 및 20A) 각각을 포함하는 두개의 반대로 배열된 페라이트 코아절반부(18 및 20)를 포함한다. 박막판(19A 및 20A) 각각은 구멍(145A 및 14B)내로 연장하는 두개의 페라이트“기둥”(21 및 22)을 포함한다. 이후에 설명되는 바와 같이, 두개의 페라이트 코아절반부(18 및 20)는 두개의 기둥(21,22)의 납작한 표면이 서로 이웃하도록 함께 압축된다.
제 1 실시예에서, 박막판(18A 20A)은 가로 0.48인치 세로 0.35인치이다. 판(18A 및 20A) 각각의 두께는 0.040인치이다(기둥(21 및 22)은 포함하지 않음). 각 기둥(21 및 22)의 높이는 0.020인치이다. 기둥(21 및 22)은 직사각형이며, 각 측은 0.115인치이다. 페라이트 코아 절반부(18 및 20)는 일본의 FDK 회사(후지화학회사)에 의해 H63B로 상품화된 MnO＋ZnO＋Fe2O3재료로 형성된다.
직사각형 구멍(14A 및 14B)는 각 측이 0.130인치로, 기둥(21 및 22)에 대해 0.0075 인치의 빈 틈을 갖는다. 제 2 도에 도시된 평면형 변압기의 실시예에서, 권선 12는 10회전을, 권선 13은 60회전을 갖는다.
본 발명에 따라, 권선(12, 13)의 모든 권회(turns)는 박막의 페라이트판(18A 및 20A)사이에 위치되며, 이는 기둥(21 및 22)의 측방 연부를 충분히 넘어서까지 연장된다. 이와 같은 구성은 권선(12, 13)을 통하여 전류에 의해 발생되는 전기신호 및 전기잡음을 제한하는 잇점을 갖는데, 이는 페라이트판(18A 및 18B)이 권선을 전기적으로 차폐시키는 기능을 수행하므로써, 변압기(10)의 권선내 전류에 기인한 전기신호 및 잡음을 방해하는 전자방출을 방지하기 때문이다.
판(18A 및 20A)의 횡단부 영역을 얇고 넓게 만듬으로써, 권선(12)의 필요한 인덕턴스는 800μH로 성취되며, 횡단부 영역은 충분히 크게 되어, 코아재료의 포화상태를 방지하기에 충분하도록, 자속밀도를 낮게 유지한다. 코아의 포화에 기인한 전력손실은 따라서 피해지게 된다.
편면형 변압기(10) 제조에 있어서, 인쇄회로기판(11)은 제 4 도에 도시된 바와 같이 전송주조 플라스틱 패키지의 인접한 납 프레임부재에 전기적으로 접속된다. 캐패시터(16, 17) 및 반도체칩(26A-C)과 같은 부품은 종래의 처리방법을 사용하여 인쇄회로기판에 에폭시-부착되며 오븐에 의해 경화처리된다. 그 후, 종래 하이브리드 집적회로 전선접착기술이 여러 부품의 접착패드 및 인쇄회로기판(11)표면상의 납 프레임과 도체 패턴의 접차패드 사이사이에 필요한 전선접착을 이루기 위해 사용된다. 그후, 두개의 페리이트 코아 절반부(18 및 20)가 인쇄회로기판(11)상의 구멍(14A 및 14B)를 통해 함께 결합된다.
가요성 상승 고온 경화 실리콘 접착제 또는 가요성(낮은 듀로미터(durometer)강도)에폭시(31)(제 2 도 및 제 3 도)가 인쇄회로기판(11)의 상, 하측표면에 각각 페라이트(18 및 20)의 내부표면을 부착시키는데 이용된다(도우 코닝 SYLGARD 170 실리콘 접착제가 개발단계에서 프로토타이프로 이용된다. 실리콘 접착제 또는 가요성 에폭시는 페라이트 재료의 코아 절반부(18,20)보다 낮은 온도팽창계수를 갖는다. 접착제는 평면형 변압기(10)의 최대 예상 동작온도보다 더 높은 온도, 그러 페라이트 코아 재료의 퀴리온도보다 낮은 온도에서 오븐 경화된다. 평면형 변압기 온도가 실온으로 떨어질 때, 두개의 코아 절분부(18 및 20)는 냉각된 접착제내의 장력에 의해 함께 힘을 받게 되어 인쇄회로기판의 구멍(14A)내로 연장되는 기둥(21)의 납작한 표면은 단단하게 이웃하게 되며, 또한 기둥(22)의 납작한 표면이 함께 인쇄회로기판(11)내의 구멍(14B)내에 존재하게 된다.
제 3 도에서, 화살표 36은 조립체가 대기온도로 냉각된 후 어떻게 코아절반부(18 및 20)가 가용성 에폭시 또는 실리콘 접착제(31)에 의해 함께 힘을 받게 되는가를 보여준다. 부재번호 25는 여러가지 납 프레임 부재를 나타낸다.
제 3 도에서, 부재번호 35는 제 4 도에서 최종형태로 도시된 전송주조 플라스틱 DIP 패키지의 부분 횡단부를 나타낸다. 가용성 에폭시 재료(30)가 패키지(35)의 플라스틱 몸체(60)내의 개구(50,51)내로 뒤에서 채워지기 전에, 코아부(18,20)의 외부표면이 노출된다. 유연한 에폭시재료(30)가 구멍(50,51)내로 채워진다. 실리콘 또는 에폭시(31)의 유연성과 결합하여, 이와 같은 구성은 페라이트 코아 절반부(18 및 20)가 자기스트릭션(stiction)에 기인하여 약간 이동하는 것을 허용한다. 따라서, 코아 에너지 손실이 감소된다. 페라이트 코아 절반부(18 및 20)는 이들이 자기스트릭션에 기인하여 약간 이동하는 것이 좀 더 자유롭도록 전송주조에 앞서 낮은 모듈러스(modulus)재료로 피복될 수 있다.
박막의 판(18 및 20)과 각각 페라이트 기둥(21 및 22)을 갖는 상술된 구성의 페라이트 코아 절반부는 평면형 변압기의 전체 두께를 감소시키며, 종래의 하이브리드 집적회로 변압기에 비해 특정 인덕턴스를 성취하도록 제공될 수 있는 권선(12 및 13)의 권수를 증가시킨다.
제 5 도는 본 발명의 제 5 실시예에 대한 일부 분해 사시도로서, 여기에서, 인쇄회로기판(11)은 설(舌)형 부분(11A)을 갖는데, 이 위에 권선(12 및 13)이 공통자속경로영역(14)주위에 동심으로 즉, 동일범위의 공간상에 걸쳐 있도록 형성된다. 여러 도면내의 동일하거나 유사한 부품을 나타내는데 동일한 참조번호가 사용된다는 점에 주목하라. 본 발명의 상기 실시예는, 양쪽 끝에 하나씩 두개의 기둥부(180A 및 180B)를 갖는 상측부(180) 및 하측부(200)로 이루어지는 다소 다른 페라이트 코아 구성을 포함한다. 두개의 기둥부(180A 및 180B) 각각은 상, 하 코아 절반부 180 및 200과 동일한 폭크기(39)를 가질 수 있다. 하측 페라이트 코아 절반부(200)는 단순히, 박막의 납작한 판이다. 기둥부(180A 및 180B)는 페라이트 코아 절반부(180)의 상측부를 형성하는 박막의 페라이트 판과 함께 필수적이다. 따라서, 코아 절반부(180 및 200)가늘고 긴, 사각형의 구멍(44)과 같은 갭영역을 형성하는데, 이의 높이는 화살표(32)로 지시된 바와 같으며, 0.025인치이다. 구멍(44)의 폭(33)은 0.73인치이다. 그러므로, 형성된 페라이트 코아의 전체 두께는 0.305인치이며, 이의 길이는 1.0인치이며, 폭은 0.63인치로 이들은 각각 치수선 38,37 및 39로 나타난다. 인쇄회로기판(11)의 설형부(11A) 및 상기 설형부상에 인쇄된 스파이럴 권선 모두는 사각형구멍(44)내로 연장된다. 페라이트 코어(180 및 200)의 폭(39)은, 동심권선(12 및 13)전체와 완전히 마주 대하도록 되거나 또는 그것들을 한정하게 된다. 상기 페라이트 코아(180 및 200)는, 구멍(44)을 갖는 단일 블럭의 페리이트 재료로 형성될 수 있었다. 제 5 도의 평면형 변압기의 큰쪽 코아의 크기는, 제 2 도의 그것과 비교하여 볼 때, 더 많은 출력전력을 발생하도록 선정되었다.
제 6 도는 제 5 도에 도시된 실시예의 더욱 상세한 저면도이며, 제6A도 그 평면도이다. 부재번호 46은 인쇄회로기판(11)의 여러 표면상의 도체를 접속시키는 다수의 인쇄회로기판 공급단자(feedthroughs)를 지기한다. 부재번호 12는 제 6 도 제6A도내의 1차권선중에서 서로 다른, 직렬 연결된 부분들을 나타낸다. 부재번호 13A는 인쇄회로기판내의 다른 부품들을 구동시키는데 사용되는 2차권선을 지시한다(제 8 도의 2차권선(13)은 제6A도에서는 노출되어 있지 않는데 이는 상기 2차권선이 다층인쇄회로기판(11)의 내부층이기 때문이다).
제 5 도, 제 6 도 및 제6A도에 보여진 구성은 페라이트 코아(180 및 200)내에서 0.025인치의 갭(32)을 갖는 것으로 생각될 수 있다. 갭 32는 중앙기둥의 길이가 제로가되는“극단적인 경우(limiting case)”에서,“E”형 페라이트 코아 절반부의 중앙기둥간의 갭으로도 간주되어질 수 있다. 제5A도는 종래의 변압기 코아내에서 갭(32)이 존재하는 위치를 나타내는 바, 거기에서 권선들(도시되지 않음)은 중앙기둥(48)의 주위를 지나게 되어 있다. 제 5 도의 실시예에서, 기둥구성은“무한히 얕은”형태로 하며, 결국, 기둥(48)의 길이는 제로이다. 자속은 1차 및 2차권선의 중앙자속 경로영역(14)내의 갭(32)을 통과하여, 그들 사이에 상호 유도성 결합을 야기시킨다. 전력손실은 권선에 의해 둘러싸인 자속경로의 횡단면적에 반비례하기 때문에, 제 5 도의 설계는 제 2 도에 도시된 구성에 비해 전력손실이 감소되는데, 그 이유는 제 2 도의 실시예에서는 여러 권선의 권회(卷回)에 의해 둘러싸는 영역 및 기둥(21 및 22)의 측면간에 사실상의 공차 또는 틈이 존재하기 때문이다. 어떠한 자속도 상기 틈영역을 통과하지는 못하며, 따라서, 자속횡단면적이 감소하게 된다.
제 6 도는 제 5 도의 조립된 구성의 배치에 대한 컴퓨터 작업 상에 저면도로서, 페라이트 코아를 나타내는 점선과, 페라이트 코아상에 장착된 인쇄회로기판 및 부품을 나타내는 실선으로 표시된다. 제6A도는 제 5 도의 조립된 구성의 배치에 대한 유사한 평면도로서, 페라이트 코아를 나타내는 점선과 페라이트 코아상에 장착된 인쇄회로기판 및 부품을 나타내는 실선으로 표시된다. 제 6 도 및 제6A도에서, 부재번호 16, 17은 제 8 도에 회로에 도시된 입력 필터 캐패시터(16)와 공진 캐패시터(17)에 대응되며, 캐피시터(19)는 제 8 도에 도시된 출력 필터 캐피시터이다.
제 7 도를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예(54)가 도시되는데, 여기에서, 전송 주조플라스틱 DIP 패키지는 회로기판 구성의 남은 부분이 싸여진 후 페라이트 코아 절반부(55 및 56)의 조립체를 허용하기 위해, 반대 주표면내에 공동(61 및 62)를 갖는다. 그 후, 상측 페라이트 코아 절반부(55)는 인쇄회로기판(11)내에 개구(14A 및 14B)를 통과하는 기둥(55A, 및 55B)과 함께 상측구멍(61)내로 삽입된다. 제 3 을 참조하여 상술된 바와 같이, 가요성 에폭시 또는 실리콘 접착제(31)과, 상, 하측 코아 절반부(55 및 56)의 내부표면을 인쇄회로기판(11)의 상, 하측표면에 각각 부착시키는데 이용된다. 상기 접착제를 충분히 고온으로 오븐경화시키므로써, 조립체가 실온으로 냉각될 때 페라이트 코아 절반부(55 및 56)의 박막의 납작한 판부는 반드시 함께 추출되며, 따라서, 기둥(55B, 56B)의 면이 함께 추출된다(이는 코아구성에 무시할 수 있는 갭을 야기시킨다). 그후, 적절한 표시된 라벨(58 및 59)이 DIP 패키지의 상, 하측표면에 강력히 부착되어 상, 하측 페라이트 코아 절반부(55, 56)의 외부표면을 덮게 된다. 이와같은 구성은 자기스트릭션에 기인한 코아운동을 제한하는 결과를 초래할 코아 손실을 피하 해준다.
제 8 도는 제 5 도, 제 6 도 및 제6A도를 참조하여 언급된 것이 현재 가장 효율적인 것으로 간주되지만, 상술된 임의의 평면형 변압기를 사용하여 구성될 수 있는 전형적인 배터리 충전기(AC-DC 변환기)의 개요도를 나타낸다. 부재번호 16,17 및 19는 앞에서 언급된 것과 동일한 캐패시터를 지시한다. 이 회로는 필요한 부품의 수를 감소시키는 잇점을 가지며, MOSFET 스위치(42)내 전력손실을 최소화시킨다. 상기 배터리 충전기회로의 구성에 대한 더욱 완전한 설명은 섬머빌에 의해 1991년 11월 30일에 출원된 현재 계류중인 제621,014호의 제목“소형”저잡음 저출력 이중 배터리 충전회로”에 상세히 설명되어 있다. 이 회로는 공진회로를 형성하기 위해 MOSFET 스위치(42)와 캐패시터(17)의 캐패시턴스와 변압기 1차권선의 인덕턴스를 사용한다. MOSFET 스위치의 오프시간은 공진주파수 크기의 1/2과 동일하다. 동작주파수는 500 내지 1,000KHz 사이에 있다.
제8A도는 여기에 언급된 본 발명의 평면형 변압기 실시예중 임의의 것을 사용하여 구성될 수 있는 전형적인 신호 결합기 회로이다. 제8A도내의 회로(90 및 91)는 1이득 버퍼 또는 디지탈 또는 아날로그 신호처리회로 및 권선구동기일 수 있다.
제 9 도는 제 8 도의 배터리 충전기 회로가 싸일 수 있는 수(male) 전기전력접속기(65)의 부분 투시도이다. 두개의 도전 프롱(prong)(66)은 접속기몸체(67)의 납작한 말단부로부터 연장된다. 가요성 출력 DC 전원코드(68)는 접속기(65)의 반대 기부(pro-ximal)측으로부터 연장된다. 요면의 둥글고, 우둘투둘한 오목부(69)는 접속기(65)의 제 1 주표면상에 제공되며, 더 많은 가늘고 긴 우둘투둘한 오목부(70)는 반대면상에 제공된다. 사용자의 엄지손가락은 쉽게 흠(69)에 맞춰지게 되며, 전기프롱의 암소켓 내로의 삽입을 효과적으로 하기 위하여 오목부(69)의 경사면(69A)을 누르게 된다. 오목부(69)의 표면(69B)과 오목부(70)의 표면(70A)은 사용자가 전원출구로부터 접속기(65)를 쉽게 뺄 수 있도록 한다.
제10도는 접속기(65)의 단면도를 도시하는데, 하우징(67)이 대단히 우묵하다는 것을 알 수 있다. 하우징(67)은 하측부(67A)와 상측부(67B)를 포함한다. 리브(Rib)(73,74,77 및 78)는 여러개의 공동을 규정한다. 인쇄회로기판(11)은 리브(73,74,77 및 78)의 단부에 의해 보유된다. 페라이트 코아부(200)의 하측부(제5도, 제6도 및 제6A도에 도시됨)는 리브(74 및 78)사이의 오목부내로 연장한다. 상측 페라이트 코아부(180) 리브(73 및 77)사이의 공동내로 연장한다. 공기주머니(71)는 탄력성 수평리브(72)상에 위치하는데, 상기 탄력성 수평리브는 페라이트 코아 절반부(180)의 상측표면위에서 아래로 눌러지며, 이는 상기 페라이트 코아 절반부(180)를 페라이트 코아 절반부(200)에 대해 하향하게 하고, 따라서, 페라이트 코아(180 및 200)를 통한 효율적인 자속경로가 발생하도록 한다. 리브(77) 및 하우징부(67B)의 우측단부는 TO220 패키지(80)가 장착되는 공동(79)을 형성한다. 패키지(80)는 제 8 도의 MOSFET 스위치(42)를 포함하는데, 이는 국제 정류기회사로부터 얻을 수 있는 IRF 22BG 고전압 MOSFET일 수 있다. DC출력전원코드(68)는 종래의 변형 제거 밧줄고리를 통해 PC기판(11)으로 연장된다. 프롱(66) 각각은 이를 보유하기 위한 부분(67B)내의 홈에 확대된 헤드(76)를 갖는다. 핀(도시되지 않음)은 인쇄회로기판(11)과 접촉하여 확대된 헤드(76)를 보유한다.

Claims (1)

  1. 하이브리드 집적회로 평면형 변압기에 있어서, a. 평행한 제 1 및 제 2 표면을 갖는 인쇄회로기판(11) ; b. 상기 인쇄회로기판의 제 1 자속경로영역(14)을 둘러싸는 상기 제 1 및 제 2 표면중의 일측면상에 위치하는 제 1 스파이럴 권선(12)과, 상기 인쇄회로기판의 제 2 자속경로영역(14)을 둘러싸는 상기 제 1 및 제 2 표면중의 일측면상에 위치하는 제 2 스파이럴 권선(13) ; 그리고 c. i. 박막의 납작한 제 1 판을 포함하는 제 1 코아부(180)와, ii. 박막의 납작한 제 2 판을 포함하는 제 2 코아부(200)와, iii. 상기 인쇄회로기판의 반대쪽 면상에 각각 배치된 상기 제 1 및 제 2 판의 사이에 배치되어 상기 제 1 및 제 2 판의 내측면과 인접하는 이격된 박막의 납작한 제1(180A) 및 제2(180B) 기둥부를 포함함으로써, 상기 제1, 제 2 한과 상기 제1, 제 2 기둥부가 폐자속경로를 형성하도록 이루어지는 페라이트 코아 조립체를 포함하며 ; 상기 제 1 스파이럴 권선에 의해 둘러싸인 전체 영역에 해당하는 상기 제 1 자속경로 영역과, 상기 제 2 스파이럴 권선에 의해 둘러싸인 전체 영역에 해당하는 상기 제 2 자속경로영역은, 상호 겹치도록 실질적으로 동일공간범위(14)에 걸쳐 있으며 ; 상기 제1, 제 2 코아부 및 상기 제1, 제 2 기둥부가 단일의 얇은 그리고 막힘이 없는 (uninterrupted)갭영역을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 권선을 갖는 상기 인쇄회로기판부가 상기 갭영역내에 위치되며 ; 상기 폐자속경로내의 자속이, 상기 동일범위의 공간상에 걸쳐 있는 제 1 및 제 2 자속경로영역(14)을 경유하여 상기 갭영역을 가로질러 통과하며, 상기 변압기내의 전력손실이 최소가 되도록 상기 제 1 및 제 2 자속경로영역의 전체에 걸쳐 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 평면형 변압기.
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