WO2026004342A1 - 高電圧トランス - Google Patents

高電圧トランス

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WO2026004342A1
WO2026004342A1 PCT/JP2025/016363 JP2025016363W WO2026004342A1 WO 2026004342 A1 WO2026004342 A1 WO 2026004342A1 JP 2025016363 W JP2025016363 W JP 2025016363W WO 2026004342 A1 WO2026004342 A1 WO 2026004342A1
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WO
WIPO (PCT)
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core
wiring board
opening
wiring
isolation transformer
Prior art date
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Application number
PCT/JP2025/016363
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English (en)
French (fr)
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利之 柿原
雄治 笠松
翔馬 田中
洋平 成田
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/16—Cascade transformers, e.g. for use with extra high tension
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details

Definitions

  • This disclosure relates to high-voltage transformers.
  • High-voltage power supplies that generate high voltages of several hundred kilovolts use high-voltage transformers to transmit signals from the low-voltage side to the high-voltage side (see, for example, Patent Document 1). Because a large potential difference occurs between the primary and secondary sides of a high-voltage transformer, the high-voltage transformer must have sufficient dielectric strength.
  • the technology described in Patent Document 1 distributes the voltage applied to each transformer by connecting multiple small transformers in series (cascade connection).
  • High-voltage transformers are sometimes required to be compact in addition to having sufficient dielectric strength.
  • To ensure sufficient dielectric strength in a high-voltage transformer for example, it is possible to isolate the primary or secondary winding from the core, but this increases the diameter of the winding and the overall dimensions of the high-voltage transformer.
  • the impact of increasing the size of each high-voltage transformer becomes even more pronounced.
  • the objective of this disclosure is to provide a high-voltage transformer that is both compact and has high dielectric strength.
  • a high-voltage transformer comprising: a first isolation transformer including a first primary winding, a first secondary winding, and a first core; and a second isolation transformer including a second primary winding, a second secondary winding, and a second core; the first isolation transformer and the second isolation transformer have a common wiring board including a coil formed by a wiring pattern; the wiring board has an opening for inserting a portion of the first core and a portion of the second core; the edges of the opening are spaced apart from the portion of the first core and the portion of the second core; and the coil is wound around the portion of the first core and the portion of the second core, thereby constituting the first secondary winding and the second primary winding that are electrically connected to each other.”
  • the first secondary winding and the second primary winding are electrically connected to each other, and therefore the first isolation transformer and the second isolation transformer are connected in tandem.
  • the coil included in the wiring board has a portion that constitutes the first secondary winding and a portion that constitutes the second primary winding, and the edges of the opening in the wiring board through which the first core and the second core are inserted are separated from the first core and the second core.
  • the high-voltage transformer described above can achieve both a small size and a high dielectric strength voltage.
  • a high-voltage transformer according to one aspect of the present disclosure may be [2] "the high-voltage transformer described in [1], wherein the wiring board has a plurality of wiring layers each having the wiring pattern surrounding the portion of the first core and the portion of the second core, a resin layer provided between each of the plurality of wiring layers, and an interlayer connector connecting the wiring patterns of adjacent wiring layers among the plurality of wiring layers.”
  • the wiring board including the coil can be easily formed using multilayer printed circuit board technology.
  • a high-voltage transformer according to one aspect of the present disclosure may be [3] "the high-voltage transformer described in [1] or [2], in which, when viewed in the thickness direction of the wiring board, at least a portion of the edge of the opening in the wiring board has an arc-shaped shape.”
  • the high-voltage transformer described in [1] or [2] in which, when viewed in the thickness direction of the wiring board, at least a portion of the edge of the opening in the wiring board has an arc-shaped shape.
  • a high-voltage transformer according to one aspect of the present disclosure may be [4] "a high-voltage transformer according to any one of [1] to [3], wherein the opening of the wiring board includes a first opening and a second opening, the coil includes a portion wound along the edge of the first opening and a portion wound along the edge of the second opening, the portion of the first core passing through the first opening, and the portion of the second core passing through the second opening.”
  • the portion wound along the edge of the first opening functions as a first secondary winding
  • the portion wound along the edge of the second opening functions as a second primary winding.
  • the second primary winding and the first secondary winding can be arranged separately, allowing the primary winding and secondary winding to be configured efficiently. For example, energy can be transmitted from the first secondary winding to the second primary winding more efficiently than when the coils are wound collectively along the edges of the first opening and the second opening.
  • a high-voltage transformer according to one aspect of the present disclosure may be [5] "a high-voltage transformer according to any one of [1] to [4], wherein the opening includes a first opening, the portion of the first core and the portion of the second core are inserted through the first opening, and the wiring board is not present between the first core and the second core.”
  • the absence of a wiring board between the first core and the second core allows the distance between the first core and the second core to be shortened, thereby achieving miniaturization, while ensuring dielectric strength.
  • a high-voltage transformer may be [6] "the high-voltage transformer described in any one of [1] to [5], wherein each of the first core and the second core includes a pair of legs extending in one direction, a first pillar portion connecting the pair of legs at one end of the pair of legs, and a second pillar portion connecting the pair of legs at the other end of the pair of legs, and the portion of the first core is included in one of the pair of legs of the first core, and the portion of the second core is included in one of the pair of legs of the second core.”
  • a core including a pair of legs extending in one direction it is easier to maintain a uniform gap between the core and the wiring board compared to, for example, using a circular core, which makes it possible to suppress uneven distribution of electric field strength and further increase the dielectric strength.
  • a high-voltage transformer according to one aspect of the present disclosure may be [7] "the high-voltage transformer according to any one of [1] to [6], further including: a first opposing electrode in contact with the first core and disposed opposite the wiring board; and a second opposing electrode in contact with the second core and disposed opposite the wiring board.”
  • the potential of the first opposing electrode is the same as the potential of the first core (typically the potential of the first primary winding)
  • the potential of the second opposing electrode is the same as the potential of the second core (typically the potential of the second secondary winding).
  • Floating capacitances exist between the second opposing electrode and the wiring board, and between the first opposing electrode and the wiring board.
  • the potential difference between the second secondary winding and the wiring board and the potential difference between the first primary winding and the wiring board can be stably maintained, further increasing the dielectric strength.
  • a high-voltage transformer may be [8] "the high-voltage transformer described in [7], wherein each of the first opposing electrode and the second opposing electrode has an opposing portion opposing the wiring board and a contact portion connected to the opposing portion and in contact with the first core and the second core, respectively; at least a portion of the outer edge of the wiring board has an arc-shaped shape; and when viewed in the thickness direction of the wiring board, the opposing portion has a circular shape that includes an outer edge that follows the arc described by the outer edge of the wiring board.” In this case, the circular shape of the opposing portion can prevent electric field concentration at the outer edge of the opposing portion, thereby further increasing the dielectric strength voltage.
  • a high-voltage transformer according to one aspect of the present disclosure may be [9] "the high-voltage transformer described in [8], in which the facing portion includes a through-hole that overlaps with the opening when viewed in the thickness direction of the wiring board.”
  • the facing portion includes a through-hole that overlaps with the opening when viewed in the thickness direction of the wiring board.
  • the facing portion includes a through-hole that overlaps with the opening when viewed in the thickness direction of the wiring board.
  • a high-voltage transformer may be [10] "the high-voltage transformer described in [7], wherein each of the first opposing electrode and the second opposing electrode has an opposing portion opposing the wiring board and a contact portion connected to the opposing portion and in contact with the first core and the second core, respectively; at least a portion of the outer edge of the wiring board has an arc-shaped configuration; and the opposing portion, when viewed in the thickness direction of the wiring board, has an arc-shaped configuration that includes an outer edge that follows the arc of the outer edge of the wiring board.”
  • the opposing portion when viewed in the thickness direction of the wiring board, has an arc-shaped configuration that includes an outer edge that follows the arc of the outer edge of the wiring board, it is easier to adjust the distance between the first opposing electrode and the second opposing electrode than, for example, when the opposing portion is circular. This makes it possible to achieve a high-voltage transformer with a high breakdown voltage and a small size by, for example,
  • a high-voltage transformer according to one aspect of the present disclosure may be [11] "a high-voltage transformer according to any one of [1] to [10], wherein, in a cross section of the wiring board, the corners of the wiring board are rounded.” In this case, by rounding the corners of the wiring board, it is possible to prevent the electric field from concentrating at the corners. This can further increase the dielectric strength voltage.
  • a high-voltage transformer may be [12] "a high-voltage transformer according to any one of [1] to [11], further comprising a third isolation transformer including a third primary winding, a third secondary winding, and a third core, wherein the second isolation transformer and the third isolation transformer have a common second wiring board including a second coil formed by a wiring pattern, the second wiring board has a second opening for inserting another part of the second core and a part of the third core, the edge of the second opening is spaced apart from the other part of the second core and the part of the third core, and the second coil is wound around the other part of the second core and the part of the third core, thereby constituting the second secondary winding and the third primary winding electrically connected to each other.”
  • the first isolation transformer and the second isolation transformer are connected in tandem, and the second secondary winding and the third primary winding are electrically connected to each other.
  • the second isolation transformer and the third isolation transformer are connected in series via the coil on the wiring board. This further reduces the potential difference between the primary and secondary sides of each isolation transformer.
  • the coil included in the wiring board has a portion that constitutes the second secondary winding and a portion that constitutes the third primary winding, and the edges of the opening in the wiring board through which the second core and the third core are inserted are separated from the second core and the third core. This reduces the likelihood of discharge compared to, for example, when the second secondary winding and the third primary winding are formed by winding independent conductors. Furthermore, because the second secondary winding and the third primary winding are formed by coils included in a common wiring board, miniaturization is possible.
  • This disclosure makes it possible to provide a high-voltage transformer that is both compact and has high dielectric strength.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a high-voltage power supply including a high-voltage transformer according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view of the high-voltage transformer shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • 3A to 3C are diagrams for explaining the shapes of the layers of the coils in the wiring board shown in FIG. 2 .
  • 4A to 4C are diagrams for explaining two forms of the wiring layer shown in FIG. 3.
  • 3 is a view of the first counter electrode shown in FIG. 2 as viewed from the side facing the wiring substrate.
  • FIG. 3 is a view of the second counter electrode shown in FIG. 2 as viewed from the side facing the wiring substrate.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a high-voltage power supply including a high-voltage transformer according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view of the high-voltage transformer shown in FIG. 1
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a high-voltage transformer according to a first modified example.
  • 10A and 10B are diagrams illustrating high-voltage transformers according to second and third modified examples.
  • 12 is an equivalent circuit of the high-voltage transformer shown in FIG. 11.
  • 10A and 10B are diagrams showing opposing portions according to fourth and fifth modified examples.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a high-voltage transformer according to a comparative example.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a high-voltage transformer according to a first modified example.
  • FIG. 10 is a diagram showing the results of a second experiment.
  • 1 is a cross-sectional view of a wiring board of a high-voltage transformer according to an embodiment, taken along a YZ plane including the center of the wiring board.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a high-voltage power supply 1 including a high-voltage transformer according to one embodiment of the present disclosure.
  • the high-voltage power supply 1 is applicable to devices that use an input voltage of several hundred volts, such as X-ray tubes and electron beam irradiation devices. In this embodiment, the high-voltage power supply 1 is described as being applied to an X-ray tube.
  • the high-voltage power supply 1 includes an AC input section 2, a first inverter 3, an output transformer 4, a Cockcroft-Walton circuit 5, a detection circuit 6, a second inverter 7, a high-voltage transformer 8, and a rectifier circuit 9.
  • the load RL is assumed to be an X-ray tube.
  • the AC input unit 2 is a functional unit that converts the AC voltage generated by the AC power supply AP into a DC voltage.
  • the AC input unit 2 is, for example, a switching AC/DC converter.
  • the first inverter 3, output transformer 4, Cockcroft-Walton circuit 5, and detection circuit 6 constitute a circuit for generating a voltage to be supplied to the cathode electrode of the X-ray tube (load RL).
  • the first inverter 3 is a functional unit that converts the DC voltage generated by the AC input unit 2 into an AC voltage.
  • the first inverter 3 is a bridge circuit composed of multiple transistors, such as a half-bridge circuit in which the source terminal of a high-side FET and the drain terminal of a low-side FET are connected to each other.
  • the output transformer 4 is a functional unit that boosts the AC voltage generated by the first inverter 3 in accordance with the turn ratio of the primary and secondary windings.
  • the Cockcroft-Walton circuit 5 is a functional unit that generates a DC voltage by boosting and rectifying the AC voltage output from the output transformer 4.
  • the Cockcroft-Walton circuit 5 boosts and rectifies the AC voltage output from the output transformer 4 to several hundred kilovolts and supplies it to the load RL.
  • the detection circuit 6 is a functional unit that detects the DC voltage generated by the Cockcroft-Walton circuit 5.
  • the detection circuit 6 is, for example, a circuit in which multiple high-voltage resistors are connected in series, and divides the DC voltage generated by the Cockcroft-Walton circuit 5 before feeding it back to the first inverter 3.
  • the second inverter 7, high-voltage transformer 8, and rectifier circuit 9 form a circuit for generating a current to be supplied to the cathode electrode of the X-ray tube (load RL).
  • the second inverter 7 is a functional unit that converts the DC voltage generated by the AC input unit 2 into an AC voltage.
  • the second inverter 7 is a bridge circuit made up of multiple transistors. The second inverter 7 drives the transistors at a drive frequency different from that of the first inverter 3, for example.
  • the high-voltage transformer 8 is a functional unit that transmits the AC voltage generated in the second inverter 7 to the load RL.
  • the high-voltage transformer 8 does not boost the AC voltage according to the turns ratio, but functions as a power transmission transformer such as a pulse transformer.
  • the high-voltage transformer 8 includes a first isolation transformer 81 and a second isolation transformer 82.
  • the first isolation transformer 81 and the second isolation transformer 82 are connected in series. Specifically, the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 is connected to the primary winding 82a of the second isolation transformer 82.
  • the primary winding 81a of the first isolation transformer 81 is connected to the output terminal of the second inverter 7.
  • the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 is connected to the rectifier circuit 9.
  • the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 is connected to the output of the Cockcroft-Walton circuit 5. As a result, a high voltage of several hundred kilovolts is applied to the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82.
  • the rectifier circuit 9 is a functional unit that converts AC voltage into DC voltage and supplies the DC voltage to the filament of the X-ray tube (load RL).
  • the rectifier circuit 9 includes a rectifier diode unit 9A and a smoothing capacitor 9B.
  • the rectifier diode unit 9A is composed of, for example, four bridge-connected diodes.
  • the AC voltage supplied from the high-voltage transformer 8 is rectified by the rectifier diode unit 9A and smoothed by the smoothing capacitor 9B, thereby being converted into DC voltage.
  • FIG. 2 is a perspective view of the high-voltage transformer 8.
  • the high-voltage transformer 8 has a wiring board 83, a first core 84, a second core 85, a first opposing electrode 86, and a second opposing electrode 87.
  • the thickness direction of the wiring board 83 is defined as the Z-axis direction
  • the direction perpendicular to the Z-axis direction is defined as the Y-axis direction
  • the direction perpendicular to the Z-axis and Y-axis directions is defined as the X-axis direction.
  • the wiring board 83 has a main body portion 831, a first fixing portion 832, and a second fixing portion 833.
  • the main body portion 831 When viewed from the Z-axis direction, the main body portion 831 has an elliptical shape with its major axis extending in the Y-axis direction and its minor axis extending in the X-axis direction.
  • the main body portion 831 includes openings (a first opening 83a and a second opening 83b). In this embodiment, the openings are composed of the first opening 83a and the second opening 83b.
  • the first opening 83a and the second opening 83b are symmetrical to each other with respect to a line A1 that passes through the center 83c of the main body portion 831 and is parallel to the X-axis direction.
  • the first opening 83a and the second opening 83b penetrate the wiring board 83 in the Z-axis direction.
  • the first opening 83a and the second opening 83b have a perfect circular shape. In other words, at least a portion of the edges of the first opening 83a and the second opening 83b are arc-shaped when viewed in the Z-axis direction.
  • the diameter of the first opening 83a is equal to the diameter of the second opening 83b.
  • the wiring substrate 83 has a front surface 83e and a back surface 83f opposite the front surface 83e.
  • the first fixing portion 832 protrudes from the main body portion 831 in the X-axis direction at the edge of the main body portion 831 on the side of the first opening 83a.
  • the second fixing portion 833 protrudes from the main body portion 831 in the X-axis direction at the edge of the main body portion 831 on the side of the second opening 83b, on the opposite side to the first fixing portion 832.
  • the wiring board 83 further includes a wiring pattern.
  • the wiring pattern is layered from the surface 83e through the interior of the wiring board 83 to near the back surface 83f.
  • the wiring pattern forms a coil 834.
  • the wiring board 83 further has a coil 834 made of a wiring pattern.
  • the top layer of the coil 834 is formed on the surface 83e, from the first fixed portion 832 to the second fixed portion 833, along the outer edge of the main body portion 831.
  • the top layer of the coil 834 is formed in an arc between the outer edge of the main body portion 831 and the edge of the first opening 83a.
  • a portion of the coil 834 made of a wiring pattern forms the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81, and another portion of the coil 834 made of a wiring pattern forms the primary winding 82a of the second isolation transformer 82.
  • the first isolation transformer 81 and the second isolation transformer 82 have a common wiring board 83 that includes a coil 834 formed by a wiring pattern.
  • the top layer of coil 834 is formed exposed on surface 83e.
  • heat dissipation can be improved.
  • the surface of the top layer of coil 834 may be covered with, for example, a film-like resin.
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in Figure 2.
  • Figure 4 is a diagram illustrating the shape of each layer of the coil 834 in the wiring board 83.
  • the wiring board 83 further includes a plurality of wiring layers 836, resin layers 835 provided between each of the plurality of wiring layers 836, and interlayer connections (first interlayer connections 837 and second interlayer connections 838) that connect the wiring patterns of adjacent wiring layers among the plurality of wiring layers 836.
  • the coil 834 is formed by winding the plurality of wiring layers 836 along the Z-axis direction. As shown in Figure 3, in the cross-section of the wiring board 83, corners E1 of the wiring board 83 are rounded.
  • the interlayer connection portion includes a first interlayer connection portion 837 and a second interlayer connection portion 838.
  • the first interlayer connection portion 837 is provided along the X-axis direction between the first opening 83a and the first fixing portion 832.
  • the second interlayer connection portion 838 is provided along the X-axis direction between the second opening 83b and the second fixing portion 833.
  • the first interlayer connection portion 837 and the second interlayer connection portion 838 include a plurality of vias aligned along the Y-axis direction.
  • the wiring layer 836 is wound on the surface 83e from one of the plurality of vias in the first interlayer connection portion 837 to one of the plurality of vias in the second interlayer connection portion 838.
  • FIG. 8 shows the winding of the wiring layer 836 (first wiring layer 836) wound on the surface 83e and the adjacent wiring layer 836 (second wiring layer 836).
  • the wiring layer 836 includes a portion wound along the edge of the first opening 83a and a portion wound along the edge of the second opening 83b. First, the portion wound along the edge of the second opening 83b will be described.
  • the second wiring layer 836 is connected to the first wiring layer 836 at one of the multiple vias in the second interlayer connection portion 838.
  • the second wiring layer 836 is wound along the edge of the second opening 83b toward one of the multiple vias in the second interlayer connection portion 838.
  • FIGS. 4(a) to 4(c) shows how the second wiring layer 836 and the adjacent wiring layer 836 (third wiring layer 836) are wound.
  • the third wiring layer 836 is connected to the second wiring layer 836 through one of the multiple vias in the second interlayer connection portion 838.
  • the wiring layer on the front surface 83e side in the Z-axis direction is the upper layer and the wiring layer on the back surface 83f side is the lower layer, the upper layer and the next lower layer are connected through the multiple vias in the second interlayer connection portion 838.
  • a similar winding structure is repeated for the fourth layer and beyond.
  • the wiring layer 836 in the next upper layer from the bottom layer is connected to the wiring layer 836 in the bottom layer at one of the multiple vias in the first interlayer connection portion 837.
  • the wiring layer 836 in the next upper layer from the bottom layer is wound along the edge of the first opening 83a toward one of the multiple vias in the first interlayer connection portion 837.
  • the wiring layer 836 is wound along the edge of the first opening 83a toward the upper layer.
  • resin layers 835 are provided between adjacent wiring layers 836. Inside the wiring board 83, wiring layers 836 and resin layers 835 are formed so as to be alternately stacked along the Z-axis direction.
  • the resin layers 835 are, for example, epoxy resin.
  • Epoxy resin has electrical insulating properties and therefore functions as an insulating layer between each layer of the wiring layers 836. Glass cloth may be used instead of epoxy resin, or a combination of epoxy resin and glass cloth may be used.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating two forms of wiring layers.
  • (a) of Figure 5 shows the cross-sectional shape of multiple wiring layers 836 according to the embodiment.
  • Each wiring layer 836 is composed of a single wire.
  • Each wiring layer 836 is composed of a wire having an elongated cross section with its longitudinal direction along the surface 83e wound around the Z-axis direction.
  • (b) of Figure 5 shows the cross-sectional shape of multiple wiring layers 836A according to another example.
  • Each wiring layer 836A is composed of multiple wires divided along the surface 83e wound around the Z-axis direction. The multiple wires that make up each wiring layer 836A have a smaller cross-sectional area than the wires of the wiring layer 836.
  • the first core 84 and the second core 85 have a closed loop shape.
  • the first core 84 and the second core 85 are UU-shaped ferrite cores.
  • the first core 84 includes a pair of legs 84d, 84c extending in the Z-axis direction, a first pillar 84a connecting the legs 84d and 84c to each other at one end of the legs 84d and 84c, and a second pillar 84b connecting the legs 84d and 84c to each other at the other end of the legs 84d and 84c.
  • the first pillar 84a and the second pillar 84b have an elongated shape with the Y-axis direction as the longitudinal direction.
  • the second core 85 includes a pair of legs 85d, 85c extending in the Z-axis direction, a first pillar 85a connecting legs 85d and 85c at one end thereof, and a second pillar 85b connecting legs 85d and 85c at the other end thereof.
  • the first pillar 85a and second pillar 85b have an elongated shape with the Y-axis direction as their longitudinal direction.
  • the first core 84 and second core 85 are aligned along the Y-axis direction.
  • the position of the first core 84 in the X-axis direction coincides with the position of the second core 85 in the X-axis direction.
  • a portion of the leg 84d of the first core 84 is inserted through the first opening 83a.
  • the portion of the first core 84 that passes through the first opening 83a (a portion of the first core 84) is included in the leg 84d.
  • the leg 84d is spaced from the edge of the first opening 83a. In other words, the leg 84d does not contact the edge of the first opening 83a.
  • the leg 84d passes through the center of the first opening 83a. In this case, the distance between the leg 84d and the edge of the first opening 83a is uniform along the circumferential direction of the first opening 83a.
  • the primary winding 81a (first primary winding) of the first isolation transformer 81 is wound around the leg 84c of the first core 84.
  • insulating paper is wrapped around the leg 84c, and the primary winding 81a is wound on top of the insulating paper.
  • a portion of the leg 85d of the second core 85 passes through the second opening 83b.
  • the portion of the second core 85 that passes through the second opening 83b (a portion of the second core 85) is included in the leg 85d.
  • the leg 85d is spaced from the edge of the second opening 83b. In other words, the leg 85d does not contact the edge of the second opening 83b.
  • the leg 85d passes through, for example, the center of the second opening 83b. In this case, the distance between the leg 85d and the edge of the second opening 83b is uniform along the circumferential direction of the second opening 83b.
  • the secondary winding 82b (second secondary winding) of the second isolation transformer 82 is wound around the leg 85c. In the example of Figure 2, insulating paper is wrapped around the leg 85c, and the secondary winding 82b is wound over the insulating paper.
  • the portion of the coil 834 wound along the edge of the first opening 83a is wound around the leg 84d of the first core 84, forming the secondary winding 81b (first secondary winding) of the first isolation transformer 81.
  • the portion of the coil 834 wound along the edge of the second opening 83b is wound around the leg 85d of the second core 85, forming the primary winding 82a (second primary winding) of the second isolation transformer 82.
  • the top layer of the coil 834 electrically connects the first interlayer connection 837 and the second interlayer connection 838.
  • the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 are electrically connected to each other.
  • the AC current generated by the electromotive force generated in the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 flows through the portion of the coil 834 inside the wiring board 83 and flows to the portion of the coil 834 wound along the edge of the second opening 83b (the primary winding 82a of the second isolation transformer 82).
  • This generates magnetic flux in the leg 85d of the second core 85.
  • the generated magnetic flux interlinks with the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82, generating an electromotive force in the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82, causing an AC current to flow.
  • the high-voltage transformer 8 transmits AC current from the primary winding 81a of the first isolation transformer 81 to the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82.
  • the first opposing electrode 86 and the second opposing electrode 87 are disposed opposite the wiring substrate 83.
  • the first opposing electrode 86 is in contact with the first core 84.
  • the second opposing electrode 87 is in contact with the second core 85.
  • Figure 6 is a view of the first opposing electrode 86 from the side facing the wiring substrate 83.
  • the first opposing electrode 86 has an opposing portion 861 and a contact portion 862.
  • the first opposing electrode 86 has an opposing surface 86a on the side facing the wiring substrate 83.
  • the opposing surface 86a may be coated with, for example, a film-like resin to prevent oxidation.
  • the opposing portion 861 has a circular shape including an outer edge that follows the arc described by the outer edge of the wiring substrate 83.
  • the opposing portion 861 includes a third opening 86b (through hole).
  • the third opening 86b has a perfect circular shape.
  • the third opening 86b overlaps with the first opening 83a when viewed from the Z-axis direction.
  • the third opening 86b includes an edge that follows the arc described by the edge of the first opening 83a.
  • the diameter of the third opening 86b may be the same as the diameter of the first opening 83a.
  • the contact portion 862 is connected to the opposing portion 861 so as to intersect with the opposing portion 861 along the Y-axis direction.
  • the area of the contact portion 862 is the same as the area of the upper end surface of the first pillar portion 84a of the first core 84.
  • the first opposing electrode 86 is formed on a first support portion 860.
  • the first support portion 860 includes a third fixed portion 863. As shown in FIG. 2, the third fixed portion 863 is connected to the first fixed portion 832 of the wiring board 83 by a spacer SP. This supports the wiring board 83.
  • the contact portion 862 of the first opposing electrode 86 is in contact with the upper end surface of the first pillar portion 84a of the first core 84.
  • the length of the spacer SP is half the length of the legs 84d and 84c of the first core 84.
  • the distance between the surface 83e of the wiring board 83 and the upper end surface of the first pillar portion 84a is equal to the distance between the back surface 83f of the wiring board 83 and the lower end surface of the second pillar portion 84b.
  • Figure 7 is a view of the second opposing electrode 87 from the side facing the wiring board 83.
  • the second opposing electrode 87 has an opposing portion 871 and a contact portion 872.
  • the second opposing electrode 87 has an opposing surface 87a facing the wiring board 83.
  • the opposing surface 87a may be coated with, for example, a film-like resin to prevent oxidation.
  • the opposing portion 871 has a circular shape including an outer edge that follows the arc formed by the outer edge of the wiring board 83.
  • the opposing portion 871 includes a third opening 87b (through hole).
  • the third opening 87b has a perfect circular shape.
  • the third opening 87b overlaps with the second opening 83b when viewed from the Z-axis direction.
  • the third opening 87b includes an edge that follows the arc formed by the edge of the second opening 83b.
  • the diameter of the third opening 87b may be the same as the diameter of the second opening 83b.
  • the contact portion 872 is connected to the opposing portion 871 so as to intersect with the opposing portion 871 along the Y-axis direction.
  • the area of the contact portion 872 is the same as the area of the lower end surface of the second pillar portion 85b of the second core 85.
  • the second opposing electrode 87 is formed on the second support portion 870.
  • the second support portion 870 includes a fourth fixed portion 873. As shown in FIG. 2, the fourth fixed portion 873 is connected to the second fixed portion 833 of the wiring board 83 by a spacer SP. This supports the wiring board 83.
  • the contact portion 872 of the second opposing electrode 87 is in contact with the lower end surface of the second pillar portion 84b of the second core 85.
  • the length of the spacer SP is half the length of the legs 85d and 85c of the second core 85.
  • the distance between the surface 83e of the wiring board 83 and the upper end surface of the first pillar portion 85a is equal to the distance between the back surface 83f of the wiring board 83 and the lower end surface of the second pillar portion 85b.
  • Figure 8 shows an equivalent circuit of the high-voltage transformer 8. Because the first opposing electrode 86 is in contact with the first pillar portion 84a of the first core 84, the potential of the first opposing electrode 86 can typically be the same as the potential of the primary winding 81a of the first isolation transformer 81. The potential of the primary winding 81a of the first isolation transformer 81 is the potential of the AC voltage generated in the second inverter 7. On the other hand, because the second opposing electrode 87 is in contact with the second pillar portion 85b of the second core 85, the potential of the second opposing electrode 87 can typically be the same as the potential of the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82. The potential of the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 is the potential of the DC voltage generated in the Cockcroft-Walton circuit 5, which is a high-voltage potential of several hundred kilovolts.
  • a first stray capacitance Cf1 exists between the first opposing electrode 86 and the wiring board 83.
  • the first stray capacitance Cf1 constitutes the stray capacitance between the primary winding 81a and secondary winding 81b of the first isolation transformer 81.
  • the magnitude of the first stray capacitance Cf1 is proportional to the surface area of the first opposing electrode 86 and the surface area of the portion of the wiring board 83 that faces the first opposing electrode 86.
  • a second stray capacitance Cf2 exists between the second opposing electrode 87 and the wiring board 83.
  • the second stray capacitance Cf2 constitutes the stray capacitance between the primary winding 82a and secondary winding 82b of the second isolation transformer 82.
  • the magnitude of the second stray capacitance Cf2 is proportional to the surface area of the second opposing electrode 87 and to the surface area of the portion of the wiring board 83 that faces the second opposing electrode 87.
  • the voltage between the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 and the primary winding 81a of the first isolation transformer 81 is divided by the first stray capacitance Cf1 and the second stray capacitance Cf2. This divides the voltage applied to the first isolation transformer 81 and the second isolation transformer 82.
  • the potential near the wiring board 83 becomes intermediate between the potential near the second opposing electrode 87 and the potential near the first opposing electrode 86.
  • FIG. 9 shows an example of an analysis of the potentials of the second opposing electrode 87, the wiring board 83, and the first opposing electrode 86.
  • the horizontal axis represents the position in the X-axis direction
  • the vertical axis represents the position in the Z-axis direction.
  • lighter colors represent higher potentials
  • darker colors represent lower potentials.
  • the potential near the second opposing electrode 87 is highest and the potential near the first opposing electrode 86 is lowest. It can be seen that the potential near the wiring board 83 is intermediate between the potential near the second opposing electrode 87 and the potential near the first opposing electrode 86.
  • the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 are electrically connected to each other, so that the first isolation transformer 81 and the second isolation transformer 82 are connected in tandem. This reduces the potential difference between the primary and secondary sides of each isolation transformer compared to, for example, a single isolation transformer.
  • the coil 834 included in the wiring board 83 has a portion that constitutes the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and a portion that constitutes the primary winding 82a of the second isolation transformer 82.
  • the edges of the openings (first opening 83a and second opening 83b) in the wiring board 83 through which the first core 84 and the second core 85 are inserted are separated from the first core 84 and the second core 85. This reduces the likelihood of discharge compared to, for example, a case in which the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 are formed by winding independent conductors. Additionally, the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 are configured using a coil 834 included in a common wiring board 83, which allows for miniaturization. As a result, the high-voltage transformer 8 described above can achieve both compact size and high dielectric strength.
  • the coil 834 included in the wiring board 83 has a portion that constitutes the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and a portion that constitutes the primary winding 82a of the second isolation transformer 82.
  • the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 are embedded in the wiring board 83. This eliminates unevenness between the wiring, and suppresses electric field concentration in the unevenness, compared to, for example, when the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 are configured with wiring wound around a core material.
  • the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 are configured with wiring wound around a core material, variations in the winding finish, such as wiring spacing and wiring density, can occur. In contrast, the high-voltage transformer 8 prevents variations in the winding finish. Furthermore, the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81 and the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 may be constructed of wiring wound around a core material and embedded in resin. In this case, too, unevenness between the wiring is eliminated, preventing the electric field from concentrating on the unevenness.
  • the wiring board 83 has a plurality of wiring layers 836, each having a wiring pattern surrounding a portion of the first core 84 and a portion of the second core 85, a resin layer 835 provided between each of the plurality of wiring layers 836, and a first interlayer connection portion 837 and a second interlayer connection portion 838 that interconnect the wiring patterns of adjacent wiring layers 836.
  • the wiring board 83, including the coil 834 can be easily formed using multilayer printed circuit board technology.
  • the shape of at least a portion of the edges of the openings (first opening 83a and second opening 83b) of the wiring board 83 is arc-shaped. In this case, sudden changes in the distance between the edges of the openings of the wiring board 83 and the first core 84 and second core 85 are suppressed, thereby suppressing local increases in electric field strength, and further increasing the dielectric strength.
  • the opening of the wiring board 83 includes a first opening 83a and a second opening 83b.
  • the coil 834 includes a portion wound along the edge of the first opening 83a and a portion wound along the edge of the second opening 83b.
  • a portion of the first core 84 passes through the first opening 83a
  • a portion of the second core 85 passes through the second opening 83b.
  • the portion wound along the edge of the first opening 83a functions as the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81
  • the portion wound along the edge of the second opening 83b functions as the primary winding 82a of the second isolation transformer 82.
  • the first core 84 includes one leg 84d and the other leg 84c of a pair of legs 84d, 84c extending in the Z-axis direction, a first pillar 84a connecting the legs 84d and 84c to each other at one end of the legs 84d and 84c, and a second pillar 84b connecting the legs 84d and 84c to each other at the other end of the legs 84d and 84c.
  • the second core 85 includes one leg 85d and the other leg 85c of a pair of legs 85d, 85c extending in the Z-axis direction, a first pillar 85a connecting the legs 85d and 85c at one end, and a second pillar 85b connecting the legs 85d and 85c at the other end.
  • a portion of the first core 84 is included in the leg 84d of the first core 84, and a portion of the second core 85 is included in the leg 85d of the second core 85.
  • using the first core 84 and the second core 85 makes it easier to maintain a uniform gap between the first core 84 and the second core 85 and the wiring board 83, compared to using, for example, annular cores, thereby suppressing bias in electric field strength and further increasing the dielectric strength.
  • the high-voltage transformer 8 further includes a first opposing electrode 86 in contact with the first core 84 and positioned opposite the wiring board 83, and a second opposing electrode 87 in contact with the second core 85 and positioned opposite the wiring board 83.
  • the potential of the first opposing electrode 86 is the same as the potential of the first core 84 (typically the potential of the primary winding 81a of the first isolation transformer 81)
  • the potential of the second opposing electrode 87 is the same as the potential of the second core 85 (typically the potential of the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82).
  • a first stray capacitance Cf1 and a second stray capacitance Cf2 exist between the second opposing electrode 87 and the wiring board 83, and between the first opposing electrode 86 and the wiring board 83, respectively. Because the voltage between the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 and the primary winding 81a of the first isolation transformer 81 is divided by the first stray capacitance Cf1 and the second stray capacitance Cf2, the potential difference between the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 and the wiring board 83, and the potential difference between the primary winding 81a of the first isolation transformer 81 and the wiring board 83 can be stably maintained. This further increases the dielectric strength.
  • the high-voltage transformer 8 provides a first opposing electrode 86 and a second opposing electrode, making it possible to regulate the intermediate potential of the wiring board 83 without contact. This prevents the electric field from concentrating at the connection terminals provided on the wiring board 83.
  • Each of the first opposing electrode 86 and the second opposing electrode 87 has an opposing portion 861 that faces the wiring board 83, and a contact portion 862 that is connected to the opposing portion 861 and is in contact with the first core 84 and the second core 85, respectively.
  • At least a portion of the outer edge of the wiring board 83 is arc-shaped, and the opposing portion 861, when viewed in the thickness direction of the wiring board 83, has a circular shape that includes an outer edge that follows the arc described by the outer edge of the wiring board 83.
  • the circular shape of the opposing portion 861 makes it possible to prevent electric fields from concentrating at the outer edge of the opposing portion 861. This makes it possible to further increase the dielectric strength voltage.
  • the facing portion 861 includes a through hole (third opening 86b) that overlaps with the first opening 83a when viewed in the thickness direction of the wiring board 83.
  • a through hole third opening 86b
  • the facing portion 861 by including the third opening 86b in the facing portion 861, it is possible to prevent stray capacitance from being formed by elements other than the wiring board 83 in the portion facing the first opening 83a.
  • the facing portion 871 includes a through hole (third opening 87b) that overlaps with the second opening 83b when viewed in the thickness direction of the wiring board 83.
  • a through hole third opening 87b
  • the facing portion 871 by including the third opening 87b in the facing portion 871, it is possible to prevent stray capacitance from being formed by elements other than the wiring board 83 in the portion facing the second opening 83b.
  • the corner E1 of the wiring board 83 is rounded, which can prevent the electric field from concentrating at the corner E1, thereby further increasing the dielectric strength.
  • Figure 10 shows a high-voltage transformer 8A according to a first modified example. Only the differences from the high-voltage transformer 8 according to the embodiment will be described.
  • the main body 831A When viewed from the Z-axis direction, the main body 831A has an elliptical shape with its major axis in the Y-axis direction and its minor axis in the X-axis direction.
  • the main body 831A has a single opening 83g (first opening) instead of the first opening 83a and the second opening 83b.
  • both ends of the opening 83g in the Y-axis direction have an elliptical shape with its major axis in the Y-axis direction and its minor axis in the X-axis direction.
  • part of the edge of the opening 83g is arc-shaped.
  • the width between the outer edge of the main body 831A and the edge of the opening 83g is constant along the circumferential direction of the main body 831A.
  • One leg 84d of the pair of legs 84d, 84c of the first core 84 and one leg 85d of the pair of legs 85d, 85c of the second core 85 both pass through the opening 83g. There is no area of the wiring board 83A between the legs 84d and 85d.
  • the leg 85d of the second core 85 is provided with a first gap d1 from the leg 84d of the first core 84.
  • the leg 84d of the first core 84 is provided with a second gap d2 from the edge of the opening 83g.
  • the leg 85d of the second core 85 is provided with a second gap d2 from the edge of the opening 83g opposite the edge on the first core 84 side.
  • the leg 84d of the first core 84 and the leg 85d of the second core 85 do not contact the edge of the opening 83g.
  • the length of the first gap d1 is longer than the length of the second gap d2.
  • the coil 834 is wound so as to straddle the leg 84d and the leg 85d.
  • the winding diameter of the coil 834 in the high-voltage transformer 8A is larger than the winding diameter of the coil 834 in the high-voltage transformer 8.
  • the top layer of the coil 834 is formed over the entire surface 83e. Specifically, the top layer of the coil 834 is formed on the surface 83e between the outer edge of the main body 831A and the edge of the opening 83g, so as to go all the way around along the outer edge of the main body 831A.
  • the wiring board 83A includes a single interlayer connection portion 839 instead of the first interlayer connection portion 837 and the second interlayer connection portion 838.
  • One interlayer connection portion 839 includes multiple vias aligned along the Y-axis direction. An upper layer and the next lower layer are connected by one of the multiple vias in one interlayer connection portion 839.
  • the first opposing electrode 86 and the second opposing electrode 87 are not shown, but as in the embodiment, the first opposing electrode 86 and the second opposing electrode 87 may be provided.
  • the first opposing electrode 86 may be connected to the first fixed portion 832, and the second opposing electrode 87 may be connected to the second fixed portion 833.
  • spacers SP may be provided between the first fixed portion 832 and the second fixed portion 833 and the floor, and the wiring board 83A may be supported by the spacers SP.
  • the openings in high-voltage transformer 8A include a first opening (opening 83g). A portion of first core 84 and a portion of second core 85 are inserted through opening 83g, and wiring board 83 is not present between first core 84 and second core 85. In this case, since wiring board 83A is not present between first core 84 and second core 85, the distance between first core 84 and second core 85 can be shortened, thereby achieving miniaturization, while ensuring the dielectric strength. [Second Modification and Third Modification]
  • the high-voltage transformer 8 may be configured by connecting three or more isolation transformers.
  • Figure 11 shows an example of a high-voltage transformer including a first isolation transformer 81, a second isolation transformer 82, and a third isolation transformer 88.
  • FIG. 11 illustrates a high-voltage transformer 8B according to a second variant. Only the differences from the high-voltage transformer 8 according to the embodiment will be described.
  • the high-voltage transformer 8B has a first wiring board 83B and a second wiring board 83C.
  • the high-voltage transformer 8B has a first core 84, a second core 85, and a third core 89.
  • the second wiring board 83C has second openings (first opening 83a and second opening 83b).
  • the second wiring board 83C has a first opening 83a for inserting another portion (leg 85c) of the second core 85, and a second opening 83b for inserting a portion (leg 89d) of the third core 89.
  • the edge of the first opening 83a is spaced apart from the leg 85c of the second core 85.
  • the edge of the second opening 83b is spaced apart from the leg 89d of the third core 89.
  • the high-voltage transformer 8B does not include a counter electrode.
  • the primary winding 82a (second primary winding) of the second isolation transformer 82 is formed by a portion of the coil 834 included in the first wiring board 83B that is wound along the edge of the second opening 83b of the first wiring board 83B.
  • the portion that is wound along the edge of the second opening 83b is also wound around one of the pair of legs 85d, 85c of the second core 85.
  • the secondary winding 82b (second secondary winding) of the second isolation transformer 82 is formed by a portion of the coil 834 included in the second wiring board 83C that is wound along the edge of the first opening 83a of the second wiring board 83C. The portion wound along the edge of the first opening 83a is also wound around the leg 85c of the second core 85.
  • the primary winding 88a (third primary winding) of the third isolation transformer 88 is composed of the portion of the coil 834 included in the second wiring board 83C that is wound along the edge of the second opening 83b of the second wiring board 83C. The portion wound along the edge of the second opening 83b is also wound around the leg 89d of the third core 89.
  • the secondary winding 88b (third secondary winding) of the third isolation transformer 88 is composed of insulating paper wrapped around the leg 89c of the third core 89 and a conductor wound over the insulating paper.
  • FIG. 11 illustrates a high-voltage transformer 8C according to the third modified example. Only the differences from the high-voltage transformer 8B according to the second modified example will be described.
  • the high-voltage transformer 8C has one first opposing electrode 86A and the other first opposing electrode 86B of a pair of first opposing electrodes 86A, 86B, one second opposing electrode 87A and the other second opposing electrode 87B of a pair of second opposing electrodes 87A, 87B, and one third opposing electrode 91A and the other third opposing electrode 91B of a pair of third opposing electrodes 91A, 91B.
  • the first opposing electrode 86A is in contact with the first pillar portion 84a of the first core 84.
  • the first opposing electrode 86B is in contact with the second pillar portion 84b of the first core 84.
  • the second opposing electrode 87A is in contact with the first pillar portion 85a of the second core 85.
  • the second opposing electrode 87B is in contact with the second pillar portion 85b of the second core 85.
  • the third opposing electrode 91A is in contact with the first pillar portion 89a of the third core 89.
  • the third opposing electrode 91B is in contact with the second pillar portion 89b of the third core 89.
  • stray capacitance exists between the first core 84, the second core 85, and the third core 89 and the first wiring board 83B or the second wiring board 83C.
  • stray capacitance exists between the second core 85 and the first wiring board 83B and the second wiring board 83C.
  • the magnitude of stray capacitance is proportional to the surface area of the opposing electrodes, providing the second opposing electrodes 87A and 87B can increase the magnitude of the stray capacitance.
  • the second opposing electrodes 87A and 87B serve to reinforce the stray capacitance between the second core 85 and the first wiring board 83B and the second wiring board 83C.
  • Figure 12 is an equivalent circuit diagram of the high-voltage transformer 8B and the high-voltage transformer 8C.
  • the third stray capacitance Cf3 existing between the first core 84 and the first wiring board 83B constitutes the third stray capacitance Cf3 between the primary winding 81a and the secondary winding 81b of the first isolation transformer 81.
  • the fourth stray capacitance Cf4 which is the sum of the stray capacitance existing between the second core 85 and the first wiring board 83B and the stray capacitance existing between the second core 85 and the second wiring board 83C, constitutes the fourth stray capacitance Cf4 between the primary winding 82a of the second isolation transformer 82 and the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82.
  • the fifth stray capacitance Cf5 existing between the third core 89 and the second wiring board 83C constitutes the fifth stray capacitance Cf5 between the primary winding 88a and the secondary winding 88b of the third isolation transformer 88.
  • High-voltage transformer 8C has first opposing electrodes 86A and 86B, second opposing electrodes 87A and 87B, and third opposing electrodes 91A and 91B, thereby strengthening the stray capacitances compared to high-voltage transformer 8B.
  • the voltage between the secondary winding 88b of third isolation transformer 88 and the primary winding 81a of first isolation transformer 81 is divided by third stray capacitance Cf3, fourth stray capacitance Cf4, and fifth stray capacitance Cf5. This divides the voltages applied to first isolation transformer 81, second isolation transformer 82, and third isolation transformer 88, respectively. Therefore, the magnitude of the voltage applied to each isolation transformer can be reduced compared to high-voltage transformer 8.
  • the high-voltage transformers 8B and 8C further include a third isolation transformer 88 including a primary winding 88a, a secondary winding 88b, and a third core 89.
  • the second isolation transformer 82 and the third isolation transformer 88 share a common second wiring board 83C including a coil 834 (second coil) formed by a wiring pattern.
  • the second wiring board 83C has a first opening 83a for inserting another portion (leg 85c) of the second core 85, and a second opening 83b for inserting a portion (leg 89d) of the third core 89.
  • the edge of the first opening 83a is spaced apart from the leg 85c of the second core 85.
  • the edge of the second opening 83b is spaced apart from the leg 89d of the third core 89.
  • the second coil includes a portion wound around the leg 85c of the second core 85 and the leg 89d of the third core 89, thereby forming the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 and the primary winding 88a of the third isolation transformer 88, which are electrically connected to each other.
  • the first isolation transformer 81 and the second isolation transformer 82 are connected in tandem, and the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 and the primary winding 88a of the third isolation transformer 88 are electrically connected to each other. Therefore, the second isolation transformer 82 and the third isolation transformer 88 are connected in tandem. This further reduces the potential difference between the primary and secondary sides of each isolation transformer.
  • the coil 834 in the second wiring board 83C includes a portion that constitutes the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 and a portion that constitutes the primary winding 88a of the third isolation transformer 88. The edge of the first opening 83a of the second wiring board 83C is separated from the second core 85.
  • the edge of the second opening 83b of the second wiring board 83C is separated from the third core 89. This makes it less likely for discharge to occur than, for example, when the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 and the primary winding 88a of the third isolation transformer 88 are formed by winding independent conductors. Furthermore, because the secondary winding 82b of the second isolation transformer 82 and the primary winding 88a of the third isolation transformer 88 are formed by the coil 834 included in the common second wiring board 83C, miniaturization can be achieved. [Fourth Modification and Fifth Modification]
  • the shapes of the first opposing electrode 86 and the second opposing electrode 87 are not limited to the shapes of the first opposing electrode 86 and the second opposing electrode 87 according to the embodiment.
  • (a) of FIG. 13 is a diagram illustrating a first opposing electrode 86C and a second opposing electrode 87C according to a fourth modified example.
  • the opposing portion 861C of the first opposing electrode 86C may have an arc shape including an outer edge that follows the arc described by the outer edge of the wiring substrate 83 when viewed from the Z-axis direction.
  • the opposing portion 861C may include a notch 86c.
  • the opposing portion 861C may have a shape such that a semicircular substrate including an outer edge that follows the arc described by the outer edge of the wiring substrate 83 is cut out by the notch 86c.
  • the notch 86c may include an edge that follows the arc described by the edge of the first opening 83a.
  • the opposing portion 871C of the second opposing electrode 87C may have an arc shape including an outer edge that follows the arc described by the outer edge of the wiring substrate 83 when viewed from the Z-axis direction.
  • the opposing portion 871C may include a notch 87c.
  • the opposing portion 871C may have a shape like a semicircular substrate that includes an outer edge that follows the arc described by the outer edge of the wiring substrate 83, cut out by the notch 87c.
  • the notch 87c may include an edge that follows the arc described by the edge of the second opening 83b.
  • the opposing portions 861C and 871C have an arc shape, it is easier to adjust the distance between the first opposing electrode 86C and the second opposing electrode 87C, compared to when the opposing portions 861C and 871C have a circular shape.
  • This makes it possible to realize a high-voltage transformer with high withstand voltage and a small size by, for example, bringing the first opposing electrode 86C and the second opposing electrode 87C as close as possible while maintaining a distance that makes it difficult for discharge to occur between them.
  • the wiring board 83A of the first variant may be used instead of the wiring board 83.
  • the first opposing electrode 86C and the second opposing electrode 87C may be brought as close as possible to form the main body portion 831A in a shape that is close to a perfect circle.
  • FIG. 13(b) is a diagram illustrating the first opposing electrode 86D and the second opposing electrode 87D according to the fifth modified example.
  • the opposing portion 861D of the first opposing electrode 86D has a circular shape including an outer edge that follows the arc formed by the outer edge of the wiring substrate 83D when viewed from the Z-axis direction, and may not include the third opening 86b.
  • the opposing portion 861D may have a shape similar to that of the opposing portion 861 according to the embodiment, which does not include the third opening 86b.
  • the opposing portion 871D of the second opposing electrode 87D has a circular shape including an outer edge that follows the arc formed by the outer edge of the wiring substrate 83D when viewed from the Z-axis direction, and may not include the third opening 87b.
  • the circular shapes of the opposing portions 861D and 871D make it possible to prevent electric fields from concentrating at the outer edges of the opposing portions 861D and 871D.
  • the shape of the wiring board 83D appears to be curved along the X-axis direction. This indicates that, for example, the housing that houses the high-voltage transformer 8 is curved and the shape is adjusted to match the shape of that housing.
  • FIG. 14 is a perspective view of a high-voltage transformer 8D according to the comparative example.
  • the high-voltage transformer 8D includes a core 91, an annular member 92, and a fixing member 93 that fixes the core 91 and the annular member 92. In the example shown in FIG.
  • the core 91 is a U-shaped ferrite core.
  • the core 91 includes a pillar portion 91a and a pair of legs 91b.
  • the primary winding 81a of the high-voltage transformer 8D is wound around the pillar portion 91a.
  • the secondary winding 81b of the high-voltage transformer 8D is wound around the annular member 92.
  • the gap between the primary winding 81a and the secondary winding 81b is resin-molded with insulating resin.
  • FIG. 15 shows an example of a model for the electric field strength analysis.
  • FIG. 15 shows a cross section of wiring board 83A cut along the YZ plane from center 83c of wiring board 83A for high-voltage transformer 8A according to a modified example.
  • An electric field strength analysis was performed on corner E2 on the outer edge side of wiring board 83A in the cross section of wiring board 83A.
  • two wiring boards were prepared: one in which corner E2 in the cross section of wiring board 83A was a right angle, and another in which corner E2 in the cross section of wiring board 83A was curved.
  • FIG. 16A shows the results of an electric field strength analysis performed on a wiring board 83A in which the corner E2 in the cross section of the wiring board 83A is a right angle.
  • FIG. 16B shows the results of an electric field strength analysis performed on a wiring board 83A in which the corner E2 in the cross section of the wiring board 83A is curved. It can be seen that the electric field strength generated in the wiring board 83A in which the corner E2 is curved is smaller than the electric field strength generated in the wiring board 83A in which the corner E2 is a right angle. This is presumably because the curved corner E2 reduces the local distribution of the electric field at the corner E2.
  • FIGS. 17A to 17C show cross-sectional views of the wiring board 83 cut along the YZ plane including the center 83c of the wiring board 83 of the high-voltage transformer 8 according to the embodiment.
  • FIGS. 17A to 17C show enlarged views of the leg 85d of the second core 85 and its vicinity.
  • the shape of the corner of the wiring board 83 and the distance d3 between the edge of the second opening 83b and the leg 85d of the second core 85 were varied.
  • FIG. 17A to 17C show cross-sectional views of the wiring board 83 cut along the YZ plane including the center 83c of the wiring board 83 of the high-voltage transformer 8 according to the embodiment.
  • FIGS. 17A to 17C show enlarged views of the leg 85d of the second core 85 and its vicinity.
  • the shape of the corner of the wiring board 83 and the distance d3 between the edge of the second opening 83b and the leg 85d of the second core 85 were varied.
  • the corner of the wiring board 83 was a right angle, and the distance d3 was 11.0 mm.
  • the corner of the wiring board 83 was curved with a radius of curvature of 1 mm, and the distance d3 was 10.0 mm.
  • the corners of the wiring board 83 are curved to a radius of curvature of 2.3 mm, and the distance d3 is 8.7 mm.

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Abstract

高電圧トランス８は、第１の絶縁トランス８１と、第２の絶縁トランス８２と、配線パターンによるコイルを含む配線基板８３と、を備え、配線基板８３は、第１のコア８４の一部及び第２のコア８５の一部を挿通するための開口部（第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂ）を有し、開口部の縁は、第１のコア８４の一部及び第２のコア８５の一部と離隔しており、コイル８３４は、第１のコア８４の一部及び第２のコア８５の一部の周囲に巻回されることで、互いに電気的に接続されている第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａを構成している。

Description

高電圧トランス
　本開示は、高電圧トランスに関する。
　数百キロボルト級の高電圧を生成する高電圧電源では、低電圧側から高電圧側に信号を伝送するうえで高電圧トランスが用いられる（例えば、特許文献１を参照）。高電圧トランスの一次側と二次側との間には、大きな電位差が生じるため、高電圧トランスには十分な絶縁耐圧が要求される。特許文献１に記載の技術では、複数の小型のトランスを直列接続（縦列接続）することで、一つあたりのトランスにかかる電圧を分散させている。
特開２００４－２８１１７０号公報
　高電圧トランスには、十分な絶縁耐圧に加えて、小型化を求められることがある。高電圧トランスに十分な絶縁耐圧を確保するために、例えば、一次側又は二次側の巻線をコアから隔離することが考えられるが、その場合、巻線の直径が大きくなり、高電圧トランスの外形寸法が大きくなる。複数の高電圧トランスを縦列接続する場合、各高電圧トランスの大型化の影響がより顕著となる。
　本開示では、小型及び高い絶縁耐圧を両立させた高電圧トランスを提供することを目的とする。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［１］「第１の一次巻線、第１の二次巻線、及び第１のコアを含む第１の絶縁トランスと、第２の一次巻線、第２の二次巻線、及び第２のコアを含む第２の絶縁トランスと、を備え、前記第１の絶縁トランス及び前記第２の絶縁トランスは、配線パターンによるコイルを含む共通の配線基板を有し、前記配線基板は、前記第１のコアの一部及び前記第２のコアの一部を挿通するための開口部を有し、前記開口部の縁は、前記第１のコアの前記一部及び前記第２のコアの前記一部と離隔しており、前記コイルは、前記第１のコアの前記一部及び前記第２のコアの前記一部の周囲に巻回されることで、互いに電気的に接続されている前記第１の二次巻線及び前記第２の一次巻線を構成している、高電圧トランス」である。
　上記［１］に記載の高電圧トランスでは、第１の二次巻線及び第２の一次巻線が互いに電気的に接続されていることから、第１の絶縁トランス及び第２の絶縁トランスが縦列接続されている。これにより、例えば、一つの絶縁トランスのみを備えている場合に比べ、各絶縁トランスの一次側と二次側との電位差を小さくすることができる。さらに、配線基板に含まれるコイルは、第１の二次巻線を構成する部分及び第２の一次巻線を構成する部分を有し、第１のコア及び第２のコアを挿通する配線基板の開口部の縁が、第１のコア及び第２のコアと離隔している。これにより、例えば、第１の二次巻線及び第２の一次巻線をそれぞれ独立した導線を巻回することで形成する場合に比べ、放電が発生し難い。加えて、第１の二次巻線及び第２の一次巻線が、共通の配線基板に含まれるコイルによって構成されていることから、小型化を図ることができる。以上より、上記高電圧トランスによれば、小型及び高い絶縁耐圧を両立させることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［２］「前記配線基板は、前記第１のコアの前記一部及び前記第２のコアの前記一部を囲む前記配線パターンをそれぞれ有する複数の配線層と、前記複数の配線層のそれぞれの間に設けられた樹脂層と、前記複数の配線層のうち隣り合う配線層の前記配線パターンを相互に接続する層間接続部と、を有する、［１］に記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、コイルを含む配線基板を、多層プリント基板の技術を用いて容易に形成することができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［３］「前記配線基板の厚さ方向から見た際に、前記配線基板の前記開口部の縁の少なくとも一部の形状は、円弧状である、［１］又は［２］に記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、配線基板の開口部の縁と第１のコア及び第２のコアとの間隔の急激な変化を抑えて局所的な電界強度の増大が抑制されるため、絶縁耐圧を更に高めることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［４］「前記配線基板の前記開口部は、第１の開口と、第２の開口と、を含み、前記コイルは、前記第１の開口の縁に沿って巻回される部分と、前記第２の開口の縁に沿って巻回される部分とを含み、前記第１のコアの前記一部は、前記第１の開口を挿通し、前記第２のコアの前記一部は、前記第２の開口を挿通している、［１］～［３］のいずれかに記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、配線基板のコイルのうち、第１の開口の縁に沿って巻回された部分が第１の二次巻線として機能し、第２の開口の縁に沿って巻回された部分が第２の一次巻線として機能する。これにより、第２の一次巻線及び第１の二次巻線をそれぞれ個別に配置することができ、効率よく一次巻線及び二次巻線を構成することができる。例えば、コイルが第１の開口の縁及び第２の開口の縁に沿って一括して巻回される場合に比べ、第１の二次巻線から第２の一次巻線にエネルギーを効率よく伝えることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［５］「前記開口部は、第１の開口を含み、前記第１のコアの前記一部及び前記第２のコアの前記一部は、前記第１の開口を挿通し、前記第１のコアと前記第２のコアとの間に前記配線基板が存在しない、［１］～［４］のいずれかに記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、第１のコアと第２のコアとの間に配線基板が存在しないことにより、絶縁耐圧を確保しつつ、第１のコアと第２のコアとの間の距離を近づけて小型化を図ることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［６］「前記第１のコア及び前記第２のコアのそれぞれは、一方向に延在する一対の脚部、前記一対の脚部の一端において前記一対の脚部同士を連結する第１柱部、及び前記一対の脚部の他端において前記一対の脚部同士を連結する第２柱部を含み、前記第１のコアの前記一部は前記第１のコアの前記一対の脚部のうち一方に含まれ、前記第２のコアの前記一部は前記第２のコアの前記一対の脚部のうち一方に含まれる、［１］～［５］のいずれかに記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、一方向に延在する一対の脚部を含むコアを用いることによって、例えば、円環状のコアを用いる場合に比べ、コアと配線基板との間の空隙を均一に保ちやすくなり、電界強度の分布の偏りを抑制して絶縁耐圧を更に高めることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［７］「前記第１のコアに接触し、前記配線基板と対向して配置されている第１の対向電極と、前記第２のコアに接触し、前記配線基板と対向して配置されている第２の対向電極と、を更に備える、［１］～［６］のいずれかに記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、第１の対向電極の電位は、第１のコアの電位（典型的には第１の一次巻線の電位）と同電位となり、第２の対向電極の電位は、第２のコアの電位（典型的には第２の二次巻線の電位）と同電位になる。第２の対向電極と配線基板との間、及び第１の対向電極と配線基板との間にはそれぞれ浮遊容量が存在している。第２の二次巻線と第１の一次巻線との間の電圧がそれぞれの浮遊容量により分圧されるため、第２の二次巻線と配線基板との間の電位差、及び第１の一次巻線と配線基板との間の電位差を安定して維持することができ、絶縁耐圧を更に高めることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［８］「前記第１の対向電極及び前記第２の対向電極のそれぞれは、前記配線基板と対向している対向部と、前記対向部と接続され、前記第１のコア及び前記第２のコアのそれぞれと接触している接触部と、を有し、前記配線基板の外縁の少なくとも一部の形状は、円弧状であり、前記対向部は、前記配線基板の厚さ方向から見た際に、前記配線基板の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円形を呈している、［７］に記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、対向部が円形を呈していることにより、対向部の外縁において電界が集中することを抑制することができる。よって、絶縁耐圧を更に高めることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［９］「前記対向部は、前記配線基板の厚さ方向から見た際に、前記開口部と重なる貫通孔を含む、［８］に記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、対向部が貫通孔を含むことにより、開口部に対向する部分において、配線基板以外の要素によって浮遊容量が形成されることを避けることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［１０］「前記第１の対向電極及び前記第２の対向電極のそれぞれは、前記配線基板と対向している対向部と、前記対向部と接続され、前記第１のコア及び前記第２のコアのそれぞれと接触している接触部と、を有し、前記配線基板の外縁の少なくとも一部の形状は、円弧状であり、前記対向部は、前記配線基板の厚さ方向から見た際に、前記配線基板の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円弧形状を呈している、［７］に記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、対向部が、配線基板の厚さ方向から見た際に、配線基板の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円弧形状を呈していることにより、例えば、対向部が円形を呈している場合に比べ、第１の対向電極と第２の対向電極との間の距離を調整し易くなる。これにより、例えば、第１の対向電極と第２の対向電極との間において放電が発生し難い距離を保ちつつ、第１の対向電極と第２の対向電極とをできる限り近づけることで、高耐圧かつ小型の高電圧トランスを実現することができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［１１］「前記配線基板の断面において、前記配線基板の角は、丸みを帯びている、［１］～［１０］のいずれかに記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、配線基板の角は、丸みを帯びていることにより、角に電界が集中することを抑制することができる。よって、絶縁耐圧を更に高めることができる。
　本開示の一側面に係る高電圧トランスは、［１２］「第３の一次巻線、第３の二次巻線、及び第３のコアを含む第３の絶縁トランスを更に備え、前記第２の絶縁トランス及び前記第３の絶縁トランスは、配線パターンによる第２のコイルを含む共通の第２の配線基板を有し、前記第２の配線基板は、前記第２のコアの他の一部及び前記第３のコアの一部を挿通するための第２の開口部を有し、前記第２の開口部の縁は、前記第２のコアの前記他の一部及び前記第３のコアの前記一部と離隔しており、前記第２のコイルは、前記第２のコアの前記他の一部及び前記第３のコアの前記一部の周囲に巻回されることで、互いに電気的に接続されている前記第２の二次巻線及び前記第３の一次巻線を構成している、［１］～［１１］のいずれかに記載の高電圧トランス」であってもよい。この場合、第１の絶縁トランス及び第２の絶縁トランスが縦列接続されていること加え、第２の二次巻線及び第３の一次巻線が互いに電気的に接続されていることから、第２の絶縁トランス及び第３の絶縁トランスが配線基板のコイルを介して直列に接続されている。これにより、各絶縁トランスの一次側と二次側との電位差を更に小さくすることができる。さらに、配線基板に含まれるコイルが第２の二次巻線を構成する部分及び第３の一次巻線を構成する部分を有し、第２のコア及び第３のコアを挿通する配線基板の開口部の縁が、第２のコア及び第３のコアと離隔している。これにより、例えば、第２の二次巻線及び第３の一次巻線をそれぞれ独立した導線を巻回することで形成する場合に比べ、放電が発生し難い。加えて、第２の二次巻線及び第３の一次巻線が、共通の配線基板に含まれるコイルによって構成されていることから、小型化を図ることができる。
　本開示によれば、小型及び高い絶縁耐圧を両立させた高電圧トランスを提供することができる。
本開示に係る一実施形態の高電圧トランスを含む高電圧電源を示す回路図である。 図１に示された高電圧トランスの斜視図である。 図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２に示された配線基板におけるコイルの各層の形状を説明するための図である。 図３に示された配線層の２つの形態を説明するための図である。 図２に示された第１の対向電極を配線基板と対向している側から見た図である。 図２に示された第２の対向電極を配線基板と対向している側から見た図である。 図２に示された高電圧トランスの等価回路である。 図２に示された第２の対向電極，配線基板、及び第１の対向電極の電位を解析した一例である。 第１変形例に係る高電圧トランスを示す図である。 第２変形例及び第３変形例に係る高電圧トランスを示す図である。 図１１に示された高電圧トランスの等価回路である。 第４変形例及び第５変形例に係る対向部を示す図である。 比較例に係る高電圧トランスを示す図である。 第１変形例に係る高電圧トランスの断面図である。 第２実験結果を示す図である。 実施形態に係る高電圧トランスの配線基板の中心を含むＹＺ平面に沿って配線基板を切断した断面図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示の一実施形態に係る高電圧トランスの好適な実施形態について詳細に説明する。
　図１は、本開示に係る一実施形態の高電圧トランスを含む高電圧電源１を示す回路図である。高電圧電源１は、数百Ｖを入力電圧とするような装置に適用可能であり、例えば、Ｘ線管及び電子線照射装置に適用される。本実施形態では、高電圧電源１がＸ線管に適用されるものとして説明する。高電圧電源１は、ＡＣ入力部２と、第１のインバータ３と、出力トランス４と、コッククロフトウォルトン回路５と、検出回路６と、第２のインバータ７と、高電圧トランス８と、整流回路９とを備えている。負荷ＲＬは、Ｘ線管であるものとする。
　ＡＣ入力部２は、交流電源ＡＰにおいて生成された交流電圧を直流電圧に変換する機能部である。ＡＣ入力部２は、例えば、スイッチング方式のＡＣ／ＤＣコンバータである。
　第１のインバータ３、出力トランス４、コッククロフトウォルトン回路５、及び検出回路６は、Ｘ線管（負荷ＲＬ）のカソード電極に供給する電圧を生成するための回路を構成する。第１のインバータ３は、ＡＣ入力部２によって生成された直流電圧を交流電圧に変換する機能部である。第１のインバータ３は、複数のトランジスタによって構成されたブリッジ回路であり、例えば、ハイサイドのＦＥＴのソース端子とローサイドのＦＥＴのドレイン端子とが互いに接続されたハーフブリッジ回路である。出力トランス４は、第１のインバータ３において生成された交流電圧を一次巻線及び二次巻線の巻線比に応じて昇圧する機能部である。コッククロフトウォルトン回路５は、出力トランス４から出力された交流電圧を昇圧及び整流することで、直流電圧を生成する機能部である。コッククロフトウォルトン回路５は、出力トランス４から出力された交流電圧の大きさを数百キロボルトにまで昇圧整流し、負荷ＲＬに供給する。検出回路６は、コッククロフトウォルトン回路５にて生成された直流電圧を検出する機能部である。検出回路６は、例えば、複数の高耐圧の抵抗が互いに直列に接続された回路であり、コッククロフトウォルトン回路５にて生成された直流電圧を分圧させたうえで、第１のインバータ３にフィードバックする。
　第２のインバータ７、高電圧トランス８、及び整流回路９は、Ｘ線管（負荷ＲＬ）のカソード電極に供給する電流を生成するための回路を構成する。第２のインバータ７は、ＡＣ入力部２によって生成された直流電圧を交流電圧に変換する機能部である。第２のインバータ７は、複数のトランジスタによって構成されたブリッジ回路である。第２のインバータ７は、例えば、第１のインバータ３とは異なる駆動周波数によってトランジスタを駆動する。
　高電圧トランス８は、第２のインバータ７において生成された交流電圧を負荷ＲＬに伝送する機能部である。高電圧トランス８は、巻線比に応じて交流電圧を昇圧することはせず、例えばパルストランスのような電力伝送トランスとして機能する。高電圧トランス８は、第１の絶縁トランス８１と第２の絶縁トランス８２とを含んでいる。第１の絶縁トランス８１及び第２の絶縁トランス８２は、互いに直列に接続されている。具体的には、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂは、第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａに接続されている。第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａは、第２のインバータ７の出力端と接続されている。第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂは、整流回路９に接続されている。さらに、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂは、コッククロフトウォルトン回路５の出力に接続されている。これにより、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂには、数百キロボルトの高電圧が印加されている状態となる。
　整流回路９は、交流電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をＸ線管（負荷ＲＬ）のフィラメントに供給する機能部である。整流回路９は、整流ダイオード部９Ａと、平滑コンデンサ９Ｂとを含んでいる。整流ダイオード部９Ａは、例えば、ブリッジ接続された４つのダイオードから構成される。高電圧トランス８から供給された交流電圧は、整流ダイオード部９Ａにおいて整流され、平滑コンデンサ９Ｂにおいて平滑化されることによって、直流電圧に変換される。
　図２は、高電圧トランス８の斜視図である。高電圧トランス８は、配線基板８３と、第１のコア８４と、第２のコア８５と、第１の対向電極８６と、第２の対向電極８７とを有している。説明の便宜上、配線基板８３の厚さ方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向とする。
　配線基板８３は、本体部８３１と、第１の固定部８３２と、第２の固定部８３３とを有している。本体部８３１は、Ｚ軸方向から見た際に、Ｙ軸方向を長径、Ｘ軸方向を短径とする長円を呈している。本体部８３１は、開口部（第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂ）を含んでいる。本実施形態では、開口部は、第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂから構成されている。第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂは、本体部８３１の中心８３ｃを通りＸ軸方向に平行な線Ａ１に対して互いに線対称になっている。第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂは、配線基板８３をＺ軸方向に貫通している。第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂは、Ｚ軸方向から見た際に、真円形を呈している。言い換えれば、第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂの縁の少なくとも一部の形状は、Ｚ軸方向から見た際に、円弧状である。第１の開口８３ａの直径は、第２の開口８３ｂの直径と等しい。配線基板８３は、表面８３ｅと、表面８３ｅとは反対側の裏面８３ｆとを有している。
　第１の固定部８３２は、Ｚ軸方向から見た際に、本体部８３１の第１の開口８３ａ側の縁において本体部８３１からＸ軸方向に向けて突出している。第２の固定部８３３は、Ｚ軸方向から見た際に、本体部８３１の第２の開口８３ｂ側の縁において本体部８３１からＸ軸方向に向けて、第１の固定部８３２とは反対側に突出している。
　配線基板８３は、配線パターンを更に含んでいる。配線パターンは、表面８３ｅから配線基板８３の内部を経て裏面８３ｆの近傍まで積層されている。配線パターンは、コイル８３４を構成している。つまり、配線基板８３は、配線パターンによるコイル８３４を更に有している。Ｚ軸方向から見た際に、コイル８３４の最上層は、表面８３ｅ上に、第１の固定部８３２から第２の固定部８３３にかけて、本体部８３１の外縁に沿って形成されている。コイル８３４の最上層は、本体部８３１の外縁と第１の開口８３ａの縁との間を、弧を描くように形成されている。詳細ついては後述するが、配線パターンによるコイル８３４の一部が第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂを構成し、配線パターンによるコイル８３４の他の一部が第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａを構成している。言い換えれば、第１の絶縁トランス８１及び第２の絶縁トランス８２は、配線パターンによるコイル８３４を含む共通の配線基板８３を有している。
　コイル８３４の最上層は、表面８３ｅ上に、露出して形成されている。高電圧トランス８が絶縁油に含侵されて用いられる場合では、放熱性を高めることができる。或いは、コイル８３４の最上層の表面は、例えば膜状の樹脂によって被覆されてもよい。高電圧トランス８が樹脂モールドされて用いられる場合では、コイル８３４の酸化を抑制することができる。
　図３は、図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、配線基板８３におけるコイル８３４の各層の形状を説明するための図である。配線基板８３は、複数の配線層８３６と、複数の配線層８３６のそれぞれの間に設けられた樹脂層８３５と、複数の配線層８３６のうち隣り合う配線層の配線パターンを相互に接続する層間接続部（第１の層間接続部８３７及び第２の層間接続部８３８）とを更に含んでいる。複数の配線層８３６がＺ軸方向に沿って巻回されることにより、コイル８３４が形成されている。図３に示されるように、配線基板８３の断面において、配線基板８３の角Ｅ１は、丸みを帯びている。
　図４の（ａ）は、表面８３ｅにおいて配線層８３６が巻回される様子を示している。層間接続部は、第１の層間接続部８３７と、第２の層間接続部８３８とを含んでいる。第１の層間接続部８３７は、Ｘ軸方向に沿って、第１の開口８３ａと第１の固定部８３２との間に設けられている。第２の層間接続部８３８は、Ｘ軸方向に沿って、第２の開口８３ｂと第２の固定部８３３との間に設けられている。第１の層間接続部８３７及び第２の層間接続部８３８は、Ｙ軸方向に沿って並んだ複数のビアを含んでいる。表面８３ｅ上には、第１の層間接続部８３７における複数のビアのうち一つのビアから、第２の層間接続部８３８における複数のビアのうち一つのビアに向けて、配線層８３６が巻回されている。
　図４の（ｂ）は、複数の配線層８３６のうち表面８３ｅ上に巻回された配線層８３６（１層目の配線層８３６）と隣りあう配線層８３６（２層目の配線層８３６）が巻回される様子を示している。配線層８３６は、第１の開口８３ａの縁に沿って巻回される部分と、第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回される部分とを含んでいる。まず、第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回される部分について説明する。２層目の配線層８３６は、第２の層間接続部８３８における複数のビアの一つのビアにおいて、１層目の配線層８３６と接続されている。２層目の配線層８３６は、第２の開口８３ｂの縁に沿って、第２の層間接続部８３８における複数のビアのうち一つのビアに向けて巻回されている。図４の（ｃ）は、２層目の配線層８３６と隣りあう配線層８３６（３層目の配線層８３６）が巻回される様子を示している。３層目の配線層８３６は、第２の層間接続部８３８における複数のビアのうち一つのビアにおいて、２層目の配線層８３６と接続されている。図４の（ａ）～図４の（ｃ）に示されるように、Ｚ軸方向において表面８３ｅ側の配線層を上位層とし、裏面８３ｆ側の配線層を下位層とした場合、上位層と一つ下の下位層とは、第２の層間接続部８３８における複数のビアにおいて接続されている。４層目以降においても、同様の巻回構造が繰り返される。
　図４の（ｄ）は、最下層から２つ上の上位層において、配線層８３６が巻回される様子を示している。図４の（ｅ）は、最下層から１つ上の上位層において、配線層８３６が巻回される様子を示している。図４の（ｆ）は、最下層において、配線層８３６が巻回される様子を示している。最下層では、第２の層間接続部８３８における複数のビアのうち一つのビアから、第１の層間接続部８３７における複数のビアのうち一つのビアに向けて配線層８３６が巻回されている。
　続いて、第１の開口８３ａの縁に沿って巻回される部分について説明する。図４の（ｅ）に示されるように、最下層から１つ上の上位層の配線層８３６は、第１の層間接続部８３７における複数のビアのうち一つのビアにおいて、最下層の配線層８３６と接続されている。最下層から１つ上の上位層の配線層８３６は、第１の開口８３ａの縁に沿って、第１の層間接続部８３７における複数のビアのうち一つのビアに向けて巻回されている。以降は、図４の（ｄ）～図４の（ａ）に示されるように、上位層にむけて第１の開口８３ａの縁に沿って、配線層８３６が巻回されていく。
　図３に示されるように、樹脂層８３５は、隣りあう配線層８３６の間に設けられている。配線基板８３の内部では、配線層８３６と樹脂層８３５とがＺ軸方向に沿って交互に積み重なる様に形成されている。樹脂層８３５は、例えばエポキシ樹脂である。エポキシ樹脂は、電気絶縁性を有するため、配線層８３６の各層間における絶縁層として機能する。エポキシ樹脂に代えて、ガラスクロスが用いられてもよいし、エポキシ樹脂とガラスクロスとが組み合わされて用いられてもよい。
　図５は、配線層の２つの形態を説明するための図である。図５の（ａ）は、実施形態に係る複数の配線層８３６の断面形状を示している。各配線層８３６は、単一の配線によって構成されている。表面８３ｅに沿う方向を長手方向とする長尺形状の断面を有する配線がＺ軸方向まわりに巻回されることにより、各配線層８３６が構成されている。図５の（ｂ）は別の一例に係る複数の配線層８３６Ａの断面形状を示している。各配線層８３６Ａは、表面８３ｅに沿う方向に沿って複数に分割された配線がＺ軸方向まわりに巻回されることにより構成されている。各配線層８３６Ａを構成する複数の配線は、配線層８３６の配線よりも小さい断面積を有する。
　再び図２を参照する。第１のコア８４及び第２のコア８５は、閉ループ形状を呈している。第１のコア８４及び第２のコア８５は、図２の例では、ＵＵ型のフェライトコアである。第１のコア８４は、Ｚ軸方向に延在する一対の脚部８４ｄ，８４ｃと、脚部８４ｄ及び脚部８４ｃの一端において脚部８４ｄ及び脚部８４ｃ同士を連結する第１の柱部８４ａと、脚部８４ｄ及び脚部８４ｃの他端において脚部８４ｄ及び脚部８４ｃ同士を連結する第２の柱部８４ｂとを含んでいる。第１の柱部８４ａ及び第２の柱部８４ｂは、Ｙ軸方向を長手方向とする長尺形状を呈している。
　第２のコア８５は、Ｚ軸方向に延在する一対の脚部８５ｄ，８５ｃと、脚部８５ｄ及び脚部８５ｃの一端において脚部８５ｄ及び脚部８５ｃ同士を連結する第１の柱部８５ａと、脚部８５ｄ及び脚部８５ｃの他端において脚部８５ｄ及び脚部８５ｃ同士を連結する第２の柱部８５ｂとを含んでいる。第１の柱部８５ａ及び第２の柱部８５ｂは、Ｙ軸方向を長手方向とする長尺形状を呈している。第１のコア８４及び第２のコア８５は、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。第１のコア８４のＸ軸方向における位置は、第２のコア８５のＸ軸方向における位置と一致している。
　第１のコア８４の脚部８４ｄの一部は、第１の開口８３ａを挿通している。言い換えれば、第１のコア８４のうち第１の開口８３ａを挿通する部分（第１のコア８４の一部）は、脚部８４ｄに含まれている。脚部８４ｄは、第１の開口８３ａの縁から離隔している。言い換えれば、脚部８４ｄは、第１の開口８３ａの縁に接触していない。脚部８４ｄは、例えば、第１の開口８３ａの中心を挿通している。この場合、脚部８４ｄと第１の開口８３ａの縁との間の間隔は、第１の開口８３ａの周方向に沿って均一となる。第１のコア８４の脚部８４ｃには、第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａ（第１の一次巻線）が巻回されている。図２の例では、脚部８４ｃに絶縁紙が巻かれ、絶縁紙の上から一次巻線８１ａが巻回されている。
　第２のコア８５の脚部８５ｄの一部は、第２の開口８３ｂを挿通している。言い換えれば、第２のコア８５のうち第２の開口８３ｂを挿通する部分（第２のコア８５の一部）は、脚部８５ｄに含まれている。脚部８５ｄは、第２の開口８３ｂの縁から離隔している。言い換えれば、脚部８５ｄは、第２の開口８３ｂの縁に接触していない。脚部８５ｄは、例えば、第２の開口８３ｂの中心を挿通している。この場合、脚部８５ｄと第２の開口８３ｂの縁との間の間隔は、第２の開口８３ｂの周方向に沿って均一となる。脚部８５ｃには、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂ（第２の二次巻線）が巻回されている。図２の例では、脚部８５ｃに絶縁紙が巻かれ、絶縁紙の上から二次巻線８２ｂが巻回されている。
　コイル８３４のうち第１の開口８３ａの縁に沿って巻回された部分は、第１のコア８４の脚部８４ｄの周囲に巻回されており、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ（第１の二次巻線）を構成している。コイル８３４のうち第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回された部分は、第２のコア８５の脚部８５ｄの周囲に巻回されており、第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａ（第２の一次巻線）を構成している。表面８３ｅ上において、コイル８３４の最上層は、第１の層間接続部８３７と第２の層間接続部８３８とを電気的に接続している。これにより、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａは、互いに電気的に接続されている。
　ここで、高電圧トランス８によって交流電流が伝送される動作について説明する。まず、第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａに印加された交流電圧によって、第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａに交流電流が流れる。これにより、第１のコア８４の脚部８４ｃに磁束が発生する。発生した磁束は、コイル８３４のうち第１の開口８３ａの縁に沿って巻回された部分（第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ）を鎖交し、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂに起電力が発生する。続いて、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂに生じた起電力によって発生した交流電流は、コイル８３４のうち配線基板８３内部の部分を流れ、コイル８３４のうち第２の開口８３ｂの縁に沿って巻かれた部分（第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａ）に流れる。これにより、第２のコア８５の脚部８５ｄに磁束が発生する。発生した磁束は、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂを鎖交し、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂに起電力が発生し、交流電流が流れる。以上により、高電圧トランス８は、第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａから第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂに交流電流を伝送する。
　第１の対向電極８６及び第２の対向電極８７は、配線基板８３と対向して配置されている。第１の対向電極８６は、第１のコア８４に接触している。第２の対向電極８７は、第２のコア８５に接触している。
　図６は、第１の対向電極８６を配線基板８３と対向している側から見た図である。第１の対向電極８６は、対向部８６１と、接触部８６２とを有している。第１の対向電極８６は、配線基板８３と対向する側の対向表面８６ａを有している。対向表面８６ａは、酸化防止の観点から、例えば膜状の樹脂によって被覆されてもよい。対向部８６１は、配線基板８３の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円形を呈している。対向部８６１は、第３の開口８６ｂ（貫通孔）を含んでいる。第３の開口８６ｂは、真円形状を呈している。第３の開口８６ｂは、Ｚ軸方向から見た際に、第１の開口８３ａと重なっている。第３の開口８６ｂは、第１の開口８３ａの縁が描く円弧に沿った縁を含んでいる。第３の開口８６ｂの直径は、第１の開口８３ａの直径と同じであってもよい。接触部８６２は、Ｙ軸方向に沿って対向部８６１と交差するように、対向部８６１に接続されている。接触部８６２の面積は、第１のコア８４の第１の柱部８４ａの上端面の面積と同じである。
　第１の対向電極８６は、第１の支持部８６０上に形成されている。第１の支持部８６０は、第３の固定部８６３を含んでいる。第３の固定部８６３は、図２に示されるように、配線基板８３の第１の固定部８３２とスペーサＳＰによって接続されている。これにより、配線基板８３が支持される。第１の対向電極８６の接触部８６２は、第１のコア８４の第１の柱部８４ａの上端面と接触している。ここで、スペーサＳＰの長さは、第１のコア８４の脚部８４ｄ及び脚部８４ｃの長さの半分である、これにより、配線基板８３の表面８３ｅと第１の柱部８４ａの上端面との間の間隔は、配線基板８３の裏面８３ｆと第２の柱部８４ｂの下端面との間の間隔に等しい。
　図７は、第２の対向電極８７を配線基板８３と対向している側から見た図である。第２の対向電極８７は、対向部８７１と、接触部８７２とを有している。第２の対向電極８７は、配線基板８３と対向する側の対向表面８７ａを有している。対向表面８７ａは、酸化防止の観点から、例えば膜状の樹脂によって被覆されてもよい。対向部８７１は、配線基板８３の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円形を呈している。対向部８７１は、第３の開口８７ｂ（貫通孔）を含んでいる。第３の開口８７ｂは、真円形状を呈している。第３の開口８７ｂは、Ｚ軸方向から見た際に、第２の開口８３ｂと重なっている。第３の開口８７ｂは、第２の開口８３ｂの縁が描く円弧に沿った縁を含んでいる。第３の開口８７ｂの直径は、第２の開口８３ｂの直径と同じであってもよい。接触部８７２は、Ｙ軸方向に沿って対向部８７１と交差するように、対向部８７１に接続されている。接触部８７２の面積は、第２のコア８５の第２の柱部８５ｂの下端面の面積と同じである。
　第２の対向電極８７は、第２の支持部８７０上に形成されている。第２の支持部８７０は、第４の固定部８７３を含んでいる。第４の固定部８７３は、図２に示されるように、配線基板８３の第２の固定部８３３とスペーサＳＰによって接続されている。これにより、配線基板８３が支持される。第２の対向電極８７の接触部８７２は、第２のコア８５の第２の柱部８４ｂの下端面と接触している。ここで、スペーサＳＰの長さは、第２のコア８５の脚部８５ｄ及び脚部８５ｃの長さの半分である、これにより、配線基板８３の表面８３ｅと第１の柱部８５ａの上端面との間の間隔は、配線基板８３の裏面８３ｆと第２の柱部８５ｂの下端面との間の間隔に等しい。
　図８は、高電圧トランス８の等価回路である。第１の対向電極８６が、第１のコア８４の第１の柱部８４ａと接触していることにより、第１の対向電極８６の電位は、第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａの電位と典型的には同電位となり得る。第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａの電位は、第２のインバータ７において生成された交流電圧の電位である。一方で、第２の対向電極８７が、第２のコア８５の第２の柱部８５ｂと接触していることにより、第２の対向電極８７の電位は、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂの電位と典型的には同電位となり得る。第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂの電位は、コッククロフトウォルトン回路５にて生成された直流電圧の電位であり、数百キロボルトの高電圧電位である。
　第１の対向電極８６と配線基板８３との間には第１の浮遊容量Ｃｆ１が存在している。第１の浮遊容量Ｃｆ１は、第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａと二次巻線８１ｂとの間の浮遊容量を構成している。第１の浮遊容量Ｃｆ１の大きさは、第１の対向電極８６の表面積の大きさ及び配線基板８３のうち第１の対向電極８６と対向する部分の表面積の大きさに比例する。第２の対向電極８７と配線基板８３との間には第２の浮遊容量Ｃｆ２が存在している。第２の浮遊容量Ｃｆ２は、第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａと二次巻線８２ｂとの間の浮遊容量を構成している。第２の浮遊容量Ｃｆ２の大きさは、第２の対向電極８７の表面積の大きさに比例し、且つ配線基板８３のうち第２の対向電極８７と対向する部分の表面積の大きさに比例する。第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂと第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａとの間の電圧は、第１の浮遊容量Ｃｆ１及び第２の浮遊容量Ｃｆ２により分圧される。これにより、第１の絶縁トランス８１及び第２の絶縁トランス８２のそれぞれに印加される電圧が分圧される。この結果、配線基板８３近傍における電位は、第２の対向電極８７近傍における電位と第１の対向電極８６近傍における電位との中間の電位となる。
　図９は、第２の対向電極８７，配線基板８３、及び第１の対向電極８６の電位を解析した一例である。図９では、横軸がＸ軸方向における位置を表し、縦軸がＺ軸方向における位置を表す。図９では、色が淡くなる程電位が高いことを表し、色が濃くなる程電位が低いことを表す。図９に示されるように、第２の対向電極８７近傍における電位が最も高く、第１の対向電極８６近傍における電位が最も低い。配線基板８３近傍における電位は、第２の対向電極８７近傍における電位と第１の対向電極８６近傍における電位との中間の電位となっていることが分かる。これは、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂと第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａとの間の電圧が、第１の浮遊容量Ｃｆ１及び第２の浮遊容量Ｃｆ２により分圧されていることを示す。
［作用及び効果］
　高電圧トランス８では、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａが互いに電気的に接続されていることから、第１の絶縁トランス８１及び第２の絶縁トランスが縦列接続されている。これにより、例えば、一つの絶縁トランスのみを備えている場合に比べ、各絶縁トランスの一次側と二次側との電位差を小さくすることができる。さらに、配線基板８３に含まれるコイル８３４は、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂを構成する部分、及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａを構成する部分を有している。第１のコア８４及び第２のコア８５を挿通する配線基板８３の開口部（第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂ）の縁は、第１のコア８４及び第２のコア８５と離隔している。これにより、例えば、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａをそれぞれ独立した導線を巻回することで形成する場合に比べ、放電が発生し難い。加えて、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａが、共通の配線基板８３に含まれるコイル８３４によって構成されていることから、小型化を図ることができる。以上より、上記高電圧トランス８によれば、小型及び高い絶縁耐圧を両立させることができる。
　高電圧トランス８では、配線基板８３に含まれるコイル８３４は、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂを構成する部分、及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａを構成する部分を有している。言い換えれば、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａは、配線基板８３内に埋め込まれている。これにより、例えば、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａがコア材に巻回された配線によって構成されている場合に比べ、配線間に生じる凹凸が無くなり、凹凸に電界が集中することを抑制することができる。加えて、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａがコア材に巻回された配線によって構成されている場合では、配線の間隔及び配線密度等の巻線の仕上りにばらつきが生じ得る。それに対して、高電圧トランス８では、巻線の仕上りにばらつきが生じることを防ぐことができる。さらに、第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂ及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａは、コア材に巻回された配線によって構成され、且つ樹脂によって埋設された状態であってもよい。この場合においても、配線間に生じる凹凸が無くなり、凹凸に電界が集中することを抑制することができる。
　配線基板８３は、第１のコア８４の一部及び第２のコア８５の一部を囲む配線パターンをそれぞれ有する複数の配線層８３６と、複数の配線層８３６のそれぞれの間に設けられた樹脂層８３５と、複数の配線層８３６のうち隣り合う配線層８３６の配線パターンを相互に接続する第１の層間接続部８３７及び第２の層間接続部８３８と、を有する。この場合、コイル８３４を含む配線基板８３を、多層プリント基板の技術を用いて容易に形成することができる。
　配線基板８３の厚さ方向（Ｚ軸方向）から見た際に、配線基板８３の開口部（第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂ）の縁の少なくとも一部の形状は、円弧状である。この場合、配線基板８３の開口部の縁と第１のコア８４及び第２のコア８５との間隔の急激な変化を抑えて局所的な電界強度の増大が抑制されるため、絶縁耐圧を更に高めることができる。
　配線基板８３の開口部は、第１の開口８３ａと、第２の開口８３ｂと、を含む。コイル８３４は、第１の開口８３ａの縁に沿って巻回される部分と、第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回される部分とを含む。第１のコア８４の一部は、第１の開口８３ａを挿通し、第２のコア８５の一部は、第２の開口８３ｂを挿通している。この場合、配線基板８３のコイル８３４のうち、第１の開口８３ａの縁に沿って巻回された部分が第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂとして機能し、第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回された部分が第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａとして機能する。これにより、第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａ及び第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂをそれぞれ個別に配置することができ、効率よく一次巻線８２ａ及び二次巻線８１ｂを構成することができる。例えば、コイル８３４が第１の開口８３ａの縁及び第２の開口８３ｂの縁に沿って一括して巻回される場合に比べ、効率よく第１の絶縁トランス８１の二次巻線８１ｂから第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａにエネルギーを伝えることができ、加えて、磁束が漏れ難くすることができる。
　第１のコア８４は、Ｚ軸方向に延在する一対の脚部８４ｄ，８４ｃの一方の脚部８４ｄ及び他方の脚部８４ｃと、脚部８４ｄ及び脚部８４ｃの一端において脚部８４ｄ及び脚部８４ｃ同士を連結する第１の柱部８４ａと、脚部８４ｄ及び脚部８４ｃの他端において脚部８４ｄ及び脚部８４ｃ同士を連結する第２の柱部８４ｂとを含んでいる。第２のコア８５は、Ｚ軸方向に延在する一対の脚部８５ｄ，８５ｃの一方の脚部８５ｄ及び他方の脚部８５ｃと、脚部８５ｄ及び脚部８５ｃの一端において脚部８５ｄ及び脚部８５ｃ同士を連結する第１の柱部８５ａと、脚部８５ｄ及び脚部８５ｃの他端において脚部８５ｄ及び脚部８５ｃ同士を連結する第２の柱部８５ｂとを含んでいる。第１のコア８４の一部は、第１のコア８４の脚部８４ｄに含まれ、第２のコア８５の一部は第２のコア８５の脚部８５ｄに含まれる。この場合、第１のコア８４及び第２のコア８５を用いることによって、例えば、円環状のコアを用いる場合に比べ、第１のコア８４及び第２のコア８５と配線基板８３との間の空隙を均一に保ちやすくなり、電界強度の偏りを抑制して絶縁耐圧を更に高めることができる。
　高電圧トランス８は、第１のコア８４に接触し、配線基板８３と対向して配置されている第１の対向電極８６と、第２のコア８５に接触し、配線基板８３と対向して配置されている第２の対向電極８７と、を更に備える。この場合、第１の対向電極８６の電位は、第１のコア８４の電位（典型的には第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａの電位）と同電位となり、第２の対向電極８７の電位は、第２のコア８５の電位（典型的には第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂの電位）と同電位になる。第２の対向電極８７と配線基板８３との間、及び第１の対向電極８６と配線基板８３との間にはそれぞれ第１の浮遊容量Ｃｆ１及び第２の浮遊容量Ｃｆ２が存在している。第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂと第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａとの間の電圧が第１の浮遊容量Ｃｆ１及び第２の浮遊容量Ｃｆ２により分圧されるため、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂと配線基板８３との間の電位差、及び第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａと配線基板８３との間の電位差を安定して維持することができる。よって、絶縁耐圧を更に高めることができる。
　配線基板８３の電位を規定するうえで、例えば、他の電源から配線基板８３に電圧を供給することが考えられる。その場合、配線基板８３に接続端子を設ける必要があり、このような接続端子において電界が集中し、放電が発生する恐れがある。これに対して、高電圧トランス８では、第１の対向電極８６及び第２の対向電極を設けることにより、配線基板８３の中間電位を非接触で規定することができる。これにより、配線基板８３に設けられた接続端子に電界が集中することを防ぐことができる。
　第１の対向電極８６及び第２の対向電極８７のそれぞれは、配線基板８３と対向している対向部８６１と、対向部８６１と接続され、第１のコア８４及び第２のコア８５のそれぞれと接触している接触部８６２と、を有する。配線基板８３の外縁の少なくとも一部の形状は、円弧状であり、対向部８６１は、配線基板８３の厚さ方向から見た際に、配線基板８３の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円形を呈している。この場合、対向部８６１が円形を呈していることにより、対向部８６１の外縁において電界が集中することを抑制することができる。よって、絶縁耐圧を更に高めることができる。
　対向部８６１は、配線基板８３の厚さ方向から見た際に、第１の開口８３ａと重なる貫通孔（第３の開口８６ｂ）を含む。この場合、対向部８６１が第３の開口８６ｂを含むことにより、第１の開口８３ａに対向する部分において、配線基板８３以外の要素によって浮遊容量が形成されることを避けることができる。
　対向部８７１は、配線基板８３の厚さ方向から見た際に、第２の開口８３ｂと重なる貫通孔（第３の開口８７ｂ）を含む。この場合、対向部８７１が第３の開口８７ｂを含むことにより、第２の開口８３ｂに対向する部分において、配線基板８３以外の要素によって浮遊容量が形成されることを避けることができる。
　配線基板８３の断面において、配線基板８３の角Ｅ１は、丸みを帯びている。この場合、角Ｅ１に電界が集中することを抑制することができる。よって、絶縁耐圧を更に高めることができる。
［第１変形例］
　図１０は、第１変形例に係る高電圧トランス８Ａを示す図である。実施形態に係る高電圧トランス８と異なる点のみを説明する。本体部８３１Ａは、Ｚ軸方向から見た際に、Ｙ軸方向を長径、Ｘ軸方向を短径とする長円形を呈している。本体部８３１Ａには、第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂに代えて、一つの開口８３ｇ（第１の開口）が形成されている。開口８３ｇのＹ軸方向における両端部は、Ｚ軸方向から見た際に、Ｙ軸方向を長径、Ｘ軸方向を短径とする長円形を呈している。開口８３ｇの縁の一部は、Ｚ軸方向から見た際に、円弧状である。本体部８３１Ａの外縁と開口８３ｇの縁との幅は、本体部８３１Ａの周方向に沿って一定である。
　第１のコア８４の一対の脚部８４ｄ，８４ｃの一方の脚部８４ｄ、及び第２のコア８５の一対の脚部８５ｄ，８５ｃの一方の脚部８５ｄは、共に開口８３ｇを挿通している。脚部８４ｄと脚部８５ｄとの間には、配線基板８３Ａの領域が存在しない。第１のコア８４の脚部８４ｄから第１の空隙ｄ１を空けて、第２のコア８５の脚部８５ｄが設けられている。第１のコア８４の脚部８４ｄは、開口８３ｇの縁から第２の空隙ｄ２を空けて設けられている。第２のコア８５の脚部８５ｄは、開口８３ｇの第１のコア８４側の縁とは反対側の縁から第２の空隙ｄ２を空けて設けられている。言い換えれば、第１のコア８４の脚部８４ｄ及び第２のコア８５の脚部８５ｄは、開口８３ｇの縁に接触していない。図１０の例では、第１の空隙ｄ１の長さは、第２の空隙ｄ２の長さよりも長い。
　第１変形例では、コイル８３４は、脚部８４ｄと脚部８５ｄとを跨ぐように巻回されている。このことから、高電圧トランス８Ａにおけるコイル８３４の巻き径は、高電圧トランス８におけるコイル８３４の巻き径よりも大きくなる。Ｚ軸方向から見た際に、コイル８３４の最上層は、表面８３ｅの全面に亘って形成されている。具体的には、コイル８３４の最上層は、本体部８３１Ａの外縁と開口８３ｇの縁との間において、本体部８３１Ａの外縁に沿って一周するように、表面８３ｅ上に形成されている。
　第１変形例では、配線基板８３Ａは、第１の層間接続部８３７及び第２の層間接続部８３８に代えて一つの層間接続部８３９を含んでいる。一つの層間接続部８３９は、Ｙ軸方向に沿って並んだ複数のビアを含んでいる。上位層と一つ下の下位層とは、一つの層間接続部８３９における複数のビアの一つにおいて接続されている。
　図１０の例では、第１の対向電極８６及び第２の対向電極８７が図示されていないが、実施形態と同様に、第１の対向電極８６及び第２の対向電極８７が設けられてもよい。そして、第１の対向電極８６が第１の固定部８３２と接続され、第２の対向電極８７が第２の固定部８３３と接続されてもよい。或いは、高電圧トランス８Ａが床に載置される場合、第１の固定部８３２及び第２の固定部８３３と床との間に、スペーサＳＰが設けられ、スペーサＳＰによって配線基板８３Ａが支持されてもよい。
　高電圧トランス８Ａにおける開口部は、第１の開口（開口８３ｇ）を含む。第１のコア８４の一部及び第２のコア８５の一部は、開口８３ｇを挿通し、第１のコア８４と第２のコア８５との間に配線基板８３が存在しない。この場合、第１のコア８４と第２のコア８５との間に配線基板８３Ａが存在しないことにより、絶縁耐圧を確保しつつ、第１のコア８４と第２のコア８５との間の距離を近づけて小型化を図ることができる。
［第２変形例、第３変形例］
　高電圧トランス８は、三つ以上の絶縁トランスを接続することで構成されてもよい。図１１は、第１の絶縁トランス８１と、第２の絶縁トランス８２と、第３の絶縁トランス８８とを含む高電圧トランスの一例を示している。
　図１１の（ａ）は、第２変形例に係る高電圧トランス８Ｂを例示している。実施形態に係る高電圧トランス８と異なる点のみを説明する。高電圧トランス８Ｂは、第１の配線基板８３Ｂと、第２の配線基板８３Ｃとを有している。高電圧トランス８Ｂは、第１のコア８４と、第２のコア８５と、第３のコア８９とを有している。第２の配線基板８３Ｃは、第２の開口部（第１の開口８３ａ及び第２の開口８３ｂ）を有している。第２の配線基板８３Ｃは、第２のコア８５の他の一部（脚部８５ｃ）を挿通するための第１の開口８３ａ、及び第３のコア８９の一部（脚部８９ｄ）を挿通するための第２の開口８３ｂを有している。第１の開口８３ａの縁は、第２のコア８５の脚部８５ｃと離隔している。第２の開口８３ｂの縁は、第３のコア８９の脚部８９ｄと離隔している。高電圧トランス８Ｂは、対向電極を含んでいない。第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａ（第２の一次巻線）は、第１の配線基板８３Ｂに含まれるコイル８３４のうち、第１の配線基板８３Ｂの第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回された部分によって構成される。第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回された部分は、第２のコア８５の一対の脚部８５ｄ，８５ｃの一方の脚部８５ｄの周囲にも巻回されている。第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂ（第２の二次巻線）は、第２の配線基板８３Ｃに含まれるコイル８３４のうち、第２の配線基板８３Ｃの第１の開口８３ａの縁に沿って巻回された部分によって構成される。第１の開口８３ａの縁に沿って巻回された部分は、第２のコア８５の脚部８５ｃの周囲にも巻回されている。第３の絶縁トランス８８の一次巻線８８ａ（第３の一次巻線）は、第２の配線基板８３Ｃに含まれるコイル８３４のうち、第２の配線基板８３Ｃの第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回された部分によって構成されている。第２の開口８３ｂの縁に沿って巻回された部分は、第３のコア８９の脚部８９ｄの周囲にも巻回されている。第３の絶縁トランス８８の二次巻線８８ｂ（第３の二次巻線）は、第３のコア８９の脚部８９ｃに絶縁紙が巻かれ、絶縁紙の上から導線が巻回されることにより構成されている。
　図１１の（ｂ）は、第３変形例に係る高電圧トランス８Ｃを例示している。第２変形例に係る高電圧トランス８Ｂと異なる点のみを説明する。高電圧トランス８Ｃは、一対の第１の対向電極８６Ａ，８６Ｂの一方の第１の対向電極８６Ａ及び他方の第１の対向電極８６Ｂと、一対の第２の対向電極８７Ａ，８７Ｂの一方の第２の対向電極８７Ａ及び他方の第２の対向電極８７Ｂと、一対の第３の対向電極９１Ａ，９１Ｂの一方の第３の対向電極９１Ａ及び他方の第３の対向電極９１Ｂとを有している。第１の対向電極８６Ａは、第１のコア８４の第１の柱部８４ａと接触している。第１の対向電極８６Ｂは、第１のコア８４の第２の柱部８４ｂと接触している。第２の対向電極８７Ａは、第２のコア８５の第１の柱部８５ａと接触している。第２の対向電極８７Ｂは、第２のコア８５の第２の柱部８５ｂと接触している。第３の対向電極９１Ａは、第３のコア８９の第１の柱部８９ａと接触している。第３の対向電極９１Ｂは、第３のコア８９の第２の柱部８９ｂと接触している。
　仮に、対向電極がない場合においても、第１のコア８４、第２のコア８５、及び第３のコア８９と第１の配線基板８３Ｂ又は第２の配線基板８３Ｃとの間には、浮遊容量は存在する。例えば、図１１の（ａ）において、第２のコア８５と第１の配線基板８３Ｂ及び第２の配線基板８３Ｃとの間には、浮遊容量が存在している。ただ、浮遊容量の大きさは、対向する電極の表面積の大きさに比例するため、第２の対向電極８７Ａ及び第２の対向電極８７Ｂを設けた方が浮遊容量の大きさを大きくできる。つまり、第２の対向電極８７Ａ及び第２の対向電極８７Ｂは、第２のコア８５と第１の配線基板８３Ｂ及び第２の配線基板８３Ｃとの間の浮遊容量を補強する役割を担う。これにより、第２のコア８５と第１の配線基板８３Ｂ及び第２の配線基板８３Ｃとの間の浮遊容量が補強され、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂと第２の配線基板８３Ｃとの間の電位差、及び第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａと第１の配線基板８３Ｂとの間の電位差をより安定して維持することができる。
　図１２は、高電圧トランス８Ｂ及び高電圧トランス８Ｃの等価回路図である。第１のコア８４と第１の配線基板８３Ｂとの間に存在する第３の浮遊容量Ｃｆ３は、第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａと二次巻線８１ｂとの間の第３の浮遊容量Ｃｆ３を構成している。第２のコア８５と第１の配線基板８３Ｂとの間に存在する浮遊容量及び第２のコア８５と第２の配線基板８３Ｃとの間に存在する浮遊容量を合計した第４の浮遊容量Ｃｆ４は、第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａと第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂとの間の第４の浮遊容量Ｃｆ４を構成している。第３のコア８９と第２の配線基板８３Ｃとの間に存在する第５の浮遊容量Ｃｆ５は、第３の絶縁トランス８８の一次巻線８８ａと二次巻線８８ｂとの間の第５の浮遊容量Ｃｆ５を構成している。高電圧トランス８Ｃは、第１の対向電極８６Ａ及び第１の対向電極８６Ｂと、第２の対向電極８７Ａ及び第２の対向電極８７Ｂと、第３の対向電極９１Ａ及び第３の対向電極９１Ｂとを有していることから、高電圧トランス８Ｂに比べ、各浮遊容量が補強されている。高電圧トランス８Ｂ及び高電圧トランス８Ｃでは、第３の絶縁トランス８８の二次巻線８８ｂと第１の絶縁トランス８１の一次巻線８１ａとの間の電圧は、第３の浮遊容量Ｃｆ３、第４の浮遊容量Ｃｆ４、及び第５の浮遊容量Ｃｆ５により分圧される。これにより、第１の絶縁トランス８１、第２の絶縁トランス８２、及び第３の絶縁トランス８８のそれぞれに印加される電圧が分圧される。このため、高電圧トランス８に比べ、各絶縁トランスに印加される電圧の大きさを抑制することができる。
　高電圧トランス８Ｂ及び８Ｃは、第３の絶縁トランス８８の一次巻線８８ａ、第３の絶縁トランス８８の二次巻線８８ｂ、及び第３のコア８９を含む第３の絶縁トランス８８を更に備えている。第２の絶縁トランス８２及び第３の絶縁トランス８８は、配線パターンによるコイル８３４（第２のコイル）を含む共通の第２の配線基板８３Ｃを有している。第２の配線基板８３Ｃは、第２のコア８５の他の一部（脚部８５ｃ）を挿通するための第１の開口８３ａ、及び第３のコア８９の一部（脚部８９ｄ）を挿通するための第２の開口８３ｂを有している。第１の開口８３ａの縁は、第２のコア８５の脚部８５ｃと離隔している。第２の開口８３ｂの縁は、第３のコア８９の脚部８９ｄと離隔している。第２のコイルは、第２のコア８５の脚部８５ｃ及び第３のコア８９の脚部８９ｄの周囲に巻回される部分を含むことで、互いに電気的に接続されている第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂ及び第３の絶縁トランス８８の一次巻線８８ａを構成している。
　高電圧トランス８Ｂ及び８Ｃによれば、第１の絶縁トランス８１及び第２の絶縁トランス８２が縦列接続されていること加え、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂ及び第３の絶縁トランス８８の一次巻線８８ａが互いに電気的に接続されている。このため、第２の絶縁トランス８２及び第３の絶縁トランス８８が縦列接続されている。これにより、各絶縁トランスの一次側と二次側との電位差を更に小さくすることができる。さらに、第２の配線基板８３Ｃ内のコイル８３４が第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂを構成する部分及び第３の絶縁トランス８８の一次巻線８８ａを構成する部分を有している。第２の配線基板８３Ｃの第１の開口８３ａの縁が、第２のコア８５と離隔している。第２の配線基板８３Ｃの第２の開口８３ｂの縁が、第３のコア８９と離隔している。これにより、例えば、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂ及び第３の絶縁トランス８８の一次巻線８８ａをそれぞれ独立した導線を巻回することで形成する場合に比べ、放電が発生し難い。さらに、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂ及び第３の絶縁トランス８８の一次巻線８８ａが、共通の第２の配線基板８３Ｃに含まれるコイル８３４の部分によって構成されていることから、小型化を図ることができる。
［第４変形例、第５変形例］
　第１の対向電極８６及び第２の対向電極８７の形状は、実施形態に係る第１の対向電極８６及び第２の対向電極８７の形状に限られない。図１３の（ａ）は、第４変形例に係る第１の対向電極８６Ｃ及び第２の対向電極８７Ｃを説明するための図である。図１３の（ａ）に示されるように、第１の対向電極８６Ｃの対向部８６１Ｃは、Ｚ軸方向から見た際に、配線基板８３の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円弧形状を呈していてもよい。対向部８６１Ｃは、切欠き８６ｃを含んでいてもよい。対向部８６１Ｃは、配線基板８３の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む半円形の基板が切欠き８６ｃによって切りかかれたような形状を呈していてもよい。切欠き８６ｃは、第１の開口８３ａの縁が描く円弧に沿った縁を含んでいてもよい。
　図１３の（ａ）に示されるように、第２の対向電極８７Ｃの対向部８７１Ｃは、Ｚ軸方向から見た際に、配線基板８３の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円弧形状を呈していてもよい。対向部８７１Ｃは、切欠き８７ｃを含んでいてもよい。対向部８７１Ｃは、配線基板８３の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む半円形の基板が切欠き８７ｃによって切りかかれたような形状を呈していてもよい。切欠き８７ｃは、第２の開口８３ｂの縁が描く円弧に沿った縁を含んでいてもよい。
　対向部８６１Ｃ及び対向部８７１Ｃが円弧形状を呈していることにより、例えば、対向部８６１Ｃ及び対向部８７１Ｃが円形を呈している場合に比べ、第１の対向電極８６Ｃと第２の対向電極８７Ｃとの間の距離を調整し易くなる。これにより、例えば、第１の対向電極８６Ｃと第２の対向電極８７Ｃとの間において放電が発生し難い距離を保ちつつ、第１の対向電極８６Ｃと第２の対向電極８７Ｃとをできる限り近づけることで、高耐圧かつ小型の高電圧トランスを実現することができる。第４変形例において、配線基板８３に代えて第１変形例の配線基板８３Ａが用いられてもよい。この場合、第１の対向電極８６Ｃと第２の対向電極８７Ｃとをできる限り近づけることで、本体部８３１Ａを真円形に近い形状としてもよい。
　図１３の（ｂ）は、第５変形例に係る第１の対向電極８６Ｄ及び第２の対向電極８７Ｄを説明するための図である。図１３の（ｂ）に示されるように、第１の対向電極８６Ｄの対向部８６１Ｄは、Ｚ軸方向から見た際に、配線基板８３Ｄの外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円形を呈しており、第３の開口８６ｂを含まなくてもよい。つまり、対向部８６１Ｄは、実施形態に係る対向部８６１が第３の開口８６ｂを含まない形状であってもよい。同様に、第２の対向電極８７Ｄの対向部８７１Ｄは、Ｚ軸方向から見た際に、配線基板８３Ｄの外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円形を呈しており、第３の開口８７ｂを含まなくてもよい。この場合、対向部８６１Ｄ及び対向部８７１Ｄが円形を呈していることにより、対向部８６１Ｄ及び対向部８７１Ｄの外縁において電界が集中することを抑制することができる。図１３の（ｂ）では、配線基板８３Ｄの形状がＸ軸方向に沿って湾曲しているような形状を呈しているが、これは、例えば、高電圧トランス８を格納する筐体が湾曲しており、その筐体の形状に合わせた形状とした場合を示している。
　以下、実施形態に係る高電圧トランス８又は変形例に係る高電圧トランス８Ａの評価のために行った種々の実験について説明する。以下に説明する実験は、本開示を限定するものではない。
（第１実験）
　第１実験では、実施形態に係る高電圧トランス８において、第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａと第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂとの間の絶縁耐圧を測定した。実際には、第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂと本体部８３１の外縁との間に高電圧を印加し、放電が発生した際の電圧値を比較例と共に測定した。図１４は、比較例に係る高電圧トランス８Ｄの斜視図である。高電圧トランス８Ｄは、コア９１と、環状部材９２と、コア９１と環状部材９２とを固定する固定部材９３とを有している。コア９１は、図１４の例ではＵ形のフェライトコアである。コア９１は、柱部９１ａと、一対の脚部９１ｂとを含んでいる。柱部９１ａに高電圧トランス８Ｄの一次巻線８１ａが巻回されている。環状部材９２に高電圧トランス８Ｄの二次巻線８１ｂが巻回されている。図１４では、省略されているが、一次巻線８１ａと二次巻線８１ｂとの隙間は、絶縁性の樹脂で樹脂モールドされている。
（第１実験結果）
　高電圧トランス８では、１０５ｋＶ印加した際に、第２の絶縁トランス８２の一次巻線８２ａと第２の絶縁トランス８２の二次巻線８２ｂとの間に放電が発生した。一方で、高電圧トランス８Ｄでは、７０ｋＶ印加した際に、一次巻線８１ａと二次巻線８１ｂとの間に放電が発生した。本実験より、実施形態に係る高電圧トランス８の絶縁耐圧は、比較例に係る高電圧トランス８Ｄの絶縁耐圧よりも大きいことが分かった。
（第２実験）
　第２実験では、配線基板８３Ａの断面に対して電界強度解析を実施した。図１５は、電界強度解析用のモデルの一例である。図１５では、変形例に係る高電圧トランス８Ａに対して、配線基板８３Ａの中心８３ｃからＹＺ平面に沿った切断面において、配線基板８３Ａを切断した断面図を示している。配線基板８３Ａの断面における配線基板８３Ａの外縁側の角Ｅ２に対して電界強度解析を実施した。解析にあたり、配線基板８３Ａの断面における角Ｅ２が直角である配線基板８３Ａと、配線基板８３Ａの断面における角Ｅ２が曲面加工されている配線基板８３Ａとを準備した。
（第２実験結果）
　図１６の（ａ）は、配線基板８３Ａの断面における角Ｅ２が直角である配線基板８３Ａに対して電界強度解析を実施した結果を示す。図１６の（ｂ）は、配線基板８３Ａの断面における角Ｅ２が曲面加工されている配線基板８３Ａに対して電界強度解析を実施した結果を示す。角Ｅ２が曲面加工されている配線基板８３Ａにおいて発生する電界強度は、角Ｅ２が直角である配線基板８３Ａにおいて発生する電界強度よりも小さいことが分かる。これは、角Ｅ２が曲面加工されていることにより、電界が角Ｅ２に局所的に分布することが緩和されているためと想定される。
（第３実験）
　第３実験では、配線基板８３の第２の開口８３ｂの縁と第２のコア８５の脚部８５ｄとの間の絶縁耐圧を測定した。図１７の（ａ）～図１７の（ｃ）は、実施形態に係る高電圧トランス８の配線基板８３の中心８３ｃを含むＹＺ平面に沿って配線基板８３を切断した断面図を示している。図１７の（ａ）～図１７の（ｃ）では、第２のコア８５の脚部８５ｄ付近を拡大して図示している。図１７の（ａ）～図１７の（ｃ）では、配線基板８３の角の形状、及び第２の開口８３ｂの縁と第２のコア８５の脚部８５ｄとの間の距離ｄ３を変化させている。図１７の（ａ）では、配線基板８３の角が直角であり、距離ｄ３は、１１．０ｍｍである。図１７の（ｂ）では、配線基板８３の角が曲率半径１ｍｍに曲面加工されており、距離ｄ３は、１０．０ｍｍである。図１７の（ｃ）では、配線基板８３の角が曲率半径２．３ｍｍに曲面加工されており、距離ｄ３は、８．７ｍｍである。
（第３実験結果）
　図１７の（ａ）～図１７の（ｃ）の全ての条件において、第２の開口８３ｂの縁と第２のコア８５の脚部８５ｄとの間では、２００ｋＶ以上の耐電圧を確保していることが確認できた。この結果から、配線基板８３の角の曲面加工の大きさが大きいほど、脚部８５ｄとの間の距離ｄ３が小さくても絶縁耐圧を確保できることが分かった。
　８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ…高電圧トランス、８１…第１の絶縁トランス、８２…第２の絶縁トランス、８８…第３の絶縁トランス、８１ａ…第１の絶縁トランスの一次巻線（第１の一次巻線）、８１ｂ…第１の絶縁トランスの二次巻線（第１の二次巻線）、８２ａ…第２の絶縁トランスの一次巻線（第２の一次巻線）、８２ｂ…第２の絶縁トランスの二次巻線（第２の二次巻線）、８８ａ…第３の絶縁トランスの一次巻線（第３の一次巻線）、８８ｂ…第３の絶縁トランスの二次巻線（第３の二次巻線）、８３…配線基板、８３ａ…第１の開口（開口部）、８３ｂ…第２の開口（開口部）、８４…第１のコア、８５…第２のコア、８９…第３のコア、８４ａ…第１のコアの第１の柱部、８４ｂ…第１のコアの第２の柱部、８５ａ…第２のコアの第２の柱部、８５ｂ…第２のコアの第２の柱部、８４ｄ…第１のコアの脚部（第１のコアの一部）、８５ｄ…第２のコアの脚部（第２のコアの一部）、８６…第１の対向電極、８７…第２の対向電極、８３４…コイル、８３５…樹脂層、８３６，８３６Ａ…配線層、８３７…第１の層間接続部、８３８…第２の層間接続部、８６１，８７１…対向部、８６２，８７２…接触部。

Claims (12)

  1. 　第１の一次巻線、第１の二次巻線、及び第１のコアを含む第１の絶縁トランスと、
    　第２の一次巻線、第２の二次巻線、及び第２のコアを含む第２の絶縁トランスと、を備え、
    　前記第１の絶縁トランス及び前記第２の絶縁トランスは、配線パターンによるコイルを含む共通の配線基板を有し、
    　前記配線基板は、前記第１のコアの一部及び前記第２のコアの一部を挿通するための開口部を有し、
    　前記開口部の縁は、前記第１のコアの前記一部及び前記第２のコアの前記一部と離隔しており、
    　前記コイルは、前記第１のコアの前記一部及び前記第２のコアの前記一部の周囲に巻回されることで、互いに電気的に接続されている前記第１の二次巻線及び前記第２の一次巻線を構成している、高電圧トランス。
  2. 　前記配線基板は、
    　前記第１のコアの前記一部及び前記第２のコアの前記一部を囲む前記配線パターンをそれぞれ有する複数の配線層と、
    　前記複数の配線層のそれぞれの間に設けられた樹脂層と、
    　前記複数の配線層のうち隣り合う配線層の前記配線パターンを相互に接続する層間接続部と、を有する、請求項１に記載の高電圧トランス。
  3. 　前記配線基板の厚さ方向から見た際に、前記配線基板の前記開口部の縁の少なくとも一部の形状は、円弧状である、請求項１又は２に記載の高電圧トランス。
  4. 　前記配線基板の前記開口部は、第１の開口と、第２の開口と、を含み、
    　前記コイルは、前記第１の開口の縁に沿って巻回される部分と、前記第２の開口の縁に沿って巻回される部分とを含み、
    　前記第１のコアの前記一部は、前記第１の開口を挿通し、
    　前記第２のコアの前記一部は、前記第２の開口を挿通している、請求項１～３のいずれか一項に記載の高電圧トランス。
  5. 　前記開口部は、第１の開口を含み、
    　前記第１のコアの前記一部及び前記第２のコアの前記一部は、前記第１の開口を挿通し、
    　前記第１のコアと前記第２のコアとの間に前記配線基板が存在しない、請求項１～４のいずれか一項に記載の高電圧トランス。
  6. 　前記第１のコア及び前記第２のコアのそれぞれは、一方向に延在する一対の脚部、前記一対の脚部の一端において前記一対の脚部同士を連結する第１の柱部、及び前記一対の脚部の他端において前記一対の脚部同士を連結する第２の柱部を含み、
    　前記第１のコアの前記一部は前記第１のコアの前記一対の脚部のうち一方に含まれ、前記第２のコアの前記一部は前記第２のコアの前記一対の脚部のうち一方に含まれる、請求項１～５のいずれか一項に記載の高電圧トランス。
  7. 　前記第１のコアに接触し、前記配線基板と対向して配置されている第１の対向電極と、
    　前記第２のコアに接触し、前記配線基板と対向して配置されている第２の対向電極と、を更に備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の高電圧トランス。
  8. 　前記第１の対向電極及び前記第２の対向電極のそれぞれは、
    　前記配線基板と対向している対向部と、
    　前記対向部と接続され、前記第１のコア及び前記第２のコアのそれぞれと接触している接触部と、を有し、
    　前記配線基板の外縁の少なくとも一部の形状は、円弧状であり、
    　前記対向部は、前記配線基板の厚さ方向から見た際に、前記配線基板の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円形を呈している、請求項７に記載の高電圧トランス。
  9. 　前記対向部は、前記配線基板の厚さ方向から見た際に、前記開口部と重なる貫通孔を含む、請求項８に記載の高電圧トランス。
  10. 　前記第１の対向電極及び前記第２の対向電極のそれぞれは、
    　前記配線基板と対向している対向部と、
    　前記対向部と接続され、前記第１のコア及び前記第２のコアのそれぞれと接触している接触部と、を有し、
    　前記配線基板の外縁の少なくとも一部の形状は、円弧状であり、
    　前記対向部は、前記配線基板の厚さ方向から見た際に、前記配線基板の外縁が描く円弧に沿った外縁を含む円弧形状を呈している、請求項７に記載の高電圧トランス。
  11. 　前記配線基板の断面において、前記配線基板の角は、丸みを帯びている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の高電圧トランス。
  12. 　第３の一次巻線、第３の二次巻線、及び第３のコアを含む第３の絶縁トランスを更に備え、
    　前記第２の絶縁トランス及び前記第３の絶縁トランスは、配線パターンによる第２のコイルを含む共通の第２の配線基板を有し、
    　前記第２の配線基板は、前記第２のコアの他の一部及び前記第３のコアの一部を挿通するための第２の開口部を有し、
    　前記第２の開口部の縁は、前記第２のコアの前記他の一部及び前記第３のコアの前記一部と離隔しており、
    　前記第２のコイルは、
    　前記第２のコアの前記他の一部及び前記第３のコアの前記一部の周囲に巻回されることで、互いに電気的に接続されている前記第２の二次巻線及び前記第３の一次巻線を構成している、請求項１～１１のいずれか一項に記載の高電圧トランス。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS3934449Y1 (ja) * 1962-10-12 1964-10-12
JP2014039031A (ja) * 2012-08-10 2014-02-27 Sts Spezialwagen-Trnaformatoren Stockach Gmbh & Co Kg 中波変圧器

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