[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2003332146A - Transformer - Google Patents

Transformer

Info

Publication number
JP2003332146A
JP2003332146A JP2002138939A JP2002138939A JP2003332146A JP 2003332146 A JP2003332146 A JP 2003332146A JP 2002138939 A JP2002138939 A JP 2002138939A JP 2002138939 A JP2002138939 A JP 2002138939A JP 2003332146 A JP2003332146 A JP 2003332146A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic body
magnetic
conductor
primary
side conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002138939A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiichi Yonezawa
栄一 米澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2002138939A priority Critical patent/JP2003332146A/en
Publication of JP2003332146A publication Critical patent/JP2003332146A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an inconvenience caused by irregular magnetic flux distribution, magnetic flux leakage, or inductance leakage, related to a thin transformer used for a power convertor such as a small switching power source and an inverter. <P>SOLUTION: An insulating board 1 is provided with a plurality of slits 5 at a regular interval into which protruding parts 45 of a magnetic body 44 are inserted at a regular interval. On the upper surface of the insulating board 1, a primary-side conductor 21 constituting a primary-side conductor pattern 2 is so provided as to circulate zigzag the slits 5. The primary-side conductor 21 includes eight sections extending in the length direction of the slits 5, with the ends connected with a short primary connection conductor 22 (seven in total) to zigzag fold back, constituting the primary-side conductor pattern 2. On the lower surface of the insulating board 1, a secondary-side conductor 31 constituting a secondary-side conductor pattern 3 is provided in the slits 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はトランスに関し、特
に、小型スイッチング電源やインバータなどの電力変換
装置に用いられる、小型化、薄型化されたトランスに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transformer, and more particularly to a compact and thin transformer used in a power conversion device such as a small switching power supply or an inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種電子装置に対する小型化要求
はますます強まってきている。特にノートパソコンなど
電子機器の携帯化が高まるにつれ機器全体の薄さが特に
要望され、電源部に使用されるトランスの薄型化が求め
られている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization of various electronic devices. In particular, as electronic devices such as notebook computers are becoming more portable, thinness of the entire device is especially demanded, and thinning of the transformer used in the power supply unit is also required.

【0003】一般に電子機器に用いられるトランスはボ
ビンに巻線を施したものにフェライトコアを挿入した形
が多いが、この構造では薄型化が困難であった。そこで
近年では、巻線を使用せず絶縁基板上に形成したスパイ
ラル状導体パターンを巻線の替わりに使用し、薄型のフ
ェライトコアを絶縁基板上に設けたスリットに挿入した
形で薄型化を図っている例が見られる(特開2000−
91138号公報)。
In many transformers used in electronic equipment, a bobbin is wound and a ferrite core is inserted, but it is difficult to reduce the thickness with this structure. Therefore, in recent years, a spiral conductor pattern formed on an insulating substrate without using a winding is used instead of the winding, and a thin ferrite core is inserted into a slit provided on the insulating substrate to achieve a thin shape. Can be seen (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-
91138).

【0004】従来の薄型トランスの構造の一例を図11
に示す。一次側導体パターン2および二次側導体パター
ン(図示せず)は絶縁基板1の両面の導体層をエッチン
グ等でスパイラル形状に加工されたものであり、絶縁基
板1の各々の導体の中心部および最外部にはスリット
(貫通孔)5が設けられている。磁性体となるフェライ
トコア4は図示するEI型のほか、EE型やポット型な
ど種々の形状が用いられる。図11に示したEIコアで
は、片側のコアのみ中央脚41および外脚42を持ち、
この脚部が絶縁基板1のスリット5に挿通され、平板状
コアである上磁性板43と接合されることにより閉磁路
を形成する。
FIG. 11 shows an example of the structure of a conventional thin transformer.
Shown in. The primary-side conductor pattern 2 and the secondary-side conductor pattern (not shown) are obtained by processing conductor layers on both surfaces of the insulating substrate 1 into a spiral shape by etching or the like. A slit (through hole) 5 is provided at the outermost part. The ferrite core 4 serving as a magnetic body may have various shapes such as the EI type and the pot type other than the EI type shown in the drawing. In the EI core shown in FIG. 11, only the core on one side has the central leg 41 and the outer leg 42,
The leg portion is inserted into the slit 5 of the insulating substrate 1 and joined to the upper magnetic plate 43 which is a flat core to form a closed magnetic circuit.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図11に示
す従来構造の薄型トランスには次のような問題がある。
By the way, the conventional thin transformer shown in FIG. 11 has the following problems.

【0006】第一に洩れ磁束の問題である。図12は図
11に示した従来の薄型トランスのコア中央脚を含む断
面を図示したものである。図中の矢印を付したループは
トランス運転時の磁束7の通路を示している。コアが閉
磁路の場合、多くの磁束は7aのようにコアの中だけを
通る。しかし、トランスを薄型化するためコアを扁平構
造とするとコア内で導体を収容する窓部6の形状はさら
に扁平とならざるを得ない。この構造は磁気回路として
見ると、コアの横方向磁気抵抗に対して、窓部の空隙を
縦方向に向かう磁気抵抗が同等レベルまで低下している
構成となっている。したがって、一部の磁束は7bで示
すように窓部の空隙を突っ切るような分布を示す。この
ためトランスの巻線である一次側および二次側導体パタ
ーン2,3には交番磁界が直接加わり渦電流が流れ、大
きな損失が発生することになる。これはトランスとして
の効率低下を招来するばかりでなく、巻線導体の異常加
熱の発生と絶縁不良の発生に注意を払う必要がある。
The first problem is the leakage magnetic flux. FIG. 12 illustrates a cross section including the central leg of the core of the conventional thin transformer shown in FIG. The loop with an arrow in the figure shows the path of the magnetic flux 7 during the transformer operation. When the core is a closed magnetic circuit, most magnetic flux passes only in the core like 7a. However, if the core has a flat structure in order to reduce the thickness of the transformer, the shape of the window portion 6 for accommodating the conductor in the core is inevitably flatter. When viewed as a magnetic circuit, this structure has a configuration in which the magnetic resistance in the longitudinal direction of the void in the window is reduced to the same level as the lateral magnetic resistance of the core. Therefore, a part of the magnetic flux has a distribution that penetrates the air gap of the window portion as shown by 7b. Therefore, an alternating magnetic field is directly applied to the primary side and secondary side conductor patterns 2 and 3 which are windings of the transformer, an eddy current flows, and a large loss occurs. This not only causes a decrease in efficiency as a transformer, but it is also necessary to pay attention to the occurrence of abnormal heating of the winding conductor and the occurrence of insulation failure.

【0007】第二に磁束分布の不均一の問題である。導
体がスパイラル状であるため、巻線電流によって作られ
た全磁束は、その巻線中心にあるコアの中央脚41を通
り、外脚42に向う。先にも述べたように7bで示した
窓部6を突っ切る磁束がある関係で、コアの上下板内の
磁界の強さは中央脚41近傍が最も強く、外脚42の付
近は弱くなる。
Second, there is a problem of non-uniformity of magnetic flux distribution. Due to the spiral shape of the conductor, all the magnetic flux created by the winding current passes through the central leg 41 of the core at the center of the winding and towards the outer leg 42. As described above, due to the magnetic flux penetrating the window portion 6 shown by 7b, the strength of the magnetic field in the upper and lower plates of the core is strongest in the vicinity of the central leg 41 and weak in the vicinity of the outer leg 42.

【0008】ところで、コアの寸法、特に磁束通路の厚
みを決める場合、磁気飽和が大きな決定要因となる。磁
気飽和が生ずる強さまで磁束が増大すると、インダクタ
ンスの低下のため励磁電流が増大し、不要な損失の発生
や巻線導体の異常加熱などの不具合を生じる。磁気飽和
が生じないようにコア厚さを決めるにはコア内の最大磁
束密度を見て決める必要がある。この例では中央脚41
近傍が最も高磁東密度となるため、ここでコア厚さが決
まってしまう。一方、外脚42の近傍では低磁束密度の
ためコアの使い方としては無駄が生じる。
By the way, when determining the size of the core, especially the thickness of the magnetic flux passage, magnetic saturation is a major determining factor. When the magnetic flux increases to the strength at which magnetic saturation occurs, the inductance decreases and the exciting current increases, causing problems such as unnecessary loss and abnormal heating of the winding conductor. To determine the core thickness so that magnetic saturation does not occur, it is necessary to determine the maximum magnetic flux density in the core. In this example, the central leg 41
Since the highest magnetic east density is in the vicinity, the core thickness is determined here. On the other hand, in the vicinity of the outer leg 42, the magnetic flux density is low, so that the core is wasted in its usage.

【0009】第三に洩れインダクタンスの問題がある。
洩れインダクタンスは一次または二次巻線導体の片方に
しか鎖交しない磁束であり、多くは巻線導体の配置で決
まる。この場合、一次および二次巻線導体は絶縁基板1
の両面に貼り付いているため、洩れインダクタンス値は
構造上ほとんど一義的に決まってしまう。一般に洩れイ
ンダクタンスは小さいほど良い場合が多いが、例えば共
振型コンバータなどでは、積極的に洩れインダクタンス
を利用することもある。このように洩れインダクタンス
をコントロールしたい場合、従来の構造では構造上から
一義的に決まってしまうため、別の手段により調整しな
ければならない。
Thirdly, there is a problem of leakage inductance.
Leakage inductance is a magnetic flux that links only to one of the primary or secondary winding conductors, and is mostly determined by the arrangement of the winding conductors. In this case, the primary and secondary winding conductors are insulated substrate 1
Since it is attached on both sides of the structure, the leakage inductance value is almost uniquely determined by the structure. In general, the smaller the leakage inductance, the better in many cases. However, for example, in a resonance converter, the leakage inductance may be positively used. When it is desired to control the leakage inductance in this way, the conventional structure is uniquely determined from the structural point of view, and must be adjusted by another means.

【0010】そこで本発明の目的は、上記の課題を解決
することのできるトランスを提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a transformer which can solve the above problems.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の一態様では、複数の突部が形成された第1
の磁性体と、該突部の各表面に接合された第2の磁性体
と、前記第1の磁性体と前記第2の磁性体の間隙に配置
され、前記第2の磁性体側の表面に一次側導体が形成さ
れた絶縁性基板と、該絶縁性基板を挟んで前記一次側導
体と電磁結合する位置に形成された二次側導体とを備え
たトランスにおいて、前記第1の磁性体には前記溝部と
前記突部が並列して複数形成されており、前記絶縁性基
板は、前記突部の間隔と略同一間隔で形成された複数の
スリットを有しており、それぞれのスリットに前記突部
が1つずつ挿通された状態で前記第1の磁性体と前記第
2の磁性体の間隙に介在する形態のトランスを実施し
た。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a first protrusion having a plurality of protrusions is formed.
Of the magnetic body, the second magnetic body joined to each surface of the protrusion, the gap between the first magnetic body and the second magnetic body, and the surface on the side of the second magnetic body. A transformer including an insulating substrate having a primary conductor formed thereon and a secondary conductor formed at a position where the primary conductor is electromagnetically coupled with the insulating substrate sandwiched between the first magnetic body. Is a plurality of the groove and the protrusion are formed in parallel, the insulating substrate has a plurality of slits formed at substantially the same interval as the interval of the protrusion, each slit is A transformer having a configuration in which the protrusions are inserted one by one and is interposed in the gap between the first magnetic body and the second magnetic body was implemented.

【0012】ここで、前記二次側導体は前記第1の磁性
体側の裏面に形成されており、複数形成された前記突部
のうち一つを周回する第1のパスとなる部分と、該一つ
の突部から1つおいて隣の別の突部を周回する第2のパ
スとなる部分とを少なくとも含み、該第2のパスとなる
部分と前記第1のパスとなる部分は並列接続されてお
り、前記一次側導体は、前記二次側導体の周回部分にお
いて前記二次側導体とほぼ対向して前記複数のスリット
をジグザグ状に周回する部分が直列に接続されて形成さ
れている形態とすることができる。
Here, the secondary-side conductor is formed on the back surface on the first magnetic body side, and a portion serving as a first path that circulates one of the plurality of formed protrusions, At least one portion that forms one second protrusion and that surrounds another adjacent protrusion, and the portion that forms the second path and the portion that forms the first path are connected in parallel. The primary-side conductor is formed by connecting, in series around the secondary-side conductor, a portion that substantially opposes the secondary-side conductor and that circulates the slits in a zigzag shape in series. It can be in the form.

【0013】上記構成では、一次、二次側導体の各一本
を磁性体で取り囲んだ構造になっており、間隙の形状は
従来構造のような扁平とならないため、間隙を通過する
磁束が少なく、導体内の渦電流損失の増加や巻線導体の
異常過熱を防ぐことができる。また隣接する導体の発生
する磁束が重畳しないため、コア内磁束密度が低く抑え
られることから飽和し難く、コア厚を小さく出来るの
で、特に薄型化に効果がある。
In the above construction, each of the primary and secondary conductors is surrounded by a magnetic material, and the shape of the gap does not become flat unlike the conventional structure, so that the magnetic flux passing through the gap is small. It is possible to prevent an increase in eddy current loss in the conductor and abnormal overheating of the winding conductor. Further, since the magnetic fluxes generated by the adjacent conductors do not overlap with each other, the magnetic flux density in the core can be suppressed to a low level, so that it is difficult to saturate and the core thickness can be made small, which is particularly effective for thinning.

【0014】また他の態様において、前記二次側導体は
前記第1の磁性体の前記溝部に巻回されている形態とす
ることができる。
In another aspect, the secondary conductor may be wound around the groove of the first magnetic body.

【0015】上記構成では、磁性体の間隙に挿通される
導体数を複数にすることができ、導体をワイヤによる巻
線で構成し、低コスト化を図ることができる。
In the above structure, the number of conductors inserted in the gap of the magnetic body can be made plural, and the conductors are constituted by windings of wires, so that the cost can be reduced.

【0016】また他の態様において、前記絶縁基板は多
層構造とされており、該多層構造を構成するいくつかの
層のうち最上層および最下層の各表面以外の面に、前記
一次側導体と対向して導体が形成されており、該導体は
少なくとも前記一次側導体と接続されている形態とする
ことができる。
In still another aspect, the insulating substrate has a multi-layer structure, and among the several layers forming the multi-layer structure, the primary conductor and the primary-side conductor are provided on the surfaces other than the respective surfaces of the uppermost layer and the lowermost layer. A conductor may be formed to face each other, and the conductor may be connected to at least the primary side conductor.

【0017】上記構成では、磁性体の間隙に挿通される
導体数を複数にすることができ、変圧比が大きく巻数を
多く取りたい場合に対応できる。
In the above-mentioned structure, the number of conductors inserted in the gap of the magnetic body can be made plural, and it is possible to cope with the case where the transformation ratio is large and the number of turns is large.

【0018】また他の態様において、前記第1の磁性体
に形成された前記突部の前記各表面と前記第2の磁性体
の間に介在する非磁性材からなる微小厚さの磁気ギャッ
プ層を備え、該磁気ギャップ層を介して前記第1の磁性
体と前記第2の磁性体が接合される形態とすることがで
きる。
In still another aspect, a magnetic gap layer of a minute thickness made of a non-magnetic material interposed between each of the surfaces of the protrusion formed on the first magnetic body and the second magnetic body. And a structure in which the first magnetic body and the second magnetic body are joined via the magnetic gap layer.

【0019】上記構成による磁気ギャップ層を設けたこ
とで、全体の磁気抵抗を増加させることにより磁気飽和
しにくい磁気回路の構成とし、これにより、大電流を使
用する場合にも磁気飽和を充分考慮したものとすること
ができる。
By providing the magnetic gap layer having the above-described structure, the magnetic resistance of the entire circuit is increased so that the magnetic circuit is less likely to be magnetically saturated. As a result, the magnetic saturation is sufficiently taken into consideration even when a large current is used. It can be

【0020】また他の態様において、前記一次側導体お
よび前記二次側導体は、前記第2の磁性体と接合された
前記第1の磁性体の前記溝部によって形成される複数の
空隙部のうち少なくとも1つに前記一次側導体または前
記二次側導体が挿通されない接続とされており、当該挿
通されない空隙部がリアクトルとして作用する形態とす
ることができる。
In still another aspect, the primary side conductor and the secondary side conductor are among a plurality of voids formed by the groove of the first magnetic body joined to the second magnetic body. At least one of the primary-side conductors or the secondary-side conductors is connected so as not to be inserted, and the void portion that is not inserted may act as a reactor.

【0021】上記構成では、従来の薄型トランスの洩れ
リアクタンスが構造的に決まってしまうという欠点を改
善し、洩れリアクタンスを調整する機構を持たせること
ができる。
With the above-mentioned structure, it is possible to improve the disadvantage that the leakage reactance of the conventional thin transformer is structurally determined, and to provide a mechanism for adjusting the leakage reactance.

【0022】また他の態様において、前記挿通されない
空隙部を構成する磁気回路のギャップ長が、他の空隙部
を構成する磁気回路のギャップ長と異なる形態とするこ
とができる。
In another aspect, the gap length of the magnetic circuit forming the non-inserted void may be different from the gap length of the magnetic circuit forming the other void.

【0023】また他の態様において、前記第2の磁性体
は、平板状に形成、または前記第1の磁性体と同様に複
数の突部が形成されてなる形態とすることができる。
In another aspect, the second magnetic body may be formed in a flat plate shape, or a plurality of protrusions may be formed in the same manner as the first magnetic body.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態を示した
斜視図である。図1において、参照符号1は絶縁基板を
示しており、絶縁基板1には一定間隔(一定ピッチ)で
磁性体44の突部(凸部、すなわち歯部)45を挿入さ
せるためのスリット(貫通孔)5が一定の間隔で複数形
成されている。絶縁基板1の片面(図1において上面)
には、各スリット5の間をジクザグ状に周回するよう
に、一次側導体パターン2を構成する一次側導体21が
設けられている。一次側導体21は各スリット5の長手
方向に延在する8本があり、それぞれの端部で短い一次
接続導体22(計7本)によって接続されてジクザグ状
に折り返す一次側導体パターン2が構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates an insulating substrate, and slits (through holes) for inserting the protrusions (convex portions, that is, tooth portions) 45 of the magnetic body 44 at a constant interval (constant pitch) in the insulating substrate 1. A plurality of holes 5 are formed at regular intervals. One side of insulating substrate 1 (upper surface in FIG. 1)
A primary-side conductor 21 forming the primary-side conductor pattern 2 is provided so as to circulate between the slits 5 in a zigzag shape. There are eight primary-side conductors 21 that extend in the longitudinal direction of each slit 5, and the primary-side conductor pattern 2 that is connected in a zigzag shape by being connected by short primary connection conductors 22 (total of seven) at each end is configured. Has been done.

【0025】図1では8本の一次側導体21と7本の一
次接続導体22が全て直列接続されており、4箇所で後
述の二次巻線と対向することから、一次巻線の巻数とし
ては4回となっている。なお、並列接続を組み合わせる
ことにより、4回に限らず種々の巻数を構成することが
可能である。
In FIG. 1, the eight primary side conductors 21 and the seven primary connecting conductors 22 are all connected in series, and since they face a secondary winding, which will be described later, at four locations, the number of turns of the primary winding is Has been held four times. By combining parallel connections, it is possible to form various numbers of turns, not limited to four turns.

【0026】一方、絶縁基板1の反対側の面(図1にお
いて下面)には、二次側導体パターン3を構成する二次
側導体31がやはり各スリット5の間に設けられてい
る。図1では、理解を助けるために絶縁基板1から離間
した状態として4本の二次側導体31を図示したが、実
際には一次側導体21と同様に絶縁基板1上に配線され
ているものとする。略「コ」字状の二次側導体31もやは
り、それぞれの端部で一端を長い二次接続導体32によ
って接続されており、他端を隣り合う二次側導体31と
接続されている。
On the other hand, on the opposite surface of the insulating substrate 1 (the lower surface in FIG. 1), the secondary-side conductors 31 forming the secondary-side conductor pattern 3 are also provided between the slits 5. In FIG. 1, four secondary-side conductors 31 are illustrated in a state of being separated from the insulating substrate 1 to facilitate understanding, but actually, the secondary-side conductors 31 are wired on the insulating substrate 1 similarly to the primary-side conductor 21. And Each of the substantially U-shaped secondary conductors 31 is also connected at one end by a long secondary connection conductor 32 and at the other end to the adjacent secondary conductor 31.

【0027】図1では、二次側は直列接続と並列接続の
組合せで巻数が1である状態を示しており、回路的には
4本の電流パスが並列接続され、各電流パスがスリット
5を一つおきに周回する接続になっている。このような
接続の場合、二次接続導体32が交差する箇所がある
が、絶縁基板1上でジャンパー線によって接続すること
で図1に示した接続を実現することができる。また、交
差箇所毎にスルーホールを一対設けて、このスルーホー
ルによって一度絶縁基板1上面に引き出し、再度このス
ルーホールにより絶縁基板1下面に戻る形態の接続法も
実施することができる。
In FIG. 1, the secondary side shows a state in which the number of turns is one in a combination of series connection and parallel connection. In terms of the circuit, four current paths are connected in parallel, and each current path is slit 5. It is a connection that goes around every other. In the case of such a connection, there is a portion where the secondary connection conductor 32 intersects, but the connection shown in FIG. 1 can be realized by connecting with a jumper wire on the insulating substrate 1. It is also possible to implement a connection method in which a pair of through holes is provided at each intersection, and the through holes lead to the upper surface of the insulating substrate 1 once and the through holes again return to the lower surface of the insulating substrate 1.

【0028】図1のコアおよび導体部の断面図である図
2を用いて本発明の薄型トランスの動作を説明する。
The operation of the thin transformer of the present invention will be described with reference to FIG. 2 which is a sectional view of the core and the conductor portion of FIG.

【0029】図2において、導体の一断面について見る
と、絶縁基板1の上面に一次側導体21、下面に二次側
導体31が置かれ、両導体21,31を囲んでフェライ
トコア4中に閉磁路が構成されている。隣接する導体は
図1に示したように逆向きの接続であるため、両導体に
流れる電流が作る磁束は、参照符号7で示したように一
区画の閉磁路のみを通ることになる。このため、一次側
導体21に印加された電圧はそのまま二次側導体31に
現われ、この区画では変圧比1:1のトランスを構成す
ることになる。したがって、図1に示したように一次側
導体21と一次接続導体22は全て直列接続、二次側導
体31は全て並列接続とした場合、図2から、変圧比
5:1のトランスが構成されていることになる。
In FIG. 2, looking at one cross section of the conductor, the primary side conductor 21 is placed on the upper surface of the insulating substrate 1 and the secondary side conductor 31 is placed on the lower side, and the ferrite core 4 is surrounded by both conductors 21 and 31. A closed magnetic circuit is formed. Since the adjacent conductors are connected in opposite directions as shown in FIG. 1, the magnetic flux generated by the current flowing through both conductors passes through only one section of the closed magnetic circuit as indicated by reference numeral 7. Therefore, the voltage applied to the primary-side conductor 21 appears in the secondary-side conductor 31 as it is, and a transformer having a transformation ratio of 1: 1 is configured in this section. Therefore, when all the primary side conductors 21 and the primary connection conductors 22 are connected in series and all the secondary side conductors 31 are connected in parallel as shown in FIG. 1, a transformer having a transformation ratio of 5: 1 is constructed from FIG. Will be.

【0030】本実施形態のトランスによれば、一次、二
次の導体一組についてフェライトコア4が閉磁路を構成
しているため、上磁性板43、下磁性板44の図におい
て水平方向の磁路長が短く、従来構造で問題となってい
た窓部の空隙を上下方向に突っ切るような洩れ磁束が少
ないという利点がある。したがって、トランスの巻線導
体の渦電流はほとんど無いことから、渦電流損失も少な
い。また隣接する導体の発生する磁束が重畳しないた
め、コア内磁束は飽和し難いことから、特に薄型化に効
果がある。
According to the transformer of the present embodiment, since the ferrite core 4 constitutes a closed magnetic circuit for one set of the primary and secondary conductors, the magnets in the horizontal direction in the drawings of the upper magnetic plate 43 and the lower magnetic plate 44 are shown. There is an advantage that the path length is short and there is little leakage magnetic flux that vertically penetrates the air gap of the window, which has been a problem in the conventional structure. Therefore, since there is almost no eddy current in the winding conductor of the transformer, the eddy current loss is also small. Further, since the magnetic fluxes generated by the adjacent conductors do not overlap with each other, the magnetic flux in the core is unlikely to be saturated, which is particularly effective in reducing the thickness.

【0031】(第2実施形態)図3は本発明の第2実施
形態の要部を示した断面図であり、上磁性板43と下磁
性板44の突部46の間に微小厚さのギャップ8を設け
たものである。ギャップ8は、例えば非磁性材である接
着剤による薄い層として実施でき、上磁性板43と下磁
性板44の間全体にギャップ8を形成する。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a sectional view showing an essential part of a second embodiment of the present invention, in which a small thickness is provided between the protrusions 46 of the upper magnetic plate 43 and the lower magnetic plate 44. The gap 8 is provided. The gap 8 can be implemented as a thin layer of an adhesive, which is a non-magnetic material, for example, and the gap 8 is formed entirely between the upper magnetic plate 43 and the lower magnetic plate 44.

【0032】この構成において、一組の一次側導体2
1、二次側導体31を含む一区画の磁気回路における磁
気抵抗Rmは次式で表される。なお、次式においてLi
は磁性体の磁路長、Siは磁性体の断面積、μiは磁性
体の透磁率であり、Lgはギャップ部の磁路長、Sgは
ギャップ部の断面積、μoはギャップ部の透磁率であ
る。 Rm=(Li/μiSi)+(2Lg/μoSg)
In this structure, a pair of primary side conductors 2
The magnetic resistance Rm in the one-section magnetic circuit including the primary and secondary side conductors 31 is expressed by the following equation. In the following equation, Li
Is the magnetic path length of the magnetic material, Si is the cross-sectional area of the magnetic material, μi is the magnetic permeability of the magnetic material, Lg is the magnetic path length of the gap portion, Sg is the cross-sectional area of the gap portion, and μo is the magnetic permeability of the gap portion. Is. Rm = (Li / μiSi) + (2Lg / μoSg)

【0033】一般に磁性体の透磁率μiはギャップ部の
透磁率μoに比べ数千倍も大きいため磁気抵抗Rmおよ
びこの部分の磁気特性はほとんどギャップの寸法で決ま
ってしまう。図4は代表的な磁気特性であるインダクタ
ンス係数(巻数を1とした場合のインダクタンス値)と
電流限界(磁性体を飽和させずに使用できる限界のアン
ペアターン値)を示した図である。ギャップ長Lgを大
きくしていくとインダクタンス係数ALは低下するが電
流限界NIlimitは大きく取れ、大電流に対応でき
るトランスを構成できる。
In general, the magnetic permeability μi of the magnetic material is several thousand times larger than the magnetic permeability μo of the gap portion, so the magnetic resistance Rm and the magnetic characteristics of this portion are almost determined by the size of the gap. FIG. 4 is a diagram showing an inductance coefficient (inductance value when the number of turns is 1) and a current limit (a limit ampere-turn value that can be used without saturating the magnetic material), which are typical magnetic characteristics. As the gap length Lg increases, the inductance coefficient AL decreases, but the current limit NIlimit can be increased, and a transformer that can handle a large current can be configured.

【0034】(第3実施形態)図5は本発明の第3実施
形態を示す要部の断面図である。本実施形態は、絶縁性
基板に多層基板を用いて一次側導体パターンを3層構成
としたものである。すなわち、最上層の絶縁基板1の下
面に中間層の絶縁基板11が、絶縁基板11の下面に最
下層の絶縁基板12が積層されている。絶縁基板11の
上面に導体52が、絶縁基板12の上面に導体53が形
成されている。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a sectional view of an essential part showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a multi-layer substrate is used as the insulating substrate, and the primary side conductor pattern has a three-layer structure. That is, the insulating substrate 11 of the intermediate layer is laminated on the lower surface of the insulating substrate 1 of the uppermost layer, and the insulating substrate 12 of the lowermost layer is laminated on the lower surface of the insulating substrate 11. The conductor 52 is formed on the upper surface of the insulating substrate 11, and the conductor 53 is formed on the upper surface of the insulating substrate 12.

【0035】一次側導体21と導体52は対向し、その
接続は逆方向となっており、巻線端部でヴィアホール9
を用いて互いに接続されている。導体53と導体52も
同様にヴィアホール9を用いて逆側で接続すれば、一次
側の全ての導体を直列接続とすることができる。この導
体接続によって直列、並列を任意に組み合わせることに
より適切な変圧比を得ることができる。
The primary-side conductor 21 and the conductor 52 face each other, and their connections are in opposite directions, and the via hole 9 is formed at the winding end.
Are connected to each other using. If the conductors 53 and 52 are similarly connected on the opposite side using the via holes 9, all the conductors on the primary side can be connected in series. With this conductor connection, an appropriate transformation ratio can be obtained by arbitrarily combining series and parallel.

【0036】(第4実施形態)図6は本発明の第4実施
形態を示している。本実施形態の薄型トランスは、溝部
(凹部)45を有する下磁性板44側の二次側巻線60
の巻回態様に特徴がある。二次側巻線60は溝部45の
部分に複数箇所で別個に巻回されており、それぞれ溝部
45と下磁性板44の裏面を周回するように巻回され
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. The thin transformer of the present embodiment has a secondary winding 60 on the side of the lower magnetic plate 44 having a groove (recess) 45.
There is a feature in the winding mode of. The secondary winding 60 is separately wound around the groove 45 at a plurality of locations, and is wound so as to circulate around the groove 45 and the back surface of the lower magnetic plate 44, respectively.

【0037】本実施形態による効果は、第3実施形態と
同様に磁性体の突部1箇所あたりの二次側巻線60の券
数を複数にすることができることであるが、コストの高
い多層基板を使用することなく、ワイヤによる巻線で構
成した点に特徴がある。
The effect of this embodiment is that the number of secondary windings 60 per one protrusion of the magnetic material can be made to be the same as in the third embodiment, but the cost is high. It is characterized in that it is composed of wire windings without using a substrate.

【0038】なお、複数箇所の二次側巻線60について
は、それぞれを直列に接続しても良いし、並列に接続し
てもよい。
The secondary windings 60 at a plurality of locations may be connected in series or in parallel.

【0039】(第5実施形態)図7は本発明の第5実施
形態の斜視図、図8は同断面図を示す。本実施形態に係
る薄型トランスは、両磁性体43,44の接合によって
作られる窓部(空隙部)6(図8参照)に挿通される導
体のうち一次または二次巻線導体のいずれかのみが挿通
される磁性体の窓部6を持つことを特徴とする。図8で
は、一例として5個の窓部6をもつ磁性体を示している
が、そのうち図中最も右側の1個の窓部には一次側導体
21のみが挿通されている。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 is a perspective view of a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view of the same. In the thin transformer according to the present embodiment, only one of the primary or secondary winding conductors among the conductors inserted in the window portion (void portion) 6 (see FIG. 8) formed by joining the magnetic bodies 43 and 44 together. Is characterized in that it has a window portion 6 of a magnetic body through which is inserted. FIG. 8 shows a magnetic body having five window portions 6 as an example, but only the primary-side conductor 21 is inserted into the one window portion on the rightmost side in the figure.

【0040】本発明のトランスでは基本的に1つの窓部
には一次および二次側導体の双方が挿通されており、各
窓部毎に1つのトランスを構成している。本実施形態に
おいて、一次または二次巻線のみが挿通される窓部では
トランスとしての作用はせず、この部分はトランスの一
次または二次巻線に直列に接続されたリアクトルとして
作用することになる。
In the transformer of the present invention, basically, both the primary and secondary conductors are inserted in one window portion, and one transformer is formed for each window portion. In the present embodiment, the window portion in which only the primary or secondary winding is inserted does not act as a transformer, and this portion acts as a reactor connected in series to the primary or secondary winding of the transformer. Become.

【0041】したがって、例えば図9に示した共振型コ
ンバータの共振リアクトルLrを別部品でなくトランス
の洩れインダクタンスで代用するといった方式の場合に
効果を発揮することができ、従来の薄型トランスの洩れ
リアクタンスは構造的に決まってしまうという欠点が改
善され、等価的に直列に入るインダクタンスを調整する
機構をここに組み込んだことに大きな意味があり、例え
ば共振型コンバータの共振リアクトルとトランスが一体
化した構造を得ることが出来る。
Therefore, for example, the effect can be exhibited in the case where the resonance reactor Lr of the resonance type converter shown in FIG. 9 is replaced by the leakage inductance of the transformer instead of a separate component, and the leakage reactance of the conventional thin transformer is exhibited. Has the drawback that it is structurally determined, and it is significant that an equivalent mechanism for adjusting the inductance that enters in series is incorporated here. For example, the structure in which the resonant reactor of the resonant converter and the transformer are integrated. Can be obtained.

【0042】(第6実施形態)図10は直列インダクタ
ンスの調整を更に広範囲に行うための第6実施形態の構
成を示す。本実施形態では、トランスを構成する一次お
よび二次側導体の双方が挿通されている4つの磁性体の
窓部6に存在する磁気回路のギャップ長と、リアクトル
となる一次側導体21のみが挿通される1つの磁性体の
窓部6に存在する磁気回路のギャップ長が異なってい
る。
(Sixth Embodiment) FIG. 10 shows the configuration of a sixth embodiment for adjusting the series inductance in a wider range. In the present embodiment, only the gap length of the magnetic circuit existing in the window portion 6 of the four magnetic bodies through which both the primary and secondary side conductors forming the transformer are inserted, and only the primary side conductor 21 which is the reactor is inserted. The gap lengths of the magnetic circuits existing in the window 6 of one magnetic material are different.

【0043】図4を参照して先述したように、磁気回路
のギャップ長を調整することによりインダクタンス係数
を広範囲に調整可能である。トランスを構成する磁気回
路のギャップ長とリアクトルを構成する磁気回路のギャ
ップ長を独立に設定することにより、それぞれに最適な
動作点を設定することができる。
As described above with reference to FIG. 4, the inductance coefficient can be adjusted in a wide range by adjusting the gap length of the magnetic circuit. By setting the gap length of the magnetic circuit forming the transformer and the gap length of the magnetic circuit forming the reactor independently, it is possible to set the optimum operating point for each.

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

【図1】本発明の第1実施形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施形態の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図4】ギャップ長とインダクタンス係数AL,電流限
界NIlimitの関係を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship among a gap length, an inductance coefficient AL, and a current limit NIlimit.

【図5】本発明の第3実施形態の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4実施形態を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5実施形態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5実施形態の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図9】共振型コンバータの主回路例を示す回路図であ
る。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a main circuit of a resonant converter.

【図10】本発明の第6実施形態の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.

【図11】従来の薄型トランスの一例を示す斜視図であ
る。
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a conventional thin transformer.

【図12】従来の薄型トランスの一例を示す断面図であ
る。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a conventional thin transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,12 絶縁基板 2 一次側導体パターン 3 二次側導体パターン 4 フェライトコア 5 スリット 6 窓部 7 磁束 7a 主磁束 7b 漏れ磁束 8 ギャップ 9 ヴィアホール 21 一次側導体 22 一次接続導体 31 二次側導体 32 二次接続導体 41 中央脚 42 外脚 43 上磁性板 44 下磁性板 45 溝部 46 突部 52,53 導体 60 二次側巻線 1,11,12 Insulation substrate 2 Primary side conductor pattern 3 Secondary conductor pattern 4 Ferrite core 5 slits 6 windows 7 magnetic flux 7a Main magnetic flux 7b Leakage magnetic flux 8 gap 9 Via Hall 21 Primary conductor 22 Primary connection conductor 31 Secondary conductor 32 Secondary connection conductor 41 Central leg 42 Outer leg 43 Upper magnetic plate 44 Lower magnetic plate 45 groove 46 Projection 52,53 conductor 60 Secondary winding

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の突部が形成された第1の磁性体
と、該突部の各表面に接合された第2の磁性体と、前記
第1の磁性体と前記第2の磁性体の間隙に配置され、前
記第2の磁性体側の表面に一次側導体が形成された絶縁
性基板と、該絶縁性基板を挟んで前記一次側導体と電磁
結合する位置に形成された二次側導体とを備えたトラン
スにおいて、 前記第1の磁性体には前記溝部と前記突部が並列して複
数形成されており、 前記絶縁性基板は、前記突部の間隔と略同一間隔で形成
された複数のスリットを有しており、それぞれのスリッ
トに前記突部が1つずつ挿通された状態で前記第1の磁
性体と前記第2の磁性体の間隙に介在することを特徴と
するトランス。
1. A first magnetic body having a plurality of projections formed thereon, a second magnetic body bonded to each surface of the projections, the first magnetic body and the second magnetic body. An insulating substrate having a primary conductor formed on the surface of the second magnetic body side, and a secondary side formed at a position electromagnetically coupled to the primary conductor with the insulating substrate interposed therebetween. In the transformer including a conductor, a plurality of the grooves and the protrusions are formed in parallel in the first magnetic body, and the insulating substrate is formed at substantially the same intervals as the intervals of the protrusions. A plurality of slits, each of which is interposed in the gap between the first magnetic body and the second magnetic body in such a state that one of the protrusions is inserted into each slit. .
【請求項2】 請求項1に記載のトランスにおいて、 前記二次側導体は前記第1の磁性体側の裏面に形成され
ており、複数形成された前記突部のうち一つを周回する
第1のパスとなる部分と、該一つの突部から1つおいて
隣の別の突部を周回する第2のパスとなる部分とを少な
くとも含み、該第2のパスとなる部分と前記第1のパス
となる部分は並列接続されており、 前記一次側導体は、前記二次側導体の周回部分において
前記二次側導体とほぼ対向して前記複数のスリットをジ
グザグ状に周回する部分が直列に接続されて形成されて
いることを特徴とするトランス。
2. The transformer according to claim 1, wherein the secondary side conductor is formed on a back surface of the first magnetic body side, and the secondary side conductor surrounds one of the plurality of formed protrusions. And at least a part that becomes a second path that goes around another adjacent projection part after the one projection part, and a part that becomes the second path and the first part. The parts that are paths are connected in parallel, and the primary-side conductor is a part in which the plurality of slits are arranged in a zigzag pattern so as to be substantially opposed to the secondary-side conductor in the winding part of the secondary-side conductor. A transformer characterized in that it is formed by being connected to.
【請求項3】 請求項1に記載のトランスにおいて、 前記二次側導体は前記第1の磁性体の前記溝部に巻回さ
れていることを特徴とするトランス。
3. The transformer according to claim 1, wherein the secondary-side conductor is wound around the groove of the first magnetic body.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のトラ
ンスにおいて、 前記絶縁基板は多層構造とされており、 該多層構造を構成するいくつかの層のうち最上層および
最下層の各表面以外の面に、前記一次側導体と対向して
導体が形成されており、 該導体は少なくとも前記一次側導体と接続されているこ
とを特徴とするトランス。
4. The transformer according to claim 1, wherein the insulating substrate has a multi-layer structure, and each surface of an uppermost layer and a lowermost layer among several layers forming the multi-layer structure. On the other surface, a conductor is formed facing the primary side conductor, and the conductor is connected to at least the primary side conductor.
【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかに記載のトラ
ンスにおいて、 前記第1の磁性体に形成された前記突部の前記各表面と
前記第2の磁性体の間に介在する非磁性材からなる微小
厚さの磁気ギャップ層を備え、該磁気ギャップ層を介し
て前記第1の磁性体と前記第2の磁性体が接合されるこ
とを特徴とするトランス。
5. The transformer according to claim 1, wherein a non-magnetic element interposed between each surface of the protrusion formed on the first magnetic body and the second magnetic body. A transformer, comprising: a magnetic gap layer made of a material and having a minute thickness, wherein the first magnetic body and the second magnetic body are joined via the magnetic gap layer.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載のトラ
ンスにおいて、 前記一次側導体および前記二次側導体は、前記第2の磁
性体と接合された前記第1の磁性体の前記溝部によって
形成される複数の空隙部のうち少なくとも1つに前記一
次側導体または前記二次側導体が挿通されない接続とさ
れており、当該挿通されない空隙部がリアクトルとして
作用することを特徴とするトランス。
6. The transformer according to claim 1, wherein the primary-side conductor and the secondary-side conductor are the groove portions of the first magnetic body joined to the second magnetic body. A transformer in which the primary side conductor or the secondary side conductor is not inserted into at least one of a plurality of voids formed by the above, and the void which is not inserted acts as a reactor.
【請求項7】 請求項6に記載のトランスにおいて、 前記挿通されない空隙部を構成する磁気回路のギャップ
長が、他の空隙部を構成する磁気回路のギャップ長と異
なることを特徴とするトランス。
7. The transformer according to claim 6, wherein a gap length of a magnetic circuit that constitutes the void that is not inserted is different from a gap length of a magnetic circuit that constitutes another void.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載のトラ
ンスにおいて、 前記第2の磁性体は、平板状に形成、または前記第1の
磁性体と同様に複数の突部が形成されてなることを特徴
とするトランス。
8. The transformer according to claim 1, wherein the second magnetic body is formed in a flat plate shape, or a plurality of protrusions are formed similarly to the first magnetic body. A transformer that is characterized by.
JP2002138939A 2002-05-14 2002-05-14 Transformer Pending JP2003332146A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002138939A JP2003332146A (en) 2002-05-14 2002-05-14 Transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002138939A JP2003332146A (en) 2002-05-14 2002-05-14 Transformer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003332146A true JP2003332146A (en) 2003-11-21

Family

ID=29700254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002138939A Pending JP2003332146A (en) 2002-05-14 2002-05-14 Transformer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003332146A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012156461A (en) * 2011-01-28 2012-08-16 Toyota Industries Corp Electronic apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012156461A (en) * 2011-01-28 2012-08-16 Toyota Industries Corp Electronic apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7605682B2 (en) Magnetic core type laminated inductor
KR101248499B1 (en) Plane coil
JP2001085248A (en) Transformer
JP2002280230A (en) Planar coil and planar transformer
US20030132825A1 (en) Planar coil and planar transformer
JP4873522B2 (en) Multilayer inductor
JPH11307367A (en) Thin transformer
JP2770750B2 (en) Inductance element
JP4009142B2 (en) Magnetic core type multilayer inductor
KR101838227B1 (en) Common winding wire planar transformer
JPH10163039A (en) Thin transformer
JP2023514519A (en) Transformer and flat panel display device including the same
JP2008205350A (en) Magnetic device
JP2007317892A (en) Multilayered inductor
JP5193843B2 (en) Multilayer inductor
JP5311462B2 (en) Multi-layer substrate transformer
KR20210112747A (en) Magnetic component with winding coil and pattern coil
JP2003332146A (en) Transformer
JP4394557B2 (en) Transformers and multilayer boards
JP4838842B2 (en) Transformer having laminated winding structure
JP2010153618A (en) Multilayered inductor
JP4827087B2 (en) Multilayer inductor
JP2003142323A (en) Sheet coil and sheet transformer
JP2000269035A (en) Planar magnetic element
JP2009193977A (en) Integrated device, and llc resonant converter mounting it

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040812

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070216

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070615