JP2015222758A - 降圧トランスおよび降圧コンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】降圧トランスにおいて、１次側コイルの発熱の低減および放熱性の向上を可能にする。【解決手段】スペーサ導体（１０１ａｂ，１０１ａｃ，１０１ｂｂ，１０１ｂｃ）は、第１および第３の２次側コイル（Ｌ２ａ，Ｌ２ｃ）と、第１の外層に形成される放熱パターン（１１１ａ，１１１ｂ）との間に配置される。スペーサ導体（１０１ａｂ，１０１ａｃ，１０１ｂｂ，１０１ｂｃ）は、第１および第３の２次側コイル（Ｌ２ａ，Ｌ２ｃ）と、第１の外層に形成される放熱パターン（１１１ａ，１１１ｂ）との間にスペースを形成するとともに、第１および第３の２次側コイル（Ｌ２ａ，Ｌ２ｃ）と、第１の外層に形成される放熱パターン（１１１ａ，１１１ｂ）とを電気的に接続する。【選択図】図１０

Description

この発明は、降圧トランス、およびそれを用いた降圧コンバータに関する。

従来より、コイルパターンを形成したシート状導電体と絶縁層とを一体に設けてなる高圧側コイル（１次側コイル）の上下に、導体板を打ち抜いた低圧側コイル（２次側コイル）を重ねて構成したトランスが知られている。たとえば、１次側コイルはプリント基板に形成され、２次側コイルは銅板やアルミニウム板などで形成される（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００４−３０３８５７号公報 特開２０１１−７７３２８号公報

１次側コイルおよび２次側コイルに電流が流れると熱が生じる。そのため、１次側コイルおよび２次側コイルを、放熱することが必要になる。降圧トランスでは、２次側コイルを流れる電流は１次側コイルを流れる電流よりも大きいため、特に、２次側コイルの発熱が大きくなる。そのような２次側コイルが上下に重ねられている（つまり、２次側コイルに挟まれている）１次側コイルは、放熱されにくい。

特許文献２が開示するトランスは、１次側コイルのコイルパターンが形成されたプリント基板のうち、２次側コイルと重ならない位置に伝熱領域が設けられた構成を有する。伝熱領域によって、１次側コイルが放熱される。しかし、伝熱領域は１次側コイルのコイルパターンから離れた位置に設けられるため、たとえばコイルパターンの中心部（発熱部分の中心部）は、放熱されにくくなる。また、１次側コイルの巻数が増加すると、コイルパターンの巻数も増える。そのため、たとえば、コイルパターンの幅が狭くなって抵抗値が増加してしまい、１次側コイルの発熱がさらに大きくなる。コイルパターンの厚みを増加させることで抵抗値を低減させることもできるが、コストの増加を伴う。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、降圧トランスにおいて、１次側コイルの発熱の低減および放熱性の向上を可能にすることである。

この発明に係る降圧トランスは、１次側に入力された電圧を降圧して２次側に出力する降圧トランスであって、多層基板と、第１〜第４の２次側コイルと、スペーサ導体とを備える。多層基板は、第１の外層と、第２の外層と、内層と、放熱パターンと、第１および第２のコイルパターンとを含む。第１の外層は、上方の表層である。第２の外層は、下方の表層である。放熱パターンは、第１および第２の外層にそれぞれ形成される。第１の１次側コイルパターンは、内層に設けられる。第２の１次側コイルパターンは、内層に設けられ、第１の１次側コイルパターンに直列接続される。第１の２次側コイルは、多層基板よりも上方に位置する。第１の２次側コイルは、第１の１次側コイルパターンと磁気的に結合される。第２の２次側コイルは、多層基板よりも下方に位置するとともに第１の２次側コイルに接続される。第２の２次側コイルは、第２の１次側コイルパターンと磁気的に結合される。第３の２次側コイルは、多層基板よりも上方に位置する。第３の２次側コイルは、第１の１次側コイルパターンと磁気的に結合される。第４の２次側コイルは、多層基板よりも下方に位置するとともに第３の２次側コイルに接続される。第４の２次側コイルは、第２の１次側コイルパターンと磁気的に結合される。スペーサ導体は、第１および第３の２次側コイルと、第１の外層に形成される放熱パターンとの間に配置される。スペーサ導体は、第１および第３の２次側コイルと、第１の外層に形成される放熱パターンとの間にスペースを形成するとともに、第１および第３の２次側コイルと、第１の外層に形成される放熱パターンとを電気的に接続する。

上記構成により、多層基板の内層に設けられる１次側コイルパターンは、多層基板の外層に形成された放熱パターンを介して放熱される。１次側コイルパターンにおいては、第１および第２の１次側コイルパターンが直列接続されているため、１次側コイルパターンで生じる熱は、第１の１次側コイルパターンで生じる熱と、第２の１次側コイルパターンで生じる熱とに分散される。そのため、１次側コイルパターンの発熱が低減される。

また、上記構成によれば、スペーサ導体によって、第１および第３の２次側コイルと、第１の外層に形成される放熱パターンとの間には、スペース（空間）が形成される。スペースが形成されることにより、２次側コイルで生じた熱は、１次側コイルパターンに伝達しにくくなる。その結果、１次側コイルパターンは放熱されやすくなる。

なお、スペーサ導体によって、第１および第３の２次側コイルと、第１の外層に形成される放熱パターンとは、電気的に接続される。したがって、第１の外層に形成される放熱パターンは、２次側コイルと同電位になる。そのため、放熱パターンによって、１次側コイルパターンと２次側コイルとの磁気的結合が妨げられてしまうことはない。

この発明に係る降圧コンバータは、上述の降圧トランスを備える。

この発明によれば、降圧トランスにおいて、１次側コイルの発熱の低減および放熱性の向上が可能になる。

実施の形態１に係るコンバータの回路ブロックを説明するための図である。 トランス部の１次側電圧の波形と、２次側電圧の波形とを模式的に説明するための図である。 コンバータの斜視図である。 図３におけるトランス部を拡大した斜視図である。 トランス部の分解斜視図である。 第１の外層を説明するための図である。 第１の内層を説明するための図である。 第２の内層を説明するための図である。 第２の外層を説明するための図である。 トランス部の断面図である。 放熱経路を説明するための図である。 実施の形態２において用いられるスペーサ導体の形状の一例を説明するための図である。 スペーサ導体のさらに別の形状を説明するための図である。 実施の形態３に係るコンバータの回路ブロックを説明するための図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。実施の形態の説明において、個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、必ずしもその個数および量などに限定されない。

[実施の形態１]
図１は、実施の形態１に係るコンバータ１００の回路ブロックを説明するための図である。コンバータ１００は、降圧コンバータである。図１に示す例では、コンバータ１００は、絶縁型の降圧コンバータである。

図１を参照して、コンバータ１００は、端子Ｔ１Ｐ，Ｔ１Ｎ，Ｔ２ＰおよびＴ２Ｎと、１次側回路１と、トランス部２と、２次側回路３と、制御回路４とを含む。

端子Ｔ１Ｐは、正極側の入力端子である。端子Ｔ１Ｎは、負極側の入力端子である。端子Ｔ２Ｐは、正極側の出力端子である。端子Ｔ２Ｎは、負極側の出力端子である。１次側回路１は、トランス部２の高圧側（１次側）に設けられる回路である。２次側回路３は、トランス部２の低圧側（２次側）に設けられる回路である。

端子Ｔ１Ｐおよび端子Ｔ１Ｎには、直流電圧Ｖｐｎが入力される。直流電圧Ｖｐｎは、たとえば図示しない直流電圧源から供給される。

１次側回路１は、入力コンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄと、ノードＮ１ａｂおよびＮ１ｃｄとを含む。

１次側回路１は、端子Ｔ１Ｐおよび端子Ｔ１Ｎに入力された直流電圧Ｖｐｎを、交流電圧に変換し、ノードＮ１ａｂおよびＮ１ｃｄに出力する。１次側回路１は、一般的な直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）インバータ回路である。

入力コンデンサＣ１は、１次側回路１の入力部分に設けられる。入力コンデンサＣ１の一方端は端子Ｔ１Ｐに接続され、他方端は端子Ｔ１Ｎに接続される。入力コンデンサＣ１によって、たとえば、直流電圧Ｖｐｎに重畳されたリップルが除去される。特に、図示しない直流電圧源から端子Ｔ１ＰおよびＴ１Ｎまでの配線が長いときなどに、リップルが大きくなる場合がある。

スイッチング素子Ｓ１ａおよびＳ１ｂは直列接続されて、端子Ｔ１Ｐと端子Ｔ１Ｎとの間に配置される。同様に、スイッチング素子Ｓ１ｃおよびＳ１ｄは直列接続されて、端子Ｔ１Ｐと端子Ｔ１Ｎとの間に配置される。

スイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄは、たとえば、電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。ただし、スイッチング素子の種類は特に限定されるものではない。スイッチング素子Ｓ１ａのドレインは端子Ｔ１Ｐに接続され、ソースはノードＮ１ａｂに接続される。スイッチング素子Ｓ１ｂのドレインはノードＮ１ａｂに接続され、ソースは端子Ｔ１Ｎに接続される。スイッチング素子Ｓ１ｃのドレインは端子Ｔ１Ｐに接続され、ソースはノードＮ１ｃｄに接続される。スイッチング素子Ｓ１ｄのドレインはノードＮ１ｃｄに接続され、ソースは端子Ｔ１Ｎに接続される。

スイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄのゲートおよびソースは、それぞれ制御回路４に接続される。制御回路４からの制御信号によって、スイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄの各ゲート電圧（ゲート・ソース間電圧）がそれぞれ制御される。すなわち、制御回路４によって、スイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄのスイッチング動作が制御される。

トランス部２は、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄと、ノードＮ２ａｂおよびＮ２ｃｄとを含む。トランス部２は、１次側に入力された電圧を降圧して２次側に出力する降圧トランスである。

１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂは、直列接続されて、ノードＮ１ａｂとノードＮ１ｃｄとの間に配置される。具体的に、１次側コイルＬ１ａの一方端は、ノードＮ１ａｂに接続される。１次側コイルＬ１ａの他方端は、１次側コイルＬ１ｂの一方端に接続される。１次側コイルＬ１ｂの他方端は、ノードＮ１ｃｄに接続される。１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂが直列接続されることにより、１次側コイルＬ１ａの巻数と１次側コイルＬ１ｂの巻数とを足し合わせた数を巻数とするコイルが実現される。

２次側コイルＬ２ａの一方端と、２次側コイルＬ２ｂの一方端とは、ノードＮ２ａｂにおいて互いに接続される。２次側コイルＬ２ｃの一方端と、２次側コイルＬ２ｄの一方端とは、ノードＮ２ｃｄにおいて接続される。

１次側コイル１ａに電流が流れると、１次側コイル１ａと２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｂとが、磁気的に結合される。１次側コイル１ｂに電流が流れると、１次側コイル１ｂと２次側コイルＬ２ｃおよびＬ２ｄとが、磁気的に結合される。

トランス２次側回路３は、整流素子Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄと、平滑コイルＬ３ａおよびＬ３ｂと、平滑コンデンサＣ３とを含む。

整流素子Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄは、たとえばダイオードである。ただし、整流素子の種類は特に限定されるものではない。整流素子Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄのアノードはいずれも、端子Ｔ２Ｎに接続される。整流素子Ｄ１ａのカソードは２次側コイルＬ２ａの他方端に接続される。整流素子Ｄ１ｂのカソードは２次側コイルＬ２ｂの他方端に接続される。整流素子Ｄ１ｃのカソードは２次側コイルＬ２ｃの他方端に接続される。整流素子Ｄ１ｄのカソードは２次側コイルＬ２ｄの他方端に接続される。

平滑コイルＬ３ａの一方端はノードＮ２ａｂに接続され、他方端は端子Ｔ２Ｐに接続される。平滑コイルＬ３ｂの一方端はノードＮ２ｃｄに接続され、他方端は端子Ｔ２Ｐに接続される。

平滑コンデンサＣ３の一方端は端子Ｔ２Ｐに接続され、他方端は端子Ｔ２Ｎに接続される。

制御回路４には、トランス２次側回路３の出力がフィードバックされる。これにより、制御回路４は、トランス２次側回路３の出力を監視しながら、スイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄを制御することができる。

制御回路４は、スイッチング素子Ｓ１ａおよびＳ１ｂのゲートと、スイッチング素子Ｓ１ｃおよびＳ１ｄのゲートとに、論理レベルが相補関係にある制御信号（制御電圧）を送信（印加）する。これにより、ノードＮ１ａｂおよびＮ１ｃｄの間に、振幅値が直流電圧Ｖｐｎの交流電圧が発生する。

ノードＮ１ａｂおよびＮ１ｃｄの間に発生した交流電圧は、トランス部２の１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂに印加される。これにより、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂには、交流電流が流れる。

１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂに交流電流が流れると、磁気結合によって、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄに交流電流が流れる。これにより、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄには、交流電圧が発生する。

２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄに発生する電圧は、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂに印加される電圧から降圧された電圧となる。１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂに印加される電圧と、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄに発生する電圧との比率（降圧比）は、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂの巻数と２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄの巻数との比率（巻数比）によって決まる。

２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄに発生する交流電圧は、整流素子Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄによって整流される。整流された電圧は、平滑コイルＬ３ａおよびＬ３ｂと、平滑コンデンサＣ３とによって、平滑化される。これにより、端子Ｔ２ＰおよびＴ２Ｎの間には、直流電圧が出力される。

端子Ｔ２ＰおよびＴ２Ｎの間に出力される直流電圧のレベルは、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとの巻数比を変えることによって調節できる。たとえば、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂの巻数をそれぞれ４ターンとし、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄの巻数をそれぞれ１ターンとすると、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとの巻数比は、８：１である。

制御回路４は、端子Ｔ２ＰおよびＴ２Ｎの間に所望の直流電圧が出力されるように、平滑コンデンサＣ３の電圧を監視しつつスイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄを制御する。

図２は、トランス部２の入力側電圧（１次側電圧）の波形と、出力側電圧（２次側電圧）の波形とを模式的に説明するための図である。図２において、横軸は時刻を示し、縦軸は電圧を示す。

図１および図２を参照して、コンバータ１００において、時刻ｔ０において、スイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄはいずれもＯＦＦ（非導通状態）とされているものとする。

時刻ｔ１０において、スイッチング素子Ｓ１ａおよびＳ１ｄがＯＮ（導通状態）とされ、スイッチング素子Ｓ１ｂおよびＳ１ｃがＯＦＦとされる。これにより、ノードＮ１ａｂの電圧は、ノードＮ１ｃｄの電圧に対して直流電圧Ｖｐｎ分だけ高い電圧（＋Ｖｐｎ）まで上昇する。Ｎ１ａｂおよびＮ１ｃｄとの間の電圧（＋Ｖｐｎ）は１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂに印加される。これに応じて、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃには、降圧された電圧（＋Ｖｐｎ／８）が発生する。同時に、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄには、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃに発生する電圧とは大きさが同じであって逆極性の電圧（−Ｖｐｎ／８）が発生する。

時刻ｔ２０において、スイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄがいずれもＯＦＦとされる。これにより、たとえば、すべてのスイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄが同時にＯＮとなって端子Ｔ１Ｐおよび端子Ｔ１Ｎが短絡することが回避できる。

時刻ｔ３０において、スイッチング素子Ｓ１ｂおよびＳ１ｃがＯＮとされ、スイッチング素子Ｓ１ａおよびＳ１ｄがＯＦＦとされる。これにより、ノードＮ１ａｂの電圧は、ノードＮ１ｃｄの電圧に対して直流電圧Ｖｐｎ分だけ低い電圧（−Ｖｐｎ）まで降下する。Ｎ１ａｂおよびＮ１ｃｄとの間の電圧（−Ｖｐｎ）は１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂに印加される。これに応じて、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃには、降圧された電圧（−Ｖｐｎ／８）が発生する。同時に、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄには、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃに発生する電圧とは大きさが同じであって逆極性の電圧（＋Ｖｐｎ／８）が発生する。

時刻ｔ４０において、再びスイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄがいずれもＯＦＦとされる。時刻ｔ４０以降は、時刻ｔ０〜ｔ４０の動作が繰り返される。

以上、図１および図２を参照して説明したように、コンバータ１００は、１次側に入力された電圧を降圧して２次側に出力する降圧トランス（トランス部２）を備える。１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとは、電流によって発熱するため、放熱することが必要となる。トランス部２は降圧トランスであり、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄに流れる電流は、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂを流れる電流よりも大きい。そのため、コンバータ１００では、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄの発熱が比較的大きくなる。２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄが発熱すると、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂの放熱に支障をきたす可能性がある。

次に、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとを含むコンバータ１００の放熱について説明する。

図３は、コンバータ１００の斜視図である。図３を参照して、コンバータ１００は、筐体Ｈをさらに備える。筐体Ｈは、１次側回路１と、トランス部２と、２次側回路３と、制御回路４とを収容する。筐体Ｈは、たとえばアルミ製である。なお、制御回路４の部品や筐体Ｈのカバーなど、コンバータ１００の一部の構成要素については、図示を省略している。

先に説明したように、１次側回路１は、４つのスイッチング素子（図１のスイッチング素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄ）を含む。トランス部２は、後述のコア本体部２１ａｈおよび２１ｂｈなどを含む。２次側回路３は、平滑コイルＬ３ａおよびＬ３ｂなどを含む。

１次側回路１、トランス部２、２次側回路３、および制御回路４などのコンバータ１００の構成要素は、部品として筐体Ｈの底面Ｓに配置される。各部品は、動作によって発熱し得る。各部品において発生する熱は、たとえば、筐体Ｈ（の底面Ｓ）に伝達した後、コンバータ１００の外部に放出される。コンバータ１００の各部品の温度が高くなりすぎると、コンバータ１００の正常な動作が妨げられる可能性がある。

筐体Ｈは、冷却される。筐体Ｈの冷却は、たとえば、空冷によって行なわれてもよいし、水冷によって行なわれてもよい。筐体Ｈが冷却されることによって、各部品は、筐体Ｈを介して放熱されやすくなる。つまり、筐体Ｈは、放熱板としての機能を有する。

図４および図５は、トランス部２を説明するための図である。図４は、図３におけるトランス部２を拡大した斜視図である。図４を参照して、トランス部２は、先に図１を参照して説明した１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂ（図４には図示しない）と、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとを含む。さらに、トランス部２は、後述のコア本体部２１ａｈおよび２１ｂｈと、絶縁樹脂２２ａｈおよび２２ｂｈと、プリント基板２３とを含む。

図５は、トランス部２の分解斜視図である。図５を参照して、トランス部２は、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄと、コア本体部２１ａｈおよび２１ｂｈと、絶縁樹脂２２ａｈおよび２２ｂｈと、プリント基板２３と、絶縁シート２４ａおよび２４ｂと、コア底面部２５ａｈおよび２５ｂｈと、スペーサ導体１０１ａａ〜１０１ａｄおよび１０１ｂａ〜１０１ｂｄとをさらに含む。

コア本体部２１ａｈは、コア軸心２１ａｃを有する。コア本体部２１ｂｈは、コア軸心２１ｂｃを有する。コア本体部２１ａｈおよび２１ｂｈの主成分は、磁性材料である。コア軸心２１ａｃおよび２１ｂｃは、開口部Ｈ１ａおよびＨ１ｂにそれぞれ挿入される。

プリント基板２３は、開口部Ｈ１ａおよびＨ１ｂと、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂとを有する。１次側コイルＬ１ａは、開口部Ｈ１ａの周囲に設けられる。１次側コイルＬ１ｂは、開口部Ｈ１ｂの周囲に設けられる。

プリント基板２３は、４つの配線層を有する多層基板である。ただし、配線層の数は特に限定されるものではない。４つの配線層のうち２つの配線層は、プリント基板２３の外層（表層）であり、他の２つの配線層はプリント基板２３の内層である。１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂは、プリント基板２３の内層に設けられる。具体的に、プリント基板２３の内層において、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂは、配線パターンとして形成される。プリント基板２３の外層には、放熱用の配線パターン（図５には図示しない）がそれぞれ形成される。プリント基板２３において、各配線層は、たとえば樹脂によって絶縁される。したがって、外層に形成される放熱用の配線パターンと、内層に設けられる１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂとは、互いに絶縁される。一方、プリント基板２３において、各配線層は、樹脂によって熱的には接続される。したがって、内層に設けられる１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂで生じた熱は、樹脂を介して、外層に形成される放熱用の配線パターンに伝達する。

２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｂは、１次側コイルＬ１ａと重なる円弧状の配線パターンを有する。２次側コイルＬ２ｃおよびＬ２ｄは、１次側コイルＬ１ｂと重なる円弧上の配線パターンを有する。

２次側コイルＬ２ａは、上下方向（図５に示す「Ｕ−Ｄ方向」）において、１次側コイルＬ１ａと重なるように配置される。図５に示す例では、２次側コイルＬ２ａは、プリント基板２３よりも上方（Ｕ方向側）に位置する。２次側コイルＬ２ａは、１次側コイルＬ１ａと、磁気的に結合される。

２次側コイルＬ２ｂは、上下方向において、１次側コイルＬ１ａと重なるように配置される。２次側コイルＬ２ｃは、プリント基板２３よりも下方（Ｄ方向側）に位置する。２次側コイルＬ２ｂは、１次側コイルＬ１ａと、磁気的に結合される。

２次側コイルＬ２ｃは、上下方向において、１次側コイルＬ１ｂと重なるように配置される。２次側コイルＬ２ｃは、プリント基板２３よりも上方に位置する。２次側コイルＬ２ｃは、１次側コイルＬ１ｂと、磁気的に結合される。

２次側コイルＬ２ｄは、上下方向において、１次側コイルＬ１ｂと重なるように配置される。２次側コイルＬ２ｃは、プリント基板２３よりも下方に位置する。２次側コイルＬ２ｄは、１次側コイルＬ１ｂと、磁気的に結合される。

図５に示すように、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｂにはコア軸心２１ａｃが挿入され、２次側コイルＬ２ｃおよびＬ２ｄにはコア軸心２１ｂｃが挿入される。１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとが、コア軸心２１ａｃおよび２１ｂｃを共有するように配置されることで、両者の磁気的結合が向上する。これにより、トランス部２の降圧トランスとしての機能が高められる。

図５において一点鎖線で結ばれる箇所において、２次側コイルＬ２ａの一方端と、２次側コイルＬ２ｂ一方端とが、電気的に接続される。この接続箇所は、図１のノードＮ２ａｂに対応する。同様に、２次側コイルＬ２ｃの一方端と、２次側コイルＬ２ｄの一方端とは、電気的に接続される。この接続箇所は、図１のノードＮ２ｃｄに対応する。

スペーサ導体１０１ａａ〜１０１ａｄおよび１０１ｂａ〜１０１ｂｄは、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃと、プリント基板２３の上方の外層に形成される放熱パターンとの間に配置される。具体的に、スペーサ導体１０１ａａ〜１０１ａｄおよび１０１ｂａ〜１０１ｂｄの一方側は、放熱用パターンに接続される。接続は、たとえば、はんだ付けによって実現される。スペーサ導体１０１ａａ〜１０１ａｄおよび１０１ｂａ〜１０１ｂｄの他方側は、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃに接触する。

スペーサ導体１０１ａａ〜１０１ａｄおよび１０１ｂａ〜１０１ｂｄによって、プリント基板２３と、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃとは、間隔を開けて配置される。すなわち、スペーサ導体１０１ａａ〜１０１ａｄおよび１０１ｂａ〜１０１ｂｄは、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃと、プリント基板２３の上方の外層に形成される放熱パターンとの間にスペースを形成するとともに、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃと、プリント基板２３の上方の外層に形成される放熱用パターンとを電気的に接続する。

また、プリント基板２３の下方の外層に形成される放熱用パターンは、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄに密着する。したがって、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄと、プリント基板２３の下方の外層に形成される放熱用パターンとが、電気的に接続される。

そのため、上方および下方の外層にそれぞれ形成される放熱パターンと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとが、いずれも電気的に接続されることとなる。したがって、放熱パターンは、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄと同電位になる。

放熱パターンと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとが電気的に接続されていないと、放熱用パターンは、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄと同電位ではなく、たとえば、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂの電位と、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄの電位との中間電位となり得る。その場合、放熱パターンがシールド板として機能して、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとの磁気結合が妨げられてしまう。さらに、放熱パターンがシールド板として機能すると、放熱パターンにも熱が生じる。

これに対し、放熱用パターンが２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄと同電位とされることで、放熱パターンによって、１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとの磁気的結合が妨げられてしまうことはない。

そのため、放熱用パターンと、２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄとは、良好に電気的に接続されることが好ましい。良好に電気的に接続とは、たとえば、できるだけ小さい電気抵抗を介して接続することである。そのためには、たとえば、バネなどの弾性部材によって、絶縁樹脂２２ａｈおよび２２ｂｈを、下方に押し付けるとよい。

絶縁樹脂２２ａｈは、コア本体部２１ａｈと、２次側コイルＬ２ａとの間に挿入されて、コア本体部２１ａｈを、２次側コイルＬ２ａから絶縁する。同様に絶縁樹脂２２ｂｈは、コア本体部２１ｂｈと、２次側コイルＬ２ｃとの間に挿入されて、コア本体部２１ｂｈを、２次側コイルＬ２ｃから絶縁する。

筐体Ｈの底面Ｓは、載置部Ｓａを有する。載置部Ｓａは、底面Ｓから上方に延びるように形成された突起部である。

絶縁シート２４ａは、載置部Ｓａの上に配置される。２次側コイルＬ２ｂの一部は、絶縁シート２４ａの上に配置される。載置部Ｓａが所定の高さを有することにより、２次側コイルＬ２ｂの一部は、コア底面部２５ａｈよりも上方に位置するように、絶縁シート２４ａおよび載置部Ｓａによって支持される。したがって、２次側コイルＬ２ｂ（の他の部分）とコア底面部２５ａｈとは、間隔を開けて配置される。これにより、２次側コイルＬ２ｂとコア底面部２５ａｈとは、互いに絶縁される。

同様に２次側コイルＬ２ｄの一部は、絶縁シート２４ｂの上に配置される。絶縁シート２４ｂは図示されない載置部の上に配置される。載置部が所定の高さを有することにより、２次側コイルＬ２ｄの一部は、コア底面部２５ｂｈよりも上方に位置するように、絶縁シート２４ｂおよび載置部によって支持される。したがって、２次側コイルＬ２ｄ（の他の部分）とコア底面部２５ｂｈとは、間隔を開けて配置される。これにより、２次側コイルＬ２ｄとコア底面部２５ｂｈとは、互いに絶縁される。

先に説明したように、筐体Ｈは、放熱板として機能する。つまり、放熱板（筐体Ｈ）は、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄよりも下方に位置する。絶縁シート２４ａおよび２４ｂは、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄと、放熱板との間に配置される。絶縁シート２４ａおよび２４ｂは、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄと、放熱板とを熱的に接続する。

図６〜図９は、図５などに示すプリント基板２３の各配線層の配線パターンを説明するための図である。図６〜図９を参照して、プリント基板２３は、各配線層として、配線層Ｌ１〜Ｌ４を含む。配線層Ｌ１〜Ｌ４は、この順に積層される。配線層Ｌ１は、プリント基板２３において、最も上方（図４のＵ方向側）に位置する表層（第１の外層）の配線層である。配線層Ｌ２は、プリント基板２３において、配線層Ｌ１の下方（図４のＤ方向側）に位置する内層（第１の内層）の配線層である。配線層Ｌ３は、プリント基板２３において、配線層Ｌ２の下方に位置する内層（第２の内層）の配線層である。配線層Ｌ４は、プリント基板２３において、最も下方に位置する表層（第２の外層）の配線層である。

図６は、配線層Ｌ１（第１の外層）を説明するための図である。図６を参照して、配線層Ｌ１は、放熱パターン１１１ａおよび１１１ｂと、ビア１１２ａおよび１１２ｂと、熱拡散パターン１１３ａａ〜１１３ａｈとを含む。配線層Ｌ１には、開口部Ｈ１ａおよびＨ１ｂが形成される。

放熱パターン１１１ａは、開口部Ｈ１ａの周囲に形成される放熱用のパターンである。放熱パターン１１１ｂは、開口部Ｈ１ｂの周囲に形成される放熱用のパターンである。

ビア１１２ａは、各層を貫通してそれらを電気的に接続するビアホール（貫通ビア）である。ビア１１２ａは、後述の通り、配線層Ｌ２および配線層Ｌ３の接続に用いられる。したがって、配線層Ｌ１において、ビア１１２ａは、他の部分から電気的に切離されている。具体的に、放熱パターン１１１ａおよび１１１ｂと、ビア１１２ａおよび１１２ｂとは重ならないように配置される。これにより、放熱パターン１１１ａおよび１１１ｂと、ビア１１２ａおよび１１２ｂとは絶縁される。なお、配線層Ｌ２およびＬ３のみを接続するビアを用いることもできるが、そのようなビアを用いると、貫通ビアを用いる場合よりも、たとえばコストが増加する。つまり、ビア１１２ａを貫通ビアとすることで、コストの低減が可能になる。

放熱パターン１１１ａおよび１１１ｂには、スペーサ導体１０１ａａ〜１０１ａｄおよび１０１ｂｂ〜１０１ｂｄが設けられる。具体的には、スペーサ導体１０１ａａ〜１０１ａｄが、放熱パターン１１１ａに設けられる。スペーサ導体１０１ｂｂ〜１０１ｂｄが、放熱パターン１１１ｂに設けられる。先に説明したように、各スペーサ導体は、各放熱パターンにはんだ付けされる。はんだ付けは、たとえば、各放熱パターン上に形成されたソルダレジストから、各スペーサ導体を設ける部分のレジストを取り除いた後に、リフローはんだ付け工程によって行なわれる。

図７は、配線層Ｌ２（第１の内層）を説明するための図である。図７を参照して、配線層Ｌ２は、ビア１１２ａおよび１１２ｂと、熱拡散パターン１１３ｃａ〜１１３ｃｆと、コイル配線パターン１１４ａおよび１１４ｂと、接続パターン１１５ａおよび１１５ｂと、トランス接続部Ｖ１およびＶ２とを含む。配線層Ｌ２にも、配線層Ｌ１と同様に、開口部Ｈ１ａおよびＨ１ｂが形成される。

コイル配線パターン１１４ａは、開口部Ｈ１ａの周辺に巻回される。コイル配線パターン１１４ａの巻回数は、たとえば２ターンとすることができる。コイル配線パターン１１４ｂは、開口部Ｈ１ｂの周辺に巻回される。コイル配線パターン１１４ｂの巻回数も、たとえば２ターンとすることができる。

接続パターン１１５ａは、コイル配線パターン１１４ａと、トランス接続部Ｖ１とを接続する。トランス接続部Ｖ１は、図１に示すノードＮ１ａｂに対応する。接続パターン１１５ｂは、コイル配線パターン１１４ｂと、トランス接続部Ｖ２とを接続する。トランス接続部Ｖ２は、図１に示すノードＮ１ｃｄに対応する。

図８は、配線層Ｌ３（第２の内層）を説明するための図である。図８を参照して、配線層Ｌ３は、ビア１１２ａおよび１１２ｂと、熱拡散パターン１１３ｄａ〜１１３ｄｆと、コイル配線パターン１１４ｃおよび１１４ｄと、接続パターン１１５ｃとを含む。配線層Ｌ３にも、配線層Ｌ１およびＬ２と同様に、開口部Ｈ１ａおよびＨ１ｂが形成される。

コイル配線パターン１１４ｃは、開口部Ｈ１ａの周辺に巻回される。コイル配線パターン１１４ｃの巻回数は、たとえば２ターンとすることができる。コイル配線パターン１１４ｄは、開口部Ｈ１ｂの周辺に巻回される。コイル配線パターン１１４ｄの巻回数も、たとえば２ターンとすることができる。

接続パターン１１５ｃは、コイル配線パターン１１４ｃと、コイル配線パターン１１４ｄとを接続する。

ここで、図７および図８を参照して、コイル配線パターン１１４ｃは、ビア１１２ａを介して、コイル配線パターン１１４ａと接続される。コイル配線パターン１１４ａおよび１１４ｃは、内層（配線層Ｌ２およびＬ３）に設けられる第１の１次側コイルパターンを構成する。また、コイル配線パターン１１４ｂは、ビア１１２ｂを介して、コイル配線パターン１１４ｄと接続される。コイル配線パターン１１４ｂおよび１１４ｄは、内層（配線層Ｌ２およびＬ３）に設けられる第２の１次側コイルパターンを構成する。コイル配線パターン１１４ｂおよび１１４ｄ（第２の１次側コイルパターン）は、接続パターン１１５ｃを介して、コイル配線パターン１１４ａおよび１１４ｃ（第１の１次側コイルパターン）に直列接続される。

図９は、配線層Ｌ４（第２の外層）を説明するための図である。図９を参照して、配線層Ｌ４は、ビア１１２ａおよび１１２ｂと、放熱パターン１１１ｃおよび１１１ｄと、熱拡散パターン１１３ｂａ〜１１３ｂｈとを含む。配線層Ｌ４にも、配線層Ｌ１〜Ｌ３と同様に、開口部Ｈ１ａおよびＨ１ｂが形成される。

放熱パターン１１１ｃは、開口部Ｈ１ａの周囲に形成される。放熱パターン１１１ｄは、開口部Ｈ１ｂの周囲に形成される。

放熱パターン１１１ｃおよび１１１ｄと、ビア１１２ａおよび１１２ｂとは重ならないように配置される。これにより、放熱パターン１１１ｃおよび１１１ｄと、ビア１１２ａおよび１１２ｂとは絶縁される。

ここで、内層を流れる電流、すなわち配線層Ｌ２（図７）および配線層Ｌ３（図８）を流れる電流の経路について説明する。図７および図８を参照して、トランス接続部Ｖ１に入力された電流は、接続パターン１１５ａ、コイル配線パターン１１４ａ、ビア１１２ａおよびコイル配線パターン１１４ｃ（すなわち第１の１次側コイルパターン）を通る。さらに、電流は、接続パターン１１５ｃを介して、コイル配線パターン１１４ｄ、ビア１１２ｂ、コイル配線パターン１１４ｂ（すなわち第２の１次側コイルパターン）を通り、トランス接続部Ｖ２に出力される。なお、トランス接続部Ｖ２に入力される電流は、上述とは逆の経路を通り、トランス接続部Ｖ１に出力される。

図１０は、図４のＸ−Ｘにおけるトランス部２の断面図である。説明の便宜上、トランス部２の一部の構成のみが図示される。

図１０を参照して、図４などに示す筐体Ｈの底面Ｓ（以下、底面Ｓも含めて単に「筐体Ｈ」という）は、上方（Ｕ方向）に向けて凸形状の断面を有する。これに対し、プリント基板２３と、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄとは、全体として、下方（Ｄ方向）に向けて凹形状の断面を有する。

２次側コイルＬ２ｂは、絶縁シート５１ｃを介して、筐体Ｈに熱的に接続される。絶縁シート５１ｃは、図５の絶縁シート２４ａに対応する。２次側コイルＬ２ｄは、絶縁シート５１ｂを介して、筐体Ｈに熱的に接続される。絶縁シート５１ｂは、図５の絶縁シート２４ｂに対応する。プリント基板２３のうち、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄと重ならない部分（プリント基板２３の中央部分）は、絶縁シート５１ａを介して、筐体Ｈに熱的に接続される。したがって、プリント基板２３および２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄで発生した熱は、筐体Ｈに伝達した後、筐体Ｈの外部に放出される。すなわち、プリント基板２３の内層に設けられた１次側コイル（コイル配線パターン１１４ａ〜１１４ｄ）および２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄが放熱される。

図１１は、放熱経路を説明するための図である。図１１には、絶縁シート５１ｃおよび５１ａを通る放熱経路が矢印で示される。なお、図１０に示す絶縁シート５１ｂを通る放熱経路の説明は、次に説明する絶縁シート５１ｃを通る放熱経路と同様である。

図１１を参照して、配線層Ｌ２およびＬ３のコイル配線パターン１１４ａ〜１１４ｄで生じた熱、つまり主に１次側コイルで生じた熱は、配線層Ｌ２およびＬ３における接続パターン（図７の接続パターン１１５ａ，１１５ｂ、図８の接続パターン１１５ｃ）および熱拡散パターン（図７の熱拡散パターン１１３ｃａ〜１１３ｃｆ、図８の熱拡散パターン１１３ｄａ〜１１３ｄｆ）に伝達する。これにより、１次側コイルで生じた熱が、配線層Ｌ２およびＬ３の面方向に拡散される（Ｐ１）。拡散された熱は、絶縁樹脂を介して、配線層Ｌ１の放熱パターン１１１ａおよび配線層Ｌ４の放熱パターン１１１ｃに伝達する（Ｐ２）。

配線層Ｌ１の放熱パターン１１１ａなどに伝達した熱は、熱拡散パターン（図６の熱拡散パターン１１３ａａ〜１１３ａｈなど）を通り、絶縁シート５１ａ側へ向かって伝達し（Ｐ３）、配線層Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４および絶縁シート５１ａを通り、筐体Ｈに伝達する（Ｐ４，Ｐ５）。なお、配線層Ｌ１の放熱パターン１１１ａなどに伝達した熱は、熱拡散パターンと、２次側コイルＬ２ａとの間のスペースにも放出され得る（Ｐ９）。

配線層Ｌ４の放熱パターン１１１ｃなどに伝達した熱は、主に次の２種類の経路によって筐体Ｈに伝達する。第１の経路は、配線層Ｌ１と同様である。すなわち、熱拡散パターン（図９の熱拡散パターン１１３ｂａ〜１１３ｂｈ）を通り、絶縁シート５１ａ側へ向かって伝達し（Ｐ６）、絶縁シート５１ａを通り、筐体Ｈに伝達する（Ｐ５）経路である。第２の経路は、２次側コイルＬ２ｂに伝達し（Ｐ７）、絶縁シート５１ｃを通り、筐体Ｈに伝達する（Ｐ８）経路である。

このように、内層である配線層Ｌ２およびＬ３に形成された熱拡散パターンによって、平面方向に熱拡散が行なわれる。さらに、外層である配線層Ｌ１およびＬ４に形成された熱拡散パターンによっても、平面方向に熱拡散が行なわれる。したがって、たとえばコイル配線パターンの中心部であっても、放熱がされやすくなる。また、１次側コイルが、直列に接続された１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂによって左右に分割されて構成されることによって、１次側コイルの発熱が分散される。したがって、１次側コイルの発熱が低減される。

２次側コイルＬ２ａで発生した熱は、２次側コイルＬ２ｂとの接続点（図５の一点鎖線）を通り、２次側コイルＬ２ｂに伝達する。Ｌ２ｂに伝達した熱は、２次側コイルＬ２ｂで発生した熱とともに、絶縁シート５１ｂを介して、筐体Ｈに伝達する。

熱伝導率を向上するために、２次側コイルＬ２ａは、たとえば、銅板またはアルミ板で形成することができる。銅またはアルミをたとえばシート状ではなく板状（厚みを有する形状）とすることで、平面方向の熱拡散効果が高められる。これにより、２次側コイルＬ２ａは、２次側コイルＬ２ｂを介してスムーズに放熱される。

ここで、仮に、スペーサ導体１０１がなく、２次側コイルＬ２ａと配線層Ｌ１の放熱パターン１１１ａなどとが大きな接触面積を有して接触すると、２次側コイルＬ２ａで生じた熱の多くが、配線層Ｌ１の放熱パターン１１１ａに伝達する。そうすると、その熱は、配線層Ｌ１の熱拡散パターンを通り、絶縁シート５１ａ側に向かって伝達する。絶縁シート５１ａ側に伝達した熱は、配線層Ｌ１〜Ｌ４および絶縁シート５１ａを通り、筐体Ｈに伝達する。すなわち、２次側コイルＬ２ａの放熱経路と、１次側コイル（配線層Ｌ２およびＬ３の配線パターン）の放熱経路とが重複する。したがって、１次側コイルの放熱が妨げられる。

これに対し、図１１などに示すように、スペーサ導体１０１ａｂおよび１０１ａｃを介して２次側コイルＬ２ａと配線層Ｌ１の放熱パターン１１１ａとが接続されることによって、スペーサ導体１０１ａｂおよび１０１ａｃを介さずに２次側コイルＬ２ａと配線層Ｌ１の放熱パターン１１１ａとが接続される場合よりも、２次側コイルＬ２ａと配線層Ｌ１との接触面積が低減される。したがって、２次側コイルＬ２ａで生じた熱は、配線層Ｌ１の放熱パターン１１１ａに伝達しにくくなる。したがって、１次側コイルの放熱が妨げられず、１次側コイルの放熱性が向上する。なお、図１０に示す例では、スペーサ導体（スペーサ導体１０１ａｂなど）は、長方形の断面形状を有する。

なお、スペーサ導体（スペーサ導体１０１ａｂなど）によって、配線層Ｌ１のスペーサ導体が接続される部分のプリント基板２３の平面方向の熱拡散を向上させるという効果も期待できる。スペーサ導体として、たとえば、銅やアルミなどの金属を用いることができる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、プリント基板２３の内層に形成される１次側コイルの熱は、接続パターンおよび放熱パターンによって平面方向に拡散されるため、放熱効率が良くなる。

さらに、１次側コイルは、２つ（１次側コイルＬ１ａおよびＬ１ｂ）に分割されているため、発熱が分散される。したがって、１次側コイルの発熱が低減される。

また、スペーサ導体１０１によって、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃと、プリント基板２３とは、間隔を開けて（スペースを有して）配置される。これにより、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｃで生じた熱がプリント基板２３に伝達することを抑制できる。したがって、プリント基板２３に含まれる１次側コイルの放熱が確保される。

また、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄと、プリント基板２３とは、絶縁シート５１ｂ，５１ｃおよび５１ａを介して、筐体Ｈに熱的に接続される。そのため、２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄと、プリント基板２３とは、効率よく放熱される。

また、スペーサ導体１０１により、プリント基板２３の外層（配線層Ｌ１）の放熱パターンは、２次側コイルＬ２ａおよびＬ２ｂの電位に固定される。したがって、放熱パターンがシールド板として機能することによって生じる１次側コイルと２次側コイルとの磁気的結合の妨害や、放熱パターンの発熱を防ぐことができる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、１次側コイルの発熱の低減および放熱性の向上が可能になる。

[実施の形態２]
実施の形態１においては、長方形の断面形状を有するスペーサ導体（図１０のスペーサ導体１０１ａｂなど）の場合について説明したが、スペーサ導体の形状を工夫することで、さらに放熱を向上することが可能である。実施の形態２では、より放熱性が向上したスペーサ導体の例について説明する。

図１２は、実施の形態２において用いられるスペーサ導体の形状の一例を説明するための図である。図７に示す各構成に対応する部分については同様であるため、ここでは説明を繰り返さない。

図１２を参照して、スペーサ導体１０１ｙは、接触部１０１ｙａと、接続部１０１ｙｂとを含む。接触部１０１ｙａおよび接続部１０１ｙｂは、全体として凸形状の断面を有する。

接触部１０１ｙａは、２次側コイルＬ２ａと接触する。接続部１０１ｙｂは、プリント基板２３の外層（配線層Ｌ１）に形成される放熱パターン１１１ａに接続される。接触部１０１ｙａと２次側コイルＬ２ａとの接触面の面積は、接続部１０１ｙｂと放熱パターン１１１ａとの接続面の面積よりも小さい。これにより、接触熱抵抗が大きくなり、２次側コイルＬ２ａで生じた熱は、プリント基板２３の放熱パターン１１１ａなどに伝達しにくくなる。また、スペーサ導体１０１ｙの厚み方向（上下方向）における断面積も小さくなり、熱抵抗が大きくなる。これによっても、２次側コイルＬ２ａの熱は、プリント基板２３の放熱パターン１１１ａに伝達しにくくなる。

ここで、スペーサ導体１０１ｙと、放熱パターン１１１ａとを接続する面積は、たとえば図１１と同程度の大きさに維持されるため、配線層Ｌ１のスペーサ導体１０１ｙが接続される部分のプリント基板２３の平面方向の熱拡散効果も維持される。

なお、スペーサ導体１０１ｙは、放熱パターン１１１ａの電位と２次側コイルＬ２ａの電位とを同じにするために用いられているので、スペーサ導体１０１ｙには、それほど多くの電流は流れない（多くの電流は、２次側コイルＬ２ａに流れる）。したがって、スペーサ導体１０１ｙのように厚み方向の断面積が小さくても、放熱パターン１１１ａなどの電位と２次側コイルＬ２ａとの電位とは同じになる。

図１３は、スペーサ導体のさらに別の形状を説明するための図である。図７に示す各構成に対応する部分については同様であるため、ここでは説明を繰り返さない。

図１３を参照して、スペーサ導体１０１ｚは、接触部１０１ｚａと、接続部１０１ｚｂと、側板部１０１ｚｃとを含む。

接触部１０１ｚａは、２次側コイルＬ２ａに接触する。接続部１０１ｚｂは、プリント基板２３に形成される放熱パターン１１１ａに接続される。側板部１０１ｚｃは、接触部１０１ｚａと、接続部１０１ｚｂとを接続する。

接触部１０１ｚａと２次側コイルＬ２ａとの接触面の面積は、接続部１０１ｚｂとプリント基板２３に形成される放熱パターン１１１ａとの接続面の面積よりも小さい。放熱パターン１１１ａとの接続面を大きくすることで、プリント基板２３の熱拡散効果を高める部分を拡大できる。さらに、側板部１０１ｚｃを薄くすることで、スペーサ導体１０１ｚの厚み方向の断面積が狭くなる。これにより、厚み方向の熱抵抗を高くすることができる。２次側コイルＬ２ａで生じた熱は、プリント基板２３の放熱パターン１１１ａなどに伝達しにくくなる。

実施の形態２によれば、２次側コイルＬ２ａと接触する面積が小さく、プリント基板２３の放熱パターン１１１ａなどに接続する面積が大きくなるように、スペーサ導体（図１２のスペーサ導体１０１ｙおよび図１３のスペーサ導体１０１ｚ）の形状が定められる。これにより、２次側コイルＬ２ａで生じた熱は、プリント基板２３の放熱パターン１１１ａなどに伝達しにくくなる。また、プリント基板２３の平面方向の熱拡散効果が向上され得る。

[実施の形態３]
以上説明した降圧トランス（図１などに示すトランス部２）においては、１次側コイルおよび２次側コイルの放熱には、絶縁シート５１ａ〜５１ｃを介した放熱が含まれる。実施の形態３においては、絶縁シート５１ａ〜５１ｃの熱伝導率を向上させることによって、さらに放熱を向上する手法について説明する。

図１４は、実施の形態３に係るコンバータ１００Ａの回路ブロックを説明するための図である。図１４を参照して、コンバータ１００Ａは、ワイヤＷと、筐体Ｈとをさらに含む点で、コンバータ１００(図１）と異なる。コンバータ１００Ａの他の部分の構成は、図１などに示すコンバータ１００の対応する部分と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。

ワイヤＷは、端子Ｔ２Ｎと、筐体Ｈとを電気的に接続する。これにより、筐体Ｈは、端子Ｔ２Ｎと同電位とされる。なお、端子Ｔ２Ｎと、筐体Ｈとを電気的に接続するために用いられる手段は、ワイヤＷに限定されるものではない。

図１０などに示す絶縁シート５１ａ〜５１ｃは、たとえば、シートが薄いほど、熱伝導率が向上する。一方で、シートが薄いほど、絶縁性能が低下する。そのため、絶縁シート５１ａ〜５１ｃに印加される電圧を低くし、薄い絶縁シート５１ａ〜５１ｃを採用することによって熱伝導率を向上させることができる。絶縁シート５１ａ〜５１ｃは、２次側コイル（図１０に示す例では２次側コイルＬ２ｂおよびＬ２ｄ）と筐体Ｈとの間に挿入される。そのため、２次側コイルと筐体Ｈとの電位差を小さくすることで、絶縁シート５１ａ〜５１ｃに印加される電圧を低くすることができる。

図１４に示すように、ワイヤＷによって、筐体Ｈの電位を、トランス部２の２次側（２次側コイルＬ２ａ〜Ｌ２ｄ）の基準電位である端子Ｔ２Ｎの電位と同様にすることで、絶縁シート５１ａ〜５１ｃ（図１０）に印加される電圧を２次側の電圧と同様にすることができる。これによって、２次側コイルと筐体Ｈとの間に挿入される絶縁シート５１ａ〜５１ｃには、２次側の電圧が印加されることとなる。トランス部２は降圧トランスであるため、２次側の電圧は１次側の電圧よりも低い。すなわち、１次側の電圧よりも低い２次側の電圧が、絶縁シート５１ａ〜５１ｃに印加される。

ワイヤＷがないと、筐体Ｈの電位が固定されない。このため、筐体Ｈは、たとえば１次側の電位を有することがある。その場合、絶縁シート５１ａ〜５１ｃには、１次側の電圧と２次側の電圧との電圧差に相当する電圧が印加される。したがって、絶縁シート５１ａ〜５１ｃに印加される電圧が、２次側の電圧よりも大きな電圧となる可能性がある。

これに対し、筐体Ｈの電位が端子Ｔ２Ｎの電位に固定されていれば、１次側の電圧のような大きな電圧が絶縁シート５１ａ〜５１ｃに印加されることはない。２次側の電圧に耐え得る最低限の厚さを有する薄い絶縁シートを、絶縁シート５１ａ〜５１ｃに用いることができる。そのような薄い絶縁シート５１ａ〜５１ｃを採用することによって、熱伝導率を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組み合わせることは当初から予定されている。また、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｌ１ｂ，Ｌ１ａ １次側コイル、２ トランス部、３ ２次側回路、４ 制御回路、２１ａｈ，２１ｂｈ コア本体部、２１ａｃ，２１ｂｃ コア軸心、２２ａｈ，２２ｂｈ 絶縁樹脂、２３ プリント基板、２４ａ，２４ｂ，５１ａ〜５１ｃ 絶縁シート、２５ａｈ，２５ｂｈ コア底面部、１００，１００Ａ コンバータ、１０１，１０１ａａ〜１０１ａｄ，１０１ｂａ〜１０１ｂｄ，１０１ｙ，１０１ｚ スペーサ導体、１０１ｙａ，１０１ｚａ 接触部、１０１ｙｂ，１０１ｚｂ 接続部、１０１ｚｃ 側板部、１１１ａ〜１１１ｄ 放熱パターン、１１２ａ，１１２ｂ ビア、１１３ａａ〜１１３ａｈ，１１３ｂａ〜１１３ｂｈ，１１３ｃａ〜１１３ｃｆ，１１３ｄａ〜１１３ｄｆ 熱拡散パターン、１１４ａ〜１１４ｄ コイル配線パターン、１１５ａ〜１１５ｃ 接続パターン、Ｃ１ 入力コンデンサ、Ｃ３ 平滑コンデンサ、Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄ 整流素子、Ｈ 筐体、Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ 開口部、Ｌ１〜Ｌ４ 配線層、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ ２次側コイル、Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ 平滑コイル、Ｎ１ａｂ，Ｎ２ａｂ ノード、Ｓ 底面、Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄ スイッチング素子、Ｓａ 載置部、Ｔ１Ｐ，Ｔ１Ｎ，Ｔ２Ｎ，Ｔ２Ｐ 端子、Ｖ１，Ｖ２ トランス接続部、Ｖｐｎ 直流電圧、Ｗ ワイヤ。

Claims (5)

1. １次側に入力された電圧を降圧して２次側に出力する降圧トランスであって、
   上方の表層である第１の外層、下方の表層である第２の外層、および内層を含む多層基板と、
   前記第１および第２の外層にそれぞれ形成される放熱パターンと、
   前記内層に設けられる第１の１次側コイルパターンと、
   前記内層に設けられ、前記第１の１次側コイルパターンに直列接続される第２の１次側コイルパターンと、
   前記多層基板よりも前記上方に位置し前記第１の１次側コイルパターンと磁気的に結合される、第１の２次側コイルと、
   前記多層基板よりも前記下方に位置するとともに前記第１の２次側コイルに接続され、前記第１の１次側コイルパターンと磁気的に結合される、第２の２次側コイルと、
   前記多層基板よりも前記上方に位置し、前記第２の１次側コイルパターンと磁気的に結合される、第３の２次側コイルと、
   前記多層基板よりも前記下方に位置するとともに前記第３の２次側コイルに接続され、の前記第２の１次側コイルパターンと磁気的に結合される、第４の２次側コイルと、
   前記第１および第３の２次側コイルと、前記第１の外層に形成される前記放熱パターンとの間に配置されることにより前記第１および第３の２次側コイルと前記第１の外層に形成される前記放熱パターンとの間にスペースを形成するとともに、前記第１および第３の２次側コイルと、前記第１の外層に形成される前記放熱パターンとを電気的に接続するスペーサ導体とを備える、降圧トランス。
2. 前記第２および第４の２次側コイルよりも前記下方に位置する放熱板と、
   前記第２および第４の２次側コイルと、前記放熱板との間に配置され、前記第２および第４の２次側コイルと、前記放熱板とを熱的に接続する絶縁部材とをさらに備える、請求項１に記載の降圧トランス。
3. 前記スペーサ導体は、
   前記第１の外層に形成される前記放熱パターンと接続される接続面と、
   前記第１および第３の２次側コイルに接触し、前記接続面よりも小さい面積を有する接触面とを含む、請求項１または請求項２に記載の降圧トランス。
4. 前記放熱板は、前記降圧トランスが前記２次側に前記出力する電圧と共通の基準電位を有する、請求項２に記載の降圧トランス。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の降圧トランスを備える、降圧コンバータ。

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