JP3620415B2 - 絶縁型コンバータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源装置等に内蔵される絶縁型コンバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源装置等に内蔵される絶縁型コンバータ（例えば、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータや絶縁型ＡＣ−ＤＣコンバータ等）は、トランスと、該トランスの一次コイルに接続される一次側回路と、上記トランスの二次コイルに接続される二次側回路とを有し、例えば、上記一次側回路に供給された電力を上記トランスによって電圧を変換して二次側回路から出力するものである。
【０００３】
このような絶縁型コンバータには、装置の小型化が求められていることから、トランスとして、次に示すような積層シートトランスを採用して装置の小型化を図る場合がある。図４には、その積層シートトランスが分解状態で示されており、図５には図４に示す積層シートトランスのＡ−Ａ部分の断面図が模式的に示され、図６には図４に示すＢ−Ｂ部分の断面図が模式的に示されている。
【０００４】
図４に示される積層シートトランス１は、一次側回路２および二次側回路３が形成される回路形成用多層基板４に一体的に組み込み形成されるものであり、該積層シートトランス１は、上記回路形成用多層基板４を構成する図６に示す複数のシート基板５（図６に示す例では、３枚のシート基板５ａ，５ｂ，５ｃ）に形成されるコイルパターン６（６ａ，６ｂ）と、図４に示すような断面がＥ字形状の一対のＥ型コア部材１１（１１ａ，１１ｂ）と、コア組み合わせ部材１３とを有して構成されている。
【０００５】
従来では、トランスの一次コイルと二次コイルの結合度および交換効率等の電気・磁気的特性を最も良好にするために、一次コイル用のコイルパターン６ａと二次コイル用のコイルパターン６ｂとが交互に積層配置されている（以下、このようなコイルパターン６の積層配置構造をサンドイッチ構造と呼ぶ）。具体的には、図６に示すように、上記各シート基板５ａ，５ｂ，５ｃの表面側に一次と二次の一方の次数のコイルパターン６（図６に示す例では、一次コイル用のコイルパターン６ａ）が形成され、各シート基板５ａ，５ｂ，５ｃの裏面側には他方側の次数のコイルパターン６（図６に示す例では、二次コイル用のコイルパターン６ｂ）が形成されている。
【０００６】
それらコイルパターン６（６ａ，６ｂ）は中心軸を同軸上にして積層配置されてコイルパターン部７を構成しており、各シート基板５ａ，５ｂ，５ｃにそれぞれ形成されている複数の一次コイル用のコイルパターン６ａは貫通スルーホール１４（１４ａ，１４ｂ）および接続用導体部材１５（１５ａ，１５ｂ）によって導通接続されて一次コイルを構成し、同様に、複数の二次コイル用のコイルパターン６ｂは貫通スルーホール１６（１６ａ，１６ｂ）および接続用導体部材１７（１７ａ，１７ｂ）によって導通接続されて二次コイルを構成している。
【０００７】
なお、図６に示す符号８は、図に示す上下方向に隣り合っているコイルパターン６ａとコイルパターン６ｂを絶縁させるためにシート基板５間に介設された絶縁シート（例えばプリプレグ）を表している。
【０００８】
図４に示すように、上記コイルパターン６ａ，６ｂにより構成されるコイルパターン部７の中心部基板部位およびコイルパターン部７の外側基板部位にはコア足挿通孔１０が貫通形成されており、それら各コア足挿通孔１０に上記Ｅ型コア部材１１ａ，１１ｂの各コア足１２を回路形成用多層基板４の表裏両側からそれぞれ挿通して図５に示すように突き合わせ、その突き合わせ状態の一対のＥ型コア部材１１ａ，１１ｂと、図４に示すような形状を持つコア組み合わせ部材１３とを嵌め合わせることによって、図５に示すように上記コア組み合わせ部材１３によって上記一対のＥ型コア部材１１ａ，１１ｂが組み合わされて該一対のＥ型コア部材１１ａ，１１ｂは上記コイルパターン部７の一部を回路形成用多層基板４の表裏両側から挟み込む形態で上記コイルパターン部７に装備されている。
【０００９】
上記のように積層シートトランス１は回路形成用多層基板４に一体的に組み込み形成されている。このような積層シートトランス１を採用することによって、絶縁型コンバータの薄型化を図ることが容易となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、上記の如く積層シートトランス１を採用することで、絶縁型コンバータの薄型化を促進させることは容易であるが、次に述べるような理由によって、回路形成用多層基板４の大きさを縮小させることが難しく、そのために、絶縁型コンバータの小型化が妨げられてしまうという問題があった。
【００１１】
それというのは、従来では、前記図６に示すようにコイルパターン６の積層形態はサンドイッチ構造であるために、回路形成用多層基板４の表面側の最外層に形成されているコイルパターン６（６ａ）は一次コイルを構成するコイルパターンであり、回路形成用多層基板４の裏面側の最外層に形成されているコイルパターン６（６ｂ）は二次コイルを構成するコイルパターンであるという如く、積層シートトランス１の表裏両側の各最外層のコイルパターンは互いに異なる次数のコイルパターンと成している。このために、例えば、何らかの原因によって、一次側回路２と二次側回路３の一方側に非常に大きな過電圧が発生した際に、その過電圧は上記積層シートトランス１のフェライト等から成るＥ型コア部材１１ａ，１１ｂの表層を介して他方側の回路にスパークし易く、一次側と二次側の絶縁破壊が発生する可能性が高い。
【００１２】
具体的に述べれば、一次側回路２と、一次コイル用のコイルパターン６ａに近接している表面側のＥ型コア部材１１ａの表層との間は過電圧がスパークし易く、また、二次側回路３と、二次コイル用のコイルパターン６ｂに近接している裏面側のＥ型コア部材１１ｂの表層との間は過電圧がスパークし易いことから、例えば、一次側回路２に過電圧が発生した際には、その過電圧は、まず、一次側回路２から上記表面側のＥ型コア部材１１ａの表層にスパークする。そして、その過電圧は表面側から裏面側のＥ型コア部材１１ｂに伝搬し、該裏面側のＥ型コア部材１１ｂの表層から二次側回路３にスパークする。これにより、一次側と二次側の絶縁破壊が生じる。
【００１３】
この一次側と二次側の絶縁破壊の問題を確実に防止するためには、上記積層シートトランス１と一次側回路２との間、および、上記積層シートトランス１と二次側回路３との間には、必ず、一次側と二次側との絶縁破壊を防止するための広い絶縁間隙を設けなければならない。このように積層シートトランス１の一次側と二次側の両側に上記のような広い絶縁間隙を設けなければならないために、回路形成用多層基板４を縮小することが難しく、上記の如く絶縁型コンバータの小型化の促進が困難であった。
【００１４】
また、前述したように、コイルパターン６の積層形態はサンドイッチ構造と成しているために、各シート基板５の一次コイル用のコイルパターン６ａを導通接続して一次コイルを形成するためには貫通スルーホール１４（１４ａ，１４ｂ）および接続用導体部材１５（１５ａ，１５ｂ）が、また、各シート基板５の二次コイル用のコイルパターン６ｂを導通接続して二次コイルを形成するためには貫通スルーホール１６（１６ａ，１６ｂ）および接続用導体部材１７（１７ａ，１７ｂ）がそれぞれ必要である。さらに、前記回路形成用多層基板４の表裏両側には上記貫通スルーホール１４，１６の開口部となる部位にスルーホールランド２０を形成しなければならない。
【００１５】
上記互いに異なるシート基板５に形成されているコイルパターンを導通接続するための貫通スルーホール１４，１６および接続用導体部材１５，１７と、スルーホールランド２０とはコイルパターン６ａ，６ｂの形成の邪魔にならなず、絶縁を確保することができる部位に設けなければならないことから、それら貫通スルーホール１４，１６と接続用導体部材１５，１７とスルーホールランド２０を設けるための専用の基板スペースが必要となる。このことも、回路形成用多層基板４の縮小化を困難にしており、絶縁型コンバータの小型化を妨げている原因の一つである。
【００１６】
さらに、上記従来の構成では、上記表面側の最外層のコイルパターン６ａと、裏面側の最外層のコイルパターン６ｂとはＥ型コア部材１１ａ，１１ｂを介して導通し、一次コイルと二次コイルが導通接続してしまう虞があった。
【００１７】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、一次側と二次側の絶縁を確実に確保することができ、しかも、装置の小型化が容易な絶縁型コンバータを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、トランスを有し、このトランスは、回路形成用多層基板を構成する複数のシート基板に一次コイル用および二次コイル用のコイルパターンが中心軸を同軸上にして配置形成され当該コイルパターン部にコア部材が装備されて成る積層シートトランスである絶縁型コンバータであって、上記回路形成用多層基板には、上記積層シートトランスの一次コイル側の一次側回路が形成される領域と、上記積層シートトランスの形成領域と、上記積層シートトランスの二次コイル側の二次側回路が形成される領域とが順に配列配置され、上記積層シートトランスの形成領域は一次コイル用のコイルパターンが形成されたシート基板と二次コイル用のコイルパターンが形成されたシート基板とが複数積層されることによって一次コイル用のコイルパターンと二次コイル用のコイルパターンとが積層されているものであり、また、上記積層シートトランスを構成する表裏両側の最外層のコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成していて当該最外層のコイルパターンは回路形成用多層基板の外表面に露出されており、その積層シートトランスの最外層のコイルパターンが一次コイルを構成している場合には上記積層シートトランスを一次側回路と見なして該積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙が設けられており、また反対に、上記積層シートトランスの最外層のコイルパターンが二次コイルを構成している場合には上記積層シートトランスを二次側回路と見なして該積層シートトランスと一次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙が設けられていることを特徴として構成されている。
【００１９】
第２の発明は、上記第１の発明の構成を備え、シート基板の表裏両側にそれぞれコイルパターンが形成されており、同一のシート基板の表裏両側に形成されているコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成しており、一次コイル用のコイルパターンが表裏両面に形成されている一次側シート基板と、二次コイル用のコイルパターンが表裏両面に形成されている二次側シート基板とは交互に積層配置されていることを特徴として構成されている。
【００２０】
上記構成の発明において、積層シートトランスを構成する表裏両側の最外層のコイルパターンが共に例えば一次コイル用のコイルパターンである場合には、もし仮に、一次側回路に過電圧が発生して該過電圧が一次側回路から上記積層シートトランスのコア部材にスパークしたとしても、その積層シートトランスの表裏両側の最外層には、二次コイル用のコイルパターンではなく、一次コイル用のコイルパターンが配置されているために、上記過電圧は積層シートトランスのコア部材から二次側回路にはスパークし難い。その上、その積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間には絶縁間隙が形成されていることから、一次側回路に過電圧が発生したとしても、その過電圧が一次側回路からコア部材の表層を介して二次側回路にスパークすることをほぼ確実に回避することができて、一次側と二次側の絶縁破壊をほぼ確実に防止することができる。
【００２１】
また、反対に、二次側回路に過電圧が発生した場合にも、積層シートトランスの表裏両側のコイルパターンは一次コイル用のコイルパターンである上に、その積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間には絶縁間隙が設けられているので、上記過電圧は二次側回路から積層シートトランスのコア部材にスパークすることは殆ど無く、一次側と二次側との絶縁破壊をほぼ確実に防止することができる。
【００２２】
このように、一次側と二次側との絶縁破壊をほぼ確実に防止することができ、しかも、積層シートトランスの一次コイル側と二次コイル側との一方側のみに絶縁間隙を設ければよいので、従来のような一次コイル側と二次コイル側の両側に絶縁間隙を設けなければならない構成に比べて、回路形成用多層基板の大きさを縮小させることができる。これにより、絶縁型コンバータの小型化を促進させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態例の説明において、前記従来例と同一名称部分には同一符号を付して、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２４】
この実施形態例に示す絶縁型コンバータも、前記従来例と同様に、積層シートトランス１と、該積層シートトランス１の一次コイルに接続される一次側回路２と、上記積層シートトランス１の二次コイルに接続される二次側回路３とを有して構成されており、特徴的なことは、絶縁型コンバータの小型化を容易にする特有な構成を備えていることである。
【００２５】
すなわち、この実施形態例では、積層シートトランス１のコイルパターン６の配設形態は、従来のサンドイッチ構造とは異なって図２に示すような配置形態と成している。つまり、図２に示す例では、回路形成用多層基板４を構成する複数のシート基板５ａ，５ｂ，５ｃのうちのシート基板５ａ，５ｃの表裏両側には一次と二次のうちの一方の同じ次数の一次コイル用のコイルパターン６ａが形成され、残りのシート基板５ｂの表裏両側には他方の同じ次数の二次コイル用のコイルパターン６ｂが形成されている。上記シート基板５ａ，５ｃは、上記のように、一次コイル用のコイルパターン６ａが表裏両側に形成されている一次側シート基板と成し、上記シート基板５ｂは二次コイル用のコイルパターン６ｂが表裏両側に形成されている二次側シート基板と成している。
【００２６】
図２に示すように、上記シート基板５ａ，５ｂ，５ｃは順に積層形成されており、上記一次側シート基板と二次側シート基板とが交互に積層配置される形態と成している。また、そのような積層配置形態と成していることによって、積層シートトランス１の表面側と裏面側の両方の最外層には同じ次数である一次コイル用のコイルパターン６ａが配置されている。
【００２７】
上記各シート基板５ａ，５ｂ，５ｃの表面側と裏面側にそれぞれ形成されている同じ次数のコイルパターン６同士はＩＶＨ（インナーヴィヤーホール）１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）によって導通接続されている。このように、上記シート基板５ｂの表面側と裏面側にそれぞれ形成された二次コイル用のコイルパターン６ｂ同士は上記ＩＶＨ１８（１８ｂ）を介して導通接続されることで二次コイルを構成している。また、シート基板５ａ，５ｃの表面側と裏面側の一次コイル用のコイルパターン６ａはＩＶＨ１８（１８ａ，１８ｃ）を介して導通接続され、さらに、異なるシート基板５ａ，５ｃに形成された一次コイル用のコイルパターン６ａは、図２に示すように、貫通スルーホール１４および接続用導体部材１５によって導通接続されて、一次コイルを構成している。
【００２８】
この実施形態例では、積層シートトランス１は上記のように構成されており、上述したように、積層シートトランス１の表裏両側の最外層には両方共に一次コイル用のコイルパターン６ａが配置されている。
【００２９】
ところで、上記のように、積層シートトランス１の表裏両側の最外層に一次と二次のうちの一方の同じ次数の一次コイル用のコイルパターン６ａが配置されている場合には、その積層シートトランス１の一対のコア部材１１ａ，１１ｂは一次側の影響を非常に大きく受けるので、該積層シートトランス１を電気的に上記一次側回路２の部品として見なすことができることに本発明者は気付いた。
【００３０】
そこで、この実施形態例では、上記積層シートトランス１を一次側回路２の部品として見なし、図１に示すように、該上記積層シートトランス１は一次側回路２の形成領域に近接配置されており、上記積層シートトランス１と二次側回路３の形成領域との間には一次側と二次側との絶縁耐圧を確保するための絶縁間隙Ｓが形成されている。
【００３１】
この実施形態例によれば、積層シートトランス１のコイルパターン６の積層配置形態、および、積層シートトランス１と一次側回路２と二次側回路３との配列配置形態を上記のような特有な形態としたので、例えば一次側回路２に非常に大きな過電圧が発生したときに、その過電圧が上記積層シートトランス１のコア部材１１の表層にスパークしたとしても、そのコア部材１１は一次コイル用のコイルパターン６ａに近接していることから、該コア部材１１の表層から二次側回路３に過電圧はスパークし難く、かつ、上記のように積層シートトランス１と二次側回路３との間には絶縁間隙Ｓが形成されているために、上記過電圧は、積層シートトランス１のコア部材１１の表層から二次側回路３へスパークすることは殆ど無く、一次側回路２で発生した過電圧が積層シートトランス１のコア部材１１を介して二次側回路３にスパークしてしまう事態発生をほぼ確実に防止することができて、一次側と二次側との絶縁破壊を防止することができる。
【００３２】
また、反対に、二次側回路３に過電圧が発生したときにも、同様に、積層シートトランス１の表裏両側の最外層には一次コイル用のコイルパターン６ａが形成されている上に、上記積層シートトランス１と二次側回路３との間には絶縁間隙Ｓが形成されているために、上記二次側回路３から積層シートトランス１のＥ型コア部材１１の表層に過電圧がスパークすることは殆ど無く、このような場合にも、一次側と二次側との絶縁破壊を確実に防止することができる。
【００３３】
この実施形態例では、積層シートトランス１の表裏両側の最外層に同じ次数の一次コイル用のコイルパターン６ａを設け、かつ、積層シートトランス１の一次側と二次側とのうちの二次側の回路３の形成領域との間にのみ絶縁間隙Ｓを設ける構成としたので、従来のような積層シートトランス１の一次側と二次側の両側に絶縁間隙Ｓを設けなければならない構成に比べて、一次側と二次側のうちの一次側の絶縁間隙Ｓを省略した分、回路形成用多層基板４の縮小化を図ることができる。しかも、そのように、回路形成用多層基板４の縮小化を図りつつ、一次側と二次側の絶縁破壊をほぼ確実に回避することができるという画期的な効果を得ることができる。
【００３４】
また、この実施形態例では、上記のようにコイルパターン６の積層配置形態に特有な形態を採用していることから、つまり、各シート基板５の表面側と裏面側には同じ次数のコイルパターン６が形成され、一次コイル用のコイルパターン６ａを表裏両面に形成した一次側シート基板５と、上記二次コイル用のコイルパターン６ｂを表裏両面に形成した二次側シート基板５とを交互に積層配置する構成を備えたので、従来のようにコイルパターン６の積層配置形態がサンドイッチ構造である場合に比べて、互いに異なるシート基板５に形成されたコイルパターン６を導通接続するための貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を減少させることができる。
【００３５】
具体的には、例えば、図２、図６に示すように、同じ６層のコイルパターン６によって、トランスの一次コイルと二次コイルを構成する場合に、従来の図６に示すようなサンドイッチ構造の場合には、４箇所に貫通スルーホール１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂと接続用導体部材１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂとスルーホールランド２０が必要であるのに対して、この実施形態例に示す図２の例では、１箇所に貫通スルーホール１４と接続用導体部材１５とスルーホールランド２０を設けるだけでよい。
【００３６】
上記貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドを形成する場合には、前述したように、コイルパターン６の形成の邪魔にならない専用の基板スペースが必要であるので、上記貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数が増加するに従って、それら貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドを形成するために回路形成用多層基板４が大きくなってしまうが、この実施形態例では、上記のように貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を削減することができる構成であるので、回路形成用多層基板４をより一層縮小することができる。
【００３７】
上記のように、この実施形態例において特徴的な構成を備えることで、回路形成用多層基板４を縮小させることができ、これにより、絶縁型コンバータの小型化を促進させることができる。
【００３８】
さらに、この実施形態例では、上記のように特有なコイルパターン６の積層配置形態を採用することによって、貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を削減することが可能な構成であるので、上記コイルパターン６が形成されているシート基板５を積層して回路形成用多層基板４を作製する工程数を減少させることができ、回路形成用多層基板４の作製に要する時間の短縮および費用の削減を図ることができる。
【００３９】
さらに、この実施形態例では、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６は共に同じ次数の一次コイル用のコイルパターン６ａであることから、一次コイル用のコイルパターン６ａと二次コイル用のコイルパターン６ｂとがコア部材１１を介して導通してしまうという問題を回避することができる。
【００４０】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、上記実施形態例では、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６は一次コイル用のものであったが、例えば、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６を二次コイル用としてもよい。
【００４１】
このように、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６が二次コイル用のものである場合には、積層シートトランス１は二次側回路３の部品として見なすことができ、これにより、上記実施形態例とは反対に、積層シートトランス１は二次側回路３の形成領域に近接配置され、積層シートトランス１と一次側回路２との間には、一次側と二次側との絶縁破壊を防止するための絶縁間隙が設けられることとなる。この場合にも、上記実施形態例と同様の優れた効果を奏することができる。
【００４２】
また、上記実施形態例では、同一のシート基板５の表裏両側には同じ次数のコイルパターン６が形成されていたが、例えば、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６が共に一次と二次のうちの一方の同じ次数のコイルパターン６と成していればよく、コイルパターン６の積層配置形態は上記実施形態例に示す形態に限定されるものではない。
【００４３】
さらに、上記実施形態例では、積層シートトランス１を構成するコア部材はＥ型コア部材であったが、コア部材は上記Ｅ型に限定されるものではなく、他の形態のコア部材を採用してもよい。なお、対を成すコア部材を組み合わせるコア組み合わせ部材１３は上記コア部材の形状に適した形態を成すものであり、例えば、Ｅ型以外のコア部材が採用された場合には、上記コア組み合わせ部材１３はその採用されたコア部材に合った形態を備えるものである。
【００４４】
さらに、上記実施形態例では、コイルパターン６の積層数は６層であったが、例えば、コイルパターン６の積層数は複数であればよく、数に限定されるものではない。例えば、図３に示すように、多数層のコイルパターン６が積層形成される場合にも、上記実施形態例と同様に、各シート基板５の表裏両面に一次と二次のうちの同じ次数のコイルパターン６を形成し、一次コイル用のコイルパターン６ａが形成されているシート基板５と、二次コイル用のコイルパターン６ｂが形成されているシート基板５とを交互に積層形成することによって、上記実施形態例と同様に、貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を削減することができて回路形成用多層基板４の縮小化を図ることができる等の効果を奏することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば、積層シートトランスの表裏両側の最外層のコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成し、その最外層のコイルパターンが一次コイル用のコイルパターンである場合には、積層シートトランスを一次側回路と見なして該積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙を設け、上記表裏両側の最外層のコイルパターンが二次コイル用のコイルパターンである場合には、積層シートトランスを二次側回路と見なして該積層シートトランスと一次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙を設ける構成としたので、従来のように、積層シートトランスの一次側と二次側との両側に絶縁間隙を設けなければならない場合に比べて、この発明では、積層シートトランスの一次側と二次側とのうちの一方側のみに絶縁間隙を設けるだけでよいことから、回路形成用多層基板を縮小させることができる。これにより、絶縁型コンバータの小型化を促進させることができる。
【００４６】
シート基板の表裏両側に形成されているコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成しており、一次コイル用のコイルパターンが表裏両側に形成されている一次側シート基板と、二次コイル用のコイルパターンが表裏両側に形成されている二次側シート基板とを交互に積層配置した発明にあっては、トランスの一次コイルと二次コイルの電気・磁気的特性を劣化させることなく、互いに異なるシート基板に形成されているコイルパターンを導通接続させるための貫通スルーホールや接続用導体部材やスルーホールランドの設置数を削減することができる。この貫通スルーホール、接続用導体部材、スルーホールランドの設置数の削減によって、上記貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドを設けるための専用の基板スペースを減少させることができることから、回路形成用多層基板の縮小化を図ることができる。
【００４７】
上記積層シートトランスの一次側と二次側との何れか一方側の絶縁間隙の省略による回路形成用多層基板の縮小効果と、上記貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数の削減による回路形成用多層基板の縮小効果とが相俟って、より一層、回路形成用多層基板の縮小化を図ることができ、絶縁型コンバータの小型化を飛躍的に促進させることが可能となる。
【００４８】
また、この発明に示すような特有なコイルパターンの積層配置構造を採用することによって、上記の如く、貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を削減することができるので、上記回路形成用多層基板を作製するための製造工程の工程数を削減することができる。これにより、回路形成用多層基板の製造に要する時間の短縮や、費用削減を図ることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る絶縁型コンバータの一実施形態例において特徴的な一次側回路と積層シートトランスと二次側回路の配列形態を模式的に示す説明図である。
【図２】上記実施形態例において特徴的な積層シートトランスのコイルパターンの積層形態を示す説明図である。
【図３】その他の実施形態例を示す説明図である。
【図４】積層シートトランスの構造例が模式的に分解状態で示す説明図である。
【図５】図４に示す積層シートトランスのＡ−Ａ部分の断面図が示されている。
【図６】コイルパターンの従来の積層配置例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 積層シートトランス
２ 一次側回路
３ 二次側回路
４ 回路形成用多層基板
５ シート基板
６ コイルパターン
７ コイルパターン部
１１ コア部材
１４ 貫通スルーホール
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源装置等に内蔵される絶縁型コンバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源装置等に内蔵される絶縁型コンバータ（例えば、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータや絶縁型ＡＣ−ＤＣコンバータ等）は、トランスと、該トランスの一次コイルに接続される一次側回路と、上記トランスの二次コイルに接続される二次側回路とを有し、例えば、上記一次側回路に供給された電力を上記トランスによって電圧を変換して二次側回路から出力するものである。
【０００３】
このような絶縁型コンバータには、装置の小型化が求められていることから、トランスとして、次に示すような積層シートトランスを採用して装置の小型化を図る場合がある。図４には、その積層シートトランスが分解状態で示されており、図５には図４に示す積層シートトランスのＡ−Ａ部分の断面図が模式的に示され、図６には図４に示すＢ−Ｂ部分の断面図が模式的に示されている。
【０００４】
図４に示される積層シートトランス１は、一次側回路２および二次側回路３が形成される回路形成用多層基板４に一体的に組み込み形成されるものであり、該積層シートトランス１は、上記回路形成用多層基板４を構成する図６に示す複数のシート基板５（図６に示す例では、３枚のシート基板５ａ，５ｂ，５ｃ）に形成されるコイルパターン６（６ａ，６ｂ）と、図４に示すような断面がＥ字形状の一対のＥ型コア部材１１（１１ａ，１１ｂ）と、コア組み合わせ部材１３とを有して構成されている。
【０００５】
従来では、トランスの一次コイルと二次コイルの結合度および交換効率等の電気・磁気的特性を最も良好にするために、一次コイル用のコイルパターン６ａと二次コイル用のコイルパターン６ｂとが交互に積層配置されている（以下、このようなコイルパターン６の積層配置構造をサンドイッチ構造と呼ぶ）。具体的には、図６に示すように、上記各シート基板５ａ，５ｂ，５ｃの表面側に一次と二次の一方の次数のコイルパターン６（図６に示す例では、一次コイル用のコイルパターン６ａ）が形成され、各シート基板５ａ，５ｂ，５ｃの裏面側には他方側の次数のコイルパターン６（図６に示す例では、二次コイル用のコイルパターン６ｂ）が形成されている。
【０００６】
それらコイルパターン６（６ａ，６ｂ）は中心軸を同軸上にして積層配置されてコイルパターン部７を構成しており、各シート基板５ａ，５ｂ，５ｃにそれぞれ形成されている複数の一次コイル用のコイルパターン６ａは貫通スルーホール１４（１４ａ，１４ｂ）および接続用導体部材１５（１５ａ，１５ｂ）によって導通接続されて一次コイルを構成し、同様に、複数の二次コイル用のコイルパターン６ｂは貫通スルーホール１６（１６ａ，１６ｂ）および接続用導体部材１７（１７ａ，１７ｂ）によって導通接続されて二次コイルを構成している。
【０００７】
なお、図６に示す符号８は、図に示す上下方向に隣り合っているコイルパターン６ａとコイルパターン６ｂを絶縁させるためにシート基板５間に介設された絶縁シート（例えばプリプレグ）を表している。
【０００８】
図４に示すように、上記コイルパターン６ａ，６ｂにより構成されるコイルパターン部７の中心部基板部位およびコイルパターン部７の外側基板部位にはコア足挿通孔１０が貫通形成されており、それら各コア足挿通孔１０に上記Ｅ型コア部材１１ａ，１１ｂの各コア足１２を回路形成用多層基板４の表裏両側からそれぞれ挿通して図５に示すように突き合わせ、その突き合わせ状態の一対のＥ型コア部材１１ａ，１１ｂと、図４に示すような形状を持つコア組み合わせ部材１３とを嵌め合わせることによって、図５に示すように上記コア組み合わせ部材１３によって上記一対のＥ型コア部材１１ａ，１１ｂが組み合わされて該一対のＥ型コア部材１１ａ，１１ｂは上記コイルパターン部７の一部を回路形成用多層基板４の表裏両側から挟み込む形態で上記コイルパターン部７に装備されている。
【０００９】
上記のように積層シートトランス１は回路形成用多層基板４に一体的に組み込み形成されている。このような積層シートトランス１を採用することによって、絶縁型コンバータの薄型化を図ることが容易となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、上記の如く積層シートトランス１を採用することで、絶縁型コンバータの薄型化を促進させることは容易であるが、次に述べるような理由によって、回路形成用多層基板４の大きさを縮小させることが難しく、そのために、絶縁型コンバータの小型化が妨げられてしまうという問題があった。
【００１１】
それというのは、従来では、前記図６に示すようにコイルパターン６の積層形態はサンドイッチ構造であるために、回路形成用多層基板４の表面側の最外層に形成されているコイルパターン６（６ａ）は一次コイルを構成するコイルパターンであり、回路形成用多層基板４の裏面側の最外層に形成されているコイルパターン６（６ｂ）は二次コイルを構成するコイルパターンであるという如く、積層シートトランス１の表裏両側の各最外層のコイルパターンは互いに異なる次数のコイルパターンと成している。このために、例えば、何らかの原因によって、一次側回路２と二次側回路３の一方側に非常に大きな過電圧が発生した際に、その過電圧は上記積層シートトランス１のフェライト等から成るＥ型コア部材１１ａ，１１ｂの表層を介して他方側の回路にスパークし易く、一次側と二次側の絶縁破壊が発生する可能性が高い。
【００１２】
具体的に述べれば、一次側回路２と、一次コイル用のコイルパターン６ａに近接している表面側のＥ型コア部材１１ａの表層との間は過電圧がスパークし易く、また、二次側回路３と、二次コイル用のコイルパターン６ｂに近接している裏面側のＥ型コア部材１１ｂの表層との間は過電圧がスパークし易いことから、例えば、一次側回路２に過電圧が発生した際には、その過電圧は、まず、一次側回路２から上記表面側のＥ型コア部材１１ａの表層にスパークする。そして、その過電圧は表面側から裏面側のＥ型コア部材１１ｂに伝搬し、該裏面側のＥ型コア部材１１ｂの表層から二次側回路３にスパークする。これにより、一次側と二次側の絶縁破壊が生じる。
【００１３】
この一次側と二次側の絶縁破壊の問題を確実に防止するためには、上記積層シートトランス１と一次側回路２との間、および、上記積層シートトランス１と二次側回路３との間には、必ず、一次側と二次側との絶縁破壊を防止するための広い絶縁間隙を設けなければならない。このように積層シートトランス１の一次側と二次側の両側に上記のような広い絶縁間隙を設けなければならないために、回路形成用多層基板４を縮小することが難しく、上記の如く絶縁型コンバータの小型化の促進が困難であった。
【００１４】
また、前述したように、コイルパターン６の積層形態はサンドイッチ構造と成しているために、各シート基板５の一次コイル用のコイルパターン６ａを導通接続して一次コイルを形成するためには貫通スルーホール１４（１４ａ，１４ｂ）および接続用導体部材１５（１５ａ，１５ｂ）が、また、各シート基板５の二次コイル用のコイルパターン６ｂを導通接続して二次コイルを形成するためには貫通スルーホール１６（１６ａ，１６ｂ）および接続用導体部材１７（１７ａ，１７ｂ）がそれぞれ必要である。さらに、前記回路形成用多層基板４の表裏両側には上記貫通スルーホール１４，１６の開口部となる部位にスルーホールランド２０を形成しなければならない。
【００１５】
上記互いに異なるシート基板５に形成されているコイルパターンを導通接続するための貫通スルーホール１４，１６および接続用導体部材１５，１７と、スルーホールランド２０とはコイルパターン６ａ，６ｂの形成の邪魔にならなず、絶縁を確保することができる部位に設けなければならないことから、それら貫通スルーホール１４，１６と接続用導体部材１５，１７とスルーホールランド２０を設けるための専用の基板スペースが必要となる。このことも、回路形成用多層基板４の縮小化を困難にしており、絶縁型コンバータの小型化を妨げている原因の一つである。
【００１６】
さらに、上記従来の構成では、上記表面側の最外層のコイルパターン６ａと、裏面側の最外層のコイルパターン６ｂとはＥ型コア部材１１ａ，１１ｂを介して導通し、一次コイルと二次コイルが導通接続してしまう虞があった。
【００１７】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、一次側と二次側の絶縁を確実に確保することができ、しかも、装置の小型化が容易な絶縁型コンバータを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、トランスを有し、このトランスは、回路形成用多層基板を構成する複数のシート基板に一次コイル用および二次コイル用のコイルパターンが中心軸を同軸上にして配置形成され当該コイルパターン部にコア部材が装備されて成る積層シートトランスである絶縁型コンバータであって、上記回路形成用多層基板には、上記積層シートトランスの一次コイル側の一次側回路が形成される領域と、上記積層シートトランスの形成領域と、上記積層シートトランスの二次コイル側の二次側回路が形成される領域とが順に配列配置され、上記積層シートトランスの形成領域は一次コイル用のコイルパターンが形成されたシート基板と二次コイル用のコイルパターンが形成されたシート基板とが複数積層されることによって一次コイル用のコイルパターンと二次コイル用のコイルパターンとが積層されているものであり、また、上記積層シートトランスを構成する表裏両側の最外層のコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成していて当該最外層のコイルパターンは回路形成用多層基板の外表面に露出されており、その積層シートトランスの最外層のコイルパターンが一次コイルを構成している場合には上記積層シートトランスを一次側回路と見なして該積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙が設けられており、また反対に、上記積層シートトランスの最外層のコイルパターンが二次コイルを構成している場合には上記積層シートトランスを二次側回路と見なして該積層シートトランスと一次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙が設けられていることを特徴として構成されている。
【００１９】
第２の発明は、上記第１の発明の構成を備え、シート基板の表裏両側にそれぞれコイルパターンが形成されており、同一のシート基板の表裏両側に形成されているコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成しており、一次コイル用のコイルパターンが表裏両面に形成されている一次側シート基板と、二次コイル用のコイルパターンが表裏両面に形成されている二次側シート基板とは交互に積層配置されていることを特徴として構成されている。
【００２０】
上記構成の発明において、積層シートトランスを構成する表裏両側の最外層のコイルパターンが共に例えば一次コイル用のコイルパターンである場合には、もし仮に、一次側回路に過電圧が発生して該過電圧が一次側回路から上記積層シートトランスのコア部材にスパークしたとしても、その積層シートトランスの表裏両側の最外層には、二次コイル用のコイルパターンではなく、一次コイル用のコイルパターンが配置されているために、上記過電圧は積層シートトランスのコア部材から二次側回路にはスパークし難い。その上、その積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間には絶縁間隙が形成されていることから、一次側回路に過電圧が発生したとしても、その過電圧が一次側回路からコア部材の表層を介して二次側回路にスパークすることをほぼ確実に回避することができて、一次側と二次側の絶縁破壊をほぼ確実に防止することができる。
【００２１】
また、反対に、二次側回路に過電圧が発生した場合にも、積層シートトランスの表裏両側のコイルパターンは一次コイル用のコイルパターンである上に、その積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間には絶縁間隙が設けられているので、上記過電圧は二次側回路から積層シートトランスのコア部材にスパークすることは殆ど無く、一次側と二次側との絶縁破壊をほぼ確実に防止することができる。
【００２２】
このように、一次側と二次側との絶縁破壊をほぼ確実に防止することができ、しかも、積層シートトランスの一次コイル側と二次コイル側との一方側のみに絶縁間隙を設ければよいので、従来のような一次コイル側と二次コイル側の両側に絶縁間隙を設けなければならない構成に比べて、回路形成用多層基板の大きさを縮小させることができる。これにより、絶縁型コンバータの小型化を促進させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態例の説明において、前記従来例と同一名称部分には同一符号を付して、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２４】
この実施形態例に示す絶縁型コンバータも、前記従来例と同様に、積層シートトランス１と、該積層シートトランス１の一次コイルに接続される一次側回路２と、上記積層シートトランス１の二次コイルに接続される二次側回路３とを有して構成されており、特徴的なことは、絶縁型コンバータの小型化を容易にする特有な構成を備えていることである。
【００２５】
すなわち、この実施形態例では、積層シートトランス１のコイルパターン６の配設形態は、従来のサンドイッチ構造とは異なって図２に示すような配置形態と成している。つまり、図２に示す例では、回路形成用多層基板４を構成する複数のシート基板５ａ，５ｂ，５ｃのうちのシート基板５ａ，５ｃの表裏両側には一次と二次のうちの一方の同じ次数の一次コイル用のコイルパターン６ａが形成され、残りのシート基板５ｂの表裏両側には他方の同じ次数の二次コイル用のコイルパターン６ｂが形成されている。上記シート基板５ａ，５ｃは、上記のように、一次コイル用のコイルパターン６ａが表裏両側に形成されている一次側シート基板と成し、上記シート基板５ｂは二次コイル用のコイルパターン６ｂが表裏両側に形成されている二次側シート基板と成している。
【００２６】
図２に示すように、上記シート基板５ａ，５ｂ，５ｃは順に積層形成されており、上記一次側シート基板と二次側シート基板とが交互に積層配置される形態と成している。また、そのような積層配置形態と成していることによって、積層シートトランス１の表面側と裏面側の両方の最外層には同じ次数である一次コイル用のコイルパターン６ａが配置されている。
【００２７】
上記各シート基板５ａ，５ｂ，５ｃの表面側と裏面側にそれぞれ形成されている同じ次数のコイルパターン６同士はＩＶＨ（インナーヴィヤーホール）１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）によって導通接続されている。このように、上記シート基板５ｂの表面側と裏面側にそれぞれ形成された二次コイル用のコイルパターン６ｂ同士は上記ＩＶＨ１８（１８ｂ）を介して導通接続されることで二次コイルを構成している。また、シート基板５ａ，５ｃの表面側と裏面側の一次コイル用のコイルパターン６ａはＩＶＨ１８（１８ａ，１８ｃ）を介して導通接続され、さらに、異なるシート基板５ａ，５ｃに形成された一次コイル用のコイルパターン６ａは、図２に示すように、貫通スルーホール１４および接続用導体部材１５によって導通接続されて、一次コイルを構成している。
【００２８】
この実施形態例では、積層シートトランス１は上記のように構成されており、上述したように、積層シートトランス１の表裏両側の最外層には両方共に一次コイル用のコイルパターン６ａが配置されている。
【００２９】
ところで、上記のように、積層シートトランス１の表裏両側の最外層に一次と二次のうちの一方の同じ次数の一次コイル用のコイルパターン６ａが配置されている場合には、その積層シートトランス１の一対のコア部材１１ａ，１１ｂは一次側の影響を非常に大きく受けるので、該積層シートトランス１を電気的に上記一次側回路２の部品として見なすことができることに本発明者は気付いた。
【００３０】
そこで、この実施形態例では、上記積層シートトランス１を一次側回路２の部品として見なし、図１に示すように、該上記積層シートトランス１は一次側回路２の形成領域に近接配置されており、上記積層シートトランス１と二次側回路３の形成領域との間には一次側と二次側との絶縁耐圧を確保するための絶縁間隙Ｓが形成されている。
【００３１】
この実施形態例によれば、積層シートトランス１のコイルパターン６の積層配置形態、および、積層シートトランス１と一次側回路２と二次側回路３との配列配置形態を上記のような特有な形態としたので、例えば一次側回路２に非常に大きな過電圧が発生したときに、その過電圧が上記積層シートトランス１のコア部材１１の表層にスパークしたとしても、そのコア部材１１は一次コイル用のコイルパターン６ａに近接していることから、該コア部材１１の表層から二次側回路３に過電圧はスパークし難く、かつ、上記のように積層シートトランス１と二次側回路３との間には絶縁間隙Ｓが形成されているために、上記過電圧は、積層シートトランス１のコア部材１１の表層から二次側回路３へスパークすることは殆ど無く、一次側回路２で発生した過電圧が積層シートトランス１のコア部材１１を介して二次側回路３にスパークしてしまう事態発生をほぼ確実に防止することができて、一次側と二次側との絶縁破壊を防止することができる。
【００３２】
また、反対に、二次側回路３に過電圧が発生したときにも、同様に、積層シートトランス１の表裏両側の最外層には一次コイル用のコイルパターン６ａが形成されている上に、上記積層シートトランス１と二次側回路３との間には絶縁間隙Ｓが形成されているために、上記二次側回路３から積層シートトランス１のＥ型コア部材１１の表層に過電圧がスパークすることは殆ど無く、このような場合にも、一次側と二次側との絶縁破壊を確実に防止することができる。
【００３３】
この実施形態例では、積層シートトランス１の表裏両側の最外層に同じ次数の一次コイル用のコイルパターン６ａを設け、かつ、積層シートトランス１の一次側と二次側とのうちの二次側の回路３の形成領域との間にのみ絶縁間隙Ｓを設ける構成としたので、従来のような積層シートトランス１の一次側と二次側の両側に絶縁間隙Ｓを設けなければならない構成に比べて、一次側と二次側のうちの一次側の絶縁間隙Ｓを省略した分、回路形成用多層基板４の縮小化を図ることができる。しかも、そのように、回路形成用多層基板４の縮小化を図りつつ、一次側と二次側の絶縁破壊をほぼ確実に回避することができるという画期的な効果を得ることができる。
【００３４】
また、この実施形態例では、上記のようにコイルパターン６の積層配置形態に特有な形態を採用していることから、つまり、各シート基板５の表面側と裏面側には同じ次数のコイルパターン６が形成され、一次コイル用のコイルパターン６ａを表裏両面に形成した一次側シート基板５と、上記二次コイル用のコイルパターン６ｂを表裏両面に形成した二次側シート基板５とを交互に積層配置する構成を備えたので、従来のようにコイルパターン６の積層配置形態がサンドイッチ構造である場合に比べて、互いに異なるシート基板５に形成されたコイルパターン６を導通接続するための貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を減少させることができる。
【００３５】
具体的には、例えば、図２、図６に示すように、同じ６層のコイルパターン６によって、トランスの一次コイルと二次コイルを構成する場合に、従来の図６に示すようなサンドイッチ構造の場合には、４箇所に貫通スルーホール１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂと接続用導体部材１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂとスルーホールランド２０が必要であるのに対して、この実施形態例に示す図２の例では、１箇所に貫通スルーホール１４と接続用導体部材１５とスルーホールランド２０を設けるだけでよい。
【００３６】
上記貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドを形成する場合には、前述したように、コイルパターン６の形成の邪魔にならない専用の基板スペースが必要であるので、上記貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数が増加するに従って、それら貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドを形成するために回路形成用多層基板４が大きくなってしまうが、この実施形態例では、上記のように貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を削減することができる構成であるので、回路形成用多層基板４をより一層縮小することができる。
【００３７】
上記のように、この実施形態例において特徴的な構成を備えることで、回路形成用多層基板４を縮小させることができ、これにより、絶縁型コンバータの小型化を促進させることができる。
【００３８】
さらに、この実施形態例では、上記のように特有なコイルパターン６の積層配置形態を採用することによって、貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を削減することが可能な構成であるので、上記コイルパターン６が形成されているシート基板５を積層して回路形成用多層基板４を作製する工程数を減少させることができ、回路形成用多層基板４の作製に要する時間の短縮および費用の削減を図ることができる。
【００３９】
さらに、この実施形態例では、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６は共に同じ次数の一次コイル用のコイルパターン６ａであることから、一次コイル用のコイルパターン６ａと二次コイル用のコイルパターン６ｂとがコア部材１１を介して導通してしまうという問題を回避することができる。
【００４０】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、上記実施形態例では、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６は一次コイル用のものであったが、例えば、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６を二次コイル用としてもよい。
【００４１】
このように、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６が二次コイル用のものである場合には、積層シートトランス１は二次側回路３の部品として見なすことができ、これにより、上記実施形態例とは反対に、積層シートトランス１は二次側回路３の形成領域に近接配置され、積層シートトランス１と一次側回路２との間には、一次側と二次側との絶縁破壊を防止するための絶縁間隙が設けられることとなる。この場合にも、上記実施形態例と同様の優れた効果を奏することができる。
【００４２】
また、上記実施形態例では、同一のシート基板５の表裏両側には同じ次数のコイルパターン６が形成されていたが、例えば、積層シートトランス１の表裏両側の最外層のコイルパターン６が共に一次と二次のうちの一方の同じ次数のコイルパターン６と成していればよく、コイルパターン６の積層配置形態は上記実施形態例に示す形態に限定されるものではない。
【００４３】
さらに、上記実施形態例では、積層シートトランス１を構成するコア部材はＥ型コア部材であったが、コア部材は上記Ｅ型に限定されるものではなく、他の形態のコア部材を採用してもよい。なお、対を成すコア部材を組み合わせるコア組み合わせ部材１３は上記コア部材の形状に適した形態を成すものであり、例えば、Ｅ型以外のコア部材が採用された場合には、上記コア組み合わせ部材１３はその採用されたコア部材に合った形態を備えるものである。
【００４４】
さらに、上記実施形態例では、コイルパターン６の積層数は６層であったが、例えば、コイルパターン６の積層数は複数であればよく、数に限定されるものではない。例えば、図３に示すように、多数層のコイルパターン６が積層形成される場合にも、上記実施形態例と同様に、各シート基板５の表裏両面に一次と二次のうちの同じ次数のコイルパターン６を形成し、一次コイル用のコイルパターン６ａが形成されているシート基板５と、二次コイル用のコイルパターン６ｂが形成されているシート基板５とを交互に積層形成することによって、上記実施形態例と同様に、貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を削減することができて回路形成用多層基板４の縮小化を図ることができる等の効果を奏することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば、積層シートトランスの表裏両側の最外層のコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成し、その最外層のコイルパターンが一次コイル用のコイルパターンである場合には、積層シートトランスを一次側回路と見なして該積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙を設け、上記表裏両側の最外層のコイルパターンが二次コイル用のコイルパターンである場合には、積層シートトランスを二次側回路と見なして該積層シートトランスと一次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙を設ける構成としたので、従来のように、積層シートトランスの一次側と二次側との両側に絶縁間隙を設けなければならない場合に比べて、この発明では、積層シートトランスの一次側と二次側とのうちの一方側のみに絶縁間隙を設けるだけでよいことから、回路形成用多層基板を縮小させることができる。これにより、絶縁型コンバータの小型化を促進させることができる。
【００４６】
シート基板の表裏両側に形成されているコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成しており、一次コイル用のコイルパターンが表裏両側に形成されている一次側シート基板と、二次コイル用のコイルパターンが表裏両側に形成されている二次側シート基板とを交互に積層配置した発明にあっては、トランスの一次コイルと二次コイルの電気・磁気的特性を劣化させることなく、互いに異なるシート基板に形成されているコイルパターンを導通接続させるための貫通スルーホールや接続用導体部材やスルーホールランドの設置数を削減することができる。この貫通スルーホール、接続用導体部材、スルーホールランドの設置数の削減によって、上記貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドを設けるための専用の基板スペースを減少させることができることから、回路形成用多層基板の縮小化を図ることができる。
【００４７】
上記積層シートトランスの一次側と二次側との何れか一方側の絶縁間隙の省略による回路形成用多層基板の縮小効果と、上記貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数の削減による回路形成用多層基板の縮小効果とが相俟って、より一層、回路形成用多層基板の縮小化を図ることができ、絶縁型コンバータの小型化を飛躍的に促進させることが可能となる。
【００４８】
また、この発明に示すような特有なコイルパターンの積層配置構造を採用することによって、上記の如く、貫通スルーホールと接続用導体部材とスルーホールランドの設置数を削減することができるので、上記回路形成用多層基板を作製するための製造工程の工程数を削減することができる。これにより、回路形成用多層基板の製造に要する時間の短縮や、費用削減を図ることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る絶縁型コンバータの一実施形態例において特徴的な一次側回路と積層シートトランスと二次側回路の配列形態を模式的に示す説明図である。
【図２】上記実施形態例において特徴的な積層シートトランスのコイルパターンの積層形態を示す説明図である。
【図３】その他の実施形態例を示す説明図である。
【図４】積層シートトランスの構造例が模式的に分解状態で示す説明図である。
【図５】図４に示す積層シートトランスのＡ−Ａ部分の断面図が示されている。
【図６】コイルパターンの従来の積層配置例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 積層シートトランス
２ 一次側回路
３ 二次側回路
４ 回路形成用多層基板
５ シート基板
６ コイルパターン
７ コイルパターン部
１１ コア部材
１４ 貫通スルーホール
Claims (2)
- トランスを有し、このトランスは、回路形成用多層基板を構成する複数のシート基板に一次コイル用および二次コイル用のコイルパターンが中心軸を同軸上にして配置形成され当該コイルパターン部にコア部材が装備されて成る積層シートトランスである絶縁型コンバータであって、上記回路形成用多層基板には、上記積層シートトランスの一次コイル側の一次側回路が形成される領域と、上記積層シートトランスの形成領域と、上記積層シートトランスの二次コイル側の二次側回路が形成される領域とが順に配列配置され、上記積層シートトランスの形成領域は一次コイル用のコイルパターンが形成されたシート基板と二次コイル用のコイルパターンが形成されたシート基板とが複数積層されることによって一次コイル用のコイルパターンと二次コイル用のコイルパターンとが積層されているものであり、また、上記積層シートトランスを構成する表裏両側の最外層のコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成していて当該最外層のコイルパターンは回路形成用多層基板の外表面に露出されており、その積層シートトランスの最外層のコイルパターンが一次コイルを構成している場合には上記積層シートトランスを一次側回路と見なして該積層シートトランスと二次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙が設けられており、また反対に、上記積層シートトランスの最外層のコイルパターンが二次コイルを構成している場合には上記積層シートトランスを二次側回路と見なして該積層シートトランスと一次側回路の形成領域との間に一次側と二次側との絶縁間隙が設けられていることを特徴とした絶縁型コンバータ。
- シート基板の表裏両側にそれぞれコイルパターンが形成されており、同一のシート基板の表裏両側に形成されているコイルパターンは一次と二次の何れか一方の同じ次数のコイルパターンと成しており、一次コイル用のコイルパターンが表裏両面に形成されている一次側シート基板と、二次コイル用のコイルパターンが表裏両面に形成されている二次側シート基板とは交互に積層配置されていることを特徴とした請求項１記載の絶縁型コンバータ。
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