磁気結合装置
【課題】磁束漏れが低減され、小型化が容易な磁気結合装置を提供する。
【解決手段】磁心と、前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、入力電気信号が入力される１次コイルと、前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、前記１次コイルにより発生する磁束の変化による相互誘導起電力を出力可能な２次コイルと、前記磁心の上に設けられ、前記入力電気信号の立ち上がりまたは立ち下がりに応じた信号を前記１次コイルに向けて出力可能な変換回路と、前記磁心の上に設けられ、前記２次コイルの出力に応じて立ち上がりまたは立ち下がりに応じた出力電気信号を出力可能な逆変換回路と、を備えたことを特徴とする磁気結合装置が提供される。
【解決手段】磁心と、前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、入力電気信号が入力される１次コイルと、前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、前記１次コイルにより発生する磁束の変化による相互誘導起電力を出力可能な２次コイルと、前記磁心の上に設けられ、前記入力電気信号の立ち上がりまたは立ち下がりに応じた信号を前記１次コイルに向けて出力可能な変換回路と、前記磁心の上に設けられ、前記２次コイルの出力に応じて立ち上がりまたは立ち下がりに応じた出力電気信号を出力可能な逆変換回路と、を備えたことを特徴とする磁気結合装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気信号を伝達する場合、入力側電源と出力側電源とを電気的に絶縁すると産業用機器及びこれを用いたシステムの安定動作及び安全確保が容易となる。
【０００３】
例えば発光素子を用いて入力電気信号を一旦光信号に変換し、受光素子を用いて光信号を再び電気信号に逆変換可能な光結合装置などを用いることができる。このような光結合装置には、フォトカプラーやフォトリレーなどがあり、産業用機器に広く使用されている。
【０００４】
光の代わりに磁気を用いても、電気的な絶縁分離が可能である。すなわち、入力電気信号により１次コイルに磁束を発生させ、この磁束変化に基づいて２次コイルに生じた相互誘導起電力を用いると、出力電気信号が取り出し可能である。この場合、１次コイルと２次コイルとは磁束を介して結合されているので、入力側と出力側とが電気的に絶縁分離可能となっている。
【０００５】
磁気結合素子並びに送受信装置に関する技術開示例がある（特許文献１）。この例では、積層された絶縁基板を用いて構成され、対向配置された磁気結合素子を介して電気信号が送受信可能である。しかしながら、１次コイルと２次コイルとの間の磁気結合を密にすることが困難であり、装置の小型化が容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁束漏れが低減され、小型化が容易な磁気結合装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、磁心と、前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、入力電気信号が入力される１次コイルと、前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、前記１次コイルにより発生する磁束の変化による相互誘導起電力を出力可能な２次コイルと、前記磁心の上に設けられ、前記入力電気信号の立ち上がりまたは立ち下がりに応じた信号を前記１次コイルに向けて出力可能な変換回路と、前記磁心の上に設けられ、前記２次コイルの出力に応じて立ち上がりまたは立ち下がりに応じた出力電気信号を出力可能な逆変換回路と、を備えたことを特徴とする磁気結合装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
磁束漏れが低減され、小型化が容易な磁気結合装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態にかかる磁気結合装置の模式図
【図２】変換回路及び逆変換回路を説明する概念図
【図３】コイルを説明する模式図
【図４】本実施形態に用いるコイルの製造方法を表す工程断面図
【図５】第１の実施形態の変形例を表す模式斜視図
【図６】第２の実施形態にかかる磁気結合装置の模式斜視図
【図７】第２の実施形態の変形例を表す模式斜視図
【図８】第３の実施形態にかかる磁気結合装置の模式斜視図
【図９】第４の実施形態にかかる磁気結合装置の構成図
【図１０】第５の実施形態にかかる磁気結合装置の構成図
【図１１】第５の実施形態の一例を表す模式斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる磁気結合装置の模式図である。すなわち、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図である。
ポリイミド樹脂、ガラスエポキシ樹脂、及びセラミックなどの絶縁材料からなる基板１０の上に、１次コイル２０及び２次コイル３０が設けられている。１次コイル２０及び２次コイル３０は、磁心３２を巻回するように設けられている。また、磁心３２には矩形状や環状（トロイダル）などの貫通孔３２ａを設けることができる。貫通孔３２ａを設ける場合、第１のコイル２０の導電層及び第２のコイル３０の導電層は、磁心３２の外縁３２ｂと貫通孔３２ａに面する磁心３２の内縁３２ｃとを含む断面を巻回するように設けられる。
【００１２】
リードは鉄系や銅系の合金などからなり、入力端子３４、３６、及び出力端子３８、４０、電源用端子３５、３９を含み、基板１０と銀ロウや半田などを用いてそれぞれ接着されている。この場合、リードフレームと基板１０とを接着し、必要部品をさらに実装したのちにリードカットをすると図１の構造を得ることができる。
【００１３】
１次コイル２０及び２次コイル３０は、基板１０上に設けられたストライプ状の第１の導電層と、磁心３２の上に形成されストライプ状の第２の導電層と、磁心３２の側面に形成され、第１の導電層と第２の導電層とを接続する側面導電層と、を有しており、断面が略矩形とされる。ストライプの数は磁心３２の断面を巻回するコイルの巻き数ｎと略一致する。
【００１４】
１次コイル２０には、入力（電気）信号により電流が流れ磁束が発生する。磁心３２内を通る磁束の時間変化により２次コイル３０には相互誘導起電力を生じ、出力端子３８、４０を介して出力（電気）信号が外部に取り出し可能となる。すなわち図１の構造はトランス型と言える。
【００１５】
なお、光結合装置では、電気信号を光信号に変換するのに発光素子を用い、光信号を電気信号に逆変換するのに受光素子を用いる。発光素子及び受光素子を駆動するには直流電源が必要であり、また発光素子の光出力は徐々に低下する。これに対して、磁気結合装置では、コイルは直流電源を必要とせず、また経時変化により磁束が低下することはない。すなわち、電気／磁気変換は、簡素な構造であり小型化が容易であるとともに、信頼性の改善が容易である。
【００１６】
図２は、変換回路と逆変換回路を説明する概念図である。
磁気結合の場合、１次コイルにより発生した磁束が時間変化した時にのみ、２次コイルに相互誘導起電力を生じる。ディジタル信号の場合、信号の立ち上がりと立ち下がりを区別できれば、入力信号波形に応じた出力信号波形とすることができる。
【００１７】
本図において、入力信号は、破線Ａにおいて変換回路５２に入力され、破線Ｂにおいて出力される。変換回路５２の出力は、破線Ｂにおいて１次コイル２０に入力され、破線Ｃにおいて２次コイル３０から出力される。また、２次コイル３０の出力は、破線Ｃにおいて逆変換回路５４に入力され、破線Ｄにおいて出力される。
【００１８】
変換回路５２は、破線Ａにおける入力信号が立ち上がる場合には、例えば単パルスを出力し、立ち下がる場合には、例えば連続パルスを出力するものとする。これらのパルス波形に応じて、１次コイル２０は右ねじの法則にしたがって磁束を発生する。他方、磁束の時間変化により、２次コイル３０に相互誘導起電力が発生し、破線Ｃにおいて磁束の時間変化に応じた信号が出力される。また、逆変換回路５４に単パルスが入力されると立ち上がり信号に逆変換され、連続パルスが入力されると立ち下がり信号に逆変換されるものとする。パルス波形を変換するために変換回路５２は電源電圧Ｖａを供給可能な電源用端子３５を、逆変換するために逆変換回路５４は電源電圧Ｖｂを供給可能な電源用端子３９を、それぞれ有している。
【００１９】
このようにして、破線Ａにおける入力信号の波形が破線Ｄにおいて再生された出力信号が出力可能となる。なお、変換信号波形は、単パルスや連続パルスなどに限定されない。例えば、入力信号がハイレベルの期間には交流信号を出力し、ローレベルの期間には交流信号が停止するようにしてもよい。変換信号波形に関しては、のちにさらに説明する。
【００２０】
本実施形態では、変換回路５２及び逆変換回路５４が磁心３２の上に配置される。この場合、磁心３２の上に絶縁層を設けると、より絶縁性を高めることができる。
【００２１】
このようにして、入力端子３４、３６からの入力信号は、変換回路５２を介して１次コイル２０に磁束を発生する。２次コイル３０により、磁束変化が電気信号に変換され、逆変換回路５４を介して出力信号として外部に取り出し可能となる。なお、１次コイル２０と２次コイル３０とは電気的に絶縁されているが、絶縁耐圧の高い樹脂などを用いて図１（ｂ）のような成型体５０を形成すると、絶縁耐圧をより高めることができ、安全確保を容易となる。
【００２２】
図３は、コイルを説明する模式図である。すなわち、図３（ａ）は平面スパイラルコイルの斜視図、図３（ｂ）は本実施形態のコイルの斜視図、図３（ｃ）は本実施形態のトランス型構造の平面図である。図３（ａ）の平面スパイラルコイル１２０は、半導体チップ１２２上に形成することが容易であるが、図３（ｂ）のコイルと比べて自己インダクタンスを大とすることが困難であり、例えばμＨよりも大とすることが容易ではない。また、磁気結合を行う場合、１次コイルと２次コイルとをそれぞれ形成したのち、その間に絶縁物を挟むために磁束が漏れやすくなる。このように、平面スパイラルコイル１２０を２つ用いる磁気結合装置の製造工程において、生産性を高めることは容易ではない。
【００２３】
図３（ｂ）において、導電層を有するコイルが磁心の外縁を巻回している。本構造のコイルの自己インダクタンスＬは式（１）で表すことができる。
【００２４】
Ｌ＝ｋμｎ２Ｓ／ｌ 式（１）
但し、 ｋ：コイル形状により決定される長岡係数
μ：透磁率
ｎ：巻き数
Ｓ：コイル断面積
ｌ：コイル長さ
【００２５】
式（１）に表すように、自己インダクタンスＬは、透磁率μ及びコイル断面積Ｓに比例し、コイルの巻き数ｎの２乗に比例し、且つコイル長さｌに反比例する。すなわち、透磁率μ及び巻き数ｎを大とすると、コイル断面積Ｓを小とすることができ、コイルの小型化が容易となる。
【００２６】
また、導電層の高さを低くすると、半導体プロセスを用いてコイルを形成でき、コイルの薄型化が容易となる。なお、このコイル製造工程に関しては、のちに説明する。
【００２７】
さらに、図３（ｃ）において、１次コイル（自己インダクタンスＬ１）の巻き数をｎ１、２次コイル（自己インダクタンスＬ２）の巻き数をｎ２とし、磁心３２の透磁率をμとする。この場合、式（２）が成り立つ。
【００２８】
Ｖ２＝Ｖ１×α×（Ｌ２／Ｌ１）１／２＝α×Ｖ１×（ｎ２／ｎ１） 式（２）
但し、Ｖ１：１次コイル電圧（Ｖ）
Ｖ２：２次コイルの相互誘導起電力（Ｖ）
α：結合係数
【００２９】
すなわち、ｎ２＞ｎ１とするとＶ２＞Ｖ１となり電圧を増幅することができる。また、磁気結合装置では、２次側では外部から電圧を供給しなくとも出力電圧Ｖ２を得ることができる。この場合、透磁率μを高くすると磁束を磁心内に閉じ込め、且つ密結合とすることが容易となり漏れ磁束を低減可能である。このために、トランスの小型化及び大容量化が容易となる。
【００３０】
図４は、本実施形態に用いるコイルの製造方法を表す工程断面図である。
図４（ａ）のように、基板１０上にコイルの下面となるストライプ状の第１の導電層２０ａを形成する。複数の第１の導電層２０ａの間隙には、例えば略同一の高さの絶縁層２２を形成する。絶縁層２２の材料としては、酸化物、窒化物、及びポリマーなどとすることができる。
【００３１】
第１の導電層２０ａ及びこれと略同一高さの絶縁層２２の上に、磁心３２とする磁性材料を、例えば０．１〜１００μｍの厚さの範囲で形成する（図４（ｂ））。磁性材料としては高透磁率を有するものが好ましい。高透磁率材料としては、例えばＮｉ−Ｚｒフェライト（比透磁率は略６５０）、Ｆｅ−Ｎｉパーマロイ（比透磁率は略１０００）などがある。このうち、フェライト系材料は、例えばスパッタ法やメッキ法を用いて形成可能である。
【００３２】
第１の導電層２０ａのストライプ方向の長さを、ストライプ方向に沿った磁心３２の長さよりも大きくしておき、マスク材から露出した第１の導電層２０ａの端部上に、磁心３２の高さと略同一の高さとなるまで導電層を繰り返し積み重ね、側面導電層２０ｂを形成する。さらに、一方の側の側面導電層２０ｂと、１つずらした反対側の側面導電層２０ｃとを連結するようにストライプ状の第２の導電層２０ｄを設けると、巻き数がｎのコイルが形成される（図４（ｃ））。
【００３３】
第１の導電層２０ａ、側面導電層２０ｂ、２０ｃ、及び第２の導電層２０ｄは、半導体プロセスを用いると形成が容易である。例えば、１次コイル２０と２次コイル３０とを同時形成できる。なお、磁心３２と、導電層との間に、絶縁層を設けると、絶縁性をより高めることが容易となる。半導体プロセスを用いたコイルの形成方法は、トロイダル状磁心に導線を巻回する方法よりも量産性に優れている。
【００３４】
コイルの導電層形成工程において、１次コイル２０の入力パッド部６０ａ、６０ｂ、２次コイル３０の出力パッド部６０ｃ、６０ｄ、変換回路５２及び逆変換回路５４のダイパッド部などを同時に形成することができる。また、図１（ａ）において、１次コイル２０及び２次コイル３０の導電層は入出力パッド部６０と電気的に接続するように形成するとワイヤボンディングの回数を低減できる。
【００３５】
入力端子３４、３６と、変換回路５２の入力パッド部と、はボンディングワイヤによりそれぞれ接続され、変換回路５２の出力パッド部と、１次コイル２０の入力パッド部６０ａ、６０ｂと、はボンディングワイヤによりそれぞれ接続される。また、電源用端子３５と、変換回路５２のパッド部と、はボンディングワイヤで接続される。
【００３６】
また、逆変換回路５４の入力パッド部と、２次コイル３０の出力パッド部６０ｃ、６０ｄと、はそれぞれボンディングワイヤにより接続され、逆変換回路５４の出力パッド部と、出力端子３８、４０とは、ボンディングワイヤによりそれぞれ接続される。さらに、電源用端子３９と、逆変換回路５４のパッド部と、はボンディングワイヤで接続される。
【００３７】
本実施形態では、変換回路５２及び逆変換回路５４は、磁心３２の表面のうち、１次コイル２０及び２次コイル３０が巻回されていない領域に配置されている。このために、磁気結合装置の小型化及び薄型化が容易となる。
【００３８】
図５は、第１の実施形態の変形例にかかる磁気結合装置の模式斜視図である。
変換回路５２は、１次コイル２０の上にポリイミドなどの絶縁層３３を介して配置され、逆変換回路５４は、２次コイル３０の上に絶縁層３３を介して配置されている。このようにすれば、磁心３２のサイズを縮小することが容易であり、磁気結合装置の形状をより小型に保つことが容易となる。
【００３９】
図６は、第２の実施形態にかかる磁気結合装置の模式斜視図である。
基板の上に１次コイル２０及び２次コイル３０が設けられている。磁心３２には貫通孔が設けられていないバー状とする。１次コイル２０と２次コイル３０とが磁心３２上に隣接している。１次コイル２０の外側に変換回路５２が配置されており、２次コイル３０の外側に逆変換回路５４が配置されている。貫通孔がない本実施形態では、磁心３２のサイズを縮小することが容易となる。
【００４０】
図７は、第２の実施形態の変形例の模式斜視図である。
１次コイル２０の導電層と２次コイルの導電層とは、交互に磁心３２に巻回されている。このようにすると、磁心３２の長さを短くすることが可能となる。半導体製造プロセスを用いて導電層を磁心３２に巻回する本製造方法ではこのように交互に１次コイル２０及び２次コイル３０巻回する工程がさらに容易となる。
【００４１】
図８は、本発明の第３の実施形態にかかる磁気結合装置の模式斜視図である。
本実施形態は、信号の多チャネル伝送が可能である。すなわち、本図では、３つの独立した磁気結合構造を有しており、３チャネルの信号伝送が可能である。この場合、磁心３２の透磁率μを高くすると、磁束を磁心３２内に閉じ込めて漏れ磁束を低減できる。このために、隣接したチャネルへの磁束の漏れにより生じるクロストークを抑制でき、信号伝送品質を高めることが容易となる。それぞれの変換回路５２の電源電圧Ｖａは、例えば基板１０上に設けられた導電層１１を介して電源用端子３５と接続可能である。また、それぞれの逆変換回路５４の電源電圧Ｖｂは，例えば基板１０上に設けられた導電層１２を介して電源用端子３９と接続可能である。
【００４２】
図９は、第４の実施形態にかかる磁気結合装置の構成図である。
１次コイル（高域コイル）２０には変換回路２０を介して入力信号が加えられる。また、磁心３２には１次コイル（低域コイル）２１も巻回されており、ＤＡ変換器５６を介して交流信号が加えられる。このために、１次コイル２０、２１による磁束は、入力信号に応じた磁束と、交流信号による磁束と、が重畳されている。
【００４３】
２次コイル３０の出力が入力されるフィルタ６１の出力は、低域フィルタを通過可能な交流信号成分と、高域フィルタを通過可能な高域信号成分と、に分離される。交流信号成分はＡＤ変換器５８により平滑化されて直流電圧Ｖｃｃへと変換される。また、高域信号成分は、逆変換回路５４により入力信号に応じた波形の出力信号に逆変換される。
【００４４】
本実施形態では、生成された直流電圧Ｖｃｃを用いて動作可能な内部駆動出力回路７０から信号を出力可能となる。この内部駆動出力回路７０は、例えばコンパレータ６２、ＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂ、及びＭＯＳＦＥＴを制御可能な制御回路６４を有しており、増幅機能など備えることもできる。
【００４５】
コンパレータ６２もＭＯＳＦＥＴにより構成可能である。ＭＯＳＦＥＴは、低消費電力によりオンとオフとを切り替えるのでこのような内部駆動出力回路７０の構成に適している。このようにして、小型化が容易であり、且つ内部で増幅可能な磁気結合装置が提供される。
【００４６】
図１０は、第５の実施形態にかかる磁気結合装置の構成図である。
変換回路５２は、入力信号がハイレベルとなると交流信号を１次コイル２０に向けて出力し、入力信号がローレベルとなると交流信号を停止する。また、逆変換回路５４は、２次コイル３０が交流信号を出力すると出力信号をハイレベルとし、２次コイル３０が交流信号を停止すると出力信号をローレベルとする。このような波形変換とすることもできる。
【００４７】
本実施形態では、入力信号がハイレベルを保つ期間、逆変換回路５４は交流信号をＡＤ変換して直流電圧を生成可能である。もし、逆変換回路５４の後段に内部駆動出力回路７０を接続すると、この直流電圧を内部駆動出力回路７０に供給可能となる。内部駆動出力回路７０をソース・コモンのＮチャネルＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂで構成すると、直流電圧がゲート閾値以上において２つのＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂは共にオンとなる。他方、直流電圧がゲート閾値よりも低いと、２つのＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂは共にオフとなる。
【００４８】
このようにして、本実施形態の磁気結合装置はスイッチとしての機能を有し、ＦＡＸやＰＢＸなどの回線スイッチとしてディジタル及びアナログ信号の切り替えが可能である。スイッチとしての機能を有する磁気結合装置は、メカニカル・リレーよりも、接点摩耗などがなく、小型軽量化が容易である。
【００４９】
図１１は、第５の実施形態の一例を表す模式斜視図である。
逆変換回路５４の上にポリイミドなどからなる絶縁層３７をさらに設け、その上にＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂを配置する。このようにすると、内部駆動回路７０が設けられた磁気結合装置の形状をより小型化することができる。なお、本図では、手前側にＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂが配置されており、出力側となる。
【００５０】
逆変換回路５４の表面において、ＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂが設けられていない領域に逆変換回路５４の入出力パッド部及び電源電圧用パッド部が露出している。
【００５１】
磁心３２に設けられた２次コイル３０の出力パッド部と、逆変換回路５４の入力パッド部と、がボンディングワイヤでそれぞれ接続される。逆変換回路５４の一方の出力と、ＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂのゲートと、がボンディングワイヤでそれぞれ接続される。また、逆変換回路５４の他方の出力と、ＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂのそれぞれのソース端子と、がボンディングワイヤによりそれぞれ接続される。さらに、ＭＯＳＦＥＴ６６ａのドレイン端子と出力端子７４とがボンディングワイヤにより接続され、ＭＯＳＦＥＴ６６ｂのドレイン端子と出力端子７６とがボンディングワイヤにより接続され、出力信号を出力可能となる。このように、２次コイル３０上に、逆変換回路５４及び内部駆動出力回路７０を積層することにより、磁気結合装置の小型化がより容易となる。
【００５２】
第１〜第５の実施形態及びこれらに付随する変形例において、磁束漏れが低減され、小型化が容易な磁気結合装置が提供される。このような磁気結合装置を用いて入力電気信号を伝達すると、入力側電源と出力側電源とを電気的に絶縁しつつ出力電気信号を出力可能である。このために、高い動作電圧を必要とする産業用機器の制御などに広く用いることができ、制御システムの安定動作及び機器の安全確保が容易となる。
【００５３】
以上、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明を構成する１次コイル、２次コイル、磁心、絶縁層、変換回路、逆変換回路、内部駆動回路、フィルタ、ＡＤ変換器、ＤＡ変換器、及びＭＯＳＦＥＴの材質、サイズ、形状、及び配置などに関して、当業者が各種の設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明に包含される。
【符号の説明】
【００５４】
２０ １次コイル（高域コイル）、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、導電層、２１ １次コイル（低域コイル）、３０ ２次コイル、３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 磁心、５２ 変換回路、５４ 逆変換回路、５８ ＡＤ変換器、６０ パッド部、６１ フィルタ、７０ 内部駆動出力回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気信号を伝達する場合、入力側電源と出力側電源とを電気的に絶縁すると産業用機器及びこれを用いたシステムの安定動作及び安全確保が容易となる。
【０００３】
例えば発光素子を用いて入力電気信号を一旦光信号に変換し、受光素子を用いて光信号を再び電気信号に逆変換可能な光結合装置などを用いることができる。このような光結合装置には、フォトカプラーやフォトリレーなどがあり、産業用機器に広く使用されている。
【０００４】
光の代わりに磁気を用いても、電気的な絶縁分離が可能である。すなわち、入力電気信号により１次コイルに磁束を発生させ、この磁束変化に基づいて２次コイルに生じた相互誘導起電力を用いると、出力電気信号が取り出し可能である。この場合、１次コイルと２次コイルとは磁束を介して結合されているので、入力側と出力側とが電気的に絶縁分離可能となっている。
【０００５】
磁気結合素子並びに送受信装置に関する技術開示例がある（特許文献１）。この例では、積層された絶縁基板を用いて構成され、対向配置された磁気結合素子を介して電気信号が送受信可能である。しかしながら、１次コイルと２次コイルとの間の磁気結合を密にすることが困難であり、装置の小型化が容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁束漏れが低減され、小型化が容易な磁気結合装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、磁心と、前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、入力電気信号が入力される１次コイルと、前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、前記１次コイルにより発生する磁束の変化による相互誘導起電力を出力可能な２次コイルと、前記磁心の上に設けられ、前記入力電気信号の立ち上がりまたは立ち下がりに応じた信号を前記１次コイルに向けて出力可能な変換回路と、前記磁心の上に設けられ、前記２次コイルの出力に応じて立ち上がりまたは立ち下がりに応じた出力電気信号を出力可能な逆変換回路と、を備えたことを特徴とする磁気結合装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
磁束漏れが低減され、小型化が容易な磁気結合装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態にかかる磁気結合装置の模式図
【図２】変換回路及び逆変換回路を説明する概念図
【図３】コイルを説明する模式図
【図４】本実施形態に用いるコイルの製造方法を表す工程断面図
【図５】第１の実施形態の変形例を表す模式斜視図
【図６】第２の実施形態にかかる磁気結合装置の模式斜視図
【図７】第２の実施形態の変形例を表す模式斜視図
【図８】第３の実施形態にかかる磁気結合装置の模式斜視図
【図９】第４の実施形態にかかる磁気結合装置の構成図
【図１０】第５の実施形態にかかる磁気結合装置の構成図
【図１１】第５の実施形態の一例を表す模式斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる磁気結合装置の模式図である。すなわち、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図である。
ポリイミド樹脂、ガラスエポキシ樹脂、及びセラミックなどの絶縁材料からなる基板１０の上に、１次コイル２０及び２次コイル３０が設けられている。１次コイル２０及び２次コイル３０は、磁心３２を巻回するように設けられている。また、磁心３２には矩形状や環状（トロイダル）などの貫通孔３２ａを設けることができる。貫通孔３２ａを設ける場合、第１のコイル２０の導電層及び第２のコイル３０の導電層は、磁心３２の外縁３２ｂと貫通孔３２ａに面する磁心３２の内縁３２ｃとを含む断面を巻回するように設けられる。
【００１２】
リードは鉄系や銅系の合金などからなり、入力端子３４、３６、及び出力端子３８、４０、電源用端子３５、３９を含み、基板１０と銀ロウや半田などを用いてそれぞれ接着されている。この場合、リードフレームと基板１０とを接着し、必要部品をさらに実装したのちにリードカットをすると図１の構造を得ることができる。
【００１３】
１次コイル２０及び２次コイル３０は、基板１０上に設けられたストライプ状の第１の導電層と、磁心３２の上に形成されストライプ状の第２の導電層と、磁心３２の側面に形成され、第１の導電層と第２の導電層とを接続する側面導電層と、を有しており、断面が略矩形とされる。ストライプの数は磁心３２の断面を巻回するコイルの巻き数ｎと略一致する。
【００１４】
１次コイル２０には、入力（電気）信号により電流が流れ磁束が発生する。磁心３２内を通る磁束の時間変化により２次コイル３０には相互誘導起電力を生じ、出力端子３８、４０を介して出力（電気）信号が外部に取り出し可能となる。すなわち図１の構造はトランス型と言える。
【００１５】
なお、光結合装置では、電気信号を光信号に変換するのに発光素子を用い、光信号を電気信号に逆変換するのに受光素子を用いる。発光素子及び受光素子を駆動するには直流電源が必要であり、また発光素子の光出力は徐々に低下する。これに対して、磁気結合装置では、コイルは直流電源を必要とせず、また経時変化により磁束が低下することはない。すなわち、電気／磁気変換は、簡素な構造であり小型化が容易であるとともに、信頼性の改善が容易である。
【００１６】
図２は、変換回路と逆変換回路を説明する概念図である。
磁気結合の場合、１次コイルにより発生した磁束が時間変化した時にのみ、２次コイルに相互誘導起電力を生じる。ディジタル信号の場合、信号の立ち上がりと立ち下がりを区別できれば、入力信号波形に応じた出力信号波形とすることができる。
【００１７】
本図において、入力信号は、破線Ａにおいて変換回路５２に入力され、破線Ｂにおいて出力される。変換回路５２の出力は、破線Ｂにおいて１次コイル２０に入力され、破線Ｃにおいて２次コイル３０から出力される。また、２次コイル３０の出力は、破線Ｃにおいて逆変換回路５４に入力され、破線Ｄにおいて出力される。
【００１８】
変換回路５２は、破線Ａにおける入力信号が立ち上がる場合には、例えば単パルスを出力し、立ち下がる場合には、例えば連続パルスを出力するものとする。これらのパルス波形に応じて、１次コイル２０は右ねじの法則にしたがって磁束を発生する。他方、磁束の時間変化により、２次コイル３０に相互誘導起電力が発生し、破線Ｃにおいて磁束の時間変化に応じた信号が出力される。また、逆変換回路５４に単パルスが入力されると立ち上がり信号に逆変換され、連続パルスが入力されると立ち下がり信号に逆変換されるものとする。パルス波形を変換するために変換回路５２は電源電圧Ｖａを供給可能な電源用端子３５を、逆変換するために逆変換回路５４は電源電圧Ｖｂを供給可能な電源用端子３９を、それぞれ有している。
【００１９】
このようにして、破線Ａにおける入力信号の波形が破線Ｄにおいて再生された出力信号が出力可能となる。なお、変換信号波形は、単パルスや連続パルスなどに限定されない。例えば、入力信号がハイレベルの期間には交流信号を出力し、ローレベルの期間には交流信号が停止するようにしてもよい。変換信号波形に関しては、のちにさらに説明する。
【００２０】
本実施形態では、変換回路５２及び逆変換回路５４が磁心３２の上に配置される。この場合、磁心３２の上に絶縁層を設けると、より絶縁性を高めることができる。
【００２１】
このようにして、入力端子３４、３６からの入力信号は、変換回路５２を介して１次コイル２０に磁束を発生する。２次コイル３０により、磁束変化が電気信号に変換され、逆変換回路５４を介して出力信号として外部に取り出し可能となる。なお、１次コイル２０と２次コイル３０とは電気的に絶縁されているが、絶縁耐圧の高い樹脂などを用いて図１（ｂ）のような成型体５０を形成すると、絶縁耐圧をより高めることができ、安全確保を容易となる。
【００２２】
図３は、コイルを説明する模式図である。すなわち、図３（ａ）は平面スパイラルコイルの斜視図、図３（ｂ）は本実施形態のコイルの斜視図、図３（ｃ）は本実施形態のトランス型構造の平面図である。図３（ａ）の平面スパイラルコイル１２０は、半導体チップ１２２上に形成することが容易であるが、図３（ｂ）のコイルと比べて自己インダクタンスを大とすることが困難であり、例えばμＨよりも大とすることが容易ではない。また、磁気結合を行う場合、１次コイルと２次コイルとをそれぞれ形成したのち、その間に絶縁物を挟むために磁束が漏れやすくなる。このように、平面スパイラルコイル１２０を２つ用いる磁気結合装置の製造工程において、生産性を高めることは容易ではない。
【００２３】
図３（ｂ）において、導電層を有するコイルが磁心の外縁を巻回している。本構造のコイルの自己インダクタンスＬは式（１）で表すことができる。
【００２４】
Ｌ＝ｋμｎ２Ｓ／ｌ 式（１）
但し、 ｋ：コイル形状により決定される長岡係数
μ：透磁率
ｎ：巻き数
Ｓ：コイル断面積
ｌ：コイル長さ
【００２５】
式（１）に表すように、自己インダクタンスＬは、透磁率μ及びコイル断面積Ｓに比例し、コイルの巻き数ｎの２乗に比例し、且つコイル長さｌに反比例する。すなわち、透磁率μ及び巻き数ｎを大とすると、コイル断面積Ｓを小とすることができ、コイルの小型化が容易となる。
【００２６】
また、導電層の高さを低くすると、半導体プロセスを用いてコイルを形成でき、コイルの薄型化が容易となる。なお、このコイル製造工程に関しては、のちに説明する。
【００２７】
さらに、図３（ｃ）において、１次コイル（自己インダクタンスＬ１）の巻き数をｎ１、２次コイル（自己インダクタンスＬ２）の巻き数をｎ２とし、磁心３２の透磁率をμとする。この場合、式（２）が成り立つ。
【００２８】
Ｖ２＝Ｖ１×α×（Ｌ２／Ｌ１）１／２＝α×Ｖ１×（ｎ２／ｎ１） 式（２）
但し、Ｖ１：１次コイル電圧（Ｖ）
Ｖ２：２次コイルの相互誘導起電力（Ｖ）
α：結合係数
【００２９】
すなわち、ｎ２＞ｎ１とするとＶ２＞Ｖ１となり電圧を増幅することができる。また、磁気結合装置では、２次側では外部から電圧を供給しなくとも出力電圧Ｖ２を得ることができる。この場合、透磁率μを高くすると磁束を磁心内に閉じ込め、且つ密結合とすることが容易となり漏れ磁束を低減可能である。このために、トランスの小型化及び大容量化が容易となる。
【００３０】
図４は、本実施形態に用いるコイルの製造方法を表す工程断面図である。
図４（ａ）のように、基板１０上にコイルの下面となるストライプ状の第１の導電層２０ａを形成する。複数の第１の導電層２０ａの間隙には、例えば略同一の高さの絶縁層２２を形成する。絶縁層２２の材料としては、酸化物、窒化物、及びポリマーなどとすることができる。
【００３１】
第１の導電層２０ａ及びこれと略同一高さの絶縁層２２の上に、磁心３２とする磁性材料を、例えば０．１〜１００μｍの厚さの範囲で形成する（図４（ｂ））。磁性材料としては高透磁率を有するものが好ましい。高透磁率材料としては、例えばＮｉ−Ｚｒフェライト（比透磁率は略６５０）、Ｆｅ−Ｎｉパーマロイ（比透磁率は略１０００）などがある。このうち、フェライト系材料は、例えばスパッタ法やメッキ法を用いて形成可能である。
【００３２】
第１の導電層２０ａのストライプ方向の長さを、ストライプ方向に沿った磁心３２の長さよりも大きくしておき、マスク材から露出した第１の導電層２０ａの端部上に、磁心３２の高さと略同一の高さとなるまで導電層を繰り返し積み重ね、側面導電層２０ｂを形成する。さらに、一方の側の側面導電層２０ｂと、１つずらした反対側の側面導電層２０ｃとを連結するようにストライプ状の第２の導電層２０ｄを設けると、巻き数がｎのコイルが形成される（図４（ｃ））。
【００３３】
第１の導電層２０ａ、側面導電層２０ｂ、２０ｃ、及び第２の導電層２０ｄは、半導体プロセスを用いると形成が容易である。例えば、１次コイル２０と２次コイル３０とを同時形成できる。なお、磁心３２と、導電層との間に、絶縁層を設けると、絶縁性をより高めることが容易となる。半導体プロセスを用いたコイルの形成方法は、トロイダル状磁心に導線を巻回する方法よりも量産性に優れている。
【００３４】
コイルの導電層形成工程において、１次コイル２０の入力パッド部６０ａ、６０ｂ、２次コイル３０の出力パッド部６０ｃ、６０ｄ、変換回路５２及び逆変換回路５４のダイパッド部などを同時に形成することができる。また、図１（ａ）において、１次コイル２０及び２次コイル３０の導電層は入出力パッド部６０と電気的に接続するように形成するとワイヤボンディングの回数を低減できる。
【００３５】
入力端子３４、３６と、変換回路５２の入力パッド部と、はボンディングワイヤによりそれぞれ接続され、変換回路５２の出力パッド部と、１次コイル２０の入力パッド部６０ａ、６０ｂと、はボンディングワイヤによりそれぞれ接続される。また、電源用端子３５と、変換回路５２のパッド部と、はボンディングワイヤで接続される。
【００３６】
また、逆変換回路５４の入力パッド部と、２次コイル３０の出力パッド部６０ｃ、６０ｄと、はそれぞれボンディングワイヤにより接続され、逆変換回路５４の出力パッド部と、出力端子３８、４０とは、ボンディングワイヤによりそれぞれ接続される。さらに、電源用端子３９と、逆変換回路５４のパッド部と、はボンディングワイヤで接続される。
【００３７】
本実施形態では、変換回路５２及び逆変換回路５４は、磁心３２の表面のうち、１次コイル２０及び２次コイル３０が巻回されていない領域に配置されている。このために、磁気結合装置の小型化及び薄型化が容易となる。
【００３８】
図５は、第１の実施形態の変形例にかかる磁気結合装置の模式斜視図である。
変換回路５２は、１次コイル２０の上にポリイミドなどの絶縁層３３を介して配置され、逆変換回路５４は、２次コイル３０の上に絶縁層３３を介して配置されている。このようにすれば、磁心３２のサイズを縮小することが容易であり、磁気結合装置の形状をより小型に保つことが容易となる。
【００３９】
図６は、第２の実施形態にかかる磁気結合装置の模式斜視図である。
基板の上に１次コイル２０及び２次コイル３０が設けられている。磁心３２には貫通孔が設けられていないバー状とする。１次コイル２０と２次コイル３０とが磁心３２上に隣接している。１次コイル２０の外側に変換回路５２が配置されており、２次コイル３０の外側に逆変換回路５４が配置されている。貫通孔がない本実施形態では、磁心３２のサイズを縮小することが容易となる。
【００４０】
図７は、第２の実施形態の変形例の模式斜視図である。
１次コイル２０の導電層と２次コイルの導電層とは、交互に磁心３２に巻回されている。このようにすると、磁心３２の長さを短くすることが可能となる。半導体製造プロセスを用いて導電層を磁心３２に巻回する本製造方法ではこのように交互に１次コイル２０及び２次コイル３０巻回する工程がさらに容易となる。
【００４１】
図８は、本発明の第３の実施形態にかかる磁気結合装置の模式斜視図である。
本実施形態は、信号の多チャネル伝送が可能である。すなわち、本図では、３つの独立した磁気結合構造を有しており、３チャネルの信号伝送が可能である。この場合、磁心３２の透磁率μを高くすると、磁束を磁心３２内に閉じ込めて漏れ磁束を低減できる。このために、隣接したチャネルへの磁束の漏れにより生じるクロストークを抑制でき、信号伝送品質を高めることが容易となる。それぞれの変換回路５２の電源電圧Ｖａは、例えば基板１０上に設けられた導電層１１を介して電源用端子３５と接続可能である。また、それぞれの逆変換回路５４の電源電圧Ｖｂは，例えば基板１０上に設けられた導電層１２を介して電源用端子３９と接続可能である。
【００４２】
図９は、第４の実施形態にかかる磁気結合装置の構成図である。
１次コイル（高域コイル）２０には変換回路２０を介して入力信号が加えられる。また、磁心３２には１次コイル（低域コイル）２１も巻回されており、ＤＡ変換器５６を介して交流信号が加えられる。このために、１次コイル２０、２１による磁束は、入力信号に応じた磁束と、交流信号による磁束と、が重畳されている。
【００４３】
２次コイル３０の出力が入力されるフィルタ６１の出力は、低域フィルタを通過可能な交流信号成分と、高域フィルタを通過可能な高域信号成分と、に分離される。交流信号成分はＡＤ変換器５８により平滑化されて直流電圧Ｖｃｃへと変換される。また、高域信号成分は、逆変換回路５４により入力信号に応じた波形の出力信号に逆変換される。
【００４４】
本実施形態では、生成された直流電圧Ｖｃｃを用いて動作可能な内部駆動出力回路７０から信号を出力可能となる。この内部駆動出力回路７０は、例えばコンパレータ６２、ＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂ、及びＭＯＳＦＥＴを制御可能な制御回路６４を有しており、増幅機能など備えることもできる。
【００４５】
コンパレータ６２もＭＯＳＦＥＴにより構成可能である。ＭＯＳＦＥＴは、低消費電力によりオンとオフとを切り替えるのでこのような内部駆動出力回路７０の構成に適している。このようにして、小型化が容易であり、且つ内部で増幅可能な磁気結合装置が提供される。
【００４６】
図１０は、第５の実施形態にかかる磁気結合装置の構成図である。
変換回路５２は、入力信号がハイレベルとなると交流信号を１次コイル２０に向けて出力し、入力信号がローレベルとなると交流信号を停止する。また、逆変換回路５４は、２次コイル３０が交流信号を出力すると出力信号をハイレベルとし、２次コイル３０が交流信号を停止すると出力信号をローレベルとする。このような波形変換とすることもできる。
【００４７】
本実施形態では、入力信号がハイレベルを保つ期間、逆変換回路５４は交流信号をＡＤ変換して直流電圧を生成可能である。もし、逆変換回路５４の後段に内部駆動出力回路７０を接続すると、この直流電圧を内部駆動出力回路７０に供給可能となる。内部駆動出力回路７０をソース・コモンのＮチャネルＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂで構成すると、直流電圧がゲート閾値以上において２つのＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂは共にオンとなる。他方、直流電圧がゲート閾値よりも低いと、２つのＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂは共にオフとなる。
【００４８】
このようにして、本実施形態の磁気結合装置はスイッチとしての機能を有し、ＦＡＸやＰＢＸなどの回線スイッチとしてディジタル及びアナログ信号の切り替えが可能である。スイッチとしての機能を有する磁気結合装置は、メカニカル・リレーよりも、接点摩耗などがなく、小型軽量化が容易である。
【００４９】
図１１は、第５の実施形態の一例を表す模式斜視図である。
逆変換回路５４の上にポリイミドなどからなる絶縁層３７をさらに設け、その上にＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂを配置する。このようにすると、内部駆動回路７０が設けられた磁気結合装置の形状をより小型化することができる。なお、本図では、手前側にＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂが配置されており、出力側となる。
【００５０】
逆変換回路５４の表面において、ＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂが設けられていない領域に逆変換回路５４の入出力パッド部及び電源電圧用パッド部が露出している。
【００５１】
磁心３２に設けられた２次コイル３０の出力パッド部と、逆変換回路５４の入力パッド部と、がボンディングワイヤでそれぞれ接続される。逆変換回路５４の一方の出力と、ＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂのゲートと、がボンディングワイヤでそれぞれ接続される。また、逆変換回路５４の他方の出力と、ＭＯＳＦＥＴ６６ａ、６６ｂのそれぞれのソース端子と、がボンディングワイヤによりそれぞれ接続される。さらに、ＭＯＳＦＥＴ６６ａのドレイン端子と出力端子７４とがボンディングワイヤにより接続され、ＭＯＳＦＥＴ６６ｂのドレイン端子と出力端子７６とがボンディングワイヤにより接続され、出力信号を出力可能となる。このように、２次コイル３０上に、逆変換回路５４及び内部駆動出力回路７０を積層することにより、磁気結合装置の小型化がより容易となる。
【００５２】
第１〜第５の実施形態及びこれらに付随する変形例において、磁束漏れが低減され、小型化が容易な磁気結合装置が提供される。このような磁気結合装置を用いて入力電気信号を伝達すると、入力側電源と出力側電源とを電気的に絶縁しつつ出力電気信号を出力可能である。このために、高い動作電圧を必要とする産業用機器の制御などに広く用いることができ、制御システムの安定動作及び機器の安全確保が容易となる。
【００５３】
以上、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明を構成する１次コイル、２次コイル、磁心、絶縁層、変換回路、逆変換回路、内部駆動回路、フィルタ、ＡＤ変換器、ＤＡ変換器、及びＭＯＳＦＥＴの材質、サイズ、形状、及び配置などに関して、当業者が各種の設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明に包含される。
【符号の説明】
【００５４】
２０ １次コイル（高域コイル）、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、導電層、２１ １次コイル（低域コイル）、３０ ２次コイル、３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 磁心、５２ 変換回路、５４ 逆変換回路、５８ ＡＤ変換器、６０ パッド部、６１ フィルタ、７０ 内部駆動出力回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁心と、
前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、入力電気信号が入力される１次コイルと、
前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、前記１次コイルにより発生する磁束の変化による相互誘導起電力を出力可能な２次コイルと、
前記磁心の上に設けられ、前記入力電気信号の立ち上がりまたは立ち下がりに応じた信号を前記１次コイルに向けて出力可能な変換回路と、
前記磁心の上に設けられ、前記２次コイルの出力に応じて立ち上がりまたは立ち下がりに応じた出力電気信号を出力可能な逆変換回路と、
を備えたことを特徴とする磁気結合装置。
【請求項２】
前記磁心には貫通孔が設けられ、
前記第１のコイルの前記導電層及び前記第２のコイルの前記導電層は、前記磁心の断面を巻回するように設けられたことを特徴とする請求項１記載の磁気結合装置。
【請求項３】
前記変換回路は、入力電気信号がハイレベルとなると交流信号を前記１次コイルに向けて出力し、入力電気信号がローレベルとなると前記交流信号を停止し、
前記逆変換回路は、前記２次コイルが交流信号を出力すると前記出力電気信号をハイレベルとし、前記２次コイルが前記交流信号を停止すると前記出力電気信号をローレベルとすることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気結合装置。
【請求項４】
内部駆動出力回路をさらに備え、
前記逆変換回路は、前記２次コイルからの前記出力に含まれる前記交流信号を直流電圧に変換して前記内部駆動出力回路に供給し、
前記内部駆動出力回路は、前記逆変換回路からの前記出力電気信号に基づいて、出力側を開状態及び閉状態のいずれかに切り替え可能とすることを特徴とする請求項３記載の磁気結合装置。
【請求項５】
交流信号を出力可能なＤＡ変換器と、
前記２次コイルの前記出力が入力されるフィルタと、
前記フィルタの出力から直流電圧を生成可能なＡＤ変換器と、
内部駆動出力回路と、
をさらに備え、
前記１次コイルは、前記変換回路に接続される高域コイルと、前記ＤＡ変換器に接続される低域コイルと、を有し、
前記フィルタの前記出力のうち、前記高域コイルの出力に応じて前記２次コイルに発生した出力は前記逆変換回路へ入力され、前記低域コイルの出力に応じて前記２次コイルに発生した出力は前記ＡＤ変換器へ入力され、
前記内部駆動出力回路は、前記ＡＤ変換器からの前記直流電圧を用いて前記逆変換回路からの前記出力電気信号を出力可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気結合装置。
【請求項１】
磁心と、
前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、入力電気信号が入力される１次コイルと、
前記磁心に巻回され且つ前記磁心と絶縁された導電層を有し、前記１次コイルにより発生する磁束の変化による相互誘導起電力を出力可能な２次コイルと、
前記磁心の上に設けられ、前記入力電気信号の立ち上がりまたは立ち下がりに応じた信号を前記１次コイルに向けて出力可能な変換回路と、
前記磁心の上に設けられ、前記２次コイルの出力に応じて立ち上がりまたは立ち下がりに応じた出力電気信号を出力可能な逆変換回路と、
を備えたことを特徴とする磁気結合装置。
【請求項２】
前記磁心には貫通孔が設けられ、
前記第１のコイルの前記導電層及び前記第２のコイルの前記導電層は、前記磁心の断面を巻回するように設けられたことを特徴とする請求項１記載の磁気結合装置。
【請求項３】
前記変換回路は、入力電気信号がハイレベルとなると交流信号を前記１次コイルに向けて出力し、入力電気信号がローレベルとなると前記交流信号を停止し、
前記逆変換回路は、前記２次コイルが交流信号を出力すると前記出力電気信号をハイレベルとし、前記２次コイルが前記交流信号を停止すると前記出力電気信号をローレベルとすることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気結合装置。
【請求項４】
内部駆動出力回路をさらに備え、
前記逆変換回路は、前記２次コイルからの前記出力に含まれる前記交流信号を直流電圧に変換して前記内部駆動出力回路に供給し、
前記内部駆動出力回路は、前記逆変換回路からの前記出力電気信号に基づいて、出力側を開状態及び閉状態のいずれかに切り替え可能とすることを特徴とする請求項３記載の磁気結合装置。
【請求項５】
交流信号を出力可能なＤＡ変換器と、
前記２次コイルの前記出力が入力されるフィルタと、
前記フィルタの出力から直流電圧を生成可能なＡＤ変換器と、
内部駆動出力回路と、
をさらに備え、
前記１次コイルは、前記変換回路に接続される高域コイルと、前記ＤＡ変換器に接続される低域コイルと、を有し、
前記フィルタの前記出力のうち、前記高域コイルの出力に応じて前記２次コイルに発生した出力は前記逆変換回路へ入力され、前記低域コイルの出力に応じて前記２次コイルに発生した出力は前記ＡＤ変換器へ入力され、
前記内部駆動出力回路は、前記ＡＤ変換器からの前記直流電圧を用いて前記逆変換回路からの前記出力電気信号を出力可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気結合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２２６３４３（Ｐ２０１０−２２６３４３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７０４７３（Ｐ２００９−７０４７３）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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