説明

積層トランス

【課題】漏れインダクタンスを大きくすることのできる積層トランスを提供する。
【解決手段】導電体層を形成した複数のプリント板を積層して1次巻線および2次巻線等の相互に磁気結合された所要の巻線を構成した積層トランスにおいて、前記1次巻線および2次巻線等の所要の巻線を構成する複数の積層されたプリント板の少なくとも1枚のプリント板を、その表裏両面の少なくとも一方の面に導電体層の形成されないプリント板で構成することにより、1次巻線と2次巻線との間の漏洩磁束を増やし、漏洩リアクタンスを大きくする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、導電体層を形成した複数のプリント板を積層してトランスの1次巻線および2次巻線等の相互に磁気的に結合された所要の巻線を構成した積層トランスに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1等により知られている従来の積層トランスは、図4ないし図6に示すように構成されている。図4は従来の積層トランスの構成を示す平面図、図5は同斜視図、図6は同縦断面図である。
【0003】
図4ないし図6において、10は、その表面または裏面または両面にトランスの1次巻線N1および2次巻線N2等の巻線を形成する導電体層20(20−1〜20−6)を備えた複数のプリント板10−1〜10−6を積層して構成したプリント板積層体である。このプリント板積層体10には導電体層20の他にトランス鉄心30の鉄心脚31〜33を挿通するための貫通孔101〜103が形成されている。プリント板積層体10は、図6に示すようにトランスの巻線の巻数に対応して枚数のプリント板10−1〜10−6を積層し、相互を接着性の絶縁樹脂等により接着して一体構成される。プリント板積層体10の貫通孔101〜103にE形鉄心30−Eの3本の鉄心脚を挿通し、鉄心脚の端面にI形鉄心30−Iを接合することによりプリント板積層体10にトランス鉄心30が組み込まれる。
【0004】
各プリント板10−1〜10−6に形成された導電体層20−1〜20−6は、図4においては中心の鉄心脚32を取り囲むよう1回巻きされた導電体層で示されるが、所要回数巻回して形成することができる。このような導電体層を備えた複数のプリント板10−1〜10−6を多重に積層する。積層された導電体層20の内の導電体層20−1、20−2、20−5、20−6をプリント板に設けられた図示しないスルーホールにより直列に接続することにより1次巻線N1が構成される。同様に導電体層20−3、20−4を直列に接続することにより2次巻線N2が構成される。
【0005】
このように積層されたプリント板により構成された1次巻線N1と2次巻線N2は、鉄心30を介して磁気的に結合され、1次巻線N1に印加された1次電圧により鉄心30内に矢印で示すような磁束φが形成され、2次巻線N2に2次電圧が誘起される。
【特許文献1】特開2005−064358号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このように構成された積層トランスの等価回路は図7に示すような回路となる。但しここでは、巻線の抵抗分は無視している。Tは鉄心等を介して磁気結合された1次巻線N1と2次巻線N2からなるトランス、Lは漏れインダクタンスであり、1次側にリアクトルを挿入した構成と同等である。このようなトランスTの漏れインダクタンスLを用いて、共振形や部分共振形のDC−DCコンバータを構成するのが一般的である。すなわち、漏れインダクタンスLのインダクタンス成分とDC−DCコンバータ内に接続したコンデンサとで共振させることによって、DC−DCコンバータを構成するスイッチング素子の零電流スイッチングや、零電圧スイッチングを実現し、スイッチング損失の低減を図っている。しかし、図4ないし図6に示すように1次巻線および2次巻線を複数の導電体層を形成したプリント板を積層して構成し、このプリント板積層体に鉄心を挿入して構成された積層トランスは、1次巻線と2次巻線との間隔が非常に狭くなるため、通常の1次巻線および2次巻線をコイルボビンに巻回し、このコイルボビンに鉄心を挿通して構成した通常のトランスに比較して磁気結合が密となり、漏れインダクタンスLのインダクタンスの値が小さくなってしまう。
【0007】
このため、DC−DCコンバータに積層トランスを用いた場合、スイッチング素子のソフトスイッチング(零電流または零電圧スイッチング)を実現することが困難となり、スイッチング損失が増大し、効率が低下する。また、損失が増加すると、スイッチング素子の発熱量も増加するため、冷却装置を大きくする必要があり、装置の大形化、高コスト化を招く不都合がある。
【0008】
さらに、漏れインダクタンスの小さいトランスを用いたDC−DCコンバータは、これに新たにリアクトルを付加することにより、スイッチング素子のソフトスイッチングを実現することができるが、部品点数が増加するので、装置の大形化、高コスト化を引き起こす問題がある。
【0009】
この発明は、このような問題点を解決するために、漏れインダクタンスを大きくすることのできる積層トランスを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この課題を解決するため、この発明は、導電体層を形成した複数のプリント板を積層して1次巻線および2次巻線等の相互に磁気結合された所要の巻線を構成した積層トランスにおいて、前記1次巻線および2次巻線等の所要の巻線を構成する複数の積層されたプリント板の少なくとも1枚のプリント板を、その表裏両面の少なくとも一方の面に導電体層の形成されないプリント板で構成したことを特徴とするものである。
【0011】
また、この発明においては、前記導電体層の形成されないプリント板に磁性体層を形成するのがよい。そして、前記導電体層の形成されないプリント板に代えて磁性シートを積層することもできる
【発明の効果】
【0012】
この発明によれば、導電体層を形成したプリント板を複数枚積層して所要巻き数の1次巻線および2次巻線等を形成した積層トランスにおいて、前記1次巻線および2次巻線等の巻線を構成する複数の積層されたプリント板の少なくとも1枚のプリント板を、表裏両面の少なくとも一方の面に導電体層の形成されないプリント板で構成するようにしているので、導電体層の形成されないプリント板の部分において、1次巻線と2次巻線との間隔が拡がるため、漏洩磁束が増加し、漏洩リアクタンスを増大させることができる。また、この導電体層の形成されないプリント板に磁性体層を形成したり、このプリント板の代わりに磁性シートを積層したりすることにより、この部分での漏洩磁束がより大きくなり、漏洩インダクタンスを効果的に大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
この発明の実施の形態を図1〜3に示す実施例について説明する。
【実施例1】
【0014】
図1にこの発明の第1の実施例を示す。図1において、1はプリント板1−1〜1−6を積層したプリント板積層体である。プリント板1−1および1−6に形成された導電体層2−1および2−6は、図示しないスルーホールを介して直列に接続され1次巻線N1を構成する。そしてプリント板1−3および1−4に形成された導電体層2−3および2−4は同様にスルーホールにより直列に接続されて2次巻線N2を構成する。しかし1次巻線N1を構成する導電体層2−1、2−6の形成されたプリント板1−1および1−6と、2次巻線N2を構成する導電体層2−3、2−4の形成されたプリント板1−3および1−4との間のプリント板1−2および1−5には、この発明に従って導電体層を形成しないようにする。
【0015】
プリント板積層体1の貫通孔11〜13に挿通して装着されたE形の鉄心3-EにI形の鉄心3−Iを結合してトランス鉄心3を形成する。
【0016】
このように構成された積層トランスにおいては、1次巻線と2次巻線との間の2枚のプリント板1−2と1−5には導電体層が形成されていないため、このプリント板1−2と1−5の部分において1次巻線の導電体層と2次巻線の導電体層との間の間隔が拡がり、この部分において矢印φlで示すように1次巻線による漏洩磁束が発生し、2次巻線と鎖交しなくなる。これにより、漏洩インダクタンスを大きくすることができる。
【実施例2】
【0017】
図2は、この発明の第2の実施例を示す構成である。
【0018】
この第2の実施例は、実施例1における導電体層の形成されていないプリント板1−2および1−5に磁性体層2−20および2−50を形成している点が異なるだけで、その他の構成は実施例1と同じである。
【0019】
この実施例2によれば1次巻線と2次巻線との間のプリント板1−2および1−5に磁性体層2−20および2−50を形成しているので、1次巻線の導電体層と2次巻線の導電体層の間隔が拡がるだけでなく磁気抵抗が小さくなり、1次巻線と2次巻線との間での漏洩磁束がより増大し漏洩インダクタンスをさらに大きくすることができる。
【実施例3】
【0020】
図3は、この発明の第3の実施例を示す構成図である。
【0021】
この第3の実施例は、実施例2の磁性体層2−20および2−50を形成したプリント板1−2および1−5の代わりに全体が磁性材を含むシートで構成された磁性シート1−20および1−50を積層してプリント板積層体1を構成するものである。その他の構成は、実施例1および2と同じである。
【0022】
この実施例3によれば、1次巻線を構成する導電体層2−1および2−6を形成したプリント板1−1および1−6と、2次巻線を構成する導電体層2−3および2−4を形成したプリント板1−3および1−4との間に磁性シート1−20および1−50が介装されるため、1次巻線の導電体層と2次巻線の導電体層の間の間隔が拡がるとともに、磁気抵抗が低下するので、1次巻線により形成された磁束のこの磁性シート1−20および1−50へ漏洩する量が多くなり、漏洩インダクタンスを一層大きくすることができる。
【0023】
この発明のように、積層トランスにおいて1次巻線と2次巻線の間に介在される少なくとも1枚のプリント板に巻線を構成する導電体層を形成しないようにしたり、この導電体層を形成しないプリント板に磁性体層を設けるようにしたり、またはこの導電体層を形成しないプリント板に代えて磁性シートを積層するようにすると、簡単に1次巻線と2次巻線と間の漏洩磁束が増大して漏洩インダクタンスを大きくすることができる。
【0024】
このため、この発明の積層トランスをDC−DCコンバータに使用すると、このDC−DCコンバータに外付けのリアクトルを追加することなく大きな漏洩インダクタンスを得ることができるので、DC−DCコンバータを構成するスイッチング素子のソフトスイッチング(零電流および零電圧スイッチング)を実現することができ、装置の小形化および低コスト化が図れる効果が得られる。
【0025】
なお、この発明においては、積層トランスの鉄心30はU−I形鉄心を組み合わせた鉄心、またはU−U形鉄心を組み合わせた鉄心を使用してもよく、または鉄心30を省略した無鉄心形のトランスとすることもできる。また上述した実施形態は、1次巻線および2次巻線を有する積層トランスを例示したが、更に3次巻線やそれ以上の巻線を有する積層トランスにも本発明が適用できることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】この発明の実施例1による積層トランスの構成を示す縦断面図である。
【図2】この発明の実施例2による積層トランスの構成を示す縦断面図である。
【図3】この発明の実施例3による積層トランスの構成を示す縦断面図である。
【図4】従来の積層トランスの構成を示す平面図である。
【図5】従来の積層トランスの構成を示す斜視図である。
【図6】従来の積層トランスの構成を示す縦断面図である。
【図7】積層トランスの等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【0027】
1:プリント板積層体
1−1〜1−6:プリント板
1−20、1−50:磁性シート
2−1〜2−6:導電体層
2−30,2−40:磁性体層
3:トランス鉄心

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電体層を形成した複数のプリント板を積層して1次巻線および2次巻線等の相互に磁気結合された所要の巻線を構成した積層トランスにおいて、前記1次巻線および2次巻線等の所要の巻線を構成する複数の積層されたプリント板の少なくとも1枚のプリント板を、その表裏両面の少なくとも一方の面に導電体層の形成されないプリント板で構成したことを特徴とする積層トランス。
【請求項2】
請求項1に記載の積層トランスにおいて、前記導電体層の形成されないプリント板に磁性体層を形成したことを特徴とする積層トランス。
【請求項3】
請求項1に記載の積層トランスにおいて、前記導電体層の形成されないプリント板に代えて磁性シートを積層したことを特徴とする積層トランス。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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