CN1462456A - 平面线圈及平面变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是扩大主线圈相对于导体整个的配置区域的占有率、缩小主线圈中的耗损的同时,加大辅助线圈的匝数的自由度。主线圈具有将平板状的导体配置成涡旋状形成的图样化导体(11a)。图样化导体(11a)与经由绝缘层(10)重叠的主线圈用的另外的图样化导体经由贯通孔(29)连接。辅助线圈具有与图样化导体(11a)配置在同一平面上的辅助线圈用图样化导体(11b)。图样化导体(11b)在比贯通孔(29)更靠近内侧的部位处包含1匝以上的卷绕部分。
Description
技术领域
本发明涉及例如除在线圈(绕组)中起平滑作用以及在变压器中主要进行电力传输的线圈和起着变压器的主要功能的线圈之外,还具有其它功能的线圈的平面线圈及平面变压器。
背景技术
平面线圈及平面变压器,在开关电源等中,用作扼流圈及变压器。平面线圈及平面变压器,具有由平板状导体配置成涡旋状形成的图样化的导体构成的线圈。在平面变压器及具有多个图样化(patterned)的导体的平面线圈中,多个图样化的导体中间经由绝缘层沿厚度方向堆叠。
对于输出电流较小的平面线圈及平面变压器,例如,利用溅射等薄膜形成技术,堆积形成涡旋状的图样导体、绝缘层及磁性层。此外,对于输出电流中等程度的平面线圈及平面变压器,例如,采用印刷线圈,所述印刷线圈,通过刻蚀各面上的导体层、在各面上形成形成涡旋状的图样化导体的双面印刷线路基板上,中间经由绝缘层叠层构成。在这种印刷线圈上,在涡旋状的图样化的导体中心部分上,沿厚度方向形成贯通孔,在该孔内***EE型铁氧体磁心等磁性体。
由于上述这种平面线圈及平面变压器可以薄型化,特别适合用于小型、薄型的开关电源等。
近年来,随着IC(集成电路)的集成度的增大IC的动作、电压降低、电流增大,在要求开关电源小型化的同时,还要求其达电流化。由于扼流圈及变压器中的电阻造成的耗损,即所谓铜损,与电流值的的平方成正比的增大。因此,在作为扼流圈及平面变压器使用的平面线圈及平面变压器中,降低导体的电阻值成为重要的课题。
其中,在平面线圈及平面变压器中,例如,除线圈中其平滑作用及变压器中起着主要输送电力的线圈及变压器的主要功能的线圈(以下称之为主线圈)之外,有时还设置起其它作用的辅助线圈。辅助线圈,例如,用于产生向构成开关电源的控制回路等的IC供应的电力、以及检测在主线圈上的电压等。
在现有技术中,在配备辅助线圈的平面变压器中,在大多数情况下额外设置与构成主线圈的导体层分开的构成辅助线圈的导体层。在这种情况下,辅助线圈不限于一匝,对于辅助线圈而言,需要导体的卷绕方向相互相反,内周侧的端部彼此用贯通孔等连接的两层导体层。
平面线圈及平面变压器中的辅助线圈,与起着开关电源的输出电流的平滑及主电力的输出作用的主线圈不同,主要起着向开关电源的控制回路供应电力等的作用。因此,流过辅助线圈的电流,远小于流过主线圈的电流。此外,由于流过辅助线圈的电流加大时,开关电源总体的变换效率缩小,所以,人们一直在努力尽可能地缩小流过辅助线圈的电流。
如前面所述,在与构成主线圈的导体层分别设置构成辅助线圈的导体层的情况下,对于辅助线圈而言需要两层导体层。从而,在这种情况下,由于辅助线圈的存在,在导体的整个配置区域内,主线圈的导体的占有率减少,存在着主线圈的铜损增大的问题。
与此相对,日本特开平10-163039号公报中,公开了一种与主线圈在同一叠层面上形成辅助线圈的变压器。在前述公报中,列举了主线圈为4匝、辅助线圈为2匝的例子,以及主线圈为3匝,辅助线圈分别为1匝、2匝、3匝、5匝的例子。
但是,在前述公报所述的例子中,辅助线圈在主线圈的外侧或内侧、沿主线圈配置,与主线圈按同样的方式卷绕。从而,在这种情况下,辅助线圈的匝数自然而然地受主线圈的匝数所左右,存在着不能设置与主线圈的匝数差别太大的匝数的辅助线圈的问题。
发明的概述
本发明的第一个目的是,提供一种平面线圈,在具有第一线圈和第二线圈的平面线圈中,可以加大第一线圈的导体相对于导体的整个配置区域的占有率、缩小第一线圈中的耗损的同时,增大第二线圈的匝数的自由度。
本发明的第二个目的是,提供一种平面线圈,在具有主线圈和辅助线圈的平面线圈中,可以加大主线圈的导体相对于导体的整个配置区域的占有率、缩小主线圈中的耗损的同时,增大辅助线圈的匝数的自由度。
本发明的第三个目的是,提供一种平面变压器,在除具有初级线圈和次级线圈之外,还具有辅助线圈的平面变压器中,在可以加大初级线圈及次级线圈相对于导体的整个配置区域的占有率、缩小初级线圈和次级线圈的耗损的同时,增大辅助线圈的匝数的自由度。
本发明的第一个平面线圈,在具有分别由导体形成的第一线圈及第二线圈的平面线圈中,
第一线圈具有分别将导体配置成涡旋状形成的、中间经由绝缘层重合、将内侧的端部彼此连接的第一及第二图样化的导体,
第二线圈具有在比第一图样化导体与第二图样化的导体的内侧的端部彼此的连接部更靠近内侧的部位包含一匝以上的卷绕部分、与第一图形化导体和第二图样化导体至少其中之一配置在同一平面上的第三图样化导体。
在本发明的第一种平面线圈中,由于在第二线圈中的第三图样化导体与第一线圈中的第一图样化导体和第二图样化导体的至少其中之一配置在同一平面上,所以,可以加大第一线圈的导体相对于导体的整个配置区域的占有率。此外,在本发明中,由于第三个图样化的导体含有比第一图样化和第二图样化导体的内侧的端部彼此的连接部更靠近内侧的一匝以上的卷绕部分,所以,第二线圈的匝数的自由度增大。此外,本发明并不局限于第一图样化导体与第二图样化导体仅经由绝缘层重叠的情况,也包含除绝缘层之外经由其它的层将第一图样化导体与第二图样化导体重叠起来的情况。
本发明第二种平面线圈,在具有分别由导体形成的、用于规定(既定)的主线圈以及用作其它功能的辅助线圈的平面线圈中,
主线圈具有分别将导体配置形成涡旋状,经由绝缘层重叠,内侧端部彼此之间连接的第一及第二图样化导体,
辅助线圈具有包含比第一图样化导体与第二图样化导体的内侧端部彼此的连接部更靠内侧的1匝以上的卷绕部分、与第一图样化导体及第二图样化导体的至少其中之一配置在同一平面上的辅助线圈用图样化导体。
在本发明的第二种平面线圈中,由于辅助线圈用图样化导体与第一图样化导体和第二图样化导体的至少其中之一配置在同一平面上,所以,可以加大主线圈的导体相对于导体的整个配置区域的占有率。此外,在本发明中,由于辅助用图样化导体包含比第一图样化导体与第二图样化导体的内侧的端部彼此之间的连接部更靠内侧的1匝以上的卷绕部分,所以可增大辅助线圈的匝数的自由度。此外,本发明并不局限于第一图样化导体和第二图样化导体仅经由绝缘层重叠的情况,也包括除绝缘层之外,也可以经由其它的层将第一图样化导体与第二图样化导体重叠起来的情况。
本发明的平面变压器,在具有分别利用配置在平面上的导体形成的初级线圈及次级线圈,以及,与初级线圈及次级线圈分开设置的辅助线圈的平面变压器中,
初级线圈与次级线圈的至少其中之一具有分别将导体配置成涡旋状形成的、中间经由绝缘层重叠、内侧的端部彼此连接的第一第二图样化导体,
辅助线圈具有包含将导体配置形成涡旋状、比第一图样化导体与第二图样化导体的内侧端部彼此之间的连接部更靠内侧的1匝以上的卷绕部分、与第一图样化导体及第二图样化导体的至少其中之一配置在同一平面上的辅助线圈用图样化导体。
在本发明的平面变压器中,由于辅助线圈用图样化导体与第一图样化导体及第二图样化导体的至少其中之一配置在同一平面上,所以可以增大初级线圈及次级线圈的导体相对于导体的整个配置区域的占有率。此外,在本发明中,由于辅助线圈用图样化导体在比第一图样化导体及第二图样化导体的内侧端部彼此之间的连接部更靠内侧处包含1匝以上的卷绕部分,增大辅助线圈的匝数的自由度。此外,本发明并不局限于仅经由绝缘层将第一图样化导体与第二图样化导体重叠的情况,也包括除绝缘层之外经由其它层重叠第一图样化导体与第二图样化导体的情况。
在本发明的平面变压器中,初级线圈及次级线圈中之一,具有第一图样化导体及第二图样化导体,在初级线圈及次级线圈的另一个上,可以具有在比第一图样化导体与第二图样化导体的内侧的端部连接部更靠内侧的位置处,包含1匝以上的卷绕部分、配置与第一图样化导体及第二图样化导体不同的面上的图样化导体。
此外,在本发明的平面变压器中,第一图样化导体与第二图样化导体的内侧的彼此之间,也可以经由沿厚度方向贯通平面变压器的连接用孔相互连接。
此外,在本发明的平面变压器中,也可以经由绝缘层将包含构成初级线圈用的图样化导体的导体层与包含构成次级线圈用的图样化导体的导体层交替地叠层。
本发明的其它目的。特征及优点,通过下面的说明可以变得更加清楚。
附图的简单说明
图1、是根据本发明的第一种实施形式的平面线圈的平面图。
图2、是图1所示的平面线圈的右侧视图。
图3、是放大地表示用图1的3-3线表示的剖面的剖面图。
图4、是表示根据本发明第一种实施形式的平面线圈中的芯体的平面图。
图5、是根据本发明的第一种实施形式的平面线圈中的芯体的侧视图。
图6、是表示根据本发明的第一种实施形式的平面线圈中最上层的导体层与其下面的绝缘层的平面图。
图7、是表示根据本发明的第一种实施形式的平面线圈中从上面数第二个导体层与其下面的绝缘层的平面图。
图8、是表示根据本发明的第一种实施形式的平面线圈中从上面数第三个导体层与其下面的绝缘层的平面图。
图9、是表示根据本发明的第一种实施形式的平面线圈中最下层的导体层的平面图。
图10、是表示根据本发明的第一种实施形式的平面线圈中绝缘层的平面图。
图11、是表示在比较例的平面线圈中最上层导体层及其下面的绝缘层的平面图。
图12、是表示在比较例中的平面线圈中从上面数第二个导体层与其下面的绝缘层的平面图。
图13、是表示在比较例中的平面线圈中从上面数第三个导体层与其下面的绝缘层的平面图。
图14、是表示在比较例的平面线圈中最下层的导体层的平面图。
图15、是根据本发明的第二种实施形式的平面变压器的平面图。
图16、是图15所示平面变压器的右侧面图。
图17、是放大地表示图15中的17-17线表示的剖面的剖面图。
图18、是表示根据本发明的第二种实施形式的平面变压器中最上层的导体层及其下面的绝缘层的平面图。
图19、是表示根据本发明的第二种实施形式的平面变压器中从上面起第二个导体层及其下面的绝缘层的平面图。
图20、是表示根据本发明的第二种实施形式的平面变压器中从上面起第三个导体层及其下面的绝缘层的平面图。
图21、是表示根据本发明的第二种实施形式的平面变压器中最下层的导体层的平面图。
图22、是表示根据本发明的第二种实施形式的平面变压器中绝缘层的平面图。
实施发明的最佳形式
下面,参照附图详细说明本发明的实施形式。
[第一种实施形式]
首先,参照图1至图5,说明根据本发明的第一种实施形式的平面线圈的总体结构。图1是根据本实施形式的平面线圈的平面图,图2是图所示的平面线圈的右侧视图,图3是放大地表示图1中3-3线所示的剖面的剖面图。此外,图4是表示根据本实施形式的平面线圈中的芯体的平面图,图5是表示该芯体的侧视图。
根据本发明的平面线圈,具有分别由含有箔状的平板状导体形成的、起着规定功能用的主线圈及用作其它功能的辅助线圈。主线圈,例如起称之为平滑作用的线圈的主要功能。辅助线圈,例如具有向开关电源的控制回路供应电力的功能。本实施形态中,主线圈为2匝,辅助线圈为6匝。根据本实施形式的平面线圈,例如,作为扼流圈使用。此外,根据本实施形式的主线圈,对应于本发明中的第一线圈,辅助线圈对应于本发明中的第二线圈。
如图1至图3所示,根据本实施形式的平面线圈,配备有后面所述的由4层导体层和3层绝缘层交替地叠层构成的叠层体20,以及安装在该叠层体20上的E型芯体41A、41B。
如图1及图2所示,叠层体20具有端子区域21、22。端子区域21、22,相互配置在相反侧的位置上,且配置在芯体41A、41B的外侧。在端子区域21上,设置贯通孔23、24,在端子区域22上,设置贯通孔25、26。如图所示,例如,在贯通孔23、24内***端子31,在贯通孔25、26内***端子32。
此外,如图3所示,E型芯体41A、41B,其中央的凸出部通过后面描述的绝缘层10的孔10a彼此对接地配置。
其次,参照图6至图10,说明构成叠层体20的导体层及绝缘层。图6是表示最上层的导体层11及其下面的绝缘层10的平面图,图7是表示从上面起第二个导体层12及其下面的绝缘层10的平面图,图8是表示从上面起第三个导体层13及其下面的绝缘层10的平面图,图9是表示最下层的导体层14的平面图,图10是表示绝缘层10的平面图。
如图10所示,绝缘层10呈矩形板状。在绝缘层10中除去端子区域21、22的部分的中心部分上,形成圆形孔10a。各导体层11~14中的图样化导体,配置在孔10a的外周部与绝缘层10的外周部之间的区域上。
如图6至9所示,导体层11~14,分别具有有箔状的平板状导体配置成涡旋状形成的1匝主线圈用图样化导体11a~14a。作为导体,例如采用铜。
在图样化导体11a和图样化导体13a中,导体从外侧向内侧按逆时针方向卷绕。另一方面,在图样化导体12a及图样化导体14a中,导体从外侧向内侧沿顺时针方向卷绕。这样,在图样化导体11a、13a与图样化导体12a、14a中,导体的卷绕方向相反。
图样化导体11a~14a,中间经由绝缘层10相互重叠。此外,图样化导体11a~14a的内侧的端部彼此之间,中间经由沿厚度方向贯穿叠层体20的贯通孔29进行电连接。借此,由图样化导体11a~14a构成2匝主线圈。图样化导体11a对应于本发明的第一图样化导体,图样化导体12a对应于本发明的第二图样化导体。此外,贯通孔29对应于本发明中的连接部。
如图6所示,图样化导体11a的外侧的端部,连接到贯通孔26上。导体层11进一步具有含箔状的平板状的导体配置成涡旋状形成的3匝辅助线圈用图样化导体11b。在该图样化导体11b中,导体从外侧向内侧逆时针方向卷绕。图样化导体11b的外侧端部,连接到贯通孔27上。图样化导体11b,在从外侧端部向内侧端部追踪观察时,最开始的0.5匝的部分,通过图样化导体11a的外侧,然后,通过图样化导体11a的外侧的部与内侧的端部之间,进入比贯通孔29的位置更靠近内侧的处,在图样化导体11a的内周部与孔10a的外周部之间,卷绕2.5匝。此外,导体层11进一步具有连接到贯通孔25、28上的端子层15、18。
如图7所示,图样化导体12a的外侧端部连接到贯通孔25上。导体层12进一步具包括箔状的平板状的导体配置涡旋状形成的3匝辅助线圈用图样化导体12b。在该图样化导体12b中,导体从外侧向内侧顺时针卷绕。图样化导体12b的外侧端部连接到贯通孔28上。图样化导体12b,在从外侧端部向内侧端部追踪观察时,最开始的0.5匝的部分通过图样化导体12a的外侧,然后,通过图样化导体12a的外侧端部与内侧端部之间,进入比贯通孔29更靠近内侧的位置处,在图样化导体12a的内周部与孔10a的外周部之间,卷绕2.5匝。此外,导体层12进一步具有分别连接到贯通孔26、27上的端子层16、17。
图样化导体11b、12b的内侧端部彼此之间经由沿厚度方向贯穿叠层体20的贯通孔30进行电连接。借此,利用图样化导体11b、12b构成6匝辅助线圈。
如图8所示,图样化导体13a的外侧的端部连接到贯通孔26上。图样化导体13a避开贯通孔30配置。此外,导体层13进一步具有分别连接到贯通孔25、27、28上的端子层15、17、18。
如图9所示,图样化导体14a的外侧的端部,连接到贯通孔25上。图样化导体14a避开贯通孔30配置。此外,导体层14进一步具有分别连接到贯通孔26、27、28上的端子层16、17、18。
导体层11及导体层12,可以通过刻蚀在绝缘基板的两面上形成导体层的双面印刷线路基板上的各导体层形成。此外,导体层13及导体层14也可以用同样的方法形成。在这种情况下,可以经由绝缘层10将两个双面印刷线路基板叠层形成叠层体20。或者,通过刻蚀双面印刷线路基板的各导体层形成导体层12及导体层13,在经由绝缘层在该双面印刷线路基板的上下将单面印刷线路基板叠层之后,通过刻蚀从表面突出的两个单面印刷线路基板的各导体层形成导体层11及导体层14,形成绝缘层10的叠层体。或者,也可以利用溅射法等薄膜形成技术形成叠层体20。
这里,为了与根据本实施形式的平面线圈进行比较,列举将构成主线圈的导体层与构成辅助线圈的导体层分开构成的比较例。在该比较例中,与本实施形式一样,将导体层制成4层,绝缘层制成3层,主线圈为2匝,辅助线圈为6匝。
图11是表示比较例中最上层的导体层111与其下面的绝缘层110的平面图,图12是表示在比较例中,从上面起第二个导体层112及其下面的绝缘层110的平面图,图13是表示在比较例中,从上面起第二三个导体层113及其下面的导体层110的平面图,图14是表示在比较例中,最下层的导体层114的平面图。
绝缘层110的形状,与构件本实施形式的绝缘层10的形状相同,在由导体层111~114与绝缘层110构成的叠层体上,在对应于本实施形式的贯通孔25~28的位置上设置贯通孔125~128。
导体层111、112,分别具有3匝辅助线圈用的图样化导体111a、112a。在图样化导体111a与图样化导体112a中,导体的卷绕方向相反。图样化导体111a的外侧的端部连接到贯通孔127上。图样化导体112a的外侧的端部连接到贯通孔128上。图样化导体111a、112a的内侧的端部彼此之间,经由沿厚度方向贯穿叠层体的贯通孔130进行电连接。因此,通过图样化导体111a、112a构成6匝的辅助线圈。导体层111进一步具有分别连接到贯通孔125、126、128上的端子层115、116、118。导体层112进一步具有分别连接到贯通孔125、126、127上的端子层115、116、117。
导体层113、114,分别具有1匝主线圈用图样化导体113a、114。在图样化导体113a与图样化导体114a中,导体的卷绕方向相反。图样化导体113a的外侧端部连接贯通孔126上。图样化导体114a的外侧端部连接到贯通孔125上。图样化导体113a、114a的内侧端部彼此之间,经由沿厚度方向贯穿叠层体的贯通孔129进行电连接。借此,利用图样化导体113a、114a构成2匝主线圈。导体层113进一步具有分别连接到贯通孔125、127、128上的端子层115、117、118。导体层114进一步具有分别连接到贯通孔126、127、128上的端子层116、117、118。
在比较例的平面线圈中,辅助线圈用图样化导体111a、112a,与主线圈用图样化导体113a、114a分开设置在另外的层上,主线圈用2层导体层113、114构成。
与此相对,在根据本实施形式的平面线圈中,辅助线圈用图样化导体11b、12b与主线圈用导体层11a、12a配置在同一个平面上,主线圈由4层导体层11~14构成。从而,根据本实施形式,与比较例相比,可以极大地增大主线圈导体相对于导体的整个配置区域的占有率。因此,根据本实施形式,可以大幅度缩小主线圈的导体的电阻,可大幅度缩小在主线圈中的耗损。
此外,根据本实施形式,由于辅助线圈用图样化导体11b、12b包括在比主线圈用图样化导体11a~14a的内侧端部彼此的连接部(贯通孔29)更靠近内侧的位置处的1匝以上的卷绕部分,所以,增大辅助线圈用图样化导体的匝数的自由度。例如,在本实施形式中,在辅助线圈用图样化导体11b、12b上,将比连接部(贯通孔29)更靠近内侧的部分制成各2.5匝,但,这部分的匝数可以很容易地变更,借此,可以很容易的变更辅助线圈的匝数。
[第二种实施形式]
其次,对根据本发明的第二种实施形式的平面变压器进行说明。首先,参照图15至图17说明根据本实施形式的平面变压器的总体结构。图15是根据本实施形式的平面变压器的平面图,图16是图1所示的平面变压器的右侧视图,图17放大地表示是图15中的17-17线所示的剖面的剖面图。
根据本实施形式的平面变压器,具有由分别配置在平面上的导体形成的初级(原)线圈及次级(副)线圈,以及与初级线圈及次级线圈分开设置的辅助线圈。初级线圈及次级线圈,起着主要用于输送电力的变压器的主功能。辅助线圈,例如具有向客户电源的控制回路供应电力等的功能。在本实施形式中,初级线圈为6匝,次级线圈为2匝,辅助线圈为5匝。
如图图15至图17所示,根据本实施形式的平面变压器,配备有将后面所述的4层导体层及3层绝缘层交替地叠层构成的叠层体70,以及安装到该叠层体70上的E型芯体41A、41B。
如图15及图16所示,叠层体70具有端子区域71、72。端子区域71、72,相互配置在相反侧的位置上,并且配置在芯体41A、41B的外侧。在端子区域71上设置贯通孔75、76,在端子区域72上设置贯通孔77~80。如图16所示,例如,端子85***到贯通孔75、76内,端子86***到贯通孔77~80内。
此外,如图17所示,E型芯体41A、41B,以中央的凸出部彼此通过后面所述的绝缘层50的孔50a对接的方式配置。
下面参照图18至图22,对构成叠层体70的导体层及绝缘层进行说明。图18是表示最上层的导体层51及其下面的绝缘层50的平面图,图19是表示从上面起的第二个导体层52与其下面的绝缘层50的平面图,图20是表示从上面起的第三个导体层53与其下面的绝缘层50的平面图,图21是表示最下层的导体层54的平面图,图22是表示绝缘层50的平面图。
如图22所示,绝缘层50呈矩形的板状。在除掉绝缘层50中的端子区域71、72的部分的中心部分上,形成圆形孔50a。各导体层51~54中的图样化导体,配置在孔50a的外周部与绝缘层50的外周部之间的区域内。
如图18及图20所示,导体层51、53分别具有包括箔状在内的平板状的导体配置成涡旋状形成的3匝的初级线圈用图样化导体51a、53a。作为导体,例如,采用铜。
在图样化导体51a中,导体从外侧向内侧逆时针方向卷绕。另一方面,在图样化导体53a中,导体从外侧向内侧顺时针方向卷绕。这样,在图样化导体51a与图样化导体53a中,导体的卷绕方向相反。
图样化导体51a与图样化导体53a中间经由两层绝缘层50及其间的导体层52重叠。此外,图样化导体51a、53a的内侧端部彼此经由沿厚度方向将叠层体70、即除芯体41A、41B的平面变压器的总体贯穿形成的贯通孔82进行电连接。借此,利用图样化导体51a、53a构成6匝的初级线圈。
如图18所示,图样化导体51a的外侧的端部,连接到贯通孔77上。此外,导体层51进一步具有分别连接到贯通孔75、76、78、79、80上的端子层55、56、58、59、60。
如图20所示,图样化导体53a的外侧端部,连接到贯通孔80上。此外,导体层53进一步具有分别连接到贯通孔75、76、77、78、79上的端子层55、56、57、58、59。
如图19及图21所示,导体层52、54分别具有包括箔状在内的平板状导体配置成涡旋状形成的1匝的次级线圈用图样化导体52a、54a。
在图样化导体52a中,导体从外侧向内侧沿逆时针方向卷绕。另一方面,在图样化导体54a中,导体从外侧向内侧沿顺时针方向卷绕。这样,在图样化导体52a与图样化导体54a中,导体的卷绕方向相反。
图样化导体52a及图样化导体54a中间经由两层绝缘层50及其中间的导体层53相互重叠。此外,图样化导体52a、54a的内侧端部彼此经由贯穿叠层体70、即贯穿沿厚度方向除去芯体41A、41B的平面变压器的总体的贯通孔81进行电连接。借此,由图样化导体52a、54a构成2匝的次级线圈。贯通孔81对应于本发明中的连接部及连接用孔。
如图19所示,图样化导体52a的外侧端部连接到贯通孔76上。导体层52进一步具有包括箔状在内的平板状的导体配置成涡旋状形成的3匝辅助线圈用图样化导体52b。在该图样化导体52b中,导体从外侧向内侧逆时针方向卷绕。图样化导体52b的外侧的端部连接到贯通孔78上。图样化导体52b,在从外侧端部向内侧端部追踪观察时,最开始的0.5匝的部分通过图样化导体52a的外侧,然后,通过图样化导体52a的外侧端部与内侧端部之间,进入比贯通孔81的位置更靠近内侧的位置处,在图样化导体52a的内周部与孔50a的外周部之间卷绕2.5匝。此外,导体层52进一步具有分别连接到贯通孔75、77、79、80上的端子层55、57、59、60。
如图21所示,图样化导体54a的外侧端部连接到贯通孔75上。导体层54进一步具有包括箔状在内的平板状导体配置成涡旋状形成的3匝辅助线圈用图样化导体54b。在该图样化导体54b中,导体从外侧向内侧顺时针方向卷绕。图样化导体54b的外侧端部连接到贯通孔79上。图样化导体54b从外侧的端部向内侧的端部追踪观察时,最开始的0.5匝部分通过图样化导体54a的外侧,然后,通过图样化导体54a的外侧的端部与内侧的端部之间,进入比贯通孔81的位置更靠近内侧的位置处,在图样化导体54a的外周部与孔50a的外周部之间卷绕2.5匝。此外,导体层54进一步具有分别连接到贯通孔76、77、78、80上的端子层56、57、58、60。
图样化导体52b、54b的内侧的端部彼此之间,经由沿厚度方向贯穿叠层体70,即,贯穿除芯体41A、41B之外的平面变压器总体的贯通孔83进行电连接。借此,利用图样化导体52b、54b构成5匝辅助线圈。
如图18及图20所示,初级线圈用图样化导体51a、53a,避开贯通孔81、83配置。此外,初级线圈用图样化导体51a、53a,分别在比贯通孔81更靠近内侧处包含有1匝卷绕的部分。
导体层51及导体层52,可以通过刻蚀在绝缘基板的两面上形成导体层的双面印刷线路基板上的各导体层形成。此外,导体层53与导体层54也可以用同样的方法形成。在这种情况下,可以通过经由绝缘层50将两个双面印刷线路基板叠层形成叠层体70。或者,通过刻蚀在双面印刷线路基板上的各导体层形成导体层52及53,中间经由绝缘层在该双面印刷线路基板的上下叠层单面印刷线路基板之后,通过刻蚀露出表面的两个单面印刷线路基板的各导体层形成导体层51及导体层54,形成绝缘层70的叠层体。或者,利用溅射法等薄膜形成技术形成叠层体70。
如上面所说明的,在根据本实施形式的平面变压器中,辅助线圈用图样化导体52b、54b与次级线圈用图样化导体52a、54a配置在同与平面内,不设置辅助线圈专用的导体层。从而,根据本实施形式,可以增大初级线圈及次级线圈的导体相对于导体的整个配置区域的占有率。因此,根据本实施形式,可以缩小初级线圈及次级线圈的导体的电阻值,缩小初级线圈及次级线圈的耗损。
此外,根据本实施形式,由于辅助线圈用图样化导体52b、54b,在比次级线圈图样化导体52a、54a的内侧的端部彼此的连接部(贯通孔81)更靠近内侧的部位处包含1匝以上的卷绕部分,所以增大辅助线圈的匝数自由度。例如,在本实施形式中,在辅助线圈用图样化导体52b、54b中,将比连接部(通孔81)靠近内侧的部分分别卷绕2.5匝及1.5匝,但是,可以很容易地改变该部分的匝数,借此可以很容易地改变辅助线圈的匝数。
此外,根据本实施形式,初级线圈用图样化导体51a、53a,在比连接次级线圈用图样化导体52a、54a的贯通孔81更靠近内侧的处包含卷绕1匝的部分。在导体层52、54中,在比贯通孔81更靠近内侧的部分上配置辅助线圈用图样化导体52b、54b的一部分。由于在导体层51、53中不存在辅助线圈用图样化导体,所以通过在比贯通孔81更靠近内侧的部分上配置初级线圈用图样化导体51a、53a的一部分,可以有效地利用导体的整个配置区域,可以实现铜损更小的平面变压器。此外,也可以在比贯通孔81更靠近内侧的部分上,配置比初级线圈用图样化导体51a、53a的1匝更多的匝数部分。
此外,在本实施形式中,由于中间经由绝缘层50将包括构成初级线圈用图样化导体51a、53a的导体层51、53,以及包含构成次级线圈用的图样化导体52a、54a的导体层交替地叠层,所以在可以降低平面变压器的高频阻抗的同时,可以增大初级线圈与次级线圈的耦合系数。此外,平面变压器的高频阻抗,由于高频电流本身产生的磁场的影响,即,由于趋肤效应,大于直流电阻。但是,如本实施形式所述,当交替地将初级线圈用导体层51、53与次级线圈用导体层52、54叠层时,例如,由图样化导体51a的初级线圈电流产生的磁场被图样化导体52a中次级线圈电流产生的磁场抵消,难以对图样化导体53a产生影响,从而缩小高频阻抗。
特别是,在印刷线圈(プリントコイル)的制造过程中,可以采用以下方法,即,将两面形成铜箔的双面印刷线路基板开孔之后,进行镀敷处理,在形成将两面的铜箔导通的贯通孔之后,在各个面上刻蚀铜箔,形成涡旋形图样,中间经由绝缘层将多个这种双面印刷线路基板叠层。在采用这种方法的情况下,在一个双面印刷线路基板上的贯通孔,不通到另一个双面印刷线路基板上的导体层。从而,利用这种方法制造平面变压器时,例如,连接次级线圈用的导体层的贯通孔,对形成在另外一个导体层上的初级线圈用图样化导体,没有任何影响。但是,在采用这种方法时,有必要对叠层前的各双面印刷线路基板全部进行开孔处理及镀敷处理,存在着增加工序,提高成本的问题。进而,在采用这种方法的情况下,不能将初级线圈用导体层51、53与次级线圈用导体层52、54交替地进行叠层,增大平面变压器的高频阻抗,增加耗损。
与此相对,在本实施形式中,将图样化导体彼此连接的贯通孔81、82、83全部沿厚度方向贯穿除芯体41A、41B的整个平面变压器。从而,根据本实施形式,由于贯通孔81、82、83的形成,即,开孔及镀敷处理,可以在全部导体层51~54及绝缘层50叠层之后,与端子用贯通孔75~80的形成同时进行,所以简化制造工序,可降低成本。
本实施形式中的其它结构,作用及效果,和第一种实施形式一样。
此外,本发明并不局限于上述各实施形式,可进行各种变更。例如,线圈及图样化导体的匝数,导体层的数目,并不局限于实施形式所述的情况,可以任意设定。
此外,本发明,初级线圈及次级线圈之一,除平板状之外的导体,例如也适用于利用圆形导线构成的平面变压器。
根据如上所述的本发明的第一种平面线圈,由于第二线圈的第三个图样化导体,与第一线圈的第一个图样化导体及第二个图样化导体的至少其中之一配置在同一个平面上,所以,可以增大第一线圈的导体相对于导体的整个配置区域的占有率,借此可以缩小第一线圈中的耗损。此外,根据本发明,由于第三个图样化导体,在比第一图样化导体与第二图样化导体的内侧的端部彼此之间的连接部更靠近内侧的部位处含有1匝以上的卷绕部分,所以,可以增大第二线圈的匝数的自由度。
此外,根据本发明的第二种平面线圈,由于辅助线圈用图样化导体,与第一图样化导体及第二图样化导体至少其中之一配置在同一平面上,所以,可以增大主线圈相对于导体的整个配置区域的占有率,借此可以缩小主线圈中的耗损。此外,根据本发明,由于辅助用图样化导体在比第一图样化导体与第二图样化导体的内侧端部彼此连接部更靠近内侧的部位处包含1匝以上的卷绕部分,所以,增大辅助线圈的匝数自由度。
此外,根据本发明的平面变压器,由于辅助线圈用图样化导体与第一图样化导体及第二图样化导体至少其中之一配置在同一平面上,所以,可以加大初级线圈及次级线圈相对于导体的整个配置区域的占有率,借此,可以减少初级线圈及次级线圈的耗损。此外,根据本发明,由于辅助线圈用图样化导体在比第一图样化导体及第二图样化导体的连接部更靠近内侧的部位处包含1匝以上的卷绕部分,所以,加大辅助线圈的匝数自由度。
此外,在本发明的平面变压器中,也可以使初级线圈及次级线圈中之一具有第一图样化导体和第二图样化导体,初级线圈及次级线圈中的另一个在比第一图样化导体及第二图样化导体的内侧端部彼此的连接部更靠近内侧的部位处包含1匝以上的卷绕部分,并具有与第一图样化导体及第二图样化导体配置在不同表面上的图样化导体。在这种情况下,可以有效地利用导体的整个配置区域。
此外,在本发明的平面变压器中,也可以经由沿厚度方向贯穿整个平面变压器的连接用孔,将第一图样化导体及第二图样化导体的内侧的端部彼此之间连接起来。在这种情况下,可以简化平面变压器的制造工序。
此外,在本发明的平面变压器中,也可以将包括构成初级线圈用的图样化导体的导体层与包含构成次级线圈用导体的导体层经由绝缘层交替地叠层。在这种情况下,在可以缩小平面变压器的高频阻抗的同时,还可以增大初级线圈与次级线圈的耦合系数。
基于上述说明,可以看出可以实施本发明的各种形式及变形例。从而,在下面所述的权利要求的范围等价的范围内,也可以用上述最佳实施形式以外的形式,实施本发明。
Claims (6)
1、一种平面线圈,是具有分别由导体形成的第一线圈及第二线圈的平面线圈,
前述第一线圈具有分别将导体配置成涡旋状形成的、经由绝缘层重叠、内侧的端部彼此之间连接的第一及第二图样化导体
前述第二线圈具有在比前述第一图样化导体与第二图样化导体的内侧的端部彼此的连接部更靠近内侧的部位处包含1匝以上的卷绕部分、与前述第一图样化导体与第二图样化导体的至少其中之一配置在同一平面上的第三图样化导体。
2、一种平面线圈,是具有分别由导体形成的、用于规定的主线圈以及用作其它功能的辅助线圈的平面线圈,
前述主线圈具有分别将导体配置形成涡旋状,经由绝缘层重叠,内侧端部彼此之间连接的第一及第二图样化导体,
前述辅助线圈具有包含比第一图样化导体与第二图样化导体的内侧端部彼此的连接部更靠内侧的1匝以上的卷绕部分、与第一图样化导体及第二图样化导体的至少其中之一配置在同一平面上的辅助线圈用图样化导体。
3、一种平面变压器,是具有分别利用配置在平面上的导体形成的初级线圈及次级线圈,以及,与初级线圈及次级线圈另外设置的辅助线圈的平面变压器,
前述初级线圈与次级线圈的至少其中之一具有分别将导体配置成涡旋状形成的、经由绝缘层重叠、内侧的端部彼此连接的第一和第二图样化导体,
前述辅助线圈具有包含将导体配置形成涡旋状、比第一图样化导体与第二图样化导体的内侧端部彼此之间的连接部更靠内侧的1匝以上的卷绕部分、与第一图样化导体及第二图样化导体的至少其中之一配置在同一平面上的辅助线圈用图样化导体。
4、如权利要求3所述的平面变压器,其特征为,前述初级线圈与次级线圈中之一具有前述第一图样化导体及第二图样化导体,
前述初级线圈与次级线圈中的另一个具有在比前述第一图样化导体及第二图样化导体的内侧的端部彼此之间的连接部更靠近内侧的部位处包含1匝以上的卷绕部分、与前述第一图样化导体及第二图样化导体配置在不同的平面上的图样化导体。
5、如权利要求3所述的平面变压器,其特征为,前述第一图样化导体及第二图样化导体的内侧的端部彼此之间,经由沿厚度方向贯穿整个平面变压器的连接用孔进行连接。
6、如权利要求3所述的平面变压器,其特征为,包含构成前述初级线圈用的图样化导体的导体层,以及包含构成前述次级线圈用图样化导体的导体层,经由绝缘层交互地叠层。
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