JP2014160785A - Magnetic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁性体から成るコアと、コイルパターンが形成された基板とを備えた、チョークコイルやトランスなどの磁気デバイスに関する。 The present invention relates to a magnetic device such as a choke coil or a transformer, which includes a core made of a magnetic material and a substrate on which a coil pattern is formed.
たとえば、高電圧の直流をスイッチングして交流に変換した後、低電圧の直流に変換するスイッチング電源装置がある。このスイッチング電源装置には、チョークコイルやトランスなどの磁気デバイスが使用されている。 For example, there is a switching power supply device that converts a high-voltage direct current into a alternating current after switching to a low-voltage direct current. The switching power supply device uses a magnetic device such as a choke coil or a transformer.
たとえば、特許文献１〜６には、コイルの巻線が基板に形成されたコイルパターンから成る、磁気デバイスが開示されている。
For example,
特許文献１〜５では、磁性体から成るコアに３つの凸部が設けられている。各凸部は、左右一列に配置され、並列に接続されている。そのうち、少なくとも中央の凸部は、基板に設けられた貫通孔に挿入されている。基板は、絶縁体から成り、複数の層を有している。各層には、中央の凸部の周囲に巻回されるように、コイルパターンが形成されている。異なる層のコイルパターン同士は、スルーホールや端子ピンなどの層間接続手段により接続されている。コイルパターンや層間接続手段は、銅やはんだなどの導体から成る。 In patent documents 1-5, the three convex part is provided in the core which consists of magnetic bodies. Each convex part is arrange | positioned at right and left one line, and is connected in parallel. Among them, at least the central convex portion is inserted into a through hole provided in the substrate. The substrate is made of an insulator and has a plurality of layers. A coil pattern is formed on each layer so as to be wound around the central convex portion. The coil patterns of different layers are connected by an interlayer connection means such as a through hole or a terminal pin. The coil pattern and the interlayer connection means are made of a conductor such as copper or solder.
特許文献１、３、４、および５では、コイルパターンの幅が部分的に異なっている。また、特許文献５では、コイルパターンの巻き数や巻形状が基板の各層で異なっている。
In
特許文献６では、基板が、一対の絶縁層と、該絶縁層に挟持された磁性体層とから構成されている。磁性体層には、導体から成るコイルパターンが形成されている。コイルパターンは、基板の板面方向や厚み方向に広がるように、複数回巻回されている。
In
コイルパターンに電流が流れると、コイルパターンから発熱し、基板の温度が上昇する。基板の放熱対策として、特許文献１では、コイルパターンを基板の各層のほぼ全域に広げている。特許文献３では、基板の各層のコイルパターンの一部の幅を広げて、放熱パターン部を設けている。特許文献６では、コイルパターンの内側に、磁性体層と下方の絶縁層とを貫通する伝熱用貫通導体を設け、基板の下面に伝熱用貫通導体と接続された放熱用導体層を設けている。
When a current flows through the coil pattern, heat is generated from the coil pattern, and the temperature of the substrate rises. As a heat dissipation measure for the substrate, in
コイルの所定の性能を達成するため、基板の層数を増やして、各層にコイルパターンを形成すると、コイルの巻き数を増やすことができる。しかし、コストが上昇したり、サイズが大きくなったりするなどの弊害がある。 In order to achieve the predetermined performance of the coil, the number of turns of the coil can be increased by increasing the number of layers of the substrate and forming a coil pattern in each layer. However, there are adverse effects such as an increase in cost and an increase in size.
また、コイルパターンを細くすれば、１つの層におけるコイルパターンの占有面積を小さく抑えつつ、コイルパターンの巻き数を多くすることができる。しかし、コイルパターンの直流抵抗が高くなって、コイルパターンからの発熱量が多くなる。 Further, if the coil pattern is made thinner, the number of turns of the coil pattern can be increased while keeping the area occupied by the coil pattern in one layer small. However, the direct current resistance of the coil pattern increases, and the amount of heat generated from the coil pattern increases.
特に、大電流が流れるＤＣ−ＤＣコンバータで使用される磁気デバイスでは、コイルパターンに大電流が流れるので、コイルパターンが細いと、発熱量が増大して、基板の温度が高くなる。その結果、磁気デバイスの特性の変動や性能の劣化、さらには基板の損傷を生じるおそれがある。また、同一基板上に他のＩＣチップなどの電子部品が実装されている場合には、電子部品の誤動作や破壊を生じるおそれがある。 In particular, in a magnetic device used in a DC-DC converter in which a large current flows, a large current flows in the coil pattern. Therefore, if the coil pattern is thin, the amount of heat generation increases and the temperature of the substrate increases. As a result, the characteristics of the magnetic device may vary, the performance may deteriorate, and the substrate may be damaged. In addition, when electronic components such as other IC chips are mounted on the same substrate, there is a risk of malfunction or destruction of the electronic components.
本発明の課題は、コイルパターンの幅を大きくして発熱を抑制しつつ、少ない層数の基板でコイルパターンの巻き数を多くすることができる磁気デバイスを提供することである。 An object of the present invention is to provide a magnetic device that can increase the number of turns of a coil pattern with a substrate having a small number of layers while suppressing heat generation by increasing the width of the coil pattern.
本発明による磁気デバイスは、磁性体から成るコアと、絶縁体から成り、複数の層を有する基板と、基板の所定の層に形成された導体から成るコイルパターンと、異なる層にあるコイルパターン同士を接続する導体から成る層間接続手段とを備えている。コアは、中央に設けられた第１凸部と、第１凸部の左側に設けられた第２凸部と、第１凸部の右側に設けられた第３凸部とを有するＥ字形のコアから成る。基板は、少なくとも第１層と第２層を有するとともに、各凸部がそれぞれ挿入される複数の貫通孔を有している。コイルパターンは、第１層において第２凸部の周囲に巻回された第１コイルパターンと、第１層において第３凸部の周囲に巻回された第２コイルパターンと、第２層において第２凸部の周囲から第１凸部の周囲を経由して第３凸部の周囲に巻回された第３コイルパターンとを含む。層間接続手段は、第１コイルパターンの一端と第３コイルパターンの一端とを接続する第１層間接続手段と、第３コイルパターンの他端と第２コイルパターンの一端とを接続する第２層間接続手段とを含む。 A magnetic device according to the present invention includes a core made of a magnetic material, a substrate made of an insulator and having a plurality of layers, a coil pattern made of a conductor formed on a predetermined layer of the substrate, and coil patterns in different layers. And interlayer connection means made of a conductor for connecting the two. The core has an E-shape having a first convex portion provided in the center, a second convex portion provided on the left side of the first convex portion, and a third convex portion provided on the right side of the first convex portion. Consists of a core. The substrate has at least a first layer and a second layer, and has a plurality of through holes into which the convex portions are respectively inserted. The coil pattern includes a first coil pattern wound around the second convex portion in the first layer, a second coil pattern wound around the third convex portion in the first layer, and a second layer A third coil pattern wound around the third convex portion from the periphery of the second convex portion via the periphery of the first convex portion. The interlayer connection means includes a first interlayer connection means for connecting one end of the first coil pattern and one end of the third coil pattern, and a second interlayer for connecting the other end of the third coil pattern and one end of the second coil pattern. Connecting means.
このようにすると、基板の２つの層で、コアの３つの凸部の周囲にコイルパターンが巻回されて、異なる層のコイルパターン同士が層間接続手段により接続される。このため、コイルパターンの幅を所定の大きさに維持しつつ、少なくとも２層基板で４巻のコイルパターンを実現することができる。よって、コイルパターンの幅を大きくして発熱量を抑制しながら、コイルパターンの表面から放熱させることができる。また、少ない層数の基板でコイルパターンの巻き数を多くすることが可能となる。 If it does in this way, a coil pattern will be wound around the 3 convex part of a core with two layers of a board | substrate, and the coil patterns of a different layer will be connected by an interlayer connection means. For this reason, it is possible to realize a four-turn coil pattern with at least a two-layer substrate while maintaining the width of the coil pattern at a predetermined size. Therefore, it is possible to dissipate heat from the surface of the coil pattern while suppressing the amount of heat generated by increasing the width of the coil pattern. In addition, the number of turns of the coil pattern can be increased with a small number of substrates.
本発明では、基板の第１層と第２層との間に、中間層として第３層を設けてもよい。この場合、コイルパターンは、第１層において第２凸部の周囲に巻回された第１コイルパターンと、第１層において第３凸部の周囲に巻回された第２コイルパターンと、第２層において第２凸部の周囲から第１凸部の周囲を経由して第３凸部の周囲に巻回された第３コイルパターンと、第３層において第２凸部の周囲に巻回された第４コイルパターンと、第３層において第３凸部の周囲に巻回された第５コイルパターンとを含む。また、層間接続手段は、第１コイルパターンの一端と第４コイルパターンの一端とを接続する第１層間接続手段と、第３コイルパターンの他端と第５コイルパターンの一端とを接続する第２層間接続手段と、第４コイルパターンの他端と第３コイルパターンの一端とを接続する第３層間接続手段と、第５コイルパターンの他端と第２コイルパターンの一端とを接続する第４層間接続手段とを含む。 In the present invention, a third layer may be provided as an intermediate layer between the first layer and the second layer of the substrate. In this case, the coil pattern includes a first coil pattern wound around the second convex portion in the first layer, a second coil pattern wound around the third convex portion in the first layer, A third coil pattern wound around the third convex portion from the periphery of the second convex portion in the two layers via the periphery of the first convex portion, and wound around the second convex portion in the third layer And a fifth coil pattern wound around the third convex portion in the third layer. The interlayer connecting means connects the first interlayer connecting means for connecting one end of the first coil pattern and one end of the fourth coil pattern, and the first connecting means for connecting the other end of the third coil pattern and one end of the fifth coil pattern. A second interlayer connecting means, a third interlayer connecting means for connecting the other end of the fourth coil pattern and one end of the third coil pattern, and a second one for connecting the other end of the fifth coil pattern and one end of the second coil pattern. 4 interlayer connection means.
また、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、第１コイルパターンの他端と第２コイルパターンの他端に、入出力用の端子部を設けてもよい。 In the present invention, in the magnetic device, input / output terminal portions may be provided on the other end of the first coil pattern and the other end of the second coil pattern.
また、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、基板と平行な各凸部の断面は矩形状であり、各コイルパターンは、各凸部の周囲の少なくとも３方向に巻回されていてもよい。 In the present invention, in the above magnetic device, the cross section of each convex portion parallel to the substrate is rectangular, and each coil pattern may be wound in at least three directions around each convex portion.
さらに、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、第２凸部と第３凸部の少なくとも一方の周囲に、コイルパターンの少なくとも１つを複数回巻回してもよい。 Furthermore, in the present invention, in the magnetic device, at least one of the coil patterns may be wound a plurality of times around at least one of the second convex portion and the third convex portion.
本発明の磁気デバイスによれば、コイルパターンの幅を大きくして発熱を抑制しつつ、少ない層数の基板でコイルパターンの巻き数を多くすることができる。 According to the magnetic device of the present invention, it is possible to increase the number of turns of the coil pattern with a small number of layers while suppressing the heat generation by increasing the width of the coil pattern.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図１は、スイッチング電源装置１００の構成図である。スイッチング電源装置１００は、電気自動車（またはハイブリッドカー）用のＤＣ−ＤＣコンバータであり、高電圧の直流をスイッチングして交流に変換した後、低電圧の直流に変換する。以下で詳述する。
FIG. 1 is a configuration diagram of the switching
スイッチング電源装置１００の入力端子Ｔ１、Ｔ２には、高電圧バッテリ５０が接続されている。高電圧バッテリ５０の電圧は、たとえばＤＣ２２０Ｖ〜ＤＣ４００Ｖである。入力端子Ｔ１、Ｔ２へ入力される高電圧バッテリ５０の直流電圧Ｖｉは、フィルタ回路５１でノイズが除去された後、スイッチング回路５２へ与えられる。
A
スイッチング回路５２は、たとえばＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）を有する公知の回路からなる。スイッチング回路５２では、ＰＷＭ駆動部５８からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号に基づいて、ＦＥＴをオンオフさせて、直流電圧に対してスイッチング動作を行う。これにより、直流電圧が高周波のパルス電圧に変換される。
The switching
そのパルス電圧は、トランス５３を介して、整流回路５４へ与えられる。整流回路５４は、一対のダイオードＤ１、Ｄ２によりパルス電圧を整流する。整流回路５４で整流された電圧は、平滑回路５５へ入力される。平滑回路５５は、チョークコイルＬおよびコンデンサＣのフィルタ作用により整流電圧を平滑し、低電圧の直流電圧として出力端子Ｔ３、Ｔ４へ出力する。この直流電圧により、出力端子Ｔ３、Ｔ４に接続された低圧バッテリ６０が、たとえばＤＣ１２Ｖに充電される。低圧バッテリ６０の直流電圧は、図示しない各種の車載電装品へ供給される。
The pulse voltage is given to the
また、平滑回路５５の出力電圧Ｖｏは、出力電圧検出回路５９により検出された後、ＰＷＭ駆動部５８へ出力される。ＰＷＭ駆動部５８は、出力電圧Ｖｏに基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を演算し、該デューティ比に応じたＰＷＭ信号を生成して、スイッチング回路５２のＦＥＴのゲートへ出力する。これにより、出力電圧を一定に保つためのフィードバック制御が行なわれる。
The output voltage Vo of the smoothing
制御部５７は、ＰＷＭ駆動部５８の動作を制御する。フィルタ回路５１の出力側には、電源５６が接続されている。電源５６は、高電圧バッテリ５０の電圧を降圧し、制御部５７に電源電圧（たとえばＤＣ１２Ｖ）を供給する。
The
上記のスイッチング電源装置１００において、平滑回路５５のチョークコイルＬとして、後述する磁気デバイス１Ａ、１Ｂ、１Ｃが用いられる。チョークコイルＬには、たとえばＤＣ１５０Ａの大電流が流れる。チョークコイルＬの両端には、電力入出力用のリード端子６ｉ、６ｏが設けられている。リード端子６ｉ、６ｏは、本発明の「端子部」の一例である。
In the switching
次に、第１実施形態による磁気デバイス１Ａの構造を、図２〜図５を参照しながら説明する。
Next, the structure of the
図２は、磁気デバイス１Ａの分解斜視図である（後述する磁気デバイス１Ｂ、１Ｃも同様）。図３は、磁気デバイス１Ａの基板３の各層の平面図である。図４は、基板３の各層のコイルパターンを示した図である。図５は、図３の磁気デバイス１ＡのＸ−Ｘ断面図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
図２に示すように、コア２ａ、２ｂは、Ｅ字形の上コア２ａとＩ字形の下コア２ｂの、２個１対で構成されている。コア２ａ、２ｂは、フェライトまたはアモルファス金属などの磁性体から成る。
As shown in FIG. 2, the
上コア２ａは、下方へ突出するように、３つの凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒを有している。中央の第１凸部２ｍに対して、左側に第２凸部２Ｌが設けられ、右側に第３凸部２ｒが設けられている。第１凸部２ｍに対して、第２凸部２Ｌおよび第３凸部２ｒの方が、突出量が多くなっている。
The
図５に示すように、上コア２ａの左右の凸部２Ｌ、２ｒの下端を、下コア２ｂの上面に密着させて、該コア２ａ、２ｂは組み合わされる。この状態では、直流重畳特性を高めるため、上コア２ａの凸部２ｍと下コア２ｂの上面には所定の大きさの隙間が設けられている。これにより、磁気デバイス１Ａ（チョークコイルＬ）に大電流を流したときでも、所定のインダクタンスを実現することができる（後述の磁気デバイス１Ｂ、１Ｃも同様）。コア２ａ、２ｂ同士は、図示しないねじや金具などの固定手段により固定される。
As shown in FIG. 5, the lower ends of the left and
下コア２ｂは、ヒートシンク１０の上側に設けられた凹部１０ｋ（図２）に嵌め込まれる。ヒートシンク１０の下側には、フィン１０ｆが設けられている。
The
基板３は、絶縁体から成る薄板状の基材の各層に、厚みの厚い銅箔（導体）でパターンが形成された厚銅箔基板から構成されている。本実施形態では、基板３に他の電子部品や回路が設けられていないが、実際に磁気デバイス１Ａを図１のスイッチング電源装置１００で使用する場合、同一基板上に磁気デバイス１Ａとスイッチング電源装置１００の他の電子部品や回路が設けられる（後述の磁気デバイス１Ｂ、１Ｃも同様）。
The board |
基板３の表面（図２および図５で上面）には、図３（ａ）に示すような上層Ｌ１が設けられている。基板３の裏面（図２および図５で下面）には、図３（ｂ）に示すような下層Ｌ２が設けられている。つまり、基板３は、回路を形成可能な上下２層Ｌ１、Ｌ２を有している。上層Ｌ１は、本発明の「第１層」の一例であり、下層Ｌ２は、本発明の「第２層」の一例である。
An upper layer L1 as shown in FIG. 3A is provided on the surface of the substrate 3 (the upper surface in FIGS. 2 and 5). A lower layer L2 as shown in FIG. 3B is provided on the back surface of the substrate 3 (the lower surface in FIGS. 2 and 5). That is, the
基板３には、複数の貫通孔３ｍ、３Ｌ、３ｒ、３ａが設けられている。そのうち、大径の貫通孔３ｍ、３Ｌ、３ｒには、図２〜図５に示すように、上コア２ａの各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒがそれぞれ挿入される。
The
図３および図４に示すように、各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒの基板３と平行な断面は矩形状になっている。これに合わせて、各貫通孔３ｍ、３Ｌ、３ｒも矩形状になっている。他の小径の貫通孔３ａは、円形状になっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cross section of each
複数の貫通孔３ａには、図２に示すように、各ねじ１１が挿入される。基板３の裏面（下層Ｌ２側）をヒートシンク１０の上面（フィン１０ｆと反対側）と対向させる。そして、各ねじ１１を各貫通孔３ａに貫通させて、ヒートシンク１０の各ねじ孔１０ａに螺合することで、基板３とヒートシンク１０とが固定される。基板３とヒートシンク１０の間には、伝熱性を有する絶縁シートが挟み込まれる（図示省略）。
As shown in FIG. 2, each
また、基板３には、複数のスルーホール８ａ、８ｄ、９ａ、９ｂが形成されている。これらのスルーホール８ａ、８ｄ、９ａ、９ｂは、異なる層Ｌ１、Ｌ２にあるパターン４ａ、４ｂ、４ｃ、５ａ５〜５ａ７、５ｂ５〜５ｂ７同士を接続する。詳しくは、スルーホール８ａは、上層Ｌ１のパターン４ａ、４ｂと下層Ｌ２を接続する。スルーホール８ｄは、上層Ｌ１と下層Ｌ２のパターン５ａ５、５ａ６、５ｂ５、５ｂ６を接続したり、上層Ｌ１のパターン４ａ、４ｂと下層Ｌ２のパターン５ａ７、５ｂ５〜５ｂ７を接続したりする。スルーホール９ａは、上層Ｌ１のパターン４ａと下層Ｌ２のパターン４ｃを接続する。スルーホール９ｂは、上層Ｌ１のパターン４ｂと下層Ｌ２のパターン４ｃを接続する。
A plurality of through
一対の大径のスルーホール８ａのうち、一方のスルーホール８ａには、電力入力用のリード端子６ｉが埋設されている。他方のスルーホール８ａには、電力出力用のリード端子６ｏが埋設されている。リード端子６ｉ、６ｏは、銅などの導体から成る。各層Ｌ１、Ｌ２のリード端子６ｉ、６ｏの周囲には、銅箔から成るパッド８ｂが設けられている。リード端子６ｉ、６ｏやパッド８ｂの表面には、銅めっきが施されている。
Among the pair of large-diameter through
複数の大径のスルーホール８ｄには、放熱ピン７ａ〜７ｆがそれぞれ埋め込まれている。放熱ピン７ａ〜７ｆは、銅などの導体から成る。各層Ｌ１、Ｌ２の放熱ピン７ａ〜７ｆの周囲には、銅箔から成るパッド８ｃが設けられている。放熱ピン７ａ〜７ｆやパッド８ｃの表面には、銅めっきが施されている。
Heat radiation pins 7a to 7f are embedded in the plurality of large-diameter through
図３および図４に示すように、基板３の各層Ｌ１、Ｌ２には、コイルパターン４ａ〜４ｃと放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７が形成されている。コイルパターン４ａ〜４ｃと放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７は、銅箔から成る。コイルパターン４ａ〜４ｃと放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７の表面には、絶縁加工が施されている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4,
コイルパターン４ａ〜４ｃの幅や、厚みや、断面積は、所定の大電流（たとえばＤＣ１５０Ａ）を流しても、コイルパターン４ａ〜４ｃからの発熱量をある程度に抑えて、しかもコイルパターン４ａ〜４ｃの表面から放熱できるように設定されている。
The width, thickness, and cross-sectional area of the
図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、第１コイルパターン４ａは、上層Ｌ１の第２凸部２Ｌの周囲に巻回されている。詳しくは、第１コイルパターン４ａは、第２凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されている。
As shown in FIGS. 3A and 4A, the
第２コイルパターン４ｂは、上層Ｌ１の第３凸部２ｒの周囲に巻回されている。詳しくは、第２コイルパターン４ｂは、第３凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。
The
図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、第３コイルパターン４ｃは、下層Ｌ２の第２凸部２Ｌの周囲から、第１凸部２ｍの周囲を経由して、第３凸部２ｒの周囲に巻回されている。詳しくは、第３コイルパターン４ｃは、第２凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回され、第１凸部２ｍの周囲３方向に１回巻回され、第３凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。
As shown in FIGS. 3B and 4B, the
図３および図４に示すように、第１コイルパターン４ａの一端と第３コイルパターン４ｃの一端とは、複数の小径の第１スルーホール９ａにより接続されている。第１スルーホール９ａは、本発明の「層間接続手段」および「第１層間接続手段」の一例である。
As shown in FIGS. 3 and 4, one end of the
第３コイルパターン４ｃの他端と第２コイルパターン４ｂの一端とは、複数の小径の第２スルーホール９ｂにより接続されている。第２スルーホール９ｂは、本発明の「層間接続手段」および「第２層間接続手段」の一例である。スルーホール９ａ、９ｂの内側は、銅などの導体で埋められている。
The other end of the
第１コイルパターン４ａの他端は、パッド８ｂを介して電力入力用のリード端子６ｉと接続されている。第２コイルパターン４ｂの他端は、パッド８ｂを介して電力出力用のリード端子６ｏと接続されている。
The other end of the
つまり、基板３のコイルパターン４ａ、４ｂ、４ｃは、上層Ｌ１で、起点であるリード端子６ｉから、第２凸部２Ｌの周囲に１回目が巻かれた後、第１スルーホール９ａを経由して、下層Ｌ２へ行く。
That is, the
次に、下層Ｌ２で、第２凸部２Ｌの周囲に２回目が巻かれ、第１凸部２ｍの周囲を経由して、第３凸部２ｒの周囲に３回目が巻かれた後、第２スルーホール９ｂを経由して、上層Ｌ１へ戻る。そして、上層Ｌ１で、第３凸部２ｒの周囲に４回目が巻かれた後、終点であるリード端子６ｏに向かう。
Next, in the lower layer L2, the second round is wound around the second
磁気デバイス１Ａに流れる電流も、上記のように、リード端子６ｉ、第１コイルパターン４ａ、第１スルーホール９ａ、第３コイルパターン４ｃ、第２スルーホール９ｂ、第２コイルパターン４ｂ、およびリード端子６ｏの順番で流れる。
As described above, the current flowing through the
図３に示すように、各層Ｌ１、Ｌ２のコイルパターン４ａ〜４ｃ以外の部分には、放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７が設けられている。放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７とコイルパターン４ａ〜４ｃとは絶縁されている。放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７に対して、ねじ１１、パッド８ｂ、およびリード端子６ｉ、６ｏは絶縁されている。
As shown in FIG. 3, heat radiation patterns 5a 1 to 5a 7 and 5b 1 to 5b 7 are provided in portions of the layers L1 and L2 other than the
図３（ａ）に示すように、上層Ｌ１では、コイルパターン４ａ、４ｂに、それぞれパッド８ｃを介して放熱ピン７ａ、７ｂが接続されている。また、上層Ｌ１の放熱パターン５ａ１〜５ａ４、５ｂ１〜５ｂ４に対して、パッド８ｃおよび放熱ピン７ａ〜７ｆが絶縁されている。図３（ｂ）に示すように、下層Ｌ２では、放熱パターン５ａ５〜５ａ７、５ｂ５〜５ｂ７に対して、パッド８ｃおよび放熱ピン７ａ〜７ｆは絶縁されず、接続されている。つまり、放熱ピン７ａ、７ｂにより、上層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂと、下層Ｌ２の放熱パターン５ａ７、５ｂ７がそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 3A, in the upper layer L1, the heat radiation pins 7a and 7b are connected to the
コイルパターン４ａ〜４ｃに電流を流したとき、コイルパターン４ａ〜４ｃから発熱する。上層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂの発熱は、たとえば、コイルパターン４ａ、４ｂの表面や放熱パターン５ａ１〜５ａ４、５ｂ１〜５ｂ４の表面で放熱されたり、放熱ピン７ａ、７ｂなどを伝ってヒートシンク１０で放熱されたりする。下層Ｌ２のコイルパターン４ｃの発熱は、直接ヒートシンク１０で放熱されたり、放熱パターン５ａ５〜５ａ７、５ｂ５〜５ｂ７や放熱ピン７ａ〜７ｆを伝ってヒートシンク１０で放熱されたりする。
When current is passed through the
上記第１実施形態の磁気デバイス１Ａによると、基板３の上下層Ｌ１、Ｌ２で、コア２ａ、２ｂの３つの凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒの周囲にコイルパターン４ａ、４ｂ、４ｃが巻回されている。また、異なる層Ｌ１、Ｌ２のコイルパターン４ａ、４ｂ、４ｃ同士がスルーホール９ａ、９ｂにより接続されている。このため、コイルパターン４ａ〜４ｃの幅を所定の大きさに維持しつつ、２層Ｌ１、Ｌ２で４巻のコイルパターン４ａ〜４ｃを実現することができる。
According to the
よって、コイルパターン４ａ〜４ｃの幅を大きくして発熱量を抑制しながら、コイルパターン４ａ〜４ｃの表面から放熱させることができる。また、少ない層数の基板３でコイルパターン４ａ〜４ｃの巻き数を多くすることが可能となる。
Therefore, it is possible to dissipate heat from the surfaces of the
また、第１コイルパターン４ａと第２コイルパターン４ｂに、入出力用のリード端子６ｉ、６ｏを接続しているので、スイッチング電源装置１００の平滑回路５５に磁気デバイス１Ａを組み込むことができる。
In addition, since the input /
さらに、各コイルパターン４ａ、４ｂ、４ｃを上コア２ａの各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒの周囲の少なくとも３方向に巻回しているので、各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒに磁束を生じさせることができる。また、基板３の各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒの周囲の面積を小さく抑えて、磁気デバイス１Ａの外形が大きくなるのを防止することができる。
Furthermore, since each
次に、第２実施形態による磁気デバイス１Ｂの構造を、図６〜図８を参照しながら説明する。
Next, the structure of the
図６は、磁気デバイス１Ｂの基板３’の各層の平面図である。図７は、基板３’の各層のコイルパターンを示した図である。図８は、図６の磁気デバイス１ＢのＺ−Ｚ断面図である。
FIG. 6 is a plan view of each layer of the
基板３’は、図８に示すように、上層Ｌ１’と下層Ｌ３の間に中間層Ｌ２’が設けられた、３層の厚銅箔基板から構成されている。上層Ｌ１’は、基板３’の表面（図８で上面）に設けられ、下層Ｌ３は、基板３’の裏面（図８で下面）に設けられている。基板３’の薄板状の基材は、絶縁体から成る。上層Ｌ１’は、本発明の「第１層」の一例であり、下層Ｌ３は、本発明の「第２層」の一例であり、中間層Ｌ２’は、本発明の「第３層」の一例である。
As shown in FIG. 8, the substrate 3 'is composed of a three-layer thick copper foil substrate in which an intermediate layer L2' is provided between the upper layer L1 'and the lower layer L3. The upper layer L1 'is provided on the front surface (upper surface in FIG. 8) of the substrate 3', and the lower layer L3 is provided on the rear surface (lower surface in FIG. 8) of the substrate 3 '. The thin plate-like base material of the
図６に示すように、基板３の上層Ｌ１’と下層Ｌ３のリード端子６ｉ、６ｏの周囲には、パッド８ｂが設けられているが、中間層Ｌ２’のリード端子６ｉ、６ｏの周囲には、パッド８ｂが設けられていない。
As shown in FIG. 6,
基板３’の各層Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３には、コイルパターン４ａ’、４ｂ’、４ｃ’、４ｄ、４ｅと放熱パターン５Ｌ１〜５Ｌ９、５ｒ１〜５ｒ９が形成されている。コイルパターン４ａ’〜４ｅと放熱パターン５Ｌ１〜５Ｌ９、５ｒ１〜５ｒ９は、銅箔から成る。コイルパターン４ａ’〜４ｅと放熱パターン５Ｌ１〜５Ｌ９、５ｒ１〜５ｒ９の表面には、絶縁加工が施されている。
コイルパターン４ａ’〜４ｅの幅や、厚みや、断面積は、所定の大電流（たとえばＤＣ１５０Ａ）を流しても、コイルパターン４ａ’〜４ｅからの発熱量をある程度に抑えて、しかもコイルパターン４ａ’〜４ｅの表面から放熱できるように設定されている。
The width, thickness, and cross-sectional area of the
また、基板３’には、複数の小径のスルーホール９ａ’、９ｂ’、９ｃ、９ｄが設けられている。各スルーホール９ａ’〜９ｄの内側は、銅などの導体で埋められている。
The substrate 3 'is provided with a plurality of small-diameter through
図６（ａ）および図７（ａ）に示すように、第１コイルパターン４ａ’は、上層Ｌ１’の第２凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されている。第２コイルパターン４ｂ’は、上層Ｌ１’の第３凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。
As shown in FIGS. 6A and 7A, the
図６（ｃ）および図７（ｃ）に示すように、第３コイルパターン４ｃ’は、下層Ｌ３の第２凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されてから、第１凸部２ｍの周囲３方向に１回巻回されて、さらに第３凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。
As shown in FIGS. 6C and 7C, the
図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、第４コイルパターン４ｄは、中間層Ｌ２’の第２凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されている。第５コイルパターン４ｅは、中間層Ｌ２’の第３凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。
As shown in FIGS. 6B and 7B, the
図６および図７に示すように、複数の第１スルーホール９ａ’により、第１コイルパターン４ａ’の一端と、第４コイルパターン４ｄの一端とが接続されている。第１スルーホール９ａ’
は、本発明の「層間接続手段」および「第１層間接続手段」の一例である。
As shown in FIGS. 6 and 7, one end of the
These are examples of the “interlayer connection means” and the “first interlayer connection means” of the present invention.
また、複数の第２スルーホール９ｂ’により、第３コイルパターン４ｃ’の他端と、第５コイルパターン４ｅの一端とが接続されている。第２スルーホール９ｂ’は、本発明の「層間接続手段」および「第２層間接続手段」の一例である。
Further, the other end of the
第４コイルパターン４ｄの他端と第３コイルパターン４ｃ’の一端とは、複数の第３スルーホール９ｃにより接続されている。第３スルーホール９ｃは、本発明の「層間接続手段」および「第３層間接続手段」の一例である。
The other end of the
第５コイルパターン４ｅの他端と第２コイルパターン４ｂ’の一端とは、複数の第４スルーホール９ｄにより接続されている。第４スルーホール９ｄは、本発明の「層間接続手段」および「第４層間接続手段」の一例である。
The other end of the
第１コイルパターン４ａ’の他端は、パッド８ｂを介して電力入力用のリード端子６ｉと接続されている。第２コイルパターン４ｂ’の他端は、パッド８ｂを介して電力出力用のリード端子６ｏと接続されている。
The other end of the
つまり、基板３’のコイルパターン４ａ’〜４ｅは、上層Ｌ１’で、起点であるリード端子６ｉから、第２凸部２Ｌの周囲に１回目が巻かれた後、第１スルーホール９ａ’を経由して、中間層Ｌ２’へ行く。次に、中間層Ｌ２’で、第２凸部２Ｌの周囲に２回目が巻かれた後、第３スルーホール９ｃを経由して、下層Ｌ３へ行く。
That is, the
次に、下層Ｌ３で、第２凸部２Ｌの周囲に３回目が巻かれ、第１凸部２ｍの周囲を経由して、第３凸部２ｒの周囲に４回目が巻かれた後、第２スルーホール９ｂ’を経由して、中間層Ｌ２’へ戻る。
Next, in the lower layer L3, the third round is wound around the second
次に、中間層Ｌ２’で、第３凸部２ｒの周囲に５回目が巻かれた後、第４スルーホール９ｄを経由して、上層Ｌ１’へ戻る。そして、上層Ｌ１’で、第３凸部２ｒの周囲に６回目が巻かれた後、終点であるリード端子６ｏに向かう。
Next, in the intermediate layer L <b> 2 ′, the fifth round is wound around the
磁気デバイス１Ｂに流れる電流も、上記のように、リード端子６ｉ、第１コイルパターン４ａ’、第１スルーホール９ａ’、第４コイルパターン４ｄ、第３スルーホール９ｃ、第３コイルパターン４ｃ’、第２スルーホール９ｂ’、第５コイルパターン４ｅ、第４スルーホール９ｄ、第２コイルパターン４ｂ’、およびリード端子６ｏの順番で流れる。
As described above, the current flowing through the
図６に示すように、各層Ｌ１’〜Ｌ３のコイルパターン４ａ’〜４ｅ以外の部分には、放熱パターン５Ｌ１〜５Ｌ９、５ｒ１〜５ｒ９が設けられている。放熱パターン５Ｌ１〜５Ｌ９、５ｒ１〜５ｒ９とコイルパターン４ａ’〜４ｅとは絶縁されている。放熱パターン５Ｌ１〜５Ｌ９、５ｒ１〜５ｒ９に対して、ねじ１１、パッド８ｂ、およびリード端子６ｉ、６ｏは絶縁されている。
As shown in FIG. 6, heat radiation patterns 5L 1 to 5L 9 and 5r 1 to 5r 9 are provided in portions other than the
図６（ａ）に示すように、上層Ｌ１’では、コイルパターン４ａ’、４ｂ’に、それぞれパッド８ｃを介して放熱ピン７ａ、７ｂが接続されている。また、上層Ｌ１’の放熱パターン５Ｌ１〜５Ｌ４、５ｒ１〜５ｒ４に対して、パッド８ｃおよび放熱ピン７ａ〜７ｆが絶縁されている。
As shown in FIG. 6A, in the upper layer L1 ′, the heat radiation pins 7a and 7b are connected to the
図６（ｂ）に示すように、中間層Ｌ２’ では、コイルパターン４ｄ、４ｅにそれぞれ放熱ピン７ｃ〜７ｆとスルーホール８ｄが接続されている。また、中間層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ５、５Ｌ６、５ｒ５、５ｒ６に対して、放熱ピン７ａ〜７ｆが絶縁されている。
As shown in FIG. 6B, in the intermediate layer L2 ′, the heat radiation pins 7c to 7f and the through
図６（ｃ）に示すように、下層Ｌ３ では、コイルパターン４ｃ’対して、放熱ピン７ａ〜７ｆとスルーホール８ｄが絶縁されている。また、下層Ｌ３の放熱パターン５Ｌ７〜５Ｌ９、５ｒ７〜５ｒ９に対して、放熱ピン７ａ〜７ｆが接続されている。
As shown in FIG. 6C, in the lower layer L3, the heat radiation pins 7a to 7f and the through
つまり、放熱ピン７ａ、７ｂにより、上層Ｌ１’のコイルパターン４ａ’、４ｂ’と、下層Ｌ３の放熱パターン５Ｌ９、５ｒ９がそれぞれ接続されている。また、放熱ピン７ｃ〜７ｆにより、中間層Ｌ２’のコイルパターン４ｄ、４ｅと、下層Ｌ３の放熱パターン５Ｌ７、５Ｌ８、５ｒ７、５ｒ８がそれぞれ接続されている。
That is, the
コイルパターン４ａ’〜４ｅに電流を流したとき、上層Ｌ１’のコイルパターン４ａ’、４ｂ’の発熱は、たとえば、コイルパターン４ａ’、４ｂ’の表面や放熱パターン５Ｌ１〜５Ｌ４、５ｒ１〜５ｒ４の表面で放熱されたり、放熱ピン７ａ、７ｂなどを伝ってヒートシンク１０で放熱されたりする。
When a current is passed through the
中間層Ｌ２’ のコイルパターン４ｄ、４ｅの発熱は、放熱ピン７ｃ〜７ｆを伝ってヒートシンク１０で放熱される。下層Ｌ３のコイルパターン４ｃ’の発熱は、直接ヒートシンク１０で放熱されたり、放熱パターン５Ｌ７〜５Ｌ９、５ｒ７〜５ｒ９や放熱ピン７ａ〜７ｆを伝ってヒートシンク１０で放熱されたりする。
The heat generated in the
上記第２実施形態の磁気デバイス１Ｂによると、基板３’の３つの層Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３で、コア２ａ、２ｂの各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒの周囲にコイルパターン４ａ’〜４ｅが巻回されている。また、異なる層Ｌ１’〜Ｌ３のコイルパターン４ａ’〜４ｅ同士がスルーホール９ａ’〜９ｄにより接続されている。このため、コイルパターン４ａ’〜４ｅの幅を所定の大きさに維持しつつ、３層Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３で６巻のコイルパターン４ａ’〜４ｅを実現することができる。
According to the
よって、コイルパターン４ａ’〜４ｅの幅を大きくして発熱量を抑制しながら、コイルパターン４ａ’〜４ｅの表面から放熱させることができる。また、少ない層数の基板３’でコイルパターン４ａ’〜４ｅの巻き数を多くすることが可能となる。
Therefore, it is possible to dissipate heat from the surface of the
次に、第３実施形態による磁気デバイス１Ｃの構造を、図９および図１０を参照しながら説明する。
Next, the structure of the
図９は、磁気デバイス１Ｃの基板３”の各層の平面図である。図１０は、基板３”の各層のコイルパターンを示した図である。
9 is a plan view of each layer of the
基板３”は、上下２層の厚銅箔基板から構成されている。上層Ｌ１”は、基板３”の表面に設けられ、下層Ｌ２”は、基板３”の裏面に設けられている。基板３”の薄板状の基材は、絶縁体から成る。上層Ｌ１”は、本発明の「第１層」の一例であり、下層Ｌ２”は、本発明の「第２層」の一例である。
The
基板３”の各層Ｌ１”、Ｌ２”には、コイルパターン４ａ”、４ｂ”、４ｃ”と放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７が形成されている。コイルパターン４ａ”〜４ｃ”と放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７は、銅箔から成る。コイルパターン４ａ”〜４ｃ”と放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７の表面には、絶縁加工が施されている。
コイルパターン４ａ”〜４ｃ”の幅や、厚みや、断面積は、所定の電流を流しても、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”からの発熱量をある程度に抑えて、しかもコイルパターン４ａ”〜４ｃ”の表面から放熱できるように設定されている。
The width, thickness, and cross-sectional area of the
基板３”には、複数の小径のスルーホール９ａ”、９ｂ”が形成されている。各スルーホール９ａ”、９ｂ”の内側は、銅などの導体で埋められている。
A plurality of small-diameter through
図９（ａ）および図１０（ａ）に示すように、第１コイルパターン４ａ”は、上層Ｌ１”の第２凸部２Ｌの周囲４方向に２回巻回されている。第２コイルパターン４ｂ”は、上層Ｌ１”の第３凸部２ｒの周囲４方向に２回巻回されている。
As shown in FIGS. 9A and 10A, the
図９（ｂ）および図１０（ｂ）に示すように、第３コイルパターン４ｃ”は、下層Ｌ２”の第２凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されてから、第１凸部２ｍの周囲３方向に１回巻回されて、さらに第３凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。
As shown in FIGS. 9B and 10B, the
図９および図１０に示すように、第１コイルパターン４ａ”の一端と第３コイルパターン４ｃ”の一端とは、複数の第１スルーホール９ａ”により接続されている。第１スルーホール９ａ”は、本発明の「層間接続手段」および「第１層間接続手段」の一例である。
As shown in FIGS. 9 and 10, one end of the
また、第３コイルパターン４ｃ”の他端と第２コイルパターン４ｂ”の一端とは、複数の第２スルーホール９ｂ”により接続されている。第２スルーホール９ｂ”は、本発明の「層間接続手段」および「第２層間接続手段」の一例である。
The other end of the
第１コイルパターン４ａ”の他端は、パッド８ｂを介して電力入力用のリード端子６ｉと接続されている。第２コイルパターン４ｂ”の他端は、パッド８ｂを介して電力出力用のリード端子６ｏと接続されている。
The other end of the
つまり、基板３”のコイルパターン４ａ”〜４ｃ”は、上層Ｌ１”で、起点であるリード端子６ｉから、第２凸部２Ｌの周囲に１回目と２回目が巻かれた後、第１スルーホール９ａ”を経由して、下層Ｌ２”へ行く。
That is, the
次に、下層Ｌ２”で、第２凸部２Ｌの周囲に３回目が巻かれ、第１凸部２ｍの周囲を経由して、第３凸部２ｒの周囲に４回目が巻かれた後、第２スルーホール９ｂ”を経由して、上層Ｌ１”へ戻る。そして、上層Ｌ１”で、第３凸部２ｒの周囲に５回目と６回目が巻かれた後、終点であるリード端子６ｏに向かう。
Next, in the lower layer L2 ″, the third round is wound around the second
磁気デバイス１Ｃに流れる電流も、上記のように、リード端子６ｉ、第１コイルパターン４ａ”、第１スルーホール９ａ”、第３コイルパターン４ｃ”、第２スルーホール９ｂ”、第２コイルパターン４ｂ”、およびリード端子６ｏの順番で流れる。
As described above, the current flowing through the
図９に示すように、各層Ｌ１”、Ｌ２”のコイルパターン４ａ”〜４ｃ”以外の部分には、放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７が設けられている。放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７とコイルパターン４ａ”〜４ｃ”とは絶縁されている。放熱パターン５ａ１〜５ａ７、５ｂ１〜５ｂ７に対して、ねじ１１、パッド８ｂ、およびリード端子６ｉ、６ｏは絶縁されている。
As shown in FIG. 9, heat radiation patterns 5a 1 to 5a 7 and 5b 1 to 5b 7 are provided in portions other than the
図９（ａ）に示すように、上層Ｌ１”では、コイルパターン４ａ”、４ｂ”に、それぞれパッド８ｃを介して放熱ピン７ａ、７ｂが接続されている。また、上層Ｌ１”の放熱パターン５ａ１〜５ａ４、５ｂ１〜５ｂ４に対して、パッド８ｃおよび放熱ピン７ａ〜７ｆが絶縁されている。図９（ｂ）に示すように、下層Ｌ２”では、放熱パターン５ａ５〜５ａ７、５ｂ５〜５ｂ７に対して、パッド８ｃおよび放熱ピン７ａ〜７ｆは接続されている。つまり、放熱ピン７ａ、７ｂにより、上層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”、４ｂ”と、下層Ｌ２”の放熱パターン５ａ７、５ｂ７がそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 9A, in the upper layer L1 ″, the heat radiation pins 7a and 7b are connected to the
コイルパターン４ａ”〜４ｃ”に電流を流したとき、上層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”、４ｂ”の発熱は、コイルパターン４ａ”、４ｂ”の表面や放熱パターン５ａ１〜５ａ４、５ｂ１〜５ｂ４の表面で放熱されたり、放熱ピン７ａ、７ｂなどを伝ってヒートシンク１０で放熱されたりする。下層Ｌ２”のコイルパターン４ｃ”の発熱は、直接ヒートシンク１０で放熱されたり、放熱パターン５ａ５〜５ａ７、５ｂ５〜５ｂ７や放熱ピン７ａ〜７ｆを伝ってヒートシンク１０で放熱されたりする。
When current is applied to the
上記第３実施形態の磁気デバイス１Ｃによると、基板３”の２つの層Ｌ１”、Ｌ２”で、コア２ａ、２ｂの各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒの周囲にコイルパターン４ａ”〜４ｃ”が１回または２回巻回されている。また、異なる層Ｌ１”、Ｌ２”のコイルパターン４ａ”〜４ｃ”同士がスルーホール９ａ”、９ｂ”により接続されている。このため、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”の幅を所定の大きさに維持しつつ、２層Ｌ１”、Ｌ２”で６巻のコイルパターン４ａ’〜４ｅを実現することができる。
According to the
よって、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”の幅を大きくして発熱量を抑制しながら、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”の表面から放熱させることができる。また、少ない層数の基板３”でコイルパターン４ａ”〜４ｃ”の巻き数を多くすることが可能となる。
Therefore, it is possible to dissipate heat from the surface of the
また、上層１Ｌ”の第２凸部２Ｌと第３凸部２ｒの周囲に、コイルパターン４ａ”、４ｂ”を複数回巻回しているので、少ない層数の基板３”で、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”の巻き数をより多くすることが可能となる。
Further, since the
本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、図３〜図８に示した実施形態では、基板３、３’の各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３で第２凸部２Ｌと第３凸部２ｒにコイルパターン４ａ〜４ｃ、４ａ’〜４ｅを１回だけ巻回した例を示した。また、図９および図１０に示した実施形態では、基板３”の上層Ｌ１”で第２凸部２Ｌと第３凸部２ｒにコイルパターン４ａ”、４ｂ”を２回巻回し、下層Ｌ２”で第２凸部２Ｌと第３凸部２ｒにコイルパターン４ｃ”を１回巻回した例を示した。しかし、本発明はこれらのみに限定するものではなく、基板の少なくとも１つの層で、第２凸部と第３凸部の少なくとも一方の周囲に、第１〜第５コイルパターンの少なくとも１つを複数回巻回してもよい。
In the present invention, various embodiments other than those described above can be adopted. For example, in the embodiment shown in FIGS. 3 to 8, the
また、以上の実施形態では、異なる層のコイルパターン同士をスルーホールにより接続した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば端子やピンなどの他の層間接続手段により、異なる層のコイルパターン同士を接続するようにしてもよい。 Moreover, although the example which connected the coil patterns of a different layer by the through hole was shown in the above embodiment, this invention is not limited only to this. In addition, coil patterns of different layers may be connected to each other by other interlayer connection means such as terminals and pins.
また、以上の実施形態では、基板の全ての層にコイルパターンを形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、３層基板のいずれか２層にだけ、コイルパターンを形成してもよい。 Moreover, although the example which formed the coil pattern in all the layers of the board | substrate was shown in the above embodiment, this invention is not limited only to this. In addition to this, for example, the coil pattern may be formed only on any two layers of the three-layer substrate.
また、以上の実施形態では、厚銅箔基板を用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、一般的な樹脂製のプリント基板や金属製の基板などのような、他の基板を用いてもよい。金属製の基板の場合は、基材とコイルパターンとの間に絶縁体を設ければよい。 Moreover, although the example using a thick copper foil board | substrate was shown in the above embodiment, this invention is not limited only to this, A general resin-made printed boards, metal boards, etc. Other substrates may be used. In the case of a metal substrate, an insulator may be provided between the base material and the coil pattern.
また、以上の実施形態では、端子部として電力入出力用のリード端子６ｉ、６ｏを設けた例を示したが、リード端子６ｉ、６ｏを省略して、スルーホール８ａおよびパッド８ｂを端子部としてもよい。そして、これらの端子部８ａ、８ｂに、電子部品や回路を直接接続してもよい。たとえば、図１に示したスイッチング電源装置１００の場合、コイルパターン４ａの端子部８ａ、８ｂ（入力側）に、整流回路５４のダイオードＤ１、Ｄ２のカソードを半田付けで接続し、コイルパターン４ｂの端子部８ａ、８ｂ（出力側）に、平滑回路５５のコンデンサＣの一端や、出力電圧検出回路５９および出力端子Ｔ３につながるラインの一端を半田付けで接続すればよい。
In the above embodiment, the example in which the power input /
また、以上の実施形態では、Ｅ字形の上コア２ａにＩ字形の下コア２ｂを組み合わせた例を示したが、本発明は、Ｅ字形コアのみを備えた磁気デバイスにも適用することができる。
Moreover, although the example which combined the I-shaped
さらに、以上の実施形態では、車両用のスイッチング電源装置１００における、平滑回路５５のチョークコイルＬとして使用される磁気デバイス１Ａ〜１Ｃに本発明を適用した例を挙げたが、トランス５３（図１）として使用される磁気デバイスに対しても、本発明を適用することは可能である。また、車両以外の、たとえば電子機器用のスイッチング電源装置で使用される磁気デバイスにも本発明を適用することは可能である。
Furthermore, although the example which applied this invention to the
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 磁気デバイス
２ａ 上コア
２ｂ 下コア
２Ｌ 第２凸部
２ｍ 第１凸部
２ｒ 第３凸部
３、３’、３” 基板
３Ｌ、３ｍ、３ｒ 貫通孔
４ａ、４ａ’、４ａ” 第１コイルパターン
４ｂ、４ｂ’、４ｂ” 第２コイルパターン
４ｃ、４ｃ’、４ｃ” 第３コイルパターン
４ｄ 第４コイルパターン
４ｅ 第５コイルパターン
６ｉ 入力用のリード端子
６ｏ 出力用のリード端子
９ａ、９ａ’、９ａ” 第１スルーホール
９ｂ、９ｂ’、９ｂ” 第２スルーホール
９ｃ 第３スルーホール
９ｄ 第４スルーホール
Ｌ１、Ｌ１’、Ｌ１” 上層
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ２” 下層
Ｌ２’ 中間層
1A, 1B, 1C
Claims (5)
絶縁体から成り、複数の層を有する基板と、
前記基板の所定の層に形成された、導体から成るコイルパターンと、
異なる層にある前記コイルパターン同士を接続する、導体から成る層間接続手段と、を備え、
前記コアは、中央に設けられた第１凸部と、前記第１凸部の左側に設けられた第２凸部と、前記第１凸部の右側に設けられた第３凸部と、を有するＥ字形のコアから成る磁気デバイスにおいて、
前記基板は、少なくとも第１層と第２層を有するとともに、前記各凸部がそれぞれ挿入される複数の貫通孔を有し、
前記コイルパターンは、
前記第１層において前記第２凸部の周囲に巻回された第１コイルパターンと、
前記第１層において前記第３凸部の周囲に巻回された第２コイルパターンと、
前記第２層において前記第２凸部の周囲から前記第１凸部の周囲を経由して前記第３凸部の周囲に巻回された第３コイルパターンと、を含み、
前記層間接続手段は、
前記第１コイルパターンの一端と前記第３コイルパターンの一端とを接続する第１層間接続手段と、
前記第３コイルパターンの他端と前記第２コイルパターンの一端とを接続する第２層間接続手段と、を含む、ことを特徴とする磁気デバイス。 A core made of magnetic material,
A substrate made of an insulator and having a plurality of layers;
A coil pattern made of a conductor formed on a predetermined layer of the substrate;
An interlayer connection means made of a conductor for connecting the coil patterns in different layers, and
The core includes a first convex portion provided at the center, a second convex portion provided on the left side of the first convex portion, and a third convex portion provided on the right side of the first convex portion. In a magnetic device comprising an E-shaped core having
The substrate has at least a first layer and a second layer, and has a plurality of through holes into which the convex portions are inserted, respectively.
The coil pattern is
A first coil pattern wound around the second protrusion in the first layer;
A second coil pattern wound around the third protrusion in the first layer;
A third coil pattern wound around the third protrusion from the periphery of the second protrusion in the second layer via the periphery of the first protrusion,
The interlayer connection means includes
First interlayer connection means for connecting one end of the first coil pattern and one end of the third coil pattern;
A magnetic device comprising: second interlayer connection means for connecting the other end of the third coil pattern and one end of the second coil pattern.
絶縁体から成り、複数の層を有する基板と、
前記基板の所定の層に形成された、導体から成るコイルパターンと、
異なる層にある前記コイルパターン同士を接続する、導体から成る層間接続手段と、を備え、
前記コアは、中央に設けられた第１凸部と、前記第１凸部の左側に設けられた第２凸部と、前記第１凸部の右側に設けられた第３凸部と、を有するＥ字形のコアから成る磁気デバイスにおいて、
前記基板は、少なくとも第１層、第２層、およびこれらの各層間に設けられた第３層を有するとともに、前記各凸部がそれぞれ挿入される複数の貫通孔を有し、
前記コイルパターンは、
前記第１層において前記第２凸部の周囲に巻回された第１コイルパターンと、
前記第１層において前記第３凸部の周囲に巻回された第２コイルパターンと、
前記第２層において前記第２凸部の周囲から前記第１凸部の周囲を経由して前記第３凸部の周囲に巻回された第３コイルパターンと、
前記第３層において前記第２凸部の周囲に巻回された第４コイルパターンと、
前記第３層において前記第３凸部の周囲に巻回された第５コイルパターンと、を含み、
前記層間接続手段は、
前記第１コイルパターンの一端と前記第４コイルパターンの一端とを接続する第１層間接続手段と、
前記第３コイルパターンの他端と前記第５コイルパターンの一端とを接続する第２層間接続手段と、
前記第４コイルパターンの他端と前記第３コイルパターンの一端とを接続する第３層間接続手段と、
前記第５コイルパターンの他端と前記第２コイルパターンの一端とを接続する第４層間接続手段と、を含む、ことを特徴とする磁気デバイス。 A core made of magnetic material,
A substrate made of an insulator and having a plurality of layers;
A coil pattern made of a conductor formed on a predetermined layer of the substrate;
An interlayer connection means made of a conductor for connecting the coil patterns in different layers, and
The core includes a first convex portion provided at the center, a second convex portion provided on the left side of the first convex portion, and a third convex portion provided on the right side of the first convex portion. In a magnetic device comprising an E-shaped core having
The substrate has at least a first layer, a second layer, and a third layer provided between each of these layers, and has a plurality of through holes into which the respective convex portions are inserted,
The coil pattern is
A first coil pattern wound around the second protrusion in the first layer;
A second coil pattern wound around the third protrusion in the first layer;
A third coil pattern wound around the third convex portion from the periphery of the second convex portion through the periphery of the first convex portion in the second layer;
A fourth coil pattern wound around the second convex portion in the third layer;
A fifth coil pattern wound around the third convex portion in the third layer,
The interlayer connection means includes
First interlayer connection means for connecting one end of the first coil pattern and one end of the fourth coil pattern;
Second interlayer connection means for connecting the other end of the third coil pattern and one end of the fifth coil pattern;
Third interlayer connection means for connecting the other end of the fourth coil pattern and one end of the third coil pattern;
A magnetic device comprising: fourth interlayer connection means for connecting the other end of the fifth coil pattern and one end of the second coil pattern.
前記第１コイルパターンの他端と前記第２コイルパターンの他端に、入出力用の端子部を設けた、ことを特徴とする磁気デバイス。 The magnetic device according to claim 1 or 2,
A magnetic device, wherein input / output terminal portions are provided at the other end of the first coil pattern and the other end of the second coil pattern.
前記基板と平行な前記各凸部の断面は矩形状であり、
前記各コイルパターンは、前記各凸部の周囲の少なくとも３方向に巻回されている、ことを特徴とする磁気デバイス。 The magnetic device according to any one of claims 1 to 3,
The cross section of each convex part parallel to the substrate is rectangular.
Each of the coil patterns is wound in at least three directions around each of the convex portions.
前記第２凸部と前記第３凸部の少なくとも一方の周囲に、前記コイルパターンの少なくとも１つを複数回巻回した、ことを特徴とする磁気デバイス。 The magnetic device according to any one of claims 1 to 4,
A magnetic device, wherein at least one of the coil patterns is wound a plurality of times around at least one of the second convex portion and the third convex portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013031658A JP2014160785A (en) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Magnetic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2013031658A JP2014160785A (en) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Magnetic device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014160785A true JP2014160785A (en) | 2014-09-04 |
Family
ID=51612272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013031658A Pending JP2014160785A (en) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Magnetic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2014160785A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017208745A1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 三菱電機株式会社 | Circuit device and power conversion device |
| JP2018093009A (en) * | 2016-12-01 | 2018-06-14 | 三菱電機株式会社 | Coil device and power converter |
-
2013
- 2013-02-21 JP JP2013031658A patent/JP2014160785A/en active Pending
Cited By (3)
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| JPWO2017208745A1 (en) * | 2016-05-30 | 2019-03-28 | 三菱電機株式会社 | Circuit device and power converter |
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