JP3904442B2 - Transformer module - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送線路に直流電流が重畳する用途に使用されるトランスモジュール(パルストランスとコモンモードチョークの複合モジュール)に係り、とくにVOIP(Voice Over Internet Protocol)LANに用いて好適なトランスモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、LAN回線上に音声を伝送するVOIP等が実用化されるようになってきている。この種のVOIP等に用いるトランスモジュールでは、LAN回線に直流電流が重畳されており、電話機等への給電用に直流電流をトランスモジュール内部に流す必要がある。
【0003】
図5は従来のトランスモジュールの1例であり、パルストランスPTとコモンモードチョークCMCとを同一パッケージPKG内に備え、パルストランスPTは中間タップを有する1次巻線1、中間タップを有する2次巻線2を有し、2次巻線2の両端にコモンモードチョークCMCの巻線の一端をそれそれ直列に接続している。ここで、パルストランスPTは直流的に絶縁するためのトランス、コモンモードチョークCMCはコモンモードノイズ抑圧用素子である。パルストランスPT及びコモンモードチョークCMCはそれぞれトロイダル形状等のコアに所要の巻線を巻回したものである。
【0004】
前記パルストランスPTの1次巻線1側は、IC等の信号発生/処理側に接続される。また、コモンモードチョークCMCの各巻線の他端及びパルストランスPTの2次巻線2の中間タップCTはLAN回線の伝送線路側に接続される。そして、コモンモードチョークCMCの各巻線の他端より直流電流dcIがそれぞれ流入し、2次巻線2の中間タップから直流電流dc2Iが流出する。
【0005】
この図5のトランスモジュールでは、コモンモードチョークCMCの同極性端子から直流電流が流入するため、コモンモードチョークCMCに使用されているフェライト等のコアが磁気飽和し、インダクタンスが低下し、コモンモードチョーク本来の目的であるコモンモードノイズ抑圧機能が低下する。
【0006】
図5のトランスモジュールの問題点を解消するものとして、図6に従来のトランスモジュールの他の例を示す。図6のトランスモジュールでは、パルストランスPTとコモンモードチョークCMCに加えてオートトランスATを同一パッケージPKG内に備えている。この場合、パルストランスPTは1次巻線1のみ中間タップを有し、2次巻線2には中間タップが無い。その代わりに、伝送線路からの電流流入口となるオートトランスATが中間タップを有している。
【0007】
図6のトランスモジュールでは、コモンモードチョークCMCの両巻線間に接続された中間タップ付きのオートトランスATに、LAN回線の伝送線路からの直流電流が流入する。つまり、オートトランスATの巻線両端より直流電流dcIがそれぞれ流入し、その中間タップから直流電流dc2Iが流出する。このため、直流電流のコモンモードチョークCMCへの流入を防ぎ、コモンモードノイズ抑圧機能の低下を回避している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図6のトランスモジュールの構成とすれば、コモンモードチョークCMCのコモンモードノイズ抑圧性能低下を回避できるが、その反面、図5の基本回路に比してオートトランスATの追加が必要となり、小型化及び低コスト化を実現する上で問題がある。
【0009】
本発明は、上記の点に鑑み、直流重畳の伝送線路に使用する場合でも、オートトランスを用いることなく、コモンモードチョークのコモンモードノイズ抑圧機能の低下を回避でき、小型化及びコスト低減を図ることのできるトランスモジュールを提供することを目的とする。
【0010】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、パルストランスとコモンモードチョークとを内蔵したトランスモジュールにおいて、
前記パルストランスの一方の巻線に中間タップを設けるとともに、前記コモンモードチョークに、対をなす第1及び第2の巻線及び該第1及び第2の巻線と同巻数の第3の巻線を設け、前記パルストランスの前記一方の巻線の両端をそれぞれ前記第1及び第2の巻線の一端に接続し、前記中間タップを前記第3の巻線の一端に接続し、前記第1及び第2の巻線の電流による磁束と前記第3の巻線の電流による磁束とが相殺されるようにしたことを特徴としている。
【0012】
前記トランスモジュールにおいて、前記第1、第2及び第3の巻線の他端を外部接続用端子に導出するとともに、前記中間タップも外部接続用端子に導出する構成としてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るトランスモジュールの実施の形態を図面に従って説明する。
【0014】
図1は本発明に係るトランスモジュールの第1の実施の形態を示す。この場合、トランスモジュールは、直流的に絶縁するためのパルストランスPTとコモンモードノイズ抑圧用素子としてのコモンモードチョークCMCとを同一パッケージPKGに内蔵したものであり、パルストランスPTの2次巻線2に中間タップCTを設けるとともに、コモンモードチョークCMCに対をなす第1及び第2の巻線W1,W2とは別に前記第1及び第2の巻線と同巻数の第3の巻線W3を設けている。
【0015】
図2は第1、第2及び第3の巻線W1,W2,W3を有するコモンモードチョークCMCの1例であり、フェライト等のトロイダル形状コア11に3本の絶縁被覆導線を巻数が等しくなるように巻回することで、相互に密結合した第1、第2及び第3の巻線W1,W2,W3を得ている。
【0016】
そして、図1のように、パルストランスPTの2次巻線2の両端をそれぞれコモンモードチョークCMCの第1及び第2の巻線W1,W2の一端に接続し、前記中間タップCTを前記第3の巻線W3の一端に接続し、第1、第2及び第3の巻線W1,W2,W3の他端をパッケージPKGの外部接続用端子に導出する。なお、実際の組立において、パルストランスPTの2次巻線2として巻回された絶縁被覆導線及び中間タップCTの絶縁被覆導線を引き出してそのままコモンモードチョークCMCの第1、第2及び第3の巻線W1,W2,W3として前記コア11に巻回してもよいし、予めパルストランスPT、コモンモードチョークCMCにそれぞれ巻線を施してから、パルストランスPTの巻線とコモンモードチョークCMCの巻線同士をはんだ付け等で電気的に接続してもよい。
【0017】
前記パルストランスPTの中間タップ付きの1次巻線1もパッケージPKGの外部接続用端子に導出され、IC等の信号発生/処理側に接続される。また、コモンモードチョークCMCの第1、第2及び第3の巻線W1,W2,W3の外部接続用端子への導出側端はLAN回線の伝送線路側に接続される。そして、コモンモードチョークCMCの対をなす第1及び第2の巻線W1,W2の外部接続用端子側より直流電流dcIがそれぞれ流入し、2次巻線2の中間タップCTから直流電流dc2Iが流出し、さらに直流電流dc2IがコモンモードチョークCMCの第3の巻線W3を逆向きに流れて外部接続用端子に至る。
【0018】
そのため、第1及び第2の巻線W1,W2に流れる電流による磁束と第3の巻線W3に流れる電流による磁束とがちょうど相殺されることになり、伝送線路側から供給される直流電流によるコモンモードチョークCMC内の磁束の発生は実質的に無くなり、コモンモードチョークCMCに用いるコアの磁気飽和も発生しない。このため、コモンモードチョークCMCのインダクタンスの低下は発生せず、本来のコモンモードノイズ抑圧機能を損なうことがない。
【0019】
この第1の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【0020】
(1) 図6の従来例のようにオートトランスを必要とする回路構成であるとフェライト等のコアが3つ要するのに対し、図1の本実施の形態の回路構成であるとフェライト等のコアが2つしか必要ない。このため小型化が可能となる。
【0021】
(2) オートトランス製造工程が無いため、製造時の歩留まり向上が可能である。
【0022】
(3) さらに、部材費、加工費の削減によりコスト低減も可能となる。
【0023】
図3は本発明の第2の実施の形態を示す。この場合、コモンモードチョークCMCの第1、第2及び第3の巻線W1,W2,W3をパッケージPKGの外部接続用端子に導出するとともに、パルストランスPTの2次巻線2の中間タップCTも直接外部接続用端子に導出している。なお、その他の構成は前述の第1の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【0024】
この第2の実施の形態では、パルストランスPTの2次巻線2の中間タップCTが導出された外部接続用端子を使用する場合、伝送線路に直流電流が重畳されていない用途に好適に使用可能となる。また、コモンモードチョークCMCの第3の巻線W3が導出された外部接続用端子を使用すれば、第1の実施の形態と同様に直流電流重畳の伝送線路に好適に使用できることは勿論である。
【0025】
図4は本発明のより実用的な実施の形態を例示するものであり、同図(A)は第3の実施の形態、(B)は第4の実施の形態、及び(C)は第5の実施の形態である。
【0026】
図4(A)の第3の実施の形態は図1の第1の実施の形態の構成を同一パッケージPKG内に2組内蔵したものであり、パッケージPKGの外部接続用端子P1〜P8が信号発生/処理側、外部接続用端子P9〜P16が伝送線側に接続される。なお、前述した第1の実施の形態と同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。パルストランスPTとコモンモードチョークCMCの組が2組あるため、1個のパッケージPKGで送信側と受信側とに対応できる。
【0027】
図4(B)は第4の実施の形態であって、図3の第2の実施の形態の構成を同一パッケージPKG内に2組内蔵したものであり、パッケージPKGの外部接続用端子P1〜P8が信号発生/処理側、外部接続用端子P9〜P16が伝送線側に接続される。なお、前述した第2の実施の形態と同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。パルストランスPTとコモンモードチョークCMCの組が2組あるため、1個のパッケージPKGで送信側と受信側とに対応でき、また伝送線路に直流電流を重畳しない用途にも好適に使用可能である。
【0028】
図4(C)は第5の実施の形態であって、図1の第1の実施の形態の構成と図5の従来回路の構成とを同一パッケージPKG内に内蔵したものである。図1及び図5と同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。この場合、一方の内蔵回路は直流電流重畳の伝送線路に、他方の内蔵回路は直流電流を重畳しない伝送線路に好適に使用できる。
【0029】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るトランスモジュールによれば、直流重畳の伝送線路に使用する場合でも、オートトランスを用いることなく、コモンモードチョークのコモンモードノイズ抑圧機能の低下を回避でき、小型化及びコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトランスモジュールの第1の実施の形態を示す回路図である。
【図2】第1の実施の形態において用いるコモンモードチョークの1例を示す平面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示す回路図である。
【図4】本発明の実用的な実施の形態であって、(A)は第3の実施の形態、(B)は第4の実施の形態、及び(C)は第5の実施の形態を示す回路図である。
【図5】従来のトランスモジュールの1例を示す回路図である。
【図6】従来のトランスモジュールの他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 1次巻線
2 2次巻線
11 コア
AT オートトランス
CMC コモンモードチョーク
CT 中間タップ
PKG パッケージ
P1〜P3,P6〜P8,P9〜P16 外部接続用端子
PT パルストランス
W1,W2,W3 巻線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transformer module (a composite module of a pulse transformer and a common mode choke) used for applications in which a direct current is superimposed on a transmission line, and more particularly to a transformer module suitable for use in a VOIP (Voice Over Internet Protocol) LAN. .
[0002]
[Prior art]
Recently, VOIP and the like for transmitting voice over a LAN line have come into practical use. In a transformer module used for this type of VOIP or the like, a direct current is superimposed on a LAN line, and a direct current needs to flow inside the transformer module for power supply to a telephone or the like.
[0003]
FIG. 5 shows an example of a conventional transformer module. A pulse transformer PT and a common mode choke CMC are provided in the same package PKG. The pulse transformer PT has a
[0004]
The
[0005]
In the transformer module of FIG. 5, since a direct current flows from the same polarity terminal of the common mode choke CMC, the core such as ferrite used for the common mode choke CMC is magnetically saturated, the inductance is lowered, and the common mode choke is reduced. The original common mode noise suppression function is reduced.
[0006]
FIG. 6 shows another example of a conventional transformer module as a solution to the problem of the transformer module of FIG. The transformer module of FIG. 6 includes an autotransformer AT in the same package PKG in addition to the pulse transformer PT and the common mode choke CMC. In this case, the pulse transformer PT has an intermediate tap only in the
[0007]
In the transformer module of FIG. 6, a direct current from a LAN transmission line flows into an autotransformer AT with an intermediate tap connected between both windings of a common mode choke CMC. That is, the direct current dcI flows from both ends of the winding of the autotransformer AT, and the direct current dc2I flows out from the intermediate tap. For this reason, the direct current is prevented from flowing into the common mode choke CMC, and the deterioration of the common mode noise suppression function is avoided.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The configuration of the transformer module shown in FIG. 6 can prevent a decrease in common mode noise suppression performance of the common mode choke CMC, but on the other hand, an auto transformer AT is required as compared with the basic circuit shown in FIG. In addition, there is a problem in realizing cost reduction.
[0009]
In view of the above points, the present invention can avoid a decrease in the common mode noise suppression function of the common mode choke without using an autotransformer, even when used in a DC superposition transmission line, and achieve miniaturization and cost reduction. An object of the present invention is to provide a transformer module that can handle the above.
[0010]
Other objects and novel features of the present invention will be clarified in embodiments described later.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a transformer module including a pulse transformer and a common mode choke.
An intermediate tap is provided on one of the windings of the pulse transformer, and the common mode choke includes a pair of first and second windings and a third winding having the same number of turns as the first and second windings. Providing a wire, connecting both ends of the one winding of the pulse transformer to one end of each of the first and second windings, connecting the intermediate tap to one end of the third winding, The magnetic flux generated by the currents of the first and second windings and the magnetic flux generated by the current of the third winding are canceled out.
[0012]
In the transformer module, the other ends of the first, second, and third windings may be led out to an external connection terminal, and the intermediate tap may be led out to an external connection terminal.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a transformer module according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 shows a first embodiment of a transformer module according to the present invention. In this case, the transformer module includes a pulse transformer PT for DC insulation and a common mode choke CMC as a common mode noise suppression element built in the same package PKG, and the secondary winding of the pulse transformer PT. 2 is provided with an intermediate tap CT, and a third winding W3 having the same number of turns as the first and second windings apart from the first and second windings W1 and W2 paired with the common mode choke CMC. Is provided.
[0015]
FIG. 2 shows an example of a common mode choke CMC having first, second, and third windings W1, W2, and W3. Three insulated conductors are wound on a
[0016]
Then, as shown in FIG. 1, both ends of the
[0017]
The
[0018]
Therefore, the magnetic flux due to the current flowing through the first and second windings W1 and W2 and the magnetic flux due to the current flowing through the third winding W3 are just offset, and the direct current supplied from the transmission line side Generation of magnetic flux in the common mode choke CMC is substantially eliminated, and magnetic saturation of the core used for the common mode choke CMC does not occur. For this reason, the inductance of the common mode choke CMC does not decrease, and the original common mode noise suppression function is not impaired.
[0019]
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
[0020]
(1) The circuit configuration requiring an autotransformer as in the conventional example of FIG. 6 requires three cores such as ferrite, whereas the circuit configuration of the present embodiment of FIG. Only two cores are required. For this reason, miniaturization becomes possible.
[0021]
(2) Since there is no autotransformer manufacturing process, it is possible to improve the manufacturing yield.
[0022]
(3) Furthermore, the cost can be reduced by reducing material costs and processing costs.
[0023]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this case, the first, second, and third windings W1, W2, and W3 of the common mode choke CMC are led to the external connection terminals of the package PKG, and the intermediate tap CT of the secondary winding 2 of the pulse transformer PT. Is also led directly to the external connection terminal. Other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0024]
In the second embodiment, when the external connection terminal from which the intermediate tap CT of the secondary winding 2 of the pulse transformer PT is derived is used, it is preferably used for an application in which a direct current is not superimposed on the transmission line. It becomes possible. Further, if the external connection terminal from which the third winding W3 of the common mode choke CMC is derived is used, it is needless to say that it can be suitably used for a direct current superimposed transmission line as in the first embodiment. .
[0025]
FIG. 4 illustrates a more practical embodiment of the present invention, where FIG. 4A is the third embodiment, FIG. 4B is the fourth embodiment, and FIG. 5 is an embodiment.
[0026]
In the third embodiment of FIG. 4A, two sets of the configuration of the first embodiment of FIG. 1 are built in the same package PKG, and external connection terminals P1 to P8 of the package PKG are signals. Generation / processing side, external connection terminals P9 to P16 are connected to the transmission line side. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of 1st Embodiment mentioned above, or an equivalent, and description is abbreviate | omitted. Since there are two sets of the pulse transformer PT and the common mode choke CMC, one package PKG can correspond to the transmission side and the reception side.
[0027]
FIG. 4B shows a fourth embodiment in which two sets of the configuration of the second embodiment of FIG. 3 are built in the same package PKG, and external connection terminals P1 to P1 of the package PKG are incorporated. P8 is connected to the signal generation / processing side, and external connection terminals P9 to P16 are connected to the transmission line side. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 2nd Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted. Since there are two sets of pulse transformer PT and common mode choke CMC, one package PKG can be used for both the transmission side and the reception side, and can also be suitably used for applications where no DC current is superimposed on the transmission line. .
[0028]
FIG. 4C shows a fifth embodiment in which the configuration of the first embodiment of FIG. 1 and the configuration of the conventional circuit of FIG. 5 are built in the same package PKG. The same or corresponding parts as in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this case, one of the built-in circuits can be suitably used for a transmission line with superimposed DC current, and the other built-in circuit can be suitably used for a transmission line not superimposed with DC current.
[0029]
Although the embodiments of the present invention have been described above, it will be obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the transformer module according to the present invention, it is possible to avoid a decrease in the common mode noise suppression function of the common mode choke without using an autotransformer even when used in a DC superimposed transmission line. And cost reduction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a transformer module according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an example of a common mode choke used in the first embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a practical embodiment of the present invention, where (A) is a third embodiment, (B) is a fourth embodiment, and (C) is a fifth embodiment. FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a conventional transformer module.
FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of a conventional transformer module.
[Explanation of symbols]
1 Primary winding 2 Secondary winding 11 Core AT Autotransformer CMC Common mode choke CT Intermediate tap PKG Package P1-P3, P6-P8, P9-P16 External connection terminal PT Pulse transformer W1, W2, W3 Winding
Claims (2)
前記パルストランスの一方の巻線に中間タップを設けるとともに、前記コモンモードチョークに、対をなす第1及び第2の巻線及び該第1及び第2の巻線と同巻数の第3の巻線を設け、前記パルストランスの前記一方の巻線の両端をそれぞれ前記第1及び第2の巻線の一端に接続し、前記中間タップを前記第3の巻線の一端に接続し、前記第1及び第2の巻線の電流による磁束と前記第3の巻線の電流による磁束とが相殺されるようにしたことを特徴とするトランスモジュール。In transformer modules with built-in pulse transformer and common mode choke,
An intermediate tap is provided on one of the windings of the pulse transformer, and the common mode choke includes a pair of first and second windings and a third winding having the same number of turns as the first and second windings. Providing a wire, connecting both ends of the one winding of the pulse transformer to one end of each of the first and second windings, connecting the intermediate tap to one end of the third winding, A transformer module characterized in that the magnetic flux due to the current in the first and second windings cancels out the magnetic flux due to the current in the third winding.
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