Brevet FR2604287A1 — publié le 19880325

i 2604287 "Transformateur feuilleté" La présente invention concerne un transformateur feuilleté et notamment un transformateur feuilleté destiné à être utilisé principalement dans un circuit haute fréquence. On connaît bien les transformateurs classiques du type à enroulements et du type feuilleté qui sont utilisés comme composants de circuits électroniques. Le transformateur du type à enroulements comporte des enroulements primaire et secondaire bobinés sur un noyau en ferrite, ce qui entraîne qu'il est difficile à miniaturiser. Du fait qu'il est difficile de réaliser des bornes sur les fils conducteurs, ce transformateur se prête mal à la fabrication en série et, il est difficile d'éliminer les fils de connexion ou de l'intégrer à une plaquette. De plus, pour ajuster la valeur d'une inductance, il faut changer le nombre de tours de chaque enroulement, et ce nombre doit être un nombre entier, ce qui fait qu'il est difficile d'obtenir une valeur d'inductance désirée. Le transformateur du type feuilleté, qui permet, au contraire, la miniaturisation et l'intégration à une plaquette, est largement utilisé depuis quelques temps. Un exemple classique d'un tel transformateur du type feuilleté est un transformateur feuilleté 30 (figure ) du type "dispositif à trous traversants". Le transformateur feuilleté 30 comprend une pluralité (sept sur la figure 5) de feuilles de ferrite 31 à 37 O superposées dans cet ordre et cuites au four pour former un bloc unitaire, chaque feuille de ferrite comportant un motif conducteur ou un trou traversant formé de la façon suivante: pour commencer, sur la surface de la feuille de ferrite 31, on forme un motif conducteur 31a en forme de J, qui s'étend à une extrémité vers le bord extérieur de la feuille 31. Sur la surface de la feuille de ferrite 2 2604287 32, on forme un motif conducteur 32a en forme de U, et, à une extrémité de ce motif, on forme un trou traversant 32b qui traverse la feuille de ferrite 32. Sur la surface de la feuille de ferrite 33, on forme un motif conducteur 33a en forme de J, qui s'étend à une extrémité vers le bord extérieur de la feuille 33 et, à l'autre extrémité du motif conducteur 33a, on forme un trou traversant 33b qui traverse la feuille 33. Sur la surface de la feuille de ferrrite 34, on forme un motif conducteur 34a en forme de J, qui s'étend à une extrémié vers le bord extérieur de la feuille 34. Sur la surface de la feuille de ferrite 35, on forme un motif conducteur 35a en forme de U, et, à une extrémité de ce motif, on forme un trou traversant 35b qui traverse la feuille 35; sur la surface de la feuille de ferrite 36, on forme un motif conducteur 36a en forme de J, qui s'étend à une extrémité vers le bord extérieur de la feuille 36 et, à l'autre extrémité du motif conducteur 36a, on forme un trou traversant 36b, et on ne forme pas de motif conducteur sur la feuille de ferrite 37, ni de trou traversant dans cette feuille. Les feuilles de ferrite 31 à 37 ainsi réalisées sont superposées successivement les unes sur les autres et cuites au four de façon que les motifs conducteurs 31a v2D et 32a soient connectés électriquement à travers le trou traversant 32b, et les motifs conducteurs 32a et 33a à travers le trou traversant 33b. Une bobine primaire est ainsi réalisée entre une extrémité du motif conducteur 31a et une extrémité du motif conducteur 33a. Les motifs 3'O conducteurs 34a et 35a sont connectés électriquement à travers le trou traversant 35b, et les motifs conducteurs a, 36a à travers le trou traversant 36b. Une bobine secondaire est ainsi réalisée entre une extrémité du motif conducteur 34a et une extrémité du motif conducteur 36a. 3 260428? Un autre exemple de transformateur feuilleté classique est celui du type "dispositif imprimé" comme représenté sur la figure 6. Pour réaliser un tel transformateur feuilleté, D5 on commence par former sur une feuille de ferrite allant au four, 45, un premier motif conducteur 46 d'environ un demi-tour de l'enroulement (figure 6a); ensuite, une deuxième couche de ferrite 47 est formée sur le premier motif conducteur de telle façon qu'une partie extrême du premier motif conducteur 46 (figure 6b) soit exposée et, sur la deuxième couche de ferrite 47, on forme un deuxième motif conducteur 48 d'environ un demi- tour de l'enroulement, qui est connecté à une extrémité du premier motif conducteur 46 (figure 6c). Ces couches de ferrite et ces motifs conducteurs sont formés dans cet ordre et entièrement cuits au four pour former un bloc unitaire et former ainsi le transformateur feuilleté. Dans le transformateur à trous traversants 30, les motifs conducteurs 31a et 32a qui constituent la C bobine primaire sont verticalement opposés l'un à l'autre et la feuille de ferrite 32 est disposée entre eux, les motifs conducteurs 32a et 33a étant également verticalement opposés l'un à l'autre et la feuille de ferrite 33 étant disposée entre eux. De même, les motifs conducteurs 34a et 35a, qui constituent la bobine secondaire sont verticalement opposés l'un à l'autre et la feuille de ferrite 35 est disposée entre eux, les motifs conducteurs 35a et 36a étant disposés de la même façon et la feuille de ferrite 36 étant disposée entre e eux. Par conséquent, des condensateurs sont formés par les paires de motifs conducteurs 31a et 32a, 32a et 33a, 34a et 35a, 35a et 36a, ce qui augmente la capacité répartie des enroulements et peut conduire à l'autorésonance de ceux-ci, entrainant que le D transformateur feuilleté de ce type de construction ne convient pas à l'utilisation dans un circuit haute 4 2604287 fréquence. Par ailleurs, si le trou traversant 32b se déplace par rapport au motif conducteur 31a, ou si le trou traversant 33b se déplace par rapport au motif conducteur 32a, ou si le trou traversant 35b se déplace par rapport au motif conducteur 34a, ou si le trou traversant 36b se déplace par rapport au motif conducteur a, pendant la superposition des feuilles de ferrite 31 & 37, un enroulement continu ne peut être formé, de sorte qu'il peut y avoir un défaut tel qu'une absence de connexion, ce qui réduit la fiabilité. De son côté, le transformateur feuilleté du type "dispositif imprimé", tout comme le dispositif à trous traversants, souffre de la formation d'un condensateur entre les conducteurs respectifs, ce qui entraîne qu'il est défectueux en ce sens qu'il ne convient pas aux circuits haute fréquence. Le transformateur feuilleté du type à trous traversants demande beaucoup de temps pour la formation des trous traversants et la connexion des feuilles de ferrite à travers les trous traversants, tandis que le transformateur feuilleté du type imprimé demande beaucoup de temps pour superposer les couches de ferrite et les motifs conducteurs. Par conséquent, pour les transformateurs feuilletés des deux types décrits ci- 2D dessus, se pose le problème de la complexité de leur procédé de fabrication et du temps nécessaire pour les fabriquer. Un premier objet de l'invention est la réalisation d'un transformateur feuilleté qui ne provoque pas d'autorésonance, même lorsqu'il est employé dans la gamme des hautes fréquences. Un deuxième objet de l'invention est la réalisation d'un transformateur feuilleté dont le procédé de fabrication ne crée pas de difficultés particulières. Un troisième objet de l'invention est la réalisation d'un transformateur feuilleté facile à 2604287 fabriquer et très fiable en comparaison du transformateur feuilleté classique du type à trous traversants ou du type imprimé. Un quatrième objet de l'invention est la réalisation d'un transformateur feuilleté qui permette d'obtenir une impédance caractéristique choisie différente en modifiant la largeur de chaque motif conducteur et les intervalles entre les motifs conducteurs repectifs. A cet effet, l'invention concerne un transformateur feuilleté comprenant une pluralité de feuilles de ferrite sur la surface desquelles sont formés des motifs conducteurs et qui sont cuites au four pour être mises sous la forme d'un corps fritté feuilleté, et une paire d'électrodes extérieures pour le primaire et une paire d'électrodes extérieures pour le secondaire, formées sur les faces extrêmes de ce corps fritté feuilleté, caractérisé en ce que le motif conducteur formé sur chaque feuille de ferrite est utilisé aussi bien pour le primaire que pour le secondaire, le motif conducteur utilisé pour le primaire étant connecté électriquement à l'une de ses extrémités à l'une des électrodes extérieures du primaire et, à l'autre extrémité, à l'autre électrode extérieure du primaire, le 2ô motif conducteur utilisé pour le secondaire étant connecté électriquement à l'une de ses extrémités à l'une des électrodes extérieures du secondaire et, à l'autre extrémité, à l'autre électrode extérieure du secondaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après d'exemples non limitatifs et à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un transformateur feuilleté selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective explosée du transformateur feuilleté de la figure 1, 6 2604287 comportant des feuilles de ferrite sur lesquelles sont formés des motifs conducteurs rectilignes; - la figure 3 est un schéma équivalent du transformateur feuilleté représenté sur la figure 1; b - la figure 4 est une vue en perspective d'une feuille de ferrite sur laquelle est formé un motif conducteur en arc de cercle; - la figure 5 est une vue en perspective du 0 transformateur feuilleté classique du type à trous traversants; et - la figure 6 illustre le procédé de fabrication du transformateur feuilleté classique du type imprimé. Le transformateur feuilleté selon l'invention, tel qu'il est représenté sur les figures 1 et 2, comporte un corps fritté feuilleté 16 formé d'une pluralité (cinq sur les figures) de feuilles de ferrite 11 à 15 et des électrodes extérieures 17 à 20 prévue sur le corps fritté 16. Les feuilles de ferrite 11 à 15 sont rectangulaires et de dimensions égales et portent sur leur surface des motifs conducteurs comme cela est décrit ci-après: Un motif conducteur rectiligne lla utilisé pour 2 le primaire est formé sur la partie centrale de la surface de la feuille de ferrite 11, et des électrodes de sortie llb et llc connectées aux deux extrémités du motif conducteur lla sont formées dans deux coins de la feuille de ferrite 11. Sur la partie centrale de la surface de la feuille de ferrite 12, est formé un motif conducteur rectiligne 12a utilisé pour le secondaire et, dans deux coins de cette feuille de ferrite et à l'opposé des électrodes de sortie llb et llc, sur la feuille de ferrite 11, sont formées des électrodes de sortie 12b et 12c, respectivement. 7 2604287 La feuille de ferrite 13 est la même que la feuille de ferrite 11, et sur sa surface sont formés les motifs conducteurs 13a utilisés pour le primaire et deux électrodes de sortie 13b et 13c. b La feuille de ferrite 14 est la même que la feuille de ferrite 12, et sur sa surface est formé le motif conducteur 14a utilisé pour le secondaire et deux électrodes de sortie 14b et 14c. La feuille de ferrite 15 n'a pas de motif conducteur sur sa surface. Les feuilles de ferrite 11 à 15 ainsi construites sont superposées dans cet ordre et cuites au four pour former le corps fritté feuilleté 16. L'examen de la figure 1 montre que les références numériques 17 et 18 désignent les électrodes extérieures du primaire et les références 19 et 20 désignent les électrodes extérieures du secondaire, ces électrodes 17 à 20 étant formées aux quatre coins du corps fritté feuilleté 16 en cuisant au four sur celui-ci de la pâte à l'argent ou une matière similaire. L'électrode extérieure du primaire, 17, est connectée électriquement aux électrodes de sortie llb et 13b, tandis que l'électrode extérieure du primaire 18 est connectée aux électrodes de sortie llc et 13c; l'électrode extérieure du secondaire 19 est connectée aux D électrodes de sortie 12b et 14b, et l'électrode extérieure du secondaire, 20, est connectée aux électrodes 12c et 14c. Il en résulte qu'un circuit équivalent du transformateur feuilleté est celui représenté sur la figure 3, sur laquelle les motifs io conducteurs lla et 13a sont montés en parallèle pour former le primaire, les motifs conducteurs 12a et 14a étant connectés en parallèle pour former le secondaire. C'est ainsi que le transformateur feuilleté selon l'invention comprend une pluralité de feuilles de ferrite, chacune d'elles portant le motif conducteur sur sa surface, qui est feuilletée et cuite au four pour 8 2604287 former le corps fritté feuilleté, les électrodes extérieures étant formées aux quatre coins du corps fritté, grâce à quoi il est facile à fabriquer et présente une grande fiabilité en comparaison du transformateur feuilleté classique du type à trous traversants ou du type imprimé. De plus, les motifs conducteurs utilisés pour le primaire et le secondaire n'ont pas d'inductance et pas de capacité réparties, grâce à quoi ils ne provoquent pas d'autorésonance lorsqu'ils sont utilisés dans la gamme des hautes fréquences. Dans la forme de réalisation du transformateur feuilleté selon l'invention décrite ci-dessus, les feuilles de ferrite 11 à 14 portent quatre motifs conducteurs, mais leur nombre est indéfini et ainsi il peut y en avoir un nombre correspondant à une inductance ou un courant admissible désiré du transformateur feuilleté. De même, les motifs conducteurs lla à 14a formés sur les feuilles de ferrite 11 à 14 peuvent avoir différentes configurations et notamment la forme d'un arc de cercle comme cela est représenté à la figure 4, et il est également possible de prévoir des prises intermédiaires sur le primaire et sur le secondaire. 2D De plus, dans les cas o le transformateur feuilleté est utilisé comme transformateur à large bande, tel qu'un transformateur de symétriseur d'antenne, les motifs conducteurs ont des dimensions modifiées en ce qui concerne leur largeur ainsi que l'intervalle entre eux, 34 ce qui permet d'obtenir l'impédance caractéristique désirée. La description des formes de réalisation de l'invention donnée ci-dessus ne l'est qu'à titre d'exemple et n'est pas limitative de l'invention, la portée de celle-ci étant définie par les revendications annexées. 9 2604287 REVENDICATIONS 1) Transformateur feuilleté comprenant une pluralité de feuilles de ferrite sur la surface desquelles sont formés des motifs conducteurs et qui sont cuites au four pour être mises sous la forme d'un corps fritté feuilleté, et une paire d'électrodes extérieures pour le primaire et une paire d'électrodes extérieures pour le secondaire, formées sur les faces extrêmes de ce corps fritté feuilleté, caractérisé en ce que le motif conducteur (lla, 12a, 13a, 14a) formé sur chaque feuille (11, 12, 13, 14) de ferrite est utilisé aussi bien pour le primaire que pour le secondaire, le motif conducteur (lla, 13a) utilisé pour le primaire étant connecté électriquement a l'une de ses extrémités à l'une des électrodes extérieures (17) du primaire et, à l'autre extrémité, à l'autre électrode extérieure (18) du primaire, le motif conducteur (12a, 14a) utilisé pour le secondaire étant connecté électriquement à l'une de ses extrémités à l'une des électrodes extérieures (19) du secondaire et, à l'autre extrémité, à l'autre électrode extérieure (20) du secondaire. 2) Transformateur feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles (11, 13) de ferrite sur lesquelles les motifs conducteurs (11la, 13a) utilisés pour le primaire sont formés et les feuilles (12, 14) de ferrite sur lesquelles les motifs conducteurs (12a, 14a) utilisés pour le secondaire sont formés, sont superposés alternativement les unes sur les fl autres. 3) Transformateur feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des feuilles (11, 12, 13, 14) de ferrite est rectangulaire et chacun des motifs conducteurs (lla, 12a, 13a, 14a) formés sur la surface de ces feuilles de ferrite comprend un motif conducteur rectiligne et des électrodes de sortie 2604287 (11b, 11c, 12b, 12c, 13b, 13c, 14b, 14c) disposées en deux coins de la feuille de ferrite et connectées aux deux extrémités du motif conducteur. 4) Transformateur feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles (11,...) de ferrite sont rectangulaires et chacun des motifs conducteurs (11a,...) formés sur la surface des feuilles de ferrite comprend un motif conducteur en forme d'arc de cercle et des électrodes de sortie (11b, 11c,...) disposées en deux coins de la feuille de ferrite et connectées aux deux extrémités du motif conducteur. 2D