(57)【要約】      （修正有）【課題】遮蔽層を追加せずに、ノイズ軽減効果を達成することができる、小型で、低コストの変圧器を提供する。【解決手段】変圧器９０は、一次巻線ユニット９２と、二次巻線ユニット９４と、磁気コア９６と、を具備する。一次巻線ユニット９２は、第１入力一次巻線部９２２と、第１遮蔽巻線部９２４と、を備え、第１入力一次巻線部は、少なくとも１つのスイッチ素子と電気的に接続し、第１遮蔽巻線部と電気的に接続する。二次巻線ユニット９４は、一次巻線ユニット９２と誘導結合し、第１遮蔽巻線部９２４は、第１入力一次巻線部９２２と二次巻線ユニット９４との間に配置される。一次巻線ユニット９２及び二次巻線ユニット９４は、磁気コア９６に組み立てられる。【選択図】図２
2014229894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１遮蔽巻線部と、少なくとも１つのスイッチ素子と電気的に接続することに用いられ、前記第１遮蔽巻線部と電気的に接続する第１入力一次巻線部と、を備える一次巻線ユニットと、
前記一次巻線ユニットと誘導結合することに用いられており、前記第１入力一次巻線部との間に前記第１遮蔽巻線部が配置される二次巻線ユニットと、
前記一次巻線ユニット及び前記二次巻線ユニットが組み立てられる磁気コアと、
を具備する変圧器。
【請求項２】
前記第１遮蔽巻線部は、少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板を更に含み、前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる請求項１に記載の変圧器。
【請求項３】
前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項２に記載の変圧器。
【請求項４】
前記第１入力一次巻線部は、前記第１遮蔽巻線部と重なって配置される複数の一次巻線回路基板を更に含む請求項１に記載の変圧器。
【請求項５】
前記一次巻線ユニットは、
第２入力一次巻線部と、第２遮蔽巻線部と、を更に備え、前記第２遮蔽巻線部は、前記第２入力一次巻線部と前記二次巻線ユニットとの間に配置され、前記第１遮蔽巻線部及び前記第２遮蔽巻線部は、前記二次巻線ユニットの対向する両側に配置され、前記第１入力一次巻線部、前記第２入力一次巻線部、前記第１遮蔽巻線部、前記第２遮蔽巻線部が電気的に接続される請求項１に記載の変圧器。
【請求項６】
前記第１遮蔽巻線部及び前記第２遮蔽巻線部は、それぞれ少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板を含み、前記第１遮蔽巻線部の前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板及び前記第２遮蔽巻線部の前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる請求項５に記載の変圧器。
【請求項７】
前記第１遮蔽巻線部の前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板及び前記第２遮蔽巻線部の前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項６に記載の変圧器。
【請求項８】
前記第１入力一次巻線部は、前記第１遮蔽巻線部と重なって配置される複数の第１一次巻線回路基板を更に含み、前記第２入力一次巻線部は、前記第２遮蔽巻線部と重なって配置される複数の第２一次巻線回路基板を更に含む請求項５に記載の変圧器。
【請求項９】
第１遮蔽巻線回路基板を有する複数の第１一次巻線回路基板と、
前記複数の第１一次巻線回路基板と重なって配置される少なくとも１つの二次巻線回路基板と、
前記複数の第１一次巻線回路基板と前記少なくとも１つの二次巻線回路基板が共に組み立てられる磁気コアと、
を具備し、
前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられ、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板に近接する変圧器。
【請求項１０】
前記静的ノードは、アース端及び直流母線のいずれかである請求項９に記載の変圧器。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの二次巻線回路基板から最も離れた前記複数の第１一次巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、少なくとも１つのスイッチ素子に電気的に接続されることに用いられ、前記複数の第１一次巻線回路基板の巻線リード線は、前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する請求項９に記載の変圧器。
【請求項１２】
前記第１遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項９に記載の変圧器。
【請求項１３】
前記複数の第１一次巻線回路基板に対して重なって配置される複数の第２一次巻線回路基板を更に具備し、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板は、前記複数の第１一次巻線回路基板と前記複数の第２一次巻線回路基板との間に重なって配置される請求項９に記載の変圧器。
【請求項１４】
前記複数の第２一次巻線回路基板は、
巻線リード線が前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板に近接する第２遮蔽巻線回路基板を含み、前記第１遮蔽巻線回路基板と前記第２遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続され、前記複数の第２一次巻線回路基板の巻線リード線は、前記第２遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する請求項１３に記載の変圧器。
【請求項１５】
前記第１遮蔽巻線回路基板及び前記第２遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項１４に記載の変圧器。
【請求項１６】
少なくとも１つの一次巻線回路基板と、
巻線リード線が静的ノードに電気的に接続されることに用いられ、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板に近接する第１遮蔽巻線回路基板を含み、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板と重なって配置される複数の第１二次巻線回路基板と、
前記複数の第１二次巻線回路基板と前記少なくとも１つの一次巻線回路基板が共に組み立てられる磁気コアと、
を具備する変圧器。
【請求項１７】
前記静的ノードは、アース端及び出力端のいずれかである請求項１６に記載の変圧器。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの一次巻線回路基板から最も離れた前記複数の第１二次巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、少なくとも１つのスイッチ素子に電気的に接続されることに用いられ、前記複数の第１二次巻線回路基板の巻線リード線は、前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する請求項１６に記載の変圧器。
【請求項１９】
前記第１遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項１６に記載の変圧器。
【請求項２０】
前記複数の第１二次巻線回路基板に対して重なって配置される複数の第２二次巻線回路基板を更に具備し、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板は、前記複数の第１二次巻線回路基板と前記複数の第２二次巻線回路基板との間に重なって配置され、
前記複数の第２二次巻線回路基板は、巻線リード線が前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板に近接する第２遮蔽巻線回路基板を有し、前記第１遮蔽巻線回路基板と前記第２遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続される請求項１６に記載の変圧器。
【請求項２１】
前記第１遮蔽巻線回路基板及び前記第２遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項２０に記載の変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器に関し、特に、遮蔽巻線を有する変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源は、電力コンバータにおけるスイッチを通じてスイッチング動作を行って、電気エネルギーの伝達を制御する。しかしながら、スイッチのスイッチング動作により電磁ノイズが発生する可能性があり、即ち、電力コンバータは、動作している間に電力網又は隣接する設備にとってノイズ源となる。従って、環境が上記ノイズ源にひどく干渉されないように、各国政府及び関連の国際組織により電磁両立性（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ；ＥＭＣ）に関する規格が規定されている。
【０００３】
電磁ノイズは、コモンモードノイズとノーマルモードノイズを含み、コモンモードノイズを解決する方式としては、主に、ノイズ源の削減、ノイズ伝送経路の切断の２つがある。電力コンバータにおける変圧器としていえば、変圧器の一次巻線と二次巻線により結合容量が形成されるが、一般的には、スイッチング電源は、主に変圧器における結合容量によりコモンモードノイズに対する伝導干渉を生じる。
【０００４】
スイッチング電源の回路に逆位相の２つのノイズが存在する場合、上記結合容量の大きさを変えることで、一次回路と二次回路によるコモンモードノイズを互いに相殺させて、更に全体のコモンモードノイズを削減することができる。
【０００５】
変圧器の一次巻線と二次巻線との間に遮蔽層を加え又は補償容量を追加することで、上記結合容量の大きさを変えることができる。しかしながら、補償容量を追加するには、追加コストを増加する必要があり、また、一次回路と二次回路によるコモンモードノイズのバランスが正確に取りにくい。従って、変圧器の一次巻線と二次巻線との間に遮蔽層を加えるやり方がよく見られている。
【０００６】
しかしながら、変圧器の一次巻線と二次巻線との間に遮蔽層を加えると、この方式により一次巻線と二次巻線との距離が大きくなり、変圧器の漏れインダクタンスが増加することがある。なお、遮蔽層の追加により、変圧器のサイズが大きくなり、コストが増加するようにもなる。
【０００７】
上記をまとめると、前記欠陥と不足を解決するという、今まで解決されていないニーズが本技術分野に存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、変圧器に関し、これにより、変圧器に遮蔽層を追加する必要があることによる問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、変圧器に関する。上記変圧器は、一次巻線ユニットと、二次巻線ユニットと、磁気コアと、を具備する。一次巻線ユニットは、第１入力一次巻線部と、第１遮蔽巻線部と、を備え、第１入力一次巻線部は、少なくとも１つのスイッチ素子と電気的に接続することに用いられ、第１遮蔽巻線部と電気的に接続する。二次巻線ユニットは、一次巻線ユニットと誘導結合することに用いられており、第１遮蔽巻線部は、第１入力一次巻線部と二次巻線ユニットとの間に配置される。一次巻線ユニット及び二次巻線ユニットは、磁気コアに組み立てられる。
【００１０】
一実施例において、第１遮蔽巻線部は、少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板を更に含む。
【００１１】
別の実施例において、遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる。
【００１２】
次の実施例において、遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する。
【００１３】
更に他の実施例において、第１遮蔽巻線部は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる。
【００１４】
一実施例において、上記第１入力一次巻線部は、第１遮蔽巻線部と重なって配置される複数の一次巻線回路基板を更に含む。
【００１５】
別の実施例において、一次巻線ユニットは、第２入力一次巻線部と、第２遮蔽巻線部と、を更に備える。第２遮蔽巻線部は、第２入力一次巻線部と二次巻線ユニットとの間に配置され、第１遮蔽巻線部及び第２遮蔽巻線部は、二次巻線ユニットの対向する両側に配置され、前記第１入力一次巻線部、前記第２入力一次巻線部、前記第１遮蔽巻線部、前記第２遮蔽巻線部が電気的に接続する。
【００１６】
次の実施例において、第１遮蔽巻線部及び第２遮蔽巻線部は、それぞれ少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板を含む。
【００１７】
更に他の実施例において、第１遮蔽巻線部の遮蔽巻線回路基板及び第２遮蔽巻線部の遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる。
【００１８】
一実施例において、遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する。
【００１９】
別の実施例において、第１遮蔽巻線部及び第２遮蔽巻線部の何れか一方は、静的ノードに電気的に接続される。
【００２０】
一実施例において、上記第１入力一次巻線部は、第１遮蔽巻線部と重なって配置される複数の第１一次巻線回路基板を更に含み、上記第２入力一次巻線部は、第２遮蔽巻線部と重なって配置される複数の第２一次巻線回路基板を更に含む。
【００２１】
本発明の別の態様は、変圧器に関する。上記変圧器は、複数の第１一次巻線回路基板と、少なくとも１つの二次巻線回路基板と、磁気コアと、を具備する。上記第１一次巻線回路基板は、第１遮蔽巻線回路基板を有する。上記少なくとも１つの二次巻線回路基板が上記第１一次巻線回路基板と重なって配置され、第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられ、上記少なくとも１つの二次巻線回路基板に近接する。上記第１一次巻線回路基板と上記少なくとも１つの二次巻線回路基板が共に磁気コアに組み立てられる。
【００２２】
一実施例において、上記少なくとも１つの二次巻線回路基板から最も離れた上記第１一次巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、少なくとも１つのスイッチ素子に電気的に接続されることに用いられる。
【００２３】
別の実施例において、第１遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する。
【００２４】
次の実施例において、上記静的ノードは、アース端及び直流母線のいずれかである。
【００２５】
一実施例において、第１一次巻線回路基板の巻線リード線は、第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、少なくとも１つの二次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する。
【００２６】
更に他の実施例において、変圧器は、複数の第２一次巻線回路基板を更に具備する。上記第２一次巻線回路基板は、上記第１一次巻線回路基板に対して重なって配置され、上記少なくとも１つの二次巻線回路基板は、上記第１一次巻線回路基板と上記第２一次巻線回路基板との間に重なって配置される。
【００２７】
一実施例において、上記第２一次巻線回路基板は、第２遮蔽巻線回路基板を有する。第２遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、上記少なくとも１つの二次巻線回路基板に近接し、第１遮蔽巻線回路基板及び第２遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続される。
【００２８】
一実施例において、第２一次巻線回路基板の巻線リード線は、第２遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、少なくとも１つの二次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する。
【００２９】
一実施例において、第１遮蔽巻線回路基板及び第２遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する。
【００３０】
別の実施例において、上記静的ノードは、アース端及び直流母線のいずれかである。
【００３１】
本発明の更に他の態様は、変圧器に関する。上記変圧器は、一次巻線ユニットと、二次巻線ユニットと、磁気コアと、を具備する。二次巻線ユニットは、一次巻線ユニットと誘導結合することに用いられており、第１二次巻線部と、第１遮蔽巻線部と、を備え、第１二次巻線部は、第１遮蔽巻線部と電気的に接続し、第１遮蔽巻線部は、第１二次巻線部と一次巻線ユニットとの間に配置され、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる。一次巻線ユニット及び二次巻線ユニットは、磁気コアに組み立てられる。
【００３２】
一実施例において、第１遮蔽巻線部は、少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板を更に含む。
【００３３】
別の実施例において、上記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、アース端及び出力端のいずれかに電気的に接続されることに用いられる。
【００３４】
更に他の実施例において、第１二次巻線部は、第１遮蔽巻線部と重なって配置される複数の二次巻線回路基板を更に含む。
【００３５】
本発明の別の態様は、変圧器に関する。この変圧器は、少なくとも１つの一次巻線回路基板と、複数の第１二次巻線回路基板と、磁気コアと、を具備する。第１二次巻線回路基板は、少なくとも１つの一次巻線回路基板と重なって配置される第１遮蔽巻線回路基板を有し、第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられ、少なくとも１つの一次巻線回路基板に近接する。第１二次巻線回路基板と少なくとも１つの一次巻線回路基板が共に磁気コアに組み立てられる。
【００３６】
一実施例において、上記少なくとも１つの一次巻線回路基板から最も離れた第１二次巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、少なくとも１つのスイッチ素子に電気的に接続されることに用いられる。
【００３７】
別の実施例において、第１遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する。
【００３８】
次の実施例において、静的ノードは、アース端及び出力端のいずれかである。
【００３９】
更に他の実施例において、第１二次巻線回路基板の巻線リード線は、第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、少なくとも１つの一次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する。
【００４０】
一実施例において、変圧器は、複数の第２二次巻線回路基板を更に具備する。第２二次巻線回路基板は、第１二次巻線回路基板に対して重なって配置され、少なくとも１つの一次巻線回路基板は、第１二次巻線回路基板と第２二次巻線回路基板との間に重なって配置される。第２二次巻線回路基板は、第２遮蔽巻線回路基板を含む。第２遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、少なくとも１つの一次巻線回路基板に近接し、第１遮蔽巻線回路基板及び第２遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続される。
【００４１】
次の実施例において、第１遮蔽巻線回路基板及び第２遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する。
【発明の効果】
【００４２】
上記の実施例から分かるように、本発明の実施例に示す変圧器を採用すれば、遮蔽層を追加せずに、ノイズ軽減の効果を達成することができるため、小型で、低コストの変圧器になる。なお、追加の遮蔽層を必要としない変圧器の設計により、一次巻線ユニットと二次巻線ユニットとの間の距離を小さくし、更に変圧器の漏れインダクタンスを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。
【図２】本発明の別の実施例による変圧器を示す分解模式図である。
【図３】本発明の実施例による変圧器のフライバックコンバータへの適用及びノイズ測定回路を示す模式図である。
【図４Ａ】本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。
【図４Ｂ】本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。
【図４Ｃ】本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。
【図５】本発明の別の実施例による変圧器を示す分解模式図である。
【図６】本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。
【図７】本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明について、ここでは、添付図面を参考して下記のようにより十分に説明し、添付図面には本発明の実施例が示される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形式で実現できるが、本明細書に示す実施例に限定されるわけではない。逆に、これらの実施例は、本明細書をより詳細かつ完全にして、本発明の範囲を当業者に十分伝えるために提供するものである。同一の参照番号は、明細書全体を通して同一の素子を指す。
【００４５】
本明細書で使用される用語は、所定の実施例を説明することのみを目的とし、本発明を限制することを意図しない。単数形式の「一」、「この」及び「当該」は、本明細書で使用されるように、同様に複数形式も含む。「含有」、「含む」又は「有する」という用語は、本明細書で使用される場合、述べられた特徴、部位、整数、ステップ、動作、素子及び／又は部品の存在を詳しく例示するが、他の特徴、部位、整数、ステップ、動作、素子、部品及び／又はその群の１つ以上の存在又は添加を排除しないことは、更に理解されるべきである。
【００４６】
特別に定義がない限り、本明細書で使用された全ての用語（技術と科学用語を含む）は、当業者による一般的な理解と同じ意味である。例えば、広く用いられる辞書に定義される用語は、本発明及び関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有することと理解されるべきであり、本明細書で明確に定義されない限り、理想的又はあまり文字通りの意味で解釈してはいけないことは、更に理解されるべきである。
【００４７】
図１は、本発明の一実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。変圧器１０は、一次巻線ユニット１２と、二次巻線ユニット１４と、磁気コア１６と、を具備する。一次巻線ユニット１２は、入力一次巻線部１２０と、遮蔽巻線部１２４と、を備え、入力一次巻線部１２０は、少なくとも１つのスイッチ素子（図３に示すようなスイッチ素子１０４）と電気的に接続することに用いられ、遮蔽巻線部１２４と電気的に接続する。二次巻線ユニット１４は、一次巻線ユニット１２と誘導結合することに用いられ、遮蔽巻線部１２４は、入力一次巻線部１２０と二次巻線ユニット１４との間に配置される。一次巻線ユニット１２及び二次巻線ユニット１４は、磁気コア１６に組み立てられる。
【００４８】
本実施例において、入力一次巻線部１２０は、複数の一次巻線回路基板（ｗｉｎｄｉｎｇ  ＰＣＢ）１２２ａ及び１２２ｂを含み、一次巻線回路基板１２２ａ及び１２２ｂは、遮蔽巻線部１２４と重なって配置され、それぞれ巻線リード線（ｔｒａｃｅ）１２２２を有する。
【００４９】
なお、遮蔽巻線部１２４は、一次巻線回路基板１２２ｂと二次巻線ユニット１４との間に配置される遮蔽巻線回路基板１２４ａを含み、遮蔽巻線回路基板１２４ａは、一周りの巻線リード線１２４２を有し、巻線リード線１２４２は、静的ノード（例えば、電圧ジャンプを有しないノード又は端点）に電気的に接続されることに用いられる。
【００５０】
次に、二次巻線ユニット１４は、一次巻線回路基板１２２ａ及び１２２ｂと重なって配置される複数の二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄを備え、二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄは、それぞれ巻線リード線１４２２を有する。また、遮蔽巻線回路基板１２４ａは、二次巻線回路基板１４２ａに近接する。
【００５１】
図１に示す実施例において、一次巻線回路基板１２２ａ及び１２２ｂの巻線リード線１２２２は、遮蔽巻線回路基板１２４ａの巻線リード線１２４２と電気的に接続し、二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄの少なくとも１つの巻線リード線１４２２と誘導結合する。
【００５２】
図２は、本発明の別の実施例による変圧器を示す分解模式図である。変圧器９０は、一次巻線ユニット９２と、二次巻線ユニット９４と、磁気コア９６と、を具備する。一次巻線ユニット９２は、一次巻線回路基板９２２と、遮蔽巻線回路基板９２４と、を備える。二次巻線ユニット９４は、二次巻線回路基板９４２を備え、一次巻線ユニット９２と誘導結合する。遮蔽巻線回路基板９２４は、一次巻線回路基板９２２と二次巻線回路基板９４２との間に配置され、巻線リード線９２４２を有する。
【００５３】
一次巻線ユニット９２及び二次巻線ユニット９４は、磁気コア９６に組み立てられ、より具体的に説明すれば、磁気コア９６は、磁気コア上部９６ａ及び磁気コア下部９６ｂを備え、一次巻線ユニット９２及び二次巻線ユニット９４は、磁気コア上部９６ａと磁気コア下部９６ｂとの間に固定され、磁気コア上部９６ａと磁気コア下部９６ｂの両者が組み合わされた場合に、磁気コア９６に嵌合される。
【００５４】
実際の作業上、図２に示すように、一次巻線回路基板９２２、遮蔽巻線回路基板９２４、二次巻線回路基板９４２は、１枚の多層回路基板にプレス成形される。説明すべきなのは、図１に示す変圧器１０は、本実施例に示す変圧器９０と同じような組立構成で組立を行うことができるため、以下、繰り返して説明しない。
【００５５】
図３は、本発明の実施例による変圧器のフライバックコンバータ（ｆｌｙｂａｃｋ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）への適用及びノイズ測定回路を示す模式図である。本発明の実施例に示す変圧器は、図３に示す変圧器２０の応用に限定されない。つまり、当業者であれば、実際のニーズに応じて、本発明の精神に従って本発明の実施例に示す変圧器をフィードフォワード（ｆｅｅｄ−ｆｏｒｗａｒｄ）コンバータ、降圧（ｂｕｃｋ）コンバータ、昇圧（ｂｏｏｓｔ）コンバータ、昇降圧（ｂｕｃｋ−ｂｏｏｓｔ）コンバータ、ＬＬＣ共振コンバータ又は他の類似のコンバータに適用することができる。
【００５６】
図３に示すように、回線インピーダンス安定化ネットワーク（ｌｉｎｅ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｎｅｔｗｏｒｋ；ＬＩＳＮ）１０２は、よく装置から生じたノイズの測定に用いられ、本実施例において、変圧器２０に適用されるフライバックコンバータから生じたノイズを測定する。本実施例に示す変圧器２０において、一次巻線ユニット２２は、一端が動的ノードＰ（動作時電圧ジャンプを有するノード）を通じてスイッチ素子１０４と接続し、他端が静的ノードＳを通じて容量素子Ｃｉｎと接続し、一次巻線ユニット２２と二次巻線ユニット２４との間に結合容量Ｃｐｓがある。動的ノードＰは、スイッチ素子１０４によるスイッチング動作により激しい電圧変化を有するようになるが、静的ノードＳは、容量素子Ｃｉｎと接続して、安定電圧を有する。
【００５７】
図３に示す回路に合わせた図１に示す変圧器１０を例にして、遮蔽巻線部１２４は、図３に示す静的ノードＳに電気的に接続される。より具体的に説明すれば、遮蔽巻線部１２４の遮蔽巻線回路基板１２４ａ上の巻線リード線１２４２は、静的ノードＳに電気的に接続される。入力一次巻線部１２０は、一次巻線回路基板１２２ａ及び１２２ｂ上の巻線リード線のいずれかを通じて、図３に示すスイッチ素子１０４と電気的に接続する。従って、遮蔽巻線部１２４は、入力一次巻線部１２０と比べて、安定電圧を有する。従って、遮蔽巻線部１２４は、入力一次巻線部１２０と二次巻線ユニット１４との間に遮蔽層を追加せずに、遮蔽効果を提供することができる。
【００５８】
説明すべきなのは、一次巻線回路基板１２２ａ及び１２２ｂにおいて、一次巻線回路基板１２２ａは、二次巻線回路基板１４２ａから最も離れているため、一次巻線回路基板１２２ａ上の巻線リード線がスイッチ素子１０４と電気的に接続することで、動的ノードを二次巻線ユニット１４から最も離れるようにして、一次巻線ユニット１２から二次巻線ユニット１４に伝達されたノイズを軽減させることができる。
【００５９】
また、図３に示す静的ノードＳは、容量素子Ｃｉｎと接続することに限定されない。例としては、本発明の実施例に示す変圧器がＬＬＣ共振コンバータに適用される場合に、変圧器の遮蔽巻線部又は遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードＳを通じてアース端（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ）と接続することができる。他の実施例において、変圧器の遮蔽巻線部又は遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードＳを通じて直流電源母線（ｂｕｓ）と接続してもよい。
【００６０】
以下、図３によって本発明の実施例に示す変圧器のノイズの伝送経路を説明する。スイッチ素子１０４のスイッチング動作に対応して、一次回路のノイズ源Ｖｐは、ノイズを生じ、結合容量Ｃｐｓを通じて二次回路に伝達した後、アース線によって回線インピーダンス安定化ネットワーク（ｌｉｎｅ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｎｅｔｗｏｒｋ；ＬＩＳＮ）１０２に入力する。その同時に、二次回路のノイズ源Ｖｓは、ノイズを生じた後、回線インピーダンス安定化ネットワーク（ｌｉｎｅ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｎｅｔｗｏｒｋ；ＬＩＳＮ）１０２に入力して、一次回路のノイズ源Ｖｐから生じたノイズと二次回路のノイズ源Ｖｓから生じたノイズの経路方向が相補的となる。従って、結合容量Ｃｐｓを調整することで、一次回路と二次回路が互いに結合されるノイズの相対強度を変えることができる。
【００６１】
結合容量Ｃｐｓが最大となる場合に、一次巻線ユニット２２の電圧変化が最も強いため、一次回路のノイズ源Ｖｐから生じたノイズが二次回路によるノイズに結合される強度が最も強い。結合容量Ｃｐｓが最小となる場合に、一次巻線ユニット１２によるノイズが完全に遮蔽されるため、二次回路のノイズ源Ｖｓから生じたノイズが一次回路によるノイズに結合される強度が最も強い。従って、適当な結合容量Ｃｐｓの値である場合に、一次回路と二次回路が互いに結合されるノイズの強度を近づけて互いに相殺させて、更に全体のノイズを軽減させることができる。
【００６２】
図１に示す変圧器１０を例にして、遮蔽巻線回路基板１２４ａは、入力一次巻線部１２０と二次巻線ユニット１４との間に遮蔽効果を提供するため、巻線リード線１２４２の線径を調整することで、更に一次巻線ユニット１２と二次巻線ユニット１４との間の結合容量（例えば、図３に示す結合容量Ｃｐｓ）を変えて、一次回路と二次回路が互いに結合されるノイズを互いに相殺させて、更に全体のノイズを軽減させることができる。
【００６３】
具体的に説明すれば、遮蔽巻線回路基板１２４ａ上の巻線リード線１２４２は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、巻線リード線１２４２に最小の面積を占めさせて遮蔽効果を最小にし、一次巻線ユニット１２と二次巻線ユニット１４との間の結合容量を最大にすることができる。これに対して、遮蔽巻線回路基板１２４ａ上の巻線リード線１２４２は、変圧器１０の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有し、巻線リード線１２４２に最大面積を占めさせて遮蔽効果を最大にし、一次巻線ユニット１２と二次巻線ユニット１４との間の結合容量を最小にすることができる。巻線リード線１２４２の線径は、実際のニーズ（例えば、変圧器の設計仕様）に応じて上記の範囲で調整されることができ、全体のノイズが対応して最小に調整されることが可能である。
【００６４】
上記の実施例から分かるように、本発明の実施例に示す変圧器を採用すれば、遮蔽層を追加せずに、ノイズ軽減の効果を達成することができるため、小型で、低コストの変圧器になり、本発明の技術を適用した平面変圧器は、大量に生産されることができ、生産コストが削減される。
【００６５】
なお、追加の遮蔽層を必要としない変圧器の設計により、一次巻線ユニットと二次巻線ユニットとの間の距離を小さくし、更に変圧器の漏れインダクタンスを小さくすることができる。例としては、一次巻線ユニットが２４周りの巻線リード線を有し、二次巻線ユニットが４周りの巻線リード線を有する場合に、遮蔽層を増加する従来のやり方と比べて、本発明の実施例に示す変圧器の漏れインダクタンスは、約２５％減ることが可能であり、コストは、約２０％減ることが可能である。
【００６６】
図４Ａは、本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。図１と比べて、変圧器３０ａは、サンドイッチ構造の平面変圧器となり、同様に一次巻線ユニット３２と、二次巻線ユニット３４と、磁気コア３６と、を具備する。図４Ａに示すように、二次巻線ユニット３４の上方に位置する入力一次巻線部３２０ａ及び遮蔽巻線回路基板３２４６を含む遮蔽巻線部３２４ａの以外、一次巻線ユニット３２は、更に、二次巻線ユニット３４の下方に位置する入力一次巻線部３２０ｂと、遮蔽巻線回路基板３２４８を含む別の遮蔽巻線部３２４ｂと、を備え、入力一次巻線部３２０ａ、遮蔽巻線部３２４ａ、遮蔽巻線部３２４ｂ、入力一次巻線部３２０ｂが電気的に接続する（即ち、入力一次巻線部３２０ａ、遮蔽巻線部３２４ａ、遮蔽巻線部３２４ｂ、入力一次巻線部３２０ｂ上の巻線リード線が電気的に直列接続する）。上記別の遮蔽巻線部３２４ｂは、入力一次巻線部３２０ｂと二次巻線ユニット３４との間に配置され、変圧器３０ａの２つの遮蔽巻線部３２４ａ及び３２４ｂは、それぞれ二次巻線ユニット３４の対向する両側に配置される。
【００６７】
本実施例において、変圧器３０ａの２つの遮蔽巻線部３２４ａ及び３２４ｂの１つは、静的ノード（図３に示すような静的ノードＳ）に電気的に接続されることに用いられ、２つの遮蔽巻線部３２４ａと３２４ｂが互いに電気的に接続する。
【００６８】
一実施例において、変圧器３０ａの２つの遮蔽巻線部３２４ａ及び３２４ｂは、それぞれ遮蔽巻線回路基板３２４６及び３２４８を含み、遮蔽巻線回路基板３２４６及び３２４８にそれぞれ巻線リード線３２４２ａ及び３２４２ｂを有する。同様に、遮蔽巻線回路基板３２４６の巻線リード線３２４２ａ及び遮蔽巻線回路基板３２４８の巻線リード線３２４２ｂは、静的ノードに電気的に接続されることに用いられることができる。より具体的に説明すれば、巻線リード線３２４２ａ及び３２４２ｂの１つは、変圧器外部の直流電源母線と電気的に接続し、変圧器外部のアース端等に接続されてもよい。
【００６９】
入力一次巻線部３２０ａは、遮蔽巻線部３２４ａの遮蔽巻線回路基板３２４６と重なって配置される一次巻線回路基板３２２ａ及び３２２ｂを更に含む。同じように、入力一次巻線部３２０ｂは、遮蔽巻線部３２４ｂの遮蔽巻線回路基板３２４８と重なって配置される一次巻線回路基板３２２ｃ及び３２２ｄを更に含む。実際の作業上、一次巻線回路基板３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ及び３２２ｄ、遮蔽巻線回路基板３２４６、３２４８及び二次巻線ユニット３４における巻線回路基板（図４Ａに示すような二次巻線回路基板３４２）は、重なって１枚の多層回路基板にプレス成形されることができる。
【００７０】
図４Ａに示す実施例において、遮蔽巻線回路基板３２４６及び３２４８上の巻線リード線３２４２ａ及び３２４２ｂは、変圧器３０ａの窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有し、変圧器３０ａの一次巻線ユニット３２と二次巻線ユニット３４との間の結合容量を最小にする。
【００７１】
図４Ｂは、本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。図４Ａと比べて、遮蔽巻線回路基板３２４６及び３２４８上の巻線リード線３２４４ａ及び３２４４ｂは、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、変圧器３０ｂの一次巻線ユニット３２と二次巻線ユニット３４との間の結合容量を最大にする。
【００７２】
図４Ｃは、本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である。図４Ａ及び図４Ｂと比べて、遮蔽巻線回路基板３２４６及び３２４８上の巻線リード線３２４３ａ及び３２４３ｂの線径幅は、巻線リード線３２４２ａ（図４Ａに示す通り）と３２４４ａ（図４Ｂに示す通り）の線径幅の間に介在する。従って、巻線リード線３２４３ａ及び３２４３ｂの線径幅は、実際のニーズに応じて最大金属幅と最小金属幅の線径の間の範囲で調整されて、変圧器３０ｃの一次巻線ユニット３２と二次巻線ユニット３４との間の結合容量に所定値を持たせることができ、全体のノイズは、更に最小に調整されることができる。
【００７３】
例としては、図３の試験環境におけるＥＱ２５磁気コアを採用する変圧器としていえば、一次巻線ユニットが１４周りの巻線リード線を有し、二次巻線ユニットが２周りの巻線リード線を有する場合に、遮蔽巻線回路基板の巻線リード線が回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有する時、一次回路によるノイズが強く、回線インピーダンス安定化ネットワーク１０２によりノイズ強度がノイズ規格（例えば、Ｃｏｍｉｔe  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｐeｃｉａｌ  ｄｅｓ  Ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓ  Ｒａｄｉｏeｌｅｃｔｒｉｑｕｅｓ；ＣＩＳＰＲ国際無線干渉特別委員会が第２２章で定められる規格要求）に求められる強度６ｄＢを超えたと測定される。遮蔽巻線回路基板の巻線リード線が変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する場合、二次回路によるノイズが強く、回線インピーダンス安定化ネットワーク１０２によりノイズの強度がノイズ規格強度１０ｄＢを超えたと測定される。遮蔽巻線回路基板の巻線リード線の線径幅により一次回路と二次回路によるノイズのバランスが取れる場合、回線インピーダンス安定化ネットワーク１０２によりノイズの強度がノイズ規格強度８ｄＢより低いと測定され、本発明の技術を採用する変圧器がノイズを軽減させ、周りの設備に干渉を与えないようにすることができることが説明されている。
【００７４】
説明すべきなのは、図４Ａ〜図４Ｃに示す遮蔽巻線回路基板の巻線リード線の線径の変化状況は、本発明の実施例に示す他の変圧器（例えば、図２に示した巻線リード線９２４２の線径幅）に適用されることもできるが、図４Ａ〜図４Ｃに示す変圧器に限定されない。
【００７５】
図５は、本発明の別の実施例による変圧器を示す分解模式図である。変圧器４０は、一次巻線ユニット４２と、二次巻線ユニット４４と、磁気コア４６（磁気コア上部４６ａ及び磁気コア下部４６ｂを備える図５に示すような磁気コア４６）と、を具備する。一次巻線ユニット４２は、一次巻線回路基板４２２ａと、一次巻線回路基板４２２ｂと、遮蔽巻線回路基板４２４と、を備える。二次巻線ユニット４４は、二次巻線回路基板４４２を備え、一次巻線ユニット４２と誘導結合することに用いられる。遮蔽巻線回路基板４２４は、一次巻線回路基板４２２ａと二次巻線回路基板４４２との間に配置されており、巻線リード線４２４２を有し、直流母線と接続することに用いられる。一次巻線ユニット４２及び二次巻線ユニット４４は、磁気コア４６の磁気コア上部４６ａ及び磁気コア下部４６ｂに組み立てられる。
【００７６】
図４Ａ〜図４Ｃに示す実施例と比べて、一次巻線回路基板４２２ｂと二次巻線回路基板４４２との間に遮蔽巻線回路基板が配置されていない。つまり、本発明の実施例に示す変圧器は、遮蔽巻線部（又は遮蔽巻線回路基板）を対称的に配置しなくても、変圧器全体のノイズを軽減させることができ、変圧器の設計により多くの柔軟性を持たせる。
【００７７】
本発明の別の態様は、変圧器に関する。説明の便宜上、下記の実施例では、図１に示す変圧器１０を図３に示すフライバックコンバータに適用して記述するが、これに限定されない。
【００７８】
変圧器１０は、複数の一次巻線回路基板と、二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄと、磁気コア１６と、を具備する。一次巻線回路基板は、遮蔽巻線回路基板１２４ａを含む。二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄは、上記一次巻線回路基板（一次巻線回路基板１２２ａ、１２２ｂと、遮蔽巻線回路基板１２４ａと、を含む）と重なって配置され、遮蔽巻線回路基板１２４ａの巻線リード線１２４２は、静的ノードＳ（図３に示す通り）に電気的に接続されることに用いられ、遮蔽巻線回路基板１２４ａは、二次巻線回路基板１４２ａに近接する。上記一次巻線回路基板（一次巻線回路基板１２２ａ、１２２ｂと、遮蔽巻線回路基板１２４ａと、を含む）と二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄが共に磁気コア１６に組み立てられる。
【００７９】
一実施例において、一次巻線回路基板１２２ａ、１２２ｂの巻線リード線１２２２は、遮蔽巻線回路基板１２４ａの巻線リード線１２４２と電気的に接続し、二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄの少なくとも１つの巻線リード線１４２２と誘導結合する。
【００８０】
実際の作業上、図１に示すように、一次巻線回路基板１２２ａ、１２２ｂ、遮蔽巻線回路基板１２４ａ、二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄは、１枚の多層回路基板にプレス成形される。
【００８１】
上記一次巻線回路基板において、二次巻線回路基板１４２ａから最も離れた一次巻線回路基板１２２ａの巻線リード線１２２２は、スイッチ素子１０４（図３に示すように）に電気的に接続されることに用いられ、動的ノードＰを二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄから最も離れるようにして、上記全ての一次巻線回路基板から二次巻線回路基板１４２ａ〜１４２ｄに伝達されたノイズを軽減させる。
【００８２】
一実施例において、遮蔽巻線回路基板１２４ａの巻線リード線１２４２は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられ、静的ノードは、アース端及び直流母線のいずれかであってよく、遮蔽巻線回路基板１２４ａに安定電圧を持たせて遮蔽効果の提供を可能にする。図３に示す実施例において、遮蔽巻線回路基板１２４ａの巻線リード線１２４２は、容量素子Ｃｉｎ、即ち直流母線に電気的に接続される。
【００８３】
別の実施例において、遮蔽巻線回路基板１２４ａ上の巻線リード線１２４２は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は変圧器１０の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有することができ、遮蔽巻線回路基板１２４ａ上の巻線リード線１２４２の線径幅を、上記２つの場合の間で調整することで、変圧器１０全体のノイズを軽減させることができる。巻線リード線１２４２は、図４Ａ〜図４Ｃに示す遮蔽巻線回路基板３２４６、３２４８の巻線リード線に類似し、以下、繰り返して説明しない。
【００８４】
図４Ａを参照する。図１に示す変圧器１０と比べて、二次巻線回路基板３４２の上方に位置する一次巻線回路基板３２２ａ〜３２２ｂ及び遮蔽巻線回路基板３２４６の以外、変圧器３０ａは、二次巻線回路基板３４２の下方に位置する複数の一次巻線回路基板（一次巻線回路基板３２２ｃ、３２２ｄと、遮蔽巻線回路基板３２４８と、を含む）を更に具備し、二次巻線ユニット３４の上方に位置する一次巻線回路基板（一次巻線回路基板３２２ａ、３２２ｂと、遮蔽巻線回路基板３２４６と、を含む）に対して重なって配置し、複数の二次巻線回路基板３４２は、上方に位置する一次巻線回路基板（一次巻線回路基板３２２ａ、３２２ｂ及び遮蔽巻線回路基板３２４６）と下方に位置する一次巻線回路基板（一次巻線回路基板３２２ｃ、３２２ｄ及び遮蔽巻線回路基板３２４８）との間に重なって配置される。下方に位置する一次巻線回路基板は、遮蔽巻線回路基板３２４８を含み、遮蔽巻線回路基板３２４８の巻線リード線３２４２ｂは、遮蔽巻線回路基板３２４６の巻線リード線３２４２ａと電気的に接続し、遮蔽巻線回路基板３２４８と遮蔽巻線回路基板３２４６のいずれかの巻線リード線は、静的ノード（図３に示すような静的ノードＳ）に電気的に接続されることに用いられ、遮蔽巻線回路基板３２４８と遮蔽巻線回路基板３２４６の何れか一方は、二次巻線回路基板３４２に近接する。
【００８５】
一実施例において、一次巻線回路基板３２２ａ、３２２ｂの巻線リード線３２２２ａは、遮蔽巻線回路基板３２４６の巻線リード線３２４２ａと電気的に接続し、一次巻線回路基板３２２ｃ、３２２ｄの巻線リード線３２２２ｂは、遮蔽巻線回路基板３２４８の巻線リード線３２４２ｂと電気的に接続し、少なくとも１つの二次巻線回路基板３４２の巻線リード線と誘導結合する。
【００８６】
一実施例において、遮蔽巻線回路基板３２４６と３２４８の巻線リード線は、アース端及び直流母線のいずれかに電気的に接続されることに用いられ、遮蔽巻線回路基板３２４６と３２４８に安定電圧を持たせて遮蔽効果の提供を可能にする。
【００８７】
別の実施例において、遮蔽巻線回路基板３２４６と３２４８上の巻線リード線３２４２ａと３２４２ｂは、変圧器３０ａの窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有し、又は回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は実際のニーズに応じて最大金属幅と最小金属幅の線径範囲で巻線リード線３２４２ａと３２４２ｂの線径を設計することができる。遮蔽巻線回路基板の巻線リード線の線径の変化は、図４Ａ〜図４Ｃに示す通りであり、以下、繰り返して説明しない。
【００８８】
上記の実施例から分かるように、本発明の実施例に示す変圧器を採用すれば、遮蔽層を追加せずに、ノイズ軽減の効果を達成することができるため、小型で、低コストの変圧器になり、本発明の技術を適用した平面変圧器は、大量に生産されることができ、生産コストが削減される。
【００８９】
なお、追加の遮蔽層を必要としない変圧器の設計により、一次巻線ユニットと二次巻線ユニットとの間の距離を小さくし、更に変圧器の漏れインダクタンスを小さくすることができる。
【００９０】
例としては、一次巻線ユニットが２４周りの巻線リード線を有し、二次巻線ユニットが４周りの巻線リード線を有する場合に、遮蔽層を増加する従来のやり方と比べて、本発明の実施例に示す変圧器の漏れインダクタンスは、約２５％減ることが可能であり、コストは、約２０％減ることが可能である。
【００９１】
本発明の更に他の態様は、変圧器に関する。本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である図６を例にする。変圧器６０は、一次巻線ユニット６２と、二次巻線ユニット６４と、磁気コア６６と、を具備する。二次巻線ユニット６４は、一次巻線ユニット６２と誘導結合することに用いられる。上記実施例に示す変圧器と比べて、本実施例において、二次巻線ユニット６４は、二次巻線部６４０と、遮蔽巻線部６２４と、を備え、二次巻線部６４０は、遮蔽巻線部６２４と電気的に接続し、遮蔽巻線部６２４は、二次巻線部６４０と一次巻線ユニット６２との間に配置され、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる（例えば、図３に示す出力端、即ち容量素子Ｃｏｕｔの一端、又はアース端と接続する）。一次巻線ユニット６２及び二次巻線ユニット６４は、磁気コア６６に組み立てられ、一次巻線ユニット６２と二次巻線ユニット６４同士が誘導結合される。
【００９２】
また、遮蔽巻線部６２４は、遮蔽巻線回路基板６２４ａを更に含むが、これに限定されなく、複数の遮蔽巻線回路基板を含むことができる。
【００９３】
一実施例において、遮蔽巻線回路基板６２４ａは、巻線リード線６２４２を有し、巻線リード線６２４２は、アース端又は出力端に電気的に接続されることに用いられ、例えば、図３に示す容量素子Ｃｏｕｔに接続される。
【００９４】
別の実施例において、二次巻線部６４０は、遮蔽巻線部６２４と重なって配置される複数の二次巻線回路基板６２４ａ、６２４ｂ及び６２４ｃを更に含む。また、一次巻線ユニット６２は、複数の一次巻線回路基板６２２ａ、６２２ｂ及び６２２ｃを含む入力一次巻線部６２０を備える。
【００９５】
図６に示す変圧器６０の動作は、図１に示す変圧器１０の動作に類似し、以下、繰り返して説明しない。
【００９６】
本発明の別の態様は、変圧器に関する。図６を例にして、変圧器６０は、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃと、複数の二次巻線回路基板と、磁気コア６６と、を具備する。上記二次巻線回路基板としては、遮蔽巻線回路基板６２４ａと、二次巻線回路基板６４２ａ〜６４２ｃと、を含む。遮蔽巻線回路基板６２４ａ及び二次巻線回路基板６４２ａ〜６４２ｃは、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃと重なって配置され、遮蔽巻線回路基板６２４ａの巻線リード線６２４２は、静的ノード（図３に示すような静的ノードＳ）に電気的に接続されることに用いられ、遮蔽巻線回路基板６２４ａは、一次巻線回路基板６２２ｃに近接する。一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃと遮蔽巻線回路基板６２４ａ及び二次巻線回路基板６４２ａ〜６４２ｃが共に磁気コア６６に組み立てられる。
【００９７】
一実施例において、二次巻線回路基板６４２ａ〜６４２ｃの巻線リード線６４２２は、遮蔽巻線回路基板６２４ａの巻線リード線６２４２と電気的に接続し、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃの少なくとも１つの巻線リード線６２２２と誘導結合する。
【００９８】
実際の作業上、図６に示すように、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃ、遮蔽巻線回路基板６２４ａ、二次巻線回路基板６４２ａ〜６４２ｃは、１枚の多層回路基板にプレス成形される。
【００９９】
上記一次巻線回路基板において、一次巻線回路基板６２２ｃから最も離れた二次巻線回路基板６４２ｃの巻線リード線６４２２は、スイッチ素子に電気的に接続されて、上記全ての二次巻線回路基板から一次巻線回路基板に伝達されたノイズを軽減させることに用いられる。
【０１００】
一実施例において、遮蔽巻線回路基板６２４ａの巻線リード線６２４２が接続される静的ノードは、アース端及び出力端のいずれかであり、例えば、図３に示す出力コンデンサーＣｏｕｔの両端のいずれかである。これにより、遮蔽巻線回路基板６２４ａは、安定電圧を有し、遮蔽効果の提供が可能である。
【０１０１】
別の実施例において、遮蔽巻線回路基板６２４ａ上の巻線リード線６２４２は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は変圧器６０の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有することが可能であり、遮蔽巻線回路基板６２４ａ上の巻線リード線６２４２の線径幅を、上記２つの場合の間で調整することで、変圧器６０全体のノイズを軽減させることができる。巻線リード線６２４２は、図４Ａ〜図４Ｃに示す遮蔽巻線回路基板３２４６、３２４８の巻線リード線に類似し、以下、繰り返して説明しない。
【０１０２】
本発明の別の実施例による変圧器の構造配置を示す模式図である図７を参照する。変圧器７０は、二次巻線ユニット６４ａ、６４ｂと、磁気コア６６'と、を具備する。二次巻線ユニット６４ａは、二次巻線部６４０ａと、遮蔽巻線部６２４'と、を備え、二次巻線ユニット６４ｂは、二次巻線部６４０ｂと、遮蔽巻線部６２４''と、を備える。図６に示す変圧器６０と比べて、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃの下方に位置する二次巻線回路基板（遮蔽巻線回路基板６２４ａと、二次巻線回路基板６４２ａ〜６４２ｃと、を含む二次巻線回路基板）以外、変圧器７０は、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃの上方に位置する複数の二次巻線回路基板（二次巻線回路基板６４２ｄ〜６４２ｆと、遮蔽巻線回路基板６２４ｂと、を含む）を更に具備し、複数の二次巻線回路基板は、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃの下方に位置する二次巻線回路基板（遮蔽巻線回路基板６２４ａと、二次巻線回路基板６４２ａ〜６４２ｃと、を含む）に対して重なって配置され、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃは、上方に位置する二次巻線回路基板（二次巻線回路基板６４２ｄ〜６４２ｆ及び遮蔽巻線回路基板６２４ｂ）と下方に位置する二次巻線回路基板（遮蔽巻線回路基板６２４ａ及び二次巻線回路基板６４２ａ〜６４２ｃ）との間に重なって配置される。
【０１０３】
本実施例において、上方に位置する二次巻線回路基板は、二次巻線回路基板６４２ｄ〜６４２ｆと、遮蔽巻線回路基板６２４ｂと、を含み、遮蔽巻線回路基板６２４ｂの巻線リード線６２４２ｂは、遮蔽巻線回路基板６２４ａの巻線リード線６２４２ａと電気的に接続し、遮蔽巻線回路基板６２４ａと６２４ｂのいずれかの巻線リード線６２４２ａ又は６２４２ｂは、静的ノード（図３に示すような静的ノードＳ）に電気的に接続され、一次巻線回路基板６２２ａ又は６２２ｃに近接する。
【０１０４】
一実施例において、二次巻線回路基板６４２ａ〜６２４ｃの巻線リード線６４２２ａは、遮蔽巻線回路基板６２４ａの巻線リード線６２４２ａと電気的に接続し、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃの巻線リード線６２２２と誘導結合する。二次巻線回路基板６４２ｄ〜６２４ｆの巻線リード線６４２２ｂは、遮蔽巻線回路基板６２４ｂの巻線リード線６２４２ｂと電気的に接続し、一次巻線回路基板６２２ａ〜６２２ｃの巻線リード線６２２２と誘導結合する。
【０１０５】
一実施例において、遮蔽巻線回路基板６２４ａと６２４ｂの巻線リード線６２４２ａと６２４２ｂが接続される静的ノードは、アース端及び出力端のいずれかであってよく、例えば、図３に示す出力コンデンサーＣｏｕｔの両端のいずれかであってよく、遮蔽巻線回路基板６２４ａと６２４ｂに安定電圧を持たせて遮蔽効果の提供を可能にする。
【０１０６】
別の実施例において、遮蔽巻線回路基板６２４ａと６２４ｂ上の巻線リード線６２４２ａと６２４２ｂは、変圧器７０の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有し、又は回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は実際のニーズに応じて最大金属幅と最小金属幅の線径範囲で巻線リード線６２４２ａと６２４２ｂの線径を設計することができる。遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、図４Ａ〜図４Ｃに示す遮蔽巻線回路基板３２４６、３２４８の巻線リード線に類似し、以下、繰り返して説明しない。
【０１０７】
上記の実施例から分かるように、本発明の実施例に示す変圧器を採用すれば、遮蔽層を追加せずに、ノイズ軽減の効果を達成することができるため、小型で、低コストの変圧器になり、本発明の技術を適用した平面変圧器は、大量に生産されることができ、生産コストが削減される。
【０１０８】
なお、追加の遮蔽層を必要としない変圧器の設計により、一次巻線ユニットと二次巻線ユニットとの間の距離を小さくし、更に変圧器の漏れインダクタンスを小さくすることができる。
【０１０９】
本発明では、実施形態を前述の通りに開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【０１１０】
１０、２０、３０ａ〜３０ｃ、４０、６０、７０、９０  変圧器
１２、２２、３２、４２、６２、９２  一次巻線ユニット
１４、２４、３４、４４、６４、６４ａ、６４ｂ、９４  二次巻線ユニット
１６、３６、４６、６６、６６'、９６  磁気コア
４６ａ、４６ｂ、９６ａ、９６ｂ  磁気コア部
１２０、３２０ａ、３２０ｂ、６２０  入力一次巻線部
６４０、６４０ａ、６４０ｂ  二次巻線部
１２４、３２４ａ、３２４ｂ、６２４、６２４'、６２４''  遮蔽巻線部
１２２ａ、１２２ｂ、３２２ａ〜３２２ｄ、４２２ａ、４２２ｂ、６２２ａ〜６２２ｃ、９２２  一次巻線回路基板
１２４ａ、３２４６、３２４８、４２４、６２４ａ、６２４ｂ、９２４  遮蔽巻線回路基板
１４２ａ〜１４２ｄ、３４２、４４２、６４２ａ〜６４２ｆ、９４２  二次巻線回路基板
１２２２、１２４２、１４２２、３２２２ａ、３２２２ｂ、３２４２ａ、３２４２ｂ、３２４４ａ、３２４４ｂ、３２４３ａ、３２４３ｂ、４２４２、６２４２、６２４２ａ、６２４２ｂ、９２４２  巻線リード線
１０２  回線インピーダンス安定化ネットワーク
１０４  スイッチ素子
Ｖｐ、Ｖｓ  ノイズ源
Ｐ、Ｓ  ノード
Ｃｉｎ、Ｃｏｕｔ  コンデンサー
Ｃｐｓ  結合容量
【図１】
2014229894.tif 000003
【図２】
2014229894.tif 000004
【図３】
2014229894.tif 000005
【図４Ａ】
2014229894.tif 000006
【図４Ｂ】
2014229894.tif 000007
【図４Ｃ】
2014229894.tif 000008
【図５】
2014229894.tif 000009
【図６】
2014229894.tif 000010
【図７】
2014229894.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月7日(2014.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１遮蔽巻線部と、少なくとも１つのスイッチ素子と電気的に接続することに用いられ、前記第１遮蔽巻線部と電気的に接続する第１入力一次巻線部と、を備える一次巻線ユニットと、
前記一次巻線ユニットと誘導結合することに用いられており、前記第１入力一次巻線部との間に前記第１遮蔽巻線部が配置される二次巻線ユニットと、
前記一次巻線ユニット及び前記二次巻線ユニットが組み立てられる磁気コアと、
を具備し、
前記第１遮蔽巻線部は、少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板を更に含み、前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる、
変圧器。
【請求項２】
前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項１に記載の変圧器。
【請求項３】
前記第１入力一次巻線部は、前記第１遮蔽巻線部と重なって配置される複数の一次巻線回路基板を更に含む請求項１に記載の変圧器。
【請求項４】
前記一次巻線ユニットは、
第２入力一次巻線部と、第２遮蔽巻線部と、を更に備え、前記第２遮蔽巻線部は、前記第２入力一次巻線部と前記二次巻線ユニットとの間に配置され、前記第１遮蔽巻線部及び前記第２遮蔽巻線部は、前記二次巻線ユニットの対向する両側に配置され、前記第１入力一次巻線部、前記第２入力一次巻線部、前記第１遮蔽巻線部、前記第２遮蔽巻線部が電気的に接続される請求項１に記載の変圧器。
【請求項５】
前記第１遮蔽巻線部及び前記第２遮蔽巻線部は、それぞれ少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板を含み、前記第１遮蔽巻線部の前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板及び前記第２遮蔽巻線部の前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられる請求項４に記載の変圧器。
【請求項６】
前記第１遮蔽巻線部の前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板及び前記第２遮蔽巻線部の前記少なくとも１つの遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項５に記載の変圧器。
【請求項７】
前記第１入力一次巻線部は、前記第１遮蔽巻線部と重なって配置される複数の第１一次巻線回路基板を更に含み、前記第２入力一次巻線部は、前記第２遮蔽巻線部と重なって配置される複数の第２一次巻線回路基板を更に含む請求項４に記載の変圧器。
【請求項８】
第１遮蔽巻線回路基板を有する複数の第１一次巻線回路基板と、
前記複数の第１一次巻線回路基板と重なって配置される少なくとも１つの二次巻線回路基板と、
前記複数の第１一次巻線回路基板と前記少なくとも１つの二次巻線回路基板が共に組み立てられる磁気コアと、
を具備し、
前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続されることに用いられ、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板に近接する変圧器。
【請求項９】
前記静的ノードは、アース端及び直流母線のいずれかである請求項８に記載の変圧器。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの二次巻線回路基板から最も離れた前記複数の第１一次巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、少なくとも１つのスイッチ素子に電気的に接続されることに用いられ、前記複数の第１一次巻線回路基板の巻線リード線は、前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する請求項８に記載の変圧器。
【請求項１１】
前記第１遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項８に記載の変圧器。
【請求項１２】
前記複数の第１一次巻線回路基板に対して重なって配置される複数の第２一次巻線回路基板を更に具備し、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板は、前記複数の第１一次巻線回路基板と前記複数の第２一次巻線回路基板との間に重なって配置される請求項８に記載の変圧器。
【請求項１３】
前記複数の第２一次巻線回路基板は、
巻線リード線が前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板に近接する第２遮蔽巻線回路基板を含み、前記第１遮蔽巻線回路基板と前記第２遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続され、前記複数の第２一次巻線回路基板の巻線リード線は、前記第２遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの二次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する請求項１２に記載の変圧器。
【請求項１４】
前記第１遮蔽巻線回路基板及び前記第２遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項１３に記載の変圧器。
【請求項１５】
少なくとも１つの一次巻線回路基板と、
巻線リード線が静的ノードに電気的に接続されることに用いられ、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板に近接する第１遮蔽巻線回路基板を含み、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板と重なって配置される複数の第１二次巻線回路基板と、
前記複数の第１二次巻線回路基板と前記少なくとも１つの一次巻線回路基板が共に組み立てられる磁気コアと、
を具備する変圧器。
【請求項１６】
前記静的ノードは、アース端及び出力端のいずれかである請求項１５に記載の変圧器。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの一次巻線回路基板から最も離れた前記複数の第１二次巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、少なくとも１つのスイッチ素子に電気的に接続されることに用いられ、前記複数の第１二次巻線回路基板の巻線リード線は、前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板の巻線リード線と誘導結合する請求項１５に記載の変圧器。
【請求項１８】
前記第１遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項１５に記載の変圧器。
【請求項１９】
前記複数の第１二次巻線回路基板に対して重なって配置される複数の第２二次巻線回路基板を更に具備し、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板は、前記複数の第１二次巻線回路基板と前記複数の第２二次巻線回路基板との間に重なって配置され、
前記複数の第２二次巻線回路基板は、巻線リード線が前記第１遮蔽巻線回路基板の巻線リード線と電気的に接続し、前記少なくとも１つの一次巻線回路基板に近接する第２遮蔽巻線回路基板を有し、前記第１遮蔽巻線回路基板と前記第２遮蔽巻線回路基板のいずれかの巻線リード線は、静的ノードに電気的に接続される請求項１５に記載の変圧器。
【請求項２０】
前記第１遮蔽巻線回路基板及び前記第２遮蔽巻線回路基板上の巻線リード線は、回路基板プロセスにおける最小金属幅に対応する線径を有し、又は前記変圧器の窓サイズに適応する最大金属幅の線径を有する請求項１９に記載の変圧器。