(57)【要約】      （修正有）【課題】トランスの巻太りを抑制し、且つ、トランス及びトランスの周辺部品の実装を省スペースに収めるトランス構造を提供する。【解決手段】一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、二次巻線は２つの巻線からなり、かつ、センタータップを有し、二次巻線の一端は第１および第２の整流器が実装された整流用基板４の第１の整流器の一端に接続され、二次巻線の他端は整流用基板４の第２の整流器の一端に接続され、二次巻線のセンタータップは主基板に接続され、整流用基板４は第１の整流器の他端と第２の整流器の他端が接続されたのちに主基板と接続され、整流用基板４は、ボビン３のＬ字型端子５でトランス６に固定される。【選択図】図３
0003191975.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、
前記二次巻線の一端は、整流器が実装された整流用基板に接続され、
前記二次巻線の他端は、前記トランスと前記整流用基板が実装される主基板に接続され、
前記整流基板は前記整流器により前記二次巻線の電圧を整流したのちに前記主基板と接続され、
前記整流基板は前記トランスのボビンの端子と固定されていることを特徴とするトランス。
【請求項２】
一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、
前記二次巻線は少なくとも１つの巻線からなり、かつ、センタータップを有し、
前記二次巻線の一端は第１および第２の整流器が実装された整流用基板の第１の整流器の一端に接続され、
前記二次巻線の他端は前記整流用基板の第２の整流器の一端に接続され、
前記二次巻線のセンタータップは主基板に接続され、
前記整流基板は前記第１の整流器の他端と前記第２の整流器の他端が接続されたのちに前記主基板と接続され、
前記整流基板は前記トランスのボビンの端子と固定されていることを特徴とするトランス。
【請求項３】
前記二次巻線は巻線部分と一端、他端およびセンタータップの端子部分を含めて一枚の金属板より生成されていることを特徴とする請求項１項乃至２項記載のトランス。
【請求項４】
前記トランスのボビンの端子はＬ字型端子であって、
前記Ｌ字型端子の一端が前記同期整流基板に接続され、
前記Ｌ字型端子の他端が前記主基板に実装され、
前記Ｌ字型端子は前記同期整流基板と前記主基板との間の電力授受を行い、
前記Ｌ字型端子が前記同期整流基板と前記ボビンとを固定することを特徴とする前記請求項１項乃至請求項２項記載のトランス。
【請求項５】
前記トランスのボビンの端子はＬ字型端子であって、
前記Ｌ字型端子の一端が前記同期整流基板に接続され、
前記Ｌ字型端子の他端が前記主基板に実装され、
前記Ｌ字型端子は前記同期整流基板と前記主基板との間の信号の伝達を行い、
前記整流基板は前記第１の整流器の他端と前記第２の整流器の他端に接続された配線用金属板を有しており、
前記配線用金属板は前記主基板と接続され、
前記Ｌ字型端子が前記同期整流基板と前記ボビンとを固定することを特徴とする前記請求項１項乃至請求項２項記載のトランス。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件考案は、トランスに関し、特にトランスの二次側巻線電圧を整流する整流器を搭載したプリント基板を有するトランス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年サーバーやストレージなどのＩＣＴ機器では、コンピュータの処理能力の向上に伴いより大電力、大電流の電源が求められている。また限られた筺体により多くのＣＰＵを搭載するために電源には小型化という大電力化と相反する要求もされている。この小型化の要求を満足することと、省エネの観点から電源に求められる高効率化の要求も厳しくなってきている。
【０００３】
図７は、従来のトランスと2次側整流器とを主基板に実装した図である。一般的な電源回路は図８に示す概略回路図のように、直流入力電圧を交流電圧に変換してトランスの一次巻線に印加するための一次側スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２や、二次側整流器で整流した電圧を平滑するための二次側平滑コンデンサＣｏ、出力端子などを有するが、説明の簡略化のために図示は省略している。
トランス６ａのボビンには一次巻線および二次巻線としてポリウレタン電線が巻回され、ポリウレタン電線の引き出し部はトランスの端子に絡げて半田付けされる。トランスと主基板１０ｂとの配線は、トランスの端子を介して接続される。二次巻線に発生した交流電圧は主基板１０ｂの配線を介して、放熱器にねじ止されたＴＯ−２２０などの形状のダイオードまたはＦＥＴ等の二次側整流器１１により整流され、直流電力として出力される。
【０００４】
特に、大電力出力の電源においては、図９に示すような引き出し部として銅線が半田接合された銅板を二次巻線として用いられる場合もある。しかし、図９の銅板を二次巻線として巻回する際、銅線の半田接合部の厚みにより巻太りが生じ、小型化の要求に対しては不利になる。
【０００５】
このトランスの巻太りの問題を解決するために、特許文献１では一枚の銅板を打ち抜き加工することにより引き出し部を成形し、半田接合部のない銅板を二次巻線として巻回すことによりトランスの巻太りを抑制している。
【特許文献１】特開２００１−１５５９３３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の方法では大電力の電源で用いられることの多い二次側センタータップ構成のトランス（引き出し部が３つ以上）においては、引き出し部の絶縁処理や主基板と接続したあとの配線が複雑になり、また実装スペースを確保する必要がある等、新たな障害となりやすい。
【０００７】
本考案の目的は、トランスの巻太りを抑制し、且つ、トランス及びトランスの周辺部品の実装を省スペースに収めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案によれば、一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、前記二次巻線の一端は、整流器が実装された整流用基板に接続され、前記二次巻線の他端は、前記トランスと前記整流用基板が実装される主基板に接続され、前記整流基板は前記整流器により前記二次巻線の電圧を整流したのちに前記主基板と接続され、前記整流基板は前記トランスのボビンの端子と固定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本考案によれば、一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、  前記二次巻線は２つの巻線からなり、かつ、センタータップを有し、前記二次巻線の一端は第１および第２の整流器が実装された整流用基板の第１の整流器の一端に接続され、前記二次巻線の他端は前記整流用基板の第２の整流器の一端に接続され、前記二次巻線のセンタータップは主基板に接続され、  前記整流基板は前記第１の整流器の他端と前記第２の整流器の他端が接続されたのちに前記主基板と接続され、前記整流基板は前記トランスのボビンの端子と固定されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、トランスの巻太りを抑制し、且つ、トランス及びトランスの周辺部品の実装を省スペースに収めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案に係わる二次巻線用の銅板の外観を示す図である。
【図２】本考案に係わるトランスの構造を示す組立図である。
【図３】本考案に係わるトランスと同期整流基板との構造を示す組立図である。
【図４】本考案に係わるトランスと同期整流基板とを主基板に実装した図である。
【図５】本考案に係わる実施例２の二次巻線用の銅板の外観と巻回時の外観を示す図である。
【図６】本考案に係わる実施例３を主基板に実装した外観を示す図である。
【図７】従来のトランスと2次側整流器とを主基板に実装した図である。
【図８】従来のトランスと2次側整流器の接続を示す概略回路図である。
【図９】従来の二次巻線用の銅板の外観を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】
図１は、本考案に係わる二次巻線用の銅板の外観を示す図である。図１において、二次巻線は一枚の銅板から打ち抜き加工により引き出し部を３ヶ所生成した、センタータップ付の２巻線となる。
図２は、本発明のトランスの構造を示す組立図である。一次巻線は従来技術と同様にポリウレタン電線をボビンに巻回しており、一次巻線の上に図１の二次巻線用の銅板１をテープなどで絶縁処理したものを巻回したのちにコア２をボビン３にはめ込む。二次巻線用の銅板１ａの引き出し部ＡおよびＢは、ボビン上部の互いに重ならない位置から引き出され、引き出し部Ｃ（センタータップ）はボビン３下部のＬ字型端子５側から引き出される。
【００１３】
図８に示す従来技術の回路図では二次側整流器はダイオードとなっているが、高効率を求める電源においてはダイオードをＭＯＳＦＥＴに置き換えた同期整流回路が用いられる。同期整流に用いられるＭＯＳＦＥＴはより低オン抵抗のものが望ましい。半導体の製造技術の向上により二次側同期整流で用いられるような数１０Ｖ程度の耐圧のＭＯＳＦＥＴでは、オン抵抗は数１００μΩのものも出てきている。図１の従来の構成で用いているようなＴＯ−２２０のようなリード挿入部品では、そのリード部分の抵抗やインダクタンス成分によりその性能を低下させてしまうため、面実装のＭＯＳＦＥＴが用いられることが多くなっている。また、ダイオードをＭＯＳＦＥＴに置き換えた同期整流回路にすることで、整流器の損失が減少し、放熱板１２が不要となる。
【００１４】
図３は、本考案に係わるトランスと同期整流基板との構造を示す組立図である。二次側整流部は主基板とは別に設けられた同期整流基板４に面実装型のＭＯＳＦＥＴが実装された構成となっている。同期整流部ＡおよびＢは、図８の回路図のダイオードＤ１およびＤ２を面実装型のＦＥＴに置き換えたものである。二次巻線用銅板の引き出し部ＡおよびＢは、ボビン３に巻回されたのちに９０°折り曲げ加工され、それぞれ同期整流基板４の同期整流部ＡおよびＢのソース端子のパターン穴に挿入され半田接続される。
ボビン３の下部にはＬ字型端子５が設けられており、そのＬ字型端子５は同期整流基板の同期整流部ＡおよびＢのドレイン端子が接続されたパターンに挿入され半田接続される。
【００１５】
以上のように組み立てられたトランスと同期整流基板からなるブロックは、図４に示すように主基板１０に実装される。図３で示したボビン下部から引き出されていた引き出し部Ｃ（センタータップ）はそのまま主基板に挿入され半田接続される。また同期整流基板に接続されているＬ字型端子５の他方の端子も主基板１０に挿入されて半田接続される。すなわち図８の回路図の二次側平滑コンデンサＣｏに接続される部分が主基板１０に接続されたことなる。
【００１６】
以上のように、実施例１によれば、二次巻線を引き出し部の半田接合のない一枚の銅板１ａで成形することのよりトランス６の巻太りを抑制する。また、トランス６の二次巻線の引き出し部Ａ、Ｂは同期整流ＭＯＳＦＥＴが実装された同期整流基板４に接続し、同期整流基板４で整流後に主基板１０に接続し、引き出し部Ｃ（センタータップ）を直接主基板１０に接続することでセンタータップ構成のトランスおよび二次側整流部を省スペースに実装することが可能となる。
また、二次巻線の引き出し部Ａ、Ｂを直接主基板１０に接続し、主基板上に二次側整流部を配置しようとした場合、平滑コンデンサなど他の部品の実装スペースを考慮すると、同期整流のＭＯＳＦＥＴはトランス６の下や主基板１０の裏面など狭い隙間に実装することとなり、放熱性が極めて悪化することとなってしまう。それに対して本考案のように同期整流部を子基板である同期整流基板４に実装することにより空間を有効に使うことができ、同期整流のＭＯＳＦＥＴの放熱用に広めのパターンを設けることも可能となる。
またボビン３にＬ字型端子５を設けることにより、トランス６と同期整流基板４の固定及びトランス６と主基板１０の固定の両方が可能なだけでなく、同期整流基板４と主基板１０間の電力の授受も行えるので、同期整流基板４と主基板１０間の電力の授受用に別にコネクタを実装するスペースも省けるという利点もある。
なお、図示したボビン３のＬ字型端子５は便宜上、２端子×２組で表わしたが、より複数の端子を設けて、同期整流用のＭＯＳＦＥＴのゲート信号を主基板１０に伝達するのに用いてもよい。
【実施例２】
【００１７】
図５（ａ）は本考案の第２の実施形態における二次巻線用銅板１ｂの形状である。実施例１では二次巻線用銅板の引き出し部ＡとＢは互いに重なりあわないような位置から引き出していたが、トランスをより小型化しようとした場合など引き出し部を２ヶ所に分けるだけの窓枠を設けることができなくなる。そういった場合は図５（ａ）に示すように引き出し部を絶縁テープなどで絶縁処理し、引き出し部ＡおよびＢを同じ位置から引き出したのち、左右に分かれるような銅板１ｂ形状としてもよい。なお、図５（ｂ）に二次巻線用銅板１ｂを巻回した状態の図を示す。
また、実施例２は実施例１と同様の効果を備える。
【００１８】
図６は本発明の第３の実施形態である。図４に示す第１の実施形態では同期整流基板４の同期整流部ＡおよびＢのドレイン端子のパターンと主基板１０との接続は、ボビン３に設けられたＬ字型端子５により電力の授受を行っていたが、図６に示す第３の実施形態では、同期整流部ＡおよびＢのドレイン端子のパターンには配線用銅板７が半田付けされており、その銅板７が主基板１０ａに接続され電力の授受を行っている。このように同期整流基板４ａと主基板１０ａの電力授受を配線用銅板７で行うことにより、導通損失をさらに低減することが可能となる。この場合ボビン３に設けられたＬ字型端子５は同期整流のＭＯＳＦＥＴのゲート信号などを主基板１０ａから伝達するために使用してもよい。
また、実施例３は実施例１と同様の効果を備える。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本考案は、サーバー等に搭載される小型大容量のスイッチング電源装置に利用できる。
【符号の説明】
【００２０】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  二次巻線用銅板
２  コア
３  ボビン
４  同期整流基板
５  Ｌ字型端子
６  トランス
７  配線用銅板
１０、１０ａ、１０ｂ  主基板
【図１】
0003191975.tif 000003
【図２】
0003191975.tif 000004
【図３】
0003191975.tif 000005
【図４】
0003191975.tif 000006
【図５】
0003191975.tif 000007
【図６】
0003191975.tif 000008
【図７】
0003191975.tif 000009
【図８】
0003191975.tif 000010
【図９】
0003191975.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月16日(2014.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、
前記二次巻線の一端は、整流器が実装された整流用基板に接続され、
前記二次巻線の他端は、前記トランスと前記整流用基板が実装される主基板に接続され、
前記整流用基板は前記整流器により前記二次巻線の電圧を整流したのちに前記主基板と接続され、
前記整流用基板は前記トランスのボビンの端子と固定されていることを特徴とするトランス。
【請求項２】
一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、
前記二次巻線は少なくとも１つの巻線からなり、かつ、センタータップを有し、
前記二次巻線の一端は第１および第２の整流器が実装された整流用基板の第１の整流器の一端に接続され、
前記二次巻線の他端は前記整流用基板の第２の整流器の一端に接続され、
前記二次巻線のセンタータップは主基板に接続され、
前記整流用基板は前記第１の整流器の他端と前記第２の整流器の他端が接続されたのちに前記主基板と接続され、
前記整流用基板は前記トランスのボビンの端子と固定されていることを特徴とするトランス。
【請求項３】
前記二次巻線は巻線部分と一端、他端およびセンタータップの端子部分を含めて一枚の金属板より生成されていることを特徴とする請求項１項乃至２項記載のトランス。
【請求項４】
前記トランスのボビンの端子はＬ字型端子であって、
前記Ｌ字型端子の一端が前記整流用基板に接続され、
前記Ｌ字型端子の他端が前記主基板に実装され、
前記Ｌ字型端子は前記整流用基板と前記主基板との間の電力授受を行い、
前記Ｌ字型端子が前記整流用基板と前記ボビンとを固定することを特徴とする前記請求項１項乃至請求項２項記載のトランス。
【請求項５】
前記トランスのボビンの端子はＬ字型端子であって、
前記Ｌ字型端子の一端が前記整流用基板に接続され、
前記Ｌ字型端子の他端が前記主基板に実装され、
前記Ｌ字型端子は前記整流用基板と前記主基板との間の信号の伝達を行い、
前記整流用基板は前記第１の整流器の他端と前記第２の整流器の他端に接続された配線用金属板を有しており、
前記配線用金属板は前記主基板と接続され、
前記Ｌ字型端子が前記整流用基板と前記ボビンとを固定することを特徴とする前記請求項１項乃至請求項２項記載のトランス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本考案によれば、一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、前記二次巻線の一端は、整流器が実装された整流用基板に接続され、前記二次巻線の他端は、前記トランスと前記整流用基板が実装される主基板に接続され、前記整流用基板は前記整流器により前記二次巻線の電圧を整流したのちに前記主基板と接続され、前記整流用基板は前記トランスのボビンの端子と固定されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本考案によれば、一次巻線と二次巻線を有するトランスであって、  前記二次巻線は２つの巻線からなり、かつ、センタータップを有し、前記二次巻線の一端は第１および第２の整流器が実装された整流用基板の第１の整流器の一端に接続され、前記二次巻線の他端は前記整流用基板の第２の整流器の一端に接続され、前記二次巻線のセンタータップは主基板に接続され、  前記整流用基板は前記第１の整流器の他端と前記第２の整流器の他端が接続されたのちに前記主基板と接続され、前記整流用基板は前記トランスのボビンの端子と固定されていることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【図１】本考案に係わる二次巻線用の銅板の外観を示す図である。
【図２】本考案に係わるトランスの構造を示す組立図である。
【図３】本考案に係わるトランスと整流用基板との構造を示す組立図である。
【図４】本考案に係わるトランスと整流用基板とを主基板に実装した図である。
【図５】本考案に係わる実施例２の二次巻線用の銅板の外観と巻回時の外観を示す図である。
【図６】本考案に係わる実施例３を主基板に実装した外観を示す図である。
【図７】従来のトランスと2次側整流器とを主基板に実装した図である。
【図８】従来のトランスと2次側整流器の接続を示す概略回路図である。
【図９】従来の二次巻線用の銅板の外観を示す図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図３は、本考案に係わるトランスと整流用基板との構造を示す組立図である。二次側整流部は主基板とは別に設けられた整流用基板４に面実装型のＭＯＳＦＥＴが実装された構成となっている。同期整流部ＡおよびＢは、図８の回路図のダイオードＤ１およびＤ２を面実装型のＦＥＴに置き換えたものである。二次巻線用銅板の引き出し部ＡおよびＢは、ボビン３に巻回されたのちに９０°折り曲げ加工され、それぞれ整流用基板４の同期整流部ＡおよびＢのソース端子のパターン穴に挿入され半田接続される。
ボビン３の下部にはＬ字型端子５が設けられており、そのＬ字型端子５は整流用基板の同期整流部ＡおよびＢのドレイン端子が接続されたパターンに挿入され半田接続される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
以上のように組み立てられたトランスと整流用基板からなるブロックは、図４に示すように主基板１０に実装される。図３で示したボビン下部から引き出されていた引き出し部Ｃ（センタータップ）はそのまま主基板に挿入され半田接続される。また整流用基板に接続されているＬ字型端子５の他方の端子も主基板１０に挿入されて半田接続される。すなわち図８の回路図の二次側平滑コンデンサＣｏに接続される部分が主基板１０に接続されたことなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
以上のように、実施例１によれば、二次巻線を引き出し部の半田接合のない一枚の銅板１ａで成形することのよりトランス６の巻太りを抑制する。また、トランス６の二次巻線の引き出し部Ａ、Ｂは同期整流ＭＯＳＦＥＴが実装された整流用基板４に接続し、整流用基板４で整流後に主基板１０に接続し、引き出し部Ｃ（センタータップ）を直接主基板１０に接続することでセンタータップ構成のトランスおよび二次側整流部を省スペースに実装することが可能となる。
また、二次巻線の引き出し部Ａ、Ｂを直接主基板１０に接続し、主基板上に二次側整流部を配置しようとした場合、平滑コンデンサなど他の部品の実装スペースを考慮すると、同期整流のＭＯＳＦＥＴはトランス６の下や主基板１０の裏面など狭い隙間に実装することとなり、放熱性が極めて悪化することとなってしまう。それに対して本考案のように同期整流部を子基板である整流用基板４に実装することにより空間を有効に使うことができ、同期整流のＭＯＳＦＥＴの放熱用に広めのパターンを設けることも可能となる。
またボビン３にＬ字型端子５を設けることにより、トランス６と整流用基板４の固定及びトランス６と主基板１０の固定の両方が可能なだけでなく、整流用基板４と主基板１０間の電力の授受も行えるので、整流用基板４と主基板１０間の電力の授受用に別にコネクタを実装するスペースも省けるという利点もある。
なお、図示したボビン３のＬ字型端子５は便宜上、２端子×２組で表わしたが、より複数の端子を設けて、同期整流用のＭＯＳＦＥＴのゲート信号を主基板１０に伝達するのに用いてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図６は本発明の第３の実施形態である。図４に示す第１の実施形態では整流用基板４の同期整流部ＡおよびＢのドレイン端子のパターンと主基板１０との接続は、ボビン３に設けられたＬ字型端子５により電力の授受を行っていたが、図６に示す第３の実施形態では、同期整流部ＡおよびＢのドレイン端子のパターンには配線用銅板７が半田付けされており、その銅板７が主基板１０ａに接続され電力の授受を行っている。このように整流用基板４ａと主基板１０ａの電力授受を配線用銅板７で行うことにより、導通損失をさらに低減することが可能となる。この場合ボビン３に設けられたＬ字型端子５は同期整流のＭＯＳＦＥＴのゲート信号などを主基板１０ａから伝達するために使用してもよい。
また、実施例３は実施例１と同様の効果を備える。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  二次巻線用銅板
２  コア
３  ボビン
４、４ａ 整流用基板
５  Ｌ字型端子
６  トランス
７  配線用銅板
１０、１０ａ、１０ｂ  主基板
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
0003191975.tif 000012
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
0003191975.tif 000013
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
0003191975.tif 000014