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JP2002299130A - Composite element for power source - Google Patents

Composite element for power source

Info

Publication number
JP2002299130A
JP2002299130A JP2001102928A JP2001102928A JP2002299130A JP 2002299130 A JP2002299130 A JP 2002299130A JP 2001102928 A JP2001102928 A JP 2001102928A JP 2001102928 A JP2001102928 A JP 2001102928A JP 2002299130 A JP2002299130 A JP 2002299130A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
power supply
transformer
winding
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001102928A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Yano
康司 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Lambda Corp
Original Assignee
TDK Lambda Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Lambda Corp filed Critical TDK Lambda Corp
Priority to JP2001102928A priority Critical patent/JP2002299130A/en
Publication of JP2002299130A publication Critical patent/JP2002299130A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite element for a power source which can suppress voltage drop within a power unit at the time of supplying load with a large current, while contriving the downsizing of the power unit. SOLUTION: A transformer and a coil are made, so that coil windings 25, 30, and 29 and secondary windings 25, 27 and 16 form the same wiring layer 10 on a single printed board 1. The coil and the secondary winding are made of conductive material in the shape of a plate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ機
器、携帯端末機器、その他の電子機器の電源装置に用い
られる電源用複合素子に係り、特に、低電圧駆動且つ大
電流のマイクロコンピュータなどの負荷に対して安定し
た電圧にて電力を供給することができる電源用複合素子
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply composite device used in a power supply device of a computer device, a portable terminal device, and other electronic devices, and particularly to a load such as a microcomputer driven at a low voltage and having a large current. The present invention relates to a power supply composite device that can supply power at a stable voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】電源装置は、入力された電力の電圧や電
流の大きさを変化させるなどの各種の電力変換を行うも
のである。このような電力変換において、電圧や電流を
変換するものとしてトランス素子が用いられる。
2. Description of the Related Art A power supply device performs various types of power conversion such as changing the magnitude of the voltage or current of input power. In such power conversion, a transformer element is used to convert voltage and current.

【0003】特に、低電圧駆動且つ大電流のマイクロコ
ンピュータなどに対する電力を生成するために近年多用
されているスイッチング電源装置では、当該トランス素
子の一次側に当該トランスに供給する電力を調整する電
界効果トランジスタなどのスイッチング素子を設け、更
に、当該スイッチングによって発生するスイッチングノ
イズを除去するために二次側に負荷との間にコイル素子
を用いるのが一般的である。
In particular, in a switching power supply device which has been frequently used in recent years to generate power for a microcomputer or the like which is driven at a low voltage and has a large current, a field effect for adjusting the power supplied to the transformer to the primary side of the transformer element is provided. Generally, a switching element such as a transistor is provided, and a coil element is generally used between a secondary side and a load to remove switching noise generated by the switching.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにトランス素子の一次側に電界効果トランジスタを接
続し、二次側にコイル素子を接続した場合、電源装置に
は以下のような相反する課題が生じる。
However, when the field effect transistor is connected to the primary side of the transformer element and the coil element is connected to the secondary side, the power supply apparatus has the following contradictory problems. Occurs.

【0005】図10は、従来の電源装置の問題点を説明
するための電源装置の一部斜視図である。
FIG. 10 is a partial perspective view of a power supply device for explaining the problems of the conventional power supply device.

【0006】この従来の電源装置は、電源装置用のプリ
ント基板80と、当該プリント基板80に搭載されたト
ランス素子81と、当該プリント基板80に搭載された
コイル素子82と、を備える。
The conventional power supply device includes a printed circuit board 80 for the power supply device, a transformer element 81 mounted on the printed circuit board 80, and a coil element 82 mounted on the printed circuit board 80.

【0007】また、トランス素子81とコイル素子82
とは、それぞれの端子83がプリント基板80上に形成
された配線パターン84にハンダ付けされることで電気
的に接続されている。
The transformer element 81 and the coil element 82
Is electrically connected by soldering each terminal 83 to a wiring pattern 84 formed on the printed circuit board 80.

【0008】そして、このようにトランス素子81の二
次側にコイル素子82を配設した場合において大電流に
対応しようとすると、電源装置の許容電圧変動幅(一般
的に基準電圧のプラスマイナス5%)との兼ね合いか
ら、電源装置内での電圧低下を抑制する必要が生じ、ト
ランス素子81およびコイル素子82に複数の端子83
を設け、この複数の端子83でそれぞれの素子内の回路
と配線パターン84とを低接触抵抗にて接続するように
しなければならない。
When the coil element 82 is disposed on the secondary side of the transformer element 81 in order to cope with a large current, the allowable voltage fluctuation range of the power supply device (generally, plus or minus 5 of the reference voltage) is used. %), It is necessary to suppress a voltage drop in the power supply device, and a plurality of terminals 83 are connected to the transformer element 81 and the coil element 82.
And the circuit in each element and the wiring pattern 84 must be connected with low contact resistance by the plurality of terminals 83.

【0009】特に、出力電圧が1V程度の超低電圧であ
り、且つ、最大電流が数百mAから数A程度であるよう
な電源装置を構成しようとした場合には、この電源装置
内での電圧降下量を非常に少なく抑制する必要があるた
めに、多数の端子を用いなければならない。その結果、
当該電源仕様よりもゆるい電源仕様(たとえば電源電圧
が5V程度)の電源装置ほどには小型化することができ
ない。
In particular, when an attempt is made to construct a power supply having an output voltage of an extremely low voltage of about 1 V and a maximum current of about several hundred mA to several A, the power supply in the power supply is required. Since it is necessary to suppress the voltage drop very little, a large number of terminals must be used. as a result,
The size cannot be reduced as much as a power supply device having a power supply specification looser than the power supply specification (for example, a power supply voltage of about 5 V).

【0010】したがって、低消費電力化や小型化を図っ
たマイクロコンピュータを用いたとしても、電源装置が
大型化してしまうので、電子機器の小型化を図ることが
できなくなってしまう。
[0010] Therefore, even if a microcomputer with low power consumption and small size is used, the size of the power supply device becomes large, so that it is impossible to reduce the size of the electronic device.

【0011】本発明は、電源装置の小型化を図りつつ
も、負荷に対して大電流を提供する時の電源装置内での
電圧降下を抑制することができ、これにより低電圧駆動
且つ大電流のマイクロコンピュータなどの負荷に対して
安定した電圧にて電力を供給することができる電源用複
合素子を提供することを目的とする。
According to the present invention, it is possible to reduce the voltage drop in the power supply device when providing a large current to a load while reducing the size of the power supply device. It is an object of the present invention to provide a power supply composite device capable of supplying electric power to a load such as a microcomputer at a stable voltage.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電源用複合素子は、電磁気的に結合され
る一次側巻線と二次側巻線とからなるトランスで当該一
次側巻線に印加された電力を変換し、更に上記二次側巻
線に接続されるコイルにて平滑化する電源用複合素子で
あって、少なくとも2以上の配線層が形成される基板を
備え、上記一次側巻線、上記二次側巻線および上記コイ
ルそれぞれを、当該配線層を用いて形成し、且つ、上記
コイルと上記二次側巻線とは同一の配線層において電気
的に接続されているものである。
In order to achieve the above object, a composite element for a power supply according to the present invention comprises a transformer comprising a primary winding and a secondary winding which are electromagnetically coupled to each other. A power supply composite element for converting power applied to a side winding and smoothing with a coil connected to the secondary winding, further comprising a substrate on which at least two or more wiring layers are formed. Forming the primary winding, the secondary winding, and the coil using the wiring layer, and electrically connecting the coil and the secondary winding in the same wiring layer. Is what is being done.

【0013】この構成を採用すれば、二次側巻線とコイ
ルとが直接に接続されているので、これらの回路の間で
の接触抵抗などが無い。したがって、負荷供給電圧の大
電流時の低下を抑制することができ、数V程度の低い定
電圧源においても大電流に対応することができ、より低
電圧において大電流に対応することができる。
With this configuration, since the secondary winding and the coil are directly connected, there is no contact resistance between these circuits. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the load supply voltage at the time of a large current, and it is possible to cope with a large current even with a constant voltage source as low as several volts, and it is possible to cope with a large current at a lower voltage.

【0014】しかも、二次側巻線とコイルとが直接に接
続されているので、従来よりも端子数を削減することが
でき、小型化を図ることができる。
Moreover, since the secondary winding and the coil are directly connected, the number of terminals can be reduced as compared with the conventional case, and the size can be reduced.

【0015】本発明の電源用複合素子は、前記基板に
は、前記一次側巻線、前記二次側巻線あるいは前記コイ
ルに接続される電気回路素子が搭載されているものであ
る。
In the composite element for a power supply according to the present invention, an electric circuit element connected to the primary winding, the secondary winding or the coil is mounted on the substrate.

【0016】この構成を採用すれば、高集積化を図るこ
とができる。特に、たとえば、コイルと負荷との間に配
設される各種の電気回路素子を当該基板上に配設するこ
とで、コイルから出力される電力を直接に負荷に供給す
ることができ、二次側巻線から負荷までの間での接触抵
抗などを効果的に抑制することができる。これにより、
より低電圧において大電流に対応することができる。
By employing this configuration, high integration can be achieved. In particular, for example, by arranging various electric circuit elements disposed between the coil and the load on the substrate, the power output from the coil can be directly supplied to the load, The contact resistance between the side winding and the load can be effectively suppressed. This allows
It is possible to cope with a large current at a lower voltage.

【0017】本発明の電源用複合素子は、電磁気的に結
合される一次側巻線と二次側巻線とからなるトランスで
当該一次側巻線に印加された電力を変換し、更に上記二
次側巻線に接続されるコイルにて平滑化する電源用複合
素子であって、上記一次側巻線、上記二次側巻線および
上記コイルそれぞれを、板形状の導電性材料を用いて形
成し、且つ、上記コイルおよび上記二次側巻線は一つの
板形状の導電性材料から形成されているものである。
The power supply composite device of the present invention converts the power applied to the primary winding by a transformer comprising a primary winding and a secondary winding which are electromagnetically coupled to each other. A power supply composite element smoothed by a coil connected to a secondary winding, wherein the primary winding, the secondary winding, and the coil are each formed using a plate-shaped conductive material. In addition, the coil and the secondary winding are formed of one plate-shaped conductive material.

【0018】この構成を採用すれば、二次側巻線とコイ
ルとが直接に接続されているので、これらの回路の間で
の接触抵抗などが無い。したがって、負荷供給電圧の大
電流時の低下を抑制することができ、数V程度の低い定
電圧源においても大電流に対応することができ、より低
電圧において大電流に対応することができる。
With this configuration, since the secondary winding and the coil are directly connected, there is no contact resistance between these circuits. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the load supply voltage at the time of a large current, and it is possible to cope with a large current even with a constant voltage source as low as several volts, and it is possible to cope with a large current at a lower voltage.

【0019】しかも、二次側巻線とコイルとが直接に接
続されているので、従来よりも端子数を削減することが
でき、小型化を図ることができる。
Further, since the secondary winding and the coil are directly connected, the number of terminals can be reduced as compared with the conventional case, and the size can be reduced.

【0020】本発明の電源用複合素子は、前記トランス
の周囲及び/又は前記コイルの周囲に磁性材料からなる
コアが配設されているものである。
The composite element for a power supply of the present invention has a core made of a magnetic material disposed around the transformer and / or around the coil.

【0021】この構成を採用すれば、コア材により一次
側巻線から二次側巻線への電力変換効率を向上させた
り、コイルによる整流効果を高めたりすることができ、
効率などを格段に改善することができる。
If this configuration is adopted, the power conversion efficiency from the primary winding to the secondary winding can be improved by the core material, and the rectification effect by the coil can be enhanced.
Efficiency and the like can be significantly improved.

【0022】本発明の電源用複合素子は、前記トランス
の周囲を覆う第一のコアと、前記コイルの周囲を覆う第
二のコアとが別々に配設され、且つ、当該第一のコアは
当該第二のコアよりも透磁率が高いものである。
In the composite element for a power supply according to the present invention, a first core covering the periphery of the transformer and a second core covering the periphery of the coil are separately provided, and the first core is The magnetic permeability is higher than that of the second core.

【0023】この構成を採用すれば、同一の基板の配線
層を用いて、一次側巻線および二次側巻線からなるトラ
ンスと、コイルとを形成しているにもかかわらず、トラ
ンスの特性とコイルの特性とをそれそれに最適化するこ
とができる。
By adopting this configuration, the characteristics of the transformer are obtained despite the fact that the transformer and the coil, which are composed of the primary winding and the secondary winding, are formed using the wiring layer of the same substrate. And the characteristics of the coil can be optimized accordingly.

【0024】本発明の電源用複合素子は、前記一次側巻
線および前記二次側巻線は、並びに/又は、前記コイル
は、当該多層基板における配線層の積層方向に沿った軸
の周囲に巻きつけられるようにパターン化され、更に、
当該軸位置に貫通孔を開設し、当該貫通孔内には磁性材
料からなるコアを配設するものである。
In the composite element for a power supply according to the present invention, the primary winding and the secondary winding and / or the coil may be arranged around an axis along a lamination direction of the wiring layers in the multilayer substrate. It is patterned so that it can be wound,
A through hole is opened at the axial position, and a core made of a magnetic material is provided in the through hole.

【0025】この構成を採用すれば、一次側巻線と二次
側巻線とを、並びに/又は、コイルの巻線同士を、基板
の配線層同士の間隔にて密に結合させることができ、高
性能のトランス及び/又はコイルを形成することができ
る。
If this configuration is adopted, the primary winding and the secondary winding and / or the windings of the coil can be tightly coupled with each other at an interval between the wiring layers of the substrate. High performance transformers and / or coils.

【0026】本発明の電源用複合素子は、前記一次側巻
線、前記二次側巻線および前記コイルは銅からなるもの
である。
In the power supply composite device according to the present invention, the primary winding, the secondary winding and the coil are made of copper.

【0027】この構成を採用すれば、一次側巻線および
二次側巻線からなるトランスおよびコイルの内部で発生
する抵抗分を最小限に抑えることができる。
With this configuration, it is possible to minimize the resistance generated inside the transformer and coil including the primary winding and the secondary winding.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る電源用
複合素子について図に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A power supply composite device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0029】実施の形態1.Embodiment 1

【0030】図1は、本発明の実施の形態1による電源
用複合素子を示す斜視図である。また、図2は、図1に
示す電源用複合素子を示す分解斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a power supply composite device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the power supply composite device shown in FIG.

【0031】この電源用複合素子は、主に、略長方体形
状のプリント基板1と、当該プリント基板1の長尺方向
一端寄りの周囲に配設された磁性材料からなるコアある
いは第一のコアとしてのトランスコア2と、当該プリン
ト基板1の長尺方向他端寄りの周囲に配設された磁性材
料からなるコアあるいは第二のコアとしてのコイルコア
3と、を備える。
The composite element for power supply mainly includes a substantially rectangular printed circuit board 1 and a core or first material made of a magnetic material disposed around one end of the printed circuit board 1 in the longitudinal direction. A transformer core 2 as a core, and a core made of a magnetic material or a coil core 3 as a second core disposed around the other end of the printed circuit board 1 in the longitudinal direction are provided.

【0032】また、プリント基板1の長尺方向一端部下
面には複数の一次側信号端子4および一次側グランド端
子5が配設され、プリント基板1の長尺方向中央部下面
には二次側信号端子6および複数の二次側グランド端子
7が配設され、更に、プリント基板1の長尺方向他端部
下面には複数のコイル出力端子8が配設されている。電
源用複合素子は、コンデンサなどの他の電源用素子とと
もに、これらの端子4,・・・,8を図示しない電源装
置用のプリント基板にハンダ付けして利用される。
A plurality of primary signal terminals 4 and a plurality of primary ground terminals 5 are disposed on the lower surface of one end of the printed circuit board 1 in the longitudinal direction, and the secondary side is disposed on the lower surface of the central portion of the printed circuit board 1 in the longitudinal direction. A signal terminal 6 and a plurality of secondary-side ground terminals 7 are provided, and a plurality of coil output terminals 8 are provided on the lower surface of the other end of the printed circuit board 1 in the long direction. The power supply composite element is used by soldering these terminals 4,..., 8 to a printed circuit board for a power supply device (not shown) together with other power supply elements such as a capacitor.

【0033】プリント基板1は、絶縁材料からなる略長
方体形状の基板としての絶縁性基板9と、絶縁性基板9
の上面に形成される配線層としての上面配線層10と、
絶縁性基板9の下面に形成される配線層としての下面配
線層11と、を備える。この上面配線層10および下面
配線層11はアルミニウムなどの導電性材料を用いて形
成しても良いが、好ましくは、銅などの抵抗値が低い材
料を用い、これら上面配線層10および下面配線層11
を用いて形成されるトランスおよびコイルの内部抵抗値
を抑えるようにするとよい。
The printed board 1 includes an insulating substrate 9 as an approximately rectangular substrate made of an insulating material, and an insulating substrate 9.
An upper surface wiring layer 10 as a wiring layer formed on the upper surface of
A lower wiring layer 11 as a wiring layer formed on the lower surface of the insulating substrate 9. The upper wiring layer 10 and the lower wiring layer 11 may be formed using a conductive material such as aluminum, but preferably, a material having a low resistance such as copper is used. 11
It is preferable to suppress the internal resistance values of the transformer and the coil formed by using.

【0034】また、トランスコア2により被覆される部
位(以下、この実施の形態においてトランス回路配線領
域12と呼ぶ)の中央部には、絶縁性基板9の上面から
下面までを貫通するように貫通孔としてのトランスコア
用貫通孔13が形成され、コイルコア3により被覆され
る部位(以下、この実施の形態においてコイル回路配線
領域14と呼ぶ)の中央部には、絶縁性基板9の上面か
ら下面までを貫通するように貫通孔としてのコイルコア
用貫通孔15が形成されている。
A central portion of a portion covered by the transformer core 2 (hereinafter, referred to as a transformer circuit wiring region 12 in this embodiment) penetrates from the upper surface to the lower surface of the insulating substrate 9. A through-hole 13 for a transformer core as a hole is formed, and a center portion of a portion covered with the coil core 3 (hereinafter, referred to as a coil circuit wiring region 14 in this embodiment) is formed from the upper surface to the lower surface of the insulating substrate 9. A through-hole 15 for a coil core is formed as a through-hole so as to penetrate through.

【0035】そして、この実施の形態では、トランス回
路配線領域12の上面配線層10および下面配線層11
を用いて回路図記号におけるトランスが形成され、コイ
ル回路配線領域14の上面配線層10および下面配線層
11を用いて回路図記号におけるコイルが形成される。
In this embodiment, the upper wiring layer 10 and the lower wiring layer 11 in the transformer circuit wiring region 12 are formed.
Is used to form the transformer in the circuit diagram symbol, and the coil in the circuit diagram symbol is formed using the upper surface wiring layer 10 and the lower surface wiring layer 11 of the coil circuit wiring region 14.

【0036】図3は、図1のプリント基板1の上面配線
層10および下面配線層11を用いた配線パターンの一
例を示す図である。同図において、プリント基板1は、
上記長尺方向一端側が左側となり、上記長尺方向他端側
が左側となる姿勢にて記載されている。また、上側には
上面配線層10における配線パターンが記載され、下側
には下面配線層11における配線パターンが記載されて
いる。なお、同図においては、これら上面配線層10に
おける配線パターンおよび下面配線層11における配線
パターンは共に、プリント基板1の上方から見た配線パ
ターンとして示されており、下面配線層11を下側から
見た場合には同図とは上下が逆になって視認される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a wiring pattern using the upper wiring layer 10 and the lower wiring layer 11 of the printed board 1 of FIG. In the figure, a printed circuit board 1 is
The posture is described in such a manner that one end in the long direction is on the left side and the other end in the long direction is on the left side. Further, the wiring pattern on the upper wiring layer 10 is described on the upper side, and the wiring pattern on the lower wiring layer 11 is described on the lower side. In FIG. 1, the wiring pattern on the upper wiring layer 10 and the wiring pattern on the lower wiring layer 11 are both shown as wiring patterns viewed from above the printed circuit board 1. When viewed, it is visually recognized upside down.

【0037】この配線パターンでは、下面配線層11
に、複数の一次側信号端子4が共通にハンダ付けなどで
電気的に接続される一次側信号端子接続部16と、複数
の一次側グランド端子5が共通にハンダ付けなどで電気
的に接続される一次側グランド端子接続部17と、二次
側信号端子6がハンダ付けなどで電気的に接続される二
次側信号端子接続部18と、複数の二次側グランド端子
7が共通にハンダ付けなどで電気的に接続される二次側
グランド端子接続部19と、複数のコイル出力端子8が
共通にハンダ付けなどで電気的に接続されるコイル出力
端子接続部20と、を備える。
In this wiring pattern, the lower wiring layer 11
A plurality of primary signal terminals 4 are commonly connected electrically by soldering or the like, and a plurality of primary signal terminals 4 are commonly connected electrically by soldering or the like. A primary-side ground terminal connecting portion 17, a secondary-side signal terminal connecting portion 18 to which the secondary-side signal terminal 6 is electrically connected by soldering or the like, and a plurality of secondary-side ground terminals 7 are commonly soldered. And a coil output terminal connection portion 20 to which a plurality of coil output terminals 8 are electrically connected in common by soldering or the like.

【0038】また、この配線パターンでは、上面配線層
10の一端側からトランス回路配線領域12内までに渡
って一次側上面配線パターン21が形成され、下面配線
層11の一端側からトランス回路配線領域12内までに
渡って一次側下面配線パターン22が形成されている。
そして、一次側上面配線パターン21の一端部はコンタ
クトホールやビアホールなどの層間接続導電材23によ
って一次側グランド端子接続部17に電気的に接続さ
れ、一次側下面配線パターン22の一端部は一次側配線
端子接続部16に電気的に接続され、一次側上面配線パ
ターン21の他端部と一次側下面配線パターン22の他
端部とは層間接続導電材24によって電気的に接続され
ている。また、一次側上面配線パターン21および一次
側信号配線パターン22は、トランス回路配線領域12
内において、トランスコア用貫通孔13と略同心となる
ような略半円弧形状の曲線に形成されている。
In this wiring pattern, a primary-side upper wiring pattern 21 is formed from one end of the upper wiring layer 10 to the inside of the transformer circuit wiring area 12, and the primary circuit upper wiring pattern 21 is formed from one end of the lower wiring layer 11 to the transformer circuit wiring area. The primary lower surface wiring pattern 22 is formed up to the inside of the wiring pattern 12.
One end of the primary upper surface wiring pattern 21 is electrically connected to the primary side ground terminal connecting portion 17 by an interlayer connection conductive material 23 such as a contact hole or a via hole, and one end of the primary side lower surface wiring pattern 22 is connected to the primary side. The other end of the primary-side upper wiring pattern 21 and the other end of the primary-side lower wiring pattern 22 are electrically connected to each other by the interlayer connection conductive material 24. The primary-side upper wiring pattern 21 and the primary-side signal wiring pattern 22 are formed in the transformer circuit wiring area 12.
Inside, it is formed in a substantially semicircular arc-shaped curve so as to be substantially concentric with the transformer core through-hole 13.

【0039】次に、この配線パターンでは、上面配線層
10のトランス回路配線領域12内からコイル回路配線
領域14内までに渡って二次側上面配線パターン25が
形成され、下面配線層11のトランス回路配線領域12
内からコイル回路配線領域14の手前までに渡って二次
側下面配線パターン26が形成されている。そして、二
次側上面配線パターン25の一端部と二次側下面配線パ
ターン26の一端部とは層間接続導電材27によって電
気的に接続され、二次側上面配線パターン25の略中央
部と二次側信号端子接続部18とが層間接続導電材28
によって電気的に接続され、二次側下面配線パターン2
6の他端部と二次側グランド端子接続部19とが電気的
に接続されている。また、二次側上面配線パターン25
および二次側下面配線パターン26は、トランス回路配
線領域12内において、トランスコア用貫通孔13と略
同心となるような略半円弧形状の曲線(半ターン)に形
成されている。
Next, in this wiring pattern, the secondary upper surface wiring pattern 25 is formed from the inside of the transformer circuit wiring region 12 of the upper surface wiring layer 10 to the inside of the coil circuit wiring region 14, and the transformer of the lower surface wiring layer 11 is formed. Circuit wiring area 12
A secondary-side lower surface wiring pattern 26 is formed from the inside to a position just before the coil circuit wiring region 14. One end of the secondary-side upper surface wiring pattern 25 and one end of the secondary-side lower surface wiring pattern 26 are electrically connected by an interlayer connection conductive material 27, and are substantially connected to the substantially central portion of the secondary-side upper surface wiring pattern 25. The secondary signal terminal connecting portion 18 and the interlayer connecting conductive material 28
Electrically connected by the secondary side lower surface wiring pattern 2
6 and the secondary-side ground terminal connection portion 19 are electrically connected. Also, the secondary side upper surface wiring pattern 25
The secondary lower surface wiring pattern 26 is formed in the transformer circuit wiring region 12 in a substantially semicircular arc-shaped curve (half turn) which is substantially concentric with the transformer core through-hole 13.

【0040】更に、この配線パターンでは、下面配線層
11のコイル回路配線領域14内から下面配線層11の
他端側までに渡ってコイル下面配線パターン29が形成
されている。そして、コイル下面配線パターン29の一
端部と二次側上面配線パターン25の他端部とは層間接
続導電材30によって電気的に接続され、コイル下面配
線パターン29の他端部とコイル出力端子接続部20と
が電気的に接続されている。また、二次側上面配線パタ
ーン25およびコイル下面配線パターン29は、コイル
回路配線領域14内において、コイルコア用貫通孔15
と略同心となるような略円弧形状の曲線(1ターン)に
形成されている。
Further, in this wiring pattern, a coil lower wiring pattern 29 is formed from inside the coil circuit wiring area 14 of the lower wiring layer 11 to the other end of the lower wiring layer 11. One end of the coil lower surface wiring pattern 29 and the other end of the secondary side upper surface wiring pattern 25 are electrically connected by an interlayer connection conductive material 30, and the other end of the coil lower surface wiring pattern 29 is connected to the coil output terminal. The unit 20 is electrically connected. In addition, the secondary upper surface wiring pattern 25 and the coil lower surface wiring pattern 29 are provided in the coil circuit through-hole 15 in the coil circuit wiring region 14.
It is formed in a substantially arc-shaped curve (one turn) which is substantially concentric.

【0041】なお、この実施の形態では、一次側上面配
線パターン21から一次側下面配線パターン22まで
(以下、これらを総称して一次側配線とよぶ)のターン
数および、二次側上面配線パターン25から二次側下面
配線パターン26まで(以下、これらを総称して二次側
配線とよぶ)のターン数を共に半ターンとしているが、
これらのターン数はこれらに限られるものではなく、ト
ランスの電力変換効率やその他の特性に応じて決定され
るのはいうまでもない。同様に、この実施の形態では、
二次側上面配線パターン25からコイル下面配線パター
ン29まで(以下、これらを総称してコイルあるいはコ
イル巻線とよぶ)のターン数を1ターンとしているが、
このターン数もこれらに限られるものではなく、コイル
のリアクタンス値やその他の特性に応じて決定されるの
はいうまでもない。
In this embodiment, the number of turns from the primary upper wiring pattern 21 to the primary lower wiring pattern 22 (hereinafter collectively referred to as primary wiring) and the secondary upper wiring pattern Although the number of turns from 25 to the secondary lower surface wiring pattern 26 (hereinafter collectively referred to as secondary wiring) is set to a half turn,
The number of these turns is not limited to these, and it goes without saying that it is determined according to the power conversion efficiency and other characteristics of the transformer. Similarly, in this embodiment,
Although the number of turns from the secondary upper surface wiring pattern 25 to the coil lower surface wiring pattern 29 (hereinafter, these are collectively called a coil or a coil winding) is set to one turn,
The number of turns is not limited to these, and it is needless to say that the number of turns is determined according to the reactance value and other characteristics of the coil.

【0042】また、この実施の形態では、トランス回路
配線領域12における一次側配線の巻方向と二次側配線
の巻き方向とを逆巻としているが、同一の巻方向として
もよい。
In this embodiment, the winding direction of the primary wiring and the winding direction of the secondary wiring in the transformer circuit wiring area 12 are reversed, but they may be the same.

【0043】次に、この実施の形態では、一次側配線、
二次側配線、コイル巻線の巻形状を円弧形状としている
が、四角辺形状であってもその他の配線形状であっても
構わない。
Next, in this embodiment, the primary side wiring,
The winding shape of the secondary side wiring and the coil winding is an arc shape, but may be a square side shape or another wiring shape.

【0044】更に、この実施の形態では、トランスコア
2により被覆される領域と同一の領域をトランス回路配
線領域12とし、この領域12内で一次側配線および二
次側配線を巻くようにしているが(、別の言い方をすれ
ば、一次側配線および二次側配線が巻かれるトランス回
路配線領域12をトランスコア2で被覆しているが)、
トランス回路配線領域12をトランスコア2により被覆
される領域よりも広く設定し、一次側配線および二次側
配線がトランスコア2からはみ出すように巻かれても良
い。コイルコア3とコイル回路配線領域14との関係に
ついても同様である。
Further, in this embodiment, the same area as the area covered by the transformer core 2 is used as the transformer circuit wiring area 12, and the primary side wiring and the secondary side wiring are wound in this area 12. (In other words, although the transformer circuit wiring area 12 around which the primary side wiring and the secondary side wiring are wound is covered with the transformer core 2),
The transformer circuit wiring area 12 may be set wider than the area covered by the transformer core 2, and the primary wiring and the secondary wiring may be wound so as to protrude from the transformer core 2. The same applies to the relationship between the coil core 3 and the coil circuit wiring area 14.

【0045】そして、このように配線パターンがなされ
た電源用複合素子では、たとえば、一次側信号端子4と
一次側グランド端子5との間に交流電力が印加されて、
一次側信号端子4から一次側信号端子接続部16、一次
側下面配線パターン22、層間接続部材24、一次側上
面配線パターン21、層間接続部材23、一次側グラン
ド端子接続部17へと電流が流れると、一次側配線に近
接する二次側配線では、二次側上面配線パターン25、
層間接続部材27、一次側下面配線パターン26へと向
かう電流が流れる。また、一次側配線を流れる電流によ
ってトランスコア2内に所定の向きの磁束が形成され、
これにより二次側配線により多くの電流が流れるように
なる。
In the power supply composite device having the wiring pattern thus formed, for example, AC power is applied between the primary signal terminal 4 and the primary ground terminal 5,
A current flows from the primary signal terminal 4 to the primary signal terminal connection portion 16, the primary side lower wiring pattern 22, the interlayer connection member 24, the primary upper surface wiring pattern 21, the interlayer connection member 23, and the primary ground terminal connection portion 17. And the secondary wiring close to the primary wiring, the secondary upper wiring pattern 25,
A current flows toward the interlayer connection member 27 and the primary lower surface wiring pattern 26. Also, a magnetic flux in a predetermined direction is formed in the transformer core 2 by a current flowing through the primary side wiring,
This allows more current to flow through the secondary wiring.

【0046】また、二次側上面配線パターン25に流れ
る電流は、コイル出力端子接続部20から入力され、コ
イル回路配線領域14を介してトランス回路配線領域1
2に至る電流の流れを生成する。コイル出力端子8と二
次側グランド端子7との間に所定の負荷回路が接続され
ていれば、その負荷回路を上記電流にて動作させること
ができる。
The current flowing through the secondary-side top wiring pattern 25 is input from the coil output terminal connection section 20 and is transmitted through the coil circuit wiring area 14 to the transformer circuit wiring area 1.
2 to generate a current flow. If a predetermined load circuit is connected between the coil output terminal 8 and the secondary-side ground terminal 7, the load circuit can be operated with the above current.

【0047】トランスコア3は、プリント基板1の下側
に配設され、磁性材料からなる下部トランスコア31
と、プリント基板1の上側に配設され、磁性材料からな
る上部トランスコア32と、を備える。そして、下部ト
ランスコア31および上部トランスコア32には共に、
それぞれの一対の縁部にプリント基板1を挟み込んだと
きに互いに当接する高さの立設部33が形成され、且
つ、それぞれの中央部にプリント基板1を挟み込んだと
きにトランスコア用貫通孔13内において互いに当接す
る高さの心部34が立設されている。なお、これらの立
設部33および心部34は上部トランスコア32および
下部トランスコア31のいずれか一方のみに設けるよう
にしてもよい。
The transformer core 3 is disposed below the printed circuit board 1 and includes a lower transformer core 31 made of a magnetic material.
And an upper transformer core 32 disposed on the upper side of the printed circuit board 1 and made of a magnetic material. The lower transformer core 31 and the upper transformer core 32 both have
When the printed circuit board 1 is sandwiched between the pair of edges, there are formed upright portions 33 having a height to abut against each other. When the printed circuit board 1 is sandwiched between the respective central portions, the through holes 13 for the transformer core are formed. In the inside, the cores 34 having the heights that abut against each other are erected. The upright portion 33 and the core portion 34 may be provided on only one of the upper transformer core 32 and the lower transformer core 31.

【0048】コイルコア3は、プリント基板1の下側に
配設され、トランスコア2と同様の磁性材料からなる下
部コイルコア35と、プリント基板1の上側に配設さ
れ、トランスコア2と同様の磁性材料からなる上部コイ
ルコア36と、を備える。そして、下部コイルコア35
および上部コイルコア36には共に、それぞれの一対の
縁部にプリント基板1を挟み込んだときに互いに当接す
る高さの立設部37が形成され、且つ、それぞれの中央
部にプリント基板9を挟み込んだときに若干の隙間が形
成される高さの心部38が立設されている。なお、これ
らの立設部37および心部38は上部コイルコア36お
よび下部コイルコア35のいずれか一方のみに設けるよ
うにしてもよい。
The coil core 3 is disposed below the printed circuit board 1 and has a lower coil core 35 made of the same magnetic material as the transformer core 2, and is disposed above the printed circuit board 1 and has the same magnetic properties as the transformer core 2. And an upper coil core 36 made of a material. Then, the lower coil core 35
In both the upper coil core 36 and the upper coil core 36, a standing portion 37 having a height which is in contact with each other when the printed circuit board 1 is sandwiched between the pair of edges is formed, and the printed circuit board 9 is sandwiched between the respective central portions. A center portion 38 having a height at which a slight gap is sometimes formed is provided upright. The upright portion 37 and the core portion 38 may be provided on only one of the upper coil core 36 and the lower coil core 35.

【0049】このようにコイルコア3の心部38同士の
間に隙間を設けることで、トランスコア2と同様の磁性
材料を用いつつも、トランスコア2よりも低い透磁率と
することができる。なお、透磁率が低い磁性材料を用い
てもよい。
By providing a gap between the cores 38 of the coil core 3 in this manner, it is possible to use a magnetic material similar to that of the transformer core 2 but to have a lower magnetic permeability than the transformer core 2. Note that a magnetic material having low magnetic permeability may be used.

【0050】図4は、図1の電源用複合素子を利用した
フォワードコンバータの回路構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a forward converter using the power supply composite device of FIG.

【0051】このフォワードコンバータは、一対の入力
端子の中の一方39が一次側信号端子4に接続され、他
方40が電気回路素子としての入力側電界効果トランジ
スタ41を介して一次側グランド端子5に接続されてい
る。また、一対の入力端子39,40の間には、これら
電源用複合素子および入力側電界効果トランジスタ41
の全体に対して並列接続となるように、電気回路素子と
しての入力コンデンサ42が接続されている。入力側電
界効果トランジスタ41は電気回路素子としての一次側
制御回路43によってオンオフ制御される。
In this forward converter, one 39 of a pair of input terminals is connected to the primary signal terminal 4 and the other 40 is connected to the primary ground terminal 5 via an input field effect transistor 41 as an electric circuit element. It is connected. Further, between the pair of input terminals 39 and 40, these composite element for power supply and input side field effect transistor 41 are provided.
An input capacitor 42 as an electric circuit element is connected so as to be connected in parallel to the whole. The input-side field effect transistor 41 is turned on and off by a primary-side control circuit 43 as an electric circuit element.

【0052】出力側では、一対の出力端子の中の一方4
4がコイル出力端子8に接続され、他方45が電気回路
素子としての出力側第一電界効果トランジスタ46を介
して二次側グランド端子7に接続されている。また、一
対の出力端子44,45の間には、これら電源用複合素
子および出力側電界効果トランジスタ46の全体に対し
て並列接続となるように、電気回路素子としての出力コ
ンデンサ47が接続されている。
On the output side, one of the pair of output terminals 4
4 is connected to the coil output terminal 8, and the other 45 is connected to the secondary ground terminal 7 via the output first field effect transistor 46 as an electric circuit element. An output capacitor 47 as an electric circuit element is connected between the pair of output terminals 44 and 45 so as to be connected in parallel to the entire power supply composite element and the output side field effect transistor 46. I have.

【0053】また、二次側信号端子6と他方の出力端子
45との間には電気回路素子としての出力側第二電界効
果トランジスタ48が接続されている。この出力側第二
電界効果トランジスタ48は出力側第一電界効果トラン
ジスタ46とともに、電気回路素子としての二次側制御
回路49によって制御される。
An output-side second field-effect transistor 48 as an electric circuit element is connected between the secondary-side signal terminal 6 and the other output terminal 45. The output side second field effect transistor 48 is controlled by the secondary side control circuit 49 as an electric circuit element together with the output side first field effect transistor 46.

【0054】このような回路では、一次側制御回路43
による制御によって入力側電界効果トランジスタ41が
オンオフ動作し、入力コンデンサ42の両端に入力され
た電力によって一次側巻線に電流が流れる。そして、こ
の一次側巻線に流れる電流の変化に応じて二次側巻線に
も電流が流れ、この電流によって出力コンデンサ47に
発生した電圧が負荷に印加される。また、負荷に印加さ
れる電圧は一次側制御回路43にも入力されており、一
次側制御回路43はこの電圧が所定の電圧になるように
上記オンオフ制御のデューティや周期を制御する。これ
により負荷に所定の電圧を印加することができる。
In such a circuit, the primary side control circuit 43
, The input-side field-effect transistor 41 is turned on and off, and a current flows through the primary winding by the power input to both ends of the input capacitor 42. Then, a current also flows in the secondary winding in accordance with the change in the current flowing in the primary winding, and a voltage generated in the output capacitor 47 by this current is applied to the load. Further, the voltage applied to the load is also input to the primary side control circuit 43, and the primary side control circuit 43 controls the duty and cycle of the on / off control so that the voltage becomes a predetermined voltage. As a result, a predetermined voltage can be applied to the load.

【0055】そして、この実施の形態での電源用複合素
子では二次側巻線とコイル巻線とがプリント基板9の配
線層(上面配線層10)において直接に接続されている
ので、大電流が流れるような場合であっても出力コンデ
ンサ47や負荷に供給する電圧がドロップし難く、電源
装置の電圧変動幅を効果的に抑制することができる。し
たがって、基準となる出力電圧が1V程度の超低電圧で
あったとしても、且つ、そのときの最大電流が数百mA
から数A程度であったとしても、たとえば電圧変動幅プ
ラスマイナス5%などの所定の出力電圧変動仕様を満た
すように電源装置を作りこむことが可能となる。
Since the secondary winding and the coil winding are directly connected in the wiring layer (upper wiring layer 10) of the printed circuit board 9 in the composite power element according to this embodiment, a large current Even when the power supply flows, the voltage supplied to the output capacitor 47 and the load hardly drops, and the voltage fluctuation width of the power supply device can be effectively suppressed. Therefore, even if the reference output voltage is an extremely low voltage of about 1 V, the maximum current at that time is several hundred mA.
Even if it is about several A, the power supply device can be made to satisfy a predetermined output voltage fluctuation specification such as, for example, a voltage fluctuation range plus or minus 5%.

【0056】また、二次側巻線に流れる電流はその殆ど
全てがコイル巻線にも流れる。これによりスイッチング
制御での電力変換に伴って発生する高調波成分などが除
去され、品質の良い電力を負荷に供給することができ
る。なお、二次側制御回路49は、二次側第一電界効果
トランジスタ46や二次側第二電界効果トランジスタ4
8を制御し、正常時にはこれらダイオード動作させた
り、電力異常時には負荷を切り離したりする制御を行
う。
Almost all of the current flowing through the secondary winding also flows through the coil winding. As a result, harmonic components and the like generated due to the power conversion in the switching control are removed, and high-quality power can be supplied to the load. The secondary-side control circuit 49 includes a secondary-side first field-effect transistor 46 and a secondary-side second field-effect transistor 4.
8 is controlled to operate these diodes when normal and to disconnect the load when power is abnormal.

【0057】以上のように、この実施の形態では、二次
側巻線とコイル巻線とを二次側上面配線パターン25に
て直接に接続しているので、これらの回路の間での接触
抵抗などが無く、大電流時の負荷供給電圧の低下を効果
的に抑制することができる。したがって、数V程度の低
い定電圧源においても数A程度の大電流に対応すること
が可能となり、より低電圧において大電流に対応するこ
とが可能となる。
As described above, in this embodiment, since the secondary winding and the coil winding are directly connected by the secondary upper surface wiring pattern 25, contact between these circuits is made. Since there is no resistance or the like, a decrease in the load supply voltage at the time of a large current can be effectively suppressed. Therefore, it is possible to cope with a large current of about several A even with a constant voltage source as low as about several volts, and it is possible to cope with a large current at a lower voltage.

【0058】しかも、二次側巻線とコイル巻線とが直接
に接続されているので、これらを接続していた端子を削
減することができ、小型化を図ることができる。
Furthermore, since the secondary winding and the coil winding are directly connected, the number of terminals connecting these can be reduced, and the size can be reduced.

【0059】他にも、一次側巻線と二次側巻線とが配設
されるトランス回路形成領域12の周囲にトランスコア
2を配設しているので、トランスコア2により一次側巻
線から二次側巻線への電力変換効率を向上させることが
でき、効率などを格段に改善することができる。同様
に、コイル回路形成領域14の周囲にコイルコア3を配
設しているので、コイルによる整流効果を高めることが
できる。
In addition, since the transformer core 2 is provided around the transformer circuit forming region 12 where the primary winding and the secondary winding are provided, the primary winding is formed by the transformer core 2. The power conversion efficiency from the power to the secondary winding can be improved, and the efficiency and the like can be significantly improved. Similarly, since the coil core 3 is provided around the coil circuit formation region 14, the rectifying effect of the coil can be enhanced.

【0060】しかも、コイルコア3とトランスコア2と
を別々に形成しているので、これらを一体に形成した場
合に比べて、これらの間での磁力の周り(干渉)を防止
することができる。特に、このように別々に形成するこ
とで、同一のプリント基板1を用いてトランスの巻線お
よびコイルの巻線を形成しているにもかかわらず、トラ
ンスコア2の方がコイルコアよりも透磁力が高くなるよ
うにトランスの特性とコイルの特性とをそれそれに最適
化することができる。
Moreover, since the coil core 3 and the transformer core 2 are separately formed, it is possible to prevent the magnetic force between them (interference) as compared with the case where they are integrally formed. In particular, by forming them separately in this manner, the transformer core 2 has a higher magnetic permeability than the coil core, even though the transformer winding and the coil winding are formed using the same printed circuit board 1. , The characteristics of the transformer and the characteristics of the coil can be optimized accordingly.

【0061】更に、プリント基板1に貫通孔13,15
を開設してその内部に磁性材料からなるコア2,3の心
部を挿入すると共に、各巻線はこの貫通孔13,15の
周囲に略同心となるように配設しているので、一次側巻
線と二次側巻線とを、並びに、コイルの巻線同士を、基
板の配線層10,11同士の間隔にて密に結合させるこ
とができ、高性能のトランス及びコイルを形成すること
ができる。
Further, through holes 13 and 15 are formed in the printed circuit board 1.
And the cores of the cores 2 and 3 made of a magnetic material are inserted therein, and the respective windings are disposed substantially concentrically around the through holes 13 and 15, so that the primary side It is possible to form a high-performance transformer and coil by tightly coupling the winding and the secondary winding, and the coil windings at intervals between the wiring layers 10 and 11 of the substrate. Can be.

【0062】以上の実施の形態は本発明の好適な実施の
形態であるが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において
種々の変更は可能である。たとえば、他にも、図5に示
すように、両端部に巻線加工された継ぎ目の無い一枚の
二次側銅板50を用いるようにしても、トランスの二次
側巻線とコイルとを低抵抗で接続することができ(、言
い換えれば、トランスとコイルとをそれらの間に接触抵
抗を介在させること無く接続することができ)、大電流
時の二次側出力電圧の降下を抑制することができる。
The above embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as shown in FIG. 5, as shown in FIG. 5, even if a single secondary side copper plate 50 that is wound at both ends is used, the secondary side winding of the transformer and the coil may be used. It can be connected with low resistance (in other words, the transformer and the coil can be connected without interposing a contact resistance between them), and the drop of the secondary output voltage at the time of a large current is suppressed. be able to.

【0063】この他の電源用複合素子は、二次側銅板5
0の他に、中央部に巻線加工がなされた一次側銅板51
と、この一次側銅板と二次側銅板との一端部とがトラン
ス樹脂体52にてモールド加工されている。また、二次
側銅板の両端部および中央部、並びに、一次側銅板の両
端部は、座屈加工されて図示外の電源装置用のプリント
基板にハンダ付けするための端子として利用できるよう
になっている。この構造であれば、プリント基板1と各
端子4,・・・,8との間の接触抵抗をも除去すること
ができ、大電流時の二次側出力電圧の降下を更に抑制す
ることができる。
Another composite element for power supply is a secondary copper plate 5
In addition to 0, the primary side copper plate 51 with the center portion wound
And one end of the primary side copper plate and the secondary side copper plate are molded with a transformer resin body 52. Both ends and the center of the secondary copper plate, and both ends of the primary copper plate are buckled so that they can be used as terminals for soldering to a printed circuit board for a power supply device (not shown). ing. With this structure, the contact resistance between the printed circuit board 1 and each of the terminals 4,..., 8 can also be eliminated, and the drop of the secondary-side output voltage at the time of a large current can be further suppressed. it can.

【0064】また、当該他の電源用複合素子では、二次
側銅板の他端部もコイル樹脂体53にてモールド加工さ
れている。なお、このコイル樹脂体53およびトランス
樹脂体52の樹脂に磁性材料を混在したり、コイル樹脂
体53およびトランス樹脂体52の外周に磁性材料から
なるコアを配設したりしてもよい。
In the other power supply composite device, the other end of the secondary copper plate is also molded with the coil resin body 53. A magnetic material may be mixed in the resin of the coil resin body 53 and the transformer resin body 52, or a core made of a magnetic material may be provided on the outer periphery of the coil resin body 53 and the transformer resin body 52.

【0065】また、この実施の形態では、上面および下
面のみに配線層10,11が形成されたプリント基板1
を用いてトランスおよびコイルの回路を構成したが、中
間の配線層を有する多層基板を用いてもよいことはいう
までもない。このほうが一次側巻線と二次側巻線との結
合などを密にすることができ、電力変換効率などを高め
ることができる。
In this embodiment, the printed circuit board 1 having the wiring layers 10 and 11 formed only on the upper surface and the lower surface is used.
, The circuit of the transformer and the coil is configured, but it goes without saying that a multilayer substrate having an intermediate wiring layer may be used. This makes it possible to make the coupling between the primary winding and the secondary winding dense and to improve the power conversion efficiency and the like.

【0066】図6は、多層のプリント基板を用いた場合
の配線パターンの一例を示す図である。この多層のプリ
ント基板には、一次側中層配線パターン54、二次側中
層配線パターン55、コイル中層配線パターン56が形
成される中間配線層57が追加されている。このように
配線層の数を増やすことで、一次側巻線、二次側巻線、
コイル巻線のそれぞれの巻き数を増やすことができる。
低電圧、大電流の電力を生成するような場合において、
電力変換効率を高めるためには12層程度の配線層を備
えるプリント基板を用いると良い。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a wiring pattern when a multilayer printed circuit board is used. An intermediate wiring layer 57 on which a primary middle wiring pattern 54, a secondary middle wiring pattern 55, and a coil middle wiring pattern 56 are formed is added to the multilayer printed board. By increasing the number of wiring layers in this way, the primary winding, the secondary winding,
The number of turns of each of the coil windings can be increased.
In the case of generating low voltage, large current power,
In order to increase power conversion efficiency, a printed circuit board having about 12 wiring layers may be used.

【0067】図7は、多層のプリント基板を用いた場合
の他の配線パターンの一例を示す図である。この多層の
プリント基板では、一次側巻線と二次側巻線とが同一の
巻方向になっている。また、上面および下面では、1つ
の巻線を複数回まくことはできないが、中間装置におい
ては、一方の巻線を外巻とし且つ他方の巻線を内巻とす
ることで、一次側巻線および二次側巻線を共に複数回巻
くことができる。つまり、配線層が3層以上のプリント
基板を用いることで、効率的に巻数を稼ぐことができ、
実用的な電力変換効率を得ることができる。
FIG. 7 is a diagram showing an example of another wiring pattern when a multilayer printed board is used. In this multilayer printed board, the primary winding and the secondary winding are in the same winding direction. On the upper surface and the lower surface, one winding cannot be wound a plurality of times. However, in the intermediate device, one winding is formed as an outer winding and the other winding is formed as an inner winding, so that the primary winding is formed. And the secondary winding can be wound multiple times. That is, by using a printed circuit board having three or more wiring layers, it is possible to efficiently increase the number of turns,
Practical power conversion efficiency can be obtained.

【0068】更に、この実施の形態では、プリント基板
1上に、たとえば電界効果トランジスタ41,46,4
8やコンデンサ42,47などの一次側巻線、二次側巻
線あるいはコイルに接続される電気回路素子が搭載され
ていないが、これらの素子を搭載しても良い。この場
合、電源装置全体の高集積化を図ることができる。
Further, in this embodiment, for example, the field effect transistors 41, 46, 4
Although electric circuit elements connected to the primary winding, the secondary winding, or the coil such as 8 and the capacitors 42 and 47 are not mounted, these elements may be mounted. In this case, high integration of the entire power supply device can be achieved.

【0069】特に、たとえば、コイルと負荷との間に配
設される出力コンデンサ47などの電気回路素子をプリ
ント基板上に配設することで、コイル出力端子を電源の
出力端子として利用することが可能となり、電源装置の
仕様を更に改善することができる。
In particular, for example, by disposing an electric circuit element such as an output capacitor 47 disposed between a coil and a load on a printed circuit board, the coil output terminal can be used as an output terminal of a power supply. This makes it possible to further improve the specifications of the power supply device.

【0070】なお、多層プリント基板は、それ自身が通
常のプリント基板と同様の製造工程にて形成されるもの
であってもよいが、それに限られることはない。たとえ
ば、図8や図9に示すように、別々に形成された1層あ
るいは2層のプリント基板58を複数枚重ね合わせて形
成しても良い。このとき、配線層同士が向かい合って重
なる場合にはその間に絶縁性の基板59などを挟み込め
ばよい。これにより、一般的な多層プリント基板よりも
厚みのある配線層を厚膜形成技術などで形成して利用す
ることができ、同一の基板面積においてトランスやコイ
ルの抵抗値を下げることが可能となる。
The multilayer printed circuit board itself may be formed by the same manufacturing process as a normal printed circuit board, but is not limited thereto. For example, as shown in FIGS. 8 and 9, a plurality of separately formed one-layer or two-layer printed circuit boards 58 may be stacked. At this time, when the wiring layers face each other and overlap with each other, an insulating substrate 59 or the like may be interposed therebetween. As a result, a wiring layer having a thickness greater than that of a general multilayer printed circuit board can be formed and used by a thick film forming technique or the like, and the resistance of a transformer or a coil can be reduced in the same board area. .

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明では、電源装置の小型化を図りつ
つも、負荷に対して大電流を提供する時の電源装置内で
の電圧降下を抑制することができ、これにより低電圧駆
動且つ大電流のマイクロコンピュータなどの負荷に対し
て安定した電圧にて電力を供給する電源用複合素子を提
供することができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the voltage drop in the power supply device when providing a large current to the load while reducing the size of the power supply device. It is possible to provide a power supply composite device that supplies power at a stable voltage to a load such as a microcomputer with a large current.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1による電源用複合素子
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a power supply composite device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示す電源用複合素子を示す分解斜視図
である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the power supply composite device shown in FIG.

【図3】 図1のプリント基板の配線パターンの一例を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a wiring pattern of the printed circuit board in FIG. 1;

【図4】 図1の電源用複合素子を利用したフォワード
コンバータの回路構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a forward converter using the power supply composite device of FIG. 1;

【図5】 他の電源用複合素子を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing another power supply composite device.

【図6】 多層のプリント基板を用いた場合の配線パタ
ーンの一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a wiring pattern when a multilayer printed board is used.

【図7】 多層のプリント基板を用いた場合の他の配線
パターンの一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of another wiring pattern when a multilayer printed board is used.

【図8】 多層プリント基板の製造方法の一例を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a multilayer printed circuit board.

【図9】 多層プリント基板の製造方法の他の例を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a method for manufacturing a multilayer printed circuit board.

【図10】 従来の電源装置の問題点を説明するための
電源装置の一部斜視図である。
FIG. 10 is a partial perspective view of a power supply device for describing a problem of a conventional power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プリント基板 2 トランスコア(コア、第一のコア) 3 コイルコア(コア、第二のコア) 4 一次側信号端子 5 一次側グランド端子 6 二次側信号端子 7 二次側グランド端子 8 コイル出力端子 9 絶縁性基板(基板) 10 上面配線層(配線層) 11 下面配線層(配線層) 12 トランス回路配線領域 13 トランスコア用貫通孔(貫通孔) 14 コイル回路配線領域 15 コイルコア用貫通孔(貫通孔) 16 一次側信号端子接続部 17 一次側グランド端子接続部 18 二次側信号端子接続部 19 二次側グランド端子接続部 20 コイル出力端子接続部 21 一次側上面配線パターン(一次側巻線) 22 一次側下面配線パターン(一次側巻線) 23 層間接続導電材 24 層間接続導電材(一次側巻線) 25 二次側上面配線パターン(二次側巻線、コイル) 26 二次側下面配線パターン(二次側巻線) 27 層間接続導電材(二次側巻線) 28 層間接続導電材 29 コイル下面配線パターン(コイル) 30 層間接続導電材(コイル) 31 下部トランスコア 32 上部トランスコア 33 立設部 34 心部 35 下部コイルコア 36 上部コイルコア 37 立設部 38 心部 39,40 入力端子 41 入力側電界効果トランジスタ(電気回路素子) 42 入力コンデンサ(電気回路素子) 43 一次側制御回路(電気回路素子) 44,45 出力端子 46 出力側第一電界効果トランジスタ(電気回路素
子) 47 出力コンデンサ(電気回路素子) 48 出力側第二電界効果トランジスタ(電気回路素
子) 49 二次側制御回路(電気回路素子) 50 二次側銅板(板形状の導電性材料) 51 一次側銅板(板形状の導電性材料) 52 トランス樹脂体 53 コイル樹脂体 54 一次側中層配線パターン 55 二次側中層配線パターン 56 コイル中層配線パターン 57 中間配線層 58 プリント基板 59 絶縁性の基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed circuit board 2 Transformer core (core, 1st core) 3 Coil core (core, 2nd core) 4 Primary signal terminal 5 Primary ground terminal 6 Secondary signal terminal 7 Secondary ground terminal 8 Coil output terminal Reference Signs List 9 insulating substrate (substrate) 10 upper wiring layer (wiring layer) 11 lower wiring layer (wiring layer) 12 transformer circuit wiring area 13 through hole for transformer core (through hole) 14 coil circuit wiring area 15 through hole for coil core (through Hole) 16 Primary signal terminal connection 17 Primary ground terminal connection 18 Secondary signal terminal connection 19 Secondary ground terminal connection 20 Coil output terminal connection 21 Primary top surface wiring pattern (primary winding) 22 Primary lower surface wiring pattern (Primary winding) 23 Interlayer connecting conductive material 24 Interlayer connecting conductive material (Primary winding) 25 Secondary side upper wiring pattern ( Secondary winding, coil) 26 Secondary lower surface wiring pattern (secondary winding) 27 Interlayer conductive material (secondary winding) 28 Interlayer conductive material 29 Coil lower surface wiring pattern (coil) 30 Interlayer connection Conductive material (coil) 31 Lower transformer core 32 Upper transformer core 33 Standing part 34 Core 35 Lower coil core 36 Upper coil core 37 Standing part 38 Core 39, 40 Input terminal 41 Input side field effect transistor (electric circuit element) 42 Input capacitor (electric circuit element) 43 Primary-side control circuit (electric circuit element) 44, 45 Output terminal 46 Output-side first field-effect transistor (electric circuit element) 47 Output capacitor (electric circuit element) 48 Output-side second field effect Transistor (electric circuit element) 49 Secondary side control circuit (electric circuit element) 50 Secondary side copper plate (plate-shaped conductive material) Material 51 Primary copper plate (plate-shaped conductive material) 52 Trans-resin body 53 Coil resin body 54 Primary-side middle-layer wiring pattern 55 Secondary-side middle-layer wiring pattern 56 Coil middle-layer wiring pattern 57 Intermediate wiring layer 58 Printed circuit board 59 Insulation Substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E043 AB02 AB03 BA01 5H730 AA15 AS01 AS05 BB23 BB57 DD04 EE02 EE08 EE10 EE13 FD01 FG01 ZZ04 ZZ11 ZZ12 ZZ16 ZZ17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5E043 AB02 AB03 BA01 5H730 AA15 AS01 AS05 BB23 BB57 DD04 EE02 EE08 EE10 EE13 FD01 FG01 ZZ04 ZZ11 ZZ12 ZZ16 ZZ17

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電磁気的に結合される一次側巻線と二次
側巻線とからなるトランスで当該一次側巻線に印加され
た電力を変換し、更に上記二次側巻線に接続されるコイ
ルにて平滑化する電源用複合素子であって、 少なくとも2以上の配線層が形成される基板を備え、 上記一次側巻線、上記二次側巻線および上記コイルそれ
ぞれを、当該配線層を用いて形成し、 且つ、上記コイルと上記二次側巻線とは同一の配線層に
おいて電気的に接続されていることを特徴とする電源用
複合素子。
An electric power applied to said primary winding is converted by a transformer comprising a primary winding and a secondary winding which are electromagnetically coupled, and further connected to said secondary winding. A composite element for power supply smoothed by a coil, comprising a substrate on which at least two or more wiring layers are formed, wherein each of the primary winding, the secondary winding, and the coil is connected to the wiring layer. Wherein the coil and the secondary winding are electrically connected in the same wiring layer.
【請求項2】 前記基板には、前記一次側巻線、前記二
次側巻線あるいは前記コイルに接続される電気回路素子
が搭載されていることを特徴とする請求項1記載の電源
用複合素子。
2. The power supply composite according to claim 1, wherein the circuit board is provided with an electric circuit element connected to the primary winding, the secondary winding, or the coil. element.
【請求項3】 電磁気的に結合される一次側巻線と二次
側巻線とからなるトランスで当該一次側巻線に印加され
た電力を変換し、更に上記二次側巻線に接続されるコイ
ルにて平滑化する電源用複合素子であって、 上記一次側巻線、上記二次側巻線および上記コイルそれ
ぞれを、板形状の導電性材料を用いて形成し、 且つ、上記コイルおよび上記二次側巻線は一つの板形状
の導電性材料から形成されていることを特徴とする電源
用複合素子。
3. A transformer comprising a primary winding and a secondary winding, which are electromagnetically coupled, converts power applied to the primary winding, and further converts the power applied to the secondary winding. A power supply composite element which is smoothed by a coil, wherein the primary winding, the secondary winding, and the coil are each formed using a plate-shaped conductive material. The composite element for a power supply, wherein the secondary winding is formed of one plate-shaped conductive material.
【請求項4】 前記トランスの周囲及び/又は前記コイ
ルの周囲に磁性材料からなるコアが配設されていること
を特徴とする請求項1から3の中のいずれか1項記載の
電源用複合素子。
4. A composite for a power supply according to claim 1, wherein a core made of a magnetic material is provided around the transformer and / or around the coil. element.
【請求項5】 前記トランスの周囲を覆う第一のコア
と、前記コイルの周囲を覆う第二のコアとが別々に配設
され、 且つ、当該第一のコアは当該第二のコアよりも透磁率が
高いことを特徴とする請求項1または2記載の電源用複
合素子。
5. A first core that covers the periphery of the transformer and a second core that covers the periphery of the coil are separately provided, and the first core is more than the second core. The composite element for a power supply according to claim 1, wherein the composite element has a high magnetic permeability.
【請求項6】 前記一次側巻線および前記二次側巻線
は、並びに/又は、前記コイルは、当該多層基板におけ
る配線層の積層方向に沿った軸の周囲に巻きつけられる
ようにパターン化され、 更に、当該軸位置に貫通孔を開設し、当該貫通孔内には
磁性材料からなるコアを配設することを特徴とする請求
項1又は2記載の電源用複合素子。
6. The primary winding and the secondary winding and / or the coil is patterned so as to be wound around an axis along a stacking direction of a wiring layer in the multilayer substrate. 3. The composite element for a power supply according to claim 1, wherein a through hole is opened at the axial position, and a core made of a magnetic material is provided in the through hole.
【請求項7】 前記一次側巻線、前記二次側巻線および
前記コイルは銅からなることを特徴とする請求項1から
6の中のいずれか1項記載の電源用複合素子。
7. The composite element for a power supply according to claim 1, wherein the primary winding, the secondary winding, and the coil are made of copper.
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