特開 2023-120801 トランス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023120801

(43)【公開日】2023-08-30

(54)【発明の名称】トランス

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20230823BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20230823BHJP

   H05K 1/16 20060101ALI20230823BHJP

【ＦＩ】

H01F30/10 D

H01F30/10 S

H05K1/02 Q

H05K1/16 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022023865

(22)【出願日】2022-02-18

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永井 貴規

【テーマコード（参考）】

4E351

5E338

【Ｆターム（参考）】

4E351BB15

4E351GG07

5E338AA03

5E338BB05

5E338CC08

5E338CD24

5E338EE02

(57)【要約】

【課題】複数の平面コイルが積層されたトランスに関し、寄生容量を低減する。
【解決手段】本明細書が開示するトランスは、第１コイルから第８コイルまでの８個の平面コイルがこの順で積層されたトランスであり、夫々のコイルの一端をＡ端、他端をＢ端と称したとき、次の接続関係を有する。第１コイルと第８コイルのＡ端が１次側の第１入力端に接続される。第１コイルのＢ端と第８コイルのＢ端と第４コイルのＡ端と第５コイルのＡ端が接続される。第４コイルと第５コイルのＢ端が１次側の第２入力端に接続される。第２コイルと第６コイルのＡ端が２次側の第１出力端に接続される。第２コイルのＢ端と第３コイルのＡ端が接続される。第６コイルのＢ端と第７コイルのＡ端が接続される。第３コイルと第７コイルのＢ端が２次側の第２出力端に接続される。隣り合う第２コイルと第３コイルが同電位となるため、両者の間に寄生容量が発生しない。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１コイル（１１）から第８コイル（１８）までの８個の平面コイルがこの順で積層されたトランス（１０、１０ａ）であり、夫々のコイルの一端をＡ端、他端をＢ端と称したとき、
第１コイルと第８コイルのＡ端が１次側の第１入力端に接続されており、
第１コイルのＢ端と第８コイルのＢ端と第４コイル（１４）のＡ端と第５コイル（１５）のＡ端が接続されており、
第４コイルと第５コイルのＢ端が１次側の第２入力端に接続されており、
第２コイル（１２）と第６コイル（１６）のＡ端が２次側の第１出力端に接続されており、
第２コイルのＢ端と、第３コイル（１３）または第７コイル（１７）の一方のＡ端が接続されており、
第６コイルのＢ端と、第３コイルまたは第７コイルの他方のＡ端が接続されており、
第３コイルと第７コイルのＢ端が２次側の第２出力端に接続されている、
トランス。

【請求項2】

第２コイルと第６コイルのＢ端と第３コイルと第７コイルのＡ端が接続されている、請求項１に記載のトランス（１０ａ）。

【請求項3】

第１コイル（２１）から第６コイル（２６）までの６個の平面コイルがこの順で積層されたトランス（２０）であり、夫々のコイルの一端をＡ端、他端をＢ端と称したとき、
第１コイルと第６コイルのＡ端が１次側の第１入力端に接続されており、
第１コイルのＢ端と第６コイルのＢ端と第３コイル（２３）のＡ端と第４コイル（２４）のＡ端が接続されており、
第３コイルと第４コイルのＢ端が１次側の第２入力端に接続されており、
第２コイル（２２）のＡ端が２次側の第１出力端に接続されており、
第２コイルのＢ端と第５コイル（２５）のＡ端が接続されており、
第５コイルのＢ端が２次側の第２出力端に接続されている、
トランス。

【請求項4】

各平面コイルは、
基板の上に形成された巻線パターン（１１）と、
巻線パターンを囲むように基板の上に形成された放熱パターン（３４）であって巻線パターンから絶縁された放熱パターンと、
を備えている、請求項１から３のいずれか１項に記載のトランス。

【請求項5】

積層された複数の放熱パターンに接する熱連結部材（３５）を備えている、請求項４に記載のトランス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術はトランスに関する。特に、複数の平面コイルを積層したトランスに関する。

【背景技術】

【0002】

平面内に巻線を巻回した複数の平面コイルを積層したトランスが知られている（特許文献１－３、非特許文献１）。平面コイルを積層したトランスでは、１次コイル（または２次コイル側）の起磁力が大きいほど巻線の交流抵抗が大きくなることが知られている（非特許文献１）。

【0003】

そこで、非特許文献１では、交流抵抗を抑えるべく、次の構造が提案されている。１次コイルと２次コイルの夫々を、直列に接続した複数の平面コイルで実現する。１次側の平面コイルと２次側の平面コイルを交互に積層する。複数の１次コイルと複数の２次コイルを１個ずつ交互に積層する。１次コイルで生じた起磁力は、隣り合う２次コイルで消費される。それゆえ、１次コイル全体の起磁力が小さくなる。１次コイルと２次コイルを積層することで起磁力は相殺され、トランス全体における起磁力が小さくなり、交流抵抗が抑えられる。非特許文献１によると、上記の構造は、漏れインダクタンスの低減効果も得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－０９６７２５号公報

【特許文献2】特開２０１３－１６８４０１号公報

【特許文献3】特開２００９－１０５１８０号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Riccardo Pittini, Zhe Zhang, Michael A.E. Andersen : “High Current Planar Transformer for Very High Efficiency Isolated Boost DC-DC Converters”, Proceedings of IEEE The 2014 International Power Electronics Conference, pp. 3905-3912, 2014

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

複数の平面コイルを積層すると、隣り合う平面コイルの電位差により寄生容量が発生する。寄生容量はトランスの性能に影響する。特に、高周波電流が流れるトランスでは、寄生容量はトランスで生じる電力損失を増大させる。また、寄生容量はトランスの駆動周波数を低下させる。本明細書は、交流抵抗を低減するとともに寄生容量も低減するトランスを実現する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書が開示するトランス（１０、１０ａ）の一態様は、第１コイル（１１）から第８コイル（１８）までの８個の平面コイルがこの順で積層されたトランスに具現化される。説明の便宜上、夫々のコイルの一端をＡ端、他端をＢ端と称する。８個の平面コイルの電気的な接続関係は次の通りである。第１コイルと第８コイルのＡ端が１次側の第１入力端に接続される。第１コイルと第８コイルのＢ端と第４コイル（１４）と第５コイル（１５）のＡ端が一点で接続される。第４コイルと第５コイルのＢ端が１次側の第２入力端に接続される。第２コイル（１２）と第６コイル（１６）のＡ端が２次側の第１出力端に接続される。第２コイルのＢ端と、第３コイル（１３）または第７コイル（１７）の一方のＡ端が接続される。第６コイルのＢ端と、第３コイルまたは第７コイルの他方のＡ端が接続される。第３コイルと第７コイルのＢ端が２次側の第２出力端に接続される。なお、変形例として、第２コイルと第６コイルのＢ端と第３コイルと第７コイルのＡ端が接続されていてもよい。

【0008】

第１、第４、第５、第８コイルが１次コイルに相当する。複数の１次コイルは、電気的には１個の等価コイルで表すことができる。第２、第３、第６、第７コイルが２次コイルに相当する。複数の２次コイルは、電気的には１個の等価コイルで表すことができる。上記の８層のトランスは、電気的には１個の１次コイルと１個の２次コイルで構成されるトランスと等価である。

【0009】

一方、物理的には１次コイルも２次コイルもそれぞれ４個の平面コイルで構成され、それらが積層される。１次コイルと２次コイルが交互に積層されるので、交流抵抗が低減される。また、第４コイルと第５コイルは電気的には並列に接続される。従って、第４コイルと第５コイルは等電位となり、第４コイルの隣りに第５コイルが積層されても両者の間に寄生容量は発生しない。上記の接続関係は、寄生容量を低減する。

【0010】

本明細書が開示するトランスの別の態様は、第１コイル（２１）から第６コイル（２６）までの６個の平面コイルがこの順で積層されたトランス（２０）に具現化される。この場合も、説明の便宜上、夫々のコイルの一端をＡ端、他端をＢ端と称する。６個の平面コイルの電気的な接続関係は次の通りである。第１コイルと第６コイルのＡ端が１次側の第１入力端に接続される。第１コイルと第６コイルのＢ端と第３コイル（２３）と第４コイル（２４）のＡ端が一点で接続される。第３コイルと第４コイルのＢ端が１次側の第２入力端に接続される。第２コイル（２２）のＡ端が２次側の第１出力端に接続される。第２コイルのＢ端と第５コイル（２５）のＡ端が接続される。第５コイルのＢ端が２次側の第２出力端に接続される。

【0011】

上記した６層のトランスでは、第３コイルと第４コイルが隣同士で積層されるがそれらの電気的には並列に接続されているため、第３コイルと第４コイルに寄生容量が発生しない。

【0012】

本明細書は、積層された平面コイルの放熱性を向上させる技術も提供する。各平面コイルは、基板の上に形成された巻線パターン（１１）と、放熱パターン（３４）を備える。放熱パターンは、巻線パターンを囲むように基板の上に形成される。また、放熱パターンは、巻線パターンからは絶縁されている。巻線パターンを囲む放熱パターンが巻線パターンの熱を拡散させる。積層された複数の放熱パターンに接する熱連結部材（３５）を備えているとなお良い。熱連結部材を介して複数の放熱パターンが熱的に連結されるので、巻線パターンの熱が積層方向に拡散する。巻線パターンが効果的に冷却される。

【0013】

本明細書が開示するトランスは、特に、多層ＰＣＢ（Print Circuit Board）に実現されることが好適である。夫々の平面コイルは、多層ＰＣＢ基板上の導電パターンで具現化される。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施例のトランスの回路図である。

【図2】第１実施例のトランスの等価回路図である。

【図3】第１実施例のトランスの平面図である。

【図4】図３のIV－IV線でカットしたトランスの断面図である。

【図5】図３のＶ－Ｖ線でカットしたトランスの断面図である。

【図6】第２実施例のトランスの回路図である。

【図7】第３実施例のトランスの回路図である。

【図8】第３実施例のトランスの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１実施例）図１－図５を参照して第１実施例のトランス１０を説明する。図１は、トランス１０の回路図である。図１は、トランス１０の一つの適用例であり、トランス１０とＤＣ／ＡＣ変換回路５０と整流回路６０によりＤＣ／ＤＣコンバータ２を構成した例である。トランス１０の１次側（入力端１９ａ、１９ｂ）にＤＣ／ＡＣ変換回路５０が接続されており、トランス１０の２次側（出力端１９ｃ、１９ｄ）に整流回路６０が接続されている。整流回路６０はブリッジタイプの整流回路である。

【0016】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、入力される直流電力の電圧を変換するデバイスである。図１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力端５０ａ、５０ｂに直流電源９８が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力端６０ａ、６０ｂに負荷デバイス９９が接続されている例を示している。図１では、負荷デバイス９９を抵抗の記号で表している。負荷デバイス９９は、例えばＤＣモータである。

【0017】

ＤＣ／ＡＣ変換回路５０は、図１に示すように、４個のスイッチング素子５１ａ－５１ｄで構成されており、その入力端５０ａ、５０ｂに直流電源９８が接続される。ＤＣ／ＡＣ変換回路５０の出力端は、トランス１０の入力端１９ａ、１９ｂに接続される。ＤＣ／ＡＣ変換回路５０は、４個のスイッチング素子５１ａ－５１ｄを適宜にオンオフすることで、直流電源９８が出力する直流電力を交流電力に変換してトランス１０へ供給する。

【0018】

整流回路６０は、図１に示すように、４個のスイッチング素子６１ａ－６１ｄと、リアクトル６２と、平滑コンデンサ６３で構成されている。整流回路６０は、トランス１０から供給される交流電力を直流電力に変換して出力端６０ａ、６０ｂから出力する。出力端６０ａ、６０ｂには、直流電力で動作する負荷デバイス９９が接続される。

【0019】

図１のＤＣ／ＡＣ変換回路５０、整流回路６０はよく知られているので、詳しい説明は省略する。

【0020】

トランス１０を説明する。トランス１０は、８個のコイル１１－１８で構成されており、１次側の入力端１９ａ、１９ｂに入力された交流電力の電圧を変換して２次側の出力端１９ｃ、１９ｄへ出力する。コイル１１とコイル１８は並列に接続されており、コイル１４とコイル１５も並列に接続されている。コイル１１、１８の並列接続と、コイル１４、１５の並列接続が直列に接続されている。コイル１１、１４、１５、１８がトランス１０の１次側のコイルに相当する。

【0021】

コイル１２、１３、１６、１７がトランス１０の２次側のコイルに相当する。コイル１２とコイル１６が並列に接続されており、コイル１３とコイル１７が並列に接続されている。コイル１２、１６の並列接続と、コイル１３、１７の並列接続が直列に接続されている。

【0022】

トランス１０と電気的に等価な回路を図２に示す。図１のトランス１０は、図２のトランス１００と電気的に等価である。トランス１００は、１個の１次コイル１０１と１個の２次コイル１０２で構成される最も単純なトランスである。図１のコイル１１、１４、１５、１８の回路全体が図２の１次コイル１０１と電気的に等価であり、図１のコイル１２、１３、１６、１７の回路全体が図２の２次コイル１０２と電気的に等価である。ただし、図２のように１次側と２次側をそれぞれ複数のコイルで構成することで特別の効果が得られる。

【0023】

８個のコイル１１－１８の接続関係を詳しく説明する。図１の下側に、トランス１０の回路の拡大図を示す。説明の便宜上、８個のコイル１１－１８のそれぞれを、第１コイル１１、第２コイル１２、第３コイル１３、第４コイル１４、第５コイル１５、第６コイル１６、第７コイル１７、第８コイル１８と称する。それぞれのコイルには２個の端があるが、説明の便宜上、コイルの一方の端をＡ端と称し、他方の端をＢ端と称する。「Ａ端」／「Ｂ端」との呼称を付したのは、単に、「一方の端」／「他方の端」と呼ぶよりも簡単だからである。第１コイル１１のＡ端を符号１１ａで表し、Ｂ端を符号１１ｂで表す。他のコイルについても同様である。

【0024】

８個のコイル１１－１８の接続関係は次の通りである。第１コイル１１と第８コイル１８のＡ端１１ａ、１８ａが１次側の第１入力端１９ａに接続されている。第１コイル１１のＢ端１１ｂと第８コイル１８のＢ端１８ｂと第４コイル１４のＡ端１４ａと第５コイル１５のＡ端１５ａが接続されている。第４コイル１４と第５コイル１５のＢ端１４ｂ、１５ｂが１次側の第２入力端１９ｂに接続されている。先に述べたように、第１コイル１１と第８コイル１８は並列に接続され、第４コイル１４と第５コイル１５も並列に接続される。コイル１１、１８の並列接続とコイル１４、１５の並列接続が直列に接続される。コイル１１、１４、１５、１８がトランス１０の１次側を構成する。

【0025】

第２コイル１２と第６コイル１６のＡ端１２ａ、１６ａが２次側の第１出力端１９ｃに接続されている。第２コイル１２のＢ端１２ｂと、第３コイル１３のＡ端１３ａが接続されている。第６コイル１６のＢ端１６ｂと、第７コイル１７のＡ端１７ａが接続されている。第３コイル１３と第７コイル１７のＢ端１３ｂ、１７ｂが２次側の第２出力端１９ｄに接続されている。第２コイル１２と第３コイル１３は直列に接続され、第６コイル１６と第７コイル１７も直列に接続される。第２コイル１２と第３コイル１３の直列接続と、第６コイル１６と第７コイル１７の直列接続が、並列に接続される。コイル１２、１３、１６、１７がトランス１０の２次側を構成する。

【0026】

８個のコイル１１－１８はいずれも平面タイプのコイル（平面コイル３０）である。図３に、トランス１０の平面図を示す。トランス１０はコア３９を有するが、図３では、第１コイル１１の構造が見えるように、コア３９は仮想線で描いてある。

【0027】

平面コイル３０は絶縁性の基板３１の上に銅箔でらせん状に形成された巻線パターンで実現される。理解を助けるために、図３では、巻線パターンを太線で描いてある。図３の巻線パターンが第１コイル１１に相当する。巻線パターンは基板３１の一方の面に形成されており、第１コイル１１のＡ端１１ａは、らせん状の巻線パターンの最外側の端であり、巻線パターンと同一の面に形成されている。Ｂ端１１ｂは、らせん状の巻線パターンの最内側に位置する。Ｂ端１１ｂは、基板３１の裏面を通じて巻線パターンの外側へ導かれている。

【0028】

基板３１には第１コイル１１の巻線パターンを囲むように放熱パターン３４が形成されている。理解を助けるために、図３では、放熱パターン３４をグレーのハッチングで表してある。放熱パターン３４も銅箔で形成されているが、第１コイル１１に相当するらせん状の巻線パターンからは絶縁されている。

【0029】

基板３１の中心（巻線パターンの中心）には貫通孔３２が設けられており、巻線パターンの外側にも基板３１に貫通孔３３が設けられている。図３のIV－IV線に沿った断面を図４に示す。図４では、中心線ＣＬから右半分の図示は省略してある。図４では、いくつかの平面コイル３０では部品の符号を省略してある。

【0030】

積層された複数の基板３１をコア３９が貫通している。貫通孔３２を貫通しているコアと、貫通孔３３を貫通しているコア３９は、複数の基板３１の積層方向の両側で連結されている。

【0031】

基板３１、第１コイル１１に相当する巻線パターン、放熱パターン３４を合わせて平面コイル３０と称する。

【0032】

８個のコイル１１－１８は、全て、図３の平面コイル３０と同じ構造を有している。図４に示すように、８個の平面コイル３０は積層されている。なお、図４では、らせん状の巻線パターン（すなわちコイル１１－１８）を単純な矩形で簡略化して描いてある。複数の平面コイル３０の積層体は、多層ＰＣＢ（Print Circuit Board）に実現されることが好適である。夫々の平面コイル３０は、多層ＰＣＢ基板上の導電パターンで具現化される。

【0033】

トランス１０は、８個の平面コイル３０の積層体である。８個の平面コイル３０は全て同じ構造を有しているが、図１の回路図との対応関係と積層体での各コイルの配置を対応付けるため、積層された８個の平面コイル３０を、端から順に、８個のコイル１１－１８と対応付ける。すなわち、図１に示した８個のコイル１１－１８は、この順で積層されている。

【0034】

図１の接続関係と図３、図４の構造を有するトランス１０の利点を説明する。一般に、トランスを複数の平面コイルの積層体で実現すると、トランスを小型化することができる。しかし、その一方で、隣り合う平面コイルの間に寄生容量が発生する。寄生容量はトランスの性能を低下させる。特に、トランスに流れる交流の周波数が高いほど、寄生容量に起因する損失が大きくなる。トランスに供給される交流の周波数が、寄生容量とコイルのインダクタンスで規定されるカットオフ周波数を超えると、トランスとして機能しなくなる。

【0035】

実施例のトランス１０では、図４に示すように、第４コイル１４と第５コイル１５が隣接している。第４コイル１４と第５コイル１５は並列に接続されているので電位が等しい。それゆえ、隣り合う第４コイル１４と第５コイル１５では寄生容量が生じない。第１実施例のトランス１０は、平面コイルの積層体で具現化されるトランスにおいて寄生容量を抑えることができる。

【0036】

トランス１０のその他の利点について説明する。一般に、１次コイル（または２次コイル）の起磁力が大きいほど平面コイルの積層体における近接効果の影響が大きくなり、巻線交流抵抗が大きくなることが知られている。トランス１０は、コイルを並列化することで、コイル１個のときと同じインダクタンスを得るのにコイル１個当たりの起磁力を小さくできる。また、１次側のコイルと２次側のコイルが交互に積層されている。１次側の平面コイル３０で生じた起磁力は、隣接する２次側の平面コイル３０で相殺される。それゆえ、巻線交流抵抗を抑えることができる。

【0037】

さらに、直列に接続されている第２コイル１２と第３コイル１３が隣り合うように積層されている。第２コイル１２と第３コイル１３をつなぐ導通経路が短くなるため、トランス１０の内部抵抗を小さくすることができる。直列に接続される第６コイル１６と第７コイル１７も積層体において隣り合うように配置される。第６コイル１６と第７コイル１７をつなぐ導通経路が短くなり、トランス１０の内部抵抗をさらに小さくすることができる。

【0038】

それぞれの平面コイル３０の基板３１に形成された放熱パターン３４の効果について説明する。放熱パターン３４は銅箔で作られており、放熱性に優れている。第１コイル１１は交流が流れると発熱する。第１コイル１１を構成する巻線パターンの熱は、巻線パターンを囲んでいる放熱パターン３４を介して外部に拡散される。放熱パターン３４は第１コイル１１の熱を効果的に拡散させる利点を有する。

【0039】

積層されている複数の平面コイル３０のそれぞれが、放熱パターン３４を有している。トランス１０は、積層されている複数の平面コイル３０を貫通する金属ピン３５を備えている。図３のＶ－Ｖ線に沿った断面を図５に示す。図５は、コイル１１（１２－１８）の中心ＣＬと、金属ピン３５を通る平面でカットしたトランス１０の断面を示している。図５でも、中心線ＣＬの右側は図示を省略した。金属ピン３５は、積層されている全ての放熱パターン３４に接している。金属ピン３５を介して複数の放熱パターン３４が熱的に連結される。金属ピン３５により、複数の巻線パターン（コイル１１－１８）の熱が積層方向に拡散する。複数の放熱パターン３４と、それらに接する金属ピン３５により、コイル１１-１８が効果的に冷却される。

【0040】

金属ピン３５は、それぞれの平面コイル３０において、基板３１と放熱パターン３４を貫通している。金属ピン３５は、複数の放熱パターン３４と熱的に結合する熱連結部材に相当する。

【0041】

（第２実施例）図６に、第２実施例のトランス１０ａを含むＤＣ／ＤＣコンバータ２ａの回路図を示す。トランス１０ａは、第２コイル１２のＢ端１２ｂ、第６コイル１６のＢ端１６ｂ、第３コイル１３のＡ端１３ａ、第７コイル１７のＡ端１７ａが接続されている点が第１実施例のトランス１０と相違する。それ以外のトランス１０ａの接続構造は、トランス１０の接続構造と同じである。トランス１０ａの物理的な構造は図３、図４で表される。

【0042】

第２コイル１２のＢ端１２ｂ、第６コイル１６のＢ端１６ｂ、第３コイル１３のＡ端１３ａ、第７コイル１７のＡ端１７ａの接続点は、トランス１０ａの２次側のセンタータップ１９ｅに相当する。

【0043】

第２実施例のトランス１０ａは、２次側にセンタータップ１９ｅを有する。従って、トランス１０ａの２次側には、３極の入力端を有する整流回路７０が接続される。整流回路７０は、２個のスイッチング素子７１ａ、７１ｂ、リアクトル７２、平滑コンデンサ７３、７４で構成される。整流回路７０もよく知られた一般的な回路である。図６のトランス１０ａも第１実施例のトランス１０と同じ利点を有する。

【0044】

（第３実施例）図７、８を参照して第３実施例のトランス２０を説明する。図７は、トランス２０を含むＤＣ／ＤＣコンバータ２ｂの回路図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｂも、第１実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ２と同様に、入力される直流電力の電圧を変えて出力するデバイスである。トランス２０の１次側にはＤＣ／ＡＣ変換回路５０が接続され、２次側には整流回路７０が接続される。

【0045】

図８は、トランス２０の縦断面図である。図８でも、中心線ＣＬの右側は図示を省略した。トランス２０は、６個の平面コイル３０が積層された構造を有する。複数の平面コイル３０のそれぞれは、第１実施例の平面コイル３０と同じ構造である。説明の便宜上、６個の平面コイル３０を第１コイル２１～第６コイル２６と称する。６個の平面コイル３０（第１コイル２１～第６コイル２６）は、この順に積層されている（図８参照）。

【0046】

図７を参照しつつ、６個のコイル２１～２６の接続関係を説明する。第１コイル２１と第６コイル２６のＡ端２１ａ、２６ａが１次側の第１入力端２９ａに接続されている。第１コイル２１のＢ端２１ｂと第６コイル２６のＢ端２６ｂと第３コイル２３のＡ端２３ａと第４コイル２４のＡ端２４ａが接続されている。第３コイル２３と第４コイル２４のＢ端２３ｂ、２４ｂが１次側の第２入力端２９ｂに接続されている。第２コイル２２のＡ端２２ａが２次側の第１出力端２９ｃに接続されている。第２コイル２２のＢ端２２ｂと第５コイル２５のＡ端２５ａが接続されている。第２コイル２２のＢ端２２ｂと第５コイル２５のＡ端２５ａの接続点は、２次側のセンタータップ２９ｅに相当する。第５コイル２５のＢ端２５ｂが２次側の第２出力端２９ｄに接続されている。

【0047】

第３実施例のトランス２０は、第１実施例のトランス１０において、並列に接続された第２コイル１２と第６コイル１６を一つのコイル（第２コイル２２）で置き換え、並列に接続された第３コイル１３と第７コイル１７を別の一つのコイル（第５コイル２５）で置き換えたものである。すなわち、トランス２０は、トランス１０において二次側の構造を単純化したものである。

【0048】

図８に示すように、第１コイル２１から第６コイル２６は、この順に積層されている。第３コイル２３と第４コイル２４は隣り合う。一方、図７に示すように、第３コイル２３と第４コイル２４は並列に接続されているため、同電位となる。それゆえ、隣り合う第３コイル２３と第４コイル２４の間には寄生容量が発生しない。第３実施例のトランス２０も、寄生容量を低減するという効果が得られる。

【0049】

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。図１において、第３コイル１３と第７コイル１７が入れ替わっていてもよい。すなわち、第２コイル１２のＢ端１２ｂと、第３コイル１３または第７コイル１７の一方のＡ端が接続されており、第６コイル１６のＢ端１６ｂと、第３コイル１３または第７コイル１７の他方のＡ端が接続されていればよい。

【0050】

トランスの記号における黒丸は、コイルの極性を表している。図１では、第１入力端１９ａが１次側の正極に相当し、第２入力端１９ｂが１次側の負極に相当する。第１出力端１９ｃが２次側の正極に相当し、第２出力端１９ｄが２次側の負極に相当する。

【0051】

また、図１では、１次側のコイル１１、１４、１５、１８のＡ端が正極であり、２次側のコイル１２、１３、１６、１７のＡ端が正極であった。１次側のコイル１１、１４、１５、１８のＢ端を正極にしてもよい。あるいは、２次側のコイル１２、１３、１６、１７のＢ端を正極にしてもよい。

【0052】

金属ピン３５に代表される熱連結部材は、熱伝導率の高い材料で作られていればよい。熱連結部材は、銅やアルミニウムの熱伝導率と同等の熱伝導率を有する材料で作られていればよい。

【0053】

放熱パターン３４は、回路のグランドに接続されていてもよい。導電性のパターンで形成されており巻線パターンを囲んでいる放熱パターンは、巻線パターン（コイル）が発する電磁波を遮断する磁気シールドとして機能する。

【0054】

実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ２（２ａ、２ｂ）は、次のように表現できる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２（２ａ、２ｂ）は、上記した特徴を有するトランスと、トランスの１次側（入力端）に接続されるＤＣ／ＡＣ回路と、トランスの２次側（出力端）に接続される整流回路を備える。

【0055】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0056】

２、２ａ、２ｂ：ＤＣ／ＤＣコンバータ １０、１０ａ、２０：トランス １１－１８、２１－２６：コイル １９ａ、１９ｂ、２９ａ、２９ｂ：入力端 １９ｃ、１９ｄ、２９ｃ、２９ｄ：出力端 １９ｅ、２９ｅ：センタータップ ３０：平面コイル ３１：基板 ３２、３３：貫通孔 ３４：放熱パターン ３５：金属ピン ３９：コア ５０：ＤＣ／ＡＣ変換回路 ５０ａ、５０ｂ：入力端 ５１ａ－５１ｄ、６１ａ－６１ｄ、７１ａ－７１ｄ：スイッチング素子 ６０、７０：整流回路 ６０ａ、６０ｂ：出力端 ６２、７２：リアクトル ６３、７３、７４：コンデンサ ９８：直流電源 ９９：負荷デバイス １００：トランス １０１：１次コイル １０２：２次コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】