[发明专利]复合变压器及绝缘型开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备多个变压器部并具有初级一次级间的电力传输/电压变换功能与初级一次级间的信号传输功能等的复合变压器、及利用了该复合变压器的绝缘型开关电源装置。

背景技术

专利文献1公开了一种利用一对芯体(core)构成可看作独立的多个变压器部的发明。

图1、图2是表示专利文献1所涉及的变压器的构成例的图。图1是表示多层基板的各层图案的图，图2是图1表示的X1-X1、X2-X2、X3-X3、X4-X4部分中的变压器的侧视图。该变压器如图1、图2所示，具备第一印刷线圈基板11、第二印刷线圈基板12、第三印刷线圈基板13、第四印刷线圈基板14及形成这些线圈的返回线的层，一共8层的多层基板。

在该8层多层基板中，以一条直线状配置形成有E-E型、或E-I型三只脚芯体的两只外脚6a、6c和一只中脚6b所贯通的2个外孔11a、11c和一个中孔11b。由所述三只脚的一对芯体隔着所述多层基板而嵌合，构成了闭磁路。

在所述三只脚芯体中，两只外脚的截面积及中脚与外脚的距离均等，中脚与各个外脚所形成的2个磁路，其磁阻相等。在第一印刷线圈基板11、第三印刷线圈基板13中，以蜗旋状在中孔11b的周围卷绕线圈，构成了第一变压器部的初级线圈和次级线圈。在第二印刷线圈基板12、第四印刷线圈基板14中，对一个外孔的周围卷绕顺时针方向的线圈，对其他外孔的周围卷绕相同数量的逆时针方向的线圈，并将它们串联连接，构成了第二变压器部的初级线圈和次级线圈。

在第二变压器部中，由于通过第一变压器部的动作而在一个外孔的周围卷绕的线圈中感应的电压，被在其他外孔的周围卷绕的线圈所感应的反方向且绝对值相等的电压抵消，所以，变为零伏特。由于因第二变压器部的动作而在一个外脚中产生的磁通、和在另一个外脚中产生的磁通，被中脚抵消，所以，第二变压器部的动作不会对第一变压器部造成影响。根据该原理，第一变压器部和第二变压器部公用一个芯体，并且相互独立动作。

专利文献1：特开2000-260639号公报

在专利文献1中，以相互反方向卷绕有相同数量线圈的外脚被配置在隔着中脚而对置的位置，相互远离。基于这样的配置，会产生下述的3个问题。

第一问题是由于制造上的问题，容易产生各个变压器部发生干涉的不良情况。对于专利文献1中的第一、第二变压器部而言，如果一对芯体之间正常地嵌合，则会相互独立动作，但如果在任意一个外脚的接合部夹有尘土等而产生微小间隙，则会产生基于2个外脚的干涉，根据程度，利用该变压器部的电子设备会产生误动作。通过中脚的磁通在并联的磁路中，会更多从磁阻小的磁路通过，但由于产生了微小间隙的外脚与中脚所形成的磁路，其磁阻比其他外脚与中脚所形成的磁路小，所以，通过的磁通比其他外脚少。因此，在产生了微小间隙的外孔周围卷绕的线圈中感应的电压，比其他外孔周围卷绕的线圈小。因此，由所述第一变压器部的动作产生的电压未被完全抵消，还会出现在第二变压器部输出中。另一方面，对于因第二变压器部的动作而产生的磁通而言，由于也是其他外脚比具有微小间隙的外脚大，所以，磁通在中脚中未被完全抵消，因第二变压器部的动作而产生的电压会出现在第一变压器部输出中。

第二个问题在于会增加图案布线所必须的面积。为了将外孔周围相互以反方向卷绕了相同数量的线圈之间串联连接，需要在各个线圈间设置行进和返回2根布线，但如果外脚之间的距离远离，则所述2根布线变长，图案布线所需的面积也增大。当在多层基板中，将所述第一变压器部的线圈和第二变压器部的线圈图案布线于同一层时，会增加卷绕于外孔周围的线圈之间的图案布线所需要的面积。结果，由于需要相应地减少第一变压器部的线圈的图案面积，所以，第一变压器部的线圈变细，电阻增加。尤其在第一变压器部操作大电力的情况下，因为线圈的电阻增加会导致损失增大。

第三个问题在于由于外脚之间的距离远离，第二变压器部中的芯体所形成的磁路变长，导致AL值(ALvalue：单位绕数的电感)减小。在想要利用第二变压器部传输脉冲信号的情况下，由于流动着与励磁电感相应的无效电流，所以，如果励磁电感降低，则会导致损失增加。

如果为了补偿励磁电感的降低而增加第二变压器部的线圈绕数，则图案布线所需要的面积将增加。并且，如果在与第一变压器部产生干涉的状态下增加第二变压器部的绕数，则由于干涉电压也与绕数成比例地增加，所以，利用了该变压器的电子设备容易误动作。

发明内容