高耦合度變壓器、電子電路及電子設(shè)備的制造方法
【專利說明】高耦合度變壓器、電子電路及電子設(shè)備
[0001 ] 本發(fā)明申請是國際申請?zhí)枮镻CT/JP2011/050886，國際申請日為2011年I月19日，進入中國國家階段的申請?zhí)枮?01180006418.8，名稱為“高耦合度變壓器、電子電路及電子設(shè)備”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種將電感元件彼此以高耦合度耦合而成的高耦合度變壓器、以及具備其的電子電路及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]—般而言，變壓器具備經(jīng)由磁路而相互磁性耦合的I次線圈及2次線圈。該變壓器是廣泛利用在例子如升壓/降壓電路、高耦合度變壓器、變流/分流電路、平衡一不平衡轉(zhuǎn)換電路、信號傳輸電路等各種電子電路或電子設(shè)備。
[0004]為了減少變壓器中傳送能量的損失，有必要提高I次線圈與2次線圈的耦合度。因此，采用例如專利文獻I或?qū)＠墨I2記載的將I次線圈及2次線圈卷繞在共通的鐵氧體磁性體上的方法。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I:日本特開平10-294218號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2002-203721號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的問題
[0010]專利文獻1、2揭示的變壓器是將導(dǎo)線卷繞在鐵氧體磁性體上而形成線圈，故存在如下問題:其制造步驟復(fù)雜，且體型較大。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種容易制造且易于小型化的可以低損耗進行能量傳送的高耦合度變壓器。
[0012]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0013](I)本發(fā)明的高耦合度變壓器，包含第I電感元件、及以高耦合度耦合在所述第I電感元件的第2電感元件；
[0014]所述第I電感元件與所述第2電感元件經(jīng)由磁場及電場而親合；
[0015]在交流電流流過所述第I電感元件時，通過經(jīng)所述磁場的親合而流過所述第2電感元件的電流的方向、與通過經(jīng)所述電場的耦合而流過所述第2電感元件的電流的方向相同。
[0016](2)在(I)中，優(yōu)選為，在交流電流流過所述第I電感元件時，流過所述第2電感元件的電流的方向是在所述第I電感元件與所述第2電感元件之間產(chǎn)生磁皇的方向。
[0017](3)在(I)或(2)中，優(yōu)選為，所述第I電感元件包含第I線圈元件及第2線圈元件，所述第I線圈元件及所述第2線圈元件彼此串聯(lián)，且以構(gòu)成閉磁路的方式形成導(dǎo)體的卷繞圖案。
[0018](4)又，在(I)?(3)的任一項中，優(yōu)選為，所述第2電感元件包含第3線圈元件及第4線圈元件，所述第3線圈元件及所述第4線圈元件彼此串聯(lián)，且以構(gòu)成閉磁路的方式形成導(dǎo)體的卷繞圖案。
[0019](5)在(I)或(2)中，優(yōu)選為，所述第I電感元件包含第I線圈元件及第2線圈元件，所述第I線圈元件及所述第2線圈元件彼此串聯(lián)，且以構(gòu)成閉磁路的方式形成導(dǎo)體的卷繞圖案；
[0020]所述第2電感元件包含第3線圈元件及第4線圈元件，所述第3線圈元件及所述第4線圈元件彼此串聯(lián)，且以構(gòu)成閉磁路的方式形成導(dǎo)體的卷繞圖案；
[0021]所述第I線圈元件與所述第3線圈元件是配置成使彼此的開口面相對，所述第2線圈元件與所述第4線圈元件是配置成使彼此的開口面相對。
[0022](6)在(I)?(5)的任一項中，優(yōu)選為，所述第I電感元件及所述第2電感元件由配置在多個電介質(zhì)層或?qū)盈B有磁性體層的層疊體內(nèi)的導(dǎo)體圖案構(gòu)成，所述第I電感元件與所述第2電感元件在所述層疊體的內(nèi)部耦合。
[0023](7)本發(fā)明的電子電路，具備高耦合度變壓器，所述高耦合度變壓器包含第I電感元件、及以高耦合度耦合在所述第I電感元件的第2電感元件；
[0024]所述第I電感元件與所述第2電感元件經(jīng)由磁場及電場而耦合；
[0025]在交流電流流過所述第I電感元件時，通過經(jīng)所述磁場的親合而流過所述第2電感元件的電流的方向、與通過經(jīng)所述電場的耦合而流過所述第2電感元件的電流的方向相同；
[0026]具備連接在所述第I電感元件的I次側(cè)電路及連接在所述第2電感元件的2次側(cè)電路。
[0027](8)本發(fā)明的電子設(shè)備，具備:
[0028]高耦合度變壓器，包含第I電感元件、及以高耦合度耦合在所述第I電感元件的第2電感元件，所述第I電感元件與所述第2電感元件經(jīng)由磁場及電場而親合，在交流電流流過所述第I電感元件時，通過經(jīng)所述磁場的親合而流過所述第2電感元件的電流的方向、與通過經(jīng)所述電場的親合而流過所述第2電感元件的電流的方向相同；
[0029]I次側(cè)電路，連接在所述第I電感元件；
[0030]2次側(cè)電路，連接在所述第2電感元件；以及
[0031]電路，經(jīng)由所述高耦合度變壓器在所述I次側(cè)電路及所述2次側(cè)電路間進行信號或電力的傳送。
[0032]發(fā)明的效果
[0033]根據(jù)本發(fā)明的高耦合度變壓器，可使連接在第I電感元件的I次側(cè)電路、與連接在第2電感器元件的2次側(cè)電路以例子如耦合度k為1.2以上等通常無法獲得的高耦合度耦合，從而可實現(xiàn)變壓器的小型化，進而實現(xiàn)使用變壓器的電子電路及電子設(shè)備的小型化。
【附圖說明】
[0034]圖1是第I實施形態(tài)的高耦合度變壓器的電路圖。
[0035]圖2(A)是圖1所示的高耦合度變壓器的更具體的電路圖，圖2(B)是表示其各線圈元件的具體配置的圖。
[0036]圖3是將第I實施形態(tài)所示的高耦合度變壓器35應(yīng)用在天線的高耦合度變壓器的天線裝置102的電路圖。
[0037]圖4是天線裝置102的等效電路圖。
[0038]圖5是與多頻帶對應(yīng)的天線裝置102的電路圖。
[0039]圖6(A)是第3實施形態(tài)的高耦合度變壓器35的立體圖，圖6(B)是從下面?zhèn)扔^察所述高耦合度變壓器35的立體圖。
[0040]圖7是構(gòu)成高耦合度變壓器35的層疊體40的分解立體圖。
[0041]圖8是表示高耦合度變壓器35的動作原理的圖。
[0042]圖9是第4實施形態(tài)的高耦合度變壓器34、及具備其的天線裝置104的電路圖。
[0043]圖10是構(gòu)成高耦合度變壓器34的層疊體40的分解立體圖。
[0044]圖1l(A)是第5實施形態(tài)的高耦合度變壓器135的立體圖，圖1l(B)是從下面?zhèn)扔^察所述高耦合度變壓器135的立體圖。
[0045]圖12是構(gòu)成高耦合度變壓器135的層疊體140的分解立體圖。
[0046]圖13(A)是第6實施形態(tài)的天線裝置106的電路圖，圖13(B)是表示所述天線裝置106的各線圈元件的具體配置的圖。
[0047]圖14(A)是基于圖13(B)所示的等效電路表示高耦合度變壓器35的變壓比以及連接在天線元件的負電感分量的圖，圖14(B)是圖13(B)所示的電路中寫入表示磁場耦合與電場耦合的狀態(tài)的各種箭頭的圖。
[0048]圖15是與多頻帶對應(yīng)的天線裝置106的電路圖。
[0049]圖16是表示在多層基板上構(gòu)成第7實施形態(tài)的高耦合度變壓器35的情況下各層的導(dǎo)體圖案的例子的圖。
[0050]圖17表示通過圖16所示的形成在多層基板的各層上的導(dǎo)體圖案的線圈元件的主要磁通。
[0051 ]圖18是表示第7實施形態(tài)的高耦合度變壓器35的4個線圈元件Lla、Llb、L2a、L2b的磁耦合關(guān)系的圖。
[0052]圖19是表示第8實施形態(tài)的高耦合度變壓器的結(jié)構(gòu)的圖，且其是表示在多層基板上構(gòu)成所述高耦合度變壓器的情況下各層的導(dǎo)體圖案的例子的圖。
[0053]圖20是表示通過圖19所示的形成在多層基板的各層上的導(dǎo)體圖案的線圈元件的主要磁通的圖。
[0054]圖21是表示第8實施形態(tài)的高耦合度變壓器的4個線圈元件Lla、Llb、L2a、L2b的磁耦合關(guān)系的圖。
[0055]圖22是表示構(gòu)成在多層基板上的第9實施形態(tài)的高耦合度變壓器的各層的導(dǎo)體圖案的例子的圖。
[0056]圖23是表示第9實施形態(tài)的高耦合度變壓器的4個線圈元件Lla、Llb、L2a、L2b的磁耦合關(guān)系的圖。
[0057]圖24是第10實施形態(tài)的高耦合度變壓器的電路圖。
[0058]圖25是在多層基板上構(gòu)成第10實施形態(tài)的高耦合度變壓器的情況下各層的導(dǎo)體圖案的例子的圖。
[0059]圖26是第11實施形態(tài)的高耦合度變壓器的電路圖。
[0060]圖27是表示在多層基板上構(gòu)成第11實施形態(tài)的高耦合度變壓器的情況下各層的導(dǎo)體圖案的例子的圖。
[0061 ]圖28是第12實施形態(tài)的高耦合度變壓器的電路圖。
[0062]圖29是表示在多層基板上構(gòu)成第12實施形態(tài)的高耦合度變壓器的情況下各層的導(dǎo)體圖案的例子的圖。
[0063]圖30(A)是第13實施形態(tài)的第I例即通信終端裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖30(B)是第2例即通信終端裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0064][實施方式I]
[0065]圖1是第I實施形態(tài)的高耦合度變壓器的電路圖。
[0066]如圖1所示，高耦合度變壓器包含第I電感元件L1、及以高耦合度耦合在該第I電感元件LI的第2電感元件L2。第I電感元件LI的第I端用作為第I端口Pl，第2端用作為第2端口P2。又，第2電感元件L2的第I端用作為第3端口 P3，第2端用作為第4端口 P4。
[0067]而且，第I電感元件LI與第2電感元件L2緊密耦合。
[0068]圖2(A)是圖1所示的高耦合度變壓器的更具體性電路圖，圖2(B)是表示所述高耦合度變壓器的各線圈元件的具體配置的圖。
[0069]在圖2(A)所示的高耦合度變壓器35中，第I電感元件LI由第I線圈元件Lla及第2線圈元件Llb構(gòu)成，且這些線圈元件相互串聯(lián)，以構(gòu)成閉磁路的方式卷繞。又，第2電感元件L2是由第3線圈元件L2a及第4線圈元件L2b構(gòu)成，且這些線圈元件相互串聯(lián)，以構(gòu)成閉磁路的方式卷繞。換言之，第I線圈元件Lla與第2線圈元件Llb以反相進行耦合(加極性耦合)，第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b以反相進行耦合(加極性耦合)。
[0070]進而，第I線圈元件Lla與第3線圈元件L2a以同相進行耦合(減極性耦合)，并且第2線圈元件Llb與第4線圈元件L2b以同相進行耦合(減極性耦合)。
[0071][實施方式2]
[0072]圖3是將第I實施形態(tài)所示的高耦合度變壓器35應(yīng)用在天線的高耦合度變壓器的天線裝置102的電路圖。
[0073]如圖3所示，天線裝置102具備天線元件11、以及連接在該天線元件11的高耦合度變壓器35。天線元件11是單極型天線，且在該天線元件11的供電端連接有高耦合度變壓器35。高耦合度變壓器35插入到天線元件11與供電電路30之間。供電電路30是用于將向天線元件11供應(yīng)高頻信號的供電電路，且進行高頻信號的生成或處理，但也可包含進行高頻信號的合波或分波的電路。
[0074]如圖3所示，自供電電路30沿圖中箭頭a方向供應(yīng)電流時，電流沿圖中箭頭b方向