电感器模块以及电力传输系统的制作方法

文档序号:15494864发布日期:2018-09-21 21:27阅读:112来源:国知局

本实用新型涉及具备电流检测元件和电感器元件的电感器模块以及电力传输系统。



背景技术:

作为对线路中流过的电流进行检测的元件,例如已知电流互感器。电流互感器通常由卷绕于环形铁芯的变压器构成。因此,部件的尺寸变大,存在难以在要求小型、低背化的装置中使用电流互感器的情况。因此,作为小型、薄型变压器的例子,例如,存在专利文献1中所述的层叠变压器。专利文献1中所述的层叠变压器是将印刷有导体图案的磁性体片层叠并构成变压器的表面安装电子部件。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:JP特开2004-257964号公报



技术实现要素:

-实用新型要解决的课题-

通过专利文献1中所述的层叠变压器,能够实现具备变压器的装置的小型化。然而,若装置小型化,则在装置内,元件彼此的距离变短,在专利文献1中所述的层叠变压器的附近配置了进行磁场耦合的元件、例如电感器元件的情况下,可能变压器与电感器元件进行磁场耦合而引起错误动作。

鉴于所述问题,本实用新型的目的在于,提供一种检测电流并且能够用作为电感器元件的电感器模块、以及具备该电感器模块的电力传输系统。

-解决课题的手段-

本实用新型所涉及的电感器模块的特征在于,具备:与主线路导体进行磁场耦合的电流检测用线圈导体、和电感器元件用线圈导体,所述主线路导体与所述电感器元件用线圈导体的耦合系数的绝对值、以及所述电流检测用线圈导体与所述电感器元件用线圈导体的耦合系数的绝对值分别比所述主线路导体与所述电流检测用线圈导体的耦合系数的绝对值小。

在该构成中,若主线路导体中流过电流,则从主线路导体产生磁通,通过该磁通与电流检测用线圈导体交链,从而在电流检测用线圈导体产生感应电动势并流过感应电流。通过检测该感应电动势或者感应电流,能够检测主线路导体中流过的电流。此外,即使从主线路导体产生磁通,电感器元件用线圈导体与主线路导体的磁场耦合也较弱。此外,电流检测用线圈导体与电感器元件用线圈导体的磁场耦合也较弱。因此,能够将电感器元件用线圈导体用作为从主线路导体以及电流检测用线圈导体独立的电感器元件。

在本实用新型所涉及的电感器模块中,也可以所述主线路导体是主要部分以直线状延伸的形状,所述电流检测用线圈导体在以所述主线路导体的主要部分延伸的方向为轴向时的周向或者与周向相切的直线上具有卷绕轴。

在该构成中,能够将电流检测用线圈导体与主线路导体较强耦合。

在本实用新型所涉及的电感器模块中,也可以是如下构成:所述电感器元件用线圈导体在以所述主线路导体的主要部分延伸的方向为轴向时的轴向或者径向具有卷绕轴。

在该构成中,能够使电感器元件用线圈导体与主线路导体不耦合。

在本实用新型所涉及的电感器模块中,也可以是如下构成:所述电感器元件用线圈导体的第1线圈导体和第2线圈导体连接,所述第1线圈导体与所述主线路导体的耦合系数、以及所述第2线圈导体与所述主线路导体的耦合系数的一方为正,另一方为负,所述第1线圈导体与所述电流检测用线圈导体的耦合系数、以及所述第2线圈导体与所述电流检测用线圈导体的耦合系数的一方为正,另一方为负。

在该构成中,即使第1线圈导体以及第2线圈导体分别与主线路导体以及电流检测用线圈导体进行磁场耦合,第1线圈导体以及第2线圈导体整体、即电感器元件用线圈导体也与主线路导体以及电流检测用线圈导体不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。因此,能够使电感器元件用线圈导体与主线路导体以及电流检测用线圈导体接近配置,能够使电感器模块小型化。此外,通过调整第1线圈导体以及第2线圈导体的匝数、线圈开口形状等,能够调整电感器元件用线圈导体的电感。

在本实用新型所涉及的电感器模块中,也可以是如下构成:所述电流检测用线圈导体的第1检测用线圈导体与第2检测用线圈导体连接,所述第1检测用线圈导体与所述主线路导体的耦合系数、以及所述第2检测用线圈导体与所述主线路导体的耦合系数这两个为正或者负,所述第1检测用线圈导体与所述电感器元件用线圈导体的耦合系数、以及所述第2检测用线圈导体与所述电感器元件用线圈导体的耦合系数的一方为正,另一方为负。

在该构成中,通过使用两个第1检测用线圈导体和第2检测用线圈导体,能够增强主线路导体与电流检测用线圈导体的耦合,能够提高电流检测灵敏度。此外,即使使用两个第1检测用线圈导体和第2检测用线圈导体,第1检测用线圈导体和第2检测用线圈导体、也与电感器元件用线圈导体不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。

在本实用新型所涉及的电感器模块中,也可以是如下构成:所述电流检测用线圈导体以及所述电感器元件用线圈导体将卷绕轴设为相同方向,在从所述卷绕轴的俯视下,各自的线圈开口重叠。

在该构成中,通过将电流检测用线圈导体以及电感器元件用线圈导体重叠,能够实现电感器模块的小型化。

在本实用新型所涉及的电感器模块中,也可以是如下构成:所述电感器元件用线圈导体以及所述电流检测用线圈导体形成于绝缘体。

在该构成中,由于电感器元件用线圈导体与电流检测用线圈导体的位置被固定,因此能够抑制导体间的位置偏移所导致的耦合度的变动(线圈间的无用耦合的变动)。

在本实用新型所涉及的电感器模块中,也可以所述绝缘体的至少一部分是磁性体。

在该构成中,能够提高电流检测用导体的电感,能够将通过主线路导体的电流而产生的磁场、以及电流检测用导体周边的磁场封闭在层内。

也可以本实用新型所涉及的电感器模块具备所述主线路导体,所述主线路导体形成于所述绝缘体。

在该构成中,由于主线路导体与电感器元件用线圈导体以及电流检测用线圈导体的位置被固定,因此能够抑制导体间的位置偏移所导致的耦合度的变动。

也可以是如下构成:本实用新型所涉及的电感器模块具备两个所述电感器元件用线圈导体,所述两个电感器元件用线圈导体相互进行磁场耦合。

在该构成中,能够用作为将两个电感器元件用线圈导体的一个设为初级线圈、将另一个设为次级线圈的变压器。

本实用新型是一种电力传输系统,通过电场或者磁场的至少一方来使送电装置所具有的送电侧耦合部与受电装置所具有的受电侧耦合部耦合,从所述送电装置向所述受电装置传输电力,其特征在于,所述送电装置具有对与所述送电侧耦合部连接的电力传输线中流过的电流进行检测的电流检测部,所述电流检测部具备:电流检测用线圈导体,所述电流检测用线圈导体与主线路导体进行磁场耦合;和电感器元件用线圈导体,所述主线路导体与所述电感器元件用线圈导体的耦合系数的绝对值、以及所述电流检测用线圈导体与所述电感器元件用线圈导体的耦合系数的绝对值分别比所述主线路导体与电流检测用线圈导体的耦合系数的绝对值小,所述主线路导体构成所述电力传输线的一部分。

在该构成中,在送电装置中,能够高灵敏度地检测送电侧耦合部中流过的电流。根据检测到的电流的大小或者相位的变化,能够进行有无受电装置的载置的判定或者异常等的状态检测。

在本实用新型所涉及的电力传输系统,也可以是如下构成:所述送电装置具备与所述电力传输线连接的分压电路,所述电流检测部具有两个所述电感器元件用线圈导体,所述两个电感器元件用线圈导体相互进行磁场耦合,所述两个电感器元件用线圈导体的一个与所述分压电路连接。

在该构成中,通过将两个电感器元件用线圈导体用作为变压器,能够检测分压电路的电压。由此,能够检测施加于送电侧耦合部的电压。

-实用新型效果-

根据本实用新型,能够实现能够检测主线路导体中流过的电流并且能够用作为电感器元件的电感器模块。

附图说明

图1(A)是实施方式1所涉及的电感器模块的俯视图,图1(B)是图1(A)的A-A线处的剖视图,图1(C)是图1(A)的B-B线处的剖视图。

图2是用于对主线路导体中流过的电流以及通过该电流而产生的磁场 (或者磁通)的朝向进行说明的图。

图3是用于对电流检测用导体中流过的电流以及通过该电流而产生的磁场(或者磁通)的朝向进行说明的图。

图4是用于对由线圈导体构成的电感器元件中流过的电流以及通过该电流而产生的磁场(或者磁通)的朝向进行说明的图。

图5是用于对线圈导体的连接构造和流过的电流的朝向进行说明的图。

图6是用于对线圈导体的连接构造和流过的电流的朝向进行说明的图。

图7是用于对线圈导体的连接构造和流过的电流的朝向进行说明的图。

图8(A)、图8(B)、图8(C)以及图8(D)是用于对两个电感器的耦合系数进行说明的图。

图9是表示主线路导体、电流检测用导体以及线圈导体的等效电路的图。

图10是用于对考虑多个互感来计算耦合系数的情况进行说明的图。

图11(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图11(B)是图11 (A)的A-A线处的剖视图,图11(C)是图11(A)的B-B线处的剖视图。

图12(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图12(B)是图12 (A)的A-A线处的剖视图。

图13(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图13(B)是图13 (A)的A-A线处的剖视图,图13(C)是图13(A)的B-B线处的剖视图。

图14(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图14(B)是图14 (A)的A-A线处的剖视图,图14(C)是图14(A)的B-B线处的剖视图。

图15(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图15(B)是图15 (A)的A-A线处的剖视图,图15(C)是图15(A)的B-B线处的剖视图。

图16是另一例子的电感器模块的俯视图。

图17(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图17(B)是图17 (A)的A-A线处的剖视图,图17(C)是图17(A)的B-B线处的剖视图。

图18(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图18(B)是图18 (A)的A-A线处的剖视图,图18(C)是图18(A)的B-B线处的剖视图。

图19是表示具备三个线圈导体的电感器模块的图。

图20(A)是实施方式2所涉及的电感器模块的俯视图,图20(B) 是图20(A)的A-A线处的剖视图。

图21是用于对主线路导体和线圈导体不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)的理由进行说明的图。

图22(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图22(B)是图22 (A)的A-A线处的剖视图,图22(C)是图22(A)的B-B线处的剖视图。

图23(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图23(B)是图23 (A)的A-A线处的剖视图,图23(C)是图23(A)的B-B线处的剖视图。

图24(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图24(B)是图24 (A)的A-A线处的剖视图。

图25是用于对电流检测用导体和线圈导体不进行磁场耦合(或者耦合较弱)的理由进行说明的图。

图26(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图26(B)是图26 (A)的A-A线处的剖视图。

图27(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图27(B)是图27 (A)的A-A线处的剖视图。

图28(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图28(B)是图28 (A)的A-A线处的剖视图。

图29(A)是实施方式3所涉及的电感器模块的俯视图,图29(B) 是图29(A)的A-A线处的剖视图。

图30(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图30(B)是图30 (A)的A-A线处的剖视图,图30(C)是图30(A)的B-B线处的剖视图。

图31(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图31(B)是图31 (A)的A-A线处的剖视图,图31(C)是图31(A)的B-B线处的剖视图。

图32(A)是实施方式4所涉及的电感器模块的俯视图,图32(B) 是图32(A)的A-A线处的剖视图。

图33是表示电流检测用导体以及线圈导体中分别流过的电流的方向的图。

图34(A)是另一例子的电感器模块的俯视图,图34(B)是图34 (A)的A-A线处的剖视图。

图35是表示电流检测用导体以及线圈导体中分别流过的电流的方向的图。

图36(A)是实施方式5所涉及的电感器模块的俯视图,图36(B) 是图36(A)的A-A线处的剖视图。

图37是实施方式6所涉及的电力传输系统的电路图。

图38是检测电路的电路图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1(A)是实施方式1所涉及的电感器模块1的俯视图,图1(B) 是图1(A)的A-A线处的剖视图,图1(C)是图1(A)的B-B线处的剖视图。另外,图1(A)所示的俯视图是透视图。

电感器模块1具备:层叠体10、主线路导体11、电流检测用导体12 以及线圈导体13、14。电流检测用导体12是本实用新型所涉及的“电流检测用线圈导体”的一个例子。线圈导体13、14是本实用新型所涉及的“电感器元件用线圈导体”的一个例子。此外,线圈导体13是本实用新型所涉及的“第1线圈导体”的一个例子,线圈导体14是本实用新型所涉及的“第2线圈导体”的一个例子。

层叠体10是多个铁氧体片层叠,并且多个铁氧体片作为一体而烧结形成的。在层叠体10的一个主面(Z方向上的负侧的层叠体10表面。以下,称为下表面),形成用于安装于母基板的多个安装电极(未图示)。电感器模块1是将下表面设为母基板侧而被安装的。图1(A)是在层叠体10的层叠方向,观察与层叠体10的下表面相反的一侧即另一个主面(Z 方向上的正侧的层叠体10表面。以下,称为上表面)的俯视图。另外,在层叠体10的上表面,也可以形成安装于电感器模块1的IC(集成电路)、用于安装电容器等安装部件的多个安装电极(未图示)。

主线路导体11是主要部分在一个方向(Y方向)较长的直线状,是形成于层叠体10的一个铁氧体片。主线路导体11的长边方向(Y方向) 的两端经由层间连接导体而与层叠体10的下表面的安装电极连接,在主线路导体11的长边方向(Y方向)流过电流。

电流检测用导体12是线圈状,将卷绕轴设为层叠体10的层叠方向而形成。详细地,在层叠体10的不同层的铁氧体片,印刷有开环状的导体图案121、122、123、124、125。导体图案121~125通过未图示的层间连接导体而被连接。由此,形成电流检测用导体12。电流检测用导体12在俯视电流检测用导体12的线圈开口时,与主线路导体11隔开间隙而被相邻配置。因此,电流检测用导体12在在圆柱坐标系中以主线路导体11为轴、以主线路导体11的电流流过的方向(Y方向)为轴向时的周向(方向)或者与周向相切的直线(Z方向)上具有电流检测用导体12的卷绕轴。另外,电流检测用导体12的两端分别通过层间连接导体(未图示),与形成于层叠体10的下表面的不同安装电极连接。

该电流检测用导体12是用于对主线路导体11中流过的电流进行检测的部件。若主线路导体11中流过电流,则在主线路导体11的周围产生朝向为周向(方向)的磁通,该磁通与电流检测用导体12的线圈开口交链。由此,在电流检测用导体12产生感应电动势,根据感应电动势而流过感应电流。通过检测该感应电流(或者感应电动势),能够检测主线路导体11中流过的电流。

线圈导体13、14是使卷绕轴的方向与电流检测用导体12的卷绕轴的方向相同而形成于层叠体10的。此外,线圈导体13、14形成为俯视电流检测用导体12的线圈开口时,沿着电流检测用导体12的线圈开口内、即主线路导体11中电流流过的方向(Y方向)排列。因此,线圈导体13、 14在圆柱坐标系中以主线路导体11为轴、以主线路导体11的电流流过的方向(Y方向)为轴向时的周向(方向)或者与周向相切的直线(Z方向)上具有线圈导体13、14的卷绕轴。另外,在其他实施方式中也同样地,圆筒坐标系以主线路导体的主要部分为轴,定义为轴向(主线路导体的主要部分中流过的电流的方向)、周向(方向)、径向(r方向)。

线圈导体13是通过印刷于层叠体10的不同层的铁氧体片的开环状的导体图案131、132、133、134、135由层间连接导体连接而形成的。同样地,线圈导体14是通过开环状的导体图案141、142、143、144、145由层间连接导体连接而形成的。并且,线圈导体13、14的上侧(Z方向的正侧)的一端彼此(导体图案131、141的一端彼此)被连接,构成一个电感器元件。

由线圈导体13、14构成的电感器元件独立于主线路导体11以及电流检测用导体12。这里,所谓“独立”,是指电感器元件与主线路导体11 以及电流检测用导体12不进行磁场耦合,或者进行磁场耦合较弱。因此,电感器模块1具备上述的对主线路导体11中流过的电流进行检测的电流检测元件和电感器元件这两个的功能。

若主线路导体11中流过电流,则在主线路导体11的周围产生朝向为周向(方向)的磁通。该磁通与电流检测用导体12、线圈导体13以及线圈导体14各自的线圈开口交链。并且,主线路导体11与电流检测用导体12、线圈导体13以及线圈导体14分别进行磁场耦合。关于该耦合,电感器模块1形成为线圈导体13与主线路导体11正耦合(在对2个导体分别施加电流时产生的磁通加强的情况下的耦合),线圈导体14与主线路导体11负耦合(在对2个导体分别施加电流时产生的磁通削弱的情况下的耦合)。此外,形成为线圈导体13与电流检测用导体12负耦合,线圈导体14与电流检测用导体12正耦合。

以下,对电感器模块1中的导体间的磁场耦合进行说明。

图2是用于对主线路导体11中流过的电流以及通过该电流而产生的磁场(或者磁通)的朝向进行说明的图,图3是用于对电流检测用导体12 中流过的电流以及通过该电流而产生的磁场(或者磁通)的朝向进行说明的图,图4是用于对由线圈导体13、14构成的电感器元件中流过的电流以及通过该电流而产生的磁场(或者磁通)的朝向进行说明的图。

在主线路导体11中流过的电流是图2所示的箭头方向(Y方向的正的方向)的情况下,从电流检测用导体12的线圈开口的下侧向上侧(Z 方向的正的方向)的磁通与电流检测用导体12的线圈开口交链。由此,在电流检测用导体12产生感应电动势,在电流检测用导体12中,根据感应电动势而流过感应电流。通过检测该感应电流(或者感应电动势),能够检测主线路导体11中流过的电流。

通过主线路导体11中流过电流而在主线路导体11的周围产生并且朝向为周向(方向)的磁通也与线圈导体13、14的线圈开口交链。并且,线圈导体13、14分别与主线路导体11进行磁场耦合。线圈导体13与主线路导体11正耦合,线圈导体14与主线路导体11负耦合。

图5、图6以及图7是用于对线圈导体13、14的连接构造和流过的电流的朝向进行说明的图。

线圈导体13、14形成以及连接为在线圈导体13、14的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。例如,如图5所示,在线圈导体13、14的卷绕方向在线圈导体13、14的线圈开口的俯视下为相同方向的情况下,只要分别连接线圈导体13、14 的上侧一端即可。或者,也可以分别连接线圈导体13、14的下侧一端。此外,如图6所示,在线圈导体13、14的卷绕方向在线圈导体13、14的线圈开口的俯视下为相反方向的情况下,将线圈导体13的上侧的一端和线圈导体14的下侧的一端连接即可。或者,也可以将线圈导体13的下侧的一端和线圈导体14的上侧的一端连接。

如图7所示,即使在印刷于同层的铁氧体片的导体图案131、141、导体图案132、142、导体图案133、143分别形成为一联的情况下,在导体图案131、132、133、141、142、143的开口的俯视下,导体图案131、132、 133和导体图案141、142、143即各层的导体图案连接为若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)即可。

在由线圈导体13、14构成的电感器元件中流过的电流是图4所示的箭头方向的情况下,从线圈导体13的线圈开口的下侧向上侧(Z方向的正的方向)的磁通与线圈导体13的线圈开口交链,从线圈导体14的线圈开口的上侧向下侧(Z方向的负的方向)的磁通与线圈导体14的线圈开口交链。这里,由于线圈导体13、14被配置于电流检测用导体12的线圈开口内,因此在电流检测用导体12的线圈开口,从电流检测用导体12的线圈开口的下侧向上侧(Z方向的正的方向)的磁通、从上侧向下侧(Z 方向的负的方向)的磁通交链,因此在电流检测用导体12产生的感应电流(或者感应电动势)抵消。换言之,由于电流检测用导体12与线圈导体13负耦合,电流检测用导体12与线圈导体14正耦合,因此电流检测用导体12和由线圈导体13、14构成的电感器元件不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

同样地,关于主线路导体11,由于通过线圈导体13中流过的电流而产生的磁通与主线路导体11交链的朝向(方向的正的方向)和通过线圈导体14中流过的电流而产生的磁通与主线路导体11交链的朝向(方向的负的方向)为相反朝向,因此主线路导体11中产生的感应电流抵消。换言之,由于主线路导体11与线圈导体13正耦合,主线路导体11与线圈导体14负耦合,因此主线路导体11和由线圈导体13、14构成的电感器元件不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

以下,对正耦合以及负耦合进行说明。

在正耦合的情况下,耦合系数为正,在负耦合的情况下,耦合系数为负。

图8(A)、图8(B)、图8(C)以及图8(D)是用于对两个电感器L1、L2的耦合系数k进行说明的图。若通过M来表示两个电感器L1、 L2的互感,则耦合系数k能够表示为

如图8(A)以及图8(D)所示,在向电感器L1、L2施加的电流I1、 I2流入的一侧与通过施加的电流I1、I2而产生的感应电动势的高电位侧为相同侧的情况下,互感M为正(M>0)。在该情况下,耦合系数也为正 (k>0)。此外,如图8(B)以及图8(C)所示,在向电感器L1、L2 施加的电流I1、I2流入的一侧与通过施加的电流I1、I2而产生的感应电动势的低电位侧为相同侧的情况下,互感M为负(M<0)。在该情况下,耦合系数也为负(k<0)。

图9是表示主线路导体11、电流检测用导体12以及线圈导体13、14 的等效电路的图。电感器L11是主线路导体11的电感成分。电感器L12是电流检测用导体12的电感成分。电感器L13、L14是线圈导体13、14的电感成分。另外,这里,在等效电路中,通过图9所示的箭头的方向来定义向各线路施加的电流的方向。此外,在等效电路中,关于各电感器间的耦合的方向,也通过图9所示的点符号的位置来定义。

通过M11来表示电感器L11(主线路导体11)与电感器L13(线圈导体 13)的互感。通过M12来表示电感器L11(主线路导体11)与电感器L14 (线圈导体14)的互感。通过M13来表示电感器L12(电流检测用导体12) 与电感器L13(线圈导体13)的互感。通过M14来表示电感器L12(电流检测用导体12)与电感器L14(线圈导体14)的互感。

电感器L11(主线路导体11)和电感器L13(线圈导体13)根据图8 (A)所示的关系,M11>0,耦合系数为正。因此,主线路导体11与线圈导体13正耦合。此外,电感器L11(主线路导体11)和电感器L14(线圈导体14)根据图8(B)所示的关系,M14<0,耦合系数为负。因此,主线路导体11与线圈导体14负耦合。

同样地,电感器L12(电流检测用导体12)与电感器L13(线圈导体13)的耦合系数为负,电流检测用导体12与线圈导体13负耦合。电感器L12(电流检测用导体12)与电感器L14(线圈导体14)的耦合系数为正,电流检测用导体12与线圈导体14正耦合。

在主线路导体11与由线圈导体13、14构成的电感器元件不进行磁场耦合的情况下,互感M11和互感M12满足M11+M12=0的关系。在电流检测用导体12与由线圈导体13、14构成的电感器元件不进行磁场耦合的情况下,互感M13和互感M14满足M13+M14=0的关系。

另外,主线路导体11以及由线圈导体13、14构成的电感器元件也可以稍微进行磁场耦合。详细地,也可以M11+M12≈0。此外,电流检测用导体12以及由线圈导体13、14构成的电感器元件也可以稍微进行磁场耦合。详细地,也可以M12+M13≈0。

如以上说明那样,这样,通过检测电流检测用导体12的感应电流(或者感应电动势),能够检测主线路导体11中流过的电流。也就是说,电感器模块1能够用作为对主线路导体11中流过的电流进行检测的电流检测元件。此外,由线圈导体13、14构成的电感器元件独立于主线路导体 11以及电流检测用导体12。因此,电感器模块1也能够用作为电感器元件。也就是说,能够实现同时具备对主线路导体11中流过的电流进行检测的电流检测元件、和独立的电感器元件的电感器模块1。通过将两个元件汇总为一个模块,能够使安装电感器模块1的装置小型化。

另外,在与本实施方式的线圈导体13、14的位置关系中,在向由线圈导体13、14构成的电感器元件施加电流的情况下,通过向线圈导体13 施加的电流而在线圈导体14产生的感应电动势的高电位侧、与向线圈导体14施加的电流的流入的一侧一致。换言之,若通过M15来表示电感器 L13(线圈导体13)与电感器L14(线圈导体14)的互感,则M15>0,耦合系数为正。若通过M来表示两个电感器L1、L2的互感,则两个电感器被连接并且进行磁场耦合的情况下的合成电感Lc能够表示为Lc=L1+L2 +2×M,因此本实施方式的由线圈导体13、14构成的电感器元件的电感 L34为L34=L13+L14+2×M15>L13+L14,能够得到比将相互不进行磁场耦合的情况下的线圈导体13、14串联连接的情况大的电感。因此,能够形成电感较大的由线圈导体13、14构成的电感器元件。

另外,在本实施方式中,主线路导体11形成为直线状,流过在延伸为该直线状的方向上施加的电流。通过主线路导体11为直线状,与形成为曲线状的情况相比,能够以最短距离构成,因此能够抑制主线路导体11 的电阻、电感的增加。因此,能够极力抑制由于向希望检测电流的电路插入本实施方式的电感器模块1而产生的电路特性的变动。

另外,在本实施方式中,设为在俯视电流检测用导体12以及线圈导体13、14的线圈开口时,线圈导体13、14向电流检测用导体12的线圈开口内收敛的构成。由此,也能够作为如下屏蔽而发挥作用:电流检测用导体12将主线路导体11与线圈导体13、14分离开,并且,电流检测用导体12阻碍主线路导体11与线圈导体13、14的电磁场耦合(特别是电场耦合)。由此,能够抑制主线路导体11与线圈导体13、14的相互作用。此外,由于是主线路导体11与电流检测用导体12接近的配置,因此能够增大两者的互感,能够提高电流的检测灵敏度。

另外,在本实施方式中,通过将电流检测用导体12以及线圈导体13、 14构成于相同的绝缘体,能够抑制位置偏移所导致的电流检测用导体12 与线圈导体13、14的稍有可能产生的磁场耦合的变动。由于电流检测用导体12和线圈导体13、14设为难以进行磁场耦合的构成,因此即使是微量的磁场耦合的变动,影响也较大。进一步地,通过主线路导体11也形成于相同的绝缘体,能够抑制位置偏移所导致的主线路导体、电流检测用导体12和线圈导体13、14各自的磁场耦合的变动。另外,层叠体10也可以在一部分具有磁性体层。在该情况下,能够提高电流检测用导体12 的电感,能够增大电流检测用导体12中产生的感应电动势,因此能够提高电流检测灵敏度。此外,由线圈导体13、14构成的电感器元件的电感也同样能够提高。进一步地,能够将通过主线路导体11的电流而产生的磁通以及电流检测用导体12周边的磁通封闭在层内。

此外,虽然在本实施方式中,主线路导体11与线圈导体13正耦合,主线路导体11与线圈导体14负耦合,但耦合的正负也可以相反。具体而言,也可以主线路导体11与线圈导体13负耦合,主线路导体11与线圈导体14正耦合。

同样地,虽然在本实施方式中,电流检测用导体12与线圈导体13负耦合,电流检测用导体12与线圈导体14正耦合,但耦合的正负也可以相反。具体而言,也可以电流检测用导体12与线圈导体13正耦合,电流检测用导体12与线圈导体14负耦合。

另外,视为由线圈导体13、14构成的一个电感器元件与主线路导体 11或电流检测用导体12不进行磁场耦合的基准,是指主线路导体11与所述电感器元件的耦合系数的绝对值、以及电流检测用导体12与所述电感器元件的耦合系数的绝对值分别比主线路导体11与电流检测用导体12的耦合系数的绝对值小。在其他实施方式中也同样地,将主线路导体与电感器元件的耦合系数的绝对值、以及电流检测用导体与电感器元件的耦合系数的绝对值分别比主线路导体与电流检测用导体的耦合系数的绝对值小的情况视为电感器元件与主线路导体或电流检测用导体不进行磁场耦合。

由线圈导体13、14构成的一个电感器元件与主线路导体11的耦合系数、或者所述电感器元件与电流检测用导体12的耦合系数需要考虑多个互感来计算。

图10是用于对考虑多个互感来计算耦合系数的情况进行说明的图。

通过M12来表示电感器L1、L2的互感。通过M13来表示电感器L1、 L3的互感。通过M14来表示电感器L1、L4的互感。通过M23来表示电感器L2、L3的互感。通过M24来表示电感器L2、L4的互感。通过M34 来表示电感器L3、L4的互感。在该情况下,耦合系数k能够表示为另外,各互感的正负与图8中的定义相同。

通过使用所述公式,能够计算由线圈导体13、14构成的一个电感器元件与主线路导体11的耦合系数等。此外,关于主线路导体、电流检测用导体、线圈导体分别为多个的情况也能够通过使用所述式来计算耦合系数等。

以下,对电感器模块1的另一构成例进行说明。

图11(A)是另一例子的电感器模块1A的俯视图,图11(B)是图 11(A)的A-A线处的剖视图,图11(C)是图11(A)的B-B线处的剖视图。另外,图11(A)所示的箭头表示主线路导体11A、11B、电流检测用导体12、由线圈导体13、14构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块1A的主线路导体11A、11B的构成与电感器模块1不同。主线路导体11A、11B在相同方向以直线状延伸,相互平行地形成。此外,主线路导体11A、11B是印刷于层叠体10的不同层的铁氧体片的直线状的导体图案通过未图示的层间连接导体来相互连接而形成的。通过由多个导体图案形成主线路导体11A、11B,能够减小主线路导体11A、11B的电感成分以及电阻成分。在主线路导体11A、11B之间,形成电流检测用导体12以及线圈导体13、14。在主线路导体11A、11B中,电流在相互相反的方向流过。此外,在主线路导体11A、11B不通过层间连接导体相互连接,而分别与差动线路连接的情况下,例如,通过将主线路导体11A 与差动线路的正相侧连接,将主线路导体11B与差动线路的反相侧连接,从而能够在不破坏差动线路的平衡(balance)的情况下检测电流。

图12(A)是另一例子的电感器模块1B的俯视图,图12(B)是图 12(A)的A-A线处的剖视图。另外,图12(A)所示的箭头表示主线路导体11A、11B、电流检测用导体12、由线圈导体13A、14A构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块1B的线圈导体13A、14A的构成与图11(A)等中所示的电感器模块1A不同。线圈导体13A、14A在主线路导体11A、11B之间、即与主线路导体11A、11B的长边方向正交的方向排列。线圈导体13A、 14A形成为俯视下感应电流在相互相反的方向流过。

图13(A)是另一例子的电感器模块1C的俯视图,图13(B)是图 13(A)的A-A线处的剖视图,图13(C)是图13(A)的B-B线处的剖视图。

该例子的电感器模块1C在主线路导体11被设置于层叠体10的下表面(安装于母基板的一侧的主面)这方面,与电感器模块1不同。另外,主线路导体11不需要形成于层叠体10的表面或者内部。例如,主线路导体11也可以形成于母基板一侧。

图14(A)是另一例子的电感器模块1D的俯视图,图14(B)是图 14(A)的A-A线处的剖视图,图14(C)是图14(A)的B-B线处的剖视图。另外,图14(A)所示的箭头表示主线路导体11、电流检测用导体12、由线圈导体13B、14B构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块1D的线圈导体13B、14B的构成与电感器模块1不同。线圈导体13B、14B的线圈开口与电流检测用导体12的线圈开口在俯视下重叠。换句话说,线圈导体13B、14B不需要构造的全部被收敛于电流检测用导体12的线圈开口内。

图15(A)以及图16是另一例子的电感器模块1E的俯视图,图15 (B)是图15(A)的A-A线处的剖视图,图15(C)是图13(A)的 B-B线处的剖视图。另外,图15(A)是在层叠体10的层叠方向(Z方向)上观察层叠体10的上表面(Z方向的正侧的层叠体10表面)的俯视图,图16是在层叠体10的层叠方向(Z方向)观察层叠体10的下表面 (Z方向的负侧的层叠体10表面)的俯视图。

电感器模块1E的电流检测用导体12A以及线圈导体13C、14C的构成与电感器模块1不同。电流检测用导体12A以及线圈导体13C、14C形成为俯视下重叠。详细地,电流检测用导体12A形成于层叠体10的层叠方向的下侧。线圈导体13C、14C形成于比层叠体10的层叠方向的电流检测用导体12A更靠上侧。通过将电流检测用导体12A以及线圈导体13C、 14C重叠,能够实现电感器模块1E的小型化。另外,也可以电流检测用导体12A形成于层叠体10的层叠方向的上侧,线圈导体13C、14C形成于层叠体10的层叠方向的下侧。

图17(A)是另一例子的电感器模块1F的俯视图,图17(B)是图 17(A)的A-A线处的剖视图,图17(C)是图17(A)的B-B线处的剖视图。另外,图17(A)所示的箭头表示电流检测用导体12B、由线圈导体13、14构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块1F的电流检测用导体12B的构成与电感器模块1不同。电流检测用导体12B形成为俯视下一部分与主线路导体11重叠。由此,能够较大形成电流检测用导体12B,电流检测用导体12的电感增加,与主线路导体11的耦合变强,从而能够提高电流检测灵敏度。另外,在俯视电流检测用导体12的线圈开口时,主线路导体11最好不断开电流检测用导体12的线圈开口。若主线路导体11将电流检测用导体12的线圈开口断开,则在通过主线路导体11中流过的电流而产生并对电流检测用导体12的线圈开口进行交链的磁通之中,包含交链方向相互相反的磁通,因此阻碍主线路导体11与电流检测用导体12的磁场耦合。

图18(A)是另一例子的电感器模块1G的俯视图,图18(B)是图 18(A)的A-A线处的剖视图,图18(C)是图18(A)的B-B线处的剖视图。另外,图18(A)所示的箭头表示电流检测用导体12、由线圈导体13D、14D构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块1G的线圈导体13D、14D的构成与电感器模块1不同。线圈导体13D、14D的形成位置是夹着主线路导体11而形成于与电流检测用导体12相反的方向。即使在该情况下,由于电流检测用导体12与线圈导体13D的耦合、或者电流检测用导体12与线圈导体14D的耦合的一方为正耦合,另一方为负耦合,因此由线圈导体13D、14D构成的电感器元件作为独立的电感器元件而发挥作用。

并且,通过该构成,能够较大形成线圈导体13D、14D,能够更加较大形成由线圈导体13D、14D构成的电感器元件的电感。此外,也能够作为如下屏蔽而发挥作用:主线路导体11将电流检测用导体12与线圈导体13D、14D分离开,并且,主线路导体11阻碍电流检测用导体12与线圈导体13D、14D的电磁场耦合(特别是,电场耦合)。由此,能够抑制电流检测用导体12与线圈导体13D、14D的相互作用。

虽然上述的各电感器模块设为具备两个线圈导体的构成,但线圈导体的数量能够适当地变更。

图19是表示具备三个线圈导体的电感器模块1H的图。图19所示的箭头表示电流检测用导体12、由线圈导体13E、13F、14E构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块1H具备线圈导体13E、13F、14E。线圈导体13E和线圈导体14E形成以及在层叠体10的下表面(Z方向的负侧的层叠体10表面) 侧连接为在线圈导体13E、14E的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。此外,线圈导体13F和线圈导体14E形成以及在层叠体10的上表面(Z方向的正侧的层叠体10 表面)侧连接为在线圈导体13F、14E的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。因此,线圈导体 13E、13F、14E被相互连接并构成一个电感器元件。

在该情况下,主线路导体11与线圈导体13E、13F的耦合、以及主线路导体11与线圈导体14E的耦合的一方为正耦合,另一方为负耦合。其结果,各自的耦合相互抵消,主线路导体11与由线圈导体13E、13F、14E 构成的一个电感器元件不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。同样地,电流检测用导体12与线圈导体13E、13F的耦合、以及主线路导体 11与线圈导体14E的耦合的一方为正耦合,另一方为负耦合。其结果,各自的耦合相互抵消,电流检测用导体12与由线圈导体13E、13F、14E 构成的一个电感器元件不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。这样,只要能够取得进行磁场耦合的平衡(正耦合以及负耦合),则线圈导体也可以是三个(或者三个以上)。

(实施方式2)

图20(A)是实施方式2所涉及的电感器模块2的俯视图,图20(B) 是图20(A)的A-A线处的剖视图。另外,图20(A)所示的俯视图是透视图。此外,图20(A)所示的箭头表示主线路导体21、电流检测用导体22A、22B、由线圈导体23构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块2具备多个铁氧体片层叠并且多个铁氧体片作为一体而被烧结而成的层叠体20。在层叠体20的一个铁氧体片的主面,形成主要部分在一个方向(Y方向)较长的直线状的主线路导体21,在主线路导体 21,电流在一个方向(Y方向)流过。另外,如图1所示,主线路导体21 也可以是印刷于多个铁氧体片的直线状的导体图案通过层间连接导体而被相互并联连接而形成的。在该情况下,能够减小主线路导体21的电感成分以及电阻成分。

电感器模块2具备电流检测用导体22A、22B。电流检测用导体22A、 22B以卷绕轴为层叠体20的层叠方向,并且在俯视电流检测用导体22A、 22B的线圈开口时,形成为将主线路导体21夹在中间。电流检测用导体 22A通过形成于不同层的铁氧体片的主面的开环状导体由层间连接导体 (未图示)连接而形成。电流检测用导体22B也同样地,通过形成于不同层的铁氧体片的主面的开环状导体由层间连接导体(未图示)连接而形成。因此,电流检测用导体22A、22B在圆柱坐标系中以主线路导体21为轴、以主线路导体21的电流流过的方向(Y方向)为轴向时的周向(方向) 或者与周向相切的直线(Z方向)上具有电流检测用导体22A、22B的卷绕轴。

电流检测用导体22A、22B的下侧的一端与层叠体20的下表面的安装电极连接。电流检测用导体22A、22B的上侧的一端通过连接导体24 来相互连接。连接导体24形成于铁氧体片的主面,以使得跨过主线路导体21的上侧(Z方向的正侧)。电流检测用导体22A、22B通过利用连接导体24来串联连接,从而形成一个线圈。

电流检测用导体22A是本实用新型所涉及的“第1检测用线圈导体”的一个例子。电流检测用导体22B是本实用新型所涉及的“第2检测用线圈导体”的一个例子。

另外,连接导体24也可以形成于与主线路导体21分离开的层。在该情况下,能够减少连接导体24与主线路导体11的寄生电容。

电感器模块2具备线圈导体23。线圈导体23以卷绕轴为层叠体20 的层叠方向,并且形成为俯视线圈导体23的线圈开口时,在内侧包围电流检测用导体22A、22B。此外,线圈导体23相对于主线路导体21而被配置,以使得俯视线圈导体23的线圈开口时,通过主线路导体21,线圈开口被二等分割。此时,线圈导体23的卷绕轴在层叠体20的层叠方向(Z 方向)延伸,并且,与主线路导体21相交。换言之,电流检测用导体22A、 22B在圆柱坐标系中以主线路导体21为轴、以主线路导体21的电流流过的方向(Y方向)为轴向时的径向(r方向)具有电流检测用导体22A、 22B的卷绕轴。

在这样形成的电感器模块2中,若主线路导体21中流过电流,则在主线路导体21的周围产生朝向为周向(方向)的磁通,该磁通穿过电流检测用导体22A、22B的线圈开口,从而主线路导体21与电流检测用导体22A、22B进行磁场耦合。详细地,从线圈开口的上侧向下侧(Z方向的负的方向)的基于主线路导体21的磁通与电流检测用导体22A、22B 的一个交链,从线圈开口的下侧向上侧(Z方向的正的方向)的基于主线路导体21的磁通与另一个交链。通过主线路导体21与电流检测用导体 22A、22B进行磁场耦合,从而在电流检测用导体22A、22B产生感应电动势,根据感应电动势而在电流检测用导体22A、22B产生感应电流。

电流检测用导体22A、22B形成以及连接为在电流检测用导体22A、 22B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。这里,电流检测用导体22A与电流检测用导体22B 的构成的关系和图5、图6以及图7的线圈导体13与线圈导体14的构成的关系相同。因此,主线路导体21与电流检测用导体22A、22B的磁场耦合不会变弱。

此外,主线路导体21中流过电流而产生的磁通也穿过线圈导体23的线圈开口。然而,由于线圈导体23的卷绕轴与主线路导体21相交,因此主线路导体21在俯视线圈导体23的线圈开口时,将线圈导体23的线圈开口二等分割,主线路导体21与线圈导体23不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

图21是用于对主线路导体21与线圈导体23不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)的理由进行说明的图。另外,在图21中,省略电流检测用导体22A、22B的图示。

将线圈导体23的线圈开口被主线路导体21分割的一方设为区域A,将另一方设为区域B。在主线路导体21中流过电流的情况下,区域A、B 的一方中,从线圈导体23的线圈开口的下侧向上侧(Z方向的正的方向) 的磁通穿过,另一方中,从线圈导体23的线圈开口的上侧向下侧(Z方向的负的方向)的磁通穿过。也就是说,穿过区域A、B的磁通的朝向相互为相反的方向。此外,由于区域A、B是相同面积,因此穿过的磁通的数量相同。因此,线圈导体23的线圈开口与通过主线路导体21中流过的电流而产生的磁通的交链数抵消。其结果,主线路导体21与线圈导体23 不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

此外,由于电流检测用导体22A、22B形成于线圈导体23的线圈开口内,因此电流检测用导体22A、22B与线圈导体23不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。电流检测用导体22A、22B与线圈导体23的构成的关系和图1的线圈导体13、14与电流检测用导体12的构成的关系相同。换句话说,在电流检测用导体22A、22B与线圈导体23的磁场耦合的关系中,电流检测用导体22A、22B对应于线圈导体13、14,线圈导体 23对应于电流检测用导体12。因此,由于电流检测用导体22A与线圈导体23、或者电流检测用导体22B与线圈导体23的一方为正耦合,另一方为负耦合,电流检测用导体22A、22B与线圈导体23不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。

如以上那样,在电感器模块2中,主线路导体21中流过电流,通过对与主线路导体11进行磁场耦合的电流检测用导体22A、22B中产生的感应电流(或者感应电动势)进行检测,能够检测主线路导体21中流过的电流。此外,能够将线圈导体23用作为电感器元件。也就是说,能够实现同时具备电流检测元件和电感器元件的电感器模块2。

此外,电感器模块2由于以主线路导体21为中心,电流检测用导体 22A、22B被对称配置,因此即使在层叠绝缘体层来制造层叠体20时产生层叠偏移,主线路导体21与电流检测用导体22A的距离拉大,主线路导体21与电流检测用导体22B的距离也会接近。也就是说,即使主线路导体21与电流检测用导体22A的磁场耦合变弱,主线路导体21与电流检测用导体22B的磁场耦合也变强。电流检测用导体22A、22B被串联连接,形成一个线圈导体。因此,即使产生铁氧体片的层叠偏移,主线路导体21 与两个电流检测用导体22A、22B的磁场耦合也大致不变。

另外,在与本实施方式的电流检测用导体22A、22B的位置关系中,电流检测用导体22A与电流检测用导体22B的磁场耦合为提高电流检测用导体22A、22B的电感的配置。换句话说,能够得到比仅仅串联连接电流检测用导体22A、22B的情况更大的电感。因此,能够更加提高电流检测灵敏度。

以下,对另一构成的电感器模块进行说明。

图22(A)是另一例子的电感器模块2A的俯视图,图22(B)是图 22(A)的A-A线处的剖视图,图22(C)是图22(A)的B-B线处的剖视图。

电感器模块2A的线圈导体23A、23B的构成与电感器模块2不同。线圈导体23A、23B沿着主线路导体21的电流流过的方向(Y方向)而被配置,并且,通过串联连接来形成一个电感器元件。此外,由于线圈导体23A、23B的线圈导体23A、23B各自的卷绕轴是在圆柱坐标系中以主线路导体21为轴、以主线路导体21的电流流过的方向(Y方向)为轴向时的径向(r方向),因此形成为在俯视线圈导体23A、23B的线圈开口时,线圈导体23A、23B各自的线圈开口被主线路导体21二等分割。在该情况下,也与图21中的说明同样地,主线路导体21与线圈导体23A不进行磁场耦合(或者耦合较弱),此外,主线路导体21与线圈导体23B 不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。此外,电流检测用导体22A、22B与线圈导体23A、23B也不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。

另外,在该例子中,线圈导体23A、23B的线圈开口被主线路导体21 二等分割。而且,两个区域的一个与电流检测用导体22A重叠的面积、以及两个区域的另一个与电流检测用导体22B重叠的面积相等。因此,分别穿过两个区域的磁通相等并相互抵消。因此,即使不限定线圈导体23A、 23B中流过的感应电流的朝向,电流检测用导体22A、22B与线圈导体23A、 23B也不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。因此,不限制线圈导体23A与线圈导体23B的连接方法。但是,在连接为线圈导体23A、23B的线圈开口的俯视下线圈导体23A和线圈导体23B中流过分别在相互相反方向卷绕的电流的情况下,线圈导体23A与线圈导体23B的磁场耦合为提高线圈导体23A、23B的电感的配置。因此,能够更加提高由线圈导体23A、 23B构成的电感器元件的电感。

图23(A)是另一例子的电感器模块2B的俯视图,图23(B)是图 23(A)的A-A线处的剖视图,图23(C)是图23(A)的B-B线处的剖视图。图23(A)所示的箭头表示主线路导体21、电流检测用导体22C、由线圈导体23A、23B构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块2B的电流检测用导体22C的构成与图22(A)等所示的电感器模块2A不同。电流检测用导体22C在俯视电流检测用导体22C的线圈开口时,与主线路导体21隔开间隙地相邻配置。虽然线圈导体23A、 23B与图22(A)等中说明的构成相同,但形成以及连接为线圈导体23A、 23B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。

在该情况下,也与图22(A)等中的说明同样地,主线路导体21与线圈导体23A、23B不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。

此外,在该情况下,也与实施方式1中的图1或图14等中的说明同样地,由于电流检测用导体22C与线圈导体23A、或者电流检测用导体 22C与线圈导体23B的一方为正耦合,另一方为负耦合,因此电流检测用导体22C、线圈导体23和线圈导体23A、23B不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。

图24(A)是另一例子的电感器模块2C的俯视图,图24(B)是图 24(A)的A-A线处的剖视图。图24(A)所示的箭头表示电流检测用导体22C、由线圈导体23C构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块2C的线圈导体23C的构成与图23(A)等所示的电感器模块2B不同。由于线圈导体23C的线圈导体23C的卷绕轴是在圆柱坐标系中以主线路导体21为轴、以主线路导体21的电流流过的方向(Y方向) 为轴向时的径向(r方向),因此相对于主线路导体21而被配置,以使得在俯视线圈导体23C的线圈开口时,线圈开口被主线路导体21分割。此时,线圈导体23的卷绕轴与主线路导体21相交。此外,在俯视线圈导体 23C的线圈开口时,线圈导体23的一部分形成为将电流检测用导体22C 的线圈开口分割。

与图20等中的说明同样地,主线路导体21和线圈导体23C不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。此外,电流检测用导体22C和线圈导体23C 也不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。

图25是用于对电流检测用导体22C和线圈导体23C不进行磁场耦合 (或者耦合较弱)的理由进行说明的图。另外,在图25中,省略层叠体 20以及主线路导体21的图示。

将电流检测用导体22C的线圈开口被线圈导体23C分割后的一方设为区域C,将另一方设为区域D。在通过线圈导体23C中流过的电流,在线圈导体23C的周围产生磁通的情况下,从线圈导体23C的线圈开口的下侧向上侧(Y方向的正的方向)的磁通穿过区域C、D的一方,从线圈导体23C的线圈开口的上侧向下侧(Y方向的负的方向)的磁通穿过另一方。也就是说,穿过区域C、D的磁通的朝向为相互相反的方向。因此,在电流检测用导体22C的线圈开口内,磁通相互抵消。其结果,电流检测用导体22C与线圈导体23C不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。另外,由于在区域C、D中区域内的磁通密度分布不同,因此区域C与区域D的面积的比例被确定为区域C与区域D中的磁通的穿过根数相同。

图26(A)是另一例子的电感器模块2D的俯视图,图26(B)是图 26(A)的A-A线处的剖视图。图26(A)所示的箭头表示电流检测用导体22D、22E、由线圈导体23C构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块2D的电流检测用导体22D、22E的构成与图24(A)等所示的电感器模块2C不同。电流检测用导体22D、22E形成于图25中说明的区域C、D的位置。电流检测用导体22D、22E如图22(A)等中说明那样,连接为感应电流不相互抵消。此外,电流检测用导体22D、22E 在向电流检测用导体22D、22E施加电流的情况下,在电流检测用导体 22D、22E的线圈开口的俯视下,电流检测用导体22D和电流检测用导体 22E被形成以及连接为若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强)。

例如,在电流检测用导体22D、22E的卷绕方向在电流检测用导体 22D、22E的线圈开口的俯视下为相反的方向的情况下,分别连接电流检测用导体22D、22E的上侧一端即可。或者,也可以分别连接电流检测用导体22D、22E的下侧一端。此外,在电流检测用导体22D、22E的卷绕方向在电流检测用导体22D、22E的线圈开口的俯视下为相同方向的情况下,将电流检测用导体22D的上侧的一端与电流检测用导体22E的下侧的一端连接即可。或者,也可以将电流检测用导体22D的下侧的一端与电流检测用导体22E的上侧的一端连接。

在该情况下,与图25中的说明同样地,在从线圈导体23C产生磁通的情况下,穿过电流检测用导体22D、22E的磁通的朝向相互为相反的方向。因此,由于电流检测用导体22D与线圈导体23C、或者电流检测用导体22E与线圈导体23C的一方为正耦合,另一方为负耦合,因此电流检测用导体22D、22E与线圈导体23C不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。进一步地,通过形成为确定电流检测用导体22D、22E的面积、匝数以使得电流检测用导体22D、22E与穿过电流检测用导体22D、22E的磁通的交链数相等,从而能够更加减弱电流检测用导体22D、22E与线圈导体23C 的磁场耦合。

图27(A)是另一例子的电感器模块2E的俯视图,图27(B)是图 27(A)的A-A线处的剖视图。图27(A)所示的箭头表示主线路导体 21、电流检测用导体22A、22B、由线圈导体23D构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块2E的线圈导体23D的构成与图20(A)等所示的电感器模块2不同。线圈导体23D将卷绕轴设为主线路导体21中电流流过的方向(Y方向),并且,形成为该卷绕轴与主线路导体21为相同位置。此外,电流检测用导体22A、22B在线圈导体23D的线圈开口内,形成于以主线路导体21为中心对称的位置。

在该情况下,由于主线路导体21形成于线圈导体23D的卷绕轴向,因此即使通过主线路导体21中流过电流从而在主线路导体21的周围产生朝向为周向(方向)的磁通,主线路导体21与线圈导体23D也不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。

电流检测用导体22A、22B形成以及连接为:在电流检测用导体22A、 22B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。由此,由于电流检测用导体22A与线圈导体23D、或者电流检测用导体22B与线圈导体23D的一方为正耦合,另一方为负耦合,因此电流检测用导体22A、22B与线圈导体23D不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。进一步地,由于线圈导体23D的形状以及配置为以作为线圈导体23D的线圈开口的中心的卷绕轴、即主线路导体21为基准而对称,因此能够更加减弱电流检测用导体22A、22B与线圈导体23D的磁场耦合。

图28(A)是另一例子的电感器模块2F的俯视图,图28(B)是图 28(A)的A-A线处的剖视图。图28(A)所示的箭头表示主线路导体 21、电流检测用导体22C、由线圈导体23E1、23E2构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块2F的线圈导体23E1、23E2的构成与图27等所示的电感器模块2E不同。线圈导体23E1、23E2将卷绕轴设为主线路导体21中电流流过的方向(Y方向),并且形成为其卷绕轴与主线路导体21为相同位置。线圈导体23E1的线圈直径比线圈导体23E2大,从卷绕轴向观察,线圈导体23E2形成于线圈导体23E1的线圈开口内。此外,线圈导体23E2 形成为穿过电流检测用导体22A的线圈开口内。另外,线圈导体23E1、 23E2也可以没有一个,也可以形成为穿过电流检测用导体22A的线圈开口的内侧或者外侧的任意侧。

此外,线圈导体23E1、23E2是以电流检测用导体22C的卷绕轴(电流检测用导体22C的线圈开口的中央部)为基准而对称的形状以及配置。由此,通过线圈导体23E1、23E2中电流流过而在线圈导体23E1、23E2 的周围产生的磁通是以线圈导体23E1、23E2为边界,与电流检测用导体 22C的线圈开口的一侧交链的磁通和与另一侧交链的磁通为相同的根数并且在相反朝向交链。因此,线圈导体23E1、23E2与电流检测用导体22C 不进行磁场耦合(或者耦合较弱)。另外,电流检测用导体也可以与图27 同样地被配置多个。

(实施方式3)

图29(A)是实施方式3所涉及的电感器模块3的俯视图,图29(B) 是图29(A)的A-A线处的剖视图。另外,图29(A)所示的俯视图是透视图。此外,图29(A)所示的箭头表示主线路导体31、电流检测用导体32A、32B、由线圈导体33A、33B构成的一个电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块3具备多个铁氧体片层叠并且多个铁氧体片作为一体被烧结而成的层叠体30。在层叠体30的一个铁氧体片的主面,形成主要部分在一个方向(Y方向)较长的直线状的主线路导体31,在主线路导体21 中电流在一个方向(Y方向)流过。另外,主线路导体31也可以是印刷于多个铁氧体片的直线状的导体图案通过层间连接导体相互连接而形成的。在该情况下,能够减小主线路导体31的电感成分以及电阻成分。

电感器模块3具备电流检测用导体32A、32B。电流检测用导体32A、 32B将卷绕轴设为层叠体30的层叠方向,并且,形成为在俯视电流检测用导体32A、32B的线圈开口时,将主线路导体31夹在中间。电流检测用导体32A、32B通过形成于不同层的铁氧体片的主面的开环状导体通过层间连接导体(未图示)连接而形成。因此,电流检测用导体32A、32B 是在圆柱坐标系中以主线路导体31为轴、以主线路导体31的电流流过的方向(Y方向)为轴向时的周向(方向)或者与周向相切的直线(Z方向)上具有电流检测用导体32A、32B的卷绕轴的位置。

电流检测用导体32A、32B的下侧的一端与用于将层叠体30的下表面安装于母基板的安装电极连接。电流检测用导体32A、32B的上侧的一端相互连接。由此,电流检测用导体32A、32B被串联连接,形成一个线圈。电流检测用导体32A、32B与图20(A)中说明的电流检测用导体22A、 22B同样地连接。换句话说,电流检测用导体32A、32B形成以及连接为在电流检测用导体32A、32B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。因此,主线路导体31与电流检测用导体22A、22B的磁场耦合也与图20(A)相同。电流检测用导体32A、32B通过主线路导体31中电流流过而产生的磁通,在电流检测用导体32A、32B产生感应电动势,根据感应电动势而产生的感应电流不被抵消(加强)。并且,通过检测感应电流(或者感应电动势),能够检测主线路导体31中流过的电流。

电感器模块3具备线圈导体33A、33B。线圈导体33A、33B将卷绕轴设为层叠体30的层叠方向(Z方向),并且,在俯视线圈导体33A、33B 的线圈开口时,形成为位于电流检测用导体32A、32B的线圈开口内,并且将主线路导体31夹在中间。因此,线圈导体33A、33B是在圆柱坐标系中以主线路导体31为轴、以主线路导体31的电流流过的方向(Y方向) 为轴向时的周向(方向)或者与周向相切的直线(Z方向)上具有线圈导体33A、33B的卷绕轴的位置。并且,线圈导体33A、33B形成以及连接为在线圈导体33A、33B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强)。因此,图26(A)的电流检测用导体22D和电流检测用导体22E所示的卷绕方向和连接的方法相同。

因此,线圈导体33A、33B形成为与主线路导体31的耦合相互为正负相反。例如,在线圈导体33A与主线路导体31正耦合(耦合系数为正) 的情况下,线圈导体33B与主线路导体31负耦合(耦合系数为负)。另外,也可以线圈导体33A与主线路导体31负耦合(耦合系数为负),线圈导体33B与主线路导体31正耦合(耦合系数为正)。由此,主线路导体31与由线圈导体33A、33B构成的一个电感器元件不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

此外,线圈导体33A、33B形成为与电流检测用导体32A、32B的耦合相互为正负相反。例如,线圈导体33A形成为与电流检测用导体32A 正耦合(耦合系数为正),线圈导体33B形成为与电流检测用导体32B 负耦合(耦合系数为负)。另外,也可以线圈导体33A与电流检测用导体 32A负耦合(耦合系数为负),线圈导体33B与电流检测用导体32B正耦合(耦合系数为正)。在图29(A)中,在向电流检测用导体32A、32B、线圈导体33A、33B施加电流的情况下,在电流检测用导体32A、32B、线圈导体33A、33B的线圈开口的俯视下,相互的线圈开口重叠的线圈导体33A与电流检测用导体32A的施加电流流动为分别在相互相同的方向循环,相互的线圈开口重叠的线圈导体33B与电流检测用导体32B的施加电流流动为分别在相互相反的方向循环。由此,电流检测用导体32A、32B 与线圈导体33A、33B不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。由此,能够将线圈导体33A、33B用作为独立的电感器元件。

由于电感器模块3以主线路导体31为中心,电流检测用导体32A、 32B被对称配置,因此在层叠绝缘体层来制造层叠体30时产生层叠偏移,即使主线路导体31与电流检测用导体32A的距离拉大,主线路导体31与电流检测用导体32B的距离也会接近。也就是说,即使主线路导体31与电流检测用导体32A的磁场耦合变弱,主线路导体31与电流检测用导体 32B的磁场耦合也变强。电流检测用导体32A、32B被串联连接,形成一个线圈导体。因此,即使产生铁氧体片的层叠偏移,主线路导体21与两个电流检测用导体32A、32B的磁场耦合也大致不变。

此外,由于电感器模块3是以主线路导体31为中心的对称构造,因此能够减少层叠铁氧体片来烧结时的弯曲。由此,能够进一步抑制主线路导体31与电流检测用导体32A、32B的位置关系的偏移。

另外,在本实施方式中,设为如下构成:在俯视电流检测用导体32A、 32B以及线圈导体33A、33B的线圈开口时,线圈导体33A收敛于电流检测用导体32A的线圈开口内,线圈导体33B收敛于电流检测用导体32B 的线圈开口内。由此,也能够作为如下屏蔽来发挥作用:电流检测用导体 32A、32B将主线路导体31与线圈导体33A、33B分离开,并且,电流检测用导体32A、32B将主线路导体31与线圈导体33A、33B的电磁场耦合 (特别是电场耦合)阻碍。由此,能够抑制主线路导体31与线圈导体33A、 33B的相互作用。

此外,电流检测用导体32A、32B形成以及连接为:在电流检测用导体32A、32B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。由此,即使相同方向的一样的磁通与电流检测用导体32A、32B的线圈开口交链,电流检测用导体32A、32B中也难以流过感应电流。因此,本实施方式中的电流检测用导体32A、32B的构成为难以受到来自外部的磁通的影响的构造。

以下,对另一例子的电感器模块进行说明。

图30(A)是另一例子的电感器模块3A的俯视图,图30(B)是图 30(A)的A-A线处的剖视图,图30(C)是图30(A)的B-B线处的剖视图。另外,图30(A)所示的俯视图是透视图。此外,图30(A)所示的箭头表示电流检测用导体32A、32B、线圈导体33C、33D的两个电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块3A的线圈导体33C、33D的构成与电感器模块3不同。线圈导体33C、33D相互独立。也就是说,电感器模块3A具备2个电感器(线圈导体33C、33D)。

线圈导体33C是线圈导体33C1与线圈导体33C2串联连接而形成的。在俯视线圈导体33C1、33C2的线圈开口时,线圈导体33C1位于电流检测用导体32A的线圈开口内,线圈导体33C2位于电流检测用导体32B的线圈开口内。线圈导体33C1、33C2在与主线路导体31中电流流过的方向(Y方向)正交的方向(X方向)上排列。并且,线圈导体33C1和线圈导体33C2的构造以及连接与图29的线圈导体33A、33B相同。

线圈导体33D是线圈导体33D1与线圈导体33D2串联连接而形成的。在俯视线圈导体33D1、33D2的线圈开口时,线圈导体33D1位于电流检测用导体32A的线圈开口内,线圈导体33D2位于电流检测用导体32B的线圈开口内。线圈导体33D1、33D2在与主线路导体31中电流流过的方向(Y方向)正交的方向(X方向)排列。并且,线圈导体33D1和线圈导体33D2的构造以及连接与图29的线圈导体33A、33B相同。

在该情况下,电流检测用导体32A与线圈导体33C1正耦合,电流检测用导体32B与线圈导体33C2负耦合。其结果,与图29同样地,电流检测用导体32A、32B与线圈导体33C不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。同样地,电流检测用导体32A、32B与线圈导体33D也不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。此外,主线路导体31与线圈导体33C、 33D也不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

另外,通过线圈导体33C、33D被串联连接,也可以作为一个电感器元件。在该情况下,在与线圈导体33C1、33D1的位置关系中,通过设为与图1的线圈导体13、14相同的电流的方向被确定的连接方法,从而线圈导体33C1与线圈导体33D1的磁场耦合为提高线圈导体33C1、33D1 的电感的配置。此外,在与线圈导体33C2、33D2的位置关系中,也通过设为与图1的线圈导体13、14相同的电流的方向被确定的连接方法,从而线圈导体33C2与线圈导体33D2的磁场耦合为提高线圈导体33C2、 33D2的电感的配置。因此,能够得到具有比仅仅将线圈导体33C、33D 串联连接的情况更大的电感的电感器元件。

图31(A)是另一例子的电感器模块3B的俯视图,图31(B)是图 31(A)的A-A线处的剖视图,图31(C)是图31(A)的B-B线处的剖视图。另外,图31(A)所示的俯视图是透视图。此外,图31(A)所示的箭头表示电流检测用导体32A、32B、线圈导体33C、33D的两个电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块3B的线圈导体33C、33D的构成与图30(A)等所示的电感器模块3A不同。线圈导体33C1、33D2在与主线路导体31中电流流过的方向(Y方向)正交的方向(X方向)上排列。此外,线圈导体33C2、 33D1在与主线路导体31中电流流过的方向(Y方向)正交的方向(X方向)上排列。

即使是该构成,电流检测用导体32A、32B与线圈导体33C、33D也不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。此外,主线路导体31与线圈导体33C、33D也不进行磁场耦合。

另外,线圈导体33C、33D也可以通过串联连接,来作为一个电感器元件。在该情况下,如图30(A)的变形例中说明的那样,线圈导体33C1 与33D1的磁场耦合、线圈导体33C2与33D2的磁场耦合链接为提高线圈导体33C、33D的电感即可。进一步地,在与线圈导体33C1、33D2的位置关系中,也通过设为与图1的线圈导体13、14相同的电流的方向被确定的连接方法,从而线圈导体33C1与线圈导体33D2的磁场耦合为提高线圈导体33C1、33D2的电感的配置。此外,在与线圈导体33C2、33D1 的位置关系中,线圈导体33C2与线圈导体33D1的磁场耦合为提高线圈导体33C2、33D1的电感的配置。因此,能够得到具有比图30(A)的变形例中说明的情况进一步大的电感的电感器元件。

(实施方式4)

图32(A)是实施方式4所涉及的电感器模块4的俯视图,图32(B) 是图32(A)的A-A线处的剖视图。另外,图32(A)所示的俯视图是透视图。图33是表示电流检测用导体42A、42B以及线圈导体43A、43B 中分别流过的电流的方向的图。

电感器模块4具备多个铁氧体片层叠并且多个铁氧体片作为一体被烧结而成的层叠体40。在层叠体40,形成透磁率比周围低的低透磁率部40A。在低透磁率部40A,沿着层叠方向(Z方向)形成圆柱形状的主线路导体 41,在主线路导体41中,电流在一个方向(Z方向)流过。另外,主线路导体通过过孔导体等层间连接导体而形成。由于主线路导体41的周围的透磁率较低,因此能够减小主线路导体41附近的磁通密度,能够减小主线路导体41的电感成分或者磁损耗。进一步地,能够防止主线路导体 41周围的磁饱和。

在层叠体40,形成线圈状的电流检测用导体42A、42B。电流检测用导体42A、42B将卷绕轴设为与层叠方向正交的方向(Y方向),并且,形成为电流检测用导体42A、42B各自的卷绕轴平行。此外,电流检测用导体42A、42B形成为主线路导体41介于其间。因此,电流检测用导体 42A、42B在圆柱坐标系中以主线路导体41为轴、以主线路导体41的电流流过的方向(Z方向)为轴向时的周向(方向)或者与周向相切的直线(Y方向)上具有电流检测用导体42A、42B的卷绕轴。并且,电流检测用导体42A、42B形成以及连接为:在电流检测用导体42A、42B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。

在主线路导体41中流过电流的情况下,产生沿着周向(方向)的朝向的磁通。在电流检测用导体42A、42B中,通过主线路导体41中流过电流而产生的磁通,在电流检测用导体42A、42B产生感应电动势,根据感应电动势而产生的感应电流不被抵消(加强)。并且,通过检测感应电流(或者感应电动势),从而能够检测主线路导体41中流过的电流。

另外,由于低透磁率部40A介于主线路导体41与电流检测用导体 42A、42B之间,因此主线路导体41与电流检测用导体42A、42B的磁耦合较强。其结果,电流检测灵敏度提高。

在层叠体40,形成线圈导体43A、43B。线圈导体43A、43B的卷绕轴与电流检测用导体42A、42B的卷绕轴一致,并且,形成为在俯视线圈导体43A、43B的线圈开口时,位于电流检测用导体42A、42B的线圈开口内,并且主线路导体31介于其中。因此,线圈导体43A、43B在圆柱坐标系中以主线路导体41为轴、以主线路导体41的电流流过的方向(Z 方向)为轴向时的周向(方向)或者与周向相切的直线(Y方向)上具有线圈导体43A、43B的卷绕轴。线圈导体43A、43B形成以及连接为在线圈导体43A、43B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强)。

线圈导体43A、43B形成为与主线路导体41的耦合相互为正负相反。例如,在线圈导体43A与主线路导体41正耦合(耦合系数为正)的情况下,线圈导体43B与主线路导体41负耦合(耦合系数为负)。另外,也可以线圈导体43A与主线路导体41负耦合(耦合系数为负),线圈导体 43B与主线路导体41正耦合(耦合系数为正)。由此,主线路导体41与由线圈导体43A、43B构成的一个电感器不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

此外,线圈导体43A、43B形成为与电流检测用导体42A、42B的耦合相互为正负相反。例如,线圈导体43A形成为与电流检测用导体42A 正耦合(耦合系数为正),线圈导体43B形成为与电流检测用导体42B 负耦合(耦合系数为负)。另外,也可以线圈导体43A与电流检测用导体 42A负耦合(耦合系数为负),线圈导体43B与电流检测用导体42B正耦合(耦合系数为正)。在图32(A)中,在向电流检测用导体42A、42B、线圈导体43A、43B施加电流的情况下,在电流检测用导体42A、42B、线圈导体43A、43B的线圈开口的俯视下,电流检测用导体42A和线圈导体43A的施加电流分别流动为在相互相同的方向循环。此外,电流检测用导体42B和线圈导体43B的施加电流分别流动为在相互相反的方向循环。由此,电流检测用导体42A、42B与线圈导体43A、43B不进行磁场耦合 (或者进行磁场耦合较弱)。由此,能够将线圈导体43A、43B用作为独立的电感器元件。

图34(A)是另一例子的电感器模块4A的俯视图,图34(B)是图 34(A)的A-A线处的剖视图。另外,图34(A)所示的俯视图是透视图。图35是表示电流检测用导体42C以及线圈导体43C中分别流过的电流的方向的图。

在电感器模块4A所具备的层叠体40,形成透磁率比周围低的圆柱形状的低透磁率部40B。在低透磁率部40B,沿着层叠方向(Z方向)形成圆柱形状的主线路导体41,在主线路导体41中在一个方向(Z方向)流过电流。

在层叠体40,形成线圈状的电流检测用导体42C。电流检测用导体 42C具有沿着主线路导体41的周向的卷绕轴,形成为环状。换句话说,电流检测用导体42C具有在圆柱坐标系中沿着以主线路导体41为轴、以主线路导体41的电流流过的方向(Z方向)为轴向时的周向(方向)的曲线状的电流检测用导体42C的卷绕轴。

在主线路导体41中电流流过的情况下,产生沿着圆柱形状的主线路导体41的周向(方向)的朝向的磁通。在电流检测用导体42C中,通过来自主线路导体41的磁通,在电流检测用导体42C中产生感应电动势,根据感应电动势而产生的感应电流流过。并且,通过检测感应电流(或者感应电动势),能够检测主线路导体41中流过的电流。

在层叠体40,形成线圈导体43C、43D。线圈导体43C、43D使卷绕周与电流检测用导体42C同样地,形成为环状以使得位于电流检测用导体 42C的内侧。此外,线圈导体43C、43D以主线路导体41为中心而被旋转对称地配置,连接为线圈导体43C、43D中流过的电流不相互抵消(加强),形成一个电感器。具体而言,线圈导体43C、43D形成以及连接为在沿着电流检测用导体42C和曲线状的卷绕轴在一个方向观察时,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。

线圈导体43C、43D形成为与主线路导体41的耦合相互为正负相反。由此,主线路导体41与由线圈导体43C、43D构成的一个电感器不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

此外,线圈导体43C、43D形成为与电流检测用导体42C的耦合相互为正负相反。例如,线圈导体43C形成为与电流检测用导体42C正耦合(耦合系数为正),线圈导体43D形成为与电流检测用导体42C负耦合(耦合系数为负)。另外,也可以线圈导体43C与电流检测用导体42C负耦合 (耦合系数为负),线圈导体43D与电流检测用导体42C正耦合(耦合系数为正)。在图35中,在向电流检测用导体42C和线圈导体43C、43D 施加电流的情况下,在沿着电流检测用导体42C和曲线状的卷绕轴在一个方向观察时,电流检测用导体42C和线圈导体43C分别流过在相互相同的方向上卷绕的施加电流。此外,电流检测用导体42C和线圈导体43D分别流过在相互相反的方向上卷绕的施加电流。由此,电流检测用导体42C 与线圈导体43C、43D不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。由此,能够将线圈导体43C、43D用作为独立的电感器元件。

(实施方式5)

图36(A)是实施方式5所涉及的电感器模块5的俯视图,图36(B) 是图36(A)的A-A线处的剖视图。另外,图36(A)所示的俯视图是透视图。此外,图36(A)所示的箭头表示主线路导体31、电流检测用导体52A、52B、由线圈导体53A、53B(或者线圈导体54A、54B)构成的电感器元件中分别流过的电流的方向。

电感器模块3具备多个铁氧体片层叠并且多个铁氧体片作为一体被烧结而成的层叠体50。在层叠体50的一个铁氧体片的主面,形成在一个方向(Y方向)较长的直线状的主线路导体51,在主线路导体51中在一个方向(Y方向)流过电流。另外,主线路导体51也可以是印刷于多个铁氧体片的直线状的导体图案通过层间连接导体相互连接而形成的。在该情况下,能够减小主线路导体51的电感成分以及电阻成分。

电感器模块5具备电流检测用导体52A、52B。电流检测用导体52A、 52B将卷绕轴设为层叠体50的层叠方向(Z方向),并且,形成为在俯视电流检测用导体52A、52B的线圈开口时,将主线路导体51夹在中间。电流检测用导体52A、52B是通过形成于不同层的铁氧体片的主面的开环状导体由层间连接导体(未图示)连接而形成的。

因此,与图20以及图29同样地,电流检测用导体52A、52B在圆柱坐标系中以主线路导体51为轴、以主线路导体51的电流流过的方向(Y 方向)为轴向时的周向(方向)或者与周向相切的直线(Z方向)上具有电流检测用导体52A、52B的卷绕轴。

电流检测用导体52A、52B的下侧(Z方向的负侧)的一端与用于将层叠体50的下表面安装于母基板的安装电极连接。电流检测用导体52A、 52B的上侧(Z方向的正侧)的一端被相互连接。由此,电流检测用导体 52A、52B被串联连接,形成一个线圈。电流检测用导体52A、52B与图 20(A)中说明的电流检测用导体22A、22B同样地连接。换句话说,电流检测用导体52A、52B形成以及连接为:在电流检测用导体52A、52B 的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱)。因此,通过主线路导体51中电流流过而产生的磁通,在电流检测用导体22A、22B中产生感应电动势,根据感应电动势而产生的感应电流不被抵消(加强)。并且,通过检测感应电流(或者感应电动势),能够检测主线路导体51中流过的电流。

电感器模块5具备线圈导体53A、53B、54A、54B。线圈导体53A、 53B是与图29中说明的电流检测用导体22A、22B相同的构成。换句话说,线圈导体53A、53B将卷绕轴设为层叠体50的层叠方向(Z方向),并且,形成为在俯视线圈导体53A、53B的线圈开口时,位于电流检测用导体 52A、52B的线圈开口内,并且将主线路导体51夹在中间。因此,线圈导体53A、53B在圆柱坐标系中以主线路导体51为轴、以主线路导体51的电流流过的方向(Y方向)为轴向时的周向(方向)或者与周向相切的直线(Z方向)上具有线圈导体53A、53B的卷绕轴。并且,线圈导体53A、 53B形成以及连接为:在线圈导体53A、53B的线圈开口的俯视下,若分别在相互相反方向卷绕的电流流过则电流相互抵消(削弱),并且,若分别在相互相同方向卷绕的电流流过则电流不相互抵消(加强)。线圈导体 54A、54B与线圈导体53A、53B同样地形成,俯视下,形成为与线圈导体53A、53B重叠。

因此,线圈导体53A、53B形成为与主线路导体51的耦合相互为正负相反。由此,主线路导体51与由线圈导体53A、53B构成的一个电感器不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。同样地,线圈导体54A、 54B形成为与主线路导体51的耦合相互为正负相反。由此,主线路导体 51与由线圈导体54A、54B构成的一个电感器不进行磁场耦合(或者进行磁场耦合较弱)。

此外,线圈导体53A与电流检测用导体52A的耦合、线圈导体53B 与电流检测用导体52B的耦合形成为相互为正负相反。由此,电流检测用导体52A、52B与由线圈导体53A、53B构成的一个电感器不进行磁场耦合。其结果,能够将由线圈导体53A、53B构成的一个电感器用作为独立的电感器元件。

同样地,线圈导体54A与电流检测用导体52A的耦合、线圈导体54B 与电流检测用导体52B的耦合形成为相互为正负相反。由此,电流检测用导体52A、52B与由线圈导体54A、54B构成的一个电感器不进行磁场耦合。其结果,能够将由线圈导体54A、54B构成的一个电感器使用为独立的电感器元件。

此外,通过将由线圈导体53A、53B构成的电感器元件、由线圈导体 54A、54B构成的电感器元件的一方设为初级线圈,将另一方设为次级线圈,从而电感器模块5能够用作为变压器。

另外,虽然实施方式1~5中说明的电感器模块全部以铁氧体片的层叠体为基材,但并不局限于此。也可以是不具有氧化铁的陶瓷片(例如氧化铝的陶瓷片)的层叠体,此外,也可以是树脂基材等。

(实施方式6)

在该例子中,对具备实施方式5中说明的电感器模块5的电力传输系统进行说明。

图37是实施方式6所涉及的电力传输系统100的电路图。电力传输系统100具备送电装置101和受电装置201。

送电装置101具有:逆变器电路110、检测电路6、由电容器C31、 C32以及线圈L5构成的谐振电路。逆变器电路110将从直流电源Vin输入的直流电压转换为交流电压,并输出到谐振电路。检测电路6对从逆变器电路110输出的交流电流以及交流电压进行检测。后面对检测电路6进行详述。检测电路6是本实用新型所涉及的“电流检测部”的一个例子。线圈L5是本实用新型所涉及的“送电侧耦合部”的一个例子。

受电装置201具备:由电容器C4以及线圈L6构成的谐振电路、受电电路210和负载211。受电装置201的线圈L6与送电装置101的线圈L5 进行磁场耦合。由此,从送电装置101向受电装置201传输电力。受电电路210对线圈L6中感应的电压进行整流以及平滑,并提供给负载211。线圈L6是本实用新型所涉及的“受电侧耦合部”的一个例子。

图38是检测电路6的电路图。

检测电路6具备实施方式5中说明的电感器模块5。图38所示的电感器L51是主线路导体51的电感成分。电感器L52是电流检测用导体52A、 52B的电感成分。电感器L53是线圈导体53A、53B的电感成分。电感器L54是线圈导体54A、54B的电感成分。

在逆变器电路110的输出侧的差动线路连接电容器C61、C62、C63。在电容器C62连接电感器L53。电容器C62(C62A、C62B)以及电感器 L53构成谐振电路。电容器C61、C62、C63是本实用新型的“分压电路”的一个例子。

在电感器L54连接电容器C7、C8、二极管D3以及电阻R1。电感器 L54和电容器C7构成谐振电路。电感器L54与电感器L53进行磁场耦合。通过进行磁场耦合,电感器L54中流过感应电流。该感应电流被二极管D3 以及电容器C8整流平滑。并且,通过检测电阻R1的两端电压,能够检测电感器L53中流过的电流。根据该检测结果,能够检测从逆变器电路110 输出的交流电压。

此外,电感器模块5的主线路导体51(电感器L51)为逆变器电路110 与线圈L5之间的电力传输线的一部分。在电感器L52(电流检测用导体 52A、52B)连接电容器C9以及电阻R2。在电感器L52中流过电流时,电感器L52中流过感应电流。并且,通过检测负载RL的电压,能够检测电感器L51(主线路导体51)中流过的电流、即逆变器电路110与线圈L5 之间的电力传输线中流过的电流。

这样,能够通过一个电感器模块5来检测送电装置中的电流以及电压,能够实现装置的小型化。

另外,通过检测送电装置101中的电流以及电压,能够检测从逆变器电路110观察受电装置201一侧的阻抗。通过检测阻抗,例如能够判定在送电装置101是否载置有受电装置201。在送电装置101载置有受电装置 201的情况下,送电装置101与受电装置201的谐振电路耦合,出现基于复合谐振的频率波峰。并且,通过检测阻抗的频率特性并检测有无频率波峰,能够判定有无受电装置201的载置。

另外,在本实施方式中,对进行磁场耦合型(包含磁场共振型)的电力传输系统进行了说明,但通过在电场耦合型的电力传输系统中也同样具备实施方式5中说明的电感器模块5,从而能够检测送电装置中的电流以及电压。此外,在本实施方式中,对具备实施方式5中说明的电感器模块 5的电力传输系统进行了说明,但并不局限于实施方式5的电感器模块5,也可以是具备实施方式1~5中说明的任意电感器模块的电力传输系统。例如,能够将电感器模块所具备的电感器元件用作为电力传输系统的送电装置中具备的滤波器电路的电感器。

此外,在本实施方式中,通过检测送电装置101中的电流以及电压的大小,来检测从逆变器电路110观察受电装置201一侧的阻抗的大小,但通过增加对阻抗的相位进行检测的功能,能够更详细地掌握从逆变器电路 110观察受电装置201一侧的状态。具体而言,将与电感器L52所检测的从逆变器电路110输出的交流电压成正比且将直流成分截留的信号(以下,信号1)、与电感器L54所检测的电力传输线中流过的电流成正比且将直流成分截留的信号(以下,信号2)分别输入到比较器输入。通过对各个比较器中的基准电压与信号1以及信号2进行比较,能够得到二进制化后的占空比约为50%的2个方形波信号。通过将被比较器处理过的2个方形波信号输入到相位比较电路,能够得到与阻抗的相位成正比的检测量。另外,最好在检测对象的阻抗的相位为零的条件下,设定检测电路的电路常量以使得信号1与信号2的相位差为90°。

-符号说明-

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H...电感器模块

2、2A、2B、2C、2D、2E、2F...电感器模块

3、3A、3B...电感器模块

4、4A...电感器模块

5...电感器模块

6...检测电路

10...层叠体

11、11A、11B...主线路导体

12...电流检测用导体

12A...电流检测用导体

12B...电流检测用导体

13、13A、13B、13C、13D、13E、13F...线圈导体

14、14A、14B、14C、14D、14E...线圈导体

20...层叠体

21...主线路导体

22A、22B、22C、22D、22E...电流检测用导体

23、23A、23B、23C、23D、23E1、23E2...线圈导体

24...连接导体

30...层叠体

31...主线路导体

32A、32B...电流检测用导体

33A、33B、33C、33D、33C1、33C2、33D、33D1、33D2...线圈导体 40...层叠体

40A、40B...低透磁率部

41...主线路导体

42A、42B、42C...电流检测用导体

43A、43B、43C、43D...线圈导体

50...层叠体

51...主线路导体

52A、52B...电流检测用导体

53A、53B、54A、54B...线圈导体

100...电力传输系统

101...送电装置

110...逆变器电路

121、122、123、124、125...导体图案

131、132、133、134、135...导体图案

141、142、143、144、145...导体图案

201...受电装置

210...受电电路

211...负载

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