[发明专利]电磁共振耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及在非接触电力传输装置、非接触信号传输装置以及信号绝缘装置中使用的电磁共振耦合器。

背景技术

已知不将电气设备通过布线直接连接、而在电气设备间进行电力及信号的传输的非接触传输装置。例如，在专利文献1中，公开了被称作数字隔离器（digital isolator）的电子电路元件。

这些技术是能够将逻辑信号的地电位（ground）与RF信号的地电位分离的技术。例如，在电力电子技术（power electronics）用的半导体开关元件等栅极驱动元件中，由于半导体开关元件的源极电位以高电压为基准进行变动，所以需要在栅极驱动元件内与功率半导体开关元件之间将直流成分绝缘，因此使用上述那样的非接触传输技术。

此外，在高频用半导体芯片与外部之间的信号收发中，在使用引线键合（wire bonding）构成传输线路的情况下，发生对高频信号的特性带来影响的不确定的寄生电容或寄生电感。在这样的情况下，也使用上述那样的非接触传输技术。

作为非接触传输技术，在专利文献2及非专利文献1中公开的那样的、利用两个电气布线共振器的耦合的电磁共振耦合器（或者也称作电磁场共振耦合器）近年来非常受关注。这样的电磁共振耦合器的特征是高效率、并且能够进行长距离的信号传输。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第7692444号说明书

专利文献2：日本特开2008－067012号公报

非专利文献

非专利文献1：ＡｎｄｒｅＫｕｒｓ，ｅｔａｌ．：“Ｗｉｒｅｌｅ ｓｓＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｆｅｒｖｉａＳｔｒｏｎｇｌｙＣ ｏｕｐｌｅｄＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｓ”，Ｓｃｉｅ ｎｃｅＥｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．317，Ｎｏ．5834，ｐ ｐ．83－86（2207）

发明概要

发明要解决的课题

在上述那样的电磁共振耦合器中，不提高所传输的高频信号的频率（动作频率）而使装置小型化成为课题。

发明内容

所以，本发明的目的在于，提供一种能够不提高动作频率而实现小型化的电磁共振耦合器。

解决课题所采用的方法

为了解决上述课题，本发明的一技术方案的电磁共振耦合器，在第一共振布线及第二共振布线之间将信号非接触地传输，其特征在于，具备：第一基板；以及第二基板，与上述第一基板相对地设置；在上述第一基板上，设有：上述第一共振布线，该第一共振布线的形状是，具有向内侧凹陷的凹部的环绕形状的一部分通过开放部而开放的形状；以及第一输入输出布线，与上述第一共振布线上的第一连接部连接；在上述第二基板上，设有：上述第二共振布线，该第二共振布线的布线宽度及形状与上述第一共振布线的布线宽度及形状相同；以及第二输入输出布线，与上述第二共振布线上的第二连接部连接；在从与上述第一基板的主面垂直的方向观察的情况下，上述第一共振布线及上述第二共振布线点对称，并且上述第一共振布线及上述第二共振布线的轮廓一致；与上述第一基板垂直的方向上的上述第一共振布线与上述第二共振布线之间的距离在上述信号的波长的2分之1以下；在上述第一共振布线中，构成上述凹部的布线中的至少一部分布线，以上述第一共振布线的布线宽度的4倍以下的距离，与上述至少一部分布线以外的布线接近。

发明效果

本发明一技术方案的电磁共振耦合器能够不提高动作频率而容易地实现小型化。

附图说明

图1是现有的开环（open ring）型电磁共振耦合器的示意图。

图2是表示现有的开环型电磁共振耦合器的传输特性的图。

图3是实施方式1的电磁共振耦合器的立体图（透视图）。

图4是实施方式1的电磁共振耦合器的剖视图。

图5是实施方式1的发送基板的俯视图。

图6是实施方式1的发送共振器的俯视图。

图7是表示实施方式1的发送共振器的变形例的俯视图。

图8是表示实施方式1的电磁共振耦合器的传输特性的图。

图9是表示实施方式1的发送共振器的第2个变形例的俯视图。

图10是表示实施方式1的发送共振器的第3个变形例的图。

图11是实施方式2的电磁共振耦合器的立体图（透视图）。

图12是实施方式2的发送基板的俯视图。

图13是表示实施方式2的电磁共振耦合器的传输特性的图。

图14是在实施方式2的电磁共振耦合器中、使外周最终布线长变化时的信号传输特性图。