JP2000173841A - Transformer and drive method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、動作温度である５
０〜７０℃程度の温度にて、低電力損失で、かつ高飽和
磁束密度のＭｎ−Ｚｎ系フェライトのコアを有するトラ
ンス、およびトランスの駆動方法に関する。The present invention relates to an operating temperature of 5
The present invention relates to a transformer having a core of Mn—Zn-based ferrite with low power loss and high saturation magnetic flux density at a temperature of about 0 to 70 ° C. and a method of driving the transformer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは各種通信機
器、民生用機器などのトランス材料として多用されてい
る。スイッチング電源等のトランスとして使用する場
合、スイッチング電源の小型化、軽量化の要請に伴い、
近年、スイッチング周波数が高周波化する傾向にある。
従って、このような高周波域において、電力損失を低下
させる必要がある。さらに、トランスの動作温度におい
て電力損失が低いことも必要とされる。トランスの動作
温度は、通常、５０〜７０℃の温度範囲にあるが、トラ
ンス自体の発熱を予め見込んで、電力損失の極小値が８
０〜１００℃の温度範囲にあるようなフェライトを使用
する場合もある（特開平３−１４１６１２号、同７−２
９７０２０号、同８−１６９７５６号等）。このなか
で、特開平８−１６９７５６号には、主成分としてＭｎ
Ｏを２５〜４０モル％、ＺｎＯを６〜２５モル％、残部
Ｆｅ2Ｏ3を含み、副成分としてＳｉＯ2を０．００２〜
０．０４０重量％、ＣａＯを０．０２〜０．２０重量％
含み、副成分元素が結晶粒界に偏析し、その濃度分布の
半値幅が１０nm以下である低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト
コアが示されている。そしてその副成分として、さらに
Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｖ2Ｏ5を含有していて
もよいとされている。実際、実施例に示されるものは、
電力損失の極小値が９０℃になるように組成を規定した
ものであり、Ｆｅ2Ｏ3が５３．５モル％、ＭｎＯが３
４．５モル％、ＺｎＯが１２．０モル％の主成分組成を
有するものである。2. Description of the Related Art Mn-Zn ferrite is widely used as a transformer material for various communication equipment and consumer equipment. When used as a transformer for switching power supply, etc., with the demand for downsizing and weight reduction of switching power supply,
In recent years, the switching frequency tends to be higher.
Therefore, it is necessary to reduce the power loss in such a high frequency range. In addition, low power loss is required at the operating temperature of the transformer. The operating temperature of the transformer is usually in the temperature range of 50 to 70 ° C., but the minimum value of the power loss is 8 in consideration of the heat generation of the transformer itself in advance.
In some cases, ferrite having a temperature in the range of 0 to 100 ° C. is used (Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-141612 and 7-2).
No. 97020, No. 8-169756, etc.). Among them, JP-A-8-169756 discloses that Mn is used as a main component.
25 to 40 mol% of O, 6 to 25 mol% of ZnO, balance Fe 2 O 3 , and 0.002 to 2
0.040% by weight, 0.02-0.20% by weight of CaO
The figure shows a low-loss Mn-Zn ferrite core containing, in which the subcomponent elements are segregated at the crystal grain boundaries and the half width of the concentration distribution is 10 nm or less. It is stated that Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , and V 2 O 5 may be further contained as subcomponents. In fact, what is shown in the examples is
The composition is defined so that the minimum value of the power loss is 90 ° C., the Fe 2 O 3 content is 53.5 mol%, and the MnO content is 3%.
It has a main component composition of 4.5 mol% and ZnO of 12.0 mol%.
【０００３】このように、電力損失の極小値が動作温度
よりも高くなるように設定したものもあるが、本質的に
は動作温度である５０〜７０℃の温度範囲で電力損失が
低いことが必要である。In some cases, the minimum value of the power loss is set to be higher than the operating temperature. However, the power loss is essentially low in the temperature range of 50 to 70 ° C., which is the operating temperature. is necessary.
【０００４】このような要請に基づき、特開平８−１９
１０１１号には、上記の動作温度において低電力損失を
有することを目的とするＭｎ−Ｚｎ−Ｃｏ系フェライト
が開示されている。この場合の添加酸化物は、Ｓｉ
Ｏ2、ＣａＯ、ＺｒＯ2およびＴａ2Ｏ5である。On the basis of such a request, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 1011 discloses a Mn-Zn-Co-based ferrite intended to have low power loss at the above-mentioned operating temperature. The additive oxide in this case is Si
O 2 , CaO, ZrO 2 and Ta 2 O 5 .
【０００５】しかし、特開平８−１９１０１１号に開示
のＭｎ−Ｚｎ−Ｃｏ系フェライトは、５０〜７０℃の動
作温度において電力損失の低下が十分とはいえず、さら
に検討が必要である。[0005] However, the Mn-Zn-Co ferrite disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-191011 does not sufficiently reduce the power loss at an operating temperature of 50 to 70 ° C, and requires further study.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、動作
温度（５０〜７０℃）において、電力損失が低く、かつ
飽和磁束密度が高いフェライトをコア材料とし、効率が
良く、小型化が可能なトランスを提供することであり、
さらには、このようなトランスを用いた場合の効率の良
いトランスの駆動方法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to use a ferrite having a low power loss and a high saturation magnetic flux density at an operating temperature (50 to 70.degree. C.) as a core material to achieve high efficiency and downsizing. Is to provide a simple transformer.
Another object of the present invention is to provide an efficient transformer driving method using such a transformer.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の本発
明によって達成される。 （１） Ｆｅ2 Ｏ3 換算で５４〜５６モル％の酸化鉄
と、ＺｎＯ換算で６〜１１モル％の酸化亜鉛と、酸化マ
ンガンとを主成分として含有し、さらに副成分として、
ＳｉＯ2換算で８０〜１５０ppmの酸化ケイ素と、ＣａＣ
Ｏ3換算で６００〜１０００ppmの酸化カルシウムと、Ｎ
ｂ2Ｏ5換算で１５０〜４００ppmの酸化ニオブと、Ｚｒ
Ｏ2換算で４０〜３００ppmの酸化ジルコニウムとを含有
し、６０℃における飽和磁束密度（直流）が４８０mT以
上であり、かつ電力損失の極小値が５０〜７０℃の温度
域にあり、その極小値（周波数１００kHz）が２６０kw/
m3以下のフェライトで形成されたコアを有するトラン
ス。 （２） ＺｎＯ換算で６〜９．５モル％の酸化亜鉛を含
有する上記（１）のトランス。 （３） ６０℃における飽和磁束密度（流通）が５００
mT以上である上記（１）または（２）のトランス。 （４） 上記（１）〜（３）のいずれかのトランスを、
温度５０〜７０℃にて、周波数２０〜５００kHz、磁束
密度１２５〜５００mTで駆動するトランスの駆動方法。The above object is achieved by the present invention described below. (1) It contains iron oxide of 54 to 56 mol% in terms of Fe 2 O 3 , zinc oxide of 6 to 11 mol% in terms of ZnO, and manganese oxide as main components.
80 to 150 ppm of silicon oxide in terms of SiO 2 and CaC
600 to 1000 ppm of calcium oxide in terms of O 3 and N
150 to 400 ppm of niobium oxide in terms of b 2 O 5 and Zr
It contains 40 to 300 ppm of zirconium oxide in terms of O 2 , has a saturation magnetic flux density (DC) at 60 ° C. of 480 mT or more, and has a minimum value of power loss in a temperature range of 50 to 70 ° C. (Frequency 100kHz) is 260kw /
A transformer having a core formed of ferrite of m 3 or less. (2) The transformer according to the above (1), containing 6 to 9.5 mol% of zinc oxide in terms of ZnO. (3) The saturation magnetic flux density (flow) at 60 ° C. is 500
The transformer according to (1) or (2), which has a mT or more. (4) The transformer according to any of (1) to (3) above,
A method for driving a transformer which is driven at a temperature of 50 to 70 ° C., a frequency of 20 to 500 kHz, and a magnetic flux density of 125 to 500 mT.
【０００８】なお、特開平８−１６９７５６号には、Ｚ
ｎＯを６〜２５モル％含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライト
が提案されているが、９０℃程度の温度で低電力損失の
ものであり、実施例に具体的に示されるものはＦｅ2Ｏ3
が５３．５モル％、ＺｎＯが１２．０モル％であり、本
発明とは明らかに異なる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-169756 discloses Z
A Mn-Zn ferrite containing 6 to 25 mol% of nO has been proposed, but has a low power loss at a temperature of about 90 ° C., and specific examples shown in Examples include Fe 2 O 3.
Is 53.5 mol% and ZnO is 12.0 mol%, which is clearly different from the present invention.
【０００９】さらに、特開平８−１９１０１１号にはト
ランスの動作温度で低電力損失のＭｎ−Ｚｎ−Ｃｏ系フ
ェライトが示されているが、Ｎｂ2Ｏ5の添加については
全く示されておらず、本発明とは明らかに異なる。Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-191011 discloses a Mn-Zn-Co ferrite having a low power loss at the operating temperature of a transformer, but does not disclose the addition of Nb 2 O 5 at all. This is clearly different from the present invention.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明のトランスに用いられるトランス用フェラ
イトコア材料は、下記の組成を有するフェライトであ
り、６０℃における飽和磁束密度Ｂｓ（直流）が４８０
mT以上であり、かつ電力損失の極小値が５０〜７０℃の
温度域にあり、その極小値（周波数１００kHz）が２６
０kW/m3以下である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The ferrite core material for a transformer used in the transformer of the present invention is a ferrite having the following composition, and has a saturation magnetic flux density Bs (DC) at 60 ° C. of 480.
mT or more and the minimum value of the power loss is in a temperature range of 50 to 70 ° C., and the minimum value (frequency 100 kHz) is 26
0 kW / m 3 or less.
【００１１】主成分 酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3換算）５４〜５６モル％、好ましくは
５４．５〜５５モル％ 酸化亜鉛（ＺｎＯ換算）６〜１１モル％、好ましくは６
〜９．５モル％、さらに好ましくは７．０〜９．０モル
％ 酸化マンガン（ＭｎＯ換算）残部 副成分 酸化ケイ素（ＳｉＯ2換算）８０〜１５０ppm 酸化カルシウム（ＣａＣＯ3換算）６００〜１０００ppm 酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5換算）１５０〜４００ppm 酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2換算）４０〜３００ppmMain component Iron oxide (as Fe 2 O 3 ) 54 to 56 mol%, preferably 54.5 to 55 mol% Zinc oxide (as ZnO) 6 to 11 mol%, preferably 6
9.5 mol%, more preferably 7.0 to 9.0 mol% of manganese oxide (MnO equivalent) balance subcomponent silicon oxide (SiO 2 equivalent) 80～150Ppm calcium oxide (CaCO 3 conversion) 600～1000Ppm niobium oxide (Nb 2 O 5 equivalent) 150 to 400 ppm Zirconium oxide (ZrO 2 equivalent) 40 to 300 ppm
【００１２】このようなフェライト組成では、上述のよ
うに、トランスの動作温度である５０〜７０℃程度の温
度で高Ｂｓの特性が得られるとともに、このような温度
域での電力損失（コアロス）の低減を図ることができ
る。With such a ferrite composition, as described above, high Bs characteristics can be obtained at a transformer operating temperature of about 50 to 70 ° C., and power loss (core loss) in such a temperature range. Can be reduced.
【００１３】従って、上記のようなフェライトをコア材
料としてトランスに用いた場合、効率の良いトランスが
実現する。より具体的には、トランス用フェライトコア
の小型化を図ることができ、ひいてはトランスの小型化
につながる。また、電力損失が少ないため、消費電力お
よび発熱温度を低減することができる。Therefore, when the above ferrite is used as a core material for a transformer, an efficient transformer is realized. More specifically, it is possible to reduce the size of the ferrite core for a transformer, which leads to downsizing of the transformer. Further, since power loss is small, power consumption and heat generation temperature can be reduced.
【００１４】上記組成のフェライトは、６０℃における
Ｂｓ（直流）が４８０mT以上であるが、好ましくは５０
０mT以上であり、さらに好ましくは５０５mT以上であ
る。この場合のＢｓの上限に特に制限はないが、６００
mT程度である。The ferrite having the above composition has a Bs (direct current) at 60 ° C. of 480 mT or more, preferably 50 mT or more.
It is 0 mT or more, more preferably 505 mT or more. In this case, the upper limit of Bs is not particularly limited.
It is about mT.
【００１５】また、電力損失の極小値がある温度域およ
びその極小値は、周波数２０〜５００kHz（好ましくは
７５〜１５０kHz）、磁束密度１２５〜５００mT（好ま
しくは２００〜３５０mT）で測定したものである。電力
損失の極小値は５０〜７０℃の温度域にあり、その電力
損失の極小値（１００kHz、２００mT）は２６０kW/m3以
下であり、好ましくは２５０kW/m3以下である。その下
限には特に制限はないが、１００kW/m3程度である。The temperature range in which the minimum value of the power loss is present and the minimum value thereof are measured at a frequency of 20 to 500 kHz (preferably 75 to 150 kHz) and a magnetic flux density of 125 to 500 mT (preferably 200 to 350 mT). . The minimum value of the power loss is in a temperature range of 50 to 70 ° C., and the minimum value (100 kHz, 200 mT) of the power loss is 260 kW / m 3 or less, preferably 250 kW / m 3 or less. The lower limit is not particularly limited, but is about 100 kW / m 3 .
【００１６】これに対し、上記フェライト組成におい
て、主成分の組成が上記範囲外になると高Ｂｓが得られ
ず、電力損失が大きくなる場合がある。Ｆｅ2Ｏ3量を上
記範囲とする理由について述べる。電源などに使用され
るトランスにおいて、そのトランスが使用される温度範
囲で、最も効率を良くするためには、その温度範囲にお
いて、トランスの電力損失が低ければよい。そのため
に、電力損失の温度変化において、電力損失の極小値が
使用される温度範囲にあるか、あるいはその付近の温度
にあり、使用される温度範囲（すなわち動作温度）で電
力損失が低いことが必要である。このためにはＦｅ2Ｏ3
組成をコントロールすることがよく知られている。５６
モル％を超えると、電力損失の極小値が目的の温度範囲
の５０℃よりも低温となり、目的とする温度範囲で電力
損失が大きくなってしまう。また、５４モル％〜５５モ
ル％においては、Ｆｅ／Ｍｎ比の違いにより、電力損失
の極小値が５０〜１１０℃のいずれにもなり得るので、
目的とする温度範囲で低電力損失となる組成を選択する
ことができる。５５モル％を超える範囲では電力損失の
極小値が低温側に移動する傾向にあるが、５６モル％以
下の範囲であれば、目的とする温度範囲で低電力損失を
得ることができる。一方、５４モル％未満であると、電
力損失の極小値は高温側に移動し、目的とする温度範囲
で電力損失が大きくなってしまう。また、ＺｎＯ量を上
記範囲とするのは、１１モル％を超えるとＢｓが低下し
てしまい、６モル％未満となると電力損失が大きくなる
からである。On the other hand, in the above ferrite composition, if the composition of the main component is out of the above range, high Bs cannot be obtained, and the power loss may increase. The reason why the amount of Fe 2 O 3 is set in the above range will be described. In a transformer used for a power supply or the like, in order to obtain the highest efficiency in the temperature range in which the transformer is used, it is sufficient that the power loss of the transformer is low in the temperature range. Therefore, when the temperature of the power loss changes, the minimum value of the power loss is at or near the used temperature range, and the power loss is low in the used temperature range (that is, the operating temperature). is necessary. For this purpose, Fe 2 O 3
It is well known to control composition. 56
If it exceeds mol%, the minimum value of the power loss becomes lower than the target temperature range of 50 ° C., and the power loss increases in the target temperature range. Further, in the range of 54 mol% to 55 mol%, the minimum value of the power loss can be any of 50 to 110 ° C. due to the difference in the Fe / Mn ratio.
A composition that results in low power loss in a target temperature range can be selected. In the range exceeding 55 mol%, the minimum value of the power loss tends to move to the low temperature side, but in the range of 56 mol% or less, a low power loss can be obtained in a target temperature range. On the other hand, if it is less than 54 mol%, the minimum value of the power loss moves to the high temperature side, and the power loss increases in the target temperature range. The reason why the amount of ZnO is in the above range is that Bs decreases when the amount exceeds 11 mol%, and power loss increases when the amount is less than 6 mol%.
【００１７】また、副成分の組成範囲は、主に低電力損
失を実現するために決定されたものであり、副成分の組
成範囲が上記範囲外となると電力損失が大きくなってし
まう。ＳｉＯ2、ＣａＯは、フェライト中で、粒界相を
形成し、高抵抗化に寄与する。特に添加量が少ないと、
その寄与は少なく、多いと異常粒成長を引き起こし、電
力損失を増加させることになる。従って添加量は、Ｓｉ
Ｏ2８０〜１５０ppm、ＣａＣＯ3６００〜１０００ppmと
するものである。また、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2は、Ｓｉ
Ｏ2、ＣａＣＯ3共存のもとでの添加により異常粒成長を
抑制し、薄く均一な高抵抗相を粒界相に築くことに寄与
する。このことにより、さらに電力損失を低減すること
ができる。しかしながら、上記組成範囲より多いと、異
常粒成長を引き起こし、電力損失を増大させることにな
る。また上記組成範囲より少ないと、その効果は少な
く、低電力損失に寄与しない。The composition range of the sub-component is determined mainly for realizing low power loss, and if the composition range of the sub-component is out of the above range, the power loss increases. SiO 2 and CaO form a grain boundary phase in ferrite and contribute to higher resistance. Especially when the addition amount is small,
Its contribution is small, and if it is large, it causes abnormal grain growth and increases power loss. Therefore, the addition amount is
O 2 is 80 to 150 ppm, and CaCO 3 is 600 to 1000 ppm. Nb 2 O 5 and ZrO 2 are Si
Addition in the presence of O 2 and CaCO 3 suppresses abnormal grain growth and contributes to building a thin and uniform high-resistance phase in the grain boundary phase. As a result, power loss can be further reduced. However, when the content is more than the above composition range, abnormal grain growth is caused and power loss is increased. If the content is less than the above composition range, the effect is small and does not contribute to low power loss.
【００１８】なお、Ｎｂ2Ｏ5に代えて、Ｔａ2Ｏ5を用い
ると電力損失が大きくなる。When Ta 2 O 5 is used instead of Nb 2 O 5 , the power loss increases.
【００１９】上記フェライトの平均結晶粒径は一般に１
０〜３０μm 程度である。The average crystal grain size of the ferrite is generally 1
It is about 0 to 30 μm.
【００２０】なお、低電力損失を実現させるためには、
副成分として酸化スズ（ＳｎＯ2換算）および／または
酸化チタン（ＴｉＯ2換算）を５０００ppm以下含有させ
てもよい。ただし、４価陽イオンであるＳｎ、Ｔｉが粒
内に固溶し非磁性イオンが入ることでＢｓが数％減少す
る。In order to realize low power loss,
Tin oxide as a secondary component (SnO 2 basis) and / or titanium oxide (TiO 2 equivalent) may be contained 5000ppm or less. However, when the tetravalent cations Sn and Ti are dissolved in the grains and nonmagnetic ions enter, Bs is reduced by several percent.
【００２１】また、酸化コバルトを添加してもよく、実
用的にはＣｏ3Ｏ4換算で０〜３０００ppm程度とするの
がよい。Further, cobalt oxide may be added, and practically, it is preferably about 0 to 3000 ppm in terms of Co 3 O 4 .
【００２２】上記の所定温度域において、高Ｂｓで、か
つ低電力損失であるという本発明の効果は、上記の組成
範囲の好ましい範囲にてより一層向上する。In the above-mentioned predetermined temperature range, the effect of the present invention of high Bs and low power loss is further improved in the preferable range of the above composition range.
【００２３】本発明のトランスは、上記組成と特性とを
有するフェライトで形成されたコアを有するので、温度
５０〜７０℃にて、周波数２０〜５００kHz（好ましく
は７５〜１５０kHz）、磁束密度１２５〜５００mT（好
ましくは２００〜３５０mT）で駆動するのに適する。Since the transformer of the present invention has a core formed of ferrite having the above composition and characteristics, it has a temperature of 50 to 70 ° C., a frequency of 20 to 500 kHz (preferably 75 to 150 kHz), and a magnetic flux density of 125 to 125 kHz. Suitable for driving at 500 mT (preferably 200 to 350 mT).
【００２４】本発明のトランス用フェライトコアを、製
造するには、まず、主成分として、所定量の酸化鉄成
分、酸化マンガン成分および酸化亜鉛成分の混合物を用
意する。酸化コバルトを加えるときは通常この段階であ
る。To manufacture the ferrite core for a transformer of the present invention, first, a predetermined amount of a mixture of an iron oxide component, a manganese oxide component and a zinc oxide component is prepared as a main component. This is usually the case when adding cobalt oxide.
【００２５】そして、これら主成分に前記の副成分とし
ての化合物が添加される。添加量は、最終成分組成比に
対応したものとする。このように主成分および副成分を
混合した後、これに適当なバインダ、例えばポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）を少量加えて、これをスプレード
ライヤー等にて８０〜２００μm 程度の径の顆粒とす
る。そして、成形し、次いで、この成形品を通常、酸素
濃度を制御した雰囲気下において、１２５０〜１４００
℃の範囲内の所定温度で焼成する。Then, a compound as the aforementioned subcomponent is added to these main components. The amount added should correspond to the final component composition ratio. After mixing the main component and the subcomponent in this manner, a small amount of an appropriate binder, for example, polyvinyl alcohol (PVA) is added to the mixture, and the mixture is formed into granules having a diameter of about 80 to 200 μm using a spray dryer or the like. Then, molding is performed, and then, the molded product is usually used in an atmosphere in which the oxygen concentration is controlled, from 1250 to 1400.
Firing at a predetermined temperature in the range of ° C.
【００２６】本発明の上記のトランスは、上記のように
して所定形状に成形したトランス用フェライトコアに所
定の巻線を施して得られる。コアの形状および大きさ
は、目的・用途に応じて種々のものとすることができ
る。形状としては、トロイダル形状、Ｅ形状、ＲＭ形
状、ＥＴ形状、ＵＵ形状、ＦＴ形状、ＰＱ形状等の種々
のものがある。巻線の数は、目的・用途に応じて種々の
ものとすればよい。The above-mentioned transformer of the present invention is obtained by applying a predetermined winding to a transformer ferrite core formed into a predetermined shape as described above. The shape and size of the core can be various depending on the purpose and application. There are various shapes such as a toroidal shape, an E shape, an RM shape, an ET shape, a UU shape, an FT shape, and a PQ shape. The number of windings may be various depending on the purpose and application.
【００２７】本発明のトランスは、スイッチング電源な
どに使用され、電子機器のさらなる小型化、省電力化を
図ることができる。また、電気自動車やハイブリッド自
動車の車載用の電源用トランスとすることができる。The transformer of the present invention is used for a switching power supply or the like, and can further reduce the size and power consumption of electronic equipment. Further, it can be used as a transformer for a vehicle-mounted power supply of an electric vehicle or a hybrid vehicle.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。 実施例１ Ｆｅ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、ＺｎＯを主成分とし、表１、２の
値になるように所定量を秤量し、湿式混合した後、空気
中で８５０℃で２時間仮焼した。その後主成分中に含ま
れる量を考慮して副成分であるＳｉＯ2、ＣａＣＯ3、Ｎ
ｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2を所定量添加し湿式粉砕し、フェライ
ト粉末を得た。この粉末にバインダーとしてＰＶＡを固
形分で０．８wt% 加えて造粒した後、トロイダル形状
（外径２４mm、内径１２mm、厚さ５．５mm）に１ton/cm
2の圧力で成形した。成形体はＮ2−Ｏ2混合ガスで、酸
素分圧を制御した雰囲気下で焼成温度１３００℃で５時
間焼成した。このようにして、外径２０mm、内径１０m
m、厚さ５mmのトロイダルコアを得た。また、Ｎｂ2Ｏ5
の代わりにＴａ2Ｏ5を用いたものも作製した。なお、最
終組成を蛍光Ｘ線分光法により測定したところ配合組成
と対応するものであった。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples of the present invention. Example 1 A predetermined amount of Fe 2 O 3 , MnO, and ZnO as main components was weighed to obtain the values shown in Tables 1 and 2, and the mixture was wet-mixed, and then calcined in air at 850 ° C. for 2 hours. After that, by taking into account the amount contained in the main component, SiO 2 , CaCO 3 , N
Predetermined amounts of b 2 O 5 and ZrO 2 were added and wet pulverized to obtain a ferrite powder. After adding 0.8 wt% of PVA as a binder to the powder as a binder and granulating, 1 ton / cm in a toroidal shape (outer diameter 24 mm, inner diameter 12 mm, thickness 5.5 mm).
Molded at a pressure of 2 . The molded body was fired at a firing temperature of 1300 ° C. for 5 hours in an atmosphere in which the partial pressure of oxygen was controlled using a mixed gas of N 2 and O 2 . Thus, outer diameter 20 mm, inner diameter 10 m
A toroidal core having a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm was obtained. Also, Nb 2 O 5
The one using Ta 2 O 5 instead of was also prepared. The final composition was measured by X-ray fluorescence spectroscopy and found to correspond to the composition.
【００２９】得られた各サンプルを用いて、交流Ｂ−Ｈ
アナライザ(IWATSU-SY8232)により励磁磁束密度２００m
T、周波数１００kHzで電力損失を測定した。また直流Ｂ
−Ｈアナライザ(YEW4192)により印加磁場１５Oe、測定
温度６０℃における飽和磁束密度Ｂｓを測定した。表
１、２にＢｓおよび電力損失の極小値とその極小値をと
る温度を示す。Using each of the obtained samples, an AC BH
Excitation magnetic flux density 200m by analyzer (IWATSU-SY8232)
T, the power loss was measured at a frequency of 100 kHz. DC B
The saturation magnetic flux density Bs at an applied magnetic field of 15 Oe and a measurement temperature of 60 ° C. was measured with an −H analyzer (YEW4192). Tables 1 and 2 show the minimum values of Bs and power loss and the temperatures at which the minimum values are obtained.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】[0031]
【表２】 [Table 2]
【００３２】表１、２より、本発明のサンプルは、トラ
ンスの動作温度域（５０〜７０℃）にて、高Ｂｓでかつ
低電力損失であることがわかる。Tables 1 and 2 show that the sample of the present invention has high Bs and low power loss in the operating temperature range of the transformer (50 to 70 ° C.).
【００３３】これに対し、ＺｎＯ量が６モル％未満とな
ると電力損失が大きくなり（サンプルＮｏ．９）、Ｚｎ
Ｏ量が１１モル％超となると、Ｂｓが小さくなる（サン
プルＮｏ．１０）。また、Ｆｅ2Ｏ3量が５６モル％超と
なると電力損失の極小値をとる温度が低くなり、動作温
度付近の温度損失が大きくなる（サンプルＮｏ．１
２）。一方、Ｆｅ2Ｏ3量が５４モル％未満となると電力
損失の極小値をとる温度が高くなり、動作温度付近での
電力損失が大きくなる（サンプルＮｏ．１１）。また、
各副成分量を本発明の範囲外とすると、いずれも動作温
度付近での電力損失が大きい（サンプルＮｏ．１３〜２
０）。また、Ｎｂ2Ｏ5の代わりにＴａ2Ｏ5を添加する
と、電力損失が大きくなる（サンプルＮｏ．２１）。On the other hand, when the ZnO content is less than 6 mol%, the power loss increases (sample No. 9),
When the O content exceeds 11 mol%, Bs decreases (Sample No. 10). When the amount of Fe 2 O 3 exceeds 56 mol%, the temperature at which the power loss reaches a minimum value decreases, and the temperature loss near the operating temperature increases (Sample No. 1).
2). On the other hand, when the amount of Fe 2 O 3 is less than 54 mol%, the temperature at which the power loss reaches a minimum value increases, and the power loss near the operating temperature increases (Sample No. 11). Also,
When the amount of each subcomponent is out of the range of the present invention, the power loss near the operating temperature is large (samples Nos. 13 to 2).
0). Further, when Ta 2 O 5 is added instead of Nb 2 O 5 , the power loss increases (Sample No. 21).
【００３４】実施例２ 実施例１のサンプルNo.２の組成（表１）において、酸
化コバルトをＣｏ3Ｏ4換算で２０００ppm添加したサン
プルＮｏ．２Ａを得た。なお、酸化コバルトは、Ｆｅ2
Ｏ3、ＭｎＯ、ＺｎＯとともに仮焼前に添加した。この
サンプルについて、実施例１と同様にして特性を評価し
た。結果を表３に示す。Example 2 The composition of Sample No. 2 of Example 1 (Table 1) was prepared by adding 2000 ppm of cobalt oxide in terms of Co 3 O 4 . 2A was obtained. Note that cobalt oxide is Fe 2
It was added together with O 3 , MnO and ZnO before calcination. The characteristics of this sample were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the results.
【００３５】[0035]
【表３】 [Table 3]
【００３６】表３より、このサンプルは実用レベルにあ
ることがわかる。Table 3 shows that this sample is at a practical level.
【００３７】実施例３ 実施例１の本発明のサンプルＮｏ．１と同じ材質のフェ
ライトを用いたトランス用フェライトコアからトランス
Ａを作製した。トランス用フェライトコアの形状はＰＱ
形状とし、大きさは５９mm×４２mm×２７mm（中足径２
４mm）とした。また巻線の数は１次側を１ターン、２次
側を４ターンとした。このトランスＡを、温度６０℃に
て、周波数１００kHz、磁束密度２００mTで駆動したと
ころ、効率よく駆動することがわかった。Example 3 Sample No. 1 of the present invention of Example 1 Transformer A was manufactured from a ferrite core for transformer using ferrite of the same material as in Example 1. The shape of the ferrite core for transformer is PQ
The shape is 59mm x 42mm x 27mm (medium foot diameter 2
4 mm). The number of windings was one for the primary side and four for the secondary side. When this transformer A was driven at a temperature of 60 ° C. and a frequency of 100 kHz and a magnetic flux density of 200 mT, it was found that the transformer A was driven efficiently.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明によれば、動作温度において、電
力損失が低く、かつ飽和磁束密度が高いフェライトをコ
ア材料とし、効率が良く、小型化が可能なトランスが得
られ、効率の良い駆動が可能になる。According to the present invention, a ferrite having a low power loss and a high saturation magnetic flux density at an operating temperature is used as a core material, and a transformer with high efficiency and downsizing can be obtained. Becomes possible.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 重夫 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 佐藤 直義 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 4G018 AA01 AA08 AA16 AA18 AA21 AA25 AA31 AC05 AC14 AC16 5E041 AB02 AB19 BD01 CA03 NN02 NN13 NN15 NN18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shigeo Okamoto 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation (72) Inventor Naoyoshi Sato 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK F term (reference) 4G018 AA01 AA08 AA16 AA18 AA21 AA25 AA31 AC05 AC14 AC16 5E041 AB02 AB19 BD01 CA03 NN02 NN13 NN15 NN18
Claims (4)
化鉄と、ＺｎＯ換算で６〜１１モル％の酸化亜鉛と、酸
化マンガンとを主成分として含有し、 さらに副成分として、ＳｉＯ2換算で８０〜１５０ppmの
酸化ケイ素と、 ＣａＣＯ3換算で６００〜１０００ppmの酸化カルシウム
と、 Ｎｂ2Ｏ5換算で１５０〜４００ppmの酸化ニオブと、 ＺｒＯ2換算で４０〜３００ppmの酸化ジルコニウムとを
含有し、 ６０℃における飽和磁束密度（直流）が４８０mT以上で
あり、かつ電力損失の極小値が５０〜７０℃の温度域に
あり、その極小値（周波数１００kHz）が２６０kw/m3以
下のフェライトで形成されたコアを有するトランス。An iron oxide containing 54 to 56 mol% in terms of Fe 2 O 3 , a zinc oxide in a proportion of 6 to 11 mol% in terms of ZnO, and a manganese oxide as main components. containing a silicon oxide 80~150ppm 2 terms, and calcium oxide 600~1000ppm in terms of CaCO 3, niobium oxide in 150~400ppm calculated as Nb 2 O 5, and zirconium oxide 40~300ppm in terms of ZrO 2 Ferrite whose saturation magnetic flux density (DC) at 60 ° C. is 480 mT or more, and whose minimum value of power loss is in the temperature range of 50 to 70 ° C., and whose minimum value (frequency 100 kHz) is 260 kw / m 3 or less. A transformer having a formed core.
鉛を含有する請求項１のトランス。2. The transformer according to claim 1, which contains 6 to 9.5 mol% of zinc oxide in terms of ZnO.
５００mT以上である請求項１または２のトランス。3. The transformer according to claim 1, wherein a saturation magnetic flux density (flow) at 60 ° C. is 500 mT or more.
温度５０〜７０℃にて、周波数２０〜５００kHz、磁束
密度１２５〜５００mTで駆動するトランスの駆動方法。4. The transformer according to claim 1, wherein
A method for driving a transformer which is driven at a temperature of 50 to 70 ° C., a frequency of 20 to 500 kHz, and a magnetic flux density of 125 to 500 mT.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10368535A JP2000173841A (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Transformer and drive method thereof |
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| JP10368535A JP2000173841A (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Transformer and drive method thereof |
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| JP (1) | JP2000173841A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005069316A1 (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Tdk Corporation | Antenna coil and transponder |
| JP2022025803A (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-10 | 株式会社トーキン | MnZn-BASED FERRITE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
-
1998
- 1998-12-09 JP JP10368535A patent/JP2000173841A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005069316A1 (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Tdk Corporation | Antenna coil and transponder |
| JP2022025803A (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-10 | 株式会社トーキン | MnZn-BASED FERRITE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
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