JP2006295002A - コンバータトランス - Google Patents

Abstract

【課題】変換効率及びノイズ性能が良く且つ小形化できるようにすることを目的とする。
【解決手段】コイルボビン１０に第１層として、この第１の１次側巻線の一方の巻線２ａを巻装し、絶縁テープ１１ａを介し第２層として、この第２の１次側巻線の一方の巻線３ａを巻装し、絶縁テープ１１ｂを介し第３層として、この２次側巻線４を巻装し、絶縁テープ１１ｃを介し第４層として、この第２の１次側巻線の他方の巻線３ｂを巻装し、絶縁テープ１１ｄを介し第５層として、この第１の１次側巻線の他方の巻線２ｂを巻装し、この２次側巻線に対向しているこの第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線の導体面積をこの第１の１次側巻線の一方及び他方の巻線の導体面積と夫々同等になるようにすると共にこの２次側巻線の電位と同電位になるようにこの１次側巻線をこの第１の１次側巻線の一方及び他方の巻線、第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線に分割したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に組み込まれるスイッチング電源装置に適用して好適なコンバータトランスに関する。

近年、各種電子機器に組み込まれるスイッチング電源装置は、小形、軽量、高効率であると共にノイズ性能が良いことが重要な課題となっている。この課題を解決するために、小形、軽量、高効率であると共に良好なノイズ性能を実現できるコンバータトランスの技術開発が非常に重要である。

従来のコンバータトランスとして特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載のコンバータトランスは、４個の巻溝を有するコイルボビンに、１次側巻線を２番目の巻溝に巻装し、主の出力負荷に供給する２つの２次側巻線を夫々２つの分割巻線にして、この１次側巻線の両側の１番目の巻溝と３番目の巻溝の夫々に巻装して並列に接続し、補助の出力負荷に供給する２次側巻線を更に外側の４番目の巻溝に巻装し、フェライトコアからなるＥ−Ｅ形の磁心を組み込み、１次側補助巻線は１次側巻線を巻装している２番目の巻溝に巻装したものである。

斯かる、特許文献１に記載のコンバータトランスによれば、１次側巻線と主の出力負荷に供給する２次側巻線との対向距離を小さくし、対向面積を大きくすることで、結合を高くし変換効率を良くすることができると共に１次側巻線と補助の出力負荷に供給する２次側巻線の対向距離を大きくすることで、結合を低くし、１次側巻線と全２次側巻線との浮遊容量を小さくし、ノイズ性能を良くするようにしている。
特開平８−２９８２１８号公報

然しながら、特許文献１に記載のコンバータトランスにおいては、コイルボビンに複数の巻溝を設け、１次側巻線と２次側巻線と間を分離する構成としており、この巻溝を構成するのに、コイルボビンと同等の樹脂材料にて一体成形した鍔部を必要とし、この鍔部を設ける分だけ大形化する不都合があった。

本発明は、斯かる点に鑑み、変換効率及びノイズ性能が良く且つ小形化できるようにすることを目的とする。

本発明コンバータトランスは、入力側の１次側巻線を第１の１次側巻線及び第２の１次側巻線の分割巻線とすると共にこの第１及び第２の１次側巻線を夫々一方及び他方の巻線の並列接続とし、出力側の２次側巻線を設けたコンバータトランスにおいて、コイルボビンに第１層として、この第１の１次側巻線の一方の巻線を巻装し、絶縁テープを介し第２層として、この第２の１次側巻線の一方の巻線を巻装し、絶縁テープを介し第３層として、この２次側巻線を巻装し、絶縁テープを介し第４層として、この第２の１次側巻線の他方の巻線を巻装し、絶縁テープを介し第５層として、この第１の１次側巻線の他方の巻線を巻装し、この２次側巻線に対向しているこの第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線の導体面積をこの第１の１次側巻線の一方及び他方の巻線の導体面積と夫々同等になるようにすると共にこの２次側巻線の電位と同電位になるようにこの１次側巻線をこの第１の１次側巻線の一方及び他方の巻線、第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線に分割したものである。

本発明によれば、２次側巻線を挟んで第１及び第２の１次側巻線の夫々の一方の巻線と第１及び第２の１次側巻線の夫々の他方の巻線を夫々巻装したので、１次側巻線と２次側巻線との対向距離が小さく且つ対向面積が大きいので結合度を高くでき、変換効率の良いコンバータトランスが得られる。

また、本発明によれば、２次側巻線の電位と同電位になるように１次側巻線を第１の１次側巻線の一方及び他方の巻線、第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線に分割し、この２次側巻線との対向面に第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線を巻装したので分布容量（浮遊容量）を低減でき、ノイズ成分の伝達を抑制できる。

また、本発明によれば、コイルボビンに巻溝を設けないので、鍔部分だけ小形化することができる。

以下図１〜図３を参照して、本発明コンバータトランスを実施するための最良の形態の例につき説明する。図１は本例コンバータトランスの半断面図を示し、図２は本例コンバータトランスの結線図を示し、図３は本例コンバータトランスの巻装状態を示す切欠正面図である。

先ず、図２を参照して、本例コンバータトランスの結線につき説明する。本例においては、入力側の１次側巻線１を第１の１次側巻線２及び第２の１次側巻線３の分割巻線とすると共にこの第１の１次側巻線２を一方巻線２ａ及び他方の巻線２ｂの並列接続とし、またこの第２の１次側巻線３を一方巻線３ａ及び他方の巻線３ｂの並列接続とする。図２において、４は出力側の２次側巻線を示し、５は補助巻線である。

この場合、本例においては、１次側巻線１の第１の１次側巻線２の一方の巻線２ａ及び他方の巻線２ｂと第２の１次側巻線３の一方の巻線３ａ及び他方の巻線３ｂの分割は、２次側巻線４の電位と同様の電位とするようにする。

本例コンバータトランスの巻装手順は、図１及び図３に示す如く、樹脂製のコイルボビン１０に第１層目に第１の１次側巻線２の一方の巻線２ａを例えばポリウレタン銅線等の単線を単層整列巻装する。この単層整列巻装した第１の１次側巻線２の一方の巻線２ａ上に絶縁テープであるポリエステルテープ１１ａを巻装し、この巻線２ａを固定する。

このポリエステルテープ１１ａ上に第２層目として、第２の１次側巻線３の一方の巻線３ａを単層で巻装する。この場合、この第２の１次側巻線３の一方の巻線３ａは、図３に示すように、ポリウレタン銅線又はポリエステル銅線等を複数本(図３例では４本)並行に揃え巻装し、この第２の１次側巻線３の一方の巻線３ａの導体面積が第１の１次側巻線２の一方の巻線２ａの導体面積と同等になるようにする。この第２の１次側巻線３の一方の巻線３ａ上に絶縁テープであるポリエステルテープ１１ｂを巻装し、この巻線３ａを固定する。

このポリエステルテープ１１ｂ上に第３層目として、２次側巻線４を単層で巻装し、この２次側巻線４上絶縁テープであるポリエステルテープ１１ｃを巻装し、この２次側巻線４を固定する。

このポリエステルテープ１１ｃ上に第４層目として、第２の１次側巻線３の他方の巻線３ｂを上述第２の１次側巻線３の一方の巻線３ａと同様に巻装する。この第２の１次側巻線３の他方の巻線３ｂ上に絶縁テープであるポリエステルテープ１１ｄを巻装し、この第２の１次側巻線３の他方の巻線３ｂを固定する。

このポリエステルテープ１１ｄ上に第５層目として、第１の１次側巻線２の他方の巻線２ｂを上述第１の１次側巻線２の一方の巻線２ａと同様に巻装する。この第１の１次側巻線２の他方の巻線２ｂ上に絶縁テープであるポリエステルテープ１１ｅを巻装し、この第１の１次側巻線２の他方の巻線２ｂを固定する。

このポリエステルテープ１１ｅ上に補助巻線５を巻装し、この補助巻線５上に絶縁テープであるポリエステルテープ１１を巻装し、この補助巻線５を固定する。その後フェライトコアより成る磁心１２を樹脂製のコイルボビン１０に組み込むようにする。

本例によれば、上述の如く２次側巻線４を挟んで第１及び第２の１次側巻線２及び３の夫々の一方の巻線２ａ及び３ａと第１及び第２の１次側巻線２及び３の夫々の他方の巻線２ｂ及び３ｂを夫々巻装したので、１次側巻線１と２次側巻線４との対向距離が小さく且つ対向面積が大きいので結合度を高くでき、変換効率の良いコンバータトランスが得られる。

本例によれば、２次側巻線４と対向している１次側巻線１の一部を分割した第２の一方の巻線３ａ及び他方の巻線３ｂを第１の１次側巻線２の一方の巻線２ａ及び他方の巻線２ｂと同等の導体面積となるようにしたので、１次側巻線１の一部である第２の１次側巻線３の一方の巻線３ａ及び他方の巻線３ｂがシールド巻線の役割をする。

従って、本例によれば、２次側巻線４の電位と同電位になるように１次側巻線１を第１の１次側巻線２の一方及び他方の巻線２ａ及び２ｂ、第２の１次側巻線３の一方及び他方の巻線３ａ及び３ｂに分割し、この２次側巻線４との対向面に第２の１次側巻線３の一方及び他方の巻線３ａ及び３ｂを巻装したので分布容量（浮遊容量）を低減でき、ノイズ成分の伝達を抑制できる。

因みに、本例によるコンバータトランスの伝道ノイズ周波数特性を図４Ａに示す。本例の伝道ノイズ周波数特性は図４Ｂに示す従来に多層巻線構造のコンバータトランスの周波数特性に比較し、ノイズのピークレベルが低下している。

また、本例によれば、コイルボビン１０に巻溝を設けないので、鍔部分だけ小形化することができる。

また、図５は本発明を実施するための最良の形態の他の例を示す半断面図である。この図５例につき説明するに、図１例に対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

この図５例は、図１例において、２次側巻線４を２層巻装としたもので、その他は図１例と同様に構成したものである。

斯かる図５例においても、図１例と同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。

尚、本発明は上述例に限ることなく、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。

本発明コンバータトランスを実施するための最良の形態の例を示す半断面図である。 図１例の結線図である。 図１例の巻装状態を示す切欠正面図である。 図１例の説明に供する線図である。 本発明を実施するための最良の形態の他の例を示す半断面図である。

符号の説明

１…１次側巻線、２…第１の１次側巻線、２ａ，３ａ…一方の巻線、２ｂ，３ｂ…他方の巻線、３…第２の１次側巻線、４…２次側巻線、１０…コイルボビン、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ…ポリエステルテープ、１２…磁心

Claims (4)

1. 入力側の１次側巻線を第１の１次側巻線及び第２の１次側巻線の分割巻線とすると共に前記第１及び第２の１次側巻線を夫々一方及び他方の巻線の並列接続とし、出力側の２次側巻線を設けたコンバータトランスにおいて、コイルボビンに第１層として、前記第１の１次側巻線の一方の巻線を巻装し、絶縁テープを介し第２層として、前記第２の１次側巻線の一方の巻線を巻装し、絶縁テープを介し第３層として、前記２次側巻線を巻装し、絶縁テープを介し第４層として、前記第２の１次側巻線の他方の巻線を巻装し、絶縁テープを介し第５層として、前記第１の１次側巻線の他方の巻線を巻装し、前記２次側巻線に対向している前記第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線の導体面積を前記第１の１次側巻線の一方及び他方の巻線の導体面積と夫々同等になるようにすると共に前記２次側巻線の電位と同電位になるように前記１次側巻線を前記第１の１次側巻線の一方及び他方の巻線、第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線に分割したことを特徴とするコンバータトランス。
2. 請求項１記載のコンバータトランスにおいて、
   前記２次側巻線に対向している前記第２の１次側巻線の一方及び他方の巻線の導体面積が前記第１の１次側巻線の一方及び他方の巻線の導体面積と等しくなるように単線を複数本並行に揃え巻装したことを特徴とするコンバータトランス。
3. 請求項１記載のコンバータトランスにおいて、
   前記２次側巻線を２層に巻装したことを特徴とするコンバータトランス。
4. 請求項１又は請求項３記載のコンバータトランスにおいて、
   最外層に絶縁テープを介して補助巻線を巻装したことを特徴とするコンバータトランス。
   

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