JP2007180129A - トランス - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的安価でチョークコイルのインダクタンス値を容易に高精度で調整可能なチョークコイル一体型のトランスを提供する。
【解決手段】 角柱状に構成した中空を有する軸心１４を備え、この軸心に第一巻線巻回部１１、中空穴部１２、並びに第二巻線巻回部１３を備え、これらを隔壁１５によって分割しているボビン１０と、前記ボビンの第一巻線巻回部並びに第二巻線巻回部にそれぞれ巻回した巻線１，２，３と、前記ボビンの軸心の中空に挿入可能に構成してあるＩ型コア２０と、前記ボビンに挿入した前記コアの少なくとも一端並びに前記ボビンの中空穴部より露出した前記コアの中央部にそれぞれ磁脚３１，３２，３３，４１，４２，４３が磁気的に接触するように構成してある少なくとも１つのＥ型コア３０，４０と、を備えたことを特徴とするトランス。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チョークコイル一体型のトランスに関するものである。

従来のチョークコイル一体型のトランスの一例として、図１２に示すように、チョークコイル部に対応する第一のＩ字型コア１０１と日の字型の枠コア１０２と三種類の巻線１１１，１１２，１１３を巻回したボビン１３とを備え、これらを図１３に示すように組み合わせたもの（特許文献１参照）がある。
特開２０００−１３３５３１公報

しかし、この従来例では、枠コアの構造が日の字型であるため、チョークコイルのインダクタンス値の調整が難しいという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、比較的安価でチョークコイルのインダクタンス値を容易に高精度で調整可能なチョークコイル一体型のトランスを提供する。

上記課題を解決するため、本発明のトランスは、角柱状に構成した中空を有する軸心を備え、この軸心に第一巻線巻回部、中空穴部、並びに第二巻線巻回部を備え、これらを隔壁によって分割しているボビンと、前記ボビンの第一巻線巻回部並びに第二巻線巻回部にそれぞれ巻回した巻線と、前記ボビンの軸心の中空に挿入可能に構成してあるＩ型又はＴ型のコアと、前記ボビンに挿入した前記コアの少なくとも一端並びに前記ボビンの中空穴部より露出した前記コアの中央部にそれぞれ磁脚が磁気的に接触するように構成してある少なくとも１つのＥ型又はＦ型のコアと、を備えたことを特徴とする。

前記Ｅ型又はＦ型のコアの中央磁脚の長さをインダクタンス値に合わせて調整してあることを特徴とする。

本発明によれば、ボビンが一つで済み、比較的安価にすることができ、また、Ｅ型コアの中央磁脚の長さを調整することで、チョークコイルのインダクタンス値を容易に高精度で調整することができる効果がある。

図１〜図４は本発明を実施するための最良の形態を示すものである。具体的には図１は本発明トランスの一実施例の分解構成図を示し、図２は本発明に係るトランスのボビンの一実施例を、図３はその組立図を示す。また、図４は図３図示組み立てしたトランスの平面図を示す。

本実施例のトランスは、ボビン１０、Ｉ型コア２０、及び、２つのＥ型コア３０，４０を備えてある。ボビン１０は図１に図示するように、四角柱状で構成した中空を有する軸心１４を備えてある。この軸心１４に両端に第一巻線巻回部１１及び第二巻線巻回部１３を備え、中央に中空穴部１２を備えてある。これらを四角板状に構成した隔壁１５によって分割している。中空穴部１２は正面並びに背面を開放して中空穴を形成してある。各隔壁１５には鍔１６を設けてあり、この鍔１６内に端子１７を埋設させ、その先端を鍔１６より突出させてある。

ボビン１０の第一巻線巻回部１１にトランス用の巻線１，２を、第二巻線巻回部１３にチョークコイル用の巻線３をそれぞれ巻回してある。Ｉ型コア２０は、ボビン１０の軸心１４の中空に挿入可能に構成してあり、Ｉ型コア２０をボビン１０の軸心１４に挿入すると、Ｉ型コア２０の中央部分の中空穴部１２が磁気的に露出した状態になる。

２つのＥ型コア３０，４０はそれぞれ３つの磁脚３１，３２，３３，４１，４２，４３を有し、これら磁脚３１，３２，３３，４１，４２，４３はそれぞれボビン１０の両端部並びにボビン１０の中央部分に位置するように構成し、Ｉ型コア２０をボビン１０の軸心１４に挿入すると、ボビン１０より露出したＩ型コア２０の両端部及び中央部にそれぞれ磁脚３１，３２，３３，４１，４２，４３が磁気的に接触するようにしてある。

以上のように構成してあるトランスの各構成部材を以下のように組み立てる。先ず、第一巻線巻回部１１にトランス用の巻線１，２を、第二巻線巻回部１３にチョークコイル用の巻線３をそれぞれ巻回する。続いて、Ｉ型コア２０をボビン１０の軸心１４に挿入する。さらに、２つのＥ型コア３０，４０の両側の磁脚３１，３３，４１，４３をＩ型コア２０の両端に物理的に接触させるとともに、Ｅ型コア３０，４０の中央の磁脚３２，４２をボビン１０の中空穴１２に挿入し、Ｅ型コア３０，４０の中央の磁脚３２，４２がＩ型コア２０と磁気的に接触するようにしてある。以上より図３に示すようにトランスを構成することができる。

本実施例においては、２つのＥ型コア３０，４０の両側の磁脚３１，３３，４１，４３をＩ型コア２０の両端に物理的に接触させてあるが、２つのＥ型コア３０，４０の両側の磁脚３１，３３，４１，４３をＩ型コア２０の両端に少なくとも磁気的に接触させてあればよい。

本実施例においては、Ｉ型コア２０を設けてあるが、Ｔ型コアであってもよい。また、本実施例においてはＥ型コア３０，４０を２つ設けてあるが、これらの少なくとも１つがＦ型コアであってもよい。また、本実施例ではＥ型コア３０，４０を２つ設けてあるが、１つでも良いし、３つ又は４つでもよい。さらに、本実施例においてはボビン１０を四角柱状で構成し、中空を有する軸心１４を備えてあるが、ボビン１０は角柱状であればよく、例えば八角柱状で構成すれば、Ｅ型コア若しくはＦ型コアを１〜８つ設けることも可能である。加えて、本実施例においては、２つのＥ型コア３０，４０の中央磁脚３２，４２をＩ型コア２０の中央に磁気的に接触させてあるが、Ｅ型コアの中央磁脚３２，４２の長さをインダクタンス値に合わせて調整することは可能である。また、端子１７に接続した金属線をボビンに埋め込み、その金属線の他端を巻線巻回部に近いところに配置することによって、巻線の端子の接続を容易にすることができる。

続いて、図５以降で本発明に係るトランスを用いた回路例を示す。なお、図５はトランス構成図を含めた回路図であり、図６はこれの等価回路図である。先ず、図５に示す回路は、一次側に主電源Ｖｉｎを備え、トランスＴの一次巻線１と主スイッチＱとを直列に接続してある。また、トランスＴの一次巻線１の端子間をダイオードＤとコンデンサＣとを直列に接続し、コンデンサＣと並列に抵抗Ｒを接続してある。また、トランスＴの二次巻線３の端子間には第一の整流素子Ｄ１と平滑コンデンサＣｏを接続してある。また、第一の整流素子Ｄ１のアノード・カソード間に三次巻線２と第二の整流素子Ｄ２が直列に接続してある。

次に、図５の構成図と図６の回路図が等価であることを図７以降の図を用いて説明する。先ず、図５のトランスＴは左右対称の構成になっているので、トランスＴの展開図として左側だけを考えて、図５に図示するトランスＴのコア２０，３０，４０をトランス展開すると、図７に示すように、Ｅ型コア３０，４０の磁脚３１と磁脚４１、磁脚３２と磁脚４２、並びに磁脚３３と磁脚４３は、それぞれ磁気抵抗Ｒｍ１，Ｒｍ２，Ｒｍ３となり、また、巻線１，２，３が巻かれた部分は定電流源Ｉｐ，Ｉｆ，Ｉｓとなる。

これから等価な電気回路を求めると図８に示す通りになる。具体的には、磁気抵抗Ｒｍ１，Ｒｍ２，Ｒｍ３はそれぞれインダクタンスＬｐ１，Ｌｏ，Ｌｐ２となる。また、定電流源Ｉｐ，Ｉｆ，Ｉｓは、図９に示す通り、それぞれトランスの巻線Ｎｐ，Ｎｆ，Ｎｓとなる。さらに、図９に示す巻線Ｎｆ，Ｎｓを理想トランスで絶縁すると図１０となる。

これを図６の回路図に当てはめると、インダクタンスＬｐ１，Ｌｐ２は励磁インダクタンスに、インダクタンスＬｏは漏れインダクタンスになる。

以上のように構成してある回路は、以下のように作用する。なお、図１１に示してある波形図に基づいて説明する。先ず、主スイッチＱがオンすると、正側に電流が流れる。二次側にはダイオードＤ１に電流が流れる。一方、ダイオードＤ２に電流は流れない。この時、インダクタンスＬｏは入力電圧Ｖinから巻線Ｎｐ２に発生している電圧を差し引いた電圧で励磁され、インダクタンスＬｏを流れる電流は増加する。また、主スイッチＱがオフすると、ダイオードＤ２には電流が流れるが、ダイオードＤ１には電流は流れない。この時、インダクタンスＬｏの端子間には、前記とは逆のマイナスの電圧が印加され、インダクタンスＬｏを流れる電流は減少する。このような作用により漏れインダクタンスＬｏは出力電流平滑用のチョークコイルとして働き、比較的スムースな電流が流れる。

以上より、本発明に係るトランスは、ボビンが一つで済み、比較的安価にすることができる。また、Ｅ型コアの中央磁脚の長さを調整することで、チョークコイルのインダクタンス値を容易に高精度で調整することができる。

本発明によれば、ボビンが一つで済み、比較的安価にすることができる。また、Ｅ型コアの中央磁脚の長さを調整することで、チョークコイルのインダクタンス値を容易に高精度で調整することができ、産業上利用可能である。

本発明の最良の実施形態の分解構成図である。 図１図示実施形態における要部の構成図である。 図１図示実施形態における組立構成図である。 図３図示Ａ−Ａ断面図である。 図１図示実施形態に係るトランスを用いた回路例を示す回路構成図である。 図５図示回路構成図の等価回路図である。 図１図示実施形態におけるトランス展開図である。 図７図示トランス展開図における回路展開図である。 同じく回路展開図である。 同じく回路展開図である。 図５図示回路例における動作波形図である。 従来例における分解構成図である。 図１２図示の従来例における組立構成図である。

符号の説明

１，２，３，１１１，１１２，１１３ 巻線
１０，１０３ ボビン
１１ 第一巻線巻回部
１２ 中空穴部
１３ 第二巻線巻回部
１４ 軸心
１５ 隔壁
１６ 鍔
１７ 端子
２０ Ｉ型コア
３０，４０ Ｅ型コア
３１，３２，３３，４１，４２，４３ 磁脚
１０１、１０２ コア
Ｒｍ１，Ｒｍ２，Ｒｍ３ 磁気抵抗
Ｉｐ，Ｉｆ，Ｉｓ 定電流源
Ｖｉｎ 主電源
Ｔ トランス
Ｑ 主スイッチ
Ｄ ダイオード
Ｃ，Ｃｏ コンデンサ
Ｒ 抵抗
Ｄ１，Ｄ２ 整流素子
Ｌｐ１，Ｌｐ２，Ｌｏ インダクタンス
Ｎｐ１，Ｎｐ２ トランスＴの一次巻線
Ｎｆ，Ｎｓ トランスＴの二次巻線

Claims (2)

1. 角柱状に構成した中空を有する軸心を備え、この軸心に第一巻線巻回部、中空穴部、並びに第二巻線巻回部を備え、これらを隔壁によって分割しているボビンと、
   前記ボビンの第一巻線巻回部並びに第二巻線巻回部にそれぞれ巻回した巻線と、
   前記ボビンの軸心の中空に挿入可能に構成してあるＩ型又はＴ型のコアと、
   前記ボビンに挿入した前記コアの少なくとも一端並びに前記ボビンの中空穴部より露出した前記コアの中央部にそれぞれ磁脚が磁気的に接触するように構成してある少なくとも１つのＥ型又はＦ型のコアと、
   を備えたことを特徴とするトランス。
2. 前記Ｅ型又はＦ型のコアの中央磁脚の長さをインダクタンス値に合わせて調整してあることを特徴とする請求項１記載のトランス。

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