JP2010199223A - Pulse transformer and pulsed power supply device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve the reduction in size of a pulse transformer simultaneously with reduction of leak inductance, and also to achieve the prevention of breakdown thereof simultaneously with the reduction of leak inductance. <P>SOLUTION: The pulse transformer includes a magnetic core, and primary winding and secondary winding composed of low-voltage electric wires concentrically wound on the magnetic core. The primary winding and the secondary winding are uniformly and closely wound, and the wound primary winding and secondary winding are molded by silicon potting. Since the field intensity in a space part between the windings can be kept high by the molding of the primary winding and the secondary winding by the silicon potting, dielectric breakdown between the windings can be prevented. Further, since the coating thickness of the low-voltage electric wire is smaller than that of a high-voltage electric wire, the windings can be evenly and closely wound, and the leak inductance can be thus reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、パルス電源装置に関し、特にパルストランスの2次側の高電圧パルスを発生させるパルス電源装置に関する。   The present invention relates to a pulse power supply device, and more particularly to a pulse power supply device that generates a high-voltage pulse on the secondary side of a pulse transformer.

コンデンサに充電した電荷を、パルストランスとスイッチング素子を介してエネルギーを転送させ、パルストランスの二次側から高電圧パルスを発生させるパルス電源装置が知られている。   2. Description of the Related Art A pulse power supply device is known in which energy charged in a capacitor is transferred via a pulse transformer and a switching element to generate a high voltage pulse from the secondary side of the pulse transformer.

図2は従来のパルス電源装置の一例を説明するための回路図およびパルストランスの断面図である。   FIG. 2 is a circuit diagram for explaining an example of a conventional pulse power supply device and a sectional view of a pulse transformer.

図2(a)に示す回路図において、パルス電源装置10は、充電用電源12,エネルギー転送用コンデンサ13,16,半導体スイッチ14,リアクトル15,およびパルストランス11を備える。エネルギー転送用コンデンサ13は、リアクトル15とパルストランス11の一次巻き線と半導体スイッチ14との直列接続に対して並列に接続される。エネルギー転送用コンデンサ13を充電用電源12で充電した後に半導体スイッチ14を閉じると、エネルギー転送用コンデンサ13からリアクトル15とパルストランス11の一次巻き線および半導体スイッチ14の閉回路を通してエネルギーが転送され、パルストランス11の二次巻き線に高電圧のパルス電圧が誘起される。   In the circuit diagram shown in FIG. 2A, the pulse power supply device 10 includes a charging power supply 12, energy transfer capacitors 13 and 16, a semiconductor switch 14, a reactor 15, and a pulse transformer 11. The energy transfer capacitor 13 is connected in parallel to the series connection of the reactor 15, the primary winding of the pulse transformer 11, and the semiconductor switch 14. When the semiconductor switch 14 is closed after charging the energy transfer capacitor 13 with the charging power source 12, energy is transferred from the energy transfer capacitor 13 through the primary winding of the reactor 15 and the pulse transformer 11 and the closed circuit of the semiconductor switch 14, A high pulse voltage is induced in the secondary winding of the pulse transformer 11.

図2(b)に示す断面図において、パルストランス11は、磁気コア11a,11b、一次巻線11e、および二次巻線11dを備え、一次巻線11eと二次巻線11dとの間には絶縁破壊を防止するために層間絶縁11cが設けられる。なお、コアの形状は、図示したEI型に限らず、トロイダル型、EE型等の形状とすることができる。(特許文献1参照)   2B, the pulse transformer 11 includes magnetic cores 11a and 11b, a primary winding 11e, and a secondary winding 11d, and is between the primary winding 11e and the secondary winding 11d. In order to prevent dielectric breakdown, interlayer insulation 11c is provided. The shape of the core is not limited to the illustrated EI type, but may be a toroidal type, an EE type, or the like. (See Patent Document 1)

パルストランスは、リソグラフィ光源、オゾン発生装置、水処理など種々の分野に適用される。例えば、非特許文献1や、特許文献2,3には高輝度放電灯等に適用したものが示されている。また、特許文献4にはISDN用パルストランスが示されている。   The pulse transformer is applied to various fields such as a lithography light source, an ozone generator, and water treatment. For example, Non-Patent Document 1 and Patent Documents 2 and 3 show those applied to a high-intensity discharge lamp or the like. Patent Document 4 discloses an ISDN pulse transformer.

特許文献1では、一次巻線と二次巻線との間の磁気結合不良による漏れインダクンスの影響によって、パルスの立ち上がりの鈍化や、漏れインダクタンスと浮遊容量による出力電圧の共振といった問題が指摘され、この問題を解決するためにパルストランスの巻き線に同軸電線を用いる構成が提案されている。   In Patent Document 1, problems such as a slow rise of the pulse and resonance of output voltage due to leakage inductance and stray capacitance are pointed out due to the influence of leakage inductance due to magnetic coupling failure between the primary winding and the secondary winding. In order to solve this problem, a configuration using a coaxial cable for winding of a pulse transformer has been proposed.

非特許文献1には、パルストランスを小型化すると共に、絶縁耐圧性能を確保するために二次巻線の占積率を高める巻き線方法が提案されている。   Non-Patent Document 1 proposes a winding method for reducing the size of the pulse transformer and increasing the space factor of the secondary winding in order to ensure withstand voltage performance.

特許文献2には、二次巻線の抵抗を下げて抵抗成分による温度上昇を避けるために、巻き数を減らすことが提案されている。このとき、出力を下げることなく抵抗を下げるためには、磁気コアの閉磁路構成として漏れ磁束を抑制すればよいと提案している。また、磁気コアに巻き線を固定するために、不飽和ポリエステル樹脂又は液晶ポリマー樹脂を使用することが示されている。   In Patent Document 2, it is proposed to reduce the number of turns in order to reduce the resistance of the secondary winding and avoid the temperature rise due to the resistance component. At this time, in order to reduce the resistance without reducing the output, it is proposed that the leakage magnetic flux should be suppressed as a closed magnetic circuit configuration of the magnetic core. It has also been shown that an unsaturated polyester resin or a liquid crystal polymer resin is used to fix the winding to the magnetic core.

特許文献3には、ケース内のパルストランスとコネクタと放電防止部材にシリコン樹脂を充填して、パルストランスとコネクタ間の絶縁性を確保することが示されている。   Patent Document 3 discloses that the insulation between the pulse transformer and the connector is secured by filling the pulse transformer, the connector, and the discharge preventing member in the case with silicon resin.

特開2004−80908号公報(段落0002〜0006参照)Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-80908 (see paragraphs 0002 to 0006) 特開2004−207405号公報(段落0021,0022,0047参照)JP 2004-207405 A (see paragraphs 0021, 0022, 0047) 特開2005−285361号公報(段落0002〜0004参照)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-285361 (see paragraphs 0002 to 0004) 特開平07−201587号公報JP 07-201587 A

松下電工技法vol.53,No/.2,p97〜p103「車載用HID高圧パルストランスの高占積率巻線法」Matsushita Electric Works, Vol.53, No.2, p97-p103 “High space factor winding method for HID high voltage pulse transformer for automotive use”

従来のパルス電源のパルストランスは、コア材に巻き線を施すことによって形成される。この巻き線は、高電圧が発生することから例えばシリコン電線等の高圧電線が用いられる。高圧電線は、導電材の外周に絶縁層を設けて形成している。   A pulse transformer of a conventional pulse power source is formed by winding a core material. Since this winding generates a high voltage, for example, a high voltage electric wire such as a silicon electric wire is used. The high voltage electric wire is formed by providing an insulating layer on the outer periphery of the conductive material.

本出願の発明者は、パルストランスの絶縁層において漏れインダクタンスや絶縁破壊等の問題が生じることを見出した。   The inventors of the present application have found that problems such as leakage inductance and dielectric breakdown occur in the insulating layer of the pulse transformer.

はじめに、漏れインダクタンスの問題について説明する。パルストランスでは、高電圧に耐えるために、高圧電線の導電材の周囲に厚い絶縁層が設けられている。絶縁層が厚い場合には、高圧電線とコア材との間の密着性が低下するため、高圧電線とコア材との間の漏れインダクタンスが増加することになる。漏れインダクタンスの増加は、例えばパルストランスを磁気パルス圧縮回路に適用した場合には、パルス電圧の立ち上がりが遅れるという問題が生じる他に、パルストランスの電圧時間積が増大するため、周辺部材が大型化するという問題が生じる。   First, the problem of leakage inductance will be described. In the pulse transformer, a thick insulating layer is provided around the conductive material of the high voltage electric wire in order to withstand a high voltage. When the insulating layer is thick, the adhesion between the high-voltage electric wire and the core material is lowered, so that the leakage inductance between the high-voltage electric wire and the core material is increased. For example, when the pulse transformer is applied to a magnetic pulse compression circuit, the leakage inductance is increased. In addition to the problem that the rise of the pulse voltage is delayed, the voltage time product of the pulse transformer increases, so the peripheral members are enlarged. Problem arises.

漏れインダクタンスを減少させる一手法として、コアの断面積を大きくし、巻き線数を少なくすることが考えられる。この場合には、コアの断面積が大きくなるため、パルストランスのサイズが大型化し、さらに、製造コストが上昇するという問題が生じる。   One way to reduce leakage inductance is to increase the cross-sectional area of the core and reduce the number of windings. In this case, since the cross-sectional area of the core becomes large, there arises a problem that the size of the pulse transformer is increased and the manufacturing cost is increased.

また、漏れインダクタンスを減少させる別の手法として、巻き線を並列させて施すことが考えられる。この場合においても、巻き線を並列させるためにパルストランスのサイズが大型化するという問題が生じる。   Further, as another method for reducing the leakage inductance, it is conceivable to perform windings in parallel. Even in this case, there arises a problem that the size of the pulse transformer increases because the windings are arranged in parallel.

上記した漏れインダクタンスの問題に対して種々の対策が提案されている。例えば、漏れインダクタンスにおいて、前記した特許文献1では、漏れインダクタンスに起因するパルスの立ち上がりの遅れ問題や出力電圧の共振問題に対して、高圧電線を同軸電線とする構成が提案されている。また、前記した特許文献4では、ISDN用パルストランスにおいて高いインダクタンスを得るために漏れインダクタンスが増加するという問題に対して、パイプ状の磁心を2本配列し、相対する側面を中心にバイファイラ巻線を施す構成が提案されている。しかしながら、前記した特許文献1,4に提案される漏れインダクタンスの低減手法は、何れもパルストランスのサイズが大型化するという問題が生じる。   Various countermeasures have been proposed for the above-described leakage inductance problem. For example, regarding leakage inductance, the above-described Patent Document 1 proposes a configuration in which a high-voltage electric wire is a coaxial electric wire with respect to a pulse rising delay problem and an output voltage resonance problem caused by the leakage inductance. Further, in the above-mentioned Patent Document 4, with respect to the problem that leakage inductance increases in order to obtain a high inductance in the ISDN pulse transformer, two pipe-shaped magnetic cores are arranged, and the bifilar winding is centered on the opposite side surfaces. The structure which gives is proposed. However, any of the leakage inductance reduction methods proposed in Patent Documents 1 and 4 has a problem that the size of the pulse transformer increases.

上記したように、従来の漏れインダクタンスを低減させる手法では、パルストランスのサイズが大型化するという問題がある。   As described above, the conventional technique for reducing the leakage inductance has a problem that the size of the pulse transformer is increased.

次に、絶縁破壊等の問題について説明する。パルストランスでは、高電圧印加時に巻き線間に存在する空気の不平等電界によって絶縁破壊が生じるという問題がある。この絶縁破壊の問題に対して、前記特許文献3では、コネクタ部分の絶縁破壊に注目し、ケース内にシリコン樹脂を充填することによってパルストランスとコネクタとの絶縁性を確保し、また、パルストランスと放電防止部材との間に絶縁材料を充填することによって空気層を除去してコロナ放電の発生を防ぐことが提案されている。   Next, problems such as dielectric breakdown will be described. The pulse transformer has a problem that dielectric breakdown occurs due to an unequal electric field of air existing between the windings when a high voltage is applied. With respect to the problem of dielectric breakdown, in Patent Document 3, attention is paid to the dielectric breakdown of the connector portion, and the insulation between the pulse transformer and the connector is ensured by filling the case with silicon resin. It has been proposed to prevent the generation of corona discharge by removing an air layer by filling an insulating material between the electrode and the discharge preventing member.

しかしながら、前記した特許文献3に提案される絶縁破壊を防止する手法をパルストランスに適用した場合には、高圧電線が用いられているため、漏れインダクタンスが増加するという問題が生じる。   However, when the technique for preventing dielectric breakdown proposed in Patent Document 3 described above is applied to a pulse transformer, a problem arises in that leakage inductance increases because high-voltage electric wires are used.

上記したように、従来のパルストランスでは、漏れインダクタンスの低減とパルストランスのサイズの小型化を同時に解決することが困難であるという問題がある。   As described above, the conventional pulse transformer has a problem that it is difficult to simultaneously solve the reduction in leakage inductance and the reduction in the size of the pulse transformer.

また、漏れインダクタンスの低減と電線間の絶縁破壊の防止を同時に解決することが困難であるという問題がある。   Moreover, there is a problem that it is difficult to simultaneously solve the reduction of leakage inductance and the prevention of dielectric breakdown between electric wires.

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、漏れインダクタンスの低減とパルストランスのサイズの小型化を同時に解決することを目的とし、また、漏れインダクタンスの低減と電線間の絶縁破壊の防止を同時に解決することを目的とする。   Therefore, the present invention aims to solve the above-described conventional problems and simultaneously solve the problem of reducing the leakage inductance and reducing the size of the pulse transformer, and also reducing the leakage inductance and preventing the dielectric breakdown between the wires. It aims at solving simultaneously.

本発明のパルストランスは、磁気コアと、この磁気コアに対して同心状に施す低電圧電線からなる1次巻き線および2次巻き線とを備える。1次巻き線および2次巻き線を均等に密着させて施して漏れインダクタンスを低減し、施した1次巻き線および2次巻き線をシリコンポッティングによってモールドすることで形成する。シリコンポッティングは、1次巻き線および2次巻き線を磁気コアと共に一体でモールドしてもよい。   The pulse transformer of the present invention includes a magnetic core and a primary winding and a secondary winding made of a low-voltage electric wire concentrically applied to the magnetic core. The primary winding and the secondary winding are applied in close contact to reduce leakage inductance, and the applied primary winding and secondary winding are molded by silicon potting. Silicon potting may mold the primary winding and the secondary winding together with the magnetic core.

本発明のパルストランスは、1次巻き線および2次巻き線をシリコンポッティングによってモールドすることによって、巻き線の空間部分の電界強度を高く維持することができるため、巻き線間の絶縁破壊を防ぐことができる。   In the pulse transformer of the present invention, since the primary winding and the secondary winding are molded by silicon potting, the electric field strength in the space portion of the winding can be kept high, so that dielectric breakdown between the windings is prevented. be able to.

また、シリコンポッティングによって巻き線をモールドすることによって、高電圧用の被覆が厚い高電圧電線を用いることなく低電圧電線を用いることができる。低電圧電線はポリエステル樹脂で被覆したポリエステル銅線を用いることができる。ポリエステル銅線等の低電圧電線の被膜の厚さは高電圧電線の被膜の厚さよりも薄いため、密着して巻き線を施すことができる。したがって巻き線の漏れインダクタンスを低減させることができる。   Further, by molding the winding by silicon potting, a low voltage electric wire can be used without using a high voltage electric wire having a thick high voltage coating. As the low voltage electric wire, a polyester copper wire coated with a polyester resin can be used. Since the thickness of the coating of the low-voltage electric wire such as polyester copper wire is thinner than the thickness of the coating of the high-voltage electric wire, it can be tightly wound. Therefore, the leakage inductance of the winding can be reduced.

さらに、ポリエステル銅線は高電圧電線よりも安価であるため、電線のコストを低減させてパルストランスのコストを低減させることができる。   Furthermore, since the polyester copper wire is less expensive than the high-voltage electric wire, the cost of the pulse transformer can be reduced by reducing the cost of the electric wire.

本発明のパルストランスは、絶縁破壊を防ぎつつ漏れインダクタンスを低減することによって、巻き線の巻き数を増やしてパルストランスを小型化、軽量化することができる。   The pulse transformer of the present invention can reduce the leakage inductance while preventing dielectric breakdown, thereby increasing the number of windings and reducing the size and weight of the pulse transformer.

これは、パルストランスにおいて、電圧Vは磁気コアの断面積Aと電線の巻き数nと磁束密度Bとの間にV=A・n・(dB/dt)の関係があり、出力電圧Vを一定としたままであれば、電線の巻き数nを増やすことによってコアの断面積Aを低減させることができるためである。   This is because, in the pulse transformer, the voltage V has a relationship of V = A · n · (dB / dt) between the cross-sectional area A of the magnetic core, the number of turns n of the electric wire, and the magnetic flux density B. This is because the cross-sectional area A of the core can be reduced by increasing the number of windings n of the wire if it is kept constant.

また、本発明のパルス電源装置は、パルストランスと、パルストランスの1次巻き線側に対して並列に接続されるコンデンサと、コンデンサからリアクトルを経由して1次巻き線へのエネルギー転送経路上に設けられるスイッチとを備えた構成とし、スイッチを閉じることによって形成されるエネルギー転送経路により1次巻き線側に発生する電圧に基づいてパルストランスの2次巻き線に誘導される高電圧パルスを出力する。本発明のパルス電源装置は、本発明のパルストランスを用いて構成することで、パルス電源装置を小型化し、軽量化することができる。   Further, the pulse power supply device of the present invention includes a pulse transformer, a capacitor connected in parallel to the primary winding side of the pulse transformer, and an energy transfer path from the capacitor to the primary winding via the reactor. A high voltage pulse induced in the secondary winding of the pulse transformer based on the voltage generated on the primary winding side by the energy transfer path formed by closing the switch. Output. By configuring the pulse power supply device of the present invention using the pulse transformer of the present invention, the pulse power supply device can be reduced in size and weight.

以上説明したように、本発明のパルス電源装置によれば、漏れインダクタンスの低減とパルストランスのサイズの小型化を同時に実現することができる。   As described above, according to the pulse power supply device of the present invention, it is possible to simultaneously reduce the leakage inductance and reduce the size of the pulse transformer.

また、本発明のパルス電源装置によれば、漏れインダクタンスの低減と電線間の絶縁破壊の防止を同時に実現することができる。   Moreover, according to the pulse power supply device of the present invention, it is possible to simultaneously realize reduction of leakage inductance and prevention of dielectric breakdown between electric wires.

本発明のパルストランスの第1、2、3の形態の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the 1st, 2nd, 3rd form of the pulse transformer of this invention. パルス電源装置の一例を説明するための回路図、およびパルストランスの一例を説明するための断面図である。It is a circuit diagram for explaining an example of a pulse power supply device, and a sectional view for explaining an example of a pulse transformer.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。以下、本発明のパルストランスの構成例について、図1を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, a configuration example of the pulse transformer of the present invention will be described with reference to FIG.

[パルストランスの第1、2、3の形態]
本発明のパルストランスの第1、2、3の形態について説明する。図1は本発明のパルストランスの第1、2、3の形態の概略を説明するための図である。以下では、第1、2、3の形態をそれぞれパルストランス1A,1B,1Cにより説明する。
[First, second, and third forms of pulse transformer]
First, second, and third embodiments of the pulse transformer of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of first, second, and third embodiments of the pulse transformer of the present invention. Below, the 1st, 2nd, 3rd form is demonstrated by pulse transformer 1A, 1B, 1C, respectively.

図1において、パルストランス1A,1B,1Cは、EI型の磁気コアの別の構成例を示している。パルストランス1A,1B,1Cは、E型の磁気コア部2aとI型の磁気コア部2bとから構成される磁気コア2と、磁気コア部2aに施される1次巻き線3および2次巻き線4と、シリコンポッティングで形成されるモールド部5とを備える。   In FIG. 1, pulse transformers 1A, 1B, and 1C show another configuration example of an EI type magnetic core. The pulse transformers 1A, 1B, and 1C include a magnetic core 2 composed of an E-type magnetic core portion 2a and an I-type magnetic core portion 2b, and primary windings 3 and secondary applied to the magnetic core portion 2a. A winding 4 and a mold part 5 formed by silicon potting are provided.

E型の磁気コア部2aは、例えば、フェライトコアによって断面形状をE型に形成し、I型の磁気コア部2bは、フェライトコアによって断面形状をI型に形成し、磁気コア部2aのE型形状の開放端に磁気コア部2bの側部が対向するように配置して磁気回路を形成する。   For example, the E-shaped magnetic core portion 2a is formed into a E-shaped cross section by a ferrite core, and the I-shaped magnetic core portion 2b is formed into a I-shaped cross section by a ferrite core. A magnetic circuit is formed by disposing the side of the magnetic core portion 2b so as to face the open end of the mold shape.

1次巻き線3および2次巻き線4は、ポリエステル樹脂を銅線の周囲に被膜してなるポリエステル銅線等の低電圧電線を用いることができる。   The primary winding 3 and the secondary winding 4 may be a low-voltage electric wire such as a polyester copper wire formed by coating a polyester resin around a copper wire.

パルストランス1Aは、図1(a)において、2次巻き線4を絶縁体のボビンを介することなくE型の磁気コア部2aの外周面のほぼ全面に亘って施し、1次巻き線3を2次巻き線4の外側に施す。なお、1次巻き線3は2次巻き線4が施された全長に亘って施す。   In FIG. 1A, the pulse transformer 1A applies the secondary winding 4 over substantially the entire outer peripheral surface of the E-type magnetic core portion 2a without passing through an insulating bobbin. It is applied to the outside of the secondary winding 4. The primary winding 3 is applied over the entire length where the secondary winding 4 is applied.

1次巻き線3の外側にさらに2次巻き線4を施して、1次巻き線3を2次巻き線4で挟み込むような構造としてもよい。   A structure in which the secondary winding 4 is further provided outside the primary winding 3 and the primary winding 3 is sandwiched between the secondary windings 4 may be adopted.

パルストランス1Bは、図1(b)において、1次巻き線3を絶縁体のボビンを介することなく磁気コア部2aの外周面のほぼ全面に亘って施し、2次巻き線4を1次巻き線3の外側に施す。   In FIG. 1B, the pulse transformer 1B applies the primary winding 3 over almost the entire outer peripheral surface of the magnetic core portion 2a without passing through an insulating bobbin, and the secondary winding 4 is primary-wound. Apply to outside of line 3.

2次巻き線4の外側にさらに1次巻き線3を施して、2次巻き線4を1次巻き線3で挟み込むような構造としてもよい。   The primary winding 3 may be further provided outside the secondary winding 4 so that the secondary winding 4 is sandwiched between the primary windings 3.

パルストランス1A,1Bの1次巻き線3および2次巻き線4は、磁気コア部2aに対して同心状に均等に密着させて施す。これによって漏れインダクタンスを低減する。   The primary winding 3 and the secondary winding 4 of the pulse transformers 1A and 1B are applied so as to be concentrically and evenly adhered to the magnetic core portion 2a. This reduces leakage inductance.

パルストランス1A,1Bのモールド部5は、磁気コア部2aの外周に施された1次巻き線3および2次巻き線4を絶縁すると共に磁気コア部2cに対して固定する。モールド部5は、磁気コア部2aに1次巻き線3および2次巻き線4を施し、磁気コア部2bを取り付けた後、シリコン樹脂を充填することで形成することができる。   The mold parts 5 of the pulse transformers 1A and 1B insulate the primary winding 3 and the secondary winding 4 provided on the outer periphery of the magnetic core part 2a and fix them to the magnetic core part 2c. The mold part 5 can be formed by filling the magnetic core part 2a with the primary winding 3 and the secondary winding 4, attaching the magnetic core part 2b, and then filling it with silicon resin.

パルストランス1Cは、図1(c)において、巻き線部のみでなく、磁気コア部2a,2b共にシリコンポッティングを行って、パルストランスを一体のモールド部を形成する構成例である。   In FIG. 1C, the pulse transformer 1C is a configuration example in which not only the winding part but also the magnetic core parts 2a and 2b are subjected to silicon potting to form an integral mold part of the pulse transformer.

本発明の各態様のパルストランスによれば、漏れインダクタンスを低減することができるため巻き線を増加させることができ、これによってパルストランスの磁気コアの面積を低減しても電圧時間積を所定の値を維持することが可能となり、パルストランスを小型化、軽量化することができる。   According to the pulse transformer of each aspect of the present invention, the winding inductance can be increased because the leakage inductance can be reduced, and thus the voltage time product can be set to a predetermined value even if the area of the magnetic core of the pulse transformer is reduced. The value can be maintained, and the pulse transformer can be reduced in size and weight.

[パルス電源装置の形態]
本発明のパルストランスの各態様はパルス電源装置に適用することができる。パルス電源装置は、図2(a)で示して回路と同様の構成とすることができ、パルス電源装置は、充電用電源,エネルギー転送用コンデンサ,リアクトル、半導体スイッチ,およびパルストランスにより構成することができる。
[Pulse power supply configuration]
Each aspect of the pulse transformer of the present invention can be applied to a pulse power supply device. The pulse power supply device can be configured in the same way as the circuit shown in FIG. 2A, and the pulse power supply device is configured by a charging power supply, an energy transfer capacitor, a reactor, a semiconductor switch, and a pulse transformer. Can do.

エネルギー転送用コンデンサと、リアクトル、パルストランスの一次巻き線と半導体スイッチは直列接続されている。半導体スイッチを開いた状態でエネルギー転送用コンデンサを充電電源で充電し、エネルギー転送用コンデンサを充電した後に半導体スイッチを閉じる。半導体スイッチが閉じることによって形成されるエネルギー転送経路により1次巻き線側に発生する電圧に基づいて、パルストランスの二次巻き線に高電圧のパルス電圧が誘起される。   The energy transfer capacitor, the primary winding of the reactor and the pulse transformer, and the semiconductor switch are connected in series. With the semiconductor switch open, the energy transfer capacitor is charged by the charging power source, and after the energy transfer capacitor is charged, the semiconductor switch is closed. Based on the voltage generated on the primary winding side by the energy transfer path formed by closing the semiconductor switch, a high voltage pulse voltage is induced in the secondary winding of the pulse transformer.

本発明のパルス電源装置によれば、パルストランスでの高電圧発生において、1次巻き線および2次巻き線はシリコンポッティングによるモールドによって高い電界強度が得られるため、コロナ放電を防ぐことができる。   According to the pulse power supply device of the present invention, in the generation of a high voltage in the pulse transformer, the primary winding and the secondary winding can obtain a high electric field strength by molding by silicon potting, so that corona discharge can be prevented.

また、パルストランスの漏れインダクタンスを少なくして磁気コアの面積を減らすことができるため、パルス電源装置を小型化、軽量化することができる。   In addition, since the leakage inductance of the pulse transformer can be reduced and the area of the magnetic core can be reduced, the pulse power supply device can be reduced in size and weight.

なお、このパルス電源装置の構成は一例であって、この構成に限られるものではない。   The configuration of the pulse power supply device is an example and is not limited to this configuration.

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。   The present invention is not limited to the embodiments described above. Various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

本発明のパルス電源装置は、リソグラフィ光源、オゾン発生装置、水処理、イグナイタなどの分野に適用することができる。   The pulse power supply device of the present invention can be applied to fields such as a lithography light source, an ozone generator, water treatment, and an igniter.

1A〜1C パルストランス
2 磁気コア
2a 磁気コア部
2b 磁気コア部
3 1次巻き線
4 2次巻き線
5 モールド部
10 パルス電源装置
11 パルストランス
11a,11b 磁気コア
11c 一次巻線
11d 二次巻線
11e 層間絶縁
12 充電用電源
13,16 エネルギー転送用コンデンサ
14 半導体スイッチ
15 リアクトル
1A to 1C Pulse transformer 2 Magnetic core 2a Magnetic core part 2b Magnetic core part 3 Primary winding 4 Secondary winding 5 Molding part 10 Pulse power supply device 11 Pulse transformer 11a, 11b Magnetic core 11c Primary winding 11d Secondary winding 11e Interlayer insulation 12 Charging power supply 13, 16 Energy transfer capacitor 14 Semiconductor switch 15 Reactor

Claims (4)

磁気コアと、
前記磁気コアに対して同心状に施す1次巻き線および2次巻き線を備え、
前記1次巻き線および2次巻き線は、前記磁気コアに対して低電圧電線を同心状に均等に密着させて施し、
少なくとも前記施した1次巻き線および2次巻き線をシリコンポッティングによってモールドしたことを特徴とする、パルストランス。
A magnetic core,
A primary winding and a secondary winding applied concentrically to the magnetic core;
The primary winding and the secondary winding are applied by concentrically and evenly attaching a low-voltage electric wire to the magnetic core,
A pulse transformer, wherein at least the applied primary winding and secondary winding are molded by silicon potting.
前記シリコンポッティングは、前記1次巻き線および2次巻き線を磁気コアと共に一体でモールドしたことを特徴とする、請求項1に記載のパルストランス。   The pulse transformer according to claim 1, wherein the silicon potting is formed by integrally molding the primary winding and the secondary winding together with a magnetic core. 前記低電圧電線はポリエステル樹脂で被覆したポリエステル銅線であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のパルストランス。   The pulse transformer according to claim 1 or 2, wherein the low-voltage electric wire is a polyester copper wire coated with a polyester resin. 請求項1から3の何れか一つに記載のパルストランスと、
このパルストランスの1次巻き線側に対して並列に接続されるコンデンサと、コンデンサからリアクトルを経由して1次巻き線へのエネルギー転送経路上に設けられるスイッチとを備え、
前記スイッチを閉じることによって形成されるエネルギー転送経路により1次巻き線側に発生する電圧に基づいて前記パルストランスの2次巻き線に誘導される高電圧パルスを出力することを特徴とするパルス電源装置。
The pulse transformer according to any one of claims 1 to 3,
A capacitor connected in parallel to the primary winding side of the pulse transformer, and a switch provided on the energy transfer path from the capacitor to the primary winding via the reactor,
A pulse power supply that outputs a high voltage pulse induced in a secondary winding of the pulse transformer based on a voltage generated on the primary winding side by an energy transfer path formed by closing the switch. apparatus.
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