JP2012186351A - 高周波トランス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の巻線のうち、コア内部のプリント基板側又はボビン側で巻回す巻線の両端を、プリント基板側又はボビン側からループ面積が他の巻線のループ面積に比べて小さくなるように引き出す。
【選択図】図1
Description
P3a=P3b=RI2 ・・・・・式(1)
それに対して、巻線3cに生じる銅損P3cは下式となり、巻線3aと3bに生じる銅損の2倍となる。
P3c=R/2×(2I)2=2RI2 ・・・・・式(2)
従って、各巻線の抵抗値がアンバランスすると、銅損もアンバランスし、特定の巻線で温度が上昇してしまう。従って、特許文献2に示されるように、巻線の抵抗値をそろえるため、巻線の長さも同等にすることが望ましい。
しかし、一端を上から他端を下から引き出すことで、2次巻線の一端から他端までの一巡ループ面積が大きくなり、2次側の配線インダクタンスが増加してしまう。
Ls=(Ls2+Lw2)×(N1/N2)2 ・・・・・ 式(3)
ただし、N1は1次側のターン数、N2は2次側のターン数である。低圧出力のスイッチング電源における1次巻線のターン数は通常20〜30程度、2次巻線のターン数は通常1であるため、Lsは(Ls2+Lw2)の400〜900倍と大きな値になり、回路内のインダクタンス成分は2次側寄生インダクタンス成分によって生じる2次側寄生インダクタンス成分の1次側換算値Lsが支配的になる。
td=L×Δi/Vin ・・・・・(4)
ここで、Lは寄生インダクタンス成分であり、21と22のインダクタンス値およびLs41の和である。この式から、遅延時間tdは寄生インダクタンス成分Lに依存して増加する。ただし、Δiは電流変化分、VinはDC−DCコンバータの入力電圧である。
V2=Vin×N2/N1 ・・・・・式(5)
従って、2次側に適用するスイッチ素子15と16に高い耐圧の素子を使用しなければならなく、導通損失とコストが増加してしまう。
さらに、1次側に流れる電流I1は下式となり、1次側ターン数の減少にともない、増加する。
I1=Io×N2/N1 ・・・・・式(6)
ここで示したIoは負荷電流である。従って、1次側回路での導通損失や1次巻線での銅損が増加してしまう。
ここで、各巻線の断面積を同じにした場合、一巡ループ面積を小さくした配線インダクタンスの小さい巻線は、抵抗値が小さくなり、高周波トランス4の2次巻線3a、3b及び3cのそれぞれに流れる電流値が異なることになり、各巻線に生じる銅損もアンバランスとなる。これを解決するために、一巡ループ面積を小さくした巻線は断面積を小さくして、抵抗値を大きくすることにより、電流をバランスさせることができる。
ここで、各巻線の断面積を同じにした場合、一巡ループ面積を小さくした配線インダクタンスの小さい巻線は、抵抗値が小さくなり、高周波トランス4の2次巻線3a、3b及び3cのそれぞれに流れる電流値が異なることになり、各巻線に生じる銅損もアンバランスとなる。これを解決するために、一巡ループ面積を小さくした巻線は断面積を小さくして、抵抗値を大きくすることにより、電流をバランスさせる。
また、上記実施例には3個の巻線を用いた例を示したが、巻線数は複数であれば良く、特に限定されない。
3a、3b、3c・・・二次巻線 4・・・高周波トランス
5・・・巻線 6・・・プリント基板
22〜25・・・漏れインダクタンス 29、30・・・リアクトル
21、26〜28・・・配線インダクタンス 35・・・負荷
31、34・・・コンデンサ 11〜14・・・スイッチ素子
14、16・・・整流用スイッチ素子 32、33・・・コンデンサ
Claims (4)
- 複数の巻線を並列接続させてコアに巻回して構成する高周波トランスにおいて、前記複数の巻線の少なくとも1個を一端から他端までのループ面積が他の巻線のループ面積に比べて小さくなるように前記高周波トランスから引き出すことを特徴とした高周波トランス。
- 複数の巻線を並列接続させてコアに巻回し、前記複数の巻線の端をプリント基板の導体やボビン端子に接続する高周波トランスにおいて、前記複数の巻線のうち、コア内部のプリント基板側又はボビン側で巻回す巻線の両端を、プリント基板側又はボビン側からループ面積が他の巻線のループ面積に比べて小さくなるように引き出すことを特徴とした高周波トランス。
- 複数の巻線を並列接続させてコアに巻回し、前記複数の巻線端をプリント基板の導体やボビン端子に接続する高周波トランスにおいて、前記複数の巻線のうち、コア内部の中心部で巻回す巻線の両端を、プリント基板側又はボビン側からループ面積が他の巻線のループ面積に比べて小さくなるように引き出すことを特徴とした高周波トランス。
- 前記ループ面積が他の巻線のループ面積に比べて小さい巻線の断面積を他の巻線の断面積よりも小さく設定することを特徴とした請求項1〜3のいずれか1項に記載の高周波トランス。
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