JP2637184B2 - Core for oscillation transformer - Google Patents
Core for oscillation transformerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、スイッチング電源等に用いられる発振トラ
ンス用磁心に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Purpose of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a core for an oscillation transformer used for a switching power supply or the like.
(従来の技術) 近年、各種電子機器等の安定化電源として、従来のシ
リーズドロッパ方式電源に比べ小型、軽量化が可能なス
イッチング電源が多用されている。(Prior Art) In recent years, switching power supplies that can be smaller and lighter than conventional series dropper power supplies are frequently used as stabilized power supplies for various electronic devices and the like.
このスイッチング電源には、適当なスイッチング素子
と発振トランス用磁心の磁気特性(ヒステリシス特性)
とを用いて、入力側の直流を一旦高周波の交流に変換
し、再度整流回路により直流に変換して、出力を得るよ
うに構成したものがある。This switching power supply has suitable switching elements and magnetic characteristics (hysteresis characteristics) of the core for the oscillation transformer.
There is a configuration in which a DC on the input side is temporarily converted into a high-frequency AC using the above, and then converted again into a DC by a rectifier circuit to obtain an output.
このようなスイッチング電源に用いる発振トランス用
の磁心の材質としては、従来、Fe−Ni系合金、フェライ
ト、非晶質磁性合金等を使用していた。As a material of a core for an oscillation transformer used in such a switching power supply, a Fe-Ni alloy, ferrite, an amorphous magnetic alloy, or the like has been conventionally used.
(発明が解決しようとする課題) ところで、このようなスイッチング電源の採用によ
り、従来のシリーズ電源に比べ小形化されていたが、他
の装置に比べるとまだ大型で重量も大きい。従って、こ
れをさらに小形化するための方法としては、例えば発振
周波数を高め、これによりトランスやコイル等を小形化
する方法が挙げられる。(Problems to be Solved by the Invention) By the use of such a switching power supply, the size of the power supply has been reduced as compared with the conventional series power supply, but it is still larger and heavier than other devices. Therefore, as a method for further reducing the size, for example, there is a method of increasing the oscillation frequency and thereby reducing the size of the transformer, the coil, and the like.
しかしながら、従来のスイッチング電源に用いる発振
トランス用の磁心の材質のうち、Fe−Ni系合金は、鉄損
が大きく発振周波数を高周波化できず、フェライトは、
温度に対する特性が悪く、回路の温度上昇により発振周
波数が著しく変化するという問題があった。また、非晶
質磁性合金は、低鉄損で温度に対する特性も良好である
が、発振が不安定になるという問題があった。However, among the materials of the magnetic core for the oscillation transformer used in the conventional switching power supply, the Fe-Ni alloy has a large iron loss and cannot increase the oscillation frequency.
There is a problem that the characteristics with respect to the temperature are poor, and the oscillation frequency is remarkably changed due to the temperature rise of the circuit. Further, the amorphous magnetic alloy has low iron loss and good characteristics with respect to temperature, but has a problem that oscillation becomes unstable.
本発明はこのような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、発振周波数の高周波化が可能で、安定し
て発振することができ、電源のさらなる小形化が可能な
発振トランス用磁心を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and it is possible to increase the oscillation frequency, stably oscillate, and further downsize the power supply for an oscillation transformer. The purpose is to provide.
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の発振トランス用磁心は非晶質磁性合金薄帯の
巻回体であって、該非晶質磁性合金薄帯の表面粗さRfが
0.3以上であることを特徴としている。ここでRfはJIS B
0601に規定する基準長さ2.5mmにおける十点平均粗さ、
および板厚をそれぞれRz,Tとしたとき、Rf=Rz/Tにより
求めた粗さを特徴づけるパラメータである。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The core for an oscillation transformer of the present invention is a wound body of an amorphous magnetic alloy ribbon, and the surface roughness R f of the amorphous magnetic alloy ribbon is obtained. But
It is characterized by being 0.3 or more. Where R f is JIS B
10-point average roughness at a standard length of 2.5 mm specified in 0601,
And the plate thickness is R z , T, respectively, and is a parameter characterizing the roughness determined by R f = R z / T.
本発明において非晶質磁性合金薄帯の表面粗さRfが0.
3以上としたのは、0.3未満では発振周波数における角形
比が97%を越え発振が不安定になったり、発振不能にな
るためである。この原因は明確ではないが、表面粗さに
よる形状異方性のためと考えられる。Rfの上限は特に限
定されない。したがって、非晶質磁性合金薄帯は穴を有
するものでも良く、磁気特性として、発振周波数におけ
る角形比が80%以上であれば良い。In the present invention, the surface roughness R f of the amorphous magnetic alloy ribbon is 0.
The reason for setting it to 3 or more is that if it is less than 0.3, the squareness ratio at the oscillation frequency exceeds 97%, making oscillation unstable or impossible. Although the cause is not clear, it is considered to be due to shape anisotropy due to surface roughness. The upper limit of R f is not particularly limited. Therefore, the amorphous magnetic alloy ribbon may have a hole, and the magnetic property may be such that the squareness ratio at the oscillation frequency is 80% or more.
薄帯表面性の本発明範囲内に入る手段としては、ロー
ル材質、ロール表面温度、溶湯温度などの製造条件のコ
ントロールが必要である。なお、ロール面の表面性につ
いては大気中で使用される場合、特に気泡の巻き込みに
依存する。As means to fall within the range of the present invention having a thin ribbon surface, it is necessary to control production conditions such as a roll material, a roll surface temperature, and a melt temperature. When the roll surface is used in the atmosphere, it depends particularly on the entrapment of air bubbles.
本発明に使用する非晶質磁性合金は、 一般式:MaM´bXc (式中、MはFe,CoおよびNiから選ばれる1種または2
種以上の金属を表わし、M´はIIIa,IVa,Va,VIa族から
選ばれる1種または2種以上の元素を表わし、XはB,S
i,P,C,Geから選ばれる1種または2種以上の元素を表わ
し、かつa+b+c=1,0.60≦a+b≦0.88,0.005≦b
≦0.1,0.12≦c≦0.30を示す。)で表わされるものであ
り、好ましくは、 一般式: (Co1-g-hFegMh)100-j (Si1-iBi)j M:Ti,V,Cr,Mn,Cu,Ni,Nb,Mo,Wから選ばれる少なくとも1
種以上 0.005≦g≦0.1 0≦h≦0.08 0.3≦i≦0.9 23≦j≦32 で表わされるCo基非晶質合金である。Amorphous magnetic alloy used in the present invention have the general formula: M a M'b X c (wherein, M is one or selected from Fe, Co and Ni
M ′ represents one or more elements selected from the group IIIa, IVa, Va, VIa, and X represents B, S
represents one or more elements selected from i, P, C, Ge, and a + b + c = 1,0.60 ≦ a + b ≦ 0.88,0.005 ≦ b
≤0.1, 0.12≤c≤0.30. )), And preferably represented by the general formula: (Co 1-gh Fe g M h ) 100-j (Si 1-i B i ) j M: Ti, V, Cr, Mn, Cu, Ni, At least one selected from Nb, Mo, W
A Co-based amorphous alloy represented by the following formula: 0.005≤g≤0.10≤h≤0.08 0.3≤i≤0.923≤j≤32.
このうち、キューリー温度が200℃〜280℃のものが適
している。これはキューリー温度が200℃未満である
と、使用温度に対する飽和磁束密度の変化率が20%以上
となり、これにより発振周波数も同様に変化してしまい
実用的でなくなる。これは、スイッチング電源における
発振周波数fが、使用したトランスの磁心の飽和磁束密
度Bs、断面積S、巻線数Nおよび入力電圧Eによって決
まり、次式によって決定されるものであり、磁心の飽和
磁束密度は、キューリー温度、すなわち材質の組成によ
って決まるためである。Among them, those having a Curie temperature of 200 ° C to 280 ° C are suitable. If the Curie temperature is lower than 200 ° C., the rate of change of the saturation magnetic flux density with respect to the operating temperature becomes 20% or more, whereby the oscillation frequency also changes and becomes impractical. This is because the oscillation frequency f of the switching power supply is determined by the saturation magnetic flux density Bs, the cross-sectional area S, the number of turns N, and the input voltage E of the core of the transformer used, and is determined by the following equation. This is because the magnetic flux density is determined by the Curie temperature, that is, the composition of the material.
またキューリー温度が280℃以上では発振周波数で損
失が大きく電源の効率低下をまねく。 If the Curie temperature is 280 ° C. or higher, the loss at the oscillation frequency is large, leading to a decrease in power supply efficiency.
また、このような非晶質磁性合金のうち、特に飽和磁
歪定数がその絶対値で2×10-6以下のCo基非晶質磁性合
金が適している。Among such amorphous magnetic alloys, a Co-based amorphous magnetic alloy having a saturation magnetostriction constant of 2 × 10 −6 or less in absolute value is particularly suitable.
本発明の発振トランス用磁心は、例えばつぎのように
して製造される。The magnetic core for an oscillation transformer of the present invention is manufactured, for example, as follows.
すなわちまず、非晶質磁心の薄板を巻回して積層し、
常法に従って350℃〜500℃の温度で熱処理を施し、次い
でケースに入れるか樹脂コーティング等の方法により外
装することによって完成させる。That is, first, a thin plate of an amorphous magnetic core is wound and laminated,
Heat treatment is performed at a temperature of 350 ° C. to 500 ° C. according to a conventional method, and then the case is completed by putting it in a case or by using a method such as resin coating.
(作用) 本発明の発振トランス用磁心において特に非晶質磁性
合金薄帯の表面粗さRfが0.3以上のものを用いることに
より使用周波数における発振状態が安定な発振トランス
を実現でき、経時変化もほとんどない。(Action) By using an amorphous magnetic alloy ribbon having a surface roughness Rf of 0.3 or more in the oscillation transformer core of the present invention, it is possible to realize an oscillation transformer having a stable oscillation state at the operating frequency and change with time. There is almost no.
(実施例) 次に、本発明の実施例について説明する。(Example) Next, an example of the present invention is described.
実施例1 まず、(Co0.94Fe0.05Nb0.01)72(Si0.6B0.4)28[キ
ューリー温度260℃]なる組成の非晶質磁性合金を用い
て、それぞれ表面粗さが異なる、幅4.5mmの薄板状態リ
ボンを作製した。これらを所定の巻治具に巻回して積層
し、外径8mm内径×6mm×高さ4.5mmのコアを形成した。
次いで、窒素ガス雰囲気中において400℃、90分の条件
で熱処理を施した後、樹脂コーティングを行って外装し
て、発振トランス用磁心とした。Example 1 First, an amorphous magnetic alloy having a composition of (Co 0.94 Fe 0.05 Nb 0.01 ) 72 (Si 0.6 B 0.4 ) 28 [Curie temperature 260 ° C.] was used. A thin ribbon was produced. These were wound around a predetermined winding jig and laminated to form a core having an outer diameter of 8 mm, an inner diameter of 6 mm, and a height of 4.5 mm.
Next, after performing a heat treatment in a nitrogen gas atmosphere at 400 ° C. for 90 minutes, the resultant was coated with a resin and packaged to obtain a magnetic core for an oscillation transformer.
このようにして得たそれぞれの磁心を用いて発振トラ
ンスを作製し、ジェンセンの発振回路により回路テスト
を行った。なお、発振周波数は100KHzとして行ない、ま
たテスト中の磁心の平均温度は50℃であり、最高温度は
70℃であった。なお、室温は25℃であった。An oscillation transformer was manufactured using each of the magnetic cores thus obtained, and a circuit test was performed using a Jensen oscillation circuit. The oscillation frequency was set to 100 KHz. The average temperature of the magnetic core during the test was 50 ° C, and the maximum temperature was
70 ° C. The room temperature was 25 ° C.
その結果を第1図に示す。これより表面粗さが0.3以
上では回路効率が85%以上と高くなっていることがわか
る。The result is shown in FIG. This shows that the circuit efficiency is as high as 85% or more when the surface roughness is 0.3 or more.
実施例2〜7 第1表に示す合金組成の非晶質磁性合金薄帯を実施例
1と同様に作製した後、得られた薄帯を巻回、熱処理を
行ない発振トランス用磁心とした。Examples 2 to 7 After preparing an amorphous magnetic alloy ribbon having the alloy composition shown in Table 1 in the same manner as in Example 1, the obtained ribbon was wound and heat-treated to obtain a core for an oscillation transformer.
各合金のキューリー温度(Tc)をインダクタンス法に
より、飽和磁束密度の温度特性を室温(20℃)と120℃
の間で測定した(Bs(120)/Bs(20))。また、実施例
1と同一発振回路に適用し、回路効率(η)について12
0℃で1000時間エージングを評価した。The Curie temperature (T c ) of each alloy is determined by the inductance method.
(Bs (120) / Bs (20)). Further, the circuit efficiency (η) is applied to the same oscillation circuit as in the first embodiment, and the circuit efficiency (η) is 12
Aging was evaluated at 0 ° C. for 1000 hours.
これらの結果を併せて第1表に示すが、Tcが表面粗さ
Rfが本発明範囲内の磁心はBs(120)/Bs(20)が80%以
上あり、エージングに対しても安定である。The results are shown in Table 1, where Tc is the surface roughness.
The magnetic core having Rf within the range of the present invention has Bs (120) / Bs (20) of 80% or more and is stable against aging.
[発明の効果] 以上説明したように本発明の発振トランス用磁心によ
れば、発振周波数における表面粗さを0.3以上に限定す
ることによって、高周波域においても安定した発振が得
られ、経時変化もほとんどなくこれにより電源の一層の
小形化が可能となる。[Effects of the Invention] As described above, according to the core for an oscillation transformer of the present invention, by limiting the surface roughness at the oscillation frequency to 0.3 or more, stable oscillation can be obtained even in a high frequency range, and the change over time can be obtained. With very little, this allows a further miniaturization of the power supply.
第1図は本発明の実施例の発振トランス用磁心の表面粗
さと回路効率との関係を示したグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the surface roughness of the core for an oscillation transformer and the circuit efficiency according to the embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 正巳 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8 株式 会社東芝横浜事業所内 (56)参考文献 特開 平1−232705(JP,A) 特開 昭59−6508(JP,A) 特開 昭58−56307(JP,A) 特開 昭59−177902(JP,A) 特開 昭62−65404(JP,A) 実開 昭56−56608(JP,U) ────────────────────────────────────────────────── (7) Continuation of the front page (72) Inventor Masami Okamura 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Yokohama Office Co., Ltd. 6508 (JP, A) JP-A-58-56307 (JP, A) JP-A-59-177902 (JP, A) JP-A-62-65404 (JP, A) Actually open, 56-56608 (JP, U)
Claims (1)
金薄帯を巻回してなることを特徴とする発振トランス用
磁心。(ただし、RfはJIS B0601に規定する基準長さ2.5
mmにおける十点平均粗さ、および薄帯の重量より求めた
平均板厚をそれぞれRz,TとしたときRf=Rz/Tより求めた
粗さを特徴付けるパラメータ。)1. A core for an oscillation transformer, which is formed by winding an amorphous magnetic alloy ribbon having a surface roughness Rf of 0.3 or more. (However, R f is the standard length 2.5 specified in JIS B0601.
A parameter characterizing the roughness obtained from Rf = Rz / T, where Rz and T are the ten-point average roughness in mm and the average plate thickness obtained from the weight of the ribbon, respectively. )
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP23220488A JP2637184B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Core for oscillation transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23220488A JP2637184B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Core for oscillation transformer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0296307A JPH0296307A (en) | 1990-04-09 |
JP2637184B2 true JP2637184B2 (en) | 1997-08-06 |
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JP23220488A Expired - Fee Related JP2637184B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Core for oscillation transformer |
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JP (1) | JP2637184B2 (en) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP3121641B2 (en) * | 1991-09-30 | 2001-01-09 | 株式会社東芝 | Switching power supply |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP23220488A patent/JP2637184B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH0296307A (en) | 1990-04-09 |
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