JP2751283B2 - トランス - Google Patents

トランス

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JP2751283B2 JP63333687A JP33368788A JP2751283B2 JP 2751283 B2 JP2751283 B2 JP 2751283B2 JP 63333687 A JP63333687 A JP 63333687A JP 33368788 A JP33368788 A JP 33368788A JP 2751283 B2 JP2751283 B2 JP 2751283B2
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Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。
A産業上の利用分野 B発明の概要 C従来の技術 D発明が解決しようとする問題点(第12図) E問題点を解決するための手段(第1図、第7図〜第11
図) F作用(第1図、第7図〜第11図) G実施例(第1図〜第11図) (G1)第1の実施例(第1図〜第3図) (G2)第2の実施例(第4図〜第6図) (G3)第3の実施例(第7図〜第11図) (G4)他の実施例 H発明の効果 A産業上の利用分野 本発明はトランスに関し、例えばスイツチングレギユ
レータ回路のスイツチングトランスに適用して好適なも
のである。
B発明の概要 本発明は、トランスにおいて、磁路を構成するコア部
材の一部に、少なくとも第1及び第2の断面積を有する
第1及び第2の脚部を残すように形成したコアを設け、
第1又は第2の脚部に1次又は2次巻線のいずれか一方
の一部又は全部を巻線すると共に、コア部材の他部に、
1次又は2次巻線の他方を巻線することにより、第1及
び第2の断面積の比率に応じた1次及び2次巻線の変圧
比を設定して、所望の出力電圧を得ることができる。
C従来の技術 従来、スイツチングレギユレータ回路においては、ス
イツチングトランスの巻数比を所定の整数比に選定し、
これにより入力電圧に対して、当該比率で決まる所望の
出力電圧を得るようになされている。
D発明が解決しようとする問題点 ところで、スイツチングレギユレータ回路において、
駆動周波数を高くすれば、その分スイツチングレギユレ
ータ回路の効率を改善できると考えられる。
さらにこのようにすれば、インダクタンスの低いスイ
ツチングトランスを用いることができ、その分当該スイ
ツチングトランスを小型化して、スイツチングレギユレ
ータ回路全体を小型化できると考えられる。
ところが、インダクタンスの低い小型のスイツチング
トランスにおいては、その分1次巻線の巻数が減少す
る。
従つて所望の出力電圧を得るために、巻数比を整数比
以外の比率に選定しなければならない場合が生じ、この
場合必要とする出力電圧を得ることが困難になる問題が
ある。
この問題を解決するための1つの方法として、巻数比
を高目の整数比に設定して所望の電圧よりも高い出力電
圧を得、当該出力電圧をシリーズレギユレータ回路で補
正する方法が考えられる。
すなわち第12図に示すように、駆動回路1において、
50〔V〕の駆動電圧で、1次巻線が10ターンのスイツチ
ングトランス2を駆動する。
スイツチングトランス2の2次巻線は、全体が3ター
ンに選定され、1ターン目に中かタツプが設けられるよ
うになされている。
従つて、巻線1ターンについて5〔V〕の出力電圧が
得られることから、中間タツプ及び2次巻線全体におい
ては、ダイオード3及び4と平滑コンデンサ5及び6で
整流することにより、それぞれ5〔V〕及び15〔V〕の
出力電圧が得られる。
かくしてシリーズレギユレータ回路7で15〔V〕の出
力で圧を12〔V〕に補正することにより、5〔V〕及び
12〔V〕の出力電圧が得られる。
ところが、このようにしてシリーズレギユレータ回路
7で出力電圧を補正する場合、シリーズレギユレータ回
路7で出力電圧を補正した分、当該電源回路全体の効率
が低下すると共に、シリーズレギユレータ回路7を設け
た分電源回路の構成が大型化し、駆動周波数を高くして
電源回路を小型化及び高効率化したことが無意味にな
る。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、巻数比
を所望の整数比に選定することが困難な場合でも、所望
の出力電圧を得ることができるトランスを提案しようと
するものである。
E問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため第1の発明においては、
磁路を構成するコア部材11、12の一部に、少なくとも第
1及び第2の断面積を有する第1及び第2の脚部AR2、A
R3を残すように形成したコアを設け、第1又は第2の脚
部AR2、AR3に1次又は2次巻線のいずれか一方の一部又
は全部を巻線すると共に、コア部材11、12の他部に、1
次又は2次巻線の他方を巻線し、これにより第1及び第
2の断面積の比率に応じた1次及び2次巻線の変圧比を
もつようにした。
さらに第2の発明においては、それぞれ複数の脚部2
2、23、31、32(11A、15A)を有する第1及び第2のコ
ア半体18、19(11、15)を、脚部22、23、31、32(11
A、15A)の先端面を互いに接触させることにより磁路を
形成すると共に、磁路と鎖交するように1次及び2次巻
線を巻線してなるコアを設け、第1及び第2のコア半体
18、19(11、15)の脚部22、23、31、32(11A、15A)の
接触位置をずらすことにより接触面積を変更し、その結
果1次及び2次巻線の変圧比を接触面積の大きさに応じ
た値に設定するようにした。
F作用 磁路を構成するコア部材11、12の一部に、少なくとも
第1及び第2の断面積を有する第1及び第2の脚部AR
2、AR3を残すように形成したコアを設け、第1又は第2
の脚部AR2、AR3に1次又は2次巻線のいずれか一方の一
部又は全部を巻線すると共に、コア部材11、12の他部
に、1次又は2次巻線の他方を巻線することにより、第
1及び第2の断面積の比率に応じた1次及び2次巻線の
変圧比を設定することができ、かくして1次及び2次巻
線の巻線比を所望の整数倍に選定することが困難な場合
でも、2次巻線の出力電圧を所望の値に設定することが
できる。
さらにそれぞれ複数の脚部22、23、31、32(11A、15
A)を有する第1及び第2のコア半体18、19(11、15)
を、脚部22、23、31、32(11A、15A)の先端面を互いに
接触させることにより磁路を形成すると共に、磁路と鎖
交するように1次及び2次巻線を巻線してなるコアを設
け、第1及び第2のコア半体18、19(11、15)の脚部2
2、23、31、32(11A、15A)の接触位置をずらして接触
面積を変更することにより、1次及び2次巻線の変圧比
を接触面積の大きさに応じた値に設定することができ、
かくして簡易に2次巻線の出力電圧を可変調整すること
ができる。
G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
(G1)第1の実施例 第1図において、10は全体としてスイツチングトラン
スを示し、同一形状のコ字状のコア11及び12を用いて磁
気回路を構成するようになされている。
すなわち、コア11及び12を合わせて、その1つの脚11
A及び12Aに10ターンの巻線を施し、これにより1次巻線
13を形成するようになされている。
これに対して第2図に示すように、コア11及び12の残
りの脚11B及び12Bには、コア11及び12の合わせ面に露出
するように溝14が設けられ、当該溝14で脚11B及び12B
を、断面積の比が3:2の2つの領域(以下脚部分と呼
ぶ)AR3及びAR2に分割するようになされている。
当該スイツチングトランス10の2次巻線は、この脚11
B及び12Bの部分に巻線され、脚11B及び12B全体を1ター
ン周回して中間タツプT2が設けられるようになされてい
る。
さらに中間タツプT2から脚部分AR2を1ターン周回し
た後、全体を1ターン周回して引き出し線が引き出され
るようになされている。
従つて、脚11B及び12B全体を周回する巻線において
は、当該コア11及び12に誘起された全ての磁束と鎖交す
るのに対し、脚部分AR2を周回する巻線においては、脚1
1B及び12Bの断面積を面積比3:2に分割した分、鎖交する
磁束数が減少する。
すなわち、断面積を面積比3:2に分割したことから、
全体の磁束数をΦとおくと、脚部分AR2を周回する巻線
においては、次式 の磁束Φの鎖交し、その結果全体を周回する巻線にE
〔V〕の電圧が誘起される場合、当該巻線には、次式 の電圧が誘起される。
従つて、脚11B及び12B全体を1ターン周回する巻き始
めT1から中間タツプT2に対して、脚部分AR2を1ターン
周回後全体を1ターン周回した中間タツプT2から巻き終
わりT3においては、次式 で表される分数比の出力電圧E12及びE23を得ることがで
きる。
従つて、出力電圧を整数比以外の比に選定することが
でき、その分当該比率を所望の値に選定して、所定の出
力電圧を得ることができる。
実際上第3図に示すように、第12図と同一条件で電源
回路を構成すると、中間タツプT2の出力電圧を整流して
5〔V〕の出力電圧が得られるのに対し、巻き終わりT3
の出力電圧を整流しただけで、12〔V〕の出力電圧を得
ることができ、その分電源回路全体の損失を低減して小
型化することができた。
以上の構成によれば、コア11及び12の脚11B及び12Bを
所望の断面積に分割して、分割した脚部分AR2に巻線を
周回させたことにより、出力電圧を整数比以外の比に選
定して、所望の出力電圧を得ることができる。
(G2)第2の実施例 第1図との対応部分に同一符号を付して示す第4図に
おいては、コア12に代えてこれにより脚15Aの断面積が
小さなコア15を用いるようにする。
すなわち第5図に示すように、コア15においては、コ
ア11と合わせた際にコア11の脚部分AR3を完全に覆つ
て、脚部分AR2の約半分の領域が露出するように、断面
積が選定されている。
従つて、磁束が漏れることなくコア11及び15が重なり
合う部分を通過する場合、脚部分AR2及びコア15と重な
り合う部分が減少した分、当該脚部分AR2を通過する磁
束が減少し、その結果脚部分AR2の実効断面積が減少す
る。
すなわち、脚部分AR3及びAR2がコア15と重なり合う面
積比が3:1でなることから、当該脚部分AR3及びAR2を通
過する磁束Φ及びΦにおいては、次式 Φ3=3:1 ……(4) の関係が成り立ち、脚部分AR2を周回する巻線において
は、全体を周回する巻線に誘起される電圧E〔V〕に対
して、次式 の電圧E2が誘起される。
これに対して第6図に示すように、コア11に対してコ
ア15の配置位置をずらし、コア15がコア11の脚部分AR2
を完全に覆うようにすると、脚部分AR3においては、約1
/3の領域が露出するようになる。
従つてこの状態においては、脚部分AR3の実効断面積
が減少し、脚部分AR3及びAR2がコア15と重なり合う面積
比が2:2に変化し、その結果脚部分AR3及びAR2を通過す
る磁束Φ及びΦにおいては、次式 Φ3=2:2 ……(6) の関係が成り立ち、脚部分AR2を周回する巻線において
は、全体を周回する巻線に誘起される電圧E〔V〕に対
して、次式 の電圧E2が誘起される。
かくして断面を分割したコア11に対して、断面積の小
さなコア15の配置位置を可変することにより、分割した
各脚部分AR2及びAR3の実効断面積を微調整し得、各脚部
分AR2及びAR3を周回する巻線について、出力電圧を微調
整することができる。
この実施例においては、かかる電圧調整原理に基づい
て、2次巻線の出力電圧を微調整し得るようになされて
いる。
すなわち第5図に示す第1の配置状態においては、中
間タツプT2の出力電圧を整流して5〔V〕の出力電圧が
得られるのに対し、(5)式から巻き終わりT3の出力電
圧を整流して、11.25〔V〕の出力電圧を得ることがで
きる。
これに対して第6図に示す第2の配置状態において
は、中間タツプT2の整流電圧を5〔V〕に保持したま
ま、(7)式から巻き終わりT3の整流電圧を12.5〔V〕
に切り換えることができる。
従つて必要に応じて、例えば出力電圧を検出しなが
ら、コア11に対するコア15の配置位置を調整することに
より、分割した各脚部分AR2及びAR3の実効断面積を微調
整して、所望の出力電圧のスイツチングトランスを得る
ことができる。
第4図の構成によれば、コア11の脚11Bを所望の断面
積に分割して、分割した脚部分AR2及びAR3に巻線を周回
すると共に、当該コア11に対して断面積の小さなコア15
の配置位置を調整することにより、分割した各脚部分AR
2及びAR3の実効断面積を微調整して、整数比以外の所望
の出力電圧を得ることができる。
(G3)第3の実施例 第7図においては、コ字状のコアに代えて同軸形状の
コア18及び19を対向させて磁気回路を構成するようにし
たものである。
すなわち第8図に示すように、コア18においては、円
板形状の底板21の中心に円柱形状の脚22が配置され、当
該脚22と同軸状に底板21の周囲に円筒形状の脚23が配置
されるようになされている。
脚22には、所定回数だけ周回するように巻線25が施さ
れ、巻線25が当該スイツチングトランス30の1次巻線の
一部を構成するようになされている。
これに対して、周囲の脚23には90度の角間隔で大きな
溝27が設けられ、当該溝27の1つを介して巻線25の引き
出し線が引き出されると共に、当該溝27で脚23全体が4
分割されるようになされている。
これに対して第9図に示すように、コア19において
は、コア18と同様に同軸状に脚31及び32が形成され、コ
ア18の溝27と同一形状の溝33で外側の脚32が2分割され
るようになされている。
さらに内側の脚31には、所定回数だけ周回するように
巻線34が施され、コア18の巻線25と共に当該スイツチン
グトランスの1次巻線を構成するようになされている。
かくして、1次巻線25及び34で脚21及び31に誘起され
た磁束は、コア18の底板21を介して脚23を通過するにつ
き、分割された各脚部分23A、23B、23C、23Dを並列に通
過した後、コア19の分割された脚部分32A及び32Bを並列
に通過して脚22及び32に戻るようになされている。
従つて第10図に示すように、コア18及び19を密着させ
る際に、コア18の脚部分23A、23D及び23B、23Cを、それ
ぞれコア19の脚部分32A及び32Bで完全に覆うように配置
すれば、コア18の各脚部分23A、23B、23C、23Dを通過す
る磁束を等しい磁束数に選定することができる。
従つて、脚部分23Aを周回する巻線29においては、1
次巻線1ターンについてE〔V〕の電圧を印加すると、
当該印加電圧E〔V〕の1/4の電圧E/4〔V〕の電圧を誘
起させることができる。
これに対して第11図に示すように、コア19を時計方向
に回転させて、コア19の脚部分33Aの側面がコア18の脚
部分23Cの側面と一致するようにすると、脚部分23A及び
23Cにおいては、コア19を回転させた分コア19と重なり
合う面積が小さくなるのに対し、脚部分23B及び23Dにお
いてはコア19と全体が重なり合う。
従つて、脚部分23A及び23Cにおいては、実効断面積が
減少し、コア19と重なり合う部分の面積をSA、重なり合
わない部分の面積をSBとおくと、脚部分23Aを周回する
巻線29においては、全体の磁束Φに対して、次式 の磁束Φ23Aが鎖交するようになる。
従つて当該巻線29の誘起電圧を第10図の場合に比して
減少させることができる。
かくしてこの実施例においては、コア18及び19の脚22
及び31の中心に貫通穴40(第7図、第8図及び第9図)
が設けられ、貫通穴40を用いて回転自在にコア18及び19
を密着保持させることにより、巻線29が周回された脚部
分23Aの実効断面積を調整して、巻線29の出力電圧を調
整し得るようになされている。
かくしてコア18に対して、コア19を回転させるだけの
簡易な調整操作で、整数比以外の所望の出力電圧を得る
ことができる。
第7図の構成によれば、外側の脚23を分割して、その
脚部分23Aに巻線すると共に、脚部分23Aの実効断面積を
調整することにより、整数比以外の所望の出力電圧を得
ることができる。
(G4)他の実施例 なお上述の実施例においては、コ字状のコア及び同軸
形状のコアを用いた場合について述べたが、コアの形状
はこれに限らず、例えばEI型のコア等種々の形状のコア
を広く適用するこができる。
さらに上述の実施例においては、2次巻線を脚部分に
巻線する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、必要に応じて1次巻線を脚部分に巻線するようにし
てもよい。
さらに上述の実施例においては、スイツチングトラン
スに本発明を適用した場合について述べたが、本発明は
これに限らず、例えば信号を入出力する入出力トランス
等種々のトランスに広く適用することができる。
H発明の効果 上述のように本発明によれば、磁路を構成するコア部
材の一部に、少なくとも第1及び第2の断面積を有する
第1及び第2の脚部を残すように形成したコアを設け、
第1又は第2の脚部に1次又は2次巻線のいずれか一方
の一部又は全部を巻線すると共に、コア部材の他部に、
1次又は2次巻線の他方を巻線することにより、第1及
び第2の断面積の比率に応じた1次及び2次巻線の変圧
比を設定することができ、かくして2次巻線の出力電圧
を所望の値に設定することができる。
さらに第2の発明によれば、それぞれ複数の脚部を有
する第1及び第2のコア半体を、脚部の先端面を互いに
接触させることにより磁路を形成すると共に、磁路と鎖
交するように1次及び2次巻線を巻線してなるコアを設
け、第1及び第2のコア半体の脚部の接触位置をずらし
て接触面積を変更することにより、1次及び2次巻線の
変圧比を接触面積の大きさに応じた値に設定することが
でき、かくして簡易に2次巻線の出力電圧を可変調整す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるスイツチングトランス
を示す斜視図、第2図はそのコアの形状を示す斜視図、
第3図は電波回路を示す接続図、第4図は第2の実施例
を示す斜視図、第5図及び第6図はその動作の説明に供
する略線図、第7図は第3の実施例を示す斜視図、第8
図及び第9図はそのコアの形状を示す斜視図、第10図及
び第11図はその動作の説明に供する略線図、第12図は問
題点の説明に供する接続図である。 2、10……スイツチングトランス、11、12、15、18、19
……コア、11A、11B、12A、12B、22、23、31、32……
脚、AR2、AR3、23A、23B、23C、23D、32A、32B……脚部
分、13、25、29、34……巻線、14、27、33……溝。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁路を構成するコア部材の一部に、少なく
    とも第1及び第2の断面積を有する第1及び第2の脚部
    を残すように形成したコアを具え、 上記第1又は第2の脚部に1次又は2次巻線のいずれか
    一方の一部又は全部を巻線すると共に、上記コア部材の
    他部に、上記1次又は2次巻線の他方を巻線し、これに
    より上記第1及び第2の断面積の比率に応じた上記1次
    及び2次巻線の変圧比をもつようにした ことを特徴とするトランス。
  2. 【請求項2】それぞれ複数の脚部を有する第1及び第2
    のコア半体を、上記脚部の先端面を互いに接触させるこ
    とにより磁路を形成すると共に、上記磁路と鎖交するよ
    うに1次及び2次巻線を巻線してなるコアを具え、 上記第1及び第2のコア半体の上記脚部の接触位置をず
    らすことにより接触面積を変更し、その結果上記1次及
    び2次巻線の変圧比を上記接触面積の大きさに応じた値
    に設定する ことを特徴とするトランス。
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