JP3244210B2 - プリントコイル形トランスを用いたスイッチング電源装置 - Google Patents
プリントコイル形トランスを用いたスイッチング電源装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F2017/0053—Printed inductances with means to reduce eddy currents
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源に用い
られるプリントコイル形トランスに係り、特にいわゆる
間接帰還型の安定化電源に用いて好適な構造の改良に関
する。
られるプリントコイル形トランスに係り、特にいわゆる
間接帰還型の安定化電源に用いて好適な構造の改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源には、本出願人の提案
にかかる特開平１−２７８２５９号公報に開示されてい
るような直接帰還型の安定化電源が知られている。直接
帰還型では、二次側出力電圧を検出して、フォトカプラ
やパルストランスで絶縁して一次側の制御回路に帰還し
ている。
にかかる特開平１−２７８２５９号公報に開示されてい
るような直接帰還型の安定化電源が知られている。直接
帰還型では、二次側出力電圧を検出して、フォトカプラ
やパルストランスで絶縁して一次側の制御回路に帰還し
ている。
【０００３】図８は従来の直接帰還型の安定化電源の回
路図である。図において、一次巻線Ｎｐには、直流入力
電圧Ｖinが印加されると共にスイッチング素子Ｑにより
オンオフされている。入力コンデンサＣinはスイッチン
グに起因するピーク性のノイズを吸収するため、一次巻
線Ｎｐの入力側に挿入されている。一次巻線Ｎｐに流れ
る電流をＩp、発生する電圧をＶpとする。二次巻線Ｎｓ
にはスイッチング電流Ｉsが誘起されるので、ダイオー
ドＤ１とコンデンサＣ１の整流平滑化回路で直流化し
て、負荷ＲLに出力電圧Ｖoutを供給している。補助巻線
ＮBにもスイッチング電流ＩBが誘起されるので、ダイオ
ードＤ２とコンデンサＣ２の整流平滑化回路で直流化し
て、ＰＷＭ制御回路の動作用電力を供給している。フォ
トカプラＰＣは出力電圧Ｖoutを含む信号をＰＷＭ制御
回路に帰還すると共に、一次側と二次側の絶縁をはかる
ものである。ＰＷＭ制御回路は出力電圧Ｖoutが一定に
なるようにスイッチング素子Ｑにオンオフ制御信号を送
っている。
路図である。図において、一次巻線Ｎｐには、直流入力
電圧Ｖinが印加されると共にスイッチング素子Ｑにより
オンオフされている。入力コンデンサＣinはスイッチン
グに起因するピーク性のノイズを吸収するため、一次巻
線Ｎｐの入力側に挿入されている。一次巻線Ｎｐに流れ
る電流をＩp、発生する電圧をＶpとする。二次巻線Ｎｓ
にはスイッチング電流Ｉsが誘起されるので、ダイオー
ドＤ１とコンデンサＣ１の整流平滑化回路で直流化し
て、負荷ＲLに出力電圧Ｖoutを供給している。補助巻線
ＮBにもスイッチング電流ＩBが誘起されるので、ダイオ
ードＤ２とコンデンサＣ２の整流平滑化回路で直流化し
て、ＰＷＭ制御回路の動作用電力を供給している。フォ
トカプラＰＣは出力電圧Ｖoutを含む信号をＰＷＭ制御
回路に帰還すると共に、一次側と二次側の絶縁をはかる
ものである。ＰＷＭ制御回路は出力電圧Ｖoutが一定に
なるようにスイッチング素子Ｑにオンオフ制御信号を送
っている。
【０００４】図９は図８の装置の動作を説明する波形図
で、（Ａ）は一次巻線電圧Ｖp、（Ｂ）は一次巻線電流
Ｉｐ、（Ｃ）は二次巻線電流Ｉｓと補助巻線電流線ＩB
の合計値、（Ｄ）は補助巻線電流ＩB、（Ｅ）は二次巻
線電流Ｉｓを表している。尚、（Ｄ）と（Ｅ）について
は破線が直接帰還型、実線が間接帰還型を表している。
まず、イッチング素子Ｑがオフすると、一次巻線電圧Ｖ
pが直流入力電圧Ｖinとなり、一次巻線電流Ｉｐが三角
波状に増大する。次に、スイッチング素子Ｑがオンする
と、一次巻線電圧Ｖpがゼロとなり、一次巻線電流Ｉｐ
がゼロとなって、一次巻線に貯えられたエネルギが二次
側に伝送される。即ち、二次巻線電流Ｉｓと補助巻線電
流ＩBは相似の波形をしており、スイッチング素子Ｑの
オフ期間中徐々に電流が逓減する波形をしている。この
ようなスイッチング電源をフライバック型コンバータと
呼んでいる。
で、（Ａ）は一次巻線電圧Ｖp、（Ｂ）は一次巻線電流
Ｉｐ、（Ｃ）は二次巻線電流Ｉｓと補助巻線電流線ＩB
の合計値、（Ｄ）は補助巻線電流ＩB、（Ｅ）は二次巻
線電流Ｉｓを表している。尚、（Ｄ）と（Ｅ）について
は破線が直接帰還型、実線が間接帰還型を表している。
まず、イッチング素子Ｑがオフすると、一次巻線電圧Ｖ
pが直流入力電圧Ｖinとなり、一次巻線電流Ｉｐが三角
波状に増大する。次に、スイッチング素子Ｑがオンする
と、一次巻線電圧Ｖpがゼロとなり、一次巻線電流Ｉｐ
がゼロとなって、一次巻線に貯えられたエネルギが二次
側に伝送される。即ち、二次巻線電流Ｉｓと補助巻線電
流ＩBは相似の波形をしており、スイッチング素子Ｑの
オフ期間中徐々に電流が逓減する波形をしている。この
ようなスイッチング電源をフライバック型コンバータと
呼んでいる。
【０００５】しかしながら、直接帰還型では伝達関数が
２次系であり制御系の設計が困難になるという課題があ
った。そこで、本出願人の提案にかかる特開昭６０−９
８８７０号公報に開示されているような間接帰還型の安
定化電源が知られている。図１０は従来の間接帰還型の
安定化電源の回路図である。尚、図１０において前出の
図８と同一作用をするものには同一符号を付して説明を
省略する。ここでは、出力電圧ＶoutをＰＷＭ制御回路
に帰還する経路として、フォトカプラＰＣに代えて、補
助巻線ＮBに誘起される電圧ＶBを用いている。
２次系であり制御系の設計が困難になるという課題があ
った。そこで、本出願人の提案にかかる特開昭６０−９
８８７０号公報に開示されているような間接帰還型の安
定化電源が知られている。図１０は従来の間接帰還型の
安定化電源の回路図である。尚、図１０において前出の
図８と同一作用をするものには同一符号を付して説明を
省略する。ここでは、出力電圧ＶoutをＰＷＭ制御回路
に帰還する経路として、フォトカプラＰＣに代えて、補
助巻線ＮBに誘起される電圧ＶBを用いている。
【０００６】このように構成された装置の動作を図９を
用いて説明する。ここでは、二次巻線電流Ｉｓと補助巻
線電流ＩBを合計した波形は直接帰還型と同一である
が、補助巻線電流ＩBはスイッチング素子Ｑのオフ期間
中の最初の部分で立ち上がり、その後急激に減少する三
角波となっている。これに対して、二次巻線電流Ｉｓは
補助巻線電流ＩBの減少にあわせて増加し、補助巻線電
流ＩBがゼロに到達した瞬間に最大値に到達し、その後
のスイッチング素子Ｑのオフ期間中徐々に電流が逓減す
る波形をしている。これは、二次巻線側インピーダンス
に比較して補助巻線側インピーダンスのほうが低いの
で、スイッチング素子Ｑのオフ期間中にトランスに貯え
られたエネルギは、まず先にインピーダンスの低い補助
巻線側に放出され、この後二次巻線側に放出される。
用いて説明する。ここでは、二次巻線電流Ｉｓと補助巻
線電流ＩBを合計した波形は直接帰還型と同一である
が、補助巻線電流ＩBはスイッチング素子Ｑのオフ期間
中の最初の部分で立ち上がり、その後急激に減少する三
角波となっている。これに対して、二次巻線電流Ｉｓは
補助巻線電流ＩBの減少にあわせて増加し、補助巻線電
流ＩBがゼロに到達した瞬間に最大値に到達し、その後
のスイッチング素子Ｑのオフ期間中徐々に電流が逓減す
る波形をしている。これは、二次巻線側インピーダンス
に比較して補助巻線側インピーダンスのほうが低いの
で、スイッチング素子Ｑのオフ期間中にトランスに貯え
られたエネルギは、まず先にインピーダンスの低い補助
巻線側に放出され、この後二次巻線側に放出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、補助巻線電
圧ＶBを用いて二次巻線の出力電圧Ｖoutを制御する場
合、二次側出力電圧に比較して補助巻線電圧の方が早く
立ち上がる。これは、巻線電圧Ｖが、インダクタンスＬ
に対して電流Ｉの変化として表される為である。 Ｖ＝Ｌ（ｄＩ／ｄｔ） （１）
圧ＶBを用いて二次巻線の出力電圧Ｖoutを制御する場
合、二次側出力電圧に比較して補助巻線電圧の方が早く
立ち上がる。これは、巻線電圧Ｖが、インダクタンスＬ
に対して電流Ｉの変化として表される為である。 Ｖ＝Ｌ（ｄＩ／ｄｔ） （１）
【０００８】そこで、このような立ち上がり特性の相違
があるため、補助巻線電圧ＶBを用いて二次巻線の出力
電圧Ｖoutを制御する間接帰還型フライバック型コンバ
ータの場合は、二次側出力電圧の制御性が直接帰還型に
比較して正確さに欠けるという課題があった。本発明は
このような課題を解決したもので、間接帰還型であって
も二次側出力電圧の制御性が直接帰還型に比較して遜色
ない間接帰還型フライバック型コンバータを提供するこ
とを目的とする。
があるため、補助巻線電圧ＶBを用いて二次巻線の出力
電圧Ｖoutを制御する間接帰還型フライバック型コンバ
ータの場合は、二次側出力電圧の制御性が直接帰還型に
比較して正確さに欠けるという課題があった。本発明は
このような課題を解決したもので、間接帰還型であって
も二次側出力電圧の制御性が直接帰還型に比較して遜色
ない間接帰還型フライバック型コンバータを提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、一次巻線Ｎｐに印加される直流電圧Ｖinをスイ
ッチング素子Ｑによりオンオフし、二次巻線Ｎｓに誘起
されるスイッチング信号を整流平滑化して負荷ＲLに供
給すると共に、この負荷に供給される出力電圧Ｖoutを
補助巻線ＮBに誘起されるスイッチング信号を用いて検
出し、当該出力電圧が安定化されるように前記スイッチ
ング素子に制御信号を送るフライバック型コンバータに
おいて、前記一次巻線、二次巻線並びに補助巻線をコイ
ル積層体の各コイル形成面に形成すると共に、一次巻線
と二次巻線については当該コイル形成面のコア穴を中心
として外周部までほぼ均一に渦巻状の導線パターンを形
成し、補助巻線については当該コイル形成面の外周部近
傍にのみ導線パターンを形成することを特徴としてい
る。
発明は、一次巻線Ｎｐに印加される直流電圧Ｖinをスイ
ッチング素子Ｑによりオンオフし、二次巻線Ｎｓに誘起
されるスイッチング信号を整流平滑化して負荷ＲLに供
給すると共に、この負荷に供給される出力電圧Ｖoutを
補助巻線ＮBに誘起されるスイッチング信号を用いて検
出し、当該出力電圧が安定化されるように前記スイッチ
ング素子に制御信号を送るフライバック型コンバータに
おいて、前記一次巻線、二次巻線並びに補助巻線をコイ
ル積層体の各コイル形成面に形成すると共に、一次巻線
と二次巻線については当該コイル形成面のコア穴を中心
として外周部までほぼ均一に渦巻状の導線パターンを形
成し、補助巻線については当該コイル形成面の外周部近
傍にのみ導線パターンを形成することを特徴としてい
る。
【００１０】
【作用】本発明の構成によれば、補助巻線では導線パタ
ーンをコア穴の近傍に設けていないので、鎖交磁束密度
が外周部に比較して高いコア穴近傍に導線パターンがな
く、コアとの電磁的結合が弱い。そこで、補助巻線側の
インピーダンスが二次巻線側と同じ程度まで高くなり、
フライバック型コンバータにおいて、間接帰還型の出力
電圧安定化回路によっても制御性が良好になる。
ーンをコア穴の近傍に設けていないので、鎖交磁束密度
が外周部に比較して高いコア穴近傍に導線パターンがな
く、コアとの電磁的結合が弱い。そこで、補助巻線側の
インピーダンスが二次巻線側と同じ程度まで高くなり、
フライバック型コンバータにおいて、間接帰還型の出力
電圧安定化回路によっても制御性が良好になる。
【００１１】
【実施例】以下図面を用いて、本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示すトランスの構成断面図であ
る。図において、コア１０はＥＥ形コアで、中央に中足
コア１１を有している。中足ギャップ部１２は、コア１
０の中足コア１１の対向面に設けられたもので、漏れイ
ンダクタンスを小さくする。コイル積層体は、従来のボ
ビンと導線を一体化したもので、具体的な詳細構造は例
えば本出願人の提案にかかる特願平６−１２８５３１号
明細書に開示してある。ここでは、コイル積層体は３層
構造になっており、上層に一次巻線用平板コイル部２１
が割り当てられ、中層に二次巻線用平板コイル部２２が
割り当てられ、下層に補助巻線用平板コイル部２３が割
り当てられている。そして、図１０の回路図に対応し
て、一次巻線用平板コイル部２１はＮｐ、二次巻線用平
板コイル部２２はＮｓ、補助巻線用平板コイル部２３は
ＮBで機能を表している。磁束線３０は中足ギャップ部
１２を中心に複数の閉曲線で表現されたもので、中足コ
ア１１近傍では鎖交磁束密度が高く、中足コア１１から
離れると低くなっている。
は本発明の一実施例を示すトランスの構成断面図であ
る。図において、コア１０はＥＥ形コアで、中央に中足
コア１１を有している。中足ギャップ部１２は、コア１
０の中足コア１１の対向面に設けられたもので、漏れイ
ンダクタンスを小さくする。コイル積層体は、従来のボ
ビンと導線を一体化したもので、具体的な詳細構造は例
えば本出願人の提案にかかる特願平６−１２８５３１号
明細書に開示してある。ここでは、コイル積層体は３層
構造になっており、上層に一次巻線用平板コイル部２１
が割り当てられ、中層に二次巻線用平板コイル部２２が
割り当てられ、下層に補助巻線用平板コイル部２３が割
り当てられている。そして、図１０の回路図に対応し
て、一次巻線用平板コイル部２１はＮｐ、二次巻線用平
板コイル部２２はＮｓ、補助巻線用平板コイル部２３は
ＮBで機能を表している。磁束線３０は中足ギャップ部
１２を中心に複数の閉曲線で表現されたもので、中足コ
ア１１近傍では鎖交磁束密度が高く、中足コア１１から
離れると低くなっている。
【００１２】図２は補助巻線用平板コイル部２３の平面
図である。コイル形成面２３１は矩形であって、幅Ｗで
高さＨになっている。コア穴２３２は中央に形成されて
おり、その直径Ｄは中足コア１１の外径よりも大きくな
っている。導体パターン２３３はコア穴２３２を中心と
して渦巻き状に形成されたもので、ここではコア穴２３
２近傍ではなく外周部に２ターン形成されている。それ
ぞれの曲率半径をＲ１，Ｒ２とし、曲率中心をコア穴２
３２の中心Ｏに一致するとして、コイル形成面２３１の
端面とコア穴２３２との中間点（Ｗ＋Ｄ）／４との関係
で表すと、次の範囲にある。 Ｄ／２＜（Ｗ＋Ｄ）／４≦Ｒ２＜Ｒ１＜Ｗ／２ （２）
図である。コイル形成面２３１は矩形であって、幅Ｗで
高さＨになっている。コア穴２３２は中央に形成されて
おり、その直径Ｄは中足コア１１の外径よりも大きくな
っている。導体パターン２３３はコア穴２３２を中心と
して渦巻き状に形成されたもので、ここではコア穴２３
２近傍ではなく外周部に２ターン形成されている。それ
ぞれの曲率半径をＲ１，Ｒ２とし、曲率中心をコア穴２
３２の中心Ｏに一致するとして、コイル形成面２３１の
端面とコア穴２３２との中間点（Ｗ＋Ｄ）／４との関係
で表すと、次の範囲にある。 Ｄ／２＜（Ｗ＋Ｄ）／４≦Ｒ２＜Ｒ１＜Ｗ／２ （２）
【００１３】補助巻線用端子２３４は導体パターン２３
３の形成されているコイル形成面２３１で導体パターン
２３３の一端と接続されるものである。補助巻線用端子
２３５は接続パターン２３６を介して導体パターン２３
３の他端と接続されるものである。接続パターン２３６
は、導体パターン２３３と短絡することなく交差する必
要のあることから、他のコイル形成面に形成されたり、
あるいはジャンパー線に類似した構成により導体パター
ン２３３との絶縁をとりながらコイル形成面２３１に形
成される。
３の形成されているコイル形成面２３１で導体パターン
２３３の一端と接続されるものである。補助巻線用端子
２３５は接続パターン２３６を介して導体パターン２３
３の他端と接続されるものである。接続パターン２３６
は、導体パターン２３３と短絡することなく交差する必
要のあることから、他のコイル形成面に形成されたり、
あるいはジャンパー線に類似した構成により導体パター
ン２３３との絶縁をとりながらコイル形成面２３１に形
成される。
【００１４】尚、一次巻線用平板コイル部２１と二次巻
線用平板コイル部２２の平面図は図示しないが、導体パ
ターンがコイル形成面のコア穴側から外周部までほぼ均
一な密度で渦巻き状に形成される。図１の断面図に示す
ように、一次巻線用平板コイル部２１では６ターン、二
次巻線用平板コイル部２２では２ターンとなっている
が、これは電源の入力電圧Ｖinと出力電圧Ｖoutの比に
対応する巻線比とする為である。
線用平板コイル部２２の平面図は図示しないが、導体パ
ターンがコイル形成面のコア穴側から外周部までほぼ均
一な密度で渦巻き状に形成される。図１の断面図に示す
ように、一次巻線用平板コイル部２１では６ターン、二
次巻線用平板コイル部２２では２ターンとなっている
が、これは電源の入力電圧Ｖinと出力電圧Ｖoutの比に
対応する巻線比とする為である。
【００１５】このように構成された装置の動作について
説明する。フライバック用電源トランスではコアギャッ
ブを中足ギャップ部１２として形成するので、中足コア
１１に近いほど鎖交磁束密度が高い。従って、コア穴２
３２に近いほど導体パターン２３３とコアとの結合が良
くなる。補助巻線用平板コイル部２３ではコイル形成面
２３１の外周部に導体パターン２３３を配置しているの
で、コア穴２３２近傍に配置する場合に比較して鎖交磁
束密度が低くなる。そこで、見かけ上補助巻線側のイン
ピーダンスが高くなり、二次巻線側のインピーダンスに
近づく。すると図９に示す二次巻線電流Ｉｓと補助巻線
電流線ＩBが相似形となり、二次巻線側出力電圧の制御
性が従来に比較してよくなる。
説明する。フライバック用電源トランスではコアギャッ
ブを中足ギャップ部１２として形成するので、中足コア
１１に近いほど鎖交磁束密度が高い。従って、コア穴２
３２に近いほど導体パターン２３３とコアとの結合が良
くなる。補助巻線用平板コイル部２３ではコイル形成面
２３１の外周部に導体パターン２３３を配置しているの
で、コア穴２３２近傍に配置する場合に比較して鎖交磁
束密度が低くなる。そこで、見かけ上補助巻線側のイン
ピーダンスが高くなり、二次巻線側のインピーダンスに
近づく。すると図９に示す二次巻線電流Ｉｓと補助巻線
電流線ＩBが相似形となり、二次巻線側出力電圧の制御
性が従来に比較してよくなる。
【００１６】次に、補助巻線用平板コイル部２３と二次
巻線用平板コイル部２２とを近接させる効果について説
明する。スイッチング素子Ｑのオフ時にコア１０に貯え
られたエネルギは、磁束がコイルと鎖交することにより
コイルに伝送される。ここで、補助巻線用平板コイル部
２３を二次巻線用平板コイル部２２から離れた位置に配
置する場合を考えると、補助巻線にのみ鎖交する磁束が
発生する。すると、二次巻線側出力が補助巻線出力に反
映されず、間接制御特性が悪化するという課題を生ず
る。他方、補助巻線用平板コイル部２３と二次巻線用平
板コイル部２２とを近接させると、補助巻線にのみ鎖交
する磁束はほとんど存在しないから、間接制御特性が良
好になる。
巻線用平板コイル部２２とを近接させる効果について説
明する。スイッチング素子Ｑのオフ時にコア１０に貯え
られたエネルギは、磁束がコイルと鎖交することにより
コイルに伝送される。ここで、補助巻線用平板コイル部
２３を二次巻線用平板コイル部２２から離れた位置に配
置する場合を考えると、補助巻線にのみ鎖交する磁束が
発生する。すると、二次巻線側出力が補助巻線出力に反
映されず、間接制御特性が悪化するという課題を生ず
る。他方、補助巻線用平板コイル部２３と二次巻線用平
板コイル部２２とを近接させると、補助巻線にのみ鎖交
する磁束はほとんど存在しないから、間接制御特性が良
好になる。
【００１７】次に、導体パターンをコイル形成面２３１
に均一に配置した補助巻線用平板コイル部を用いたトラ
ンスとの比較により、本発明の動作について説明する。
図３は本発明との比較に用いられるトランスの構成断面
図，図４は図３のトランスにおける補助巻線用平板コイ
ル部２３の平面図である。ここで、導体パターン２３３
はコア穴２３２を中心として渦巻き状に形成されている
が、コア穴２３２近傍から外周部にかけて均一に分布す
るように２ターン形成されている。それぞれの曲率半径
をＲ３，Ｒ４とし、曲率中心をコア穴２３２の中心Ｏに
一致するとして表すと、次の範囲にある。 Ｄ／２＜Ｒ４≦（Ｗ＋Ｄ）／４＜Ｒ３＜Ｗ／２ （３）
に均一に配置した補助巻線用平板コイル部を用いたトラ
ンスとの比較により、本発明の動作について説明する。
図３は本発明との比較に用いられるトランスの構成断面
図，図４は図３のトランスにおける補助巻線用平板コイ
ル部２３の平面図である。ここで、導体パターン２３３
はコア穴２３２を中心として渦巻き状に形成されている
が、コア穴２３２近傍から外周部にかけて均一に分布す
るように２ターン形成されている。それぞれの曲率半径
をＲ３，Ｒ４とし、曲率中心をコア穴２３２の中心Ｏに
一致するとして表すと、次の範囲にある。 Ｄ／２＜Ｒ４≦（Ｗ＋Ｄ）／４＜Ｒ３＜Ｗ／２ （３）
【００１８】図５は負荷電流Ｉoutと出力電圧Ｖoutの関
係を示すロードレギュレーションの特性図で、■は本発
明の実施例、□は比較例を示している。ここでは、負荷
電流Ｉoutが定格値１００％のとき出力電圧Ｖoutが定格
値となるように調整されている。負荷電流Ｉoutが定格
値に比べて低い軽負荷状態では、出力電圧Ｖoutが定格
値に比較して増加するが、その程度は比較例に比較して
本発明の実施例のほうが３０％程度低い。例えば、負荷
電流Ｉoutが定格値の２０％のとき、比較例の出力電圧
Ｖoutは定格値の１０７％であるが、本発明の実施例で
は１０５％になっている。
係を示すロードレギュレーションの特性図で、■は本発
明の実施例、□は比較例を示している。ここでは、負荷
電流Ｉoutが定格値１００％のとき出力電圧Ｖoutが定格
値となるように調整されている。負荷電流Ｉoutが定格
値に比べて低い軽負荷状態では、出力電圧Ｖoutが定格
値に比較して増加するが、その程度は比較例に比較して
本発明の実施例のほうが３０％程度低い。例えば、負荷
電流Ｉoutが定格値の２０％のとき、比較例の出力電圧
Ｖoutは定格値の１０７％であるが、本発明の実施例で
は１０５％になっている。
【００１９】図６は入力電圧Ｖinと出力電圧Ｖoutの関
係を示すラインレギュレーションの特性図で、■は本発
明の実施例、□は比較例を示している。ここでは、入力
電圧Ｖinが定格値１００Ｖのとき出力電圧Ｖoutが概ね
同一の１０１％となるように調整されている。入力電圧
Ｖinが定格値に比べて高い状態では、出力電圧Ｖoutが
定格値に比較して増加するが、その程度は比較例に比較
して本発明の実施例のほうが５０％程度低い。例えば、
入力電圧Ｖinが３００Ｖのとき、比較例の出力電圧Ｖou
tは定格値の103.5％であるが、本発明の実施例では102.
0％になっている。
係を示すラインレギュレーションの特性図で、■は本発
明の実施例、□は比較例を示している。ここでは、入力
電圧Ｖinが定格値１００Ｖのとき出力電圧Ｖoutが概ね
同一の１０１％となるように調整されている。入力電圧
Ｖinが定格値に比べて高い状態では、出力電圧Ｖoutが
定格値に比較して増加するが、その程度は比較例に比較
して本発明の実施例のほうが５０％程度低い。例えば、
入力電圧Ｖinが３００Ｖのとき、比較例の出力電圧Ｖou
tは定格値の103.5％であるが、本発明の実施例では102.
0％になっている。
【００２０】図７は本発明の変形実施例を説明するトラ
ンスの構成断面図である。ここではコア１０にＥＩ型コ
アを用いている。そこで、中足ギッャプ部１２が中足コ
ア１１の下端に位置している。また、ここではコイル積
層体は５層構造であり、中央の第３層に補助巻線用平板
コイル部２３を収容し、これを挟む第２層と第４層に二
次巻線用平板コイル部２２を設けている。一次巻線用平
板コイル部２１については、外側となる第１層と第５層
に配置して、サンドイッチ状の対称性のよい構造となっ
ている。また、このように二次巻線用平板コイル部２２
を二層設ける場合には、それぞれを独立した二次巻線と
して取り扱うことで２出力型の電源に用いることがで
き、また両者を並列若しくは直列に接続して１出力とし
て取り扱ってもよい。
ンスの構成断面図である。ここではコア１０にＥＩ型コ
アを用いている。そこで、中足ギッャプ部１２が中足コ
ア１１の下端に位置している。また、ここではコイル積
層体は５層構造であり、中央の第３層に補助巻線用平板
コイル部２３を収容し、これを挟む第２層と第４層に二
次巻線用平板コイル部２２を設けている。一次巻線用平
板コイル部２１については、外側となる第１層と第５層
に配置して、サンドイッチ状の対称性のよい構造となっ
ている。また、このように二次巻線用平板コイル部２２
を二層設ける場合には、それぞれを独立した二次巻線と
して取り扱うことで２出力型の電源に用いることがで
き、また両者を並列若しくは直列に接続して１出力とし
て取り扱ってもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補助巻線では導線パターンをコア穴から離れた外周部に
設けており、他方鎖交磁束密度はコア近傍に比較して外
相部では低いから、補助巻線とコアとの電磁的結合が弱
い。そこで、補助巻線側のインピーダンスが二次巻線側
と同じ程度まで高くなり、フライバック型コンバータに
おいて、間接帰還型の出力電圧安定化回路によっても制
御性が良好になるという効果がある。
補助巻線では導線パターンをコア穴から離れた外周部に
設けており、他方鎖交磁束密度はコア近傍に比較して外
相部では低いから、補助巻線とコアとの電磁的結合が弱
い。そこで、補助巻線側のインピーダンスが二次巻線側
と同じ程度まで高くなり、フライバック型コンバータに
おいて、間接帰還型の出力電圧安定化回路によっても制
御性が良好になるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すトランスの構成断面図
である。
である。
【図２】補助巻線用平板コイル部２３の平面図である。
【図３】本発明との比較に用いられるトランスの構成断
面図である。
面図である。
【図４】図３のトランスにおける補助巻線用平板コイル
部２３の平面図である。
部２３の平面図である。
【図５】負荷電流Ｉoutと出力電圧Ｖoutの関係を示すロ
ードレギュレーションの特性図である。
ードレギュレーションの特性図である。
【図６】入力電圧Ｖinと出力電圧Ｖoutの関係を示すラ
インレギュレーションの特性図である。
インレギュレーションの特性図である。
【図７】本発明の変形実施例を説明するトランスの構成
断面図である。
断面図である。
【図８】従来の直接帰還型の安定化電源の回路図であ
る。
る。
【図９】図８の装置の動作を説明する波形図である。
【図１０】従来の間接帰還型の安定化電源の回路図であ
る。
る。
１０ コア １１ 中足コア １２ 中足ギャップ部 ２１ 一次巻線用平板コイル ２２ 二次巻線用平板コイル ２３ 補助巻線用平板コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−3132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−154152（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−188304（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 30/00 - 38/42
Claims (1)
- 【請求項１】一次巻線（Ｎｐ）に印加される直流電圧
（Ｖin）をスイッチング素子（Ｑ）によりオンオフし、
二次巻線（Ｎｓ）に誘起されるスイッチング信号を整流
平滑化して負荷（ＲL）に供給すると共に、この負荷に
供給される出力電圧（Ｖout)を補助巻線（ＮB）に誘起
されるスイッチング信号を用いて検出し、当該出力電圧
が安定化されるように前記スイッチング素子に制御信号
を送るフライバック型コンバータにおいて、 前記一次巻線、二次巻線並びに補助巻線をコイル積層体
の各コイル形成面に形成すると共に、一次巻線と二次巻
線については当該コイル形成面のコア穴を中心として外
周部までほぼ均一に渦巻状の導線パターンを形成し、補
助巻線については当該コイル形成面の外周部近傍にのみ
導線パターンを形成することを特徴とするプリントコイ
ル形トランスを用いたスイッチング電源装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14907894A JP3244210B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | プリントコイル形トランスを用いたスイッチング電源装置 |
| TW084105804A TW282594B (ja) | 1994-06-30 | 1995-06-08 | |
| US08/492,176 US5659461A (en) | 1994-06-30 | 1995-06-19 | Switching power supply using printed coil type transformer |
| DE19523976A DE19523976A1 (de) | 1994-06-30 | 1995-06-30 | Schaltnetzteil mit einem Transformator aus gedruckten Spulen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14907894A JP3244210B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | プリントコイル形トランスを用いたスイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817658A JPH0817658A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3244210B2 true JP3244210B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=15467217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14907894A Expired - Lifetime JP3244210B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | プリントコイル形トランスを用いたスイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3244210B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3866213B2 (ja) | 2003-03-31 | 2007-01-10 | 富士通株式会社 | 電源モジュール及びこれを使用した電子装置 |
| JP2008177486A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Matsushita Electric Works Ltd | トランス |
| JP5311462B2 (ja) * | 2008-10-10 | 2013-10-09 | Ｆｄｋ株式会社 | 多層基板トランス |
| JP6398287B2 (ja) * | 2014-04-22 | 2018-10-03 | 富士通株式会社 | プレーナ型変圧装置及びスイッチング電源回路 |
| EP3149749A1 (en) * | 2014-05-28 | 2017-04-05 | Abb Ag | A switching converter circuit with an integrated transformer |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP14907894A patent/JP3244210B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0817658A (ja) | 1996-01-19 |
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