JP4676974B2 - Method for adjusting mutual inductance and transformer adjusted by the method - Google Patents
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Description
本発明は、相互インダクタンスの調整方法に関し、特に、トランスのメインコアに巻回している隣り合った巻線間の相互インダクタンスを増減する方法に関する。 The present invention relates to a method for adjusting mutual inductance, and more particularly, to a method for increasing or decreasing mutual inductance between adjacent windings wound around a main core of a transformer.
多くの液晶表示装置において、冷陰極蛍光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)が主たる光源として用いられる。冷陰極蛍光管は高電圧で駆動するものであり、点灯にはインバータ回路が用いられる。従来、昇圧素子として1つのインバータトランスによって1つの放電管を点灯させる点灯回路が用いられている。液晶ディスプレイのような大きな面光源には多数の放電管が使用されているが、それらを点灯させる際には、従来は昇圧トランス毎に1つの放電管を点灯させるトランスと駆動回路などを本数に比例して使用していたため、インバータ回路は煩雑なものとなっていた。近年、液晶ディスプレイ用のバックライトはさらに大型化が進み、それに伴い1つのバックライトにさらに多くの放電管を用いるようになったが、近年は面光源用のインバータ回路の昇圧トランスの数を減らして多数の放電管を同時に点灯するような多灯点灯回路に変ってきたために、小型で大電力の出力が可能な昇圧トランスが求められていた。 In many liquid crystal display devices, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) is used as a main light source. The cold cathode fluorescent tube is driven at a high voltage, and an inverter circuit is used for lighting. Conventionally, a lighting circuit for lighting one discharge tube by one inverter transformer is used as a boosting element. A large number of discharge tubes are used for large surface light sources such as liquid crystal displays. Conventionally, when lighting them, the number of transformers and driving circuits that turn on one discharge tube for each step-up transformer is increased. Since it was used in proportion, the inverter circuit was complicated. In recent years, backlights for liquid crystal displays have further increased in size, and as a result, more discharge tubes have been used for one backlight. In recent years, however, the number of step-up transformers for inverter circuits for surface light sources has been reduced. Therefore, there has been a demand for a step-up transformer that is compact and capable of outputting a large amount of power.
図13は、従来の多灯点灯用の昇圧トランスの一例を示す斜視図である。このトランス300は2つのEの字形コア31、31とIの字形コア32とを組み合わせて構成されている。一次巻線301と二次巻線302とを巻回したボビン30の中空穴にIの字形コア32を挿入し、ボビン30の軸方向の両端側に、それぞれEの字形コア31、31を対向して取り付けている。図14は、この昇圧トランスを用いた回路図である。二次巻線302、302にはそれぞれの一端に放電管が接続され、他端が接地されており、一次巻線301に電圧を印加すると、磁束が発生し、二次巻線302、302に高電圧を発生させて放電管を点灯させる。一次巻線301及び二次巻線302間の結合係数Kが高い場合、図14は図15の等価回路で表される。図16は、図15の回路における放電管の電流の流れ方を説明する回路図である。図示したように、出力電流Iは放電管に分流する負荷電流I1とI2との和である。放電管の負性抵抗特性の存在により相互インダクタンスで結合された一方の二次巻線に多くの電流が流れ、そちら側の放電管の電流が多くなると放電管の電圧が低下し、相互インダクタンスで結合された他方の放電管の電圧まで低下させてしまうので、相互インダクタンスにより結合された二次巻線302及び二次巻線302の個々の放電管を流れる管電流にアンバランスをきたしてしまう。そのため、複数の放電管の電流が不均一になり、複数の放電管を均等に点灯させることができなくなることがある。
FIG. 13 is a perspective view showing an example of a conventional step-up transformer for lighting multiple lamps. The
図17は、従来の他のトランスの一例を示す断面図である。このトランス400は、上下に並列接続された一次巻線401と二次巻線402とを巻回したボビン40の中空穴に2つのUの字形コア41、41を対向してそれぞれの脚を挿入して磁気的に結合させた構成をしている。図18は、この昇圧トランスを用いた回路図である。二次巻線402、402それぞれの両端に放電管を接続し、一次巻線401に電圧を印加すると、磁束が発生し、二次巻線402、402に高電圧を発生させて放電管を点灯させる。この際、一次巻線401及び二次巻線402間の結合係数Kが高い場合、図18は、やはり、図19ないし図20の等価回路で表される。図20は、図19の回路における放電管の電流の流れ方を説明する回路図である。このトランス400においては、実質的に放電管を一つの巻線に並列に接続したものと同じ作用を有することになり、前記従来例と同様に一方の放電管の電流が増えると他方の放電管の電流が減るという現象が生じ、個々の放電管の電流にアンバランスを来たすため、複数の放電管の電流が不均一になり、複数の放電管を均等に点灯させることができない。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of another conventional transformer. In this
以上の従来技術によれば、複数の二次巻線同士の結合係数Kが高いと、二次巻線の出力は並列接続と等価またはそれに近い状態になり、二次巻線に流れる電流は互いに等しくならないように変化するシーソー現象を起こして等しくならない。一方、この構造のまま結合係数Kを下げると、一次巻線と二次巻線との結合係数も低くなり、二次巻線の漏れインダクタンスが増えるために、一次巻線側から見た力率を高くすることができない。このことは、一次巻線の銅損を増やしてトランスの変換効率を低下させることを意味し、また、トランスが出力できる電力も大きくできないことを意味する。 According to the above prior art, when the coupling coefficient K between the plurality of secondary windings is high, the output of the secondary windings is equivalent to or close to the parallel connection, and the currents flowing through the secondary windings are mutually connected. Seesaw phenomenon that changes so as not to be equal, and does not become equal. On the other hand, if the coupling coefficient K is lowered with this structure, the coupling coefficient between the primary winding and the secondary winding also decreases, and the leakage inductance of the secondary winding increases, so the power factor seen from the primary winding side. Can not be raised. This means that the copper loss of the primary winding is increased to reduce the conversion efficiency of the transformer, and the power that can be output from the transformer cannot be increased.
図21は従来の他のトランスの一例を示す斜視図である。このトランス500は、センターコア51とサイドコア52、52とが個々に独立して組み合わされたコアを用い、センターコア51に一次巻線501を巻回し、二次巻線502及び二次巻線502の出力電圧の位相差が180度になるように、サイドコア52、52に二次巻線502、502を巻回して構成されている。このトランス500の結合係数はあまり良いとは言えず、また、二次巻線502、502の出力側に共振回路が組み込まれている場合、共振回路の共振周波数がずれると、二次巻線502、502に流れる電流も等しくならないという問題がある。また、二次巻線502、502のそれぞれが一次巻線501によって発生された磁束を受けるのであるが、それぞれの二次巻線502、502は巻数が多く自己共振周波数がインバータ回路の駆動周波数に近いことから、二次巻線は分布定数状の遅延回路を形成し、互いに逆向きに走る進行波P1とP2とが衝突して、誘導磁束が相殺されてしまうため、昇圧比を高くできないという問題もある。上記問題を避けるために、二次巻線502、502の相対的に反射する磁束の影響を受けないように、二次巻線502の自己共振周波数を高くしなければならない。二次巻線502の自己共振周波数を高めるには、セクション巻きの分割数を増やさなければならず、それによって今度は結合係数を下げてしまう問題が生じる。
FIG. 21 is a perspective view showing an example of another conventional transformer. The
図22は、従来の他のトランスの一例を示す斜視図である。このトランス600は、両側に配置された腹部両端より2つの脚部を伸長した2つのコの字形コア61、61と中央に配置されたIの字形コア62とをそなえ、コの字形コア61、61のそれぞれの2つの脚部を対応するボビンに挿入し、相対する一方の2つのボビンに一次巻線601、601が巻回され、相対する他方の2つのボビンに二次巻線602、602が巻回されている。このトランス600の構成によれば、2つの二次巻線602、602がそれぞれ閉路状をし、上記形態の二次巻線同士が結合してしまう問題を防止することができるが、Iの字形コア62の断面積とコの字形コア61、61の腹部の断面積とはほぼ同じであり、また、この図では詳細に記されていないがコア62の断面積は実際にはコの字形コアの断面積の2倍である必要があり、さらにこの構成では、コア断面積を調整して結合係数Kを高めることができず、また漏れインダクタンスを小さくして出力を大きくすることができないし、進行波の衝突による悪影響を排除することもできない。
FIG. 22 is a perspective view showing an example of another conventional transformer. This
図23は、従来の他のトランスの一例を示す平面図である。このトランス700は、コの字形コア71とIの字形コア72とによって閉路状に形成され、Iの字形コア72が挿入されたボビン70に一次巻線と二次巻線とが隣り合わせて、かつ近接して併置されているために、二次巻線が一次巻線に対して密結合・疎結合構成になる一次巻線701、二次巻線702を巻回して構成されている。二次巻線702の一次巻線701に近い一端側(密結合端)にある進行波の大きさは、二次巻線702の一次巻線701に遠い他端側(疎結合端)にある進行波の大きさより大きく、進行波の衝突による悪影響を受け難いため、二次巻線702の巻き数を調整して望ましい結合状態を得ることができる。このトランス700においては、二次巻線702側の共振回路のQ値を高くし、二次巻線702と放電管(図示せず)との間の寄生容量や補助容量の間に共振を起こさせることによって一次巻線側の励磁電流を減らすことができ、その結果、一次巻線701の巻き数を減らすことができ、銅損を減らすことができる。よって、小型化でき、且つ効率が高いインバータ回路を構成することができる。しかし、この従来例の構造では一次巻線と二次巻線との距離が物理的に離れているために、二次巻線上に、一次巻線に対して密結合になる部分及び疎結合になる部分を形成することが難しかった。
FIG. 23 is a plan view showing an example of another conventional transformer. The
また、液晶テレビ用面光源のように多数の放電管を点灯させる場合、二次巻線側の共振回路のQ値をむやみに高くすると、各昇圧トランスの二次巻線側の共振周波数は少なからず違ってしまい、各放電管の管電流が等しくならないという問題を起こすことがある。そのために二次側共振回路のQ値を低くして力率が悪い状態で妥協し、効率を悪化させて対処しなければならなくなる。従って、現在の多くの昇圧トランスは低いQ値に設定されており、効率を犠牲にしている。
本発明は、上記の問題点を解消しようとするものであり、隣り合った巻線の間の相互インダクタンスを効果的に調整し、誘導巻線に流れる電流を均一にして安定化させ、かつ、出力を増大できるとともに変換効率を高くすることができる相互インダクタンスの調整方法を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above problems, effectively adjust the mutual inductance between adjacent windings, uniformize and stabilize the current flowing through the induction winding, and An object of the present invention is to provide a mutual inductance adjusting method capable of increasing the output and increasing the conversion efficiency.
上記目的を達成するため、本発明は、複数の一次巻線と複数巻線とを有するトランスに用いられる方法であって、(A)メインコアに前記一次巻線同士、及び、前記二次巻線同士を隣り合わせて巻回する段階と、(B)前記メインコアの断面積より小さい断面積のサブコアを用意する段階と、(C)前記サブコアを、前記メインコアに近接して隣り合わせて巻回された前記一次巻線同士、及び、前記二次巻線同士の間に配置する段階と、(D)隣り合わせて巻回された前記一次巻線同士、及び、前記二次巻線同士の間に発生する相互インダクタンスを構成する主磁束のみを分裂させ、且つ、複数の前記二次巻線の自己共振周波数が低くなり過ぎないように、前記サブコア及び前記メインコアの間の相対的な位置を調整して、前記一次巻線同士、及び、前記二次巻線同士の相互インダクタンスを減少させる段階と、を含む、前記メインコアに隣り合わせて巻回される前記一次巻線同士、及び、前記二次巻線同士の間の相互インダクタンスを調整する方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is a method used in a transformer having a plurality of primary windings and a plurality of windings, wherein (A) the primary windings and the secondary windings are provided on a main core. Winding the wires adjacent to each other; (B) preparing a sub-core having a smaller cross-sectional area than the main core; and (C) winding the sub-core adjacent to the main core. Between the primary windings and the secondary windings, and (D) between the primary windings wound next to each other and between the secondary windings. The relative position between the sub-core and the main core is adjusted so that only the main magnetic flux constituting the generated mutual inductance is split and the self-resonant frequencies of the plurality of secondary windings do not become too low. And the primary windings And reducing the mutual inductance between the secondary windings, the primary windings wound next to the main core, and the mutual inductance between the secondary windings. Provide a way to adjust.
前記段階(B)ではさらに、前記サブコアの断面積が前記メインコアの実効断面積以下である前記サブコアを用意することが好ましい。 In the step (B), it is further preferable to prepare the sub-core in which the cross-sectional area of the sub-core is equal to or less than the effective cross-sectional area of the main core.
前記段階(A)ではさらに、前記サブコアから離れた部分のメインコアの断面積が、前記メインコアの実効断面積以上であるように回巻することが好ましい。 In the step (A), it is further preferable that the winding is performed so that the cross-sectional area of the main core at a portion away from the sub-core is equal to or larger than the effective cross-sectional area of the main core.
前記段階(A)では、隣り合わせて巻回された一次巻線が、例えば、外部回路などを介して直列に接続されることが好ましい。 In the step (A), the primary windings wound next to each other are preferably connected in series via an external circuit, for example.
また、前記段階(A)では、前記メインコアの一方の側に複数の前記一次巻線を隣り合った巻線として隣り合った関係に巻回し、他方の側に複数の前記二次巻線を前記隣り合った巻線として隣り合った関係に巻回し、前記段階(C)では、前記サブコアを、複数の前記一次巻線の間に配置するように前記メインコアに跨って設けることができる。 In the step (A), a plurality of primary windings are wound in an adjacent relationship as adjacent windings on one side of the main core, and a plurality of secondary windings are wound on the other side. In the step (C), the sub-core can be provided across the main core so as to be disposed between the plurality of primary windings.
また、前記段階(A)では、前記メインコアの一方の側に複数の前記一次巻線を隣り合った関係に巻回し、他方の側に複数の前記二次巻線を隣り合った関係に巻回し、前記段階(C)では、前記サブコアを、前記二次巻線の間に配置するように前記メインコアに跨って設けることができる。 In the step (A), a plurality of the primary windings are wound in an adjacent relationship on one side of the main core, and a plurality of the secondary windings are wound in an adjacent relationship on the other side. In the step (C), the sub-core may be provided across the main core so as to be disposed between the secondary windings.
前記段階(D)では、前記メインコアと前記サブコアとの相対的な位置を調整することが、前記メインコアと前記サブコアとの接触面積を調整するように行なわれる。 In the step (D), adjusting a relative position between the main core and the sub-core is performed so as to adjust a contact area between the main core and the sub-core.
また、前記段階(D)では、前記メインコアと前記サブコアとの相対的な位置を調整することが、前記メインコアと前記サブコアとの間のギャップを調整するように行われることもできる。 In the step (D), the relative position between the main core and the sub core may be adjusted so as to adjust the gap between the main core and the sub core.
また、前記段階(D)では、前記メインコアと前記サブコアとの相対的な位置を調整することが、前記サブコアが前記メインコアの上にあるときの前記サブコア及び前記メインコアの間のギャップを調整するように行われることもできる。 Further, in the step (D), adjusting a relative position between the main core and the sub core may be performed by setting a gap between the sub core and the main core when the sub core is on the main core. It can also be done to adjust.
また、前記段階(B)では、前記サブコアを、2つのサブコアを隙間をおいて一直線に配置するように用意し、前記段階(D)では、前記メインコアと前記サブコアとの相対的な位置を調整することが、2つの前記サブコアの間の隙間を調整するように行われることもできる。 Further, in the step (B), the sub-core is prepared so that two sub-cores are arranged in a straight line with a gap, and in the step (D), the relative positions of the main core and the sub-core are determined. Adjusting can also be done to adjust the gap between the two sub-cores.
また、本発明は他の観点によれば、上記のいずれかの方法により調整される昇圧トランスを提供することができる。 According to another aspect, the present invention can provide a step-up transformer adjusted by any one of the above methods.
本発明の方法によれば、メインコアとメインコアの断面積より小さい断面積をしたサブコアとを用いることにより、メインコアに巻回した複数の巻線の間に発生する相互インダクタンスのうち、一次巻線と二次巻線とを貫く主磁束を維持し、一次巻線同士または二次巻線同士を貫く主磁束が減少するようにし、かつ、二次巻線の自己共振周波数が低くなり過ぎないように、サブコア及びメインコアの間の相対的な位置を調整することにより、メインコアに巻回した隣り合った巻線同士の間の相互インダクタンスを減らすことができると同時に、二次巻線の自己インダクタンスの大きさが大きくなり過ぎないように、すなわち、自己共振周波数が低くなり過ぎないように調整することができる。 According to the method of the present invention, by using the main core and the sub-core having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the main core, the primary inductance among the mutual inductances generated between the plurality of windings wound around the main core. Maintains the main magnetic flux that passes through the winding and secondary winding, reduces the main magnetic flux that passes between primary windings or between secondary windings, and the self-resonant frequency of the secondary winding becomes too low By adjusting the relative position between the sub-core and the main core so as to reduce the mutual inductance between adjacent windings wound around the main core, the secondary winding The self-inductance can be adjusted so that the self-inductance does not become too large, that is, the self-resonance frequency does not become too low.
また、複数の巻線の間の相互インダクタンスを調整し、一方の実効磁路を短く、他方を長くすることにより、一次巻線側の励磁電流を減らすとともに他方の実効磁路をより長くし、疎・密結合を備えた構成を得ることができる。さらに一次巻線同士を直列に接続することによって、複数の巻線に流れる電流を均一にして安定化させることができる。 Also, by adjusting the mutual inductance between multiple windings, shortening one effective magnetic path and lengthening the other, reducing the excitation current on the primary winding side and making the other effective magnetic path longer, A configuration with loose and tight coupling can be obtained. Further, by connecting the primary windings in series, the current flowing through the plurality of windings can be made uniform and stabilized.
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同じ構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the component which has the same structure and function, the same number is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る方法を用いた第1の実施例のトランスを示す平面図である。図2は、図1の正面断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing a transformer of a first example using the method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front sectional view of FIG.
なお、本発明は主として方法に関する発明であるが、本方法を用いて調整するトランスに関して量産が行われる場合にはコスト、大量生産の都合上から調整方法を固定化した物に置き換えられることがある。 In addition, although this invention is mainly invention regarding a method, when mass production is performed about the transformer adjusted using this method, it may be replaced with the thing which fixed the adjustment method from the convenience of cost and mass production. .
まず、トランス100は、それぞれが腹部のX方向の両端より直角に2つの脚部を伸長させた2つのコの字形コア110、110を口の字形の閉路状に組み合わせたメインコア11を備えている。2つのコの字形コア110、110のそれぞれの2つの脚部は一側面より切り欠いて細くし、それぞれの一方の脚部を、複数の巻線10として例えば一次巻線111、111を巻回したボビン13、13の中空穴に挿入し、それぞれの他方の脚部を、二次巻線112、112を巻回したボビン14、14の中空穴に挿入する。2つのコの字形コア110に巻回された一次巻線111、111と二次巻線112、112がそれぞれ直列に接続されるように2つのコの字形コア110、110が対向して設けられ、棒状サブコア12が、2つのコの字形コア110の2つの脚部に跨って配置され、口の字形メインコア11と棒状サブコア12とは略「日」の字形に組み合わされている。サブコア12は、その断面積121がメインコア11の断面積よりも小さくなるように形成されている。ここで、サブコア12の軸はX方向である。
First, the
このトランス100では、サブコア12の断面積121がメインコア11の実効断面積113以下、例えばメインコア11の実効断面積113の2分の1以下であることが好ましい。また、サブコア12から離れたメインコアの断面積114が、メインコア11の実効断面積113以上であることが好ましい。
In the
上記したように、サブコア12をメインコア11に近接してメインコア11の二次巻線112、112の間に配置する。この例では、コの字形コア110、110の脚部の向かい合ったところにサブコア12をメインコア11と接触するように配置する。次いで、サブコア12をX方向に沿ってメインコア11に対して移動させて、二次巻線112、112の相互インダクタンスによる磁束を分離し、隣り合った巻線10、10の間の主磁束が十分に分断されるようにメインコア11とサブコア12との間の相対的な位置を調整する。しかしながら、完全な閉磁路を構成してしまうと二次巻線の自己インダクタンスが増大し過ぎ、自己共振周波数が低下してしまうので、この場合は自己共振周波数がある程度高くなるようにサブコアをメインコアから離す。
As described above, the sub-core 12 is disposed close to the
このようにして、隣り合った巻線同士の間の相互インダクタンスが極力減少するように、メインコア11とサブコア12との対向面積122を変化させる。
In this way, the facing
次いで、接着剤などにより、サブコア12をメインコア11上に固定させる。
Next, the sub-core 12 is fixed on the
隣り合った巻線10、10同士の間に配置したサブコア12の形状をどのくらいにすれば、隣り合った巻線間の相互インダクタンスを十分に減らすことができるかは数式1により見積もることができる。結果的に、相当に細くて良いということがわかる。
磁気回路の長さ=磁束の物理距離/コアの断面積 ・・・(数式1)
隣り合った巻線10、10の一方の実効的な磁気回路の長さ(磁路長)を長くし、他方の磁路長を短くすることにより、トランス100の磁気回路が疎結合及び密結合構成を併せて備えることができる。
It can be estimated by Equation 1 how much the shape of the sub-core 12 disposed between the
Magnetic circuit length = physical distance of magnetic flux / cross-sectional area of core (Equation 1)
By increasing the length (magnetic path length) of one effective magnetic circuit of
本発明では、メインコア11のサブコア12から離れた部分の断面積114は、メインコア11の実効断面積113以上であるので、一次巻線111、111寄りの二次巻線112、112が密結合になり、サブコア12寄りの二次巻線112、112は疎結合になる。この結果、磁路として見た場合の離れた部分、即ち疎結合部分から進入する進行波が減り、定在波を形成しないようにすることができる。また、結合係数が高くできることは、図示していないが二次側の漏れインダクタンスと放電管の寄生容量との間で共振させた場合に、一次巻線側から見た励磁電流を減らすことを意味し、その結果トランスの発熱を減らすことができることになる。
In the present invention, since the
図3、4は、本発明の第1の実施の形態に係る方法を用いた第2の実施例のトランスを示す斜視図及び正面断面図である。このトランスの構成は、記第1の実施例の構成とほぼ同様であるが、サブコア12をメインコア11と接触させずにギャップ123を空けてコの字形コア110、110それぞれの腹部と平行にメインコア11の2つの脚部に跨って設ける構成をしており、隣り合った巻線10、10としては、一次巻線111、111である。この構成によれば、上記の例と同様に隣り合った巻線同士の相互インダクタンスを調整することができる効果を有する。
3 and 4 are a perspective view and a front sectional view showing a transformer of a second example using the method according to the first embodiment of the present invention. The configuration of this transformer is almost the same as the configuration of the first embodiment, but the sub-core 12 is not brought into contact with the
図5、6は、本発明の第1の実施の形態に係る方法を用いた第3の実施例のトランスを示す斜視図である。このトランスの構成は、前記実施例の構成とほぼ同様であるが、サブコア12を、メインコア11と接触させずにギャップ123を空けてX方向に動かし、サブコア12がメインコア11の上に位置したときの対向面積124を調整し、コの字形コア110、110のそれぞれの腹部と平行にメインコア11の2つの脚部に跨って設ける構成をしている。サブコア12をX方向に前後に動かしてサブコア12とメインコア11とのギャップ123を変えること、即ちサブコア12のメインコア11に対する対向面積124を変えることにより、隣り合った巻線同士による相互インダクタンスを極力減らすように調整することができる。したがって、前記実施例と同様に、疎・密結合構成を備えることができるので、二次巻線の相互インダクタンスの影響をなくすようにギャップ123や対向面積124を変えることにより、放電管(図示せず)に流れる電流を等しく安定化させることができる。
5 and 6 are perspective views showing a transformer of a third example using the method according to the first embodiment of the present invention. The configuration of this transformer is almost the same as the configuration of the above embodiment, but the sub-core 12 is moved in the X direction with a
なお、隣り合った複数の巻線10、10は、例えば外部回路20を介して直列接続させる。このように接続させることによって、2つある二次巻線の出力電圧が等しくなるように均衡する効果が生じるので、出力電流が等しく安定化することに寄与する。複数の巻線10、10は外部回路を通さず、直接トランスのボビン内で接続されても良い。
The
また、図7は、本発明の第1の実施の形態に係る方法を用いた第4の実施例のトランスを示す平面図である。このトランスは、平面視で2つの棒状サブコア12a、12bを、隙間Dを空けて一直線に並べ、2つのコの字形コアによって矩形に形成された閉路状メインコア11に跨って配置しているほかは、前記実施例の構成とほぼ同様である。このトランスは、2つのサブコア12a、12bの間の隙間Dを調整することにより、隣り合った巻線同士による相互インダクタンスを極力減らすように調整することができる。したがって、前記実施例と同様の効果が得られる。
FIG. 7 is a plan view showing a transformer of a fourth example using the method according to the first embodiment of the present invention. In this transformer, two rod-like sub-cores 12a and 12b are arranged in a straight line with a gap D in plan view, and arranged across a closed
図8は、本発明の第1の実施の形態に係る方法を用いた第5の実施例のトランスを示す平面図である。このトランスは、平面視で棒状サブコア12を、2つのコの字形コアによって矩形に形成された閉路状メインコア11に跨って配置する。棒状サブコア12を軸としてメインコア11の両側に、それぞれ一次巻線111と二次巻線112とを巻回している。ここで、一次巻線111、111は、1本のコイルを巻回して形成されている。二次巻線112は、隣り合った巻線10とする。このトランスは、サブコア12をメインコア11に対して動かして位置を調節した後に設けることにより、疎結合及び密結合を備えた構成にすることができるので、前記実施例のトランスと同様に高効率でハイパワーでありかつ電流を等しく安定化させることができる。
FIG. 8 is a plan view showing a transformer of a fifth example using the method according to the first embodiment of the present invention. In this transformer, the rod-shaped
図9は、本発明の第1の実施の形態に係る方法を用いた第6の実施例のトランスを示す平面図である。このトランスは、コの字形コア及び棒状コアを組み合わせた矩形メインコア11の、サブコア12を軸として両側にそれぞれ、サブコア12に近接させて二次巻線112、112を隣り合わせて巻回し、サブコア12から離して一次巻線111、111を1本のコイルで巻回して形成されている。このトランスは、メインコア11に跨って設けられたサブコア12をメインコア11に対してX方向に沿って動かして位置を調節した後に設け、疎結合及び密結合を備えた構成にすることができるので、前記実施例のトランスと同様に高効率でハイパワーでありかつ電流を等しく安定化させることができる。
FIG. 9 is a plan view showing a transformer of a sixth example using the method according to the first embodiment of the present invention. This transformer has a rectangular
図10は、本発明の第1の実施の形態に係る方法を用いた第7の実施例のトランスを示す平面図である。このトランスは、図8の例と違って、サブコア12を軸としてメインコア11の両側にそれぞれ、サブコア12に近接させて一次巻線111、111を1本のコイルで隣り合わせて巻回し、サブコア12から離して二次巻線112、112をそれぞれコイルの両端に接続させて巻回している。このトランスは、メインコア11に跨って設けられたサブコア12をメインコア11に対して動かして位置を調節した後に設けることにより、隣り合った巻線10の磁気回路を長くして磁気抵抗を大きくし、疎結合構成とし、疎結合及び密結合を備えた構成にすることができるので、巻線同士間の相互インダクタンスを調整することにより、前記実施例のトランスと同様に高効率でハイパワーでありかつ電流を等しく安定化させることができる。
FIG. 10 is a plan view showing a transformer of a seventh example using the method according to the first embodiment of the present invention. Unlike the example of FIG. 8, the transformer is configured such that the
本発明はさらに他の第2の実施の形態に係る方法を提供することができる。 The present invention can provide a method according to still another second embodiment.
第2の実施の形態に係る方法は、前記第1の実施の形態に係る方法とほぼ同じであるが、メインコアにはとりわけ、磁気抵抗が大きい疎結合端と、それぞれ疎結合端から離れて磁気抵抗が小さい2つの密結合端とを有するメインコアを用意する。次いで、2つの密結合端のそれぞれと疎結合端との間にそれぞれ巻線を隣り合わせて巻回する。そして、隣り合わせた巻線のインダクタンスによる相互インダクタンスが小さくなるように、密結合端の断面積を変化させ、密結合端の断面積を疎結合端の実効断面積よりも大きくする。以上により、一次巻線や二次巻線などの隣り合わせた巻線同士の相互インダクタンスを調整することができる。 The method according to the second embodiment is almost the same as the method according to the first embodiment, except that the main core has a loosely coupled end having a large magnetic resistance and a distance from the loosely coupled end. A main core having two tightly coupled ends with low magnetic resistance is prepared. Next, windings are wound next to each other between each of the two tightly coupled ends and the loosely coupled end. Then, the cross-sectional area of the tightly coupled end is changed so that the mutual inductance due to the inductance of the adjacent windings becomes small, and the cross-sectional area of the tightly coupled end is made larger than the effective cross-sectional area of the loosely coupled end. As described above, the mutual inductance between adjacent windings such as the primary winding and the secondary winding can be adjusted.
本方法を用いた実施例を具体的に示す。 The Example using this method is shown concretely.
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る方法を用いた実施例のトランスを示す断面図である。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing a transformer of an example using the method according to the second embodiment of the present invention.
本トランスでは、密結合端の相互インダクタンスが疎結合端の相互インダクタンスより大きくなるように、密結合端のコア部と疎結合端のコア部とはそれぞれ違うコアにより組み合わされている。つまり図示の如く、密結合端116の断面積114を大きく変えるように、薄片状サブコア12をメインコア11の両側の密結合端116にそれぞれ設ける。このように、密結合端116の磁気抵抗を低減し、密結合構成にすることができ、密結合端116の密結合構成に対して疎結合端115を疎結合構成にすることができるので、隣り合った巻線10、10間における相互インダクタンスを減らすことができ、定在波を形成しないようにすることができる。
In this transformer, the core portion of the tightly coupled end and the core portion of the loosely coupled end are combined by different cores so that the mutual inductance of the tightly coupled end is larger than the mutual inductance of the loosely coupled end. That is, as shown in the figure, the flaky sub-cores 12 are provided at the tightly coupled ends 116 on both sides of the
なお、密結合端116の断面積114は疎結合端115の実効断面積113以上にすることが好ましい。実験によれば、密結合端116の断面積114が疎結合端115の実効断面積113の1.2倍より大きければ上記した効果が得られる。
The
言うまでもないが、図12のようにサブコア12を2つの密結合端116にそれぞれと一体に成形するように設けた構成とすることもできる。要するに、密結合端116の断面積114を疎結合端115の実効断面積113以上にすることができればよい。
Needless to say, as shown in FIG. 12, the sub-core 12 may be provided so as to be integrally formed with the two tightly coupled ends 116. In short, it is only necessary that the
例えば、断面積が大きい2つの密結合端116を有するコアを用意する。密結合端116の断面積114が疎結合端115の実効断面積113以上となるようにし、隣り合った巻線10、10間の相互インダクタンスが減少するように、密結合端を研磨して断面積114を調整することもできる。
For example, a core having two tightly coupled ends 116 having a large cross-sectional area is prepared. The
以上により、サブコア12をメインコア11に対してX方向に動かしたり、メインコア11の密結合端116の断面積114を変化させたりして、隣り合った巻線による相互インダクタンスを極力相対的に減少させた構成にすることができる。したがって、放電管に流れる電流を等しく安定化させることができる。
As described above, the sub-core 12 is moved in the X direction with respect to the
本発明の相互インダクタンスの調整方法は、隣り合った巻線の相互インダクタンスを極力減少させることができ、放電管に流れる電流を等しく安定化させることができる効果を有し、各種電気機器において有用である。 The method for adjusting mutual inductance according to the present invention can reduce the mutual inductance of adjacent windings as much as possible, has the effect of stabilizing the current flowing in the discharge tube equally, and is useful in various electrical devices. is there.
100…トランス
11、110…メインコア
111…一次巻線
112…二次巻線
113、114、121、122、124…面積
115…疎結合端
116…密結合端
12…サブコア
123…ギャップ
13、14…ボビン
DESCRIPTION OF
Claims (12)
(A)メインコアに前記一次巻線同士、および、前記二次巻線同士を隣り合わせて巻回する段階と、
(B)前記メインコアの断面積より小さい断面積のサブコアを用意する段階と、
(C)前記サブコアを、前記メインコアに近接して隣り合わせて巻回された前記一次巻線同士、および、前記二次巻線同士の間に配置する段階と、
(D)隣り合わせて巻回された前記一次巻線同士、および、前記二次巻線同士の間に発生する相互インダクタンスを構成する主磁束のみを分裂させ、かつ、複数の前記二次巻線の自己共振周波数が低くなり過ぎないように、前記サブコア及び前記メインコアの間の相対的な位置を調整して、前記一次巻線同士、および、前記二次巻線同士の相互インダクタンスを減少させる段階と、を含む、
前記メインコアに、隣り合わせて巻回される前記一次巻線同士、および、前記二次巻線同士の間の相互インダクタンスを調整する方法。 A method used for a transformer having a plurality of primary windings and a plurality of secondary windings,
(A) winding the primary windings around the main core and the secondary windings next to each other;
(B) providing a sub-core having a cross-sectional area smaller than that of the main core;
(C) arranging the sub-core between the primary windings wound adjacent to and adjacent to the main core, and between the secondary windings;
(D) splitting only the main magnetic flux constituting the mutual inductance generated between the primary windings wound next to each other and between the secondary windings, and a plurality of the secondary windings Adjusting the relative position between the sub-core and the main core so that the self-resonant frequency does not become too low, thereby reducing mutual inductance between the primary windings and between the secondary windings. Including,
A method of adjusting a mutual inductance between the primary windings wound next to each other on the main core and between the secondary windings.
前記段階(C)では、前記サブコアを、複数の前記一次巻線の間に配置するように前記メインコアに跨って設けることを特徴とする請求項1に記載の方法。 In the step (A), the primary winding is wound as an adjacent winding on one side of the main core in an adjacent relationship, and the secondary winding is wound as an adjacent winding on the other side. Wound in a side-by-side relationship
The method according to claim 1, wherein in the step (C), the sub-core is provided across the main core so as to be disposed between the plurality of primary windings.
前記段階(C)では、前記サブコアを、前記二次巻線の間に配置するように前記メインコアに跨って設けることを特徴とする請求項1に記載の方法。 In the step (A), a plurality of the primary windings are wound in an adjacent relationship on one side of the main core, and a plurality of the secondary windings are wound in an adjacent relationship on the other side,
The method according to claim 1, wherein in the step (C), the sub-core is provided across the main core so as to be disposed between the secondary windings.
前記段階(D)では、前記メインコアと前記サブコアとの相対的な位置を調整することが、2つの前記サブコアの間の隙間を調整するように行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。 In the step (B), the sub-core is prepared so that the two sub-cores are arranged in a straight line with a gap between them,
2. The step (D) according to claim 1, wherein adjusting a relative position between the main core and the sub-core is performed so as to adjust a gap between the two sub-cores. the method of.
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