JP5719448B2 - 電気的ノイズを相殺させる磁気エネルギー伝達素子及び電源装置 - Google Patents
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Description
出力巻線に生成される容量結合の和を相殺して低くするために、出力巻線に容量結合を生成させる相殺巻線と、を含み、出力巻線に生成される容量結合の和を低くするための1層の巻線層の単位面積当たりに巻かれる相殺巻線の巻回数は、1層の巻線層の単位面積当たりに巻かれる出力巻線の巻回数よりも多いことを特徴とする。
第2電圧入力端子とスイッチング素子の他側の端子との間に接続し、スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れ及び磁気エネルギーの伝達が断続される第2入力巻線と、を含み、スイッチング素子のスイッチング動作による
第1入力巻線の電位変動及び発生したノイズが外部に及ぼす影響と、スイッチング素子のスイッチング動作による第2入力巻線の電位変動及び発生したノイズが外部に及ぼす影響とが逆極性であるため、互いに相殺されることを特徴とする。
第2入力巻線に磁気的に結合してエネルギーを引き出す出力巻線と、を含み、
図7は、単一方向の電位変動を有する入力巻線と出力巻線の間の容量結合を遮蔽し相殺するトランスフォーマ19aの一実施形態である原理1を示している。
図3に示す従来のトランスフォーマ13a及び図8〜図16に示すトランスフォーマ19a〜19dにおいて、相殺巻線132,192a〜192dは、入力巻線131,191a〜191dと出力巻線133,193の間の磁気的結合を阻害して漏れインダクタンスを増加させ、効率を低下させる。また相殺巻線132,192a〜192dは、導かれた電圧を用いて入力巻線131,191a〜191dと出力巻線133,193の間の容量結合を相殺させるが、導かれた電圧は入力巻線131,191a〜191dの電圧波形に比べて遅延されかつ歪んだ波形を有するので、相殺の間違いによって周波数帯毎に相殺の効果が異なる。
図31は、本発明によって伝導性ノイズ及び高周波の輻射ノイズを相殺させる構造を有するサンドイッチ巻線構造の一実施形態であるトランスフォーマ27aを示しており、図32は、図31に示すトランスフォーマ27aを適用したフライバックコンバータの構成図である。
図36は、図8に示すトランスフォーマ19aを適用したフォワードコンバータの構成図の一例である。
Claims (16)
- 第1電圧入力端子と、第2電圧入力端子と、スイッチング素子と、磁気エネルギー伝達素子とを含むスイッチング型電源装置に使用される磁気エネルギー伝達素子において、
磁気エネルギー伝達素子のコアと、
前記磁気エネルギー伝達素子のコアに巻かれ、前記第1電圧入力端子と前記スイッチング素子の一側の端子との間に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れ及び磁気エネルギーの伝達が断続される第1入力巻線と、
前記磁気エネルギー伝達素子のコアに巻かれ、前記第2電圧入力端子と前記スイッチング素子の他側の端子との間に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れ及び磁気エネルギーの伝達が断続される第2入力巻線と、を含み、
前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第1入力巻線の電位変動及び発生したノイズが外部に及ぼす影響と、前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第2入力巻線の電位変動及び発生したノイズが外部に及ぼす影響とが逆極性であるため、互いに相殺されることを特徴とする磁気エネルギー伝達素子。 - 前記スイッチング素子のスイッチング動作によって前記第1入力巻線に発生して放出される高周波ノイズと前記スイッチング素子のスイッチング動作によって前記第2入力巻線に発生して放出される逆極性の高周波ノイズとが相殺されて、電源装置の輻射ノイズを低くすることを特徴とする請求項1記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第1入力巻線の電位変動によって電源装置内の線路及び素子に生成される容量結合と、前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第2入力巻線の電位変動によって電源装置内の線路及び素子に生成される逆極性の容量結合とが相殺されて、電源装置の伝導ノイズを低くすることを特徴とする請求項1記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 第1電圧入力端子と、第2電圧入力端子と、スイッチング素子と、磁気エネルギー伝達素子と、出力整流器と、出力線路とを含むスイッチング型電源装置に使用される磁気エネルギー伝達素子において、
磁気エネルギー伝達素子のコアと、
前記磁気エネルギー伝達素子のコアに巻かれ、前記第1電圧入力端子と前記スイッチング素子の一側の端子との間に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れ及び磁気エネルギーの伝達が断続される第1入力巻線と、
前記磁気エネルギー伝達素子のコアに巻かれ、前記第2電圧入力端子と前記スイッチング素子の他側の端子との間に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れ及び磁気エネルギーの伝達が断続される第2入力巻線と、
前記第1入力巻線及び前記第2入力巻線に磁気的に結合してエネルギーを引き出す出力巻線と、を含み、
前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第1入力巻線の電位変動及び発生したノイズが外部に及ぼす影響と、前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第2入力巻線の電位変動及び発生したノイズが外部に及ぼす影響とが逆極性であるため、互いに相殺されることを特徴とする磁気エネルギー伝達素子。 - 前記スイッチング素子のスイッチング動作によって前記第1入力巻線に発生して放出される高周波ノイズと前記スイッチング素子のスイッチング動作によって前記第2入力巻線に発生して放出される高周波ノイズとが逆極性であり、互いに相殺されることを特徴とする請求項4記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第1入力巻線の電位変動によって電源装置内の線路及び素子に生成される容量結合と、前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第2入力巻線の電位変動によって電源装置内の線路及び素子に生成される逆極性の容量結合とが相殺されることを特徴とする請求項4記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 前記第2入力巻線は前記第1入力巻線と前記出力巻線との間に位置することを特徴とする請求項4記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 前記第1入力巻線と前記第2入力巻線とが容量結合して、前記第1入力巻線に生成される高周波ノイズと前記第2入力巻線に生成される逆極性の高周波ノイズとが相殺されて低くなることを特徴とする請求項7記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 前記第1入力巻線と前記第2入力巻線とが容量結合して、前記第2入力巻線に生成される高周波ノイズが前記第1入力巻線に生成される逆極性の高周波ノイズにより相殺されて低くなり、前記第2入力巻線から前記出力巻線に伝達される高周波ノイズが低くなることを特徴とする請求項7記載の磁気エネルギー伝達素子。
- さらに前記第1入力巻線に対向して巻かれて前記第2入力巻線に連結される第1結合巻線を含み、前記第1入力巻線と前記第2入力巻線とが前記第1入力巻線と前記第2入力巻線の間の分布容量により結合し、前記第1入力巻線と前記第1結合巻線の間の分布容量により結合して、前記第2入力巻線に生成される高周波ノイズが前記第1入力巻線に生成される逆極性の高周波ノイズによって相殺されることを特徴とする請求項9記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 前記出力巻線は前記第1入力巻線と前記第2入力巻線との間に位置することを特徴とする請求項4記載の磁気エネルギー伝達素子。
- さらに前記第2入力巻線と前記出力巻線の間の電位差変動による容量結合を遮蔽する第2遮蔽巻線を含むことを特徴とする請求項11記載の磁気エネルギー伝達素子。
- さらに前記第1入力巻線と前記出力巻線の間の電位差変動による容量結合を遮蔽する第1遮蔽巻線を含むことを特徴とする請求項11記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 前記第1入力巻線と前記第2入力巻線が容量結合して、前記第1入力巻線に生成された高周波ノイズが前記第2入力巻線に生成された逆極性の高周波ノイズを相殺し、前記第2入力巻線に生成された高周波ノイズが前記第1入力巻線に生成された逆極性の高周波ノイズを相殺して、両巻線に生成された高周波ノイズが低くなることを特徴とする請求項11記載の磁気エネルギー伝達素子。
- 第1電圧入力端子と、第2電圧入力端子と、スイッチング素子と、磁気エネルギー伝達素子と、出力整流器と、出力線路とを含むスイッチング型電源装置に使用される磁気エネルギー伝達素子において、
磁気エネルギー伝達素子のコアと、
前記磁気エネルギー伝達素子のコアに巻かれ、前記第1電圧入力端子と前記スイッチング素子の一側の端子との間に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れ及び磁気エネルギーの伝達が断続される第1入力巻線と、
前記磁気エネルギー伝達素子のコアに巻かれ、前記第2電圧入力端子と前記スイッチング素子の他側の端子との間に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れ及び磁気エネルギーの伝達が断続される第2入力巻線と、
前記第1入力巻線及び前記第2入力巻線に結合してエネルギーを引き出す出力巻線と、を含み、
前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第1入力巻線の電位変動により前記出力巻線に及ぼす影響と、前記スイッチング素子のスイッチング動作による前記第2入力巻線の電位変動により前記出力巻線に及ぼす影響とが逆極性であるため、互いに相殺されることを特徴とする磁気エネルギー伝達素子。 - 請求項1乃至請求項15のいずれか一項に記載の磁気エネルギー伝達素子を含むことを特徴とするスイッチング型電源装置。
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