JP6069873B2 - 昇圧トランス - Google Patents

Description

本発明は、昇圧トランスに関し、特に、ストロボ充電回路に好ましく用いられる昇圧トランスの巻線構造に関するものである。

デジタルカメラのストロボを充電するストロボ充電回路には昇圧トランスが用いられている。昇圧トランスは、共通のコアに巻回された一次巻線及び二次巻線からなり、出力側の二次巻線の巻数が入力側の一次巻線よりも大きいことにより、入力電圧よりも大きな出力電圧を得ることができる。したがって、キセノンランプ等のストロボ発光部に対して数百ボルトの高電圧を供給することができる。

図９は、ストロボ充電回路の構成の一例を示す回路図である。

図９に示すように、ストロボ充電回路１０は、電池等の直流電源２１、一次巻線及び二次巻線を有する昇圧トランス（フライバックトランス）Ｔ_１、昇圧トランスＴ_１の一次側に流れる電流を制御するＦＥＴ（Field Effect Transistor）２２、ＦＥＴ２２のゲート端子とグランドとの間に接続されたゲート抵抗Ｒ_１、ＦＥＴ２２のゲート端子にＰＷＭ信号を供給するコントローラＩＣ２３、昇圧トランスＴ_１の二次側の出力を整流する整流ダイオードＤ_１、整流ダイオードＤ_１を介して二次巻線に接続された充電用のメインコンデンサＣ_１、メインコンデンサＣ_１の充電レベルを検出するための分圧抵抗Ｒ_２１，Ｒ_２２から構成される。

充電開始時には、コントローラＩＣ２３がＰＷＭ信号を出力し、これによりＦＥＴ２２がスイッチング制御されて所定間隔でオンオフ動作を繰り返す。この場合、ＰＷＭ信号がハイレベルのときにＦＥＴ２２がオンになり、ＦＥＴ２２のオン抵抗と昇圧トランスＴ_１の一次巻線の直流抵抗に応じた電流が流れ出す。

そして、ＰＷＭ信号がローレベルになると、ＦＥＴ２２がオフになり、一次巻線に流れていた電流に応じて二次巻線に電流（フライバックパルス）が発生し、二次巻線の端子間には巻線比に応じた高電圧が誘起される。このフライバックパルスは整流ダイオードＤ_１で整流されて、メインコンデンサＣ_１に与えられる。これにより、メインコンデンサＣ_１に電荷がチャージされ、充電電圧レベルが上昇する。

一方、メインコンデンサＣ_１の充電電圧は２つの抵抗Ｒ_２１，Ｒ_２２によって分圧され、分圧信号はコントローラＩＣ２３にフィードバックされる。コントローラＩＣ２３はこの分圧信号をＡ／Ｄ変換し、分圧信号からメインコンデンサＣ_１の充電電圧レベルを監視し、所定の電圧レベルに達した時点でＰＷＭ信号の出力を停止して充電動作を完了する。

図１０は、従来の昇圧トランスの巻線構造を示す模式図である。

図１０に示すように、従来の昇圧トランス２０は一次巻線１６及び二次巻線１７を有し、これらは共通のコア１５に巻回されている。ここで、一次巻線１６には二次巻線１７よりも大きな電流が流れることから、その直径は二次巻線１７のそれよりも太い。また、二次巻線１７の巻数は一次巻線１６よりも多く、巻線比は例えば１：１０に設定される。そのため、コア１５にまず二次巻線１７を多層整列巻きし、二次巻線１７の外側に一次巻線１６を単層整列巻きする方法が好ましく採用されている。この方法によれば、多層の二次巻線１７の外周面が比較的平坦となるので、その上に一次巻線１６を容易に巻回することができ、一次巻線１６の巻崩れを防止することができる。

特許文献１には、一次巻線と二次巻線とを重ねて巻回した昇圧トランスにおいて、一次／二次巻線間に絶縁材からなる複数の壁状体を介在させた構成が記載されている。二次巻線の各層間に絶縁層を介在させると、二次巻線に浮遊容量が発生し、高周波高電圧の立ち上がり時間を鈍らせてしまうという問題が生じる。しかし、この構成によれば、壁状体間に気体層が設けられることから、一次巻線と二次巻線との間の隙間を狭くすることができ、２次電圧の立ち上がり特性を改善させることができる。

特開２００５−３９０９２号公報

図１０に示した従来の昇圧トランス２０では、一次巻線１６の最終ターンの巻き崩れが問題となる。上記のように、昇圧トランス２０の二次巻線１７はその巻数が多いことから、コアの巻回範囲内で複数回（同図では２回）折り返して多層の巻線構造となっており、多層の二次巻線１７の上に一次巻線１６が単層整列巻きされている。ここで図示のように、一次巻線１６の最終ターン１６ｘの巻き崩れが起こり、最終ターン１６ｘが二次巻線１７の最初の折り返し点Ｕ_０に接触又は近接すると、この折り返し点Ｕ_０が巻き始め側の高電圧部分に近いので、一次巻線１６の低電圧部分と二次巻線１７の高電圧部分とが接触または近接することになる。つまり、一次巻線１６と二次巻線１７との間の大きな電位差によって、コロナ放電や絶縁破壊を誘発するおそれがある。

また、一次巻線１６の最終ターン１６ｘが巻き崩れて二次巻線１７の下層の巻線に接触又は近接すると、二次巻線１７のフライバックパルスにリンギングノイズ（波形振動）が発生する現象が見られる。リンギングノイズは、コントローラＩＣ２３の誤動作の原因となる。つまり、コントローラＩＣ２３はフライバックパルスの分圧を取り込んで充電完了タイミングを監視するので、リンギングノイズの影響を受けてそのタイミングを見誤り、通常よりも早く、あるいは通常よりも遅く充電を完了させるおそれがある。

メインコンデンサＣ_１の充電時間がある程度かかることを見込んで、ＰＷＭ信号のパルスの立ち上がりから一定時間（例えば２００ｎｓ）を経過してから充電完了タイミングを監視させることも可能である。この方法は、リンギングノイズの振幅変動が上記一定時間（２００ｎｓ）以内に収束する場合には効果的であり、リンギングノイズの影響を回避できる。しかし、一定時間経過後もリンギングノイズが残る場合には、コントローラＩＣ２３による充電完了制御が正しく行われないおそれがある。

上記課題を解決するため、本発明による昇圧トランスは、巻芯部を有するコアと、前記巻芯部に巻回された一次巻線と、前記一次巻線とともに前記巻芯部に巻回され、前記一次巻線よりも直径が細くかつ巻数が多い二次巻線とを備え、前記二次巻線は、前記巻芯部上に多層巻きされ、前記一次巻線は、前記巻芯部に巻回された前記二次巻線上に重ねて単層整列巻きされ、前記二次巻線は、前記巻芯部の一端側から１層目を巻き始め、前記一端側から他端側に向かって巻き進める途中に位置する第１の折り返し点で折り返して多層に巻回された第１の巻線部と、前記第１巻線部よりも前記他端側に位置する第２の折り返し点で折り返して多層に巻回され、前記第２の折り返し点の上方で巻き終わる第２の巻線部を含むことを特徴とする。

本発明によれば、一次巻線の端末部が巻き崩れて、二次巻線の第２の折り返し点における最上層よりも下層の巻線と接触又は近接したとしても、絶縁破壊等の問題がなく、またトランスの２次側の大きなリンギングノイズが発生することもない。したがって、信頼性の高い昇圧トランスを提供することができる。

前記コアは、前記巻芯部の両端にそれぞれ設けられた一対の鍔部をさらに含むドラムコアであり、前記一対の鍔部の内側の側面と前記一次巻線の端部との間に空きスペースが設けられており、前記空きスペースの幅は前記一次巻線の線径よりも広いことが好ましい。このような構成の場合、鍔部に邪魔されることなく一次巻線を容易に巻回することができる。一方、この構成では鍔部によって巻線の巻崩れが防止されないが、上記のように、１次巻き崩れたとしても上記問題が発生しないので、本発明による効果が大きいものとなる。

本発明において、前記二次巻線は、前記巻芯部上で複数のブロックに分割され、各ブロックは、前記一端側から他端側に向かって１層目が巻回され、当該ブロックの終端位置で折り返して多層に巻回され、当該ブロックの最上層の巻き終わり位置から次のブロックの１層目の巻き始め位置につながることが好ましい。この構成によれば、二次巻線の第２の折り返し点における最上層よりも下層の巻線と接触又は近接したとしても、絶縁破壊等の問題がなく、またトランスの２次側の大きなリンギングノイズが発生することもない。したがって、信頼性の高い昇圧トランスを提供することができる。

本発明において、前記複数のブロックの数が３つ以上であることが好ましい。ブロック数を多くするほど、２次巻線が１次巻線と接触又は近接する最上層よりも下層の部分の電位を低くすることができる。したがって、より信頼性の高い昇圧トランスを実現できる。

前記二次巻線は、前記巻芯部の前記一端側から前記他端側に向かって順に割り付けられた第１及び第２のブロックを含み、前記第２のブロックの幅は前記第１のブロックのそれよりも狭いことが好ましい。この構成においても、２次巻線が１次巻線と接触又は近接する最上層よりも下層の部分の電位を低くすることができる。したがって、より信頼性の高い昇圧トランスを実現できる。

前記二次巻線は、前記巻芯部の一端側において多層の巻線の下り勾配の段差を形成した後、前記段差に沿って巻き上りと巻き下りを繰り返しながら、前記巻芯部の前記一端側から前記他端側に向かって徐々に巻き進むバンク巻き構造であることが好ましい。この構成においても、２次巻線が１次巻線と接触又は近接する最上層よりも下層の部分の電位を十分に低くすることができる。したがって、より信頼性の高い昇圧トランスを実現できる。

本発明において、前記二次巻線は３層構造であることが好ましい。この構成によれば、巻芯部の一端側から巻き始め、他端側で巻き終わることができ、さらに昇圧トランスとしての所望の巻線比を確保することがきる。また、３層の巻線構造の場合には、一次巻線の端末部が巻き崩れたときの絶縁破壊やリンギングノイズ等の問題が顕著に表れることから、上記構成を採用することにより、信頼性の高い昇圧トランスを提供することができる。

本発明によれば、二次巻線の巻き終わり側における、最上層よりも下層（特に１層目から２層目への折り返し点付近）の巻線の電圧を低くすることができる。したがって、一次巻線が巻き崩れたとしても二次巻線の高圧部分との接触又は近接を回避することができ、信頼性の高い昇圧トランスを提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態による昇圧トランスの構成を示す略斜視図である。 図２は、図１の昇圧トランスの巻線構造を示す略断面図である。 図３は、図１の昇圧トランスの巻線構造を詳細に示す略断面図である。 図４（ａ）及び（ｂ）は、図９に示した従来の昇圧トランスの二次巻線の等価回路である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態による昇圧トランスの二次巻線の等価回路図である。 図６は、本発明の第２の実施形態による昇圧トランスの構成を示す略断面図である。 図７は、本発明の第３の実施形態による昇圧トランスの構成を示す略断面図である。 図８は、本発明の第４の実施形態による昇圧トランスの構成を示す略断面図である。 図９は、ストロボ充電回路の構成の一例を示す回路図である。 図１０は、従来の昇圧トランスの巻線構造を示す略断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による昇圧トランスの構成を示す略斜視図である。また、図２は、図１の昇圧トランスの巻線構造を示す略断面図である。

図１及び図２に示すように、この昇圧トランス１は、巻芯部３及び巻芯部３の両端に設けられた一対の鍔部４Ａ，４Ｂを有するドラムコア２と、板状コア５と、ドラムコア２の巻芯部３に巻回された一次巻線６及び二次巻線７とを有している。

特に限定されるものではないが、ドラムコア２の材料としては、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等の磁性体を用いることが好ましいが、アルミナ等の非磁性体を用いてもよい。特に限定されるものではないが、ドラムコア２の外形寸法は３．２ｍｍ（長さ）×２．５ｍｍ（幅）×１．２〜２．４ｍｍ（高さ）であってもよく、板状コア５の寸法は３．２ｍｍ（長さ）×２．５ｍｍ（幅）×０．４〜０．６ｍｍ（厚み）であってもよい。

鍔部４Ａ，４Ｂの表面には端子電極が設けられている。各端子電極は、鍔部の底面から外側側面にかけて連続的に形成された略Ｌ字状の導体パターンである。ドラムコア２がＭｎ−Ｚｎ系フェライト等の導電体である場合には、ドラムコア２の表面にパラキシリレン等の絶縁コーティングが施され、絶縁性表面上に端子電極が形成される。

ドラムコア２の一方の鍔部４Ａには端子電極８Ａ，９Ａが設けられており、他方の鍔部４Ｂには、鍔部４Ａと同様に、端子電極８Ｂ，９Ｂが設けられている。そして、一次巻線６の一端は端子電極８Ａに継線されており、二次巻線７の一端は端子電極９Ａに継線されている。また詳細は明示されていないが、一次巻線６の他端は端子電極８Ｂに継線されており、二次巻線７の他端は端子電極９Ｂに継線されている。昇圧トランス１の入力側端子は端子電極８Ａ，８Ｂであり、出力側端子は端子電極９Ａ，９Ｂである。

ドラムコア２の巻芯部３には一次巻線６及び二次巻線７が巻回されている。ここで図２に示すように、二次巻線７は巻芯部３上に直接巻回されており、一次巻線６は二次巻線７上に重ねて単層整列巻きされている。すなわち、一次巻線６は、多層の二次巻線７の外周面に直接巻回されており、両者の間に特別な絶縁層は介在しない。

特に限定されるものではないが、一次巻線６及び二次巻線７の材料としては導電率の高いＣｕ等を用いることが好ましい。また、導線にはエナメル等の絶縁被覆が施されていることが好ましい。

二次巻線７の直径は２０〜４０μｍであることが好ましく、２５〜３０μｍ程度であることが特に好ましい。一方、一次巻線６には二次巻線７よりも大きな電流が流れることから、その直径は二次巻線７よりも太いことが好ましい。具体的には、二次巻線７の直径は５０〜８０μｍであることが好ましく、５０〜７０μｍであることが特に好ましい。

特に限定されないが、一次巻線６の巻数は１７ターンであり、二次巻線７の巻数は１７０ターンである。これにより、トランスの巻線比は１：１０となり、二次巻線７の両端に高電圧を誘起させることができる。

二次巻線７は、巻芯部３上にいわゆる「ブロック巻き」により巻回されている。ブロック巻きはセクション巻きとも呼ばれるもので、多層の巻線を複数のブロックに分け、ブロックごとに多層巻線を完成させながら巻き進める方式である。例えば図示のようにブロック数が２の場合、巻芯部３の左半分の領域（第１ブロックＢ_１）において二次巻線７が１層目からｎ層目（ｎは正の整数、ここではｎ＝３）まで多層に整列巻きされた後、右半分の領域（第２ブロックＢ_２）に移り、左半分の領域と同様に、１層目からｎ層目まで多層に整列巻きされる。

巻芯部の一端側から巻き始め、他端側で巻き終わるためには、二次巻線７の層数ｎは奇数であることが好ましく、３層（ｎ＝３）であることが特に好ましい。

二次巻線７の各層の巻数は上層ほど少ないほうが巻き崩れにくく安定であるが、１層目の巻数が多すぎると上下層間の巻数のバランスを欠き、二次巻線７の範囲が無駄に広くなる。また、一次巻線６が巻回される下地面の面積を広く確保するためには、二次巻線７の最上層（３層目）の巻数はできるだけ多いほうが良い。以上の点を考慮すると、二次巻線７の１〜３層目の巻数はそれぞれ５９ターン、５６ターン、５５ターンとすることが好ましい。あるいは、１〜３層目の巻数をそれぞれ６０ターン、５６ターン、５４ターンとしてもよい。

図３は、図２の昇圧トランス１の巻線構造を詳細に示す略断面図である。

図３に示すように、二次巻線７は、第１ブロックＢ_１の多層巻線と、第２ブロックＢ_２の多層巻線からなる。

第１ブロックＢ_１では、巻芯部３の一端側３Ａから巻き始め、他端側３Ｂに向かって一層目が巻回され、巻芯部３の軸方向（長手方向）の中間地点Ｐ_１（第１の折り返し点）で折り返して、一端側３Ａに向かって２層目が巻回され、さらに一端側３Ａの巻き始め付近で再び折り返して、他端側３Ｂに向かって３層目が巻回され、３層目が中間地点Ｐ_１まで巻回されることにより、第１ブロックＢ_１の多層巻線が完成する。

第２ブロックＢ_２では、再び１層目から始まり、中間地点Ｐ_１から他端側３Ｂに向かって１層目が巻回され、他端側３Ｂの端部付近（折り返し点Ｕ_１）で折り返して、中間地点Ｐ_１に向かって２層目が巻回され、さらに中間地点Ｐ_１で再び折り返して、他端側３Ｂに向かって３層目が巻回され、３層目上で所望の巻数（１７０ターン）を巻き終えることにより、第２ブロックＢ_２の多層巻線が完成する。このように、二次巻線７の巻き始め位置は巻芯部３の一端側３Ａの一層目であり、巻き終わり位置は他端側３Ｂの最上層であって、折り返し点Ｕ_１の上方ある。

鍔部４Ａ，４Ｂの内側の側面Ｗと一次巻線６の端部との間には、空きスペースＦが設けられている。この空きスペースＦは、側面Ｗから二次巻線７の端部の位置までのマージンと、二次巻線７の巻数を上層ほど少なくすることによる上下層間の端部の位置のずれによって生じたものである。側面Ｗに対するマージンは、鍔部４Ａ，４Ｂに邪魔されることなく二次巻線７を容易に巻回できるようにするために確保されている。

しかし、空きスペースＦの幅が一次巻線６の直径よりも広い場合には、鍔部４Ａ，４Ｂが一次巻線６の巻き崩れを抑えることができない。図３中の破線で示すように、一次巻線６の最終ターン６ｘが巻き崩れて空きスペースに落ち込んだ場合には、二次巻線７の第２ブロックＢ_２の１層目から２層目への折り返し点Ｕ_１（第２の折り返し点）と接触又は近接する。二次巻線７上の電位は、一端側３Ａの巻き始めの位置で最も高く、巻き進むにつれて徐々に低くなり、他端側３Ｂの巻き終わりの位置で最も低い。よって、一次巻線６の低圧部分が二次巻線７の高圧部分に接触又は近接することになる。

図４（ａ）及び（ｂ）は、図９に示した従来の昇圧トランス２０の二次巻線７の等価回路である。また、図５（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態による昇圧トランス１の二次巻線７の等価回路図である。

図４（ａ）に示すように、従来の昇圧トランス２０の二次巻線７は、１層目の巻線によるインダクタンスＬ_１、２層目の巻線によるインダクタンスＬ_２、３層目の巻線によるインダクタンスＬ_３の直列回路である。また、二次巻線７には寄生容量Ｃ_Ｓ１，Ｃ_Ｓ２が発生している。そして、一次巻線１６の最終ターン６ｘが巻き崩れたときに二次巻線７と接触又は近接する位置は、１層目から２層目への折り返し点Ｕ_０である。

図４（ｂ）に示すように、二次巻線７のインダクタンスＬ_１側の一端に電圧Ｖを印加し、インダクタンスＬ_３側の他端を接地した場合、各インダクタンスＬ_１〜Ｌ_３にはそれぞれ約Ｖ／３の電圧がかかり、折り返し点Ｕ_０の電位は２Ｖ／３となる。したがって、例えばＶ＝３３０［Ｖ］のとき、折り返し点Ｕ_０の電位は２２０［Ｖ］となり、非常に高電圧である。

これに対し、図５（ａ）に示すように、本実施形態による昇圧トランス１の二次巻線７は、第１ブロックＢ_１の１層目の巻線によるインダクタンスＬ_１、２層目の巻線によるインダクタンスＬ_２、３層目の巻線によるインダクタンスＬ_３、第２ブロックＢ_２の１層目の巻線によるインダクタンスＬ_４、２層目の巻線によるインダクタンスＬ_５、３層目の巻線によるインダクタンスＬ_６の直列回路である。また、二次巻線７には寄生容量Ｃ_Ｓ１，Ｃ_Ｓ２，Ｃ_Ｓ３，Ｃ_Ｓ４が発生している。そして、一次巻線６の最終ターン６ｘが巻き崩れたときに二次巻線７と接触又は近接する位置は、第２ブロックＢ_２の１層目から２層目への折り返し点Ｕ_１である。

図５（ｂ）に示すように、二次巻線７のインダクタンスＬ_１側の一端に電圧Ｖを印加し、インダクタンスＬ_６側の他端を接地した場合、各インダクタンスＬ_１〜Ｌ_６にはそれぞれ約Ｖ／６の電圧がかかり、折り返し点Ｕ_１の電圧は約Ｖ／３となる。したがって、例えばＶ＝３３０［Ｖ］のとき、折り返し点Ｕ_１の電位は１１０［Ｖ］となり、図４に示した従来の昇圧トランス２０よりも低電圧となる。

二次巻線７には寄生容量Ｃ_Ｓ１〜Ｃ_Ｓ４が発生しているが、寄生容量Ｃ_Ｓ２とＣ_Ｓ３が直列接続された状態となるので、二次巻線７の全体的な寄生容量を低下させることができる。寄生容量が低下するとインピーダンスの共振点が高周波側にシフトし、高調波成分のインピーダンスが下がるので、より大きな電流を流すことができる。したがって、ストロボのチャージ時間を短くすることができる。

このように、本実施形態の昇圧トランス１においては、一次巻線６の最終ターン６ｘが巻き崩れたときに接触又は近接する二次巻線７の最上層よりも下層の巻線部分は、第２ブロックＢ_２の１層目から２層目への折り返し点Ｕ_１（第２の折り返し点）である。この折り返し点Ｕ_１は、従来の昇圧トランス２０よりも巻終わり側に近いので、その電位を低くすることができる。したがって、絶縁破壊やリンギングノイズを抑制することができ、信頼性の高いトランスを提供することができる。

図６は、本発明の第２の実施形態による昇圧トランスの構成を示す略断面図である。

図６に示すように、この昇圧トランス１１は、二次巻線７がブロック巻きされ、多層巻線が３つのブロックに分かれている点にある。ブロック数が３の場合、巻芯部３の左側の領域（第１ブロックＢ_１）において二次巻線７が１〜３層目まで多層に整列巻きされ、次いで中央の領域（第２ブロックＢ_２）に移り、第１ブロックＢ_１と同様に１〜３層目まで多層に整列巻きされ、さらに右側の領域（第３ブロックＢ_３）に移り、第１及び第２ブロックＢ_１，Ｂ_２と同様に、１層目からｎ層目まで多層に整列巻きされる。その他の構成は第１の実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明は省略する。

第２の実施形態において、一次巻線６の最終ターン６ｘが巻き崩れたときに接触又は近接する二次巻線７の最上層よりも下層の巻線部分は、第３ブロックＢ_３の１層目から２層目への折り返し点Ｕ_２（第２の折り返し点）である。この折り返し点Ｕ_２は、第１の実施形態による昇圧トランス１のそれよりも巻き終わり側に近いので、折り返し点Ｕ_２の電位をさらに下げることができる。したがって、絶縁破壊やリンギングノイズをさらに抑制することができ、信頼性の高いトランスを提供することができる。

図７は、本発明の第３の実施形態による昇圧トランスの構成を示す略断面図である。

図７に示すように、この昇圧トランス１２は、二次巻線７がブロック巻きされ、多層巻線が２つのブロックに分かれているが、各ブロックの幅が不均等であり、第２ブロックＢ_２よりも第１ブロックＢ_１の幅が広い点にある。その他の構成は第１の実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明は省略する。

第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、一次巻線６の最終ターンが巻き崩れたときに接触又は近接する二次巻線７の最上層よりも下層の巻線部分は、第２ブロックＢ_２の１層目から２層目への折り返し点Ｕ_３（第２の折り返し点）である。この折り返し点Ｕ_３は、第１の実施形態による昇圧トランス１のそれよりも巻き終わり側に近いので、折り返し点Ｕ_３の電位をさらに下げることができる。したがって、絶縁破壊やリンギングノイズをさらに抑制することができ、信頼性の高いトランスを提供することができる。

図８は、本発明の第４の実施形態による昇圧トランスの構成を示す略断面図である。

図８に示すように、この昇圧トランス１３は、二次巻線７がいわゆる「バンク巻き」により巻回されていることを特徴としている。バンク巻きとは、巻芯部３の一端側３Ａにおいて多層の巻線による下り勾配の段差を形成した後、下り勾配の段差に沿って巻き上げと巻き下げを繰り返しながら、巻芯部３の他端側３Ｂに向かって徐々に巻き進む巻回方式のことである。その他の構成は第１の実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態による二次巻線７は３層構造であり、巻芯部３の一端側３Ａから他端側３Ｂに向かって１層目を５ターン巻回した後、折り返して、一端側３Ａに向かって２層目を２ターン巻回し、さらにその上に３層目を１ターン巻回する。２層目の１ターン目は１層目の３−４ターン上に巻くようにし、２層目の２ターン目は１層目の２−３ターン上に巻くようにする。そして３層目の１ターンは２層目の１−２ターン上に配置される。これによって、図中の多層巻線の右側には上層から下層に向かって下り勾配の段差が形成される。

その後、１ターン巻回するごとに下り勾配に沿って１段ずつ巻き下げ、一番下の段まで巻いたところでその隣りにさらに１ターン巻回し、再び折り返して、１ターン巻回するごとに下り勾配に沿って１段ずつ巻き上げ、以下これを繰り返す。したがって、他端側の最終的な折り返し点Ｕ_４（第２の折り返し点）の手前に多数の折り返し点（第１の折り返し点）が存在している。他端側３Ｂの巻き終わり位置では、多層巻線の下り勾配の段差を解消すればよく、本実施形態では最上層で他端側３Ｂに向かって１ターン巻回するだけでよい。なお、バンク巻きの巻き方には様々なパターンがあるが、本発明はそれらの様々なパターンを適用可能である。

第４の実施形態においては、一次巻線６の最終ターン６ｘが巻き崩れたときに接触又は近接する二次巻線７の最上層よりも下層の巻線部分は、上下方向に何度も折り返した後の最終的な折り返し点Ｕ_４である。この折り返し点Ｕ_４は、第１〜第３の実施形態による昇圧トランスよりも巻き終わり側に非常に近いので、折り返し点Ｕ_４の電位をさらに下げることができる。したがって、絶縁破壊やリンギングノイズをさらに抑制することができ、信頼性の高いトランスを提供することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の説明を加えることが可能であり、それらも本発明の範囲に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、ドラムコアを用いた昇圧トランスを例に挙げたが、本発明のコアはドラムコアに限定されず、種々のコアを用いることができる。また、一次巻線及び二次巻線の層数及び巻数も上記実施形態に限定されない。

１ 昇圧トランス
２ ドラムコア
３ 巻芯部
３Ａ 巻芯部の一端側
３Ｂ 巻芯部の他端側
４Ａ，４Ｂ 鍔部
５ 板状コア
６ 一次巻線
６ｘ 一次巻線の最終ターン
７ 二次巻線
８Ａ，８Ｂ 端子電極
９Ａ，９Ｂ 端子電極
１０ ストロボ充電回路
１１ 昇圧トランス
１２ 昇圧トランス
１３ 昇圧トランス
１５ コア
１６ 一次巻線
１６ｘ 最終ターン
１７ 二次巻線
２０ 昇圧トランス
２１ 直流電源
２２ ＦＥＴ
２３ コントローラＩＣ
Ｂ_１，Ｂ_２ ブロック
Ｃ_Ｓ１〜Ｃ_Ｓ４ 寄生容量
Ｄ_１ 整流ダイオード
Ｌ_１〜Ｌ_６ 各インダクタンス
Ｐ_１ 中間地点
Ｒ_１ ゲート抵抗
Ｒ_２１，Ｒ_２２ 分圧抵抗
Ｒ_２１，Ｒ_２２ 抵抗
Ｔ_１ 昇圧トランス

Claims (7)

1. 巻芯部及び前記巻芯部の両端にそれぞれ設けられた一対の鍔部を含むドラムコアと、
   前記巻芯部に巻回された一次巻線と、
   前記一次巻線とともに前記巻芯部に巻回され、前記一次巻線よりも直径が細くかつ巻数が多い二次巻線とを備え、
   前記二次巻線は、前記巻芯部上に多層巻きされ、
   前記一次巻線は、前記巻芯部に巻回された前記二次巻線上に絶縁層を介することなく直接重ねて単層整列巻きされ、
   前記二次巻線は、
   前記巻芯部の一端側から１層目を巻き始め、前記一端側から他端側に向かって巻き進める途中に位置する第１の折り返し点で折り返して多層に巻回された第１の巻線部と、
   前記第１巻線部よりも前記他端側に位置する第２の折り返し点で折り返して多層に巻回され、前記第２の折り返し点の上方で巻き終わる第２の巻線部を含み、
   前記鍔部の内側の側面と前記二次巻線の前記第２の巻線部との間には、前記一次巻線の直径よりも幅の広い空きスペースが設けられていることを特徴とする昇圧トランス。
2. 前記一次巻線の端末部は、前記第２の折り返し点において前記二次巻線の最上層よりも下層の巻線と接触又は近接している、請求項１に記載の昇圧トランス。
3. 前記二次巻線は、前記巻芯部上で複数のブロックに分割され、
   各ブロックは、前記一端側から他端側に向かって１層目が巻回され、当該ブロックの終端位置で折り返して多層に巻回され、当該ブロックの最上層の巻き終わり位置から次のブロックの１層目の巻き始め位置につながる、請求項１又は２に記載の昇圧トランス。
4. 前記二次巻線は、前記巻芯部の前記一端側から前記他端側に向かって順に割り付けられた第１及び第２のブロックを含み、前記第２のブロックの幅は前記第１のブロックのそれよりも狭い、請求項３に記載の昇圧トランス。
5. 前記複数のブロックの数が３つ以上である、請求項３又は４に記載の昇圧トランス。
6. 前記二次巻線は、前記巻芯部の一端側において多層の巻線の下り勾配の段差を形成した後、前記段差に沿って巻き上りと巻き下りを繰り返しながら、前記巻芯部の前記一端側から前記他端側に向かって徐々に巻き進むバンク巻き構造である、請求項１又は２に記載の昇圧トランス。
7. 前記二次巻線は３層構造である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の昇圧トランス。

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