JP6165791B2 - Transformer and switching power supply - Google Patents
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Description
本発明は、トランスとこれを用いたスイッチング電源装置に係り、特に、トランスの構造に関する。 The present invention relates to a transformer and a switching power supply apparatus using the transformer, and more particularly to a structure of the transformer.
電気機器や電気回路を動作させるためには安定した直流電圧が必要であり、これを作るために従来からスイッチング電源装置が用いられている。スイッチング電源装置は、外部電源から供給された電圧を整流及び平滑化し、半導体スイッチング素子によりスイッチングしてトランスの1次巻線に入力し、トランスの2次巻線から平滑化回路による平滑化を介して負荷に直流電圧を供給する。また、出力電圧を監視し、出力電圧が一定に保たれるように、制御回路により半導体スイッチング素子の時比率の調整が行われる。 In order to operate an electric device or an electric circuit, a stable DC voltage is required, and a switching power supply device has been conventionally used to make this. The switching power supply device rectifies and smoothes a voltage supplied from an external power supply, switches it by a semiconductor switching element, inputs it to the primary winding of the transformer, and smoothes it from the secondary winding of the transformer by a smoothing circuit. Supply DC voltage to the load. Also, the output voltage is monitored, and the control circuit adjusts the duty ratio of the semiconductor switching element so that the output voltage is kept constant.
このようなスイッチング電源装置には、従来から多出力のものが知られている。この装置を構成するためにトランスは、コアや当該コアに装着される1次巻線の他に、二つ以上の2次巻線を備えている。 As such a switching power supply device, a multi-output one has been conventionally known. In order to constitute this device, the transformer includes two or more secondary windings in addition to the core and the primary winding mounted on the core.
二以上の2次巻線が設けられたトランスの場合、負荷がアンバランスになるときに、クロスレギュレーションが発生する場合があった。すなわち、一つの2次巻線に接続された負荷に流れる電流を変化させると、負荷変動に関与しないはずの他の2次巻線の出力電圧が変動し、出力電圧が安定しない場合があった。 In the case of a transformer provided with two or more secondary windings, cross regulation may occur when the load becomes unbalanced. That is, when the current flowing through the load connected to one secondary winding is changed, the output voltage of other secondary windings that should not be involved in the load fluctuation may fluctuate and the output voltage may not be stable. .
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、負荷をアンバランスにした場合であっても、クロスレギュレーションを低減させるトランス及びそのトランスを用いたスイッチング電源装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a transformer that reduces cross regulation even when the load is unbalanced, and a switching power supply device using the transformer. There is.
(1)本発明のトランスは、コアと、前記コアに装着された1次巻線と、前記コアに、巻軸を前記1次巻線の巻軸と同じにして装着された二つ以上の2次巻線と、前記コアに、巻軸を前記1次巻線の巻軸と同じにして装着された二つ以上の補助巻線と、を備え、前記補助巻線は、前記2次巻線と隣接してそれぞれ設けられ、前記補助巻線同士が並列接続され、前記2次巻線は、前記1次巻線の巻軸方向において、前記1次巻線の両側かつ前記補助巻線より前記1次巻線の近くに設けられていること、を特徴とする。 (1) The transformer of the present invention includes a core, a primary winding attached to the core, and two or more attached to the core with the same winding axis as the winding axis of the primary winding. A secondary winding, and two or more auxiliary windings mounted on the core with the same winding axis as that of the primary winding. The auxiliary winding includes the secondary winding. The auxiliary windings are provided adjacent to each other, the auxiliary windings are connected in parallel, and the secondary winding is arranged on both sides of the primary winding and the auxiliary windings in the winding axis direction of the primary winding. It is provided near the primary winding .
また、本発明のトランスは、次のような構成を備えていても良い。
(2)前記コアには、前記1次巻線が装着された箇所にギャップが設けられ、前記2次巻線は、前記1次巻線の巻軸方向において、前記1次巻線の両側かつ前記ギャップから等距離に設けられていること。
(3)本発明のトランスは、コアと、前記コアに装着された1次巻線と、前記コアに、巻軸を前記1次巻線の巻軸と同じにして装着された二つ以上の2次巻線と、前記コアに、巻軸を前記1次巻線の巻軸と同じにして装着された二つ以上の補助巻線と、を備え、前記補助巻線は、前記2次巻線と隣接してそれぞれ設けられ、前記補助巻線同士が並列接続され、前記コアには、前記1次巻線が装着された箇所にギャップが設けられ、前記2次巻線は、前記1次巻線の巻軸方向において、前記1次巻線の両側かつ前記ギャップから等距離に設けられていること、を特徴とする。
The transformer of the present invention may have the following configuration.
(2) The prior SL core, the gap is provided at a position where the primary winding is mounted, said secondary winding, in the winding axis direction of the primary winding, both sides of the primary winding And it should be equidistant from the gap.
(3) The transformer of the present invention includes a core, a primary winding attached to the core, and two or more attached to the core with the same winding axis as the winding axis of the primary winding. A secondary winding, and two or more auxiliary windings mounted on the core with the same winding axis as that of the primary winding. The auxiliary winding includes the secondary winding. The auxiliary windings are connected in parallel, the core is provided with a gap at the location where the primary winding is mounted, and the secondary winding is the primary winding. In the winding axis direction of the winding, it is provided on both sides of the primary winding and equidistant from the gap.
本発明のスイッチング電源装置は、上記(1)の構成を備えるトランスと、前記トランスの1次巻線に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御する制御回路と、を備えたことを特徴とする。また、当該トランスは、上記(2)、又は、上記(2)及び(3)の構成を備えるトランスであっても良い。 A switching power supply device according to the present invention includes a transformer having the configuration of (1), a switching element connected to a primary winding of the transformer, and a control circuit that controls the switching element. And Further, the transformer may be a transformer having the configuration of (2) or (2) and (3).
本発明によれば、負荷をアンバランスにした場合であっても、クロスレギュレーションを低減させるトランス及びそのトランスを用いたスイッチング電源装置を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where load is unbalanced, the switching power supply using the transformer which reduces a cross regulation, and that transformer can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態のトランス及びこれを用いたスイッチング電源装置について説明する。まず、本トランスについて説明し、次いで、本トランスを用いたスイッチング電源装置の構成を説明する。 Hereinafter, a transformer and a switching power supply apparatus using the transformer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the present transformer will be described, and then the configuration of the switching power supply device using the present transformer will be described.
[1.第1の実施形態]
[1−1.構成]
図1は、本実施形態に係るトランスの全体構成を示す模式的断面図である。トランスTは、外部電源から供給された電圧を変圧し、トランスTに接続された回路又は外部機器などの負荷に電力供給する。このトランスTは、図1に示すように、コア10と、コア10に装着された1次巻線11、二以上の2次巻線12、13(ここでは二つ)、及び補助巻線14を備える。
[1. First Embodiment]
[1-1. Constitution]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the transformer according to the present embodiment. The transformer T transforms a voltage supplied from an external power source and supplies power to a load such as a circuit connected to the transformer T or an external device. As shown in FIG. 1, the transformer T includes a
コア10は、その中央部分に直線形状の中脚部10aが設けられている。この中脚部10aには、各巻線11〜14の巻軸が同一直線C上となるように各巻線11〜14が装着されている。コア10の1次巻線11が装着された箇所には、ギャップ15が設けられている。すなわち、中脚部10aにギャップ15が設けられている。なお、2次巻線12、13及び補助巻線14は、1次巻線11と極性を逆にして中脚部10a周りに巻回され、コア10、各巻線11〜14はそれぞれ不図示の樹脂等の絶縁材料から構成されたボビンにより絶縁されている。
The
1次巻線11は、外部電源と接続され、2次巻線12、13、補助巻線14に給電する。2次巻線12、13は、その両端子間が外部回路又は外部機器などの負荷に接続され、1次巻線11から受電した電力をこれらの回路や負荷に接続する。2次巻線12、13は、例えば、IGBTやMOS等を動作させるためのバッファ回路と接続される。
The
2次巻線12、13は、1次巻線11の巻軸方向において、1次巻線11の両側に設けられている。換言すれば、各2次巻線12、13は、両者が共に1次巻線11と隣接して設けられている。1次巻線11の巻軸方向において、1次巻線11から等距離に設けられることが好ましい。また、各2次巻線12、13は、1次巻線11の巻軸方向において、ギャップ15から等距離に設けられている。
The
本実施形態では、2次巻線12、13は、1次巻線11の巻軸方向において、1次巻線から等距離であり、かつ、ギャップ15からも等距離である。すなわち、2次巻線12、13は、1次巻線11を中心として対称、かつ、ギャップ15を中心としても対称に設けられる。
In the present embodiment, the
補助巻線14は、後述するスイッチング素子を制御する制御回路と接続される。補助巻線14は、1次巻線11から受電し、制御回路の駆動用電源電圧を供給する。補助巻線14は、2次巻線13の脇に巻軸方向を同じにして設けられているが、他方の2次巻線12の脇に設けられていても良い。 The auxiliary winding 14 is connected to a control circuit that controls a switching element to be described later. The auxiliary winding 14 receives power from the primary winding 11 and supplies a driving power supply voltage for the control circuit. The auxiliary winding 14 is provided on the side of the secondary winding 13 with the same winding axis direction, but may be provided on the side of the other secondary winding 12.
上記の構成を有するトランスTは、スイッチング電源装置に用いられる。図2は、本トランスTを用いたスイッチング電源装置の回路図である。トランスTの2次巻線12、l3が複数(ここでは二つ)設けられているので、本実施形態のスイッチング電源装置は、多出力の電源装置である。本スイッチング電源装置は、例えばフライバック方式のスイッチング電源であり、半導体をスイッチングさせるために用いられる。
The transformer T having the above configuration is used in a switching power supply device. FIG. 2 is a circuit diagram of a switching power supply device using the transformer T. Since a plurality (two in this case) of the
本スイッチング電源装置は、具体的には、トランスTと、スイッチング素子21と、スイッチング素子21を制御する制御回路22と、ダイオード23、24と、コンデンサ25、26とを備える。当該装置は整流・平滑回路を備えていても良い。整流・平滑回路は、外部電源とトランスTの1次巻線11との間に接続され、外部電源から供給された電圧を整流及び平滑化する。
Specifically, the switching power supply device includes a transformer T, a switching
スイッチング素子21は、FET等の半導体スイッチング素子である。スイッチング素子21は、トランスTの1次巻線11に接続されており、1次巻線11への入力電圧を制御する。制御回路22は、ICを含み構成され、出力側に設けられた補助巻線14及びスイッチング素子21と接続されており、補助巻線14から電源電圧供給を受けて、1次巻線11への入力電圧の制御のため、スイッチング素子21のオン・オフの時比率を制御する。すなわち、制御回路22は、2次巻線12、13の出力電圧をそれぞれ所定の電圧に保つために制御する。
The switching
例えば、制御回路22は、補助巻線14の電圧を検出する電圧モニタ手段と、補助巻線14からの出力電圧を平滑化するコンデンサ等の平滑化手段と、発光素子及び受光素子からなるフォトカプラと、ICとを含み構成される。この場合、制御回路22が行う制御の一例を示すと、まず、平滑化手段を介して電圧モニタ手段が検出した補助巻線14からの出力電圧値がICに入力される。ICは、当該電圧値と補助巻線14と2次巻線12、13との巻数比とから2次巻線12、13の出力電圧を算出し、この電圧に基づき2次巻線12、13の出力電圧を安定化させるための制御信号を生成する。そしてICはこの制御信号を、ICと接続されたフォトカプラの発光素子に出力する。発光素子は入力された制御信号を光信号に変換し、当該光信号をスイッチング素子21に接続された受光素子に出力する。さらに、この受光素子は入力された光信号を電気信号に変換し、当該信号を受けてスイッチング素子21の時比率を変更する。
For example, the
コンデンサ25、26は、2次巻線12、13と接続されている。ダイオード23、24は、2次巻線12、13とコンデンサ25、26との間に接続されており、2次巻線12、13からの出力電圧を整流する。また、コンデンサ25、26により、整流された電圧が平滑化され、直流電圧が生成される。
The
[1−2.作用効果]
(1)本実施形態のトランスTは、コア10と、コア10に各巻軸を同じにして装着された1次巻線11及び二つ以上の2次巻線12、13と、を備え、コア10には、1次巻線11が装着された箇所にギャップ15が設けられ、2次巻線12、13は、巻軸Cの方向の両側かつギャップ15から等距離に設けるようにした。これにより、各2次巻線12、13のインダクタンスの差及び1次巻線11との結合係数の差を小さくし、図3に示すように、各2次巻線12、13からの出力電圧が安定した時に乖離するのを抑制することができる。
[1-2. Effect]
(1) The transformer T of the present embodiment includes a core 10, a primary winding 11 and two or more
より詳細に、本実施形態による効果を従来技術と比較しつつ説明する。図14に示す1次巻線111の両側に設けた2次巻線112、113がギャップ115から等距離にない従来のトランスの場合、一例を挙げると、2次巻線112、113のインダクタンス値が数十μHのオーダーの場合で1の位のオーダーで異なるとすると、図15に示すように、2次巻線112、113からの出力電圧が乖離する。これは、2次巻線112、113のインダクタンス値の差が大きいことに起因する。図14の例では、インダクタンス値が10の位までしか等しくならないのに対し、本実施形態のトランスTの2次巻線12、13のインダクタンス値は、10−1の桁まで等しくでき、インダクタンス値の一致には二桁も違いがある。
In more detail, the effect by this embodiment is demonstrated, comparing with a prior art. In the case of a conventional transformer in which the
また、図16に示すように、各2次巻線112、113の配置箇所をギャップ115からの距離を等距離としても、1次巻線111からの距離が異なる従来のトランスの場合、2次巻線112、113のインダクタンス値が数十μHのオーダーの場合で、10−1の位のオーダーで異なるとすると、図17に示すように2次巻線112、113からの出力電圧が乖離する。これは、両インダクタンス値はほぼ等しいが、1次巻線111との結合に差があることに起因する。図16の例では、インダクタンス値が1の位までしか等しくならない。また、各2次巻線112、113の1次巻線111との結合係数は、10−1の位までしか等しくならない。一方、本実施形態のトランスTの2次巻線12、13のインダクタンス値は、10−1の桁まで等しくでき、インダクタンス値の一致には一桁違いがある。また、本実施形態のトランスTの1次巻線11との結合係数は10−2のオーダーまで等しく、結合係数の一致には、一桁の違いがある。
Further, as shown in FIG. 16, in the case of a conventional transformer in which the distance from the primary winding 111 is different even if the distance from the
以上のように、本実施形態によれば、各2次巻線12、13のインダクタンスの差及び1次巻線11との結合係数の差を小さくできるので、各2次巻線12、13からの出力電圧が乖離するのを相乗的に抑制することができるトランス及びこれを用いたスイッチング電源装置が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the difference in inductance between the
[2.第2の実施形態]
[2−1.構成]
第2の実施形態について、図4〜図11を用いて説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態と基本構成は同じである。よって、第1の実施形態と異なる点のみを説明し、第1の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
[2. Second Embodiment]
[2-1. Constitution]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. Therefore, only a different point from 1st Embodiment is demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
図4は、第2の実施形態に係るトランスの全体構成を示す模式的断面図である。図5は、第2の実施形態のトランスTを用いたスイッチング電源装置の回路図である。第1の実施形態と異なる点は、二つ以上(ここでは二つ)の補助巻線14、16を設けた点にある。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the transformer according to the second embodiment. FIG. 5 is a circuit diagram of a switching power supply device using the transformer T of the second embodiment. The difference from the first embodiment is that two or more (two in this case)
すなわち、補助巻線14、16は、各巻線11〜13の巻軸方向において、2次巻線12、13と隣接してそれぞれ設けられ、補助巻線14、16同士が並列接続されている点にある。本実施形態では、補助巻線14、16は、巻軸方向において、ギャップ15からの距離を等距離とし、ギャップ15に対して対称に設けられている。但し、補助巻線14、16は、ギャップ15に対して必ずしも対称に設けられていなくても良い。
That is, the
また、本実施形態では、2次巻線12、13は、補助巻線14、16より1次巻線11の近くに設けられている。なお、各巻線11〜16は、樹脂等の絶縁材料からなるボビンにより絶縁されている。また、図5に示すように、補助巻線14、16は、制御回路22とも並列に接続されている。
In the present embodiment, the
[2−2.作用効果]
(1)本実施形態の作用効果を、例として第1の実施形態と比較しながら説明する。本実施形態は、2次巻線12、13にそれぞれ異種の負荷を接続する場合など、負荷のバランスがアンバランスである場合であっても、2次巻線12、13からの出力電圧の変動を抑制することができるものである。なお、本実施形態の構成は1次巻線と二つ以上の2次巻線を備えるトランスであれば適用可能である。
[2-2. Effect]
(1) The operational effects of the present embodiment will be described by way of example in comparison with the first embodiment. In this embodiment, even when loads of different loads are connected to the
まず、第1の実施形態の構成において、負荷のバランスを変えたときの2次巻線12、13の出力電圧の波形を図6に示す。具体的には、図6は、2次巻線12の電流を0A、2次巻線13の電流を0.1Aとした場合の出力電圧波形(整流後)の例である。図6の点線間の幅は、2次巻線12の最大出力電圧と2次巻線13の最小出力電圧の間の幅であり、その間隔が約4.25Vであることが分かる。
First, FIG. 6 shows waveforms of output voltages of the
一方、本実施形態では、コア10と、コア10に装着された1次巻線11と、コア10に、巻軸を1次巻線11の巻軸と同じにして装着された二つ以上の2次巻線12、13と、コア10に、巻軸を1次巻線11の巻軸と同じにして装着された二つ以上の補助巻線14、16と、を備え、補助巻線14、16は、2次巻線12、13と隣接してそれぞれ設けられ、補助巻線14、16同士を並列接続するようにした。これにより、負荷のバランスをアンバランスにした場合であっても、クロスレギュレーションの問題を改善することができる。例えば、図7は、負荷のバランスを変えたときの2次巻線12、13の出力電圧の波形(整流後)を示し、図6の場合と同様、2次巻線12の電流を0A、2次巻線13の電流を0.1Aとした場合の例である。図7に示すように、2次巻線12、13の最大出力電圧と最小出力電圧の一点鎖線間の幅は、約2.25Vであり、図6の点線間の幅(約4.25V)より狭く、出力電圧の変動は小さい。すなわち、出力電圧の安定性が向上し、クロスレギュレーションが改善されていることが分かる。
On the other hand, in the present embodiment, the
その理由について、第1の実施形態を踏まえて説明する。まず、第1の実施形態では、負荷をアンバランスにすると、無負荷側の2次巻線の出力電圧波形に歪みが生じる。その一例を図8に示す。図8は、整流前の2次巻線の電圧波形である。図8(a)は、2次巻線12に流れる電流を0A(無負荷)、2次巻線13に流れる電流を0.1Aとした場合の出力電圧波形であり、図8(b)は、負荷アンバランスを逆にしたもので、2次巻線12に流れる電流を0.1A、2次巻線13に流れる電流を0A(無負荷)とした場合の出力電圧波形である。このように、無負荷側の出力電圧波形が歪むということは、この歪みの分だけ出力電圧が変化することを意味する。 The reason will be described based on the first embodiment. First, in the first embodiment, when the load is unbalanced, distortion occurs in the output voltage waveform of the secondary winding on the no-load side. An example is shown in FIG. FIG. 8 is a voltage waveform of the secondary winding before rectification. FIG. 8A shows an output voltage waveform when the current flowing through the secondary winding 12 is 0 A (no load) and the current flowing through the secondary winding 13 is 0.1 A. FIG. The output voltage waveform when the load imbalance is reversed and the current flowing through the secondary winding 12 is 0.1 A and the current flowing through the secondary winding 13 is 0 A (no load). Thus, the distortion of the output voltage waveform on the no-load side means that the output voltage changes by the amount of the distortion.
なお、2次巻線の出力電圧波形に歪みが生じると、これに伴い当該2次巻線に隣接する補助巻線14の電圧波形にも歪みが生じる。例えば、図9(a)に示すように、補助巻線14から遠い2次巻線12、補助巻線14から近い2次巻線13に流れる電流がそれぞれ0A、0.1Aの場合の補助巻線14の電圧波形に対し、図9(b)に示すように、補助巻線14から遠い2次巻線12、補助巻線14から近い2次巻線13に流れる電流がそれぞれ0.1A、0Aの場合の補助巻線14の電圧波形は、時間260〜262μsの区間において波形の形状が異なっており、図9(b)の波形で歪みが生じている。補助巻線14は、2次巻線12からは遠く、2次巻線13からは近くに配置されているから、補助巻線14と各2次巻線12、13との結合係数がそれぞれ異なる。そのため、補助巻線14の磁界を介した各2次巻線12、13への作用の仕方が異なり、クロスレギュレーションを改善することにはなりにくい。
When the output voltage waveform of the secondary winding is distorted, the voltage waveform of the auxiliary winding 14 adjacent to the secondary winding is also distorted. For example, as shown in FIG. 9A, the auxiliary winding in the case where the currents flowing in the secondary winding 12 far from the auxiliary winding 14 and the secondary winding 13 close to the auxiliary winding 14 are 0 A and 0.1 A, respectively. With respect to the voltage waveform of the
一方、本実施形態では、コア10に装着された二つの補助巻線14、16を設け、これらの巻線14、16を並列接続するようにした。このため、補助巻線14、16同士は短絡し、補助巻線14、16の電圧波形は同じようになる。例えば、図10は、2次巻線12の電流を0A、2次巻線13の電流を0.1Aとしたときの補助巻線14、16の電圧波形であり、両波形が同じようになっていることが分かる。また、補助巻線14を2次巻線13に、補助巻線16を2次巻線12にそれぞれ隣接して設けることで、補助巻線14、16から発生した磁界が隣接する2次巻線12、13に作用する。
On the other hand, in this embodiment, two
すなわち、負荷がアンバランスになったとき、一方の2次巻線12、13の電圧波形は正常であるが、他方の2次巻線12、13の電圧波形には歪みが生じる。これに伴い、歪んだ2次巻線12、13側の補助巻線14、16の電圧波形も歪む。しかし、正常な2次巻線12、13側の補助巻線14、16側の電圧波形は正常であり、両補助巻線14、16は短絡しているので、歪んだ2次巻線12、13側の補助巻線14、16の電圧波形も正常になる。この正常な電圧波形となる補助巻線14、16が歪んだ電圧波形となる2次巻線12、13に作用し、正常な電圧波形となり、歪みが軽減される。その一例として、図11に整流前の2次巻線12、13の電圧波形を示す。図11は、2次巻線12の電流を0A、2次巻線13の電流を0.1Aとしたときの電圧波形である。図11の丸点線部に示すように、2次巻線12の電圧波形の突出した部分(図中約20V)が、図8(a)の2次巻線12の突出した部分(図中約21V)と比較して下がっており、歪みが改善されていることが分かる。このように、整流前の2次巻線12、13の両電圧波形が同様になるように改善されているため、クロスレギュレーションを低減させることができる。
That is, when the load is unbalanced, the voltage waveform of one of the
(2)本実施形態では、2次巻線12、13は、巻軸の方向において、1次巻線11の両側かつ補助巻線14、16より1次巻線11の近くに設けるようにした。これにより、各2次巻線12、13と1次巻線11との結合係数を大きくすることができ、トランスとしての変換効率を向上させることができる。
(2) In the present embodiment, the
[3.他の実施形態]
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、上記実施形態及び下記の他の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除、変更、置換等してもよい。他の実施形態の一例を下記に示す。また、上記実施形態及び下記の他の実施形態又はその組み合わせ等によるトランスを用いたスイッチング電源装置も本発明の範囲に含まれる。
[3. Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and includes other embodiments described below. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiment and the following other embodiments. In the implementation stage, the constituent elements can be modified and embodied without departing from the scope of the invention. For example, some components may be deleted, changed, replaced, etc. from all the components shown in the embodiment. An example of another embodiment is shown below. Moreover, the switching power supply device using the transformer according to the above embodiment and the following other embodiments or combinations thereof is also included in the scope of the present invention.
(1)第1及び第2の実施形態では、2次巻線12、13を二つ設けたが、三つ以上設けても良い。2次巻線を奇数個設ける場合、例えば3つ設ける場合には、図12に示すように、二つの2次巻線12、13をギャップ15を基準に対称に設け、三つ目の2次巻線17は何れか一方の2次巻線12、13に層状に重ねて設ける。すなわち、何れか一方の2次巻線12、13の外側に巻軸方向を中心とした半径を変えて設ける。但し、樹脂製のボビン等で互いの巻線は絶縁する。
(1) In the first and second embodiments, two
2次巻線を偶数個設ける場合は、ギャップから等距離に設ける。4つ以上設ける場合は、例えば、奇数個設ける場合と同様に層状に重ねて設ける。このように、三つ以上の2次巻線を設ける多出力の形態であっても、上記のように、ギャップ15を基準に対称、かつ、1次巻線11との距離を等距離にすることで、インダクタンス値及び1次巻線11との結合係数をそれぞれ等しくすることができる。従って、多出力の場合であっても、互いの出力電圧値の乖離を抑制できるスイッチング電源装置を得ることができる。
When an even number of secondary windings are provided, they are provided equidistant from the gap. When four or more are provided, for example, they are provided in a layered manner as in the case of providing an odd number. Thus, even in the multi-output configuration in which three or more secondary windings are provided, as described above, the
(2)第1及び第2の実施形態では、補助巻線14、16及び制御回路22を1次巻線11と絶縁して設けていたが、図13に示すように、1次巻線11に接続するように補助巻線14、16及び制御回路22を設けても良い。スイッチング素子21の制御について、図13の場合で説明すると、制御回路22は、補助巻線14の電圧を分圧する抵抗と、分圧された電圧を検出する電圧モニタ手段と、ICとを備える。ICは、入力された分圧値、分圧比、及び補助巻線14と2次巻線12、13との巻数比とから2次巻線12、13の出力電圧を算出し、所定の電圧になるように制御信号を生成し、スイッチング素子21に出力する。
(2) In the first and second embodiments, the
(3)第2の実施形態では、二つの補助巻線14、16を各巻線11〜13の巻軸を同じにし、2次巻線12、13よりも1次巻線の遠くに設けるようにしたが、逆にしても良い。すなわち、各巻軸の方向において、1次巻線11の両側に補助巻線14、16を一つずつ設け、さらにその外側に2次巻線12、13を設けるようにしても良い。
(3) In the second embodiment, the two
(4)第1及び第2の実施形態では、補助巻線14、16を1次巻線11の巻軸方向において、2次巻線12、13と重ならないように同一直線上に設けるようにしたが、巻軸方向を中心とした半径を変えて2次巻線12、13に層状に隣接して設けても良い。一例を示すと、2次巻線13の外側に補助巻線14を巻回して設け、2次巻線12の外側に補助巻線16を巻回して設けることができる。
(4) In the first and second embodiments, the
(5)第2の実施形態では、補助巻線14、16はギャップ15に対して等距離に設けられ、ギャップ15に対して対称に設けられていたが、これに限定されない。すなわち、補助巻線14、16がギャップ15に対して等距離でなく非対称に設けられていたとしても、2次巻線12、13に均等に作用できれば良い。また、補助巻線14、16が、巻軸方向において、2次巻線12、13よりも1次巻線11の近くに設けられていても良い。
(5) In the second embodiment, the
(6)第2の実施形態では、補助巻線14、16を二つ設けたが、三つ以上設けても良い。例えば、2次巻線が三つ以上設けられる場合に、各2次巻線にそれぞれ補助巻線を隣接配置し、各補助巻線同士は互いに並列接続する。
(6) Although the two
10 コア
10a 中脚部
11 1次巻線
12、13、17 2次巻線
14、16 補助巻線
15 ギャップ
21 スイッチング素子
22 制御回路
23、24 ダイオード(整流手段)
25、26 コンデンサ(平滑化手段)
T トランス
C 1次巻線及び2次巻線の巻軸が一致する直線
10
25, 26 capacitor (smoothing means)
T Transformer C A straight line where the primary and secondary winding axes coincide.
Claims (4)
前記コアに装着された1次巻線と、
前記コアに、巻軸を前記1次巻線の巻軸と同じにして装着された二つ以上の2次巻線と、
前記コアに、巻軸を前記1次巻線の巻軸と同じにして装着された二つ以上の補助巻線と、
を備え、
前記補助巻線は、前記2次巻線と隣接してそれぞれ設けられ、前記補助巻線同士が並列接続され、
前記2次巻線は、前記1次巻線の巻軸方向において、前記1次巻線の両側かつ前記補助巻線より前記1次巻線の近くに設けられていること、
を特徴とするトランス。 The core,
A primary winding mounted on the core;
Two or more secondary windings mounted on the core with the same winding axis as that of the primary winding;
Two or more auxiliary windings mounted on the core with the same winding axis as that of the primary winding;
With
The auxiliary windings are respectively provided adjacent to the secondary windings, and the auxiliary windings are connected in parallel ,
The secondary winding is provided on both sides of the primary winding and closer to the primary winding than the auxiliary winding in the winding axis direction of the primary winding;
Transformer characterized by
前記2次巻線は、前記1次巻線の巻軸方向において、前記1次巻線の両側かつ前記ギャップから等距離に設けられていること、
を特徴とする請求項1に記載のトランス。 The core is provided with a gap where the primary winding is mounted,
The secondary winding is provided on both sides of the primary winding and equidistant from the gap in the winding axis direction of the primary winding;
The transformer according to claim 1 .
前記コアに装着された1次巻線と、A primary winding mounted on the core;
前記コアに、巻軸を前記1次巻線の巻軸と同じにして装着された二つ以上の2次巻線と、Two or more secondary windings mounted on the core with the same winding axis as that of the primary winding;
前記コアに、巻軸を前記1次巻線の巻軸と同じにして装着された二つ以上の補助巻線と、Two or more auxiliary windings mounted on the core with the same winding axis as that of the primary winding;
を備え、With
前記補助巻線は、前記2次巻線と隣接してそれぞれ設けられ、前記補助巻線同士が並列接続され、The auxiliary windings are respectively provided adjacent to the secondary windings, and the auxiliary windings are connected in parallel,
前記コアには、前記1次巻線が装着された箇所にギャップが設けられ、The core is provided with a gap where the primary winding is mounted,
前記2次巻線は、前記1次巻線の巻軸方向において、前記1次巻線の両側かつ前記ギャップから等距離に設けられていること、The secondary winding is provided on both sides of the primary winding and equidistant from the gap in the winding axis direction of the primary winding;
を特徴とするトランス。Transformer characterized by
前記トランスの1次巻線に接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
を備えたこと、
を特徴とするスイッチング電源装置。 The transformer according to any one of claims 1 to 3,
A switching element connected to the primary winding of the transformer;
A control circuit for controlling the switching element;
Having
A switching power supply device.
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