JPH01304711A

JPH01304711A - トランス

Info

Publication number: JPH01304711A
Application number: JP63136331A
Authority: JP
Inventors: Masusaku Okumura; 奥村　益作
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1989-12-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）本発明は、二次側から電圧を取出すための電源用トラン
スに関する。

（従来の技術）従来の一般的な電源トランスは、ボビンに一次巻線を巻
き、その上に二次巻線を巻き、それぞれ多層のソレノイ
ド構造にしたコイルユニットに対して、内鉄型あるいは
外鉄型のコアーを組み合わせることによってトランスを
構成している。

第４図は従来の外鉄型のトランスの断面図を表している
。図において符号１は鉄心を表し、この鉄心に対して多
層ソレノイド構造に巻かれた一次巻線２および二次巻線
３が積層されている。

（発明が解決しようとする問題点）このような従来のトランスは、−次巻線ど二次巻線とが
それぞれ分離されているため、−次巻線と二次巻線間の
磁気的結合があまり高くない。しかも−次巻線と二次巻
線の間には電気的に絶縁するだめの絶縁体が設けられて
いて一次巻線と二次巻線の間隔が広く隔てられている。

このため、−次巻線と二次巻線に漏れ磁束が生じ、従来
の一般的な電源用トランスでは、二次側から見た漏れイ
ンダクタンスは二次コイルインダクタンスの１〜２％も
占めており、電圧変動率が５〜１０％におよぶことがあ
る。

第５図は、トランスの等両回路を表している。図におい
てしノエは一次巻線と交わり二次巻線と交わらない一次
漏れ磁束によって生じる一次漏れインダクタンスを表し
、ｒｌ工は二次巻線と交わり一次巻線と交わらない二次
漏れ磁束によって生じる二次漏れインダクタンスを表し
ている。また、ｒｌ　　およびｒＬは−次巻線の巻線抵
抗及び二次巻線の巻線抵抗を表している。なおＹは無負
荷時に於ける鉄損電流および磁化電流が生じることに対
応する励磁アドミタンスを表している。

このようにトランスには漏れインダクタンスＬＬｔおよ
びＬムが存在するため、負荷２として非直線性特性を持
つ負荷（特に容量性）であるとき、前記漏れインダクタ
ンスと負荷の容量とによって共振が発生し、電流波形の
みならず電源電圧の波形が歪むという問題があった。例
えば、このようなトランスによって電圧を発生させて、
コンデンサの耐圧試験を行う場合、このような波形の歪
が影響して、正確な破壊電圧を測定することができない
という問題があった。　特に、チタン酸バリウムのセラ
ミックコンデンサのうち結晶変態点が常温付近にある特
性の高圧コンデンサを試験する場合、トランスの漏れイ
ンダクタンスとコンデンサの容量との共振作用によって
コンデンサに流れる電流に大きな歪が生じる。第６図（
Ｂ）はこの場合のコンデンサに流れる電流の波形を表し
ている。前記特性を持つコンデンサの場合、同図（Ａ＞
に示すように、前記電流波形の歪みが電圧波形に影響し
て、コンデンサに印加される電圧が大きく変動し正確な
コンデンサの試験を行うことができなかった。

また、同１図に示すように、二次巻線にダイオードＤ１
　　とコンデンサＣ１を接続して整流をおこない、直流
を取り出すようにした場合には、前記漏れインダクタン
スしｉｚとコンデンサＣ１とによって共振が発生するこ
とがあり高周波ノイズの原因となるという問題があった
。そして、これを防ぐためには、ダイオードＤ１　　と
並列にスナバ−コンデンサを接続するなどの対策が必要
であった。第８図（Ａ）に電圧波形を、第８図（Ｂ）に
ダイオードＤ１　に流れる電流波形を示す。ただし、こ
の場合、スナバ−コンデンサは接続していない。

ところで、このような問題点を解消するためには、二次
漏れインダクタンスＩＪ、の減少をはかればよい。

この発明の発明者は、実願昭６１−１６６１１１号にお
いて、二次漏れインダクタンスＬＪＬ　の減少をはかっ
たトランスを提示している。このトランスは、鉄心に複
数個の一次巻線と複数個の二次巻線の各層を一次巻線の
各層の巻線で二次巻線の各層の巻線をはさみ込むように
交互に積層配置するとともに、二次巻線の各層を直列に
接続したものである。このトランスは、−次巻線の各層
の巻線で二次巻線の各層の巻線をはさみ込むようにして
いるため、−次巻線と二次巻線間の磁気的結合が高くな
っており、従来のトランスに比べて二次漏れインダクタ
ンスが極めて小さくなっている。

この発明の目的は、実願昭６１−１６６１１１号におい
て提示したトランスよりも、さらに二次漏れインダクタ
ンスを小さくして、容量性の負荷を接続した場合でも電
圧波形に歪みが生じず、またダイオードを接続して直流
を取り出すようにした場合でも高周波ノイズが発生せず
、さらに電圧変動率の極めて低いトランスを提供するこ
とである。

（問題点を解決するための手段）この発明は、トランスの鉄心に複数個の一次巻線と複数
個の二次巻線の各層を一次巻線の各層の巻線で二次巻線
の各層の巻線をはさみ込むように交互に積層配置すると
ともに、二次巻線の各層の巻線を並列に接続したことを
特徴とする。

（作用）以上の構成であれば、−次巻線と二次巻線の間隔が緻密
となって、−次巻線の発生する磁束の殆が二次巻線に鎖
交する。また、二次巻線の発生する磁界の殆は一次巻線
と鎖交する。このため、−次漏れ磁束および二次漏れ磁
束が少なくなり漏れインダクタンスが小さくなっている
。

さらに、二次巻線の各層の巻線が並列に接続されている
ため、二次巻線の各層の巻線を直列に接続した実願昭６
１−１６６１１１号に提示するトランスよりも、二次漏
れインダクタンスはさらに小さくなっている。

たとえば、−次巻線を４Ｂで構成してこれらを並列に接
続するとともに、二次巻線を３層で構成してこれらを並
列に接続した本発明のトランスと、−次巻線を４ｗａで
構成してこれらを並列に接続するとともに、二次巻線を
３層で構成してこれらを直列に接続した実願昭６１−１
６６１１１号のトランスの二次漏れインダクタンスを比
べると次のようになる。すなわち、それぞれの二次巻線
の各層の漏れインダクタンスを、ｌａとすると、本発明
では３個の、ｔａが並列に接続されているため、全体の
二次漏れインダクタンスはｉａ／３となる。一方、実願
昭６１−１６６１１１号のものは３個の　ａが直列に接
続されているため、全体の二次漏れインダクタンスは３
１ａとなる。つまり、この場合は、本発明のトランスの
二次漏れインダクタンスは、実願昭６１−７６６１１１
号のものに比べて１／９になっているのである。

したがって、本発明のトランスは、容量性の負荷が接続
されたとき、この負荷の容量成分と漏れインダクタンス
によって生じる共振回路エネルギーが低下し共振作用に
よる波形の歪が減少している。また、二次巻線にダイオ
ードとコンデンサを接続して整流をおこない、直流を取
り出すようにした場合に、高周波ノイズが発生すること
がない。さらに、負荷時において漏れインダクタンスに
よる電圧降下が小さくなるため、電圧変動率が減少して
いる。

（実施例）第１図はこの考案の実施例であるトランスの断面を表す
図である。

図中符号１は外鉄型の鉄心を表し、この鉄心１に４個の
一次巻線２ａ〜２ｄと３個の二次巻線３ａ〜３ｃが、−
次巻線２８〜２ｄの各層の巻線で二次巻線３８〜３ｃの
各層の巻線をはさみ込むように交互に積層配置されてい
る。同図は説明上巻線の各相の厚みを誇張して厚く表し
ているが、巻線の各相は一層のソレノイド構造である。

このように−次巻線と二次巻線の各層が交互に積層配置
されているため、−次巻線と二次巻線の磁気結合度を高
めることができる。

第２図は各巻線の接続状態を表す図である。

図に示すように、−次巻線２８〜２ｄはそれぞれ並列に
接続されて、出力端子Ｐｏ　　、Ｐｓに接続されている
。また、二次巻＠３ａ〜３ｃもそれぞれ並列に接続され
て、出力端子Ｓ、、Ｓ工にその両端が接続さ、れている
。

第３図は上記実施例のトランス、実願昭６１−１６６１
１１号に提示したトランス、および従来のトランスの電
圧変動率を表す図である。

同図は横軸に定格電力に対する負荷率を表し、縦軸に定
格電圧に対する変動率をそれぞれパーセントで表してい
る。直線Ａは上記実施例におけるトランスの特性を表し
、Ｂは実願昭６１−１６６１１１号に提示したトランス
の特性を表し、ＣおよびＤは従来の一般的な外鉄型およ
び内鉄型のトランスの特性を表している。このように本
発明のトランスは、二次漏れインダクタンスを低減した
ことにより、電圧変動率を低減することができている。

なお、実施例は一次側の各層の巻線を並列に接続した例
であったが、必要な電流容量と電圧に応じて直列接続と
することもできる。また、二次側の各層の巻線のすべて
を並列に接続する必要はなく、必要な電流容量と電圧、
あるいは負荷回路とのマツチングに応じて、直並列をと
り入れてもよい。

（発明の効果）以上のようにこの発明によれば、−次巻線の各層の巻線
で二次巻線の各層の巻線をはさみ込むとともに、二次巻
線の各層の巻線を並列に接続しているため、二次漏れイ
ンダクタンスが極めて小さくなっている。そのため、容
量性の負荷を接続した際、共振作用による波形歪を低減
することができている。また、二次巻線にダイオードを
接続して整流をおこない、直流を取り出すようにした場
合にも、高周波ノイズが発生することがほとんどなく、
ダイオードと並列にスナバ−コンデンサを接続する必要
がない。

さらに、各層の巻線を並列に接続しているため、各巻線
の断面積を従来のものより小さくすることができるため
、トランスの小型化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるトランスの断面図、第
２図は同トランスの巻線の接続状態を表ず図、第３図は
同トランスおよび従来のトランスの電圧変動率の特性の
一例を表１図、第４図は従来のトランスの巻線構造を表
す図、第５図はトランスの一般的な等価回路を表音図、
第６図（Ａ）、（Ｂ）は共振作用を起こした際の負荷に
印加される電圧および電流の波形を表す図、第７図は従
来のトランスにダイオードを接続して直流を取り出すよ
うにした回路を表す図、第８図（Ａ）は電圧波形を表す
図、第８図（Ｂ）は高周波ノイズが発生した際のダイオ
ードに流れる電流の波形を表す図である。１・・・鉄心、２ａ、　２ｂ、　２ｃ、　２ｄ−・・−
次巻線、３ａ、　３ｂ、　３ｃ・・・二次巻線。

Claims

【特許請求の範囲】

トランスの鉄心に複数個の一次巻線と複数個の二次巻線
の各層を一次巻線の各層の巻線で二次巻線の各層の巻線
をはさみ込むように交互に積層配置するとともに、二次
巻線の各層の巻線を並列に接続したことを特徴とするト
ランス。