JPH02178907A - トランス - Google Patents

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】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術 り発明が解決しようとする問題点（第１２図）Ｅ問題点
を解決するための手段（第１図、第７図〜第１１図） Ｆ作用（第１図、第７図〜第１１図） Ｇ実施例（第１図〜第１１図） （Ｇ１）第１の実施例（第１図〜第３図）（Ｇ２）第２
の実施例（第４図〜第６図）（Ｇ３）第３の実施例（第
７図〜第１１図）（Ｇ４）他の実施例 Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明はトランスに関し、例えばスイッチングレギュレ
ータ回路のスイッチングトランスに適用して好適なもの
である。

Ｂ発明の概要 本発明は、トランスにおいて、脚を所定断面積の複数の
脚部分に分割して巻線することにより、巻数比を整数比
以外の比率に選定して、所望の出力電圧を得ることがで
きる。

Ｃ従来の技術 従来、スイッチングレギュレータ回路においては、スイ
ッチングトランスの巻数比を所定の整数比に選定し、こ
れにより入力電圧に対して、当該比率で決まる所望の出
力電圧を得るようになされている。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところで、スイッチングレギュレータ回路において、駆
動周波数を高くすれば、その分スイッチングレギュレー
タ回路の効率を改善できると考えられる。

さらにこのようにすれば、インダクタンスの低いスイッ
チングトランスを用いることができ、その分当該スイッ
チングトランスを小型化して、スイッチングレギュレー
タ回路全体を小型化できると考えられる。

ところが、インダクタンスの低い小型のスイッチングト
ランスにおいては、その分１次巻線の巻数が減少する。

従って所望の出力電圧を得るために、巻数比を整数比以
外の比率に選定しなければならない場合が生じ、この場
合必要とする出力電圧を得ることが困難になる問題があ
る。

この問題を解決するための１つの方法として、巻数比を
高目の整数比に設定して所望の電圧よりも高い出力電圧
を得、当該出力電圧をシリーズレギュレータ回路で補正
する方法が考えられる。

すなわち第１２図に示すように、駆動回路１において、
５０（Ｖ：ｌの駆動電圧で、１次巻線が１０ターンのス
イッチングトランス２を駆動する。

スイッチングトランス２の２次巻線は、全体が３ターン
に選定され、■ターン目に中間タップが設けられるよう
になされている。

従って、巻線１ターンについて５〔■〕の出力電圧が得
られることから、中間タップ及び２次巻線全体において
は、ダイオード３及び４と平滑コンデンサ５及び６で整
流することにより、それぞれ５〔■〕及び１５（Ｖ：］
の出出力圧が得られる。

かくしてシリーズレギュレータ回路７で１５〔ｖ〕の出
力電圧を１２（Ｖ）に補正することにより、５〔Ｖ〕及
び１２（Ｖ）の出力電圧が得られる。

ところが、このようにしてシリーズレギュレータ回路７
で出力電圧を補正する場合、シリーズレギュレータ回路
７で出力電圧を補正した分、当該電源回路全体の効率が
低下すると共に、シリーズレギュレータ回路７を設けた
分電源回路の構成が大型化し、駆動周波数を高くして電
源回路を小型化及び高効率化したことが無意味になる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、巻数比を
所望の整数比に選定することが困難な場合でも、所望の
出力電圧を得ることができるトランスを提案しようとす
るものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため第１の発明においては、コ
ア１１．１２の脚１１Ｂ、１２Ｂに溝１５を設けて、脚
１１Ｂ、１２Ｂを所定断面積の複数の脚部分ＡＲ２、Ａ
Ｒ３に分割し、脚部分ＡＲ２、ＡＲ・３に巻線する。

さらに第２の発明のおいては、コア１Ｂ、１９は、脚２
２．２３．３１．３２を同心円状に配置し、脚２２．２
３．３１．３２のうちの外周側の脚２３．３２に溝２７
．３３を設けて、所定断面積の複数の脚部分２３Ａ、２
３Ｂ、２３Ｃ１２３Ｄ、３２Ａ、３２Ｂに分割し、脚部
分２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ，２３Ｄ、３２Ａ、３２Ｂの
実効断面積を可変して、巻線２９の出力電圧を調整する
。

Ｆ作用 ＃１１Ｂ、１２Ｂを所定断面積の複数の脚部分ＡＲ２、
ＡＲ３に分割し、脚部分ＡＲ２、ＡＲ３に巻線するよう
にすれば、当該巻線に鎖交する磁束を、その分減少させ
て、所望の出力電圧を得ることがきる。

さらに、外周側の脚２３．３２を複数の脚部分２３Ａ、
２３Ｂ、２３Ｃ１２３Ｄ、３２Ａ、３２Ｂに分割し、脚
部分２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ１２３Ｄ、３２Ａ、３２Ｂ
の実効断面積を可変するようにすれば、当該脚部分２３
Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ１２３Ｄ、３２Ａ、３２Ｂを通過す
る磁束を調整し得、かくして簡易に当該脚部分２３Ａに
周回された巻線２９について、出力電圧を可変調整する
ことができる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（Ｇ１）第１の実施例 第１図において、１０は全体としてスイッチングトラン
スを示し、同一形状のコ字状のコア１１及び１２を用い
て磁気回路を構成するようになされている。

すなわち、コア１１及び１２を合わせて、その１つの脚
１１Ａ及び１２Ａに１０ターンの巻線を施し、これによ
り１次巻線１３を形成するようになされている。

これに対して第２図に示すように、コア１１及び１２の
残りの脚１１Ｂ及び１２Ｂには、コア１１及び１，２の
合わせ面に露出するように溝１５が設けられ、当該溝１
５で脚１１Ｂ及び１２Ｂを、断面積の比が３：２の２つ
の領域（以下脚部分と呼ぶ）ＡＲ３及びＡＲ２に分割す
るようになされている。

当該スイッチングトランス１０の２次巻線は、この脚１
１Ｂ及び１２Ｂの部分に巻線され、脚１１Ｂ及び１２Ｂ
全体を１タ一ン周回して中間タップＴ２が設けられるよ
うになされている。

さらに中間タップＴ２から脚部分ＡＲ２を１タ一ン周回
した後、全体を１タ一ン周回して引き出し線が引き出さ
れるようになされている。

従って、脚１１Ｂ及び１２Ｂ全体を周回する巻線におい
ては、当該コア１１及び１２に誘起された全ての磁束と
鎖交するのに対し、脚部分ＡＲ２を周回する巻線におい
ては、脚１１Ｂ及び１２Ｂの断面積を面積比３：２に分
割した分、鎖交する磁束数が減少する。

すなわち、断面積を面積比３：２に分割したことから、
全体の磁束数をΦとおくと、脚部分ＡＲ２を周回する巻
線においては、次式 の磁束Φ２と鎖交し、その結果全体を周回する巻線にＥ
〔■］の電圧が誘起される場合、当該巻線には、次式 ％式％ の電圧が誘起される。

従って、脚１１Ｂ及び１２Ｂ全体を１タ一ン周回する巻
き始めＴ１から中間タップＴ２に対して、脚部分ＡＲ２
を１タ一ン周回後全体を１タ一ン周回したする中間タッ
プＴ２から巻き終わりＴ３においては、次式 ％式％（３） で表される分数比の出力電圧Ｅ１□及びＥ２３を得るこ
とができる。

従って、出力電圧を整数比以外の比に選定することがで
き、その分当該比率を所望の値に選定して、所定の出力
電圧を得ることができる。

実際上第３図に示すように、第１２図と同一条件で電源
回路を構成すると、中間タップＴ２の出力電圧を整流し
て５〔Ｖ〕の出力電圧が得られるのに対し、巻き終わり
Ｔ３の出力電圧を整流しただけで、１２（Ｖ）の出力電
圧を得ることができ、その分電源回路全体の損失を低減
して小型化することができた。

以上の構成によれば、コア１１及び１２の脚１１Ｂ及び
１２Ｂを所望の断面積に分割して、分割した脚部分ＡＲ
２に巻線を周回させたことにより、出力電圧を整数比以
外の比に選定して、所望の出力電圧を得ることができる
。

（Ｇ２）第２の実施例 第１図との対応部分に同一符号を付して示す第４図にお
いては、コア１２に代えてこれにより脚１５Ａの断面積
が小さなコア１５を用いるようにする。

すなわち第５図に示すように、コア１５においては、コ
ア１１と合わせた際にコア１１の脚部分ＡＲ３を完全に
覆って、脚部分ＡＲ２の約半分の領域が露出するように
、断面積が選定されている。

従って、磁束が漏れることなくコア１１及び１５が重な
り合う部分を通過する場合、脚部分ＡＲ２及びコア１５
と重なり合う部分が減少した分、当該脚部分ＡＲ２を通
過する磁束が減少し、その結果脚部分ＡＲ，２の実効断
面積が減少する。

すなわち、脚部分ＡＲ３及びＡＲ２がコア１５と重なり
合う面積比が３：ｌでなることから、当該脚部分ＡＲ３
及びＡＲ２を通過する磁束Φ３及びΦ２においては、次
式 ％式％（４） の関係が成り立ち、脚部分ＡＲ２を周回する巻線におい
ては、全体を周回する巻線に誘起される電圧Ｅ〔■〕に
対して、次式 ％式％ の電圧Ｅ２が誘起される。

これに対して第６図に示すように、コア１１に対してコ
ア１５の配置位置をずらし、コア１５がコア１１の脚部
分ＡＲ２を完全に覆うようにすると、脚部分ＡＲ３にお
いては、約１／３の領域が露出するようになる。

従ってこの状態においては、脚部分ＡＲ３の実効断面積
が減少し、脚部分ＡＲ３及びＡＲ２がコア１５と重なり
合う面積比が２：２に変化し、その結果脚部分ＡＲ３及
びＡＲ２を通過する磁束Φ３及びΦ２においては、次式 ％式％（６） の関係が成り立ち、脚部分ＡＲ２を周回する巻線におい
では、全体を周回する巻線に誘起される電圧Ｅ　〔Ｖ）
に対して、次式 の電圧Ｅ２が誘起される。

かくして断面を分割したコア１１に対して、断面積の小
さなコア１５の配置位置を可変することにより、分割し
た各脚部分ＡＲ２及びＡＲ３の実効断面積を微調整し得
、各脚部分ＡＲ２及びＡＲ３を周回する巻線について、
出力電圧を微調整することができる。

この実施例においては、かかる電圧調整原理に基づいて
、２次巻線の出力電圧を微調整し得るようになされてい
る。

すなわち第５図に示す第１の配置状態においては、中間
タップＴ２の出力電圧を整流して５〔■〕の出力電圧が
得られるのに対し、（５）式から巻き終わりＴ３の出力
電圧を整流して、１１．２５　［：■〕の出力電圧を得
ることができる。

これに対して第６図に示す第２の配置状態においては、
中間タップＴ２の整流電圧を５〔Ｖ〕に保持したまま、
（７）式から巻き終わりＴ３の整流電圧を１２．５（Ｖ
）に切り換えることができる。

従って必要に応じて、例えば出力電圧を検出しながら、
コア１１に対するコア１５の配置位置を調整することに
より、分割した各脚部分ＡＲ２及びＡＲ３の実効断面積
を微調整して、所望の出力電圧のスイッチングトランス
を得ることができる。

第４図の構成によれば、コア１１の脚１１Ｂを所望の断
面積に分割して、分割した脚部分ＡＲ２及びＡＲ３に巻
線を周回すると共に、当該コア１１に対して断面積の小
さなコア１５の配置位置を調整することにより、分割し
た各脚部分ＡＲ２及びＡＲ３の実効断面積を微調整して
、整数比以外の所望の出力電圧を得ることができる。

（Ｇ３）第３の実施例 第７図においては、コ字状のコアに代えて同軸形状のコ
ア１８及び１９を対向させて磁気回路を構成するように
したものである。

すなわち第８図に示すように、コア１８においては、円
板形状の底板２１の中心に円柱形状の脚２２が配置され
、当該層２２と同軸状に底板２１の周囲に円筒形状の脚
２３が配置されるようになされている。

脚２２には、所定回数だけ周回するように巻線２５が施
され、巻線２５が当該スイッチングトランス３０の１次
巻線の一部を構成するようになされている。

これに対して、周囲の脚２３には９０度の角間隔で大き
な溝２７が設けられ、当該溝２７の１つを介して巻Ｍ２
５の引き出し線が引き出されると共に、当該溝２７で脚
２３全体が４分割されるようになされている。

これに対して第９図に示すように、コア１９においては
、コア１８と同様に同軸状に脚３１及び３２が形成され
、コア１８の溝２７と同一形状の溝３３で外側の脚３２
が２分割されるようになされている。

さらに内側の脚３１には、所定回数だけ周回するように
巻線３４が施され、コア１８の巻線２５と共に当該スイ
ッチングトランスの１次巻線を構成するようになされて
いる。

かくして、１次巻線２５及び３４で脚２１及び３１に誘
起された磁束は、コア１８の底板２１を介して脚２３を
通過するにつき、分割された各脚部分２３Ａ、２３Ｂ、
２３Ｃ１２３Ｄを並列に通過した後、コア１９の分割さ
れた脚部分３２Ａ及び３２Ｂを並列に通過して脚２２及
び３２に戻るようになされている。

従って第１０図に示すように、コア１８及び１９を密着
させる際に、コア１８の脚部分２３Ａ１２３Ｄ及び２３
Ｂ、２３Ｃを、それぞれコア１９の脚部分３２Ａ及び３
２Ｂで完全に覆うように配置すれば、コア１８の各脚部
分２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ１２３Ｄを通過する磁束を等
しい磁束数に選定することができる。

従って、脚部分２３Ａを周回する巻線２９においては、
１次巻線１ターンについてＥ　（Ｖ）の電圧を印加する
と、当該印加電圧Ｅ　（Ｖ）の１／４の電圧Ｅ／４（Ｖ
）の電圧を誘起させることができる。

これに対して第１１図に示すように、コア１９を時計方
向に回転させて、コア１９の脚部分３３Ａの側面がコア
１８の脚部分２３Ｃの側面と一致するようにすると、脚
部分２３Ａ及び２３Ｃにおいては、コア１９を回転させ
た分コア１９と重なり合う面積が小さくなるのに対し、
脚部分２３Ｂ及び２３Ｄにおいてはコア１９と全体が重
なり合う。

従って、脚部分２３Ａ及び２３Ｃにおいては、実効断面
積が減少し、コア１９と重なり合う部分の面積をＳＡ、
重なり合わない部分の面積をＳｌｌとおくと、脚部分２
３Ａを周回する巻線２９においては、全体の磁束Φに対
して、次式 従って当該巻線２９の誘起電圧を第１０図の場合に比し
て減少させることができる。

かくしてこの実施例においては、コア１８及び１９の脚
２２及び３１の中心に貫通穴４０（第７図、第８図及び
第９図）が設けられ、貫通穴４０を用いて回転自在にコ
ア１８及び１９を密着保持させることにより、巻線２９
が周回された脚部分２３Ａの実効断面積を調整して、巻
線２９の出力電圧を調整し得るようになされている。

かくしてコア１８に対して、コア１９を回転させるだけ
の簡易な調整操作で、整数比以外の所望の出力電圧を得
ることができる。

第７図の構成によれば、外側の脚２３を分割して、その
脚部分２３Ａに巻線すると共に、脚部分２３Ａの実効断
面積を調整することにより、整数比以外の所望の出力電
圧を得ることができる。

・・・・・・　（８） の磁束ΦｚｔＡが鎖交するようになる。

（Ｇ４）他の実施例 なお上述の実施例においては、コ字状のコア及び同軸形
状のコアを用いた場合について述べたが、＝１８ コアの形状はこれに限らず、例えばＥＩ型のコア等種々
の形状のコアを広く適用するこができる。

さらに上述の実施例においては、２次巻線を脚部分に巻
線する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
必要に応じて１次巻線を脚部分に巻線するようにしても
よい。

さらに上述の実施例においては、スイッチングトランス
に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えば信号を入出力する入出カドランス等
種々のトランスに広く適用することができる。

Ｈ発明の効果 上述のように第１の発明によれば、脚を所定断面積の脚
部分に分割し、当該脚部分に巻線することにより、当該
巻線に鎖交する磁束を、その分減少させて整数比以外の
巻数比を得ることができ、かくして所望の出力電圧を得
ることがきる。

さらに第２の発明によれば、脚部分の実効断面積を可変
することにより、当該脚部分を通過する磁束を可変調整
し得、これにより当該脚部分に周回された巻線について
、出力電圧を微調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるスイッチングトランス
を示す斜視図、第２図はそのコアの形状を示す斜視図、
第３図は電波回路を示す接続図、第４図は第２の実施例
を示す斜視図、第５図及び第６図はその動作の説明に供
する路線図、第７図は第３の実施例を示す斜視図、第８
図及び第９図はそのコアの形状を示す斜視図、第１０図
及び第１１図はその動作の説明に供する路線図、第１２
図は問題点の説明に供する接続図である。 ２．１０・・・・・・スイッチングトランス、１１．１
２．１５．１８．１９・・・・・・コア、ＩＩＡ、ＩＩ
Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、２２．２３．３１．３２・・・・
・・脚、ＡＲ２、ＡＲ３，２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ，２
３Ｄ、３２Ａ、３２Ｂ・・・・・・脚部分、１３．２５
．２９．３４・・・・・・巻線、１５．２７．３３・・
・・・・溝。 ぼ　ρ イッチンク”トランス 第　４　図 １０配置林゛旭 第２０配置衣態 落　６　ｇ 第 圀 コア 第　６ 図 コア 羊　９ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コアの脚に溝を設けて、上記脚を所定断面積の複
   数の脚部分に分割し、 上記脚部分に巻線するようにした ことを特徴とするトランス。
2. （２）上記コアは、上記脚を同心円状に配置し、上記脚
   のうちの外周側の脚に溝を設けて、所定断面積の複数の
   脚部分に分割し、 上記脚部分の実効断面積を可変して、上記巻線の出力電
   圧を調整するようにした ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のトラン
   ス。