JPH029441B2 - - Google Patents
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- JPH029441B2 JPH029441B2 JP59017902A JP1790284A JPH029441B2 JP H029441 B2 JPH029441 B2 JP H029441B2 JP 59017902 A JP59017902 A JP 59017902A JP 1790284 A JP1790284 A JP 1790284A JP H029441 B2 JPH029441 B2 JP H029441B2
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- Japan
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- windings
- primary
- primary winding
- winding
- transformer
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 94
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 8
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、絶縁型スイツチングレギユレータに
用いられるスイツチングトランスに関し、更に詳
しくは、一次巻線と二次巻線とをサンドイツチ巻
きする構造のスイツチングトランスの改良に関す
るものである。
用いられるスイツチングトランスに関し、更に詳
しくは、一次巻線と二次巻線とをサンドイツチ巻
きする構造のスイツチングトランスの改良に関す
るものである。
絶縁型スイツチングレギユレータは、トランス
によつて電源側と負荷側とが直流的に絶縁された
構造をなし、そのスイツチング周波数は、装置の
小型化と高効率化のために近年ますます高周波化
していく傾向にある。このようなスイツチングレ
ギユレータにおいて、一次側と二次側の分離ある
いは電圧変換用、場合によつては自励発振用等と
して機能するトランス、所謂スイツチングトラン
スでは、一次巻線と二次巻線間のカツプリングが
悪いとスイツチングトランジスタのコレクタ−エ
ミツタ間にかかる電圧は理論値のほかに大きなス
パイク状の電圧がプラスされる。このためトラン
スとして漏洩インダクタンスを減らし、極力巻線
間の結合をよくするために所謂サンドイツチ巻き
が採用されている。例えば第１図に示すように、
Ｅ型フエライトコア１とＩ型フエライトコア２と
を組合わせて閉磁路を構成し、それに挿入するボ
ビン３に一次巻線N11，N12と二次巻線N21，N22
とを交互に巻線し、第２図に示すようにそれらを
並列に接続してトランスを構成するのである。こ
の場合従来技術によれば、一次巻線N11，N12の
線材、線径は全く同一であり、また二次巻線
N21，N22の線材、線径も全く同一のものが使用
されていた。
によつて電源側と負荷側とが直流的に絶縁された
構造をなし、そのスイツチング周波数は、装置の
小型化と高効率化のために近年ますます高周波化
していく傾向にある。このようなスイツチングレ
ギユレータにおいて、一次側と二次側の分離ある
いは電圧変換用、場合によつては自励発振用等と
して機能するトランス、所謂スイツチングトラン
スでは、一次巻線と二次巻線間のカツプリングが
悪いとスイツチングトランジスタのコレクタ−エ
ミツタ間にかかる電圧は理論値のほかに大きなス
パイク状の電圧がプラスされる。このためトラン
スとして漏洩インダクタンスを減らし、極力巻線
間の結合をよくするために所謂サンドイツチ巻き
が採用されている。例えば第１図に示すように、
Ｅ型フエライトコア１とＩ型フエライトコア２と
を組合わせて閉磁路を構成し、それに挿入するボ
ビン３に一次巻線N11，N12と二次巻線N21，N22
とを交互に巻線し、第２図に示すようにそれらを
並列に接続してトランスを構成するのである。こ
の場合従来技術によれば、一次巻線N11，N12の
線材、線径は全く同一であり、また二次巻線
N21，N22の線材、線径も全く同一のものが使用
されていた。
ところが、このような従来構造のトランスを用
いた場合には、トランス内部において局部的な異
常発熱が起こつたり、絶縁劣化等が生じ、このよ
うな熱的アンバランスは、スイツチングトランス
が高周波化されればされるほど大きくなるという
重大な問題があることが判明した。
いた場合には、トランス内部において局部的な異
常発熱が起こつたり、絶縁劣化等が生じ、このよ
うな熱的アンバランスは、スイツチングトランス
が高周波化されればされるほど大きくなるという
重大な問題があることが判明した。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、トランス内部の局部的発熱を抑え、絶
縁劣化を防ぐとともに変換効率の向上を図ること
ができるような改良されたスイツチングトランス
を提供することにある。
を解消し、トランス内部の局部的発熱を抑え、絶
縁劣化を防ぐとともに変換効率の向上を図ること
ができるような改良されたスイツチングトランス
を提供することにある。
このような目的を達成することのできる本発明
は、複数の一次巻線と複数の二次巻線を有し、前
記一次巻線と二次巻線が交互に巻き付けられ、一
次巻線同士及び二次巻線同士をそれぞれ並列に接
続したサンドイツチ巻き構造のスイツチングトラ
ンスにおいて、二次巻線間に挾まれた一次巻線の
線材断面積を挾まれていない部分に位置する一次
巻線の線材断面積よりも大きくしたことを特徴と
するスイツチングトランスである。
は、複数の一次巻線と複数の二次巻線を有し、前
記一次巻線と二次巻線が交互に巻き付けられ、一
次巻線同士及び二次巻線同士をそれぞれ並列に接
続したサンドイツチ巻き構造のスイツチングトラ
ンスにおいて、二次巻線間に挾まれた一次巻線の
線材断面積を挾まれていない部分に位置する一次
巻線の線材断面積よりも大きくしたことを特徴と
するスイツチングトランスである。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明者等は、前述のような従来技術において
サンドイツチ巻きしたスイツチングトランス内部
の局部的発熱が生じる原因について種々実験した
結果、一次巻線に同じ線径の線材を用いても巻線
位置によつて流れる電流に大きな差が生じている
ことを見出した。その結果を第３図Ａ〜Ｃに示
す。各図において、斜線で示した部分が一次巻
線、対角線を引いて示した部分が二次巻線であ
る。同図Ａに示すように、一次巻線NA1，NA2，
NA3を三つ並列にして二つの二次巻線でサンドイ
ツチ巻きした場合には、例えば一次側全体で3A
の電流を流したとき、一番内側の一次巻線NA1と
外側の一次巻線NA3とに流れる電流が0.7Aであつ
たのに対して、二つの二次巻線によつて挾まれた
中間に位置する一次巻線NA2には1.5Aの電流が流
れていることが測定された。また同図Ｂに示すよ
うに、最も内側に二次巻線、その後一次巻線
NB1、他の二次巻線、最後に残りの一次巻線NB2
を巻き付けた２コイル並列式の場合には、一次側
に同じ3Aの電流を流した時に、内側の一次巻線
NB1には2Aの電流が流れ、外側の一次巻線NB2に
は1Aの電流が流れていることが検出された。更
に、同図Ｃに示すように、内側に一次巻線NC1を
巻き、二次巻線を介して外側に一次巻線NC2を巻
き、さらにその外側に他の二次巻線を巻くという
２回路並列式の場合には、同様に一次側全体に
3Aの電流を流したとき、内側の一次巻線NC1に
1Aの電流が流れ、外側の一次巻線NC2に2Aの電
流が流れる。これらの実験結果からいえること
は、二次巻線間に挾まれている１次巻線には挾ま
れていない一次巻線よりも約２倍の電流が流れる
ということである。このため、発熱量は電流の２
乗に比例するので、二次巻線間に挾まれている一
次巻線部分に生じる発熱量は他の部分に比べて約
４倍となり、これがトランス内部における局部的
発熱と絶縁劣化の大きな原因となつていたのであ
る。
サンドイツチ巻きしたスイツチングトランス内部
の局部的発熱が生じる原因について種々実験した
結果、一次巻線に同じ線径の線材を用いても巻線
位置によつて流れる電流に大きな差が生じている
ことを見出した。その結果を第３図Ａ〜Ｃに示
す。各図において、斜線で示した部分が一次巻
線、対角線を引いて示した部分が二次巻線であ
る。同図Ａに示すように、一次巻線NA1，NA2，
NA3を三つ並列にして二つの二次巻線でサンドイ
ツチ巻きした場合には、例えば一次側全体で3A
の電流を流したとき、一番内側の一次巻線NA1と
外側の一次巻線NA3とに流れる電流が0.7Aであつ
たのに対して、二つの二次巻線によつて挾まれた
中間に位置する一次巻線NA2には1.5Aの電流が流
れていることが測定された。また同図Ｂに示すよ
うに、最も内側に二次巻線、その後一次巻線
NB1、他の二次巻線、最後に残りの一次巻線NB2
を巻き付けた２コイル並列式の場合には、一次側
に同じ3Aの電流を流した時に、内側の一次巻線
NB1には2Aの電流が流れ、外側の一次巻線NB2に
は1Aの電流が流れていることが検出された。更
に、同図Ｃに示すように、内側に一次巻線NC1を
巻き、二次巻線を介して外側に一次巻線NC2を巻
き、さらにその外側に他の二次巻線を巻くという
２回路並列式の場合には、同様に一次側全体に
3Aの電流を流したとき、内側の一次巻線NC1に
1Aの電流が流れ、外側の一次巻線NC2に2Aの電
流が流れる。これらの実験結果からいえること
は、二次巻線間に挾まれている１次巻線には挾ま
れていない一次巻線よりも約２倍の電流が流れる
ということである。このため、発熱量は電流の２
乗に比例するので、二次巻線間に挾まれている一
次巻線部分に生じる発熱量は他の部分に比べて約
４倍となり、これがトランス内部における局部的
発熱と絶縁劣化の大きな原因となつていたのであ
る。
本発明は、このような現象の知得に基づきなさ
れたものである。第４図に本発明にかかるスイツ
チングトランスの一実施例を示す。このスイツチ
ングトランスは、基本的には従来同様、Ｅ型形状
のフエライトコア１とＩ型形状のフエライトコア
２とを組合わせ、それらに嵌装するプラスチツク
ボビン３にコイル巻線を施して閉磁路構成とした
ものである。この実施例では、トランスは一次側
および二次側ともそれぞれ２回路並列に設けた構
成となつている。ボビン３にはまず第１の一次巻
線N11が巻き付けられ、その外側に第１の二次巻
線N21が巻き付けられる。さらにその外側に第２
の一次巻線N12が巻き付けられ、最後に第２の二
次巻線N22が巻き付けられる。二つの一次巻線
N11，N12および二つの二次巻線N21，N22はそれ
ぞれ第５図に示すように並列に接続されることに
なる。
れたものである。第４図に本発明にかかるスイツ
チングトランスの一実施例を示す。このスイツチ
ングトランスは、基本的には従来同様、Ｅ型形状
のフエライトコア１とＩ型形状のフエライトコア
２とを組合わせ、それらに嵌装するプラスチツク
ボビン３にコイル巻線を施して閉磁路構成とした
ものである。この実施例では、トランスは一次側
および二次側ともそれぞれ２回路並列に設けた構
成となつている。ボビン３にはまず第１の一次巻
線N11が巻き付けられ、その外側に第１の二次巻
線N21が巻き付けられる。さらにその外側に第２
の一次巻線N12が巻き付けられ、最後に第２の二
次巻線N22が巻き付けられる。二つの一次巻線
N11，N12および二つの二次巻線N21，N22はそれ
ぞれ第５図に示すように並列に接続されることに
なる。
ここで本発明が従来技術と顕著に相違する点
は、一次巻線の形状である。つまり、二つの二次
巻線N21，N22間に挾まれているほうの一次巻線
N12の線径を、二次巻線に挾まれていない方の一
次巻線N11の線径よりもはるかに大きくした点で
ある。前述のように、二つの一次巻線の巻数と線
径が等しく、また二つの二次巻線の巻数と線径が
等しければ、第２の一次巻線N12に流れる電流は
第１の一次巻線N11に流れる電流の約２倍にな
る。これは第２の一次巻線N12が二つの二次巻線
N21，N22の両方と結合しているのに対して、第
１の一次巻線N11は一方の二次巻線N21としか結
合していないためであると考えられる。従つて、
二つの一次巻線N11，N12の発熱量は、もしそれ
らが同一線径、同一巻数であれば多少１ターン当
たりの線長が変化することを考慮してもこの二次
巻線で挾まれた方の一次巻線N12の発熱量は、挾
まれていない方の約４倍になつてしまう。しか
し、本実施例では、第２の一次巻線N12の線材断
面積を第１の一次巻線N11の線材断面積の約４倍
となるような線材または帯銅版を使用しているの
で、全体として発熱量がほぼ均一になり、局部的
な異常発熱や絶縁劣化等を避けることができ、そ
の結果トランスの変換効率も向上するのである。
は、一次巻線の形状である。つまり、二つの二次
巻線N21，N22間に挾まれているほうの一次巻線
N12の線径を、二次巻線に挾まれていない方の一
次巻線N11の線径よりもはるかに大きくした点で
ある。前述のように、二つの一次巻線の巻数と線
径が等しく、また二つの二次巻線の巻数と線径が
等しければ、第２の一次巻線N12に流れる電流は
第１の一次巻線N11に流れる電流の約２倍にな
る。これは第２の一次巻線N12が二つの二次巻線
N21，N22の両方と結合しているのに対して、第
１の一次巻線N11は一方の二次巻線N21としか結
合していないためであると考えられる。従つて、
二つの一次巻線N11，N12の発熱量は、もしそれ
らが同一線径、同一巻数であれば多少１ターン当
たりの線長が変化することを考慮してもこの二次
巻線で挾まれた方の一次巻線N12の発熱量は、挾
まれていない方の約４倍になつてしまう。しか
し、本実施例では、第２の一次巻線N12の線材断
面積を第１の一次巻線N11の線材断面積の約４倍
となるような線材または帯銅版を使用しているの
で、全体として発熱量がほぼ均一になり、局部的
な異常発熱や絶縁劣化等を避けることができ、そ
の結果トランスの変換効率も向上するのである。
以上本発明の一実施例について詳述したが、本
発明はかかる実施例のもののみに限定されるもの
でないこと無論であり、前述した第３図Ａあるい
はＢのタイプのトランスあるいはその他の構造の
トランスにも有効に適用することができる。いず
れにしても、二次巻線間に挾まれた方の一次巻線
の線材断面積を挾まれていない方の一次巻線の線
材断面積よりも大きく発熱量を均一化することが
重要なのである。また、本発明の趣旨とはちよつ
と異なるが、二次巻線間に二つの一次巻線を挾む
ような構成の場合には、内側に位置する一次巻線
の方により大きな電流が流れるので、その線径を
やや大きなものとすると局部的な発熱をおさえる
ことが可能となる。
発明はかかる実施例のもののみに限定されるもの
でないこと無論であり、前述した第３図Ａあるい
はＢのタイプのトランスあるいはその他の構造の
トランスにも有効に適用することができる。いず
れにしても、二次巻線間に挾まれた方の一次巻線
の線材断面積を挾まれていない方の一次巻線の線
材断面積よりも大きく発熱量を均一化することが
重要なのである。また、本発明の趣旨とはちよつ
と異なるが、二次巻線間に二つの一次巻線を挾む
ような構成の場合には、内側に位置する一次巻線
の方により大きな電流が流れるので、その線径を
やや大きなものとすると局部的な発熱をおさえる
ことが可能となる。
なお、二次巻線にはすべてバランスのとれた電
流が流れるから線径を変える必要はない。
流が流れるから線径を変える必要はない。
本発明は上記のように構成したスイツチングト
ランスであるから、局部的な異常発熱を低減し、
局部的な絶縁劣化を避けることができるし、また
この種トランスに用いられているフエライトコア
はＢ−Ｈ特性は温度依存性が大きいが前記のよう
に局部的な発熱をおさえることができるためにト
ランスとしての変換効率が増大し、小型化を図る
ことができるとともに、装置の信頼性を大きく向
上させることができるなど、数々のすぐれた効果
を奏しうるものである。
ランスであるから、局部的な異常発熱を低減し、
局部的な絶縁劣化を避けることができるし、また
この種トランスに用いられているフエライトコア
はＢ−Ｈ特性は温度依存性が大きいが前記のよう
に局部的な発熱をおさえることができるためにト
ランスとしての変換効率が増大し、小型化を図る
ことができるとともに、装置の信頼性を大きく向
上させることができるなど、数々のすぐれた効果
を奏しうるものである。
第１図は従来のトランスの構造を示す説明図、
第２図はその巻線同士の接続状態を示す結線図、
第３図Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ従来構造のトランス
における電流のアンバランス状態を示す説明図、
第４図は本発明に係るスイツチングトランスの一
実施例を示す説明図、第５図はその巻線同士の接
続状態を示す結線図である。 １…Ｅ型フエライトコア、２…Ｉ型フエライト
コア、３…ボビン、N11，N12…一次巻線、N12，
N22…二次巻線。
第２図はその巻線同士の接続状態を示す結線図、
第３図Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ従来構造のトランス
における電流のアンバランス状態を示す説明図、
第４図は本発明に係るスイツチングトランスの一
実施例を示す説明図、第５図はその巻線同士の接
続状態を示す結線図である。 １…Ｅ型フエライトコア、２…Ｉ型フエライト
コア、３…ボビン、N11，N12…一次巻線、N12，
N22…二次巻線。
Claims (1)
- １ 複数の一次巻線と複数の二次巻線を有し、前
記一次巻線と二次巻線が交互に巻き付けられ、一
次巻線同士及び二次巻線同士をそれぞれ並列に接
続したサンドイツチ巻き構造のスイツチングトラ
ンスにおいて、二次巻線間に挾まれた一次巻線の
線材断面積を挾まれない一次巻線の線材断面積よ
りも大きくしたこと特徴とするスイツチングトラ
ンス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59017902A JPS60163415A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | スイツチングトランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59017902A JPS60163415A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | スイツチングトランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60163415A JPS60163415A (ja) | 1985-08-26 |
| JPH029441B2 true JPH029441B2 (ja) | 1990-03-02 |
Family
ID=11956671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59017902A Granted JPS60163415A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | スイツチングトランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60163415A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2505721Y2 (ja) * | 1990-01-09 | 1996-07-31 | 松下電器産業株式会社 | コンバ―タ―トランス |
| KR100872514B1 (ko) | 2006-09-18 | 2008-12-08 | 한국과학기술원 | 복수개의 1차측을 갖는 변압기 및 이를 이용한 전력 증폭기 |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP59017902A patent/JPS60163415A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60163415A (ja) | 1985-08-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |