JPH04130608A - 変成器 - 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】 〔概　要〕 電源供給用のＤＣ／ＤＣコンバータに使用する変成器に
関し、 巻線導体の高周波電流による恕影響を抑え、放熱が容易
で、生産の自動化に寄与することができる変成器を提供
することを目的とし、 筒状の磁性体の中に２個の絶縁導体を貫通させた変成器
素子を複数個用い、夫々の一方の絶縁導体を直列に構成
させて１次又は２次巻線とし、他の絶縁導体を直並列に
構成して２次又は１次巻線とし、所定の巻数比を得るよ
うに構成すると共に、変成器素子を、間に非磁性部材を
介して同軸に連設させたり、或いは板状の非磁性部材の
片面又は両面に立設させるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電源供給用のＤＣ／ＤＣコンバータに使用す
る変成器に関する。

半導体部品を用いて構成する電子通信回路は、益々高性
能化、小形化か追求されており、これら回路に電力供給
を行う、電源装置においても全く同じことが要求されて
いる。

〔従来の技術〕

かような電源装置におけるＤＣ／ＤＣコンバータは、ト
ランジスタチョッパを用いて入力の直流電源を断続させ
て変成器の１次巻線に流し、所定の巻線比を持った２次
巻線に電圧変換し、これを整流して出力し、電源供給を
している。

ここで、特に大きい部品は変成器で、リング状、Ｌｌ形
等の磁性体コアに、所定の巻線比に１次と２次の導体巻
線を行ったもので、これの小形化と高能率化を図るため
に、トランジスタチョッパの駆動周波数を高周波化し、
変成器を高周波使用とすることにより適えられる。

現在は５００ｋＨｚ位迄高周波化が実用化されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、 ■　変成器の高周波化と小形化が進むと、巻線導体の電
流により、導体内に表皮効果か現れ導体抵抗が増大し、
更に、導体間にも近接効果か現れ導体抵抗が増大する。

■　又、磁性体コアには渦電流損を生じる。

■　以上から能率が抑えられると共に発熱かある。

■　又、所定の巻線比に１次、２次巻線の巻線を行わね
ばならず、小形化に対して限界となる他、生産の自動化
、経済性を図る上でも障壁となっている。

等の問題点がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みて、巻線導体の高周波電
流による悪影響を抑え、放熱が容易て、生産の自動化に
寄与することができる変成器を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、第１図に示す如く、 〔１〕筒状の磁性体２の中に２個の絶縁導体３，４を貫
通させた変成器素子ｌを複数個用い、夫々の一方の絶縁
導体３を直列に構成させて１次又は２次巻線とし、他の
絶縁導体４を直並列に構成して２次又は１次巻線とし、
所定の巻数比を得るように構成する、本発明の変成器５
により達成される。

〔２〕又、前記変成器において、変成器素子Ｉを、間に
非磁性部材６を介して同軸に連設させる、第二発明の変
成器５２によっても適えられる。

〔３〕更に、前記変成器において、変成器素子１を、板
状の非磁性部材７の片面又は両面に立設させる、第三発
明の変成器５３によっても達成される。

〔作　用〕

即ち第１図（ａ）の原理の構成図に示すように、変成器
素子ｌは、筒状の磁性体２に２個の絶縁導体３．４が通
しであるので、ｉ番目の変成器素子１での誘導側の絶縁
導体３に端子電圧Ｖ１、端子電流１．が流れると、 Ｖ、＝ｄφ、／ｄｔ ＝（μ。μ、Ａ、／Ｌ、）ｄ　Ｉ＋　／ｄｔφ１　：Ｉ
、により磁性体２の中に生じる磁界、μ。；真空中の透
磁率、 μｍ　；磁性体２の比透磁率、 Ａ、；磁性体２の磁路断面積、 Ｌｌ　：磁性体２の磁路長、 ｔ　；時間、 となり、同じに貫通させた被誘導側の絶縁導体４に誘導
される電圧Ｗ、は、 Ｗ、＝−ｄφＩ　／ｄ　ｔ　＝−Ｖ。

となり、巻線比１：１の変成器となる。

ここで、巻線比３：１の変成器を構成する場合には、同
−形状寸法及び材料の磁性体２を３個用いて夫々変成器
素子１を構成し、ｉ＝１，２．３とした図示のように、
夫々の絶縁導体３を直列に接続し、絶縁導体４は凡て並
列に接続することにより、ΣＶ、＝３Ｖ、＝Ｖ、 Ｉ＋＝　　夏　、 Ｗ、＝Ｖ、＝Ｖ、＝Ｖ、＝Ｖ２　＝Ｖ／３１、’、　　
Ｖ：Ｗ、　＝Ｉ　：Ｉ／３　＝３　：　１となり、所定
の巻線比が得られる。

上記は、絶縁導体３を１次巻線、絶縁導体４を２次巻線
とし、３：１の巻線比に構成したが、このままで、絶縁
導体４側を１次巻線、絶縁導体３側を２次巻線として使
用すれば、１：３の巻線比として使用することができる
。

かくして、複数個の変成器素子ｌを用い、絶縁導体３側
を直列に構成し、絶縁導体４側を直並列に構成すること
により、任意の巻線比の変成器５を構成することができ
る。

又、同図（ｂ）の第二発明の変成器に示す如く、変成器
素子１の磁性体２を、非磁性部材６を介して同軸に連接
した変成器５２とすることにより、絶縁導体３の直列構
成は一直線となり、巻く必要はなく貫通させるだけで済
み、更に、非磁性部材６に、例えば熱伝導性のセラミッ
ク部材を用いれば、放熱を良好にならしめ、細長のコン
パクトな実装スペースとなし得る。

又、同図（Ｃ）の第三発明の変成器に示す如く、変成器
素子ｌを、板状の非磁性部材７の片面又は両面に立設さ
せた変成器５３とすることにより、非磁性部材７に熱伝
導性の部材を用いれば、放熱性良好で立方体に近い実装
スペースとなし得る。

かくして、絶縁導体３．４は、何れも巻線を行うことな
く磁性体２に通すのみで済み、従って、近接効果は最小
限に抑えられ、表皮効果は導体断面を増やして低減する
ことで、巻線導体の高周波電流による悪影響を抑え、且
つ、非磁性部材６．７で放熱を行わせることが容易とな
り、生産の自動化にも寄与することができる変成器を提
供することが可能となる。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例によって本発明を具体的に説明す
る。全図を通し同一符号は同一対象物を示す。第２図に
本発明の実施例の変成器素子、第３図に第二発明の一実
施例、第４図に第三発明の一実施例を示す。

本実施例は、何れも半導体部品で構成する電子回路装置
に直流電力を供給する、４８Ｖから５Ｖに変換する最大
出力１００　ＷのＤＣ／ＤＣＣ／式−タに試用したもの
で、小形化、高能率化を図るために、変成器の使用周波
数は出来る丈高めｌ　ＭＨｚ以上とした。

この実施例では、変成器の巻線比は３：ｌが良く、磁性
部材はＩＭＨｚ以上でも低損失で飽和磁束密度が大きい
新フェライト材料が使われ、変成器素子１は、第２図に
示す如く、内径５／外径１５Ｘ長２０ｍｍの円筒の磁性
体２に、内径を略充たす太さの半円断面形の銅線に合成
樹脂で絶縁被覆した２個の絶縁導体３．４を貫通させた
ものである。　変成器は巻線比が３：ｌであるので、こ
の変成器素子Ｉを３個用いて構成する。

第二発明の変成器５２は、第３図に示す如く、熱伝導性
の良いセラミック板材の２０　Ｘ　４０　Ｘ４２ｍｍの
非磁性部材６を介して、接着材にて変成器素子ｌを同軸
状に連接させる。

絶縁導体３は一直線に３個の磁性体２を貫通させ、絶縁
導体４は夫々の磁性体２の両端面のラジアル方向の溝２
１に折り曲げて引出し、並列に接続させる。

非磁性部材６は、長手端縁にあけた固定孔６１を用いて
構造基板にねじ締着させて、変成器５２の放熱と固定を
行わせている。

第三発明の一実施例の変成器５３は、第４図に示す如く
で、前記変成器素子ｌを３個用い、３０角×厚２ｍｍの
良熱伝導性のセラミック材板の非磁性部材７の一面に、
磁性体２を接着材にて接着させて密に立設してあり、非
磁性部材７の反対面を構造基板に密着させて、縁部にあ
けた固定孔７１をねじ締着させて、変成器５３の固定と
放熱を行う。

各絶縁導体３．４は夫々磁性体２の端面の溝２１に折り
曲げて引出し、絶縁導体３は直列接続し、絶縁導体４は
並列接続させる。

上記実施例は各−例をしめしたものであり、各部形状、
寸法、材料は上記のものに限定するものではない。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明により、磁性体に導体を通すのみで
済み巻付ける巻線作業が無く、巻線導体の高周波電流に
よる近接効果及び表皮効果の悪影響を抑え、非磁性部材
で放熱が容易となり、生産の自動化にも寄与することが
でき、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図で、 （ａ）は構成図、 （ｂ）は第二発明の変成器、 （ｃ）は第三発明の変成器、 第２図は本発明の実施例の変成器素子、第３図は第二発
明の一実施例、 第４図は第三発明の一実施例である。 図において、 ｌは変成器素子、 ３．４は絶縁導体、 ６．７は非磁性部材、 ６１．７１は固定孔である。 ２は磁性体、 ５、５２．５３は変成器、 ２１は溝、 （αン、１１１転、Ｗ；、　図 （ｂ）７二発明の変爪器 （ロＹ６二虜シ■の妨堵１ 本発明の原理図 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕筒状の磁性体（２）の中に２個の絶縁導体（３，
   ４）を貫通させた変成器素子（１）を複数個用い、夫々
   の一方の絶縁導体（３）を直列に構成させて１次又は２
   次巻線とし、他の絶縁導体（４）を直並列に構成して２
   次又は１次巻線とし、所定の巻数比を得るように構成す
   ることを特徴とする変成器。 〔２〕変成器素子（１）を、間に非磁性部材（６）を介
   して同軸に連設させることを特徴とする請求項１記載の
   変成器。 〔３〕変成器素子（１）を、板状の非磁性部材（７）の
   片面又は両面に立設させることを特徴とする請求項１記
   載の変成器。