JPH0457304A - コンバータトランス - 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】 産業上の利用分野 本発明は各種電子機器に使用されるコンバータトランス
に関するものである。

従来の技術 近年、コンバータトランスは軽薄短小のニーズに対応す
るため、低周波数からより高周波数で駆動されるものに
移行してきたため、この高周波数における損失を少なく
する技術の確立が広く、産業界から求められている。

高周波数で使用されるコンバータトランスにおいては１
次、２次巻線間の結合が悪いと１次、２次巻線の間に漏
れ磁束が生し、大きな損失となって、コンバータトラン
スの発熱の原因となる。また、コンバータトランスの磁
気ギャップ部からの漏れ磁束が、多いと磁気ギャップ部
の上に巻かれた巻線と鎖交することにより、うず電流損
失が生し、コンバータトランスの発熱の大きな要因とな
る。更にこれらの損失は、周波数が高くなればなるほど
、無視できなくなるものであり、軽薄短小のニーズに対
応するためにはこの高周波数における損失をいかに少な
くするかが課題となり、そのためには１次、２次巻線間
の結合を高めてやることと磁気ギャップ部からの漏れ磁
束を少なくすることが極めて重要となってくる。

従来、巻線間の結合を高める方法としては１次、２次巻
線の巻幅を広くしたり、１次、２次巻線をサンドイッチ
巻したりする方法で１個のコイルボビンに多層巻線を巻
装し、これをＥ型磁心、またはＵ型磁心の磁脚に組み込
んで完成するのが一般的である。また、磁気ギャノブ部
の漏れ磁束を少なくする方法としてはＥ型磁心の中足磁
脚部に中間磁心を設けて多段ギャップ構成として個々の
ギャップ寸法を小さくしてやる方法が一般的である。

以下に従来のコンバータトランスについて説明する。第
７図（ａ）、第９図（ａ）は従来のコンバータトランス
の断面図、第７図ら）、第９図（ｂ）は各々第７図（ａ
）、第９図（ａｌのＸ−Ｘ“断面矢視図である。第７図
、第９図において、１はＥ型磁心、２はコイルボビン、
３は１次巻線、４は２次巻線、５は１次と２次間の絶縁
材料、６は磁気ギャップを示している。また、第８図（
ａ）、（ｂ）は第７図のコンバタトランスの巻線接続図
であり、第１０図は第９図のコンバータトランスの巻線
接続図である。第８図、第１０図においてＰＩ、Ｐ２は
１次端子、５ＩＳ２は２次端子、ｐｅｔは１次中間タッ
プ、ＳＣＴは２次中間タップを示している。また、第５
図（ａ）、（ｂ）は一般的なコンバータトランスの磁気
ギヤ・ノブ部の部分図で、漏れ磁束とギャップ寸法の関
係を簡単に図示したものであり、第６図（ａ）、（ｂｌ
は一般的なコンバータトランスの多段磁気ギャップを構
成するときの磁心図である。第５図、第６図において、
７は中間磁心、８は漏れ磁束を示している。

第９図において構成を説明するとコイルボビン２に１次
巻線３と２次巻線４を順次巻装し、次に一対で磁路を形
成するＥ型磁心１の中足磁脚部に巻線３．４を巻装して
準備されたボビン２を組み込んで完成するものである。

第７図の構成に関しても基本的には同しであり、違いは
１次、２次巻線を分割して巻装しているため、巻線の線
輪数が多いことである。ここで第９図は１次、２次の巻
線間の結合を高める方法として巻線の巻幅を広くしたも
のであり、そのため、Ｅ型磁心の磁脚の長さは長くして
やる必要がある。また第７図は１次、２次の巻線間の結
合を高める方法として巻線をサンドイッチ構造にしたも
のであり、その結果、巻線のふくらみは大きくなる。

また第５図（ａ）、（ｂ）は一般的なコンバータトラン
スの磁気ギヤシブ部の部分図であり、第５図（ｂｌは中
間磁心７を用いてギャップ寸法Ｇを１／２Ｇとしてギャ
ップを２ケ所に設けることにより、磁気ギャップ部から
の漏れ磁束の量を低減したものである。更に第６図（ａ
）、（ｂ）は中間磁心の数をそれぞれ１個、３個用い、
且つ、Ｅ型磁心を２個組み合わせて多段磁気ギャップを
構成したものである。

第６図（ｂ）におけるギャップの数は４ケ所設け、ギャ
ップの寸法を各々１／４Ｇと設定しているため、磁気ギ
ャップ部からの漏れ磁束の量が第６図（ａ）のそれより
も更に少なくなっていることは言うまでもない。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では、巻線間の結合を高
める手段として第９図のような構成にし巻線の巻幅を広
くした場合、Ｅ型磁心の長さ（Ｈ寸法）を長くする必要
があり、磁心の強度が弱くなり、更にコンバータトラン
スの高さも高くなり、現実的には余り巻幅を広くするこ
とはできない。

また、第７図のような構成にし、１次、２次巻線をサン
ドインチ構造とした場合、巻線のふくらみが大きくなる
ため、コンバータトランスの厚み（Ｔ寸法）を薄くする
ことができない。このことはコンバータトランスの薄型
化に関して言えば、致命的である。さらに巻線の製造に
関して言えば、下層から、順次、上層に巻いてゆくため
、上層巻線が乱れやす（なり、コンバータトランスの性
能バラツキの原因となること、あるいは、下層巻線と上
層巻線との間にインダクタンスの差を生しるため、循環
電流による損失が発生してコンバータトランスの発熱の
原因となる等、実用上、多くの問題を有している。

また、磁気ギャップ部からの漏れ磁束の量を低減する方
法として第６図（ａ）、　（ｂ）のようなＥ型磁心を用
いた場合、ギャップ寸法を１／２Ｇとする場合は中間磁
心を１個、ギャップ寸法を１／４Ｇとする場合は中間磁
心を３個、つまり、磁気ギヤ。

プの数をｎとしたとき、（ｎ−１）この中間磁心を使用
する必要があり、コンバータトランスの製造上、極めて
困難となり、管理面も含め、実用上は多くの問題を存し
ている。

本発明は以上のような従来の問題点を解決するもので、
１次、２次巻線間の結合が高く、高周波損失の少ない小
型薄型化に対応できるコンバータトランスを低コストで
且つ高品質で提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、２個のＵ型磁心を
複数個の磁気ギヤノブを有するように組み合わせて構成
される閉磁路磁心の一方の磁脚に２分割された１次巻線
と２次巻線を巻装するとともに他方の磁脚部２分割され
た残りの１次巻線と２次巻線を巻装して形成したもので
ある。

作用 この構成によって磁心の長さ（８寸法）に関係なく、１
次、２次巻線の巻幅、つまり対向面積が従来の２倍確保
できるとともに、磁気ギャップ部の寸法も１／２Ｇとし
て２ケ所形成することが中間磁心無しで可能となり、且
つ、巻線のふくらみ（Ｔ寸法）も薄くすることができる
ため、１次、２次巻線間の結合がよく、高周波損失の少
ない小型、薄型化のコンバータトランスを低コスト且つ
高品質で提供することができる。

実施例 以下、本発明のコンバータトランスの一実施例を図面を
参照しながら説明する。

第１図（ａｌは本発明のコンバータトランスの断面図、
第１図ら）は第１図（ａ）のｘ−ｘ’断面図である。

第１図において基本的には、第９図における従来と同一
の構成の部分には同一番号を付して詳細な説明を省略す
る。

第１図において従来例と大きく異なる点は磁心としてＵ
型磁心１を採用していること、複数個の磁気ギヤツブ６
ａ、６ｂを有していること。また、コイルボビンを２ａ
、２ｂとして２個用いていること、更に１次巻線３ａ、
３ｂ、２次巻線４ａ。

４ｂの如くそれぞれ２分割して別々の磁脚に組み込んで
いることである。

第１図において構成を説明するとそれぞれのコイルボビ
ン２ａ、２ｂに２分割された１次巻線３ａ、３ｂと２分
割巻線４ａ、４ｂを順次巻装し、次に一対で磁路を形成
するＵ型磁心１の各々の磁脚部に巻線を巻装して準備さ
れたボビン２ａ、２ｂを組み込んで完成するものである
。

以上、本実施例によれば、２個のＵ型磁心１を複数個の
磁気ギャノブ部６ａ、６ｂを有するように組み合わせて
構成される閉磁路磁心の一方の磁脚に２分割された１次
巻線３ａと２次巻線４ａを巻装するとともに他方の磁脚
に２分割された残りの１次巻線３ｂと２次巻線４ｂとを
巻装しているため、磁脚の長さ（Ｈ）と関係なく、１次
、２次巻線の巻幅、つまり巻線の対向面積が従来のもの
に比べて２倍確保できるとともに、磁気ギャップ部６ａ
、６ｂの寸法もｌ／２Ｇとして２ケ所形成することが中
間磁心無しで可能となり、且つ、巻線のふくらみ（Ｔ寸
法）も薄くすることができるため、１次、２次巻線間の
結合がよく、高周波損失の少ないコンバータトランスと
することができる。また、一つのコイルボビンに巻装す
る線輪数も少なくなるため、上層巻線の巻装れも少なく
なり、コンバータトランスの性能バラツキを少なくする
ことも可能となる。更に、中間磁心無しで磁気キャップ
部を２ケ所形成できるため、コンバータトランスの製造
コストも安価となる。

第２回に本発明の第２の実施例を示すコンバータトラン
スの巻線接続図を示している。この実施例によれば、２
分割された１次巻線３ａ、３ｂと２次巻線４ａ、４ｂと
をそれぞれ並列接続しているため、巻線電流を半分ずつ
負担することができ、大電流に対しても上記実施例１と
同等の効果を得ることができる。

第３図は本発明の第３の実施例を示すコンバータトラン
スの巻線接続図を示している。この実施例によれば、２
分割された１次巻線３ａ、３ｂと２次巻線４ａ、４ｂと
をそれぞれ直列接続しているため、巻線電圧を半分ずつ
負担することができ、高電圧巻線、あるいは巻数が多い
巻線の場合でも本発明の実施例１と同等の効果を得るこ
とができる。

第４図に本発明の第４の実施例を示すコンバータトラン
スの断面図を示している。第４図において第１図に示す
部分と同一部分については、同一番号を付して説明を省
略する。

この実施例においてはＵ型磁心１の磁脚部に中間磁心７
ａ、７ｂを組み込んで複数個の磁気ギャップ６ａ、６ｂ
を形成したものである。

この実施例によれば、巻線の巻装される磁脚に複数個の
中間磁心７ａ、７ｂを組み込み、磁気ギャップ６ａ、６
ｂを形成しているため、ギヤ、ブ寸法が更に小さくでき
、磁気ギャップ部６ａ、６ｂからの漏れ磁束の量を非常
に少なくすることができる。また、ｎ個の磁気ギャップ
を形成する際、必要な中間磁心７ａ、７ｂの数は（ｎ−
２）個で済み、従来の方法に比べて製造コストも安価と
できる、等の効果が実施例−の効果に加えて生まれ発明
の効果 以上のように本発明によれば、２個のＵ型磁心を複数個
の磁気ギャップを有するように組み合わせて構成される
閉磁路磁心の一方の磁脚に２分割された１次巻線と２ｖ
Ｌ巻線を巻装するとともに他方の磁脚に２分割された残
りの１磁巻線と２磁巻線を巻装することにより、 （１）１次、２次の巻線間の結合を非常に高めることが
できる。

（２）　　ｍ気ギャップ部からの漏れ磁束による巻線の
渦電流損失を大幅に低減できる。

（３）上層巻線の巻装れが少なくなり、コンバータトラ
ンスの性能バラツキが少なくできる。

（４）巻線のふくらみを薄くできるため、コンバータト
ランスの薄型化に大きな効果が出る。

（５）中間磁心無しで磁気ギャップを２ケ所形成できる
ため、コンバータトランスの製造コストを低減できる。

また、２分割された１次巻線と２次巻線をそれぞれ並列
接続したり、直列接続したりすることにより、 （６）大電流及び高電圧巻線に対しても、上記（１）〜
（５）と同等の効果を得ることができる。

更に巻線の巻装される磁脚に複数個の中間磁心を組み込
み、磁気ギャップを形成することにより、（７）簡単に
多段の磁気ギャップ構成ができるため、上記（１）〜（
５）の効果をさらに高めることができる。

等の多大な効果が得られ、小型薄型化に対応できるコン
バータトランスを低コストで且つ、高品質で提供するこ
とができ、工業的価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例におけるコンバー
タトランスの断面図、第１図ら）は第１図ｆａ）のｘ−
ｘ’断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示すコン
バータトランスの巻線接続図、第３図は本発明の第３の
実施例を示すコンバータトランスの巻線接続図、第４図
は本発明の第４の実施例を示すコンバータトランスの断
面図、第５図（ａ）。 （ト））は一般的なコンバータトランスの磁気ギヤノブ
部の部分図、第６図（ａ）、　（ｂ）は一般的なコンバ
ータトランスの多段磁気ギャップを構成するときの磁心
図、第７図（ａ）、　（ｂ）及び第９図（ａ）、　（ｂ
ｌは、従来のコンバータトランスの断面図、第８図（ａ
）、　（ｂｌ及び第１０図は、従来のコンバータトラン
スの巻線接続図である。 １・・・・・・磁心、２・・・・・・コイルボビン、３
・・・・・・１次巻線、４・・・・・・２次巻線、訃・
・・・・１次〜２次間絶縁材料、６・・・・・・磁気ギ
ヤ、プ、７・・・・・・中間磁心。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第 図 第 図 第 図 （ｆｌＬ） 森 ｂ ＣＩＬ） ６　　石龜気午イソフ３ ７　市間狐、し・ （ｂン 第 図 ｔＴ ｔン７守間タップ記号 Ｕ　ちｍ玉ａ・し・ 第１０図 １　　日型１肱、Ｃ・ ２　コイルホピ／ １〉π恩線 Ｚン、ｇ＃線 ｌ、アル２．χＩｖ′ｌ命巳球材料 不龜気ギイノフ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）２個のＵ型磁心を複数個の磁気ギャップを有する
   ように組み合わせて構成される閉磁路磁心の一方の磁脚
   に２分割された１次巻線と２次巻線を巻装するとともに
   他方の磁脚に２分割された残りの１次巻線と２次巻線を
   巻装してなるコンバータトランス。
2. （２）２分割された１次巻線と２次巻線をそれぞれ並列
   接続した請求項１記載のコンバータトランス。
3. （３）２分割された１次巻線と２次巻線をそれぞれ直列
   接続した請求項１記載のコンバータトランス。
4. （４）巻線の巻装される磁脚に複数個の中間磁心を組み
   込み、磁気ギャップを形成した請求項１記載のコンバー
   タトランス。