JPH048928B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１次巻線と２次巻線を有し、テレビ
受像機で使用されるスイツチング電源トランスに
関する。例えばテレビ受像機においては、所謂ス
イツチング電源トランスを用いてスイツチング電
源に所望の導電分離すなわち電気絶縁をほどこす
ことは公知である。この種のスイツチング電源ト
ランスは、約20〜30kHzという比較的高い周波数
で使用されるため、50Hzの周波数で動作する同じ
出力のトランスよりも小さく、軽いのが通例であ
る。この種のスイツチング電源トランス（以後
SMPSトランスと呼ぶ）は、通常１次側と２次側
を有する。その際、１次側は、スイツチに対し作
動巻線として作用する１次巻線ならびに付加的な
補助巻線を有し、２次側は動作電圧を発生する２
次巻線と、場合によつては、大きさおよび極性の
違う別の動作電圧を発生する付加巻線を有する。
２次側および１次側はVDE（ドイツ電気技術者協
会）規則に従つて互いに絶縁されており、また回
路の主要部分が２次側に接触しても危険がないよ
うに必要な絶縁耐力を有している。

この種のSMPSトランスにはさらに、少くとも
１次巻線および２次巻線からの漂遊インダクタン
スをできるだけ小さくしなければならないという
要求が課されている。漂遊インダクタンスが大き
過ぎると、回路を作動させる際に立上り過渡振動
が発生して１次側に対してスイツチ・トランジス
タを適正にスイツチ動作させることができなくな
り、また過大な消費電力のためにこのトランジス
タを危険にさらすことになる。さらに、漂遊イン
ダクタンスが大きいと、各動作電圧を供給する電
源の内部抵抗を増大させるという不都合な結果を
招く。

この種のトランスの巻線を成層巻線として構成
することは公知である。しかし成層巻線は、巻線
の間に薄いシートを介挿する必要があり、また一
般にVDE規則を遵守するために、組立てを終え
た後で巻線ないしトランス全体をモールドしなけ
ればならない。最近、次に述べる理由から、テレ
ビ受像機にチヤンバ収納巻線として成層巻線を使
用することは行なわれていない。チヤンバ巻線は
例えば、自動巻線機により簡単かつ経済的に巻装
することができないという利点を有している。ま
た、チヤンバ巻線をスイツチング電源に使用すれ
ば、２つのチヤンバによつて１次巻線と２次巻線
との所望の絶縁が可能になる。その際、１つのチ
ヤンバには１次側の巻線だけが、別のチヤンバに
は２次側の巻線だけが収納されることとなる。し
かし、巻線をこのように配置すると、１次側と２
次側の結合が弱くなり、従つて漂遊インダクタン
スが不都合に大きくなる。また、チヤンバの数を
多くすると、トランスは高価なものになり、不必
要に大きくなる。従つて大きな鉄心となる。この
ような理由で、これまでチヤンバ巻線技術に基づ
くSMPSトランスが、テレビ受像機に使用された
ことはなかつた。

本発明の基本的課題は、次のような特徴を有す
るSMPSトランスを提供することである。即ち、
そのトランスは経済的に自動巻装することがで
き、つまり１種類の線材だけを使用し、空間的に
狭くかつできる限り扁平な構造を有し、１次側と
２次側の間に必要な絶縁をほどこすことができ、
また、小さな漂遊インダクタンスを有するのであ
る。このトランスはモールドも含浸もする必要は
なく、しかも作動の際に障害雑音を発生しないも
のでなければならない。このトランスはまた、そ
の接続ピンを機械的な補助手段なしにろう付によ
つてトランス板に取付けることができるものでな
ければならない。

この課題は、特許請求の範囲第１項に記載の発
明により解決される。即ち、ａ）１次巻線と２次
巻線が複数の部分巻線に分割され、ｂ）１次巻線
の部分巻線がチヤンバコイル支持体のチヤンバの
第１のグループに収納され、２次巻線の部分巻線
は第２のグループに収納されており、さらに、
ｃ）両グループのチヤンバが相互に交錯するよう
に配置され、ｄ）チヤンバの幅がそれぞれ異なつ
ており、ｅ）５個の順次連続するチヤンバのそれ
ぞれに、１次巻線の３分の１と、主動作電圧Ｕ１
を発生する２次巻線の半分が交互に配置され、さ
らに、ｆ）別の動作電圧を発生する付加的な２次
巻線が複数の部分巻線に分割され、これら部分巻
線が第２グループのチヤンバに分割配置され、さ
らに、ｇ）付加的な２次巻線の部分巻線が２次巻
線の部分巻線の下に配置され、ｈ）両グループの
すべてのチヤンバに、同じ直径の線材が巻装され
る構成により解決される。

次に本発明の作用効果を項目ａ）からｃ）につ
いて説明する。

１次側の個別巻線または部分巻線を第１のグル
ープのチヤンバだけに収納し、２次側の個別巻線
または部分巻線を第２グループのチヤンバだけに
収納することにより、つまり、１次側と２次側を
別々のチヤンバに分割配置することによつて、１
次側と２次側の間の必要な絶縁耐力を得ることが
できる。巻線を多数のチヤンバに分割配置し、１
次側と２次側のチヤンバを交錯配置することによ
り、１次側と２次側を所望通り強く結合すること
ができ、従つて１次側と２次側との漂遊インダク
タンスを所望通り小さくすることができる。な
お、チヤンバの総数を６つにすると経済的な解決
法が得られることが分つた。チヤンバの数をそれ
以下にすると、１次側と２次側との結合が弱くな
つてしまう。それに対し、チヤンバの数を６個以
上にすると、個別チヤンバの大きさが小さくなり
過ぎ、あるいは、トランス全体、特に鉄心が大き
くなり過ぎる。

要件ｄ）に記載されているように各チヤンバを
それぞれ異なつた幅で形成するのは、チヤンバの
幅をそれぞれ部分巻線の巻数にぴつたりと合わせ
るためであ。これにより各チヤンバの幅がそれぞ
れ可能な限り狭くなり、コイル支持体全体の長さ
も短くなりひいてはトランス全体が小さなものと
なる。

要件ｅ）には５個の連続するチヤンバに１次巻
線と２次巻線が交互に配置される構成が示されて
いるが、このように非常に有利な分割配置は最適
な空間利用のためであり、さらに１次巻線と２次
巻線との結合を強くするためである。

付加的な２次巻線７の部分巻線が第２グループ
のチヤンバに分割配置されるという要件ｆ）によ
り、以下のように実際の使用で必要とされる条件
が満たされる。即ち、このトランスにより新たに
別個の動作電圧が発生し、それと同時に所望通り
の強い結合が維持される。

しかもこの付的な２次巻線７の部分巻線は、要
件ｇ）に記載されているように２次巻線２の部分
巻線の下に配置されているので、主動作電圧が得
られる２次巻線と付加的な２次巻線との結合が最
適な状態に保たれる。

すべてのチヤンバに同じ直径の線材が巻装され
るという要件ｉ）により、巻装機を使つてトラン
スを自動的に巻装する場合に極めて有利となる。
公知のスイツチング電源トランスは従来、個々の
巻線に対して必ずそれぞれ異つた太さの線材を使
用して巻装されていた。しかしながら個々の部分
巻線に対して、電圧の相違やそのほかさまざまな
必要条件があるにもかかわらず、トランスのすべ
ての部分巻線を同じ直径の線材で巻装できるので
ある。

次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説
明する。

第１図はスイツチング電源用に設けられた、１
次側Ｐと22次側Ｓを有するトランスを示す。１次
側Ｐと２次側Ｓは、例えば約10000Vの必要な絶
縁耐力によつて、互いに絶縁されている。１次側
は１次巻線１を有し、それは作動巻線として約20
〜30kHzの周波数で動作するスイツチ・トランジ
スタのコレクタ回路に接続されている。１次巻線
１は直列に接続された３つの部分巻線１ａ，１
ｂ，１ｃに分割されている。部分巻線１ａの始端
と部分巻線１ｃの終端はスイツチ・トランジスタ
のコレクタ回路に接続されており、これに対し部
分巻線１ａ，１ｂ，１ｃ間のタツプは使用され
ず、部分巻線の端子の接続点を形成しているだけ
である。１次側Ｐはまた帰還路に給電を行なう付
加的な巻線３を有し、この帰還路により、１次側
は自励振回路として構成されている。１次側Ｐは
さらに付加巻線４を有し、この巻線４は、２次側
Ｓに印加される出力電圧の振幅を安定させるよう
に、スイツチトランジスタの電流の流入開始点を
制御する。

２次側Ｓは先ず２次巻線２を有し、この２次巻
線から整流回路を介して主動作電圧Ｕ１が得られ
る。２次巻線２は直列に接続された部分巻線２
ａ，２ｂに分割されている。２次巻線Ｓはまた、
ビデオ増幅器の動作電圧を発生する付加巻線５
と、垂直偏向段の動作電圧を発生する他の巻線６
とを有している。さらに付加巻線７が設けられ、
その発生した電圧を整流して音声出力段の動作電
圧が取出される。巻線７は並列に接続された３つ
部分巻線７ａ，７ｂ，７ｃから成つている。音声
出力段の消費電流は50mAと1000mAの間を大き
く変動し、それによつて２次巻線２の負荷も大き
く変化する。このような負荷の変化は、水平偏向
振幅にも影響を及ぼす動作電圧Ｕ１に望ましくな
い変化を与えるおそれがある。この動作電圧Ｕ１
への負荷変化の望ましくない影響は、巻線７と制
御用巻線４との間の結合が巻線２と巻線４との間
の結合よりも強くなるように構成することによつ
て低減することができる。この解決法はドイツ連
邦共和国特許出願公開第2749847号公報に詳しく
記載されている。上述の場合、巻線７と４との強
い結合は、並列に接続された巻線７ａ，７ｂ，７
ｃによつて達成される。他の巻線８は、整流した
後で−30Vの負の動作電圧を発生するために用い
られる。

第２図は、第１図に示した各巻線のコイル支持
体９を示す。コイル支持体９は全部で６個のチヤ
ンバ１０を有している。１次巻線１は部分巻線１
ａ，１ｂ，１ｃの形で、第１、第３および第５チ
ヤンバに３分の１ずつ分割配置されている。２次
巻線２は、部分巻線２ａ，２ｂの形で第２および
第４のチヤンバに半分ずつ分割配置されている。
音声出力段用の巻線７の３個の部分巻線７ａ，７
ｂ，７ｃは、第２、第４および第６チヤンバに配
置されている。各チヤンバには、１次側Ｐの巻線
または部分巻線と、２次側Ｓの巻線または部分巻
線とが交互に配置されていることがよくわかるで
あろう。図示した巻線の交錯配置、つまり１次側
と２次側との巻線を順次連続するチヤンバに交互
に配置することにより、１次側Ｐと２次側Ｓを所
望した通り密に結合することができる。巻線３，
４を、部分巻線１ｂを介してコイル支持体９のほ
ぼ中央に配置することにより、所望通り巻線３，
４を他の巻線と密に結合することができる。

実際に試験をした実施例では、各巻線の巻数は
次に示す通りであつた。

巻線番号 巻数 1a 22 1b 22 1c 22 2a 30 2b 30 ３ ３ ４ 10 ５ 25 ６ １ 7a 11 7b 11 7c 11 ８ 16

【図面の簡単な説明】

第１図はスイツチング電源トランスの接続図、
第２図はチヤンバに収納された各巻線の分割配置
関係を示す部分断面図を示す。 Ｐ……１次側、Ｓ……２次側、１ａ，１ｂ，１
ｃ……１次巻線、２ａ，２ｂ……２次巻線、３，
４……１次側付加巻線、５，６，７ａ，７ｂ，７
ｃ，８……２次側付加巻線、９……コイル支持
体、１０……チヤンバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １次巻線と２次巻線とを有するスイツチング
   電源トランスにおいて、 ａ） １次巻線１と２次巻線２が複数の部分巻線
   １ａ−１ｃ；２ａ−２ｂに分割され、 ｂ） １次巻線１の部分巻線がチヤンバコイル支
   持体９のチヤンバ１０の第１のグループに収納
   され、２次巻線２の部分巻線は第２のグループ
   に収納されており、さらに、 ｃ） 両グループのチヤンバ１０が相互に交錯す
   るように配置され、 ｄ） チヤンバの幅がそれぞれ異なる寸法を有し
   ており、 ｅ） ５個の順次連続するチヤンバ１０のそれぞ
   れに、１次巻線１の３分の１と、主動作電圧Ｕ
   １を発生する２次巻線２の半分が交互に配置さ
   れ、さらに、 ｆ） 別の動作電圧を発生する付加的な２次巻線
   ７も複数の部分巻線７ａ−７ｃに分割され、こ
   れら部分巻線７ａ−７ｃが第２グループのチヤ
   ンバ１０の中に配置され、さらに、 ｇ） 付加的な２次巻線７の部分巻線７ａ−７ｃ
   が２次巻線２の部分巻線の下に配置され、 ｈ） 両グループのすべてのチヤンバ１０に、同
   じ直径の線材が巻装されることを特徴とするス
   イツチング電源トランス。 ２ チヤンバ１０の総数が６個である特許請求の
   範囲第１項記載のスイツチング電源トランス。 ３ 最も狭いチヤンバのチヤンバ幅が約１mmであ
   る特許請求の範囲第１項記載のスイツチング電源
   トランス。 ４ トランスを扁平に構成し、最適な結合を実現
   するために、６個のチヤンバのすべての幅を20mm
   とした特許請求の範囲第１項記載のスイツチング
   電源トランス。 ５ 部分巻線７ａ−７ｃが並列に接続された特許
   請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１つ
   に記載のスイツチング電源トランス。 ６ 部分巻線１ａ−１ｃが直列に接続された特許
   請求の範囲第１項記載のスイツチング電源トラン
   ス。 ７ 別の補助的な１次巻線３，４が、１次巻線１
   の部分巻線１ｂの上に、コイル支持体９のほぼ中
   央に位置する第１グループのチヤンバ１０に配置
   された特許請求の範囲第１項記載のスイツチング
   電源トランス。