JPH0590924U - 磁性部品およびこれを用いた高周波トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性部品またはこれを用いた高周波トランス
のコストダウンおよび小型化を図れるようにする。 【構成】 一対のコア２３が複数の巻線に対応した複数
の脚部を有する磁性部品であって、その脚部に同軸状に
第１巻線２４および第２巻線２５を巻回できるものと
し、さらに必要に応じて第１巻線２４と第２巻線２５の
間にショートリング２７を配設可能なスリット２６を設
ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スイッチング電源などの電子機器のトランス、インダクタなどに用 いられる巻線の芯材となる磁性部品およびこれを用いた高周波トランスに関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

電源内蔵型あるいは入力電圧を変換して各回路に供給する必要のある電子機器 にあっては、従来より用いられている電源トランスと直列形の安定化回路の組み 合わせによるドロッパー方式では重量およびスペースが大きくなり、小型化を必 要とする機器では用いることができない。そこで、近年では、その高効率性に加 え、小型、軽量化を図れることからスイッチング電源装置が広く普及している。

【０００３】 図４は従来より用いられている一般的な高周波トランスの一例を示す斜視図で ある。

【０００４】 巻線１は端子板部分を有するボビン２に巻回され、このボビン２を上下から挟 むようにして一対のＥＥ形のコア３が取り付けられる。ボビン２の底部からはプ リント基板などへの実装を容易にするピン４が設けられている。また、巻線１は 、一次コイルのみ、１次コイルと２次コイル、さらには３次コイルなどが巻回さ れる。

【０００５】 図４のような高周波トランスは、例えば図５に示すようなスイッチング電源装 置の入力部のフィルタ回路に用いられる。この回路は、交流電源（例えば、ＡＣ １００Ｖ）５に対し二つのコンデンサ６，７が直列に接続され、その中間点は接 地されている。さらに交流電源５にはフィルタ８の二つの巻線の各一端が接続さ れ、各巻線の他端が出力端になっている。以上のコンデンサ６，７およびフィル タ８からなる構成が２段接続（２段目は、コンデンサ９，１０およびフィルタ１ １からなる）されている。フィルタ１１の出力端間にはコンデンサ１２および両 波整流用のブリッジダイオード１３が接続され、その整流出力には平滑用のコン デンサ１４が接続されている。

【０００６】 このようなフィルタ回路にあっては、フィルタ８，１１および前後のコンデン サがコモンモードのフィルタ回路として機能し、交流電源５から入り込む各種の 不要信号を除去する。

【０００７】 図６は図５のフィルタ回路に接続されるスイッチング電源用コンバータ部の構 成を示す回路図である。ここでＶi は図５のフィルタ回路の出力電圧である。こ の直流電源の正出力端子に対し、高周波トランス１５（図４に示した如き構成の ものが用いられ、１次巻線ｎ₁ および２次巻線ｎ₂ を有している）の１次巻線ｎ ₁ の一端が接続され、その他端と直流電源負出力端子との間にスイッチング素子 （ここではパワーＦＥＴ）１６が接続されている。高周波トランス１５の出力端 子間には、整流用のダイオード１７，１８が直列で且つ逆向きに接続されている 。ダイオード１８の両端には、チョークコイル１９（図４に示した構成のものが 用いられ、その巻線は一つのみ）と平滑用のコンデンサ２０が直列に接続され、 このコンデンサ２０の両端に負荷Ｒ_L が接続される。さらに、チョークコイル１ ９の出力端の電圧Ｖ₀ はコントローラ２１に取り込まれ、コントローラ２１の出 力がスイッチング素子１６のゲートに印加される。

【０００８】 図６のコンバータ部においては、スイッチング素子１６がコントローラ２１か ら出力されるパルス信号（数百ＫＨｚ程度）によって駆動されており、高周波ト ランス１５の１次巻線ｎ₁ には断続的に電流が流れている。この１次巻線ｎ₁ 側 の電流変化に応じて２次巻線ｎ₂ に交流電圧が出力され、これがダイオード１７ によって整流され、チョークコイル１９およびコンデンサ２０で平滑され、リッ プルが除去される。この直流電圧はコントローラ２１に印加され、設定電圧より 上昇したときにはスイッチング素子１６の制御電圧の通電周期を長くし、逆に、 設定電圧より低下したときには制御電圧の通電周期を短くする。このような制御 を行うことにより、負荷Ｒ_L に印加される電圧Ｖ₀ を一定にすることができる。

【０００９】 図７はスイッチング電源用コンバータ部の他の例を示す回路図である。図６の 構成がＯＮ−ＯＮ方式であったのに対し、この回路はＯＮ−ＯＦＦ方式で動作し 、回路上の相違は図６のダイオード１８を除去してコンデンサ２２を代わりに設 け、さらに高周波トランス１５の巻き方向を変えたところにあり、全体の動作は 図６と同一であるので説明は省略する。図６、図７のいずれにおいても、磁性部 品は高周波トランスとチョークコイルの二つが必要になる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記したスイッチング電源にあっては、これを利用する機器側からの コストダウンの要求に伴ってコストダウンが求められている。スイッチング電源 でコストに影響する主な部品は、高周波トランス、チョークコイル、ノイズフィ ルタ用コイルなどの磁性部品である。しかし、これら部品は、極限までコストダ ウンが図られていると言え、これ以上のコストダウンは不可能に近い。

【００１１】 一方、小型化の面から考察すると、ロジック回路においては、クロックの高周 波化やＡＳＩＣ、表面実装技術などにより急激に小型化が進んでいるにもかかわ らず、スイッチング電源の小型化は電力を扱うために発熱すること、およびノイ ズを発生することなどから、遅々としているのが実情である。この面でも実装面 で占める磁性部品の割合は大きく、小型化を図る際のネックになっている。

【００１２】 本考案の目的は、コストダウンおよび小型化を図ることが可能な磁性部品およ び高周波トランスを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、巻線が巻装されるＥ形または壺形の磁 性部品において、２以上の巻線を同軸状または同心状に巻装可能な複数の脚部ま たは溝などからなる巻装部を有する構成にしている。

【００１４】 そして、高周波トランスを得るために、請求項１の磁性部品の巻装部に各々適 用先の異なる巻線を巻装することができるように構成される。

【００１５】 また、大きなＡＬ値を得るために、前記巻線の全部をコアで覆ってもよい。

【００１６】

【作用】

上記した手段によれば、従来二つのトランス（またはインダクタ）を必要とす る場合、その必要数の磁性部品を用意し、個別に巻線を巻回して構成していたの に対し、一つの磁性部品に用途の異なる複数の巻線を同軸または同心状に巻回し 、一つの磁性部品で済ませることができる。したがって、一つの磁性部品で複数 のトランスまたはインダクタを形成することができ、装置の小型化、ローコスト 化を図ることができる。

【００１７】 この様な構成の磁性部品を用いて、脚部または溝の各々に適用先の異なる複数 の巻線を巻回することで、一つの磁性部品を用いながら複数のトランスまたはイ ンダクタの機能を得ることができる。

【００１８】 さらに、巻線の全部を覆うことでインダクタンスを大きくでき、この結果、大 きなＡＬ値を得ることが可能になる。

【００１９】

【実施例】

図１は本考案による高周波トランスの第１実施例を示す斜視図である。

【００２０】 本実施例は、磁性部品としての従来のコアがＥＥ形であったのに対し、櫛形に 近いＥＥ構造のコア２３（磁性部品）とし、巻線の施される脚が３本ある。そし て、中心脚には第１巻線２４を巻回し、その外側の２本の脚を取り巻くようにし て第２巻線２５を同軸状に巻回し、さらに、第２巻線２５用の２本の脚には、ス リット２６がコア脚の長さ方向に設けられ、このスリット２６内にはショートリ ング２７が配設されている。ショートリング２７を設けることにより、コア間の 磁束干渉を防止することができる。なお、第１巻線２４および第２巻線２５の固 定ならびに外部端子の引き出しのために樹脂製のボビン２８が設けられている。

【００２１】 図６の構成例に当てはめると、第１巻線２４が高周波トランス１５に相当し、 第２巻線２５がチョークコイル１９に相当する。このように、本考案によれば、 二つのトランス（またはチョークコイル）、或いはトランスとチョークコイルを 一つの磁性部品に実装している。したがって、一つの磁性部品の占有スペースで 二つ分のトランス（またはチョークコイル）の機能を得ることができる。この結 果、トランスやチョークコイルが搭載される基板サイズを大幅に縮小することが 可能になる。

【００２２】 図２は本考案による高周波トランスの第２実施例を示す斜視図である。

【００２３】 本実施例は、壺形のコア２９を用いた例であり、その一部に扇形の切り欠き部 を設け、巻線の一部が露出するようにし、かつ前記実施例と同様に用途の異なる 第１巻線２４および第２巻線２５を収納する溝部を有している。第１巻線２４お よび第２巻線２５はボビン３０に同軸状に取り付けられ、容易に基板などに実装 できるように構成されている。また、前記実施例と同様に、スリット３１を設け 、このスリット３１内に円筒状のショートリング３２を配設することができる。

【００２４】 この実施例においては、コア２９をできるだけコイルを覆うような形状とする ことで第２巻線２５のインダクション係数、ＡＬ値（コイル１ターン当たりのイ ンダクタンスが決まる係数であり、この値が大きいほど巻線のインダクタンスを 大きくすることができる）を大きくすることができる。

【００２５】 図３は本考案による高周波トランスの第３実施例を示す分解斜視図である。

【００２６】 本実施例は、図２の実施例と同様に壺形コアを用いるが、同軸状に配設される 第１巻線２４および第２巻線２５の全体を覆い露出部分をなくした状態で上下か ら挟み込む形状にしたところに特徴がある。すなわち、上側コア３３と下側コア ３４（各々に第１巻線２４，２５を嵌入できる二つの溝およびショートリングを 嵌入するためのスリット３５が形成されている）の各１／２に巻線２４，２５の 上下の約半分を嵌入させ、二つのコア内に用途の異なる二つの巻線が内嵌される ように構成している。

【００２７】 なお、上記実施例においては、第１巻線、第２巻線を同軸状に設ける例を示し たが、上下に同心状に配設する構成にしてもよい。また、巻線が２個の例を示し たが、３個以上であってもよい。

【００２８】

【考案の効果】

本考案は上記の通り構成されているので、次に記載する効果を奏する。

【００２９】 請求項１および２記載の磁性部品においては、巻線が巻装されるＥ形または壺 形の磁性部品において、２以上の巻線を同一の軸線を中心にに巻装する複数の巻 装部、例えば脚部または溝を有する構成にしたので、一つの磁性部品に複数のト ランスまたはインダクタの機能を目的とした巻線が可能となり、装置の小型化、 ローコスト化に寄与することができる。

【００３０】 請求項３の高周波トランスにおいては、請求項１の磁性部品の脚部または溝に 各々適用先の異なる巻線を巻装するようにしたので、磁性部品の個数を減らしな がら複数の機能を持ったトランスまたはインダクタを得ることができ、装置の小 型化およびローコスト化が可能になる。

【００３１】 請求項４の高周波トランスにおいては、前記巻線の全部を磁性体で覆ったので 、ＡＬ値を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による高周波トランスの第１実施例を示
す斜視図である。

【図２】本考案による高周波トランスの第２実施例を示
す斜視図である。

【図３】本考案による高周波トランスの第３実施例を示
す分解斜視図である。

【図４】従来より用いられている高周波トランスの一例
を示す斜視図である。

【図５】スイッチング電源装置の入力部のフィルタ回路
を示す回路図である。

【図６】図５のフィルタ回路に接続されるスイッチング
電源用コンバータ部の構成を示す回路図である。

【図７】スイッチング電源用コンバータ部の他の例を示
す回路図である。

【符号の説明】

２４ 第１巻線 ２５ 第２巻線 ２６ スリット ２７ ショートリング ２８ ボビン ２９ コア ３０ ボビン ３１ スリット ３２ ショートリング ３３ 上側コア ３４ 下側コア ３５ スリット

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線が巻装されるＥ形または壺形の磁性
   部品において、２以上の巻線を同一の軸線を中心に巻装
   可能な複数の巻装部を有することを特徴とする磁性部
   品。
2. 【請求項２】 巻装部が脚部および溝部のいずれかから
   なることを特徴とする請求項１記載の磁性部品。
3. 【請求項３】 ２以上の巻線を同一の軸線を中心に巻装
   可能な複数の巻装部を有する磁性部品の当該複数の巻装
   部の各々に適用先の異なる巻線が巻装されることを特徴
   とする高周波トランス。
4. 【請求項４】 前記巻線の全体を磁性体で覆ったことを
   特徴とする請求項３の高周波トランス。