JPH07326530A

JPH07326530A - カレントトランス

Info

Publication number: JPH07326530A
Application number: JP6118579A
Authority: JP
Inventors: Koorin Puraisu; コーリンプライス
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】実装スペースを小さくすることができ、か
つ、半田付接続部での接触抵抗の小さいカレントトラン
スを得る。【構成】ＦＥＴ３のソース端子４に磁芯入りコイル11
を挿入して、カレントトランス21を構成する。ソース端
子４を流れる電流が変化すると、磁芯12を介して巻線13
に電流が発生する。これにより、ＦＥＴ３を流れる電流
を検出できる。【効果】ソース端子４がカレントトランス21の一次巻
線を兼用する。このため、二次側の端子14，15を接続す
るだけでよい。また、磁芯入りコイル11をソース端子４
に立体的に配置して、実装スペースを小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に電流検出を目的と
したカレントトランスの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のカレントトランスは、
例えば特開昭６３−５９７６５号公報および特開昭６４
−４３０６０号公報などに開示されるように、スイッチ
ング電源装置の過電流保護や、出力電圧の安定制御のた
めに設けられており、負荷に流れる電流変動を検出する
ために、インバータトランスの一次側あるいは二次側ラ
インに挿入接続される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、カ
レントトランスが独立した一部品としてプリント基板な
どに実装されるため、このカレントトランスの実装スペ
ースが装置全体の小型化および省スペース化を図る際の
妨げになる。また、カレントトランスは少なくとも一次
側と二次側で各２個ずつの端子を有するため、これをプ
リント基板などに半田付け接続した場合には、半田付接
続部での接触抵抗が大きくなって、カレントトランスの
特性に影響を与えるといった問題点を有していた。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、実装
スペースを小さくすることができ、かつ、半田付接続部
での接触抵抗の影響の小さいカレントトランスを提供す
ることをその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のカレントトラン
スは、素子に設けられた電流が流れる端子を一次巻線と
して用い、前記端子に挿入可能な磁芯入りコイルの巻線
を二次巻線として設けたものである。この場合、前記素
子はスイッチング電源装置を構成するスイッチング素子
であることが好ましい。また、前記磁芯入りコイルはト
ロイダル形コイルであることが好ましい。

【０００６】

【作用】上記構成により、端子に流れる電流が変化する
と、磁芯入りコイルを構成する磁芯の磁束が変化し、磁
芯入りコイルの巻線に電流が発生する。この場合、カレ
ントトランスの一次巻線は素子に設けられた端子が兼用
するため、磁芯入りコイルの巻線両端を接続するだけ
で、電流の変化を検出できる。また、磁芯入りコイルを
素子の端子に挿入し、この磁芯入りコイルを端子に対し
て立体的に配置することで、実装スペースを小さくでき
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３に基
づいて説明する。図１および図２において、１はアルミ
ニウムなどの金属系，ガラスエポキシ系あるいはポリイ
ミド系などの基材に図示しない銅箔パターンを形成して
得られたプリント基板であり、このプリント基板１は本
実施例の場合、スイッチング電源装置２を構成するパワ
ー系の基板として設けられている。また、３はプリント
基板１上に実装される素子たるＭＯＳ形ＦＥＴであり、
これはスイッチング電源装置２のスイッチング素子とし
て用いられている。ＦＥＴ３は、各々導電性を有する板
状部材を折曲げ形成して得られたソース端子４と、ゲー
ト端子６が素子本体７の底部より突出して設けられると
ともに、ドレイン端子５が導電性を有する板状部材によ
り素子本体７の背面に設けられており、各端子４，５，
６は半田部８を介してプリント基板１の上面に半田付け
接続される。

【０００８】11は、電流が流れる端子たるソース端子４
に挿入可能な磁芯入りコイルである。この磁芯入りコイ
ル11は、断面が略正方形をなす円環状に形成された磁芯
12に導体を巻回して構成されるトロイダル形コイルであ
り、磁芯12に巻回された巻線13は、磁芯12および近接す
る巻線13に接触しないように、予め絶縁層（図示せず）
が形成される。本実施例における巻線13の直径は０．１
５ｍｍ、巻数は５０回のものを用いているが、巻線13の
直径および巻数は、検出される電流の大きさにより適宜
調整することが可能である。また、磁芯12とソース端子
４との接触を避けるために、磁芯入りコイル11がソース
端子４に非接触状態で挿入されることが好ましい。ま
た、ソース端子４の磁芯入りコイル11が設けられる部分
に、絶縁部材（図示せず）を介在させてもよい。巻線13
の両端には端子14，15が形成され、これらの端子14，15
は前記各端子４，５，６とは別の箇所に、プリント基板
１上に半田部８を介して半田付け接続される。そして、
前記ソース端子４がカレントトランス21の一次巻線とな
り、磁芯入りコイル11の巻線13がカレントトランス21の
二次巻線としてソース端子４に設けられる構成となって
いる。

【０００９】図３は、図１および図２におけるＦＥＴ３
とカレントトランス周辺の回路構成を等価的に示したも
のである。同図において、22は一次巻線22Ａの一端がＦ
ＥＴ３のドレイン端子５に接続されるインバータトラン
スであり、ＦＥＴ３のゲート端子６にパルス駆動信号を
供給することで、直流入力電圧Ｖｉが一次巻線22Ａに断
続的に印加され、二次巻線22Ｂに一次巻線22Ａに比例し
た電圧が誘起されるようになっている。カレントトラン
ス21の一次巻線21Ａは本来プリント基板１上のＦＥＴ３
のソース端子４のパターンに接続されるが、本実施例の
場合、ソース端子４自体が一次巻線21Ａを兼用している
ため、カレントトランス21の一次巻線は、外部との電気
的な接続を行う必要がなくなる。カレントトランス21は
ＦＥＴ３を流れる電流を検出し、この検出信号が二次巻
線に相当する巻線13から図示しない制御回路や過電流保
護回路などに供給される。

【００１０】上記構成では、ＦＥＴ３のゲート端子６に
パルス駆動信号を供給すると、ＦＥＴ３のスイッチング
動作に伴って、ＦＥＴ３のソース端子４を流れる電流が
変化し、ソース端子４の外周を囲むようにして設けられ
た磁芯12の磁束が変化することで、巻線13に電流が発生
する。この場合、ＦＥＴ３のソース端子４はカレントト
ランス21の一次巻線21Ａを兼用するため、カレントトラ
ンス21の二次巻線を構成する２個の端子14，15をプリン
ト基板１に接続するだけで、ＦＥＴ３を流れる電流を二
次巻線の巻線13から検出することができる。しかも、こ
のカレントトランス21は磁芯入りコイル11をソース端子
４に挿入して立体的に配置したものであるため、従来の
ようにＦＥＴ３とカレントトランス21を別個にプリント
基板１に実装した場合に比べて、平面上の実装スペース
をはるかに小さくできる。

【００１１】また、カレントトランス21に適用される素
子３は、ＭＯＳ形ＦＥＴに限らず、例えば、ダイオード
やトランジスタなどの各種半導体素子を適用することが
できる。この場合、少なくとも電流が流れる端子であれ
ば、どの様な素子であっても構わないが、本実施例のよ
うに、スイッチング電源装置２のスイッチング素子とし
てのＦＥＴ３を用いた場合には、ＦＥＴ３を流れる電流
を検出して、過電流保護や負荷電流の監視を行うことが
でき、その応用範囲が広い。しかも、スイッチング電源
装置２自体の小型化を図ることも可能となる。さらに、
磁芯入りコイル11も、挿入するソース端子４および隣接
するゲート端子６の形状などを考慮して、トロイダル形
以外の各種タイプのものを適用することができるが、本
実施例のようなトロイダル形コイルを用いると、ソース
端子４の突出長が比較的短い場合でも、ソース端子４に
磁芯入りコイル11を十分に挿入することが可能となる。

【００１２】以上のように上記実施例のカレントトラン
ス21は、請求項１に対応して、ＦＥＴ３に設けられた電
流が流れるソース端子４を一次巻線として用い、ソース
端子４に挿入可能な磁芯入りコイル11の巻線を二次巻線
として設けたものであるから、一次巻線をＦＥＴ３のソ
ース端子４に兼用させたことにより、一次側に設けられ
る２個の端子を省略することが可能となり、二次側の２
個の端子14，15のみを電気的に接続することで、半田接
続部での接触抵抗の小さいカレントトランス21を得るこ
とが可能となる。しかも、磁芯入りコイル11とソース端
子４とを立体的に配置して、カレントトランス21自体の
実装スペースを小さくすることができる。

【００１３】また、本実施例におけるカレントトランス
21は、請求項２に対応して、請求項１における素子が、
スイッチング電源装置２を構成するＦＥＴ３であること
から、この場合には、カレントトランス21自体の実装ス
ペースが小さくなるのに伴って、スイッチング電源装置
２の小形化を図ることができるとともに、半田接続部で
の接触抵抗が小さく、しかもＦＥＴ３を流れる電流の検
出に好適なカレントトランス21を得ることができる。

【００１４】さらに、本実施例におけるカレントトラン
ス21は、請求項３に対応して、磁芯入りコイル11がトロ
イダル形コイルであることから、請求項１，２の作用，
効果に加えて、ソース端子４の突出長が比較的短い場合
でも、ソース端子４に磁芯入りコイル11を十分に挿入す
ることが可能となる。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実
施が可能である。

【００１６】

【発明の効果】請求項１に記載のカレントトランスは、
素子に設けられた電流が流れる端子を一次巻線として用
い、前記端子に挿入可能な磁芯入りコイルの巻線を二次
巻線として設けたものであり、実装スペースを小さくす
ることができ、かつ、半田付接続部での接触抵抗の小さ
いカレントトランスを得ることができる。

【００１７】また、請求項２に記載のカレントトランス
は、前記素子がスイッチング電源装置を構成するスイッ
チング素子であることを特徴とするものであり、カレン
トトランスの実装スペースを小さくして、スイッチング
電源装置の小形化を図ることができるとともに、半田付
接続部での接触抵抗の小さいスイッチング素子を流れる
電流の検出に好適なカレントトランスを得ることができ
る。

【００１８】さらに、請求項３に記載のカレントトラン
スは、前記磁芯入りコイルがトロイダル形コイルである
ことを特徴とするものであり、実装スペースを小さくす
ることができ、かつ、半田付接続部での接触抵抗の小さ
いカレントトランスを得ることができるとともに、端子
の突出長が短くても、磁芯入りコイルを端子に十分に挿
入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】同上図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】同上ＦＥＴおよびカレントトランスの周辺を等
価的に示した回路図である。

【符号の説明】

２スイッチング電源装置３ＭＯＳ形ＦＥＴ（素子）（スイッチング素子）４ソース端子（端子） 11 磁芯入りコイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素子に設けられた電流が流れる端子を一
次巻線として用い、前記端子に挿入可能な磁芯入りコイ
ルの巻線を二次巻線として設けたことを特徴とするカレ
ントトランス。
【請求項２】前記素子はスイッチング電源装置を構成
するスイッチング素子であることを特徴とする請求項１
記載のカレントトランス。
【請求項３】前記磁芯入りコイルはトロイダル形コイ
ルであることを特徴とする請求項１または請求項２記載
のカレントトランス。