JPH11340061A - 高周波変圧器 - Google Patents

高周波変圧器

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JPH11340061A
JPH11340061A JP10162950A JP16295098A JPH11340061A JP H11340061 A JPH11340061 A JP H11340061A JP 10162950 A JP10162950 A JP 10162950A JP 16295098 A JP16295098 A JP 16295098A JP H11340061 A JPH11340061 A JP H11340061A
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JP
Japan
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conductor
coil
frequency transformer
copper
holes
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JP10162950A
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Koichi Nagai
孝一 永井
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏れ磁束が少なく、安定な発振動作をす
ることができる、極めて結合率のよい高周波変圧器を提
供する。 【解決手段】 コア2に挿入され複数の貫通孔3fを持
つ導体棒3a,3bによって一回巻き線を形成する第1
コイル3と、この第1コイル3の貫通孔3fに挿入され
る絶縁被覆4b付の導体線4aによって第1コイル3に
設けた貫通孔3fの数の巻き線を形成する第2コイル4
とを設け、第1コイル3と第2コイル4を密着させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波変圧器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば電磁誘導加熱炉など数
MHz以上の高周波の電力を供給する場合、図9に示す
ような高周波発振回路10を用いる。Vccはこの回路
10に供給される直流の電源電圧であり、この電源電圧
VccはトランスTの一次コイルT1 および電界効果ト
ランジスタF1 ,F2 にかけられる。このとき、電源か
ら供給される電力はトランスTを介して二次コイルT2
に伝達し、ワークコイルLとコンデンサCからなる共振
回路(タンク回路)11に供給される。
【0003】そして、前記共振回路が共振することによ
り期間コンデンサCfを介して前記トランジスタF1
2 がスイッチングされて、トランスTに例えば20M
Hzの高周波の交流電流が流れる。このとき、トランス
Tはインピーダンスの変換を行うものであるが、これに
流れる電流の周波数が数MHz以上と高周波であるの
で、一次側も二次側も少ない巻き数でコアにまかれたコ
イルを有する特殊な形状の変圧器である。
【0004】図10,11は従来の高周波変圧器12の
構成を示しており、図10は断面図、図11は斜視図で
ある。図10、11において、高周波変圧器12はほゞ
θ字状の断面を有するコア(以下、眼鏡コアという)1
3と、この眼鏡コア13に形成された二つの導体挿入孔
13a,13bにそれぞれ挿入される銅パイプ14a,
14bによって1回巻き線を形成する一次コイル14
と、この銅パイプ14a,14b内に挿入される被覆1
5b付きの銅線15aによって例えば5回巻き線を形成
する二次コイル15とからなっている。
【0005】また、銅パイプ14a,14bはその一端
側において短絡銅板14cによって連結されており、他
端側においてそれぞれ口出し銅板14d,14eによっ
て端子が形成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した構
成の高周波変圧器12は一次コイルとして銅パイプを用
いているので、一次コイル14を構成する銅パイプ14
a,14bと二次コイル15を構成する銅線15aとの
間隔が大きく、一次コイル14と二次コイル15との結
合が悪くならざるを得なかった。特に、銅パイプ14
a,14bの中心近くの二次コイル15との結合が悪
く、その結合率が約60%まで低下することもあった。
【0007】このため、高周波変圧器12の漏れ磁束が
大きくなるので、これを発振器に用いた場合、高周波変
圧器12内で、位相のズレが生じるなどして、発振が停
止することがあった。また、変圧器12が持つ漏れイン
ダクタンスと浮遊容量によって、予期できない周波数の
振動(寄生振動)が生じることがあり、発振が安定しな
いこともあった。高周波変圧器12によって生じた寄生
振動は高周波発振回路10の損失となるので、好ましく
なかった。
【0008】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、漏れ磁束が少なく、安定な発振動作をすること
ができる、極めて結合率のよい高周波変圧器を提供する
ことを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高周波変圧器は、コアに挿入され複数の貫
通孔を持つ導体棒によって一回巻き線を形成する第1コ
イルと、この第1コイルの貫通孔に挿入される絶縁被覆
付の導体線によって第1コイルに設けた貫通孔の数の巻
き線を形成する第2コイルとを設け、第1コイルと第2
コイルを密着させたことを特徴としている。
【0010】したがって、本発明の高周波変圧器は第1
コイルと第2コイルを可及的に密着できるので、一次/
二次間の結合が極めて良く高周波変圧器の漏れ磁束をで
きるだけ抑えた高周波変圧器を得ることができる。そし
て、漏れ磁束を抑えることにより、漏れインダクタンス
が小さく、位相のズレや寄生振動を抑えることができる
ので、この高周波変圧器を用いた回路の動作を安定させ
ることができる。
【0011】前記導体棒にこれを放射線状に切断するス
リットを設けた場合には、導体棒内において、渦電流が
生じることを防止できる。なお、このスリットは導体棒
の長手方向の全域に設けても、一部分に設けてもよい。
また、スリットを導体棒の長手方向の一部に設ける場合
には、スリットを設けない部分が長手方向の同じ位置で
重なることがないようにしてもよい。
【0012】そして、前記導体棒をその長手方向に平行
に分離可能に形成した場合には、導体棒内に導体線を挿
入する作業を容易に行うことができる。
【0013】前記変圧器のコアの断面形状が二つの導体
挿入孔を有するほゞθ字状であり、各導体挿入孔に挿入
される導体棒の一方の端部を導体板で連結して第1コイ
ルを形成すると共に、各導体棒に形成された貫通孔にそ
れぞれ挿入されて両端が導体棒から突出する複数の導体
線と、この導体線の両端に取り付けられるプリント基板
とを有し、プリント基板上にそれぞれ各導体線に接続さ
れる複数の配線パターンを設け、配線パターンと導体線
により全体として第2コイルの巻き線を形成してある場
合には、高周波変圧器を組み立てるときにかかる配線の
手間が少なく、高周波変圧器の製造コストを引き下げる
ことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1〜3は本発明の高周波変圧器
1の第1実施例を示している。図1〜3において、2は
ほゞθ字状の断面を有するコア、3はこのコア2に一回
巻かれる第1コイル、4はコア2に例えば5回巻かれる
第2コイルである。本例では第1コイル3を一次コイ
ル、第2コイル4を二次コイルとして用いる。
【0015】コア2は二つの導体挿入孔2a,2bを有
しており、この導体挿入孔2a,2b内に前記各コイル
3,4を挿入する眼鏡コアである。なお、本例では、導
体挿入孔2a,2bの断面形状が円形の眼鏡コアを用い
ているが、この形状に限定するものではない。すなわ
ち、トロイダルコアや、これをスタックに積んだコアを
用いてもよい。
【0016】第1コイル3は導体挿入孔2a,2bにそ
れぞれ密に挿入される円柱状の導体棒(本例では銅棒)
3a,3bの一端側を、図3に示すように、導体板(本
例では銅板)3cによって連結し、かつ他端側に口出し
用の銅板3d,3eを接続することにより形成される。
銅棒3a,3bと銅板3c〜3eとの接続は圧着でも溶
接でもよい。また、前記銅棒3a,3bにはそれぞれ例
えば5筋の貫通孔3fを形成している。なお、本発明は
銅棒3a,3bに設ける貫通孔3fの数を限定するもの
ではない。
【0017】第2コイル4は前記貫通孔3f内に挿入さ
れる線材であって、導電体(本例では銀メッキ銅線)4
aと、これを被覆する例えば四フッ化エチレンによる絶
縁被覆4bとからなる。すなわち、第2コイル4は眼鏡
コア2に5回巻かれる巻き線を形成する。なお、絶縁被
覆4bの材質は絶縁性を有するものであればその種類を
限定するものではない。
【0018】したがって、上記構成の高周波変圧器1を
組み立てるときは、眼鏡コア2に銅棒3a,3bを挿入
する。その後、銅棒3a,3bは、短絡用の銅板3cで
一端側が短絡される。ここで、銅棒3aは第1コイル3
の半まき分を構成し、銅棒3bが残りの半巻き分を構成
するので、第1コイル3の中間タップは銅板3cによっ
て取ることができる。そして、銅棒3a,3bの他端側
は口出用の銅板3d,3eが取り付けられる。すなわ
ち、この銅板3d,3eによって口出線を回路に容易に
接続できる。
【0019】次に、銅棒3a,3bの貫通孔3fに対し
て前記銅線4aを巻き線を形成するように順に挿入して
第2コイル4を形成する。本例では各銅棒3a,3bに
それぞれ5筋の貫通孔3fを形成しているので、5回巻
きの第2コイル4を構成する。なお、第2コイル4の中
間タップは巻き線のちょうど半分の位置から引き出すこ
とができる。
【0020】二次コイル4を巻き終えた状態のI−I断
面を示す図1から理解できるように、本例の高周波変圧
器1は、眼鏡コア2に挿入された複数の貫通孔3fを持
つ銅棒3a,3bによって一回巻き線を形成する第1コ
イル3と、第1コイル3の貫通孔3fに挿入されるテフ
ロン被覆4b付の銅線4aによって5回巻きの巻き線を
形成する第2コイル4とを設けることにより、第1コイ
ル3と第2コイル4を密着させることができる。
【0021】したがって、漏れ磁束を必要最小限の耐電
圧を持たせるためのもの(テフロン被覆4bの厚さの
み)に抑えることができ、高周波変圧器1の一次/二次
間の結合を極めてよい状態に保つことができる。
【0022】本発明による高周波変圧器1は図9に示し
た高周波誘導加熱炉の自励式の高周波発振回路10に用
いられる。この高周波発振回路10において、能動素子
(例えばFET)F1 ,F2 のドレインからタンク回路
11(特に共振コンデンサC)までのインピーダンス
は、自励発振にとって最も重要な要素の一つであり、最
小とする必要があるが、本発明の高周波変圧器1を用い
ることにより、トランスTの一次/二次間の漏れインダ
クタンスが極めて小さいので、上記インピーダンスを最
小とすることが可能である。
【0023】そして、漏れ磁束が小さな高周波変圧器1
は漏れインダクタンスを可及的に小さくできるので、漏
れインダクタンスと浮遊容量によって生じる寄生振動の
周波数を数GHz以上に引き上げることができる。そし
て、寄生振動の周波数が高周波の変圧器1でも利得が得
られないほど高い周波数になることにより、寄生振動
(予測できない周波数の発振)の発生は極めて困難とな
り、常に安定した誘導加熱用自励発振を得ることができ
る。
【0024】図4は本発明の導体棒3a(3b)の別の
例を示す図である。本例において、導体棒3a(3b)
は放射線状にスリット3gを形成している。したがっ
て、貫通孔3fに挿入される銅線4aとの結合を高く保
ったままで、導体棒3a(3b)内における渦電流の発
生を阻止することができ、渦電流による損失を少なくす
ることができる。
【0025】なお、本例ではスリット3gによって貫通
孔3fの周りに放射線状の切り込みを入れた例を示して
いるが、このスリット3gを延長して導体棒3a(3
b)を完全に切断し、4分割するようにしてもよい。こ
の場合、渦電流を阻止できるだけでなく、貫通孔3f内
に銅線4aを配置させる作業を容易に行うことが可能と
なる。また、本発明はスリット3gの数を限定するもの
ではなく、一次/二次間のコイル3,4同士の結合を例
えば80%以上に保つことができる程度のスリット3g
であれば各所に設けてもよい。
【0026】図5は前記導体棒3a(3b)のさらに別
の例を示す図である。本例において、スリット3gは導
体棒3a(3b)の端面から端面までの間の一部を切断
するものである。また、本例のように、各スリット3g
を設ける位置をずらして、スリットを設けない部分が長
手方向の同じ位置で重なることがないようにすることに
より、導体棒3a(3b)の端面から端面までの間の各
所において、渦電流を阻止することができる。
【0027】図6は前記導体棒3a(3b)の別の例を
示す図であり、本例における導体棒3a(3b)はスリ
ット3gによって同芯円状に分離された2部材(その長
手方向に平行に分離可能に形成した部材)3h,3iか
らなる。したがって、渦電流を貫通孔3fから放射線状
に切断できると共に、導体棒3a(3b)を分離できる
ので、銅線4aの配置作業を容易に行える。
【0028】なお、前述した導体棒3a(3b)を構成
する部材3h,3iは、打ち抜きによって容易に形成で
きるが、一次/二次間のコイル3,4同士の結合が十分
である場合は、部材3iを円筒形状にするなどの変形も
容易である。
【0029】図7,8ほ前記高周波変圧器1の別の例を
示す図であり、図7は平面図、図8は分解斜視図であ
る。本例において、図1〜6と同じ符号を付した部材
は、同一または同等の部材であるので、その詳細な説明
を省略する。なお、本例においても、図1〜6に示した
実施例と同様に変形可能であることはいうまでもない。
【0030】図7,8において、二次コイル4は導体挿
入孔3fに対して一本ずつ挿入される有端の銅線4a
と、各銅線4aを挿入する孔5aを形成した二枚のプリ
ント基板5上に形成された配線パターン4c(図7には
手前側のプリント基板5上の配線パターン4cのみ図
示)とからなる。
【0031】銅線4aの長さは導体棒3a(3b)の長
さより長く、銅線4aを導体挿入孔3fに挿入した状態
で、その両端が導体棒3a(3b)の両端面から突出す
る。突出した銅線4aの端部はプリント基板5の孔5a
を貫通した状態で、銅線4aと配線パターン4cにハン
ダ付けされる。配線パターン4cは各銅線4aの端部を
接続することにより、全体として5回巻きの二次コイル
4の巻き線を形成するように構成されている。
【0032】上記構成の高周波変圧器1は導体棒3a
(3b)の導体挿入孔3fに対して銅線4aを何度も巻
く必要がないので、高周波変圧器1の組み立てにかかる
手間を少なくすることができ、それだけ生産コストを引
き下げることができる。なお、本例では、一例として、
導体棒3a(3b)のそれぞれに5筋の導体挿入孔3f
を設けている例を開示しており、銅線4aをそれぞれ5
本ずつの10本とし、基板5にはこれに応じた数の孔5
aおよび配線パターン4cを設けている。しかしなが
ら、本発明はこれに限られるものではなく、その数およ
び配線パターン4cの形などは任意に変更可能であるこ
とはいうまでもない。
【0033】また、上述の各例では、第1コイル3を一
次コイル、第2コイル4を二次コイルとした例を示して
いるが、この一次側と二次側を逆にするなどの変形も容
易に行うことができる。さらに、本発明は第1コイル3
を構成する導体や第2コイル4を構成する導体の種類を
限定するものではない。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1コイルと第2コイルを可及的に密着させることがで
きるので、一次/二次間の結合が極めて良く高周波変圧
器の漏れ磁束を小さくし、漏れインダクタンスや位相の
ズレによって生じる寄生振動や発振不良を防止し、高周
波変圧器を用いた回路の動作を安定させることができ
る。
【0035】前記導体棒にこれを放射線状に切断するス
リットを設けた場合には、渦電流を防止して、その効率
を引き上げることができる。なお、このスリットは導体
棒の長手方向の全域に設けても、一部分に設けてもよ
い。そして、前記導体棒をその長手方向に平行に分離可
能に形成した場合には、導体棒内に導体線を挿入する作
業を容易に行うことができる。
【0036】前記変圧器のコアの断面形状が二つの導体
挿入孔を有するほゞθ字状であり、各導体挿入孔に挿入
される導体棒の一方の端部を導体板で連結して第1コイ
ルを形成すると共に、各導体棒に形成された貫通孔にそ
れぞれ挿入されて両端が導体棒から突出する複数の導体
線と、この導体線の両端に取り付けられるプリント基板
とを有し、プリント基板上にそれぞれ各導体線に接続さ
れる複数の配線パターンを設け、配線パターンと導体線
により全体として第2コイルの巻き線を形成してある場
合には、高周波変圧器を組み立てるときにかかる配線の
手間が少なくなり、高周波変圧器の製造コストを引き下
げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高周波変圧器の一例を示す断面図であ
る。
【図2】前記高周波変圧器の平面図である。
【図3】前記高周波変圧器の第1コイルの構成を示す分
解斜視図である。
【図4】前記第1コイルを構成する導体棒の変形例を示
す図である。
【図5】前記導体棒の別の変形例を示す図である。
【図6】前記導体棒のさらに別の変形例を示す図であ
る。
【図7】前記高周波変圧器の別の例を示す平面図であ
る。
【図8】前記高周波変圧器の分解斜視図である。
【図9】高周波変圧器を用いた自励式の高周波発振回路
の構成を示す図である。
【図10】従来の高周波変圧器の構成を示す断面図であ
る。
【図11】前記高周波変圧器の斜視図である。
【符号の説明】
1…高周波変圧器、2…コア、2a,2b…導体挿入
孔、3…第1コイル、3a,3b…導体棒、3c…導体
板、3f…貫通孔、3g…スリット、4…第2コイル、
4a…導体線、4b…絶縁被覆、4c…配線パターン、
5…プリント基板。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コアに挿入され複数の貫通孔を持つ導体
    棒によって一回巻き線を形成する第1コイルと、この第
    1コイルの貫通孔に挿入される絶縁被覆付の導体線によ
    って第1コイルに設けた貫通孔の数の巻き線を形成する
    第2コイルとを設け、第1コイルと第2コイルを密着さ
    せたことを特徴とする高周波変圧器。
  2. 【請求項2】 前記導体棒にこれを放射線状に切断する
    スリットを設けた請求項1に記載の高周波変圧器。
  3. 【請求項3】 前記導体棒をその長手方向に平行に分離
    可能に形成した請求項1または2に記載の高周波変圧
    器。
  4. 【請求項4】 前記変圧器のコアの断面形状が二つの導
    体挿入孔を有するほゞθ字状であり、各導体挿入孔に挿
    入される導体棒の一方の端部を導体板で連結して第1コ
    イルを形成すると共に、各導体棒に形成された貫通孔に
    それぞれ挿入されて両端が導体棒から突出する複数の導
    体線と、この導体線の両端に取り付けられるプリント基
    板とを有し、プリント基板上にそれぞれ各導体線に接続
    される複数の配線パターンを設け、配線パターンと導体
    線により全体として第2コイルの巻き線を形成してある
    請求項1〜3の何れかに記載の高周波変圧器。
JP10162950A 1998-05-26 1998-05-26 高周波変圧器 Withdrawn JPH11340061A (ja)

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