JPH1167551A

JPH1167551A - トランス及び電源

Info

Publication number: JPH1167551A
Application number: JP9224127A
Authority: JP
Inventors: Shoji Haneda; 正二羽田
Original assignee: N T T DATA KK; NTT Data Corp
Current assignee: N T T DATA KK; NTT Data Group Corp
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-03-09
Anticipated expiration: 2017-08-20
Also published as: JP3402573B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トランスにおける交流磁気結合を高く保ちつ
つ直流磁気飽和を防止し、外部への漏洩磁束を低減す
る。【解決手段】Ｆ型コア３１及び３２により、外周部が
密着した矩形のヨークを形成し且つ中央脚部の中間部に
磁気ギャップを形成したコア部２１を構成する。１次コ
イル４１と２次コイル４２とは、異なるコイル層を形成
して互いにオーバラップすることなく巻装される。コイ
ル部２２における１次コイル４１及び２次コイル４２の
コイル層を分離するとともに、両コイル４１及び４２の
巻線がオーバラップしないようにして、１次−２次コイ
ル間を離していることにより、静電結合容量を低減す
る。コア部２１の外周部を密着させ且つコイル部２２の
内部に磁気ギャップを配置することにより、交流磁気結
合を高く保ちつつ、外部への漏洩磁束を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トランス及び電
源に係り、特にノイズ対策に好適なトランス及びそれを
用いた電源に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の電源として、インバータ又は
チョッパ等のスイッチングを利用したいわゆるスイッチ
ング電源が広く使用されている。スイッチング電源に
は、ＤＣ（直流）−ＤＣコンバータ、ＡＣ（交流）−Ｄ
Ｃコンバータ、ＡＣインバータ、及びＡＣチョッパ等の
種々の形式がある。

【０００３】典型的なスイッチング電源は、直流電源入
力をスイッチングすることにより交流化するとともに、
トランス（Transformer：変圧器）で昇圧し、さらに整
流平滑して所要の直流電力を得る。直流電源入力は、直
流電源から直接得る場合も、交流電源出力を整流・平滑
して得る場合もある。

【０００４】この種のスイッチング電源は、所要の電源
出力を高効率で且つ安定に得ることができ、しかも電源
自体をコンパクトに構成することができるという長所が
ある。このため、スイッチング電源は、コンピュータ、
コンピュータ関連ディジタル機器等の多くの電子機器の
電源として用いられている。

【０００５】ところが、この種のスイッチング電源にお
いては、スイッチングに伴って発生するノイズが大きい
という問題がある。スイッチング電源が発生するノイズ
について、具体的に説明する。図１３は、商用電源の交
流電力に基づいて負荷に直流電力を供給するスイッチン
グ電源の構成を示しており、図１４は、図１３の構成の
等価回路を示している。

【０００６】図１３に示すスイッチング電源は、整流・
スイッチング回路１、トランス２及び整流回路３を有す
る。整流・スイッチング回路１は、商用電源からの入力
を、一旦整流して直流化してからスイッチングし、トラ
ンス２を介して整流回路３に供給する。整流回路３は、
スイッチングによりトランス２の２次側にあらわれる出
力を再度整流して、直流電力として負荷４に供給する。

【０００７】図１３の回路で、ノイズ源となるのは、整
流・スイッチング回路１及び商用電源である。図１４に
示すように、これらのノイズ源から発生するノイズ電流
は、トランス２の結合容量を介して負荷４に供給され
る。さらに、該ノイズ電流は、商用電源にも流出する。

【０００８】トランス２の結合容量が小さければ、ノイ
ズ電流は負荷４に流れにくくなる。その結果、ノイズ電
流自体が小さくなるので、商用電源へのノイズの流出も
小さくなる。このため、スイッチング電源用のトランス
２において、ノイズの影響を低減するには、結合容量を
小さくすることが望ましい。

【０００９】一方、トランス２は、鉄心すなわちコアに
１次コイル及び２次コイルを巻装して構成される。コア
としては、例えば図１５に示すようなＥＩ型コアが広く
用いられている。

【００１０】ＥＩ型コアは、Ｅ型コアとＩ型コアと
「日」の字状をなすように組み合わされて構成されてい
る。Ｅ型コアは、ヨーク部５の両端に上下一対の外周脚
部７及び８が、ヨーク部５の長手方向に直角に立設され
ている。これら外周脚部７及び８は、互いに平行に且つ
上下に対峙して配置されている。ヨーク部５の中央には
中央脚部９が、外周脚部７及び８と平行に突設されてい
る。Ｉ型コアは、直線状のヨーク部６から構成されてい
る。

【００１１】Ｅ型コア部１０の外周脚部７、８及び中央
脚部９の各先端面とＩ型コア６の側面との間には、直流
磁気飽和を防ぐための磁気ギャップが形成されている。

【００１２】図１５のＥＩ型コアには図１６に示すよう
に、１次コイル１１及び２次コイル１２が巻装されてい
る。１次コイル１１は、第１のボビン１３に巻回されて
いる。１次コイル１１を巻装した第１のボビン１３は、
Ｅ型コア部１０の中央脚部９とほぼ等しい長さ及び該中
央脚部９の外形寸法よりも一回り大きな内形寸法を有
し、中央脚部９に嵌装されている。

【００１３】１個以上例えば４個の２次コイル１２は第
２のボビン１４に巻回されている。２次コイル１２を巻
装した第２のボビン１４は、第１のボビン１３に巻装し
た１次コイル１１部分とほぼ等しい長さ及び該１次コイ
ル１１の外形寸法よりも一回り大きな内形寸法を有す
る。第２のボビン１４は、第１のボビン１３上の１次コ
イル１１に嵌装される。

【００１４】第１及び第２のコイル１１及び１２の各巻
線端は、第１のボビン１３の一端のフランジに設けられ
た口出し端子部１５に引き出され、外部の回路に結線さ
れる。

【００１５】このように、１次コイル及び２次コイルを
それぞれ異なるボビンに巻装する方式の他には、１次コ
イルの上に絶縁シート等を介して２次コイルを巻回する
方式や、１次コイルと２次コイルとを一緒にしてバイフ
ァイラで巻回する方式等が用いられていた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のスイッチング電源用のトランスでは、図１６のごとく
１次コイル１１と２次コイル１２とが、ほぼ密着し、重
なり合うように巻装されていた。このような構成をとる
ことにより。１次コイル１１と２次コイル１２との間の
電磁結合が向上し、磁束のロスが低減される。

【００１７】しかし、１次コイル１１と２次コイル１２
とが密着しているため、両コイル間の結合容量も大きく
なる。このため、先に述べたように、ノイズの影響を大
きくしてしまう。

【００１８】また、トランスでは、主として図１５のよ
うなＥＩ型のコアが用いられているが、この型のコアに
おいては、磁気ギャップが外周部に存在する。このた
め、トランス内部で発生した磁束が外周部の磁気ギャッ
プから外部に漏洩する。この漏洩磁束が、トランス近傍
に配置された隣接する部品や回路に悪影響を及ぼしてい
た。

【００１９】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、ノイズ電流を低減することができるトランスを提
供することを目的とする。また、この発明は、交流磁気
結合が高く保たれつつ直流磁気飽和が防止され、しかも
外部への漏洩磁束が低減され得るトランスを提供するこ
とを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点によるトランスは、相対峙す
る一対のヨークと、前記一対のヨークの両端間を連結し
て結合する脚部片からなる一対の外周脚部と、磁気ギャ
ップ有して前記一対のヨークの中間部間を連結する中間
脚部と、より構成されるコアと、前記中間脚部の一部に
巻装された第１のコイルと、前記第１のコイルとオーバ
ラップしないように前記中間脚部に巻装された第２のコ
イルとを具備する、コイルと、より構成されることを特
徴とする。

【００２１】この構成によれば、コアの外周部にギャッ
プがなく、コイルが巻かれた中間脚部に磁気ギャップが
配置されているので、外部への磁気漏れを防止すること
ができる。また、第１と第２のコイルが、互いにオーバ
ラップしないように巻装されているので、第１と第２の
コイルとの間の静電結合容量が小さい。従って、ノイズ
電流を低減することができる。

【００２２】前記中間脚部は、例えば、前記一対のヨー
クにそれぞれ突設され、磁気ギャップを形成する間隙を
介して互いにほぼ平行に配置された一対の脚片より構成
される。この場合、前記中間脚部を構成する脚片は、前
記磁気ギャップよりも広い間隙を存して他方のヨークに
対峙することが望ましい。このような構成とすることに
より、磁気漏れを低減することができる。

【００２３】前記コアは、例えば、Ｆ字型のコアの組み
合わせ、Ｅ字型のコアの組み合わせ、Ｅ字型のコアとＴ
字型のコアとの組み合わせ、等から構成される。

【００２４】例えば、前記第１のコイルは、第１のコイ
ル層を形成する第１のボビンに巻回され、前記第２のコ
イルは、第２のコイル層を形成する第２のボビンに巻回
されている。

【００２５】また、上記目的を達成するため、この発明
の第２の観点によるトランスは、相対峙する一対のヨー
ク間に、各前記ヨークの両端間を連結する一対の外周脚
部及び各前記ヨークの中間部間を連結する中間脚部が形
成されてなるコアと、前記中間脚部の長手方向の一部に
第１のコイル層を形成するよう巻装された第１のコイル
と、前記中間脚部の長手方向の他の一部の前記第１のコ
イル層の外周に第２のコイル層を形成し且つ前記第１の
コイルとオーバラップしないよう巻装された第２のコイ
ルとを具備する、ことを特徴とする。また、第１と第２
のコイルの一方又は両方は、複数のコイルから構成され
ても良い。

【００２６】この構成によれば、第１と第２のコイルは
オーバーラップしない。即ち、コイルの層が異なり、さ
らに、中間脚部の長手方向の位置も異なるように巻装さ
れている。従って、第１のコイルと第２のコイルとの間
の静電容量が小さく、静電容量による１次側と２次側と
の結合が小さい。従って、ノイズが低減される。例え
ば、前記第１のコイルは、第１のコイル層を形成する第
１のボビンに巻回されてなり、前記第２のコイルは、第
２のコイル層を形成する第２のボビンに巻回されてな
る。

【００２７】また、この発明の第３の観点によるトラン
スは、相対峙する一対のヨークと、少なくとも一方の前
記ヨークに突設され、前記一対のヨークの両端間を連結
してそれぞれ密接して結合する脚部片からなる一対の外
周脚部と、前記一対のヨークにそれぞれ突設され、長手
方向に沿って互いに離間して配置されて磁気ギャップを
形成し、前記一対のヨークの中間部間を連結する中間脚
部と、より構成されるコアを備えることを特徴とする。

【００２８】この構成によれば、磁気ギャップは、両ヨ
ークから突出している中間脚部の側面間の間隙により構
成され、外周部には、磁気ギャップが存在しない。従っ
て、磁気漏れを防止できる。この場合、中間脚部を、前
記磁気ギャップよりも広い間隙を存して他方のヨークに
対峙するように構成することが望ましい。

【００２９】また、この発明の第４の観点による電源
は、直流電圧をスイッチングすることにより、交流を生
成するスイッチング回路と、相対峙する一対のヨーク
と、前記一対のヨークの両端間を連結して結合する脚部
片からなる一対の外周脚部と、磁気ギャップ有して前記
一対のヨークの中間部間を連結する中間脚部と、より構
成されるコアと、前記中間脚部の一部に巻装された第１
のコイルと、前記第１のコイルとオーバラップしないよ
うに前記中間脚部に巻装された第２のコイルとを具備す
る、コイルと、より構成され、前記第１のコイルに前記
第１のスイッチング回路からの交流電圧が印加されるト
ランスと、前記第２のコイルの出力を整流する整流回路
と、より構成されることを特徴とする。

【００３０】このような構成によれば、第１のコイルと
第２のコイルとの静電結合容量が小さい。従って、スイ
ッチングにより生じたノイズ（高周波ノイズ）が静電結
合容量を介して流れる事態を防止できる。従って、ノイ
ズの少ない、電源を提供できる。

【００３１】前記整流回路は、例えば、スイッチング回
路から構成される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１〜図４を参照して、この発
明の第１の実施の形態に係るトランスを説明する。

【００３３】図１は、この発明の第１の実施の形態に係
るトランスの構成を示している。図１に示すトランス
は、コア部２１とコイル部２２とを具備している。コア
部２１は、図２に示すように一対のＦ型コア３１及び３
２を有している。コイル部２２は、図３及び図４に示す
ように１次コイル４１、２次コイル４２、第１のボビン
４３、第２のボビン４４及び口出し部４５を有してい
る。

【００３４】図１及び図２に示すように、Ｆ型コア３１
及び３２は、例えば、Ｆの字型のフェライト等の磁性材
料板を積層したものからなり、ヨーク部３３及び３４、
外周脚部３５及び３６、並びに中央脚片３７及び３８を
それぞれ備えている。

【００３５】第１のＦ型コア３１のヨーク部３３の一
端、すなわち図示上端には外周脚部３５が、ヨーク部３
３の長手方向に対して直角に立設されている。ヨーク部
３３の中央には、中央脚片３７が、外周脚部３５と平行
に立設されている。第２のＦ型コア３２のヨーク部３４
の一端、すなわち図示下端には外周脚部３６が、ヨーク
部３４の長手方向に対して直角に立設されている。ヨー
ク部３４の中央には、中央脚片３８が、外周脚部３６と
平行に立設されている。

【００３６】これら第１及び第２のＦ型コア３１及び３
２は、各ヨーク部３３及び３４が平行に対峙するように
図示左右に配置され、且つ各外周脚部３５及び３６が平
行に対峙するように図示上下に配置される。各外周脚部
３５及び３６の先端は、それぞれ相手方のＦ型コア３２
及び３１の各ヨーク部３４及び３３の側面に密着してい
る。

【００３７】中央脚片３７と３８は、磁気ギャップを形
成する間隙ｔを介して平行に配置されている。中央脚片
３７と３８は、中央脚部を形成するため、本来形成され
るべき中央脚部の断面積から所要の磁気ギャップ相当分
を除いたもののほぼ１／２の断面積を有する。即ち、中
央脚部は、磁気ギャップにより図示上下に２分割された
構造を有する。

【００３８】さらに、中央脚片３７及び３８の各先端
は、相手方のＦ型コア３２及び３１の各ヨーク部３４及
び３３の側面に、所要のギャップｓ１、ｓ２を介して対
峙する。漏洩磁束を効果的に防止するために、中央脚片
３７と３８との間に形成される磁気ギャップｔよりも、
中央脚片３７の先端面とヨーク部３４との間のギャップ
ｓ１及び中央脚片３８の先端面とヨーク部３３との間の
ギャップｓ２のほうが広く形成されていることが望まし
い。

【００３９】このようにして、Ｆ型コア３１及び３２に
より、外周部が密着した矩形のヨークを形成し且つ中央
脚部の中間部に磁気ギャップが形成されたコア部２１が
構成される。

【００４０】一方、コイル部２２は、図３及び図４に示
すように、１次コイル４１、２次コイル４２、第１のボ
ビン４３、第２のボビン４４及び口出し部４５を有して
いる。

【００４１】１次コイル４１は、第１のボビン４３に巻
回され、２次コイル４２は第２のボビン４４に巻回され
ている。

【００４２】１次コイル４１を巻装した第１のボビン４
３は、コア２１の中央脚片３７、３８及び磁気ギャップ
により形成される中央脚部の長さ、すなわち一対のヨー
ク部３３と３４との間の距離、とほぼ等しい長さ及び該
中央脚部の外形寸法よりも一回り大きな内形寸法を有す
る。第１のボビン４３は中央脚部に密着して嵌装され
る。

【００４３】２次コイル４２を巻装した第２のボビン４
４は、第１のボビン４３に巻装した１次コイル４１部分
とほぼ等しい長さ及び該１次コイル４１の外形寸法より
も一回り大きな内形寸法を有する。第２のボビン４４
は、第１のボビン４３上の１次コイル４１上に密着して
嵌装される。

【００４４】１次コイル４１は、第１のボビン４３の軸
に沿う方向、すなわち図示左右方向についての一部に、
他の一部を残して巻装されている。２次コイル４２は、
第２のボビン４４の軸に沿う方向、すなわち図示左右方
向についての一部に、他の一部を残して巻装されてい
る。２次コイル４２は、１次コイル４１が巻装されずに
残された部分に対応する部分に巻装され、１次コイル４
１が巻装されている部分は、２次コイル４２が巻装され
ずに残された部分に対応する。即ち、１次コイル４１と
２次コイル４２とは、異なるコイル層を形成して互いに
オーバラップすることなく巻装されている。

【００４５】第１及び第２のコイル４１及び４２の各巻
線端は、図４に示すように、第１のボビン４３の一端の
フランジ部に設けられた口出し端子部４５に引き出され
ている。該口出し端子部４５において、第１及び第２の
コイル４１及び４２の各巻線端が、外部回路に結線され
る。

【００４６】このように、１次コイル４１と２次コイル
４２とは、異なるコイル層を形成して互いにオーバラッ
プすることなく巻装されている。したがって、１次コイ
ル４１と２次コイル４２との間の結合容量は充分に小さ
く、スイッチング電源等に使用した際のノイズの影響は
効果的に低減される。また、コア部２１の外周部が密着
していて且つコイル部２２の内部に磁気ギャップが配置
されることにより、交流磁気結合が高く保たれつつ、外
部への漏洩磁束が少ない。

【００４７】１次コイル４１と２次コイル４２とは、そ
れぞれ、複数のコイルから構成されても良い。例えば、
２次コイル４２を複数のコイルから構成し、各コイルの
接続点を中間タップとして引き出しても良い。

【００４８】図５は、この発明の第２の実施の形態に係
るトランスのコア部２１Ａの構成を模式的に示してい
る。コア部２１Ａは、Ｅ型コア５１及び５２を有する。
Ｅ型コア５１及び５２は、フェライト等の磁性材料から
なり、ヨーク部５３及び５４、第１の外周脚片５５及び
５６、第２の外周脚片５７及び５８、並びに中央脚片５
９及び６０をそれぞれ備えている。

【００４９】第１のＥ型コア５１のヨーク部５３の両端
には第１及び第２の外周脚片５５及び５７が、ヨーク部
５３の長手方向に対してそれぞれ直角に立設されてい
る。ヨーク部５３の中央には、中央脚片５９が、外周脚
片５５及び５７と平行に立設されている。第２のＥ型コ
ア５２のヨーク部５４の両端、すなわち図示下上端には
第１及び第２の外周脚片５６及び５８が、ヨーク部５４
の長手方向に対してそれぞれ直角に立設されている。ヨ
ーク部５４の中央には、中央脚片６０が、外周脚片５６
及び５８と平行に立設されている。

【００５０】第１及び第２のＥ型コア５１及び５２は、
各ヨーク部５３及び５４が平行に対峙し、外周脚片５５
と５８及び５７と５６とが互いに突き合うよう配置され
る。各外周脚片５５及び５７の先端は、それぞれ対応す
る外周脚片５８及び５６の先端に密着する。

【００５１】中央脚片５９及び６０は、外周脚片５５〜
５８の２倍弱の長さを有し、長手方向に沿って互いに磁
気ギャップを形成する間隙を介してほぼ平行に配置され
ている。中央脚片５９は、中央脚部の図示上半部を形成
するため、本来形成されるべき中央脚部の断面積から所
要の磁気ギャップ相当分を除いたもののほぼ１／２の断
面積を有する。中央脚片６０は、中央脚部の図示下半部
を形成するため、本来形成されるべき中央脚部の断面積
から磁気ギャップ相当分を除いたもののほぼ１／２の断
面積を有する。換言すると、中央脚部は、磁気ギャップ
を存して上下に２分割された構造を有する。

【００５２】さらに、中央脚片５９及び６０の各先端
は、それぞれ相手方のＥ型コア５２及び５１の各ヨーク
部５４及び５３の側面に、所要のギャップを存して対峙
する。このようにしても、図１及び図２に示したのとほ
ぼ同等のコア部２１Ａを構成することができる。

【００５３】図６は、この発明の第３の実施の形態に係
るトランスのコア部２１Ｂの構成を模式的に示してい
る。コア部２１Ｂは、Ｅ型コア６１及びＴ型コア６２を
有する。Ｅ型コア６１は、フェライト等の磁性材料から
なり、ヨーク部６３、第１の外周脚部６５、第２の外周
脚部６６及び中央脚片６７を備えている。Ｔ型コア６２
は、フェライト等の磁性材料からなり、ヨーク部６４及
び中央脚片６８を備えている。

【００５４】Ｅ型コア６１のヨーク部６３の両端、すな
わち図示上下端には第１及び第２の外周脚部６５及び６
６が、ヨーク部６３の長手方向に対してそれぞれ直角に
立設されている。ヨーク部６３の中央には、中央脚片６
７が、外周脚部６５及び６６と平行に立設されている。
Ｔ型コア６２のヨーク部６４の中央には、中央脚片６８
が、ヨーク部６４の長手方向に対して直角に立設されて
いる。

【００５５】これらＥ型コア６１及びＴ型コア６２は、
図示のように、各ヨーク部６３及び６４を平行に対峙す
るよう図示左右に配置され、且つＥ型コアの外周脚部６
５及び６６の先端はそれぞれＴ型コア６２のヨーク部６
４の両端側面にそれぞれ密着する。

【００５６】中央脚片６７と６８は、一対のヨーク６
３、６４にそれぞれ突設され、長手方向に沿って互いに
離間してほぼ平行に配置されて磁気ギャップを形成し、
一対のヨーク６３、６４の中間部間を連結する。中央脚
片６７と６８は、本来形成されるべき中央脚部の断面積
から所要の磁気ギャップ相当分を除いたもののほぼ１／
２の断面積を有する。

【００５７】さらに、中央脚片６７及び６８の各先端
は、それぞれＴ型コア６２のヨーク部６４の側面に、所
要のギャップを存して対峙する。このようにしても、図
１及び図２に示したのとほぼ同等のコア部２１Ｂを構成
することができる。

【００５８】図７は、この発明の第４の実施の形態に係
るトランスのコア部２１Ｃの構成を模式的に示してい
る。コア部２１Ｃは、Ｅ型コア７１及び７２を有する。
Ｅ型コア７１及び７２は、フェライト等の磁性材料から
なり、ヨーク部７３及び７４、第１の外周脚片７５及び
７６、第２の外周脚片７７及び７８、並びに中央脚片７
９及び８０をそれぞれ備えている。

【００５９】第１のＥ型コア７１のヨーク部７３の両端
には、第１及び第２の外周脚片７５及び７７が、ヨーク
部７３の長手方向に対して直角に立設されている。ヨー
ク部７３の中央には、中央脚片７９が、外周脚片７５及
び７７と平行に立設されている。第２のＥ型コア７２の
ヨーク部７４の両端には、第１及び第２の外周脚片７６
及び７８が、ヨーク部７４の長手方向に対して直角に立
設されている。ヨーク部７４の中央には、中央脚片８０
が、外周脚片７６及び７８と平行に立設されている。

【００６０】外周脚片７５と７８は、第１の外周脚部を
形成するため、本来形成されるべき第１の外周脚部の断
面積のほぼ１／２の断面積を有し、それらの先端は、そ
れぞれ相手方のヨーク部７４及び７３の側面に密着す
る。外周脚片７５と７８も互いに密着していることが望
ましい。

【００６１】外周脚片７６と７７は、第２の外周脚部を
形成するため、本来形成されるべき第２の外周脚部の断
面積のほぼ１／２の断面積を有し、それらの先端は、そ
れぞれ相手方のヨーク部７４及び７３の側面に密着す
る。外周脚片７６と７７も互いに密着していることが望
ましい。換言すると、第１及び第２の外周脚部は、それ
ぞれ上下に２分割され且つ互いに密着する構造を有す
る。

【００６２】中央脚片７９と８０は、それぞれ、本来形
成されるべき中央脚部の断面積から所要の磁気ギャップ
相当分を除いたもののほぼ１／２の断面積を有し、その
先端は、それぞれ相手方のヨーク部７４及び７３の側面
に、所要のギャップを存して対峙する。このようにして
も、図１及び図２に示したのとほぼ同等のコア部２１Ｃ
を構成することができる。

【００６３】コイル部は、図８に示すように、図１６の
従来のボビンを利用して構成することもできる。図８に
示すこの発明の第５の実施の形態によるトランスのコイ
ル部２２Ａは、１次コイル８１、２次コイル８２、第１
のボビン８３、第２のボビン８４及び口出し部８５を有
している。

【００６４】１次コイル８１は、第１のボビン８３に巻
回され、２次コイル８２は第２のボビン８４に巻回され
ている。第１のボビン８３は、図１６のボビン１３の一
部にバリヤテープ８６が巻回されている。バリヤテープ
８６により、２次コイル８２に対応する個所に１次コイ
ル８１が侵入することがないようにされている。第２の
ボビン８４は、図１６のボビン１４のコイルの仕切用の
鍔部の一部８７が切除され、２次コイル８２の巻回箇所
を確保している。したがって、１次コイル８１と２次コ
イル８２とは、それぞれ第１のボビン８３と第２のボビ
ン８４とで形成される第１のコイル層及び第２のコイル
層にそれぞれ互いにオーバラップすることなく巻装され
る。第１及び第２のコイル８１及び８２の各巻線端は、
第１のボビン８３の一端のフランジ部に設けられた口出
し端子部８５に引き出されている。

【００６５】第１のボビン８３は、コア部の中央脚部の
長さとほぼ等しい長さ及び該中央脚部の外形寸法よりも
一回り大きな内形寸法を有し、中央脚部に密着して嵌装
される。第２のボビン８４は、１次コイル８１の外形寸
法よりも一回り大きな内形寸法を有し、第１のボビン８
３上の１次コイル８１上に密着して嵌装される。

【００６６】以上説明したように、この発明の実施の形
態によれば、中間脚部が、一対のヨークにそれぞれ突設
され、所定の間隙を介して互いにほぼ平行に配置され、
さらに、その先端が間隙を存して他方のヨークに対峙す
る。従って、磁気漏れの少ない磁気ギャップを形成でき
る。また、１次のコイルと２次コイルが互いにオーバー
ラップしない（コイル層が異なると共に巻線位置が異な
る）ように、中間脚部に巻設されているので、交流磁気
結合が高く保ちつつ、１次コイルと２次コイルとの間の
静電結合容量が小さい。

【００６７】この発明によるトランスの効果について実
験により検証した。実験に用いた測定回路の構成を図９
に示す。図９においては、交流１００Ｖの商用電源から
スイッチング電源を介して直流出力を得ている。この直
流出力の一方の電源ラインと共通電位（グラウンドつま
りアース）との間に１ｋΩの抵抗を挿入し、この抵抗の
両端にあらわれるノイズ電流に基づく電圧波形をオシロ
スコープにて観測した。実験は、スイッチング電源に、
図２と同等のコア部２１を用い、且つ図３に示したこの
発明によるコイル部２２を用いた場合と、図１０に示す
ように、１次コイルと２次コイルをオーバーラップさせ
た場合とについて行った。

【００６８】図１１（Ａ）は、図３に示したこの発明に
よるコイル部２２を用いた場合の電圧波形であり、縦軸
の一目盛は０．１Ｖである。図１１（Ｂ）は、図１０に
示すように、１次コイルと２次コイルをオーバーラップ
させた場合の波形であり、縦軸の一目盛は１Ｖである。
したがって、図１１（Ａ）の場合には、図１１（Ｂ）の
場合よりも圧倒的にノイズが少なくなっていることがわ
かる。さらに、従来の一般的なスイッチング電源では、
図１１（Ｂ）の場合よりも１桁大きい、すなわち１０倍
程度のノイズが発生する。

【００６９】また、１次コイル−２次コイル間の結合容
量を実測した場合の周波数特性を図１２に示す。特性Ｃ
０は、１次コイルと２次コイルとを図１０に示すように
オーバーラップしたコイル構造によるトランスの結合容
量を示し、特性Ｃは、この発明による図３のコイル構造
によるトランスの結合容量を示している。

【００７０】図１２のように、例えば、２００ｋＨｚの
周波数において、特性Ｃ０が６．５０ｐＦであるのに対
し、特性Ｃは、３．０４ｐＦである。従来のコイル構造
によれば、１次コイルと２次コイルの間の結合容量は１
００ｐＦ程度あり、図１０のコイル構造を採用すること
により、従来構造に比し大幅に結合容量を小さくできる
ことが確認された。図３のコイル構造を採用することに
より、結合容量をさらに半分以下にすることができ、結
合容量を従来に比して飛躍的に小さくできることが確認
された。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のトラン
スによれば、トランスにおける交流磁気結合を高く保ち
つつ直流磁気飽和を防止し、しかも外部への漏洩磁束を
効果的に低減し得るトランスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係るトランスの
構成を示す模式図である。

【図２】図１のトランスのコア部のみを詳細に示す模式
図である。

【図３】図１のトランスのコイル部のみを詳細に示す模
式図である。

【図４】図１のトランスのコイル部のさらに具体的な構
成を示す模式図である。

【図５】この発明の第２の実施の形態に係るトランスの
コア部の構成を示す模式図である。

【図６】この発明の第３の実施の形態に係るトランスの
コア部の構成を示す模式図である。

【図７】この発明の第４の実施の形態に係るトランスの
コア部の構成を示す模式図である。

【図８】この発明の第５の実施の形態に係るトランスの
コイル部の構成を示す模式図である。

【図９】この発明の効果を検証するための実験に使用し
た測定回路を模式的に示すブロック図である。

【図１０】この発明の効果を検証するための実験に使用
した従来の構成に類似したコイル部の構成を示す模式図
である。

【図１１】（Ａ）は、この発明のトランスのノイズ波形
を示す図である。（Ｂ）は、従来のコイル構造を有する
トランスのノイズ波形を示す図である。

【図１２】この発明のコイル構造と従来のコイル構造に
おける１次コイルと２次コイルの結合容量の周波数特性
を示す図である。

【図１３】スイッチング電源におけるノイズの発生原理
を説明するためのブロック図である。

【図１４】図１３の等価回路図である。

【図１５】従来の一般的なトランスのコア部の構成を示
す模式図である。

【図１６】従来のトランスのコイル部の一例の構成を示
す模式図である。

【符号の説明】

２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃコア部２２，２２Ａコイル部３１，３２Ｆ型コア３３，３４ヨーク部３５，３６，外周脚部３７，３８，５９，６０，６７，６８，７９，８０中
央脚片４１，８１１次コイル４２，８２２次コイル４３，４４，８３，８４ボビン４５，８５口出し端子部５１，５２，６１，７１，７２Ｅ型コア５５〜５８，６５，６６，７５〜７８外周脚片６２Ｔ型コア８６バリヤテープ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｆ 31/00 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対峙する一対のヨークと、前記一対のヨ
ークの両端間を連結して結合する脚部片からなる一対の
外周脚部と、磁気ギャップ有して前記一対のヨークの中
間部間を連結する中間脚部と、より構成されるコアと、前記中間脚部の一部に巻装された第１のコイルと、前記
第１のコイルとオーバラップしないように前記中間脚部
に巻装された第２のコイルとを具備する、コイルと、より構成されることを特徴とするトランス。
【請求項２】前記中間脚部は、前記一対のヨークにそれ
ぞれ突設され、磁気ギャップを形成する間隙を介して互
いにほぼ平行に配置された一対の脚片より構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項３】前記中間脚部を構成する脚片は、前記磁気
ギャップよりも広い間隙を存して他方のヨークに対峙す
る、ことを特徴とする請求項２に記載のトランス。
【請求項４】前記コアは、Ｆ字型のコアが組み合わせさ
れて構成されている、ことを特徴とする請求項１、２又
は３に記載のトランス。
【請求項５】前記コアは、Ｅ字型のコアが組み合わされ
て構成されている、ことを特徴とする請求項１、２又は
３に記載のトランス。
【請求項６】前記コアは、Ｅ字型のコアとＴ字型のコア
とが組み合わされて構成されている、ことを特徴とする
請求項１又は２に記載のトランス。
【請求項７】前記第１のコイルは、第１のコイル層を形
成する第１のボビンに巻回されてなり、前記第２のコイルは、第２のコイル層を形成する第２の
ボビンに巻回されてなる、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１項
に記載のトランス。
【請求項８】前記第１のコイルと前記第２のコイルの少
なくとも一方は、複数のコイルから形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１項
に記載のトランス。
【請求項９】相対峙する一対のヨーク間に、各前記ヨー
クの両端間を連結する一対の外周脚部及び各前記ヨーク
の中間部間を連結する中間脚部が形成されてなるコア
と、前記中間脚部の長手方向の一部に第１のコイル層を形成
するよう巻装された第１のコイルと、前記中間脚部の長手方向の他の一部の前記第１のコイル
層の外周に第２のコイル層を形成し且つ前記第１のコイ
ルとオーバラップしないよう巻装された第２のコイルと
を具備する、ことを特徴とするトランス。
【請求項１０】相対峙する一対のヨークと、少なくとも一方の前記ヨークに突設され、前記一対のヨ
ークの両端間を連結してそれぞれ密接して結合する脚部
片からなる一対の外周脚部と、前記一対のヨークにそれぞれ突設され、長手方向に沿っ
て互いに離間して配置されて磁気ギャップを形成し、前
記一対のヨークの中間部間を連結する中間脚部と、より構成されるコアを備えることを特徴とするトラン
ス。
【請求項１１】前記中間脚部は前記磁気ギャップよりも
広い間隙を存して他方の前記ヨークに対峙する、ことを
特徴とする請求項１０に記載のトランス。
【請求項１２】直流電圧をスイッチングすることによ
り、交流を生成するスイッチング回路と、相対峙する一対のヨークと、前記一対のヨークの両端間
を連結して結合する脚部片からなる一対の外周脚部と、
磁気ギャップ有して前記一対のヨークの中間部間を連結
する中間脚部と、より構成されるコアと、前記中間脚部
の一部に巻装された第１のコイルと、前記第１のコイル
とオーバラップしないように前記中間脚部に巻装された
第２のコイルとを具備する、コイルと、より構成され、
前記第１のコイルに前記スイッチング回路からの交流電
圧が印加されるトランスと、前記第２のコイルの出力を整流する整流回路と、より構成されることを特徴とする電源。
【請求項１３】前記整流回路は、スイッチング回路から
構成される、ことを特徴とする請求項１２に記載の電
源。