JPH1197255A - 電源用インダクタ - Google Patents
電源用インダクタInfo
- Publication number
- JPH1197255A JPH1197255A JP9256952A JP25695297A JPH1197255A JP H1197255 A JPH1197255 A JP H1197255A JP 9256952 A JP9256952 A JP 9256952A JP 25695297 A JP25695297 A JP 25695297A JP H1197255 A JPH1197255 A JP H1197255A
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- magnetic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、銅損を低減でき、低損失の電源用
インダクタを提供することを目的とする。 【解決手段】 幅方向が大きく厚さ方向が小さい巻線窓
枠を構成するＥ形コア３及びＩ形コア４を接合した磁心
２と、この磁心２に巻回する幅方向が大きく厚さ方向が
小さい銅箔３１を用いた巻線１１を備えた電源用インダ
クタＬにおいて、前記磁心２のうちの前記Ｉ形コアを、
前記巷線窓枠中に発生する磁場を小さくしかつ巻線１１
を構成する銅箔３１の幅方向に分布させる低透磁率の磁
性材料により形成したものである。
インダクタを提供することを目的とする。 【解決手段】 幅方向が大きく厚さ方向が小さい巻線窓
枠を構成するＥ形コア３及びＩ形コア４を接合した磁心
２と、この磁心２に巻回する幅方向が大きく厚さ方向が
小さい銅箔３１を用いた巻線１１を備えた電源用インダ
クタＬにおいて、前記磁心２のうちの前記Ｉ形コアを、
前記巷線窓枠中に発生する磁場を小さくしかつ巻線１１
を構成する銅箔３１の幅方向に分布させる低透磁率の磁
性材料により形成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源用インダクタ
に関し、より詳しくは、高周波電力供給用として使用さ
れる電源用インダクタに関する。
に関し、より詳しくは、高周波電力供給用として使用さ
れる電源用インダクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、高周波電源に使用する薄形の電
源用インダクタＬ1 を構成しようとした場合、図８に示
すような渦状パターン化した銅箔３１を巻線とし、磁心
３２に巻回して使用する場合がある。
源用インダクタＬ1 を構成しようとした場合、図８に示
すような渦状パターン化した銅箔３１を巻線とし、磁心
３２に巻回して使用する場合がある。
【０００３】この場合、巻線窓枠の断面は図９に示すよ
うになり、磁心３２に対して前記銅箔３１を用いた巻線
４１が巻回配置された状態となる。
うになり、磁心３２に対して前記銅箔３１を用いた巻線
４１が巻回配置された状態となる。
【０００４】この電源用インダクタＬ1 を、図６に示す
ような降圧形ＤＣ／ＤＣコンバータで使用する場合、磁
気エネルギーの蓄積のため磁心３２に対してエアギャッ
プｇｐが必要になる。
ような降圧形ＤＣ／ＤＣコンバータで使用する場合、磁
気エネルギーの蓄積のため磁心３２に対してエアギャッ
プｇｐが必要になる。
【０００５】尚、図６は直流電源Ｅからの直流電圧をス
イッチング素子Ｓで断続させつつ電源用インダクタＬ1
に供給しインダクタ電流ＩL を流して、整流ダイオード
Ｄ、平滑コンデンサＣで整流、平滑して負荷Ｒに所定の
直流電圧を供給するようにした回路である。
イッチング素子Ｓで断続させつつ電源用インダクタＬ1
に供給しインダクタ電流ＩL を流して、整流ダイオード
Ｄ、平滑コンデンサＣで整流、平滑して負荷Ｒに所定の
直流電圧を供給するようにした回路である。
【０００６】また、図７は、図６に示すインダクタ電流
ｉL 及び後述するＺ方向の磁場Ｈzpの時間ｔの変化に相
関を示す波形図である。
ｉL 及び後述するＺ方向の磁場Ｈzpの時間ｔの変化に相
関を示す波形図である。
【０００７】ここで、図８に示す従来のＥＥ型の磁心３
２を用い、エアギャップｇｐを設けた電源用インダクタ
Ｌ1 の具体例について図４、図５をも参照して説明す
る。
２を用い、エアギャップｇｐを設けた電源用インダクタ
Ｌ1 の具体例について図４、図５をも参照して説明す
る。
【０００８】一般に、高周波電流は、表皮効果により図
３に示すように導体表面からδ（周波数ｆの平方根の逆
数に比例する）の深さまでしか流れない。更に、周辺に
電流が流れている場合には近接効果により導体中の電流
の集中が起こる。
３に示すように導体表面からδ（周波数ｆの平方根の逆
数に比例する）の深さまでしか流れない。更に、周辺に
電流が流れている場合には近接効果により導体中の電流
の集中が起こる。
【０００９】図４に示す従来例のように、磁場がＺ方向
となる場合、電磁力により電流ｉLはｘ方向に片寄るこ
とになる（これを図４においてクロス斜線で示す）。
となる場合、電磁力により電流ｉLはｘ方向に片寄るこ
とになる（これを図４においてクロス斜線で示す）。
【００１０】いま、図４において、巻線窓枠のｘ方向の
寸法をｂ、ｚ方向の寸法をａとすると、ｚ方向の磁場Ｈ
zpは、Ｈzp＝（ｎL ・ｉL ／ａ）で表される。ここで、
ｎLは巻線数を表す。この場合、薄形の電源用インダク
タＬ1 においては、ａ＜＜ｂとなるため、前記磁場Ｈzp
は巻線窓枠内で最大となる方向で発生することになり電
磁力も最大となる。
寸法をｂ、ｚ方向の寸法をａとすると、ｚ方向の磁場Ｈ
zpは、Ｈzp＝（ｎL ・ｉL ／ａ）で表される。ここで、
ｎLは巻線数を表す。この場合、薄形の電源用インダク
タＬ1 においては、ａ＜＜ｂとなるため、前記磁場Ｈzp
は巻線窓枠内で最大となる方向で発生することになり電
磁力も最大となる。
【００１１】即ち、この電源用インダクタＬ1 の場合、
図４に示すように、巻線４１を構成する銅箔３１の幅方
向、厚み方向の寸法をｔ，ｓとすると、銅箔３１の幅方
向の寸法ｔは、厚み方向の寸法ｓよりも大きいため、銅
箔３１の幅方向に電流が片寄ることになる。
図４に示すように、巻線４１を構成する銅箔３１の幅方
向、厚み方向の寸法をｔ，ｓとすると、銅箔３１の幅方
向の寸法ｔは、厚み方向の寸法ｓよりも大きいため、銅
箔３１の幅方向に電流が片寄ることになる。
【００１２】この結果、電流は巻線４１中に一様に分布
することができない。図４は、１次巻線４１を構成する
銅箔３１における電流のｘ方向への片寄りの状態（図４
においてクロス斜線で示す）を示している。
することができない。図４は、１次巻線４１を構成する
銅箔３１における電流のｘ方向への片寄りの状態（図４
においてクロス斜線で示す）を示している。
【００１３】また、図５は巻線４１にインダクタ電流ｉ
L が流れている時のｘ方向の磁界分布を示すものであ
る。
L が流れている時のｘ方向の磁界分布を示すものであ
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の電源
用インダクタＬ1 の場合、前記巻線４１中の銅箔３１に
電流の片寄りか生じ、抵抗が増大してしまい、この結
果、銅損が増加することになる。
用インダクタＬ1 の場合、前記巻線４１中の銅箔３１に
電流の片寄りか生じ、抵抗が増大してしまい、この結
果、銅損が増加することになる。
【００１５】そこで本発明は、巻線窓枠の厚み方向の磁
場の発生を抑制し、幅方向に磁場を発生させるようにす
ることにより、磁場の大きさを従来例よりも小さくし、
また、電流の片寄る方向を一般に幅方向より寸法が小さ
い厚み方向とすることができ、銅損を低減でき、低損失
の電源用インダクタを提供することを目的とする。
場の発生を抑制し、幅方向に磁場を発生させるようにす
ることにより、磁場の大きさを従来例よりも小さくし、
また、電流の片寄る方向を一般に幅方向より寸法が小さ
い厚み方向とすることができ、銅損を低減でき、低損失
の電源用インダクタを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
幅方向が大きく厚さ方向が小さい巻線窓枠を構成する磁
心と、この磁心に巻回する幅方向が大きく厚さ方向が小
さい巻線を備えた電源用インダクタにおいて、前記磁心
のうちの巻線窓枠の幅方向の一方の磁心部分を、この巻
線窓枠中に発生する磁場を小さくしかつ前記幅方向に分
布させる低透磁率の磁性材料により形成したことを特徴
とするものである。
幅方向が大きく厚さ方向が小さい巻線窓枠を構成する磁
心と、この磁心に巻回する幅方向が大きく厚さ方向が小
さい巻線を備えた電源用インダクタにおいて、前記磁心
のうちの巻線窓枠の幅方向の一方の磁心部分を、この巻
線窓枠中に発生する磁場を小さくしかつ前記幅方向に分
布させる低透磁率の磁性材料により形成したことを特徴
とするものである。
【００１７】請求項２記載の発明は、幅方向が大きく厚
さ方向が小さい巻線窓枠を構成するＥ形コア及びＩ形コ
アを接合した磁心と、この磁心に巻回する幅方向が大き
く厚さ方向が小さい銅箔を用いた巻線を備えた電源用イ
ンダクタにおいて、前記磁心のうちの前記Ｉ形コアを、
前記巻線窓枠中に発生する磁場を小さくしかつ巻線を構
成する銅箔の幅方向に分布させる低透磁率の磁性材料に
より形成したことを特徴とするものである。
さ方向が小さい巻線窓枠を構成するＥ形コア及びＩ形コ
アを接合した磁心と、この磁心に巻回する幅方向が大き
く厚さ方向が小さい銅箔を用いた巻線を備えた電源用イ
ンダクタにおいて、前記磁心のうちの前記Ｉ形コアを、
前記巻線窓枠中に発生する磁場を小さくしかつ巻線を構
成する銅箔の幅方向に分布させる低透磁率の磁性材料に
より形成したことを特徴とするものである。
【００１８】請求項１記載の発明によれば、幅方向が大
きく厚さ方向が小さい巻線窓枠を構成する磁心のうち
の、巻線窓枠の幅方向の一方の磁心部分を、この巻線窓
枠中に発生する磁場を小さくしかつ前記幅方向に分布さ
せる低透磁率の磁性材料により形成したものであるか
ら、前記幅方向の一方の磁心部分に磁気エネルギーが集
中して巻線窓枠の厚み方向の磁場の発生が抑制されると
ともに、幅方向に発生する磁場の大きさも小さく、電流
の片寄る方向が幅方向より寸法が小さい厚み方向とな
り、この結果、巻線、巻線を流れる電流に対する抵抗の
増大が防止され、銅損を低減できる。
きく厚さ方向が小さい巻線窓枠を構成する磁心のうち
の、巻線窓枠の幅方向の一方の磁心部分を、この巻線窓
枠中に発生する磁場を小さくしかつ前記幅方向に分布さ
せる低透磁率の磁性材料により形成したものであるか
ら、前記幅方向の一方の磁心部分に磁気エネルギーが集
中して巻線窓枠の厚み方向の磁場の発生が抑制されると
ともに、幅方向に発生する磁場の大きさも小さく、電流
の片寄る方向が幅方向より寸法が小さい厚み方向とな
り、この結果、巻線、巻線を流れる電流に対する抵抗の
増大が防止され、銅損を低減できる。
【００１９】請求項２記載の発明によれば、Ｅ形コア及
びＩ形コアを接合した磁心を用い、前記Ｉ形コアを、磁
気エネルギーの集中により前記巻線窓枠中に発生する磁
場を小さくしかつ巻線を構成する銅箔の幅方向に分布さ
せる低透磁率の磁性材料により形成したので、請求項１
記載の発明の場合と同様、前記Ｉ形コアを用いたことに
より巻線窓枠の厚み方向の磁場の発生が抑制されるとと
もに、発生する磁場の大きさも小さく、前記鋼箔を流れ
る電流の片寄る方向が幅方向より寸決が小さい厚み方向
となり、この結果、巻線を流れる電流に対する抵抗の増
大が防止され、銅損を低減できる。
びＩ形コアを接合した磁心を用い、前記Ｉ形コアを、磁
気エネルギーの集中により前記巻線窓枠中に発生する磁
場を小さくしかつ巻線を構成する銅箔の幅方向に分布さ
せる低透磁率の磁性材料により形成したので、請求項１
記載の発明の場合と同様、前記Ｉ形コアを用いたことに
より巻線窓枠の厚み方向の磁場の発生が抑制されるとと
もに、発生する磁場の大きさも小さく、前記鋼箔を流れ
る電流の片寄る方向が幅方向より寸決が小さい厚み方向
となり、この結果、巻線を流れる電流に対する抵抗の増
大が防止され、銅損を低減できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本実施
の形態を説明する。
の形態を説明する。
【００２１】図１は、本発明の実施の形態の電源用イン
ダクタＬを示すものであり、この電源用インダクタＬ
は、基本的な構成は従来の電源用インダクタＬ1 と同様
であるが、磁心２としてエアギャップがないＥ形コア３
及びＩ形コア４を用い、特に図１に斜線を付して表すＩ
形コア４を、磁気エネルギーを集中させる低い透磁率μ
I のコア材により形成したことが特徴である。そして、
Ｅ形コア３、Ｉ形コア４で囲まれる領域内に巻線１１を
配置している。
ダクタＬを示すものであり、この電源用インダクタＬ
は、基本的な構成は従来の電源用インダクタＬ1 と同様
であるが、磁心２としてエアギャップがないＥ形コア３
及びＩ形コア４を用い、特に図１に斜線を付して表すＩ
形コア４を、磁気エネルギーを集中させる低い透磁率μ
I のコア材により形成したことが特徴である。そして、
Ｅ形コア３、Ｉ形コア４で囲まれる領域内に巻線１１を
配置している。
【００２２】前記電源用インダクタＬの必要なインダク
ス値に相当するコア全体の透磁率μを実現するために
は、Ｅ形コア３の透磁率μE （高）、Ｉ形コア４の透磁
率μI（低）、Ｅ形コア３の磁路長ＬE 、Ｉ形コア４の
磁路長ＬI とするとき、下記数１、数２となる透磁率μ
I を有するコア材料を用いてＩ形コア４を形成すればよ
い。
ス値に相当するコア全体の透磁率μを実現するために
は、Ｅ形コア３の透磁率μE （高）、Ｉ形コア４の透磁
率μI（低）、Ｅ形コア３の磁路長ＬE 、Ｉ形コア４の
磁路長ＬI とするとき、下記数１、数２となる透磁率μ
I を有するコア材料を用いてＩ形コア４を形成すればよ
い。
【００２３】
【数１】
【数２】
【００２４】このようにして形成したＥ形コア３、Ｉ形
コア４を用い、従来例と同様な配置で巻線１２を巻回し
て電源用インダクタＬを構成することにより、低い透磁
率μのＩ形コア４に磁気エネルギーが集中して図１に示
すｘ方向に磁場Ｈx が分布しｚ方向の磁場Ｈz が抑制さ
れるとともに、ｘ方向の磁場Ｈxp（最大値）は、従来例
と同様、巻線窓枠のｘ方向の寸法をｂ、ｚ方向の寸法を
ａとすると、Ｈxp＝（ｎL ・ｉL ／ｂ）となり、従来例
のｚ方向の磁場Ｈzp（最大値）＝（ｎL ・ｉL／ａ）に
比べ、小さくなる。
コア４を用い、従来例と同様な配置で巻線１２を巻回し
て電源用インダクタＬを構成することにより、低い透磁
率μのＩ形コア４に磁気エネルギーが集中して図１に示
すｘ方向に磁場Ｈx が分布しｚ方向の磁場Ｈz が抑制さ
れるとともに、ｘ方向の磁場Ｈxp（最大値）は、従来例
と同様、巻線窓枠のｘ方向の寸法をｂ、ｚ方向の寸法を
ａとすると、Ｈxp＝（ｎL ・ｉL ／ｂ）となり、従来例
のｚ方向の磁場Ｈzp（最大値）＝（ｎL ・ｉL／ａ）に
比べ、小さくなる。
【００２５】また、図２は前記巻線１１を構成する銅箔
３１における電流のｘ方向の分布状態（図２において斜
線で示す）を示すものであり、この場合にも電流の片寄
りが生じるが、上述したようにｘ方向の磁場Ｈxpが小さ
く、かつ、電流の片寄りはｘ方向の磁場Ｈxpに対応して
銅箔３１における幅方向より寸法が小さい厚み方向とな
るため、近接効果、表皮効果による電流の集中は最小限
に抑制され、これにより、巻線１１に生じる銅損を最小
限とすることができる。
３１における電流のｘ方向の分布状態（図２において斜
線で示す）を示すものであり、この場合にも電流の片寄
りが生じるが、上述したようにｘ方向の磁場Ｈxpが小さ
く、かつ、電流の片寄りはｘ方向の磁場Ｈxpに対応して
銅箔３１における幅方向より寸法が小さい厚み方向とな
るため、近接効果、表皮効果による電流の集中は最小限
に抑制され、これにより、巻線１１に生じる銅損を最小
限とすることができる。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、巻線窓枠
の厚み方向の磁場の発生が抑制されるとともに、発生す
る磁場の大きさも小さく、電流の片寄る方向が幅方向よ
り寸法が小さい厚み方向となって、１次巻線、２次巻線
を流れる電流に対する抵抗の増大が防止され、銅損を低
減できる電源用インダクタを提供できる。
の厚み方向の磁場の発生が抑制されるとともに、発生す
る磁場の大きさも小さく、電流の片寄る方向が幅方向よ
り寸法が小さい厚み方向となって、１次巻線、２次巻線
を流れる電流に対する抵抗の増大が防止され、銅損を低
減できる電源用インダクタを提供できる。
【００２７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の場合と同様、低透磁率の前記Ｉ形コアを用い
たことにより、巻線窓枠の厚み方向の磁場の発生が抑制
されるとともに、幅方向に発生する磁場の大舌さも小さ
く、前記鋼箔を流れる電流の片寄る方向が幅方向より寸
法が小さい厚み方向となって、この結果、巻線を流れる
電流に対する抵抗の増大が防止され、銅損を低減できる
電源用インダクタを提供できる。
載の発明の場合と同様、低透磁率の前記Ｉ形コアを用い
たことにより、巻線窓枠の厚み方向の磁場の発生が抑制
されるとともに、幅方向に発生する磁場の大舌さも小さ
く、前記鋼箔を流れる電流の片寄る方向が幅方向より寸
法が小さい厚み方向となって、この結果、巻線を流れる
電流に対する抵抗の増大が防止され、銅損を低減できる
電源用インダクタを提供できる。
【図１】本発明の実施の形態である電源用インダクタの
巻線窓枠を示す概略図である。
巻線窓枠を示す概略図である。
【図２】本実施の形態の電源用インダクタの巻線を構成
する銅箔における電流の分布状態を示す説明図である。
する銅箔における電流の分布状態を示す説明図である。
【図３】従来の電源用インダクタの巻線を構成する鋼箔
における電流の分布状態を示す説明図である。
における電流の分布状態を示す説明図である。
【図４】従来の電源用インダクタの巻線窓枠を示す概略
図である。
図である。
【図５】従来の電源用インダクタの電源用インダクタの
巻線通電時の磁場の分布を示す図である。
巻線通電時の磁場の分布を示す図である。
【図６】フライバック方式の電源回路を示す回路図であ
る。
る。
【図７】図６に示す電源回路の電流及び磁場の波形を示
す図である。
す図である。
【図８】従来の電源用インダクタの巻線窓枠を示す断面
図である。
図である。
【図９】従来の銅箔を巻線として使用した電源用インダ
クタの平面図である。
クタの平面図である。
Ｌ 電源用インダクタ ２ 磁心 ３ Ｅ形コア ４ Ｉ形コア １１ 巻線 ３１ 銅箔
Claims (2)
- 【請求項１】 幅方向が大きく厚さ方向が小さい巻線窓
枠を構成する磁心と、この磁心に巻回する幅方向が大き
く厚さ方向が小さい巻線を備えた電源用インダクタにお
いて、 前記磁心のうちの巻線窓枠の幅方向の一方の磁心部分
を、この巻線窓枠中に発生する磁場を小さくしかつ前記
幅方向に分布させる低透磁率の磁性材料により形成した
ことを特徴とする電源用インダクタ。 - 【請求項２】 幅方向が大きく厚さ方向が小さい巻線窓
枠を構成するＥ形コア及びＩ形コアを接合した磁心と、
この磁心に巻回する幅方向が大きく厚さ方向が小さい銅
箔を用いた巻線を備えた電源用インダクタにおいて、 前記磁心のうちの前記Ｉ形コアを、前記巻線窓枠中に発
生する磁場を小さくしかつ巻線を構成する銅箔の幅方向
に分布させる低透磁率の磁性材料により形成したことを
特徴とする電源用インダクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256952A JPH1197255A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 電源用インダクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256952A JPH1197255A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 電源用インダクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197255A true JPH1197255A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17299650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9256952A Pending JPH1197255A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 電源用インダクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197255A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220392685A1 (en) * | 2019-07-09 | 2022-12-08 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inductor and dc converter including same |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP9256952A patent/JPH1197255A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220392685A1 (en) * | 2019-07-09 | 2022-12-08 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inductor and dc converter including same |
| US12068096B2 (en) * | 2019-07-09 | 2024-08-20 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inductor and DC converter including same |
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