JPS5828348Y2 - pulse width control transformer - Google Patents

pulse width control transformer

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JPS5828348Y2
JPS5828348Y2 JP14021078U JP14021078U JPS5828348Y2 JP S5828348 Y2 JPS5828348 Y2 JP S5828348Y2 JP 14021078 U JP14021078 U JP 14021078U JP 14021078 U JP14021078 U JP 14021078U JP S5828348 Y2 JPS5828348 Y2 JP S5828348Y2
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magnetic
path
magnetic path
main
pulse width
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JP14021078U
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Inventor
弘三 平山
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ティーディーケイ株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、スイッチングレギュレータ等の安定化電源に
用いるのに適したパルス幅制御トランスに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pulse width control transformer suitable for use in a stabilized power source such as a switching regulator.

パルス幅制御トランスは、本考案者が先に提案したもの
であって、その基本的構成は第1図及び第2図に示され
る。
The pulse width control transformer was previously proposed by the present inventor, and its basic configuration is shown in FIGS. 1 and 2.

これらの図において、主磁路を戊す磁心1AはUI型磁
心で構成され、パス磁路を或す磁心1BはEI型磁心で
構成され、両磁路はEI型磁心の中央部で接合されてい
る。
In these figures, the magnetic core 1A that provides the main magnetic path is composed of a UI-type magnetic core, and the magnetic core 1B that provides the pass magnetic path is composed of an EI-type magnetic core, and both magnetic paths are joined at the center of the EI-type magnetic core. ing.

入力電圧■1が供給される1次コイル2は主コイル2A
と補助コイル2Bとに2分割されており、主コイル2A
は磁心IAの一方の脚と磁心1Bの中脚とに共通に巻回
され、補助コイル2Bは磁心1Aの他方の脚に巻回され
る。
The primary coil 2 to which the input voltage ■1 is supplied is the main coil 2A.
It is divided into two parts: main coil 2A and auxiliary coil 2B.
is commonly wound around one leg of the magnetic core IA and the middle leg of the magnetic core 1B, and the auxiliary coil 2B is wound around the other leg of the magnetic core 1A.

ここで、1次コイル2を2分割したのは2次側出力波形
の改善(入力矩形波に対し立上りの良好な出力矩形波を
得る)ためであるが、補助コイル2Bの巻数は少なく、
基本的動作を考える上では1次コイル2は実質的に主磁
路とパス磁路とに共通に設けられた主コイル2Aのこと
であると考えてよい。
Here, the reason why the primary coil 2 is divided into two is to improve the secondary side output waveform (obtain an output rectangular wave with a good rise compared to the input rectangular wave), but the number of turns of the auxiliary coil 2B is small,
When considering the basic operation, the primary coil 2 can be considered to be the main coil 2A that is substantially provided in common to the main magnetic path and the pass magnetic path.

さらに、主磁路の磁心1Aには、補助コイル2Bに密着
して出力電圧■2を得るための2次コイル3が巻回され
る。
Furthermore, a secondary coil 3 is wound around the magnetic core 1A of the main magnetic path in close contact with the auxiliary coil 2B to obtain an output voltage 2.

また、パス磁路の磁心1Bの両側脚にはパス磁路の磁気
飽和状態を制御する制御コイル4A、4Bが設けられて
いる。
Furthermore, control coils 4A and 4B for controlling the magnetic saturation state of the path magnetic path are provided on both legs of the magnetic core 1B of the path magnetic path.

ここで、制御コイル4A、4Bは、1次コイル2に入力
電圧■1を印加したとき当該コイル4A、4Bに夫々誘
起される電圧が打消し合うように直列に接続される。
Here, the control coils 4A and 4B are connected in series so that when the input voltage 1 is applied to the primary coil 2, the voltages induced in the coils 4A and 4B cancel each other out.

これは、1次側の変動が制御コイル側に現われないよう
にするためである。
This is to prevent fluctuations on the primary side from appearing on the control coil side.

以上の構成において、2次コイル3に適当な負荷RLを
接続し、1次コイル2の入力電圧■、として第3図Aに
示す如き矩形波を加えた状態で、制御コイル4A、4B
に流す直流の制御電流Icを変化させた場合の動作を考
える。
In the above configuration, an appropriate load RL is connected to the secondary coil 3, and a rectangular wave as shown in FIG. 3A is applied as the input voltage to the primary coil 2.
Let us consider the operation when the DC control current Ic applied to the circuit is changed.

まず、制御電流Icを大きくして完全にパス磁路を磁気
飽和状態とすれば、パス磁路は磁気回路として等価的に
存在しないものと考えられるから、出力電圧V2は入力
電圧v1と同一波形で、1次、2次の巻線比で定まる振
幅となる。
First, if the control current Ic is increased to completely bring the path magnetic path into a magnetically saturated state, it is considered that the path magnetic path does not exist equivalently as a magnetic circuit, so the output voltage V2 has the same waveform as the input voltage v1. The amplitude is determined by the primary and secondary winding ratio.

また、制御電流Icによる磁束だけではパス磁路が飽和
しない範囲の値に制御電流1cを設定したときは、第3
図Bの如く入力電圧■1反転時よりパス磁路が非飽和か
ら飽和に移行するまでの時間t1において、入力電圧■
1により1次コイル2で発生される磁束は殆んどパス磁
路に流れるから、出力電圧■2は実質的に零となる。
In addition, when the control current 1c is set to a value within a range in which the path magnetic path is not saturated with only the magnetic flux due to the control current Ic, the third
As shown in Figure B, at the time t1 from when the input voltage ■1 is reversed until the path magnetic path transitions from non-saturation to saturation, the input voltage ■
1, most of the magnetic flux generated in the primary coil 2 flows through the path magnetic path, so the output voltage 2 becomes substantially zero.

時間t1経過後、パス磁路が飽和すると、この飽和状態
は入力電圧V1が反転するまで保持されるから、入力電
圧V1より時間t1だけ幅の狭い方形波形が出力電圧■
2として得られる。
When the path magnetic path is saturated after time t1, this saturated state is maintained until the input voltage V1 is reversed, so the output voltage
Obtained as 2.

この時間t1は制御電流Icの値により増減できる。This time t1 can be increased or decreased depending on the value of the control current Ic.

すなわち、制御電流Icが比較的大きければパス磁路の
磁化の度合が強くなり、より少い磁束で短時間でパス磁
路の一部が飽和する。
That is, if the control current Ic is relatively large, the degree of magnetization of the path magnetic path becomes strong, and a portion of the path magnetic path becomes saturated in a short time with less magnetic flux.

従って第3図Bに示す時間t1は短くなり、出力電圧V
2の波形のパルス幅は長くなる。
Therefore, the time t1 shown in FIG. 3B becomes shorter, and the output voltage V
The pulse width of the second waveform becomes longer.

逆に制御電流Icを低く設定すると、パス磁路の磁化の
度合は弱くなり、磁気飽和しにくい状態となるから、パ
ス磁路の一部が飽和するまでに時間がかかる。
On the other hand, if the control current Ic is set low, the degree of magnetization of the path magnetic path becomes weak and magnetic saturation is difficult to occur, so it takes time for a part of the path magnetic path to become saturated.

この結果、時間t1は長くなり、出力電圧V2の波形の
パルス幅は短縮される。
As a result, time t1 becomes longer and the pulse width of the waveform of output voltage V2 becomes shorter.

従って、パルス幅制御トランスによれば、制御電流Ic
を増減することにより出力電圧■2の波形のパルス幅を
高効率で制御でき、入力側から負荷RLに伝送される電
力を電気的に制御できる。
Therefore, according to the pulse width control transformer, the control current Ic
By increasing or decreasing , the pulse width of the waveform of the output voltage (2) can be controlled with high efficiency, and the power transmitted from the input side to the load RL can be electrically controlled.

ところで、上記の如き基本的構成のパルス幅制御トラン
スでは、無負荷状態乃至負荷RLが高インピーダンスで
あって無負荷に近い状態のときには出力電圧V2の波形
のパルス幅を制御電流Icによって良好に制御できない
不都合を生じる。
By the way, in the pulse width control transformer having the basic configuration as described above, when the load RL is in a no-load state or a state where the load RL is high impedance and is close to no-load, the pulse width of the waveform of the output voltage V2 can be well controlled by the control current Ic. This will cause inconvenience.

これは、従来主磁路を或す磁心1A、パルス磁路を或す
磁心1B共に飽和する前の状態においては磁化力Hに対
し透磁率μが一定となるような磁性材料を用いており、
この結果、無負荷又はそれに近い軽負荷の場合に主磁路
の磁気抵抗が小さくなり、パス磁路の存在があまり主磁
路の磁束に影響を及ぼさなくなるからである。
This conventionally uses a magnetic material such that the magnetic core 1A that forms the main magnetic path and the magnetic core 1B that forms the pulsed magnetic path have a constant magnetic permeability μ with respect to the magnetizing force H before they are saturated.
As a result, in the case of no load or a light load close to it, the magnetic resistance of the main magnetic path becomes small, and the existence of the pass magnetic path does not have much influence on the magnetic flux of the main magnetic path.

本考案は、上記の点に鑑み、主磁路を或す磁心及びパス
磁路を成す磁心のうち少くともいずれか一方、不飽和領
域において磁化力の増大に従って透磁率が大きくなる特
性の磁性材料で構成して、軽負荷の場合での出力電圧制
御を良好に実行できるようにしたパルス幅制御トランス
を提供しようとするものである。
In view of the above points, the present invention provides that at least one of the magnetic core forming the main magnetic path and the magnetic core forming the pass magnetic path is made of a magnetic material whose magnetic permeability increases as the magnetizing force increases in the unsaturated region. The present invention aims to provide a pulse width control transformer that is configured to perform output voltage control well under light loads.

以下、本考案に係るパルス幅制御トランスの実施例を図
面に従って説明する。
Embodiments of the pulse width control transformer according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第4図は、パルス幅制御トランスの動作を定性的に考え
た場合の等価回路であり、パルス幅制御トランスは、補
助コイル2Bと2次コイル3とを有する普通のトランス
10と、その補助コイル2Bに対して直列に挿入された
主コイル2Aを有する可飽和リアクトル11とを組合わ
せたものと実質的に等価であると考えることができる。
FIG. 4 is an equivalent circuit when the operation of a pulse width control transformer is qualitatively considered. It can be considered that this is substantially equivalent to a combination of main coil 2B and saturable reactor 11 having main coil 2A inserted in series.

今、可飽和リアクトル11のインダクタンスL□、トラ
ンス10の1次側インダクタンスをL2としたとき、主
コイル2Aに加わる電圧Vllと補助コイル2Bに加わ
る電圧V12とは各々インダクタンスL1.L2に比例
する。
Now, when the inductance L□ of the saturable reactor 11 and the primary inductance of the transformer 10 are L2, the voltage Vll applied to the main coil 2A and the voltage V12 applied to the auxiliary coil 2B are each inductance L1. It is proportional to L2.

すなわち、となる。In other words, it becomes.

そして、第1図に示した制御コイル4A、4Bに供給す
る直流の制御電流Icが大きければ前記可飽和リアクト
ル11のインダクタンスL□は小さくなる。
If the DC control current Ic supplied to the control coils 4A and 4B shown in FIG. 1 is large, the inductance L□ of the saturable reactor 11 becomes small.

従って、電圧V、1は小さく、電圧V□2は大きな値と
なり、出力電力は大きい。
Therefore, the voltage V,1 is small, the voltage V□2 is a large value, and the output power is large.

制御電流Icが小さければインダクタンスL1が大きく
、電圧■1□は大きく、電圧■1□は小さくなる。
If the control current Ic is small, the inductance L1 is large, the voltage ■1□ is large, and the voltage ■1□ is small.

従って出力電力は小さい。Therefore, the output power is small.

さて、主コイル2A、補助コイル2B、2次コイル3、
制御コイル4A、4Bは、第5図に示すように磁化力H
の増加に従って透磁率μが増加する磁性材料から成る磁
心IA、IBに設けられている。
Now, main coil 2A, auxiliary coil 2B, secondary coil 3,
The control coils 4A, 4B have a magnetizing force H as shown in FIG.
The magnetic cores IA and IB are made of a magnetic material whose magnetic permeability .mu. increases as .mu. increases.

従って、インダクタンスL1.L2は磁化力Hによって
も変化し、インダクタンスL1は電圧■1□の増加に従
って増し、インダクタンスL2は電圧V□2の増加に従
って増える。
Therefore, the inductance L1. L2 also changes depending on the magnetizing force H, the inductance L1 increases as the voltage ■1□ increases, and the inductance L2 increases as the voltage V□2 increases.

この結果、トランス10の出力電流I2に対してインダ
クタンスL工、L2は第6図A。
As a result, the inductance L2 for the output current I2 of the transformer 10 is as shown in FIG. 6A.

Bに示すように変化する。It changes as shown in B.

このことは、出力電流が小さい範囲、すなわち出力電圧
が小さい軽負荷領域において、可飽和リアクトル11の
インダクタンスL1がトランス10の1次側のインダク
タンスL2に対してより大きくなるから、軽負荷領域で
の制御性が改善されることを示す。
This means that in a light load region where the output current is small, that is, in a light load region where the output voltage is small, the inductance L1 of the saturable reactor 11 becomes larger than the inductance L2 on the primary side of the transformer 10. This shows that controllability is improved.

従って上記実施例によれば、主磁路を或す磁心1A及び
パス磁路を或す磁心1Bを磁化力の増加に伴って透磁率
の大きくなる磁性材料で構成したので、出力電圧■2と
出力電流I2との関係は、第7図の曲線Aの如くなり、
従来の場合の曲線Bに比較して軽負荷領域での電圧変動
が改善される。
Therefore, according to the above embodiment, since the magnetic core 1A forming the main magnetic path and the magnetic core 1B forming the pass magnetic path are made of magnetic materials whose magnetic permeability increases as the magnetizing force increases, the output voltage (2) and The relationship with the output current I2 is as shown by curve A in FIG.
Compared to curve B in the conventional case, voltage fluctuations in the light load region are improved.

なお、上記実施例では、主磁路を或す磁心1Aとパス磁
路を或す磁心IBとの両者を磁化力の増加に伴って透磁
率の大きくなる磁性材料で構成したが、いずれか一方の
みとしてもよい。
In the above embodiment, both the magnetic core 1A, which forms the main magnetic path, and the magnetic core IB, which forms the pass magnetic path, are made of magnetic materials whose magnetic permeability increases as the magnetizing force increases. It may also be used alone.

叙上のように、本考案によれば、軽負荷領域まで良好に
出力電圧制御を可能にしたパルス幅制御トランスを得る
As described above, according to the present invention, a pulse width control transformer is obtained that enables good output voltage control even in a light load region.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はパルス幅制御トランスを示す斜視図、第2図は
電気結線を示す回路図、第3図はパルス幅制御トランス
の動作を説明するための波形図、第4図は本考案に係る
パルス幅制御トランスの実施例を説明するための等価回
路図、第5図は実施例において用いる磁心の特性を示す
グラフ、第6図A、B及び第7図は実施例の作用効果を
説明するためのグラフである。 IA、IB・・・・・・磁心、2・・・・・・1次コイ
ル、2A・・・・・・主コイル、2B・・・・・・補助
コイル、3・・・・・・2次コイル、4A、4B・・・
・・・制御コイル、10・・・・・・トランス、11・
・・・・・可飽和リアクトル。
Fig. 1 is a perspective view showing the pulse width control transformer, Fig. 2 is a circuit diagram showing the electrical connection, Fig. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the pulse width control transformer, and Fig. 4 is related to the present invention. An equivalent circuit diagram for explaining an embodiment of a pulse width control transformer, FIG. 5 is a graph showing the characteristics of the magnetic core used in the embodiment, and FIGS. 6A, B, and 7 explain the effects of the embodiment. This is a graph for IA, IB...Magnetic core, 2...Primary coil, 2A...Main coil, 2B...Auxiliary coil, 3...2 Next coil, 4A, 4B...
...Control coil, 10...Transformer, 11.
...Saturable reactor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 主磁路とパス磁路とを有する磁心と、前記主磁路及びパ
ス磁路に共通に設けられる主1次コイルと、前記主磁路
に設けられかつ前記主1次コイルに直列に接続される補
助1次コイルと、前記主磁路に設けられる2次コイルと
、前記パス磁路に設けられる制御コイルとを備えたパル
ス幅制御トランスにおいて、前記磁心の主磁路又はパス
磁路構成部分の少くとも一方を不飽和領域で磁化力の増
大に従って透磁率が大きくなる磁性材料で構成したこと
を特徴とするパルス幅制御トランス。
A magnetic core having a main magnetic path and a pass magnetic path, a main primary coil provided in common to the main magnetic path and the pass magnetic path, and a main primary coil provided in the main magnetic path and connected in series to the main primary coil. In a pulse width control transformer comprising an auxiliary primary coil provided in the main magnetic path, a secondary coil provided in the main magnetic path, and a control coil provided in the path magnetic path, the main magnetic path or path magnetic path component part of the magnetic core A pulse width control transformer characterized in that at least one of the transformers is made of a magnetic material whose magnetic permeability increases as the magnetizing force increases in an unsaturated region.
JP14021078U 1977-05-20 1978-10-14 pulse width control transformer Expired JPS5828348Y2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14021078U JPS5828348Y2 (en) 1978-10-14 1978-10-14 pulse width control transformer
US06/081,339 US4327348A (en) 1977-05-20 1979-10-03 Variable leakage transformer
GB7935340A GB2033163B (en) 1978-10-14 1979-10-11 Variable leakage transformers
US06/100,011 US4328458A (en) 1977-05-20 1979-12-04 Variable leakage transformer and control circuit therefore

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JPS5558023U JPS5558023U (en) 1980-04-19
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