JPS5922305A - 高周波用漏れ変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインバータの出カドランスなどに用いられる高
周波用漏れ変圧器に関する。

一般に、１０ＫＨ２以上の高周波領域で使用される漏れ
変圧器はコアとしてフェライトコア、アモルファスコア
な用いて構成される。そして、従来の高周波用漏れ変圧
器は複数個の主コアを突合わせて主磁路を形成するとと
もに、突合わせ部に漏洩磁路を形成し、巻線の巻数およ
び前記突合わせ部のギヤツブ長々どを調整して所望の漏
れインダクタンスを得るようにしていた。高周波用漏れ
変圧器において、上記のように漏れインダクタンスを得
られるのは、高周波用でめるから必要なインピーダンス
を得るためのインダクタンスは商用周波数などに比して
非常に小さくてよいからである。

すなわち、巻線の巻数を少なくできるかめるいはギャッ
プ長を比較的大きくできるもので１ムこの結果、主イン
ダクタンスに対する漏れインダクタンスを大きくできる
ものである。このため、従来においては上述のように巻
線の巻数、ギャップ長の眺整のみによって所望の漏れイ
ンダクタンスを得るようにしていたのである。

しかしながら、本発明者が上記従来の高周波用漏れ変圧
器について研究したところ、従来のものは主コアの突合
わせ部を最大として分布する漏れ磁束が巻線と鎖交する
ことによってうず斌流損が生じ、とのうず電流損が変圧
器全体における電力損失の相当部分を占めていることを
解明した。このように漏れ磁束が分布するのはギャップ
長が比較的長いことによるものと考えられる。壕だ、特
にコアをフェライト表とした場合は、フェライトの透磁
率が小さいため漏れ磁束が広く分布すると考えられる。

うず電流損は周波数の２倍に比例するから、商用周波数
よ）はるかに高い１０ＫＨｚ以上の交番磁束が生じる高
周波用漏れ変圧器においては前記うず電流損が極めて大
きくなるのである。

また、従来の高周波用漏れ変圧器は一次コイルお呵び二
次コイルの間隔など巻線の位置ずれによって巻線と漏れ
磁束との鎖交数が異なシ、さらに、漏れ磁束との鎖文部
における巻線密度によって同じく鎖交数が異なるから、
所定の特性を得るには巻線の位置および巻線の巻き方を
厳しく管理しなければならな１ｈという問題もらった。

本発明は上述した従来の問題を解消するためになされた
もので、うず電流損を低減し、もって、変圧器全体にお
ける電力損失を低減でき、また、巻線位置および巻線の
巻き方に対する自由度を大きくできる高周波用漏れ変圧
器を提供することを目的とするものである。

本発明は、上述した研究によシ、巻線と鎖交する漏れ磁
束を少なくすればうず電流損の問題、巻線位置および巻
線の巻き方により特性が異なるといった問題を解消でき
るとの知見に基づいてなされたものでめるっ 本究明はフェライト、アモルファス製などのコ、　アを
用いてなる高周波用漏れ変圧器であって、前記コアを主
磁路を形成する少ガくとも２個の主コアと、漏洩磁路な
形成するバスコアとによって構成したことを特徴とする
ものでわる。

本発明は、バスコアを設けることによシ、漏れ磁束を前
記バスコアを介して流すことができ、巻線と鎖交する漏
れ磁束を大幅に少なくすることができる。したがって、
うず電流損を低減でき、巻線の位置および巻線の巻き方
に対する自由度を大きくできるものである。ここで、本
発明は主コア間のギャップだけで十分な漏れインダクタ
ンスを得られるものに漏れインダクタンスを得ることと
は異なる目的のためにバスコアを付加しているのでおっ
て、けい素鋼板などを用いる低周波用漏れ変圧器が漏れ
インダクタンスを得るために不可欠なものとしてバスコ
アを設けるのとはバスコアを設ける意味が全く異なって
いることに注意されるべきである。なお、従来の高周波
用漏れ変圧器にそのままバスコアを設けると、漏れイン
ダクタンスが大きくなシすぎることがあるので、主コア
間のギャップ長およびバスコアの形状などの調整を要す
ることがおるが、このような調整は当業者において容易
に表し得るであろう。

本発明において、主コアは少なくとも２個を突合わせて
なるもので、たとえば一対のＥ形コアからなるもの、一
対のＵ形コアと工形コアとからなるもの、一対のＬ形コ
アと工形コアとからなるものなどである。

また、本発明に２いてバスコアは主コアと一体でも別体
でもよい。一体の場合には、一般に組立て作業を簡単化
することができるものである。

さらに、本発明の高周波用漏れ変圧器は、放電灯を負荷
とするようなインバータの出力変圧器に採用することが
できる。この場合、漏れインダクタンスを放電灯の限流
要素として利用することができる。また、この場合、前
記インバータが出力変圧器から発振信号を得るものであ
れば、所定の特性を得られることから、インバータの発
振動作を安定にできるものである。しかし、本発明の高
周波用漏れ変圧器は上記のもの以外にも採用し得るもの
である。

以下、本発明の一実施例を第１図〜第２図を参照して説
明する。（１）はたとえばフェライト製のコアで、一対
のＥ形コアである主コア（１１）、　（１２）と、棒状
のバスコア（１−、）、　（１−ａ）とを互いに組合わ
せて構成されている。このフェライトコア（１）は第１
図のように主磁束（Ｘｌ）を通すための主磁路、漏れ磁
束（０２）、（Ｏ，）を通すための漏洩磁路を形成して
いる。漏れ磁束（Ｉ２）を通すだめの漏洩磁路はバスコ
ア（１３）、　（１−いによって形成され、漏れ磁束（
Ｉ３）を通すための漏洩磁路は、主コア（１−□）。

（１−ｚ）の突合わせ部によって形成されている。（Ｉ
Ｑｌは一次コイル、ａｌ）は二次コイルで前記フェライ
トコア（１）の主磁路部に並設されている。αり、Ｈは
それぞれボビンである。なお、主コア１−ｔ）、　（１
−２）間のギャップ長およびバスコア（１−３）、　（
１−３＞は所望の漏れインダクタンスが得られるよう病
整されているものである。また、パスコ−１（１−ｓ）
、　（１−ｓ）はたとえば主コア（１−１）の側脚に接
着されるものであるが、その他ボビン（Ｉ２１などによ
って挾持するようにし”Ｃもよいものである。さらに、
ギャップにはポリエステルフィルムなどのスペーサμ讐
を適宜設けることができる。

つぎに作用を説明する。−次コイルα〔にたとえば３０
ＫＪ（ｚの高周波電圧を印加すると、フェライトコア（
１）には高周波の交番磁束が通流し、この磁束のうち二
次コイルＩと鎖交する主磁束（２，）および−次コイル
、二次コイル間の巻数比に応じて二次コイルα１）には
電圧が誘起される。漏れ磁束（ダ、）（り、）のうちの
漏れ磁束（Ｘｌ）は第１図示のようにバスコア（１−ａ
）、　（１−ｓ）を介して流れる。換言すれば、バスコ
ア（１−ｓ）、　（１−ａ）が無いときにおいて主コア
（１−１）、　（１−ｇ）の突合わせ部刊近に分布して
いた漏れ磁束を、バスコア（１−３）、　（１’−ａ）
によって集中して流すことができる。したがって、−次
コイルαＱ。

二次コイル０υと鎖交する漏れ磁束を大幅に減少でき、
漏れ磁束によるうず電流損を著しく低減できるものでる
る。また、漏れ磁束をバスコア（１−ｓ）　。

（１−３）を介して流すことにより一次コイル（１ｏ）
と二次コイルａυとの間隔が多少ずれたシ、巻線密度に
ほらつきがあったりしても漏れ磁束の影響が少なくなる
。この結果−次コイル（Ｉｆ）と二次コイルとの位置関
係９巻線密度などに対する設計の自由度を大きくとれる
ものである。

第３図は漏れ磁束の分布の実測値を示すものである。図
中（イ）は上記実施例によるも・の、←）は従来のもの
の場合である。また、図において縦軸は主磁束（り、）
を示しており、したがって、斜線部は漏れ磁束の量を示
している。図から明らかなように従来のものにおいて相
当の量で分布していた漏れ磁束が本実施例のものではバ
スコア部に集約されていることが理蟹される。また、第
３図のものの巻線と鎖交する漏れ磁束（斜線部の面積）
の総量を比較すると、本実施例のものは従来のものより
約２０チ少なかった。

上記第１図および第２図示のような高周波用漏れ変圧器
を第４図に示すよシなインバータ（ｆｎ）の出力変圧器
ケ）として採用することができる。第４図において（６
）は画用交流′＠Ｉ源、（川は適宜千渭回路を含んでな
る整流装置、α・）はけい元うンゾなどの放電灯、（Ｔ
ｒｌ）、　（Ｔｒ２）はトランジスタで必る。第４図示
のインバータ（Ｉｎ）は周知であるので構成の説明を省
略する。第４図示の出力変圧器（’Ｉ’）は−次巻線（
Ｔ７ｘ）、二次巻機（Ｔ−２）、ベース巻線（Ｔ−＋＋
）。

フィラメント巻線（Ｔ−４）、　（Ｔ−５）を有してな
るが、たとえば−次巻線（Ｔ−１）およびベース巻線（
Ｔ−ａ）を−次側コイルとし、二次巻ｉ　（Ｔ−２）お
よびフィラメント巻線（Ｔ−４）、　（’Ｌ’−ｓ）を
２次側コイルとすることができる。そして、漏れインダ
クタンス（σ）は放電灯σｊ）の限流殺素として利用で
きるものである。

つぎに、第１図および第２図に示した実施例のも−のを
第４図に示すものに適用し、さらに、プリント基板（Ｐ
）に装着して第５図のようにアルミニウム製のケース＠
）に収納した場合における電力損失の実測値を従来のも
のと比較して１表に示す。なお、従来の高周波用漏れ変
圧器は一対のＥ形４０１５４を用いたものである。第５
図において、ケース（Ｃ）の底部の厚さが１．６闇であ
り、上部の厚さが１．０咽で必る。また、ケースＣ）と
コアトとの距離は約７Ｉ掘である。−！た、下表におい
てケースの電力損失は漏れ磁束によってケース（Ｃ）に
生じるうず電流積によるものである。

放電灯：東芝製けい光ランプ 周波数：４２に＋−１ｚ 変圧器の入力電流：　０．７［Ａｒｍ５　］変圧器の入
力端子：４８０（Ｖｒｍｓ）０４６図および第７図は他
の実施例を示すものである。本巣施例において第１図と
同じものには同じ符号を付して説明を省略する。本実施
例においてコアク２（浄はたとえばフエフイト製で１、
一対のＵ形コアと、これらＵ形コアの間に介在したＩ形
コアとからなる主コア（２０−１）、　（２０−２）、
　（２０−３）およびバスコア（２０−４）、　（２０
−４）を有してなり、前記バスコア（２０−、）、　（
２０−４）は前記主コア（２０−１＞、（２ｏ−２）と
一体に成形されたものである。なお、バスコア（２０−
４）、　（２０−４）を主コア（２！ｏ−１）、　（２
０−２）と別個に成形することはもちろん可能である。

本実施例における作用は上記第ｌの実施例と同様で必る
ので説明を省略する。

以上詳述したように本発明は、フェライトコア。

アモルファスコアなどを用いてなる高周波用漏れ変圧器
でるって、前記コアを主磁路を形成する少なくとも２個
の主コアと、漏洩磁路な形成するバスコアとで構成した
から、前記バスコアによって漏れ磁束を集中的に通流で
き、巻線と鎖交する漏れ磁束を大幅に減少できて、うず
電流積を低減して変圧器全体の？１！：力損失を低減で
きるもので必る。

また、巻線と鎖交する漏れ磁束を減少できるから、巻線
の位置ずれによる漏れ磁束の影響、巻線の巻き方による
漏れ磁束の影響を少なくでき、前記巻線の位置および巻
き方に対する設計の自由度な大きくできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部断面正面、第２図
は同実施例におけるコアを示す斜視図、第３図は漏れ磁
束の分布を示す図、第４図はインバータを用いた放電灯
点灯装置の一例を示す回路図、第５図は同」＝実施例釦
よる高周波用漏れ変圧器をケースに収納した状態を示す
一部断面側面図、第６図は本発明の他の実施例を示す一
部断面正面図、第７図は同実施例のコアを示す斜視図で
ある。 ＋１）、ｔｍｏ・・・コア、 （１−１ン、（１−２＞、　（２０−□）、　（２０−
２＞、　（２０，−：＋）・・・主コア、（’−３）、
（２０−４）・・・バスコア、（Ｉｎ）・・・−次コイ
ル、 αυ・・・二次コイル。 特許出願人　　東芝電材株式会社 代　理　人　　弁理士　小野１）芳　弘図面の７９書（
内容に変更なし） 計　　１　　図 才　　２　　閃 才　　３　　図 シ′　４　　図 〃 ′Ａ−乙　　閂 才　　７　　閃 特許庁長官　殿 １、　事件の表示 昭和５７年特許順第１３１７６３号 ２、　発側の名称 高周波用漏れ変圧器 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 〒２１０ 神奈川県川崎市幸区堀川町７２番地 東芝電材株式会社　堀用町事業場内 願書、明細書および図面 ６　補正の内容 （１１願書を別紙のとおり訂正する（浄書内容Ｉｎし）
０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｊ）　　互いに組合わされて主磁路および漏洩磁路を
   形成した複数個のコアと、これらコアの主磁路部に並設
   された一次コイルおよび二次コイルと、を具備し； 前記複数個のコアは主磁路を形成する少なくとも２個の
   主コアと、漏洩磁路を形成するバスコアとを含んでなる
   ことを特徴とする高周波用漏れ変圧器。 （２）前記主コアは一対のＥ形コアで６ることを特徴と
   する特許請求の範囲（１）記載の高周波用漏れ変圧器。 （３）　　前記主コアは一対のＵ形コアと、これらＵ形
   コア間に介在したＩ形コアとからなるものでるることを
   特徴とする特許請求の範囲（１）記載の高周波用漏れ変
   圧器。 （４）前記バスコアは前記主コアと一体に成形されてい
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲（１）〜
   （３）のいずれか一記載の高周波用漏れ変圧器。 （５）前記バスコアは前記主コアと別体に成形されてい
   るものでおることを特徴とする特許請求の範囲（１）〜
   （３）のいずれか一記載の高周波用漏れ変圧器。 （６）前記コアはフェライト製でめることを特徴とする
   特許請求の範囲（１）〜（５）のいずれか一記載の高周
   波用漏れ変圧器。