JPS5982709A - インバ−タトランス用コア - 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、インバータトランス用コアに関し、特にアモ
ルファス合金ヲ用いＤＣ−ＤＣコンバータ等のスイッチ
ング電源装置に用いられろ高性能のコアに関する。

従来、スイッチング電源装置におけるインバータトラン
ス用コアとしてはフェライト製のものが用いられていた
。これは、フェライトがスイッチング電源装置の動作周
波数の１つである５０ＫＨｚ付近の高周波においても比
較的損失が少なく実用可能な性能を有しているからであ
る。

しかしながら、最近においては、電子機器の小型高性能
化に伴ってスイッチング電１源装置もより小型高性能の
ものが要求される傾向にあるが、スイッチング電源装置
のより小型高性能化を行なうためにはインバータトラン
ス用コアのより一層の小型高性能化を図ることが必要と
されている。このような要望に応えるためには、前記従
来形のフェライトを用いたコアでは飽和磁束密度がそれ
ほど大きくないため作動磁束密度な充分大きな値に設定
することができず、したがってコアの最大許容型カケさ
らに大きくすることが不可能であるという不都合があっ
た。

本発明の目的は、前述の従来形における問題点に鑑み、
スイッチング電源装置に用いられるインバータトランス
用コアにおいてほぼ１０ミクロン以下の厚さを有するア
モルファス合金の薄板乞積層してコアを形成するという
構想に基づき、インバータトランス用コアの作動磁束密
度を大きくするとともに渦電流によるコアの温度上昇を
防止し、比較的小型のコアで大きな最大許容電力を得る
ことができるようにすることにある。、 本発明は、スイッチング電源装置に用いられるインバー
タトランス用のコアであって、該コア馨アモルファス合
金の薄板？積層して形成するとともに該薄板の厚みをほ
ぼ１０ミクロン以下としたことを特徴とする。

以下図面により本発明の実施例ケ従来例吉比１咬しなが
ら説明する。第１図は、一般的なスイッチング電源装置
の原理を示すものである。同図の電源装置は１．ｅルス
発生回路１、トランジスタ等のスイッチング素子２およ
びインバ−タトランス３等によって構成されている。同
図の電源装置においては１．Ｑルス発生回路Ｉからの・
Ｑルス信号によりトランジスタ２がオンオフされ、それ
により電源Ｖｐからインバータトランス３の１次コイル
３−１に流れる電流がオンオフされろ。そして、２次コ
イル３−２から出力電流が取り出される。スイッチング
電源装置がＤＣ−ＤＣコンバータである場合は、該２次
コイル３−２に図示しない整流平滑回路が接続され、直
流電流または直流γに圧出力が取り出されろ。なお１．
（＋ルス発生回路１の出力／？ルスの周波数は例えば５
０　ＫＨｚ　　のような比較的高周波とすることにより
インバータトランス３の小型化および高効率化を図って
いる。

ところで、第１図に示すようなスイッチング電源装置に
用いられているインバータトランス用コアは従来はフェ
ライト等によって作られていたが、本発明の１実施例に
係わるインバータトランス用コアにおいてはコア材料と
してフェライトに代えてアモルファス合金を用いること
によってコアの作動磁束密度ケより大きな値に設定しよ
り一層の性能向上を図っている。第１表は、インバータ
トランス用コアとして従来用いられていたフェライト材
および本発明の１実施例に係わるインバータトランス用
コアに用いられているマグネティクス社製２６０５Ｓ−
３（以下単にＳ−３と称する）材の特性を示す。

第１表 第１表によると、保持力ＨｅはＳ−３およびフェライト
とも同程度であるが、残留磁束密度ＢｒについてはＳ−
３の方がフェライトに比較して約３．７倍大きい。才た
、飽和磁束密度Ｂ８　についてはフェライトが３９００
ガウスであるのに対してＳ−３が１５０００ガウスとか
なり大きく、したがって８−３ｉコア材として用いるこ
とにより動−５−、、。

作磁末密度をかなり増大させることができるものと考え
られる。

次に、第２図（ａｔおよび（ｂｌに示すようなトロイダ
ルコアを用いた場合のＳ−３およびフェライトの性能比
較を行なう。トロイダルコアとしては第２表に示すよう
な寸法を有するものを用いるが、Ｓ−３のコアは前述の
マグネティクス社製の５２００４−１　Ｇ：Ｉアがこの
寸法を有するためこの５２００４−ＩＱココアデータを
用い、フェライト製コアについては同じ大きさのトロイ
ダルコア乞想定して設計データを算出する。

　６− 才た、コアの設計条件は第３表のようなものを想定する
。

第３表 このような条件のもとで、アモルファス合金Ｓ−３およ
びフエライトヲ用いたコアの諸物件の計算を行なうと第
４表のようになる。

第　　　４　　　表 第４表においては、アモルファス合金Ｓ−３については
該合金の薄板を積層してコアケ形成しているため、該薄
板の厚さｔが２５ミクロンの場合と１０ミクロンの場合
について算出している。第４表から明らかなように、Ｓ
−３コアの場合はコア材の薄板すなわちリボンの厚みを
２５ミクロンから１０ミクロンにすることによって動作
磁束密度が４０００ガウスから１２０００ガウスに向上
し、したがって、フェライトの動作磁束密度２８００ガ
ウスをはるかに上まわることが可能となり、最大許容室
カケフェライトの場合におけろ７５２　ＶＡに対しＩ　
Ｏ２０Ｖ、Ａ　　と大幅に向上させることが可能となる
。なお、リボン厚みを小さくすることによって最大許容
電力を増加することができるのは、リボン厚みを小さく
することにより渦電流損失が小さくなり同じ動作磁束密
度においてコアの温度上昇が少なくなるから動作磁束密
度をより上昇させることが可能となるためである。

また、一般に渦電流損はリボン厚みの２乗に比例しリボ
ンの電気抵抗に反比例するから、コア損失ｙ７少なくす
るにはリボンの電気抵抗値を大きくしてもよいことは明
らかである。

上述の第４表におけるＳ−３コアの各データの算出にお
いては、Ｓ−３コアがアルミケースにアモルファス合金
リボンを収納して構成されるものとして考え有効断面積
沈火０２８とした。しかしながら、実際には、このアル
ミケースを使用する代りに薄肉プラスチックケースにア
モルファス合金リボン乞収納する方法をとることによっ
て、またはケースを使用しないでアモルファス合金をモ
ールドすることにより、有効断面積比は少なくとも０６
程度にまで引き上げることが可能となる。

第５表は、動作磁束密度を第４表における１２０００ガ
ウスとした場合にさらに有効断面積比ヲ０．６に向上さ
せた場合の諸特性乞示す。

−１０− 第５表 絹５表から明らかなように、Ｓ−３コアを用いた場合に
有効断面積比ケ０２８から０．６に向上させかつ動作Ｓ
束密度Ｙ４０００ガウスから１２０００ガウスに改善す
ることにより最大許容電力’ｒ　２１８６ＶＡにまで向
上することが可能となり、フェライトに対して約３倍の
値を実現することができる。

このように、本発明によれば、スイッチング電源装置に
おけるインバータトランス用のコアをアモルファス合金
リボンを積層して形成するとともに該リボンの厚みケは
ぼ１０ミクロン以下とすることによりフエライトヲ用い
た従来形のコアに比較して最大許容電力をより大きくす
るこ吉が可能トナリ、インバータトランスしたがってス
イッチング電源装置ケより小型化し、かつ高性能化する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般的なスイッチング電源装置の原理を示す
概略的電気回路図、そして第２図（ａｌおよび（ｂｌは
それぞれ第１図の装置に用いられるインバータトランス
のコア形状の１例を示す平面図および側面図である。 １　・Ｑルス発生回路、　２・・スイッチングトランジ
スタ、　　３・・インバータトランス、　　３−１・・
４次コイル、　　３−２・・２次コイル、　ｖｐ・・電
源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スイッチング電源装置に用いられるインバータ！・ラン
   ス用のコアであって、アモルファス合金の薄板乞積層し
   て形成するとともに該薄板の厚みをほぼ１０ミクロン以
   下としたことを特徴とするインバータトランス用コア。