JPS62176115A - 電圧調整用トランス - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１個別に電圧調整された複数の出力を得るため
のトランスに関てる。

〔従来の技術〕

トランスに制御巻線を設け、この制御巻線による磁気バ
イアスによつ１励磁巻線と出力巻線との結合度を変え、
出力巻線の電圧を調整することは既に知られ℃いる◎ 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、複数の負荷にレベルの異なる安定化電圧を供
給する場合には、複数のトランス及び複数の電圧調整回
路が必要であつ之。このため、電の装置が大型且つ高価
になった。

〔問題点を解決てるための手段〕

上記問題点を解決でるための本発明に係わる電圧調整用
トランスは、実冷例を示″１′″図面の符号を参照し又
説明すると、少なくとも、コア（２）と、励磁巻線（３
）と、第１及び第２の出力巻線（４）　（５）と、第１
及び第２の制御巻線（６１（７）とを備え、前記コア（
２）は、互いに平行に配置された少なくとも第１、第２
、第３　、　第４　及ヒｇ　５　Ｏ脚（８Ｈ９）ｅｌＯ
）（１１１Ｑ２１　ト、前記第１の脚（８）と前記第２
の脚（９）との間を結ぶ第１及び第２の連結ｉ　Ｑ３１
　（１４１と、前記第２の脚（９）と前記第３の脚ＱＯ
）とを結ぶ第３及び第４の連結部α９α６）と。

前記第１の脚（８）と前記第４の脚（１１）とを結ぶ第
５及び第６の連結部αηα＆と、前記第４の脚（１１）
と前記第５の脚ａカとを結ぶ第７及び第８の連結部α９
■とを有し、前記第１の脚（８）は中央に配置され、前
記第２の脚（９）は前記第３の脚（１０１よりも前記第
１の脚（８）に対し℃近〜・位置に配ａされ、前記第４
の脚ｕυは前記第１の脚（８）を中心に前記第２の脚（
９）と反対側に配ｆｊＬされ且つ前記第５の脚ａ２Ｊよ
りも前記第１の脚（８）に対して近い位置に配置され、
前記励磁巻線（３）は前記第１の脚（８）に巻き回され
、Ｍ’Ｎヒ第１の出力巻線（４）は前記第２の脚（９）
又は前記第３の脚αωに巻き回され、前記第２の出力巻
線（５）は前記第４の脚ａυ又は前記第５の脚（１２＋
に巻き回され、前記第１の制＠巻線（６）は前記第２の
脚（９）に巻き回され、前記第２の制御巻線（７）は前
記第４の脚Ｑｌｌに巻き回され、前記第２及び第４の脚
（９）αＣの断面積が前記第１の脚（８）の断面積より
も・ｊ・さく設定され、前記第１及び第２の制御巻線（
６）　（７）は前記第２及び第４の１１１４Ｉ（９）（
Ｊυに前記励磁巻線（３）と同一の向きの磁束を発生す
るように設けられ、前記第１及び第２の制御巻線（６）
　（７）に加えろ電圧ケ変えろことによつ１削記＃ｌ磁
舎釈と前記第１及び第２の出力巻線（４Ｈ５！との結合
度を夫々変え、前記第１及び第２の出力巻線（４）（５
Ｊの電圧を夫々変えるように構成され′Ｃ（・ることを
特徴とでる電圧調整用トランスに係わるものである。

〔作　用〕

上記発明のトランスの第１の制＠巻線（６）の電圧乞食
えると、第２の脚（９）が飽和する筺での時間幅乞俊大
ることができる。第２のＩＩｆ１４（９１が飽和てれは
。

励磁巻線（３）と第１の出力巻線（４）との結合度が変
り、飽和した時漬で第１の出力巻線（４）の電圧が零に
なるか、又は立下る。これにより、第１の出力巻線（４
）の出力の時間幅制御が達成される。第４及び第５の脚
（１１）α２は、第１の脚（８）を中心にして第２及び
第３のＩＩＱＩ（９）α〔と反対側に配置されているの
で、第２の脚（９）の磁束変化と実質的に無関係に第２
の制御巻線（７ンで磁気バイアス制御することが可能に
なり、第２の出力巻線（５）から独πに調整された電圧
が倚られる。従って、共通の励磁巻線（３）を使用して
複数の安定化出力電圧を得ることが出来、装置のｔｊ・
型化、＠量化、低コスト化が達成される。

〔第１の実施例〕 次に、＃ＩＪｌ圀〜第４図によって本発明の第１の実施
例に係わるトランス及びスイッチングレギュレータを説
明する。第１図に示すトランス（１）は、５脚を有てる
鉄心ｆｆｒｌちコア（２）と、励磁巻線（３）と。

第１及び第２の出力巻線（４）　＋５）と、第１及び第
２の制御巻線（６）　（７１とから成る。

コア（２）は、中央に配置された第１の脚（８）、この
帛１の脚（８）の−刀の側に配置された第２の脚（９）
。

この第２の脚（９）の外側に配ｔされｍ第３の脚ＧＯ＋
、中央の第１の脚（８）を中心に第２の脚（９）と反対
側に配置された第４の脚αυ、この第４の脚αυの外側
に配置された第５の脚αりとを有する。これ等の５つの
脚（８）〜（１２＋は互いに平行に配置され、第１．第
２゜第３．第４、第５、第６、第７及び第８の連結部０
３）α４１Ｑ５Ｊα６；αηα＆α鎌翰によって連結さ
れ工いる。コア（２）には継ぎ目が示されて（・ないが
、巻線（３）〜（７）を設けるために幾つかの継ぎ目を
有する。各脚（８）〜０カは一平面内に位置でるよりに
配置されている。

中央の第１の脚（８）の断面積は、他の脚（９）〜α２
のそれよりも大きく設定されている。

１次巻線として動く励磁巻線（３）は第１の脚（８）に
巻き回され、２次巻線の１つとして働く第１の出力巻線
（４）と第１の制御巻線（６）は第２の脚（９）に巻き
回され、２次巻線の別の１つとして働く第２の出力巻線
（５）と第２の制御音１１Ｍ（７）は第４の脚（１１）
に巻き回され’ｌ：ｌｖ・る。なお、励磁巻線（３）は
センタタップを有し、上半分（３ａ）と下半分（３ｂ）
とに分割されている。これに対応し℃、第１及び第２の
制御音＆１（６１１力もセンタタップケ有し、上半分（
ｆｉａ）（７ａ）と下半分（６ｂ）（７ｂ）とに分割さ
れ℃いる。捷た、励磁巻線（３）の上半分（３ａ）と第
１及び第２の制御巻線（６）（７）の下半分（６ａｄ（
７ａ）とは同一方間の磁束を発生し、励磁巻線１ｌ（３
）の下半分（３ｂ）と第１及び第２の制御巻線（６１（
７）の下半分（６ｂ）（７ｂ）とは同一方向の磁束暑発
生する。

第３図は第１図のトランス（１）を使用したブツシュグ
ルタイブのスイッチングレギュレータを示す。

励磁巻線（３）のセンタタッグには直流電源ＣＩ＋が接
続され、下半分（３ａ）の端子と直流電みＣＩＤとの間
に第１のトランジスタＱ１が接続され、下半分（３ｂ）
の端子と直流［源ｃ！ｌｌとの間に第２のトランジスタ
Ｑ２が接続され℃いる。各トランジスタＱ１．Ｑ２はベ
ース制御回路のの制御に基づい℃交互Ｔ／Ｃｙｒン・オ
フするＯ 第１の出力巻線（４）は、第１の整流平滑回路［２３１
を介して第１の負荷間に接続されて（・る。第２の出力
巻線（５）は第２の整流平滑回路固を介して第１の負荷
（Ｊ４１とは異なる電圧を要求する第２の負荷（２ｂ１
に接Ｆｊｃされ１いる。

第１の制御巻線（６）のセンタタップは可変電圧源けの
一端に接続され、この上半分（６ａ）の端子と第□の可
変電圧源用の他端との間には第３のトランジスタＱ３が
接続され、この下半分（６ｂ）の端子と可変電圧源０の
他端との間には第４のトランジスタＱ４が接続されてい
る。可変電圧源用は直流電源に接続されたトランジスタ
と抵抗との分圧回路から成り、トランジスタの抵抗値？
制御することによつ１分圧出力を制御し、これ７上半分
（６ａ）と下半分（６ｂ）に供＠するよ５に構成され℃
いる。

可変′電圧源ガ）の制御回路のは、第１の負荷（２４）
の電圧を検出し、これと基準電圧とを誤差増幅器で比較
し、この誤差出力で可変電圧源口のトランジスタケ制御
するように構成されている。要するに、制御回路（２８
１と可変電圧源口１とは公知のスイッチングレギュレー
タに２ける公知の制御回路と同一に構成され℃いる。第
２の制御巻線（７）のセンタタップには、第２の可変電
圧源シ３が接続され、上半分（７ａ）及び下半分（７ｂ
）には第５及び第６のトランジスタＱｓ　、　Ｑａが接
ａされ、可変電圧源のには、負荷雅の電圧を検出し、こ
れと基進電圧との誤差出力暑形成する制御回路■が接続
されている。なお、第２の可変電圧源の及びこの制御回
路■は、第１の可変電圧源は及びこの制御回路のと同一
構成である。

次に、第４図を参照し１第１図〜第３図の装置の動作を
説明する。トランジスタＱｔ　、　Ｑ、２　ヲ交互にオ
ン・オフすると、励磁巻線（３）の上半分（３ａ）には
第４図（２）の電圧ＶＩＡが印加され、下半分（３ｂ）
Ｋは第４図ＦＢＩの電圧ＶＩＢが印加される。−！た、
第３及び第５のトランジスタＱ３％Ｑｓを第１のトラン
ジスタＱｔＫ同期し℃オン・オフし、第４及び第６のト
ランジスタＱ４、Ｑｓ’＆第２のトランジスタＱ２に同
期し℃オン・オフすると、第１の制御音、Ｉ　（６）の
下半分（６ａ）には第４図（○の電圧Ｖ３Ａ、下半分（
６ｂ）には第４図ＣＤの電圧Ｖ３Ｂが印加され、第２の
制御巻線（７）の上半分（７ａ）及び下半分（７ｂ）に
も同様の電圧が印加される。

命、ｔｔで第１のトランジスタＱ＋と第３のトランジス
タＱ３とがオンになり、励磁巻線上半分（３ａ）と第１
の制御巻線上半分（６ａ）とに電圧が印加されると、こ
れに応じた励磁電流が流れ、これに応じた磁束が発生て
る。励磁巻線上半分（３ａ）による磁束φ１は第１図で
点線で示す如く第１の脚（８）と第１の連結部（１３１
と第２の脚（９）と第２の連結部αルとから成る磁気閉
回路を流れると共に、φ２で示す如く第１の脚（８）と
第５の連結部αηと第４の脚ａυと第６の連結部ａ８と
で・ら成る磁気閉回路を流れる。なお、第３の脚（１０
１及び第５の脚α２は、第２及び第４の脚（９）αυよ
りも第１の脚（８）から遠いため、ここには磁束がほと
んど流れない。

１１〜１４期間で第１の制御巻線上半分（６ａ）に供給
される電圧Ｖ３Ａは励磁巻線上半分（３ａ）の電圧■Ｉ
Ａと同極であるので、制御巻線上半分（６ａ）による磁
束−３の向きは励磁巻線上半分（３ａ］による磁束φ１
の向きと同一になり、これ等の加算磁束−１＋−３が第
２の脚（９）を流れる。なお、制御巻線による磁束φ３
は主として第１の脚（８）及び第３の脚α〔を通る２つ
の磁気閉回路を通って流れ、第４及び第５の脚（ＩυＱ
２１は第１の脚（８）よりも第２の脚（９）から遠いの
で、ここには殆んど流れない。第４図の１．時点から励
磁巻線上半分（３ａ）と制御巻線上半分（６ａ）との両
刀の磁束が第２の脚（９）に流れ始めると、時間の経過
と共に磁宋密反が高くなり、ｔ２で最大磁束密度Ｈｍ　
Ｋ達し、磁気飽和状態になり、第２Ｏ脚（９）に磁束変
化がなくなり、第４図［Ｆ］】に示す如く第１の出力巻
線（４）の電圧Ｖ２が零になる。第２の脚（９）が磁気
飽和すると、磁気抵抗が高くなるため、励磁巻線上半分
（３ａ）による磁束は第３の脚ａ■を通つ１流れる。こ
の時、第１及び第３の脚ｆ８）（１０１は未飽和状態に
ある。

ｔ４〜ｔγの期間で第２及び′第４のトランジスタＱ２
、Ｑ４がオン例なった時には、励磁巻線下半分（３ｂ）
と第１の制御巻線上半分（６りとによって逆向きの磁束
が発生し、ｔ１％ｔ４と同一の動作となる。この様に交
互に磁束の方向が変わるｔめに、第２の脚（９）が飽和
したま筐になることはない。

次に、出力電圧制御を説明する。今、第１の弁荷ｃ！滲
の端子電圧が低下し九とすれば、制御回路酩により、こ
れが検出され、誤差出力が借下し、可変電圧源のの電圧
が第４図（０の１の点線で示すように低下する。このた
め、制御巻ａ（６）による磁気バイアスｊＬ′が低下し
、第２の脚（９）が飽和に達する筐での時間幅が第４図
侶１で点線で示す如（長（なり、ｔ２よりも後の１３で
飽和し、この時点複で出力巻線（４）に電圧が得られろ
。即ち出力巻線（４）から得られる矩形波パルスの幅を
増大させることができる。

励伍巻線（３）のオン・オフ周期Ｔに対する出力パルス
の時間幅（１’、　Ｘ　２　）の比率即ちデユティ比は
、最大１００％筐で広げることができる。第４図（Ｅｌ
に示す出力巻線（４）の電圧■２は、整流平滑回路ので
整流され、且つ平滑されるので、パルス幅ＴＢに対応し
た出力＠流電圧が得られる。第４図の）の整流出力にか
い又は、周期ＴＡでパルスが発生することになり、パル
ス幅ＴＢを最大ＴＡテで広げることができる。

負荷電圧が基準よりも上昇した時には、上記と逆の動作
になる。この結果、電気的回路でパルス幅制御するスイ
ッチングレｙユレータトＰ１様に安定化出力電圧を得る
ことができる。

今、第１の制御巻線（６）と第１の出力巻線（４）との
回路について述べたが、第２の制御巻線（力及び第２の
出力巻線（５）の回路も全く同一に動作し、第２の澹荷
（２ｂ）に独宜に安定化電圧を供給することができる。

〔第２の実施例〕 次に、第５図及び第６図に示す第２の実施例のトランス
及びスイッチングレギュレータを説明する。但し、この
第２の実施例及びこの後で述べる別の実施例に訃いて、
第１図〜第３図と共通する部分には同一の符号を付して
その説明り省略でる。

第５図のトランス（１３に訃い℃は、第１の脚（８）に
第３の出力巻線６υが追加されて（・る。そし又、この
第３の出力巻線３υには、第６図に示す如く、第３の整
流平滑回路３ｔを介して第３の負荷ＣＯ１が接続されて
いる。ベース制御回路１２２＋は、第３の角荷田の端子
電圧検出回路と、これで検出され九電圧と基準電圧とン
比較する誤差増幅器と、この誤差出力と３角波とＺ比較
するフンパレータとから成り、パルス幅変調′ａ、（ｆ
’ＷＭ波〕馨送出てる公知の電圧制御回路であり、第４
図［Ａｌ　（８１に示した電圧ＶＩＡ、Ｖ＋Ｂのパルス
幅ＴＡを０〜Ｔ／２の範囲で変えて出力するものである
。

第３の出力巻線ＣＩＩＪは第１の脚（８）に巻き回され
ているので、励磁巻線（３）の上半分（３ａ）と下半分
（３ｂ）の電圧ＶＩＡ、Ｖ［３のパルス幅に対応した出
力電圧が得られる。第１の出力音ａ　（４）及び第２の
出力巻線（５）は第１の実施例と同一に動作てろので、
結局、３つの安矩化出力電圧を同一のトランス（１）に
基づいて得ることができる。

〔第３の実施例〕 第７図に示す第３の実施例のトランス（１）は、第１の
脚（８）に纂１及び第２のベース駆動巻１（３４ａ）（
３４ｂ）馨有し℃いる。また、第１の脚（８）は、第２
及び第４の脚（９）（１１）よりも遅れ℃飽和する様に
構成されている。第１の脚（８）における励磁巻線（３
）及びベース駆動巻線（３４ａ）（３４ｂ）は、第８図
の如く、飽和磁心自励発撮器を構成するように接続され
ている。即ち、第１及び第２のベース駆動巻線（３ａａ
）（３４ｂ）は第１及び第２のトランジスタＱ、１．Ｑ
２のベース・エミッタ間に夫々接続され工いる。この発
撮器が図示されて−・ない起動回路で起動された後には
、ベース駆動巻線（３４ｇ）（３４ｂ）の正帰還でトラ
ンジスタＱ１．　Ｑ２のオンが維持され、第１の脚（８
）の飽和によつ℃磁束の向きが反転し、ｆａｌ及び第２
のトランジスタＱｌ　、　Ｑｚが交互にオン・オフてる
。

第１の脚（８）以外は第１図と同一であるので、第１の
実施例と向−の作用効果が得られろ。

〔第４の実施例〕 第９図に示す第４の実施例のトランス（１）は、励磁巻
線（３）、第１及び第２の制御巻線（６）（刀がセンタ
タップとされ℃いない。このトランスケ使用してスイッ
チングレギュレータン桐成する時には、例えば、第１０
図の接続とてろ。第１０図の回路は、１石型のスイッチ
ングレギュレータであるから、第３図の回路からトラン
ジスタＱ２　、　Ｑ４．　Ｑ６　ｌ’除去し友ものに対
応して（・る。トランジスタＱｔ　ｓ　Ｑｓ　ｓＱ５は
、第３図の場合と同様にオン・オフ制御される。励磁巻
線（３）にはダイオードＤＩＹ通して抵抗几！とコンデ
ンサＣ１の回路が並列接Ｗｃされている。このｔめ、ト
ランジスタＱｌのオフ期間に励磁巻線！　（３）に発生
でるフライバック電圧が抵抗凡Ｉ’１通して励磁巻線（
３）に加わり、残留磁気がリセットされる。

この１石型スイッチングレギュレータの場合も、プッシ
ュズル型と同様な作用効果が得られる。

なお、第１０図の回路では、トランジスタＱ１、Ｑｓ、
Ｑｓ乞他励発撮器ケ含むベース制御回路ので駆動し℃（
・るが、第１の脚（８）にベース駆動巻線ン設け、ここ
に得られる正帰還電圧でトランジスタＱｌ、Ｑｓ、　Ｑ
ｓ　乞オン駆動する自励発襦器構成にしてもよ（１゜ ト覧第１０図の回路において、第６図の場合と伝］様に
第３の出力巻線χ第１の脚（８）に設け、ここに整流平
滑回路７介して第３の負荷を接続してもよい。この場合
には、第６図と同様に第３の負荷の電圧ヶ検出し、第１
のトランジスタＱ１のオン期間又はデユティ比ン制御て
る。

〔第５の実施例〕 第１１図は第５の実施例のトランス乞示す。このトラン
スは第９図のトランスケ１部変形したものであり、＊１
及び第２の出力巻線（４）（５１が第３及び第５Ｏ脚ａ
■（１２１に巻き回されている。この場合には、第２及
び第４Ｏ脚（９）ａυが飽和し友後に、第３及び第５Ｏ
脚αＧ（１３の正方向磁束が急激に増大し、第１及び第
２の出力巻線（４）（５１の電圧も増大する。

〔変形例〕

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、変形可
能なものである。例えば、第１Ｏ脚（８）ン中心に第６
及び第７の脚ン設け、第６の脚に第３の制御巻線と第３
の出力巻線ン巻き回し又もよい。

更に必要に応じて磁脚ン増やし、多くの出力電圧Ｙ：得
るようにし又もよい、、−！友、第１及び第２の制御巻
線（６１（７）に断続した電圧χ加えずに、断続しな（
・直流ケ加えるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のトランスを示す正面図
。 第２図は第１図のｌ−口線に訃けるコアの断面図。 第３図は第１図のトランスを使用しｔスイッチングレギ
ュレータを示す回路図。 第４図は第３図の各部の波形（２）、 第５（２）は第２の実施例のトランスを示て正面図、第
６図は第５図のトランスケ使用し之スイッチングレギュ
レータン示す回路図。 第７図は第３の実施例のトランスケ示す正面図。 第８図は第７図のトランスを使用し友スイッチングレギ
ュレータの一部ン示す回路図。 第９因は第４の実施例のトランスを示で正面図、第１０
図は第９図のトランスケ使用したスイッチングレギュレ
ータを示す回路図、 第１１図は第５の実施例のトランスケ示す正面図である
。 （２）・・・コア、（３）・・・励磁巻線、（４）・・
・第１の出力巻線、（５）・・・第２の出力巻線、（６
）・・・第１の制御巻線、（７）・・・第２の制御巻線
、（８）・・・第１の脚、（９）・・・第２の脚。 ００）・・・第３の脚、αυ・・・第４の脚、αり・・
・第５の脚。 代　　理　　人　　　高　　野　　則　　次第５図 第１０図 Ｑ３Ｑ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも、コア（２）と、励磁巻線（３）と、
   第１及び第２の出力巻線（４）（５）と、第１及び第２
   の制御巻線（６）（７）とを備え、 前記コア（２）は、互いに平行に配置された少なくとも
   第１、第２、第３、第４及び第５の脚（８）（９）（１
   ０）（１１）（１２）と、前記第１の脚（８）と前記第
   ２の脚（９）との間を結ぶ第１及び第２の連結部（１３
   ）（１４）と、前記第２の脚（９）と前記第３の脚（１
   ０）とを結ぶ第３及び第４の連結部（１５）（１６）と
   、前記第１の脚（８）と前記第４の脚（１１）とを結ぶ
   第５及び第６の連結部（１７）（１８）と、前記第４の
   脚（１１）と前記第５の脚（１２）とを結ぶ第７及び第
   ８の連結部（１９）（２０）とを有し、 前記第１の脚（８）は中央に配置され、 前記第２の脚（９）は前記第３の脚（１０）よりも前記
   第１の脚（８）に対して近い位置に配置され、前記第４
   の脚（１１）は前記第１の脚（８）を中心に前記第２の
   脚（９）と反対側に配置され且つ前記第５の脚（１２）
   よりも前記第１の脚（８）に対して近い位置に配置され
   、 前記励磁巻線（３）は前記第１の脚（８）に巻き回され
   、前記第１の出力巻線（４）は前記第２の脚（９）又は
   前記第３の脚（１０）に巻き回され、 前記第２の出力巻線（５）は前記第４の脚（１１）又は
   前記第５の脚（１２）に巻き回され、 前記第１の制御巻線（６）は前記第２の脚（９）に巻き
   回され、 前記第２の制御巻線（７）は前記第４の脚（１１）に巻
   き回され、 前記第２及び第４の脚（９）（１０）の断面積が前記第
   １の脚（８）の断面積よりも小さく設定され、前記第１
   及び第２の制御巻線（６）（７）は前記第２及び第４の
   脚（９）（１１）に前記励磁巻線（３）と同一の向きの
   磁束を発生するように設けられ、 前記第１及び第２の制御巻線（６）（７）に加える電圧
   を変えることによつて前記励磁巻線と前記第１及び第２
   の出力（４）（５）との結合度を夫々変え、前記第１及
   び第２の出力巻線（４）（５）の電圧を夫々変えるよう
   に構成されていることを特徴とする電圧調整用トランス
   。