JPS63175405A - 絶縁パルストランス - 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】 本発明は絶縁パルストランスに関し、特にスイッチング
レギュレータのメイントランスとして好適に用いられる
絶縁パルストランスに関する。

（従来の技術） スイッチングレギュレータの一種として知られているフ
ライバックコンバータは第６図のような回路構成となっ
ている。

同図において、ＡＣは商用交流電源であり、ＤＢは整流
用のダイオードブリッジであり、Ｃ１は平滑用コンデン
サ、ＴＲは１次側コイルＰと２次側コイルＳとを有゛す
る絶縁パルストランス、この１次側コイルＰにはスイッ
チングトランジスタＱが直列接続されている。２次側コ
イルＳにはダイオードＤ１及びコンデンサＣ２からなる
整流平滑回路が接続されている。

次に第７図の波形図をも参照して前記回路の概略動作を
説明する。

トランジスタＱのスイッチングにより、トランスＴＲの
１次側コイルＰに供給される電流は第７図１ｃのように
オン、オフを繰り返す電流波形となり、１次側コイルＰ
に誘起される電圧ＥＣ，はＩｃのターンオフ時に立上る
繰り返し電圧となる。

そして、２次側コイルＳには誘起電圧ＥＣのオフ期間に
流れる波形Ｉｏの電流が生ずる。すなわち、この種のコ
ンバータは、商用入力電圧を直流に整流し、この直流電
圧を再度高速スイッチングしてトランスの１次側に供給
することによってトランスの２次側から安定化出力を得
るものである。尚、実際には、２次側から１次側への帰
還回路並びに安定化出力を得るための制御回路が接続さ
れるが、ここでは説明の便宜上、それらを省略している
。

ところで、この種の回路に使用される絶縁パルストラン
スは、コアのギャップに励磁エネルギーを蓄積し、ター
ンオフ時に蓄積された励磁エネルギーを電流に変換して
出力するものである。

従って、１次側コイルと２次側コイルとの結合度が低い
と両者間の相互インダクタンスや１次側コイルから見た
２次側コイルのり一ケージ（ｍ洩）インダクタンスによ
ってターンオフ動作時に奇生振動が生じ、第７図のＥＣ
波形に示すようなスパイク電圧ＳＰが発生する。この奇
生振動は２次側コイルに得られる出力波形の乱れとなり
、それが損失となって表れるのでコンバータの効率低下
を招くという大きな問題に発展する。

以上の間ｍ点を解決するために従来は第８図及び第９図
に示すような構造のトランスを使用していた。

第８図に示すものは、いわゆる二重ボビン方式と呼ばれ
るものであり、内側ボビンＢ１に１次側コイルＰを巻回
し、外側ボビンＢ２に２次側コイルＳを巻回したもので
ある。

第９図に示すものは、いわゆるテープ介在方式とも言う
べきものであり、１つのボビンＢ３の１段目に１次側コ
イルＰを巻回し、それに重ねて２段目に絶縁テープＴＰ
を巻回し、その上に３段目として２次側コイルＳを巻回
して積層状態としたものである。

（発明、が解決しようとする問題点） 前記第８図に示す二重ボビン構造にあっては、内外にボ
ビンを配置すると共に、内側のコイル巻回に際してはボ
ビンの仕切壁の高さ迄コイルを巻回することはできず、
ある程度の距離を残さざるを得ないことより、１次、２
次側コイル間の間隔Ｗを近接させることができないので
、充分な結合度を確保できず、従ってリーケージインダ
クタンスも大きくなり、好ましくないという問題を有し
ていた。

前記第９図に示すテープ介在方式のものについては、１
次、２次側コイル間の距離は絶縁テープＴＰの厚みだけ
であるため、極めて高い結合度を得ることができるとい
う利点を有している。しかしながら、柔軟性を有する絶
縁テープを用いているので、使用中にボビン壁面との接
触部近傍が変形し、２次側コイルＳが１次側コイルＰ方
向に落ち込む（段落ち）現象が生ずることが多く、製品
安全規格で要求されている沿面距離を確保できないとい
う大きな問題を有していた。かかる安全規格の要求に答
えるためには段落ち防止用絶縁部材の設置等が必要にな
るが、こうなると工業性に適さないこととなり、また、
巻線の途中で絶縁テープを巻回しなければならないため
自動巻回作業になじまず、これらと相まって実用品とし
て製作できないこととなる。

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、フライ
バックコンバータ用のトランス等の如く１次、２次コイ
ル間の結合度の高いトランスとして好適であり、かつ、
製品の安全規格を満足するものでありながら、量産性、
工業性に優れたものでおる絶縁パルストランスを提供す
ることを目的とするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 前記問題を解決するために本発明は、１次側コイルに商
用電源を高速スイッチングして得られる信号が印加され
、２次側コイルから安定化出力を得るようにされた絶縁
パルストランスにおいて、コアが挿置されるコイルボビ
ンを有し、このコイルボビンはコイル巻軸方向に沿って
設けられた仕切壁によって区画形成された複数のコイル
巻回部を有し、前記１次側コイル及び２次側コイルはそ
れぞれ複数に分割されると共に、各分割コイルは１次側
分割コイルと２次側分割コイルとが相隣接するように交
互に前記コイル巻回部に巻回するように構成した。

（作　用） １次、２次側コイルをそれぞれ細分割し、交互に巻回し
ているので結合度が高く、また絶縁テープを用いないの
で沿面距離を確保でき、自動巻回作業が可能なので量産
性、工業性に優れたものとなる。

（実施例） 次に第１図乃至第４図を用いて本発明の一実施例を説明
する。第１図は斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ−線断
面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ−線断面図、第４図は等
価回路図である。

第１図は本発明のトランスに用いられるボビンの構造の
一例を示す斜視図である。

これは、適当な絶縁材料を用いてコイル巻軸方向に沿う
筒状部１と、この筒状部１の外周に設けられ、コイル巻
軸方向に沿って所定間隔毎に配置された複数個（図では
７個）の環状仕切壁１０ａ〜１０ｆ、’１１を一体的に
構成したものである。

最下部の仕切壁１１底面には複数の端子５ａ。

５ｂ、５ｃ、５ｄ・・・を植設した端子台１４が同じく
一体的に形成されている。各仕切壁に区画された筒状部
がそれぞれのコイル巻回部となる。ここで、図示上方か
ら２番目、４番目、６番目の仕切壁１０ｂ、１０ｄ、１
０ｆの図示右方向端部にはそれぞれコイル端末案内用切
欠部１２ａ、’！２Ｃ。

１２ｅが形成され、他の仕切壁１０Ｇ、１０ｅの図示左
方向端部にはコイル端末案内用切欠部１２ｂ、１２ｄが
形成されている。また、最下段の仕切壁１１には図示左
右双方にコイル端末案内用切欠部１１ａ、１１ｂが形成
されている。さらに、端子台１４の図示左右端部にはそ
れぞれ交互に内外に配置されるようにして端子５ａ〜５
Ｇ・・・が植設されている。

このようなコイルボビンを用いて各コイルを第２図及び
第３図に示すように巻回する。即ち、第２図に示すよう
に最上段のコイル巻回部１０１ａには１次側コイルＰ１
の分割コイルＰ１ｔを、次の段のコイル巻回部１０１ｂ
には２次側コイル３１　−の分割コイルＳ１１、次のコ
イル巻回部１０１Ｃには１次側コイルＰ１の分割コイル
Ｐ１２、コイル巻回部１０１ｄには２次側コイルＳ１の
分割コイル５１２、コイル巻回部１０１ｅには１次側コ
イルＰ１の分割コイルＰ１３、コイル巻回部１０１ｆに
は２次側コイルＳ１の分割コイルＳ１３の如く巻回する
。このコイル巻回は自動巻線機を用いて容易に行えるも
のでおる。このようにして、各分割コイルは１次側分割
コイルと２次側分割コイルが相隣接するように交互に巻
回配置されることとなる。

尚、３，４はコアを示している。

そして、各分割コイルの端末は第３図の如く引き出され
る。つまり、１次側分割コイルＰ１１゜ＰＩ３．Ｐ＋３
の端末１３ｐＨ，１３Ｐ１２．１３Ｐ１３は同一方向（
図示右側）に引き出され、各案内用切欠部１２ａ、１２
ｃ、１２ｅ、１１ｂを介して所定の端子に接続される。

他方の２次側分割コイルＳｒ１，３１２，３１３の端末
１３Ｓｔｔ　、　１３Ｓ１２　。

１３Ｓ１３は１次側分割コイルとは反対側の同一方向（
図示左側）に引き出され、各案内用切欠部１２ｂ、１２
ｄ、１１ａを介して所定の端子に接続されることとなる
。

この結果第４図の等価回路に示すような絶縁パルストラ
ンスを得ることができる。

以上のような構造のトランスを用いて特性の試験をした
結果を従来例との比較において第１表に示す。

同表において、工は第８図に示した二重ボビン方式の従
来例であり、■は第９図において示したテープ介在方式
の従来例である。各側において１次側コイルの巻数は４
６ターン、２次側コイルは２７ターンでおる。そして、
■例における絶縁テープの厚みは０．０５ｍＸａ層とし
た。更に、本発明の各分割コイル間の仕切壁の厚みを０
．８８とした。

第１表 この結果から明らかなように、１例はフライバックコン
バータのトランスとして使用することは不利でおるが、
本発明のものは■例とほぼ同等の結合度を有しているこ
と虞なるので上記トランスとして十分良好なものである
と言える。

このように結合度を良好にすることができるのは、１次
側コイルと２次側コイルをそれぞれ分割すると共に、交
互に配置したため、各コイルから誘起される磁束が相互
に影響し合い、均一に分布することによる。

また、上記実施例では分割された１次側コイルと２次側
コイルのそれぞれの端末を反対方向に導いて端子に接続
するようにしているので、１次。

２次側コイル間の絶縁が極めて良好となり、短絡等の問
題を生ずることがないという利点をも有する。

本発明は前記実施例に限定されず、種々の変形実施が可
能である。例えば第５図に示すように、１次側コイルＰ
１及び２次側コイルＳ１の他に別のコイルＰ２．３２を
有する場合は、コイル巻回部を追加して巻装するか、あ
るいは前記実施例のコイル巻回部のどれかの間に介在さ
せるようにしてもよい。

本発明はフライバックコンバータに限らずフォワード方
式の如く他の方式を用いたコンバータの絶縁パルストラ
ンスとして広く適用できる。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、１次、２次側コイルをそ
れぞれ細分割して、分割された巻回部を有するボビンに
交互配置に巻回しているので、相互の磁束が影響し合い
結合度の高い絶縁パルストランスを得ることができる。

しかも、各コイル間の距離はボビンの仕切壁の厚みで決
まるのでそれを十分薄くすることによって結合度を高く
設定できる。

また、絶縁テープを介在させないので沿面距離を安全規
格内に容易に設定でき、ざらに、自動巻線作業を適用で
きる構造であるので量産性、工業性に優れた絶縁パルス
トランスを提供することがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるコイルボビンの斜視図、第
２図は第１図のＡ−Ａ−断面図、第３図は第１図のＢ−
Ｂ−断面図、第４図は等価回路図、第５図は他の実施例
を説明するための等価回路図、第６図は本発明が適用さ
れるコンバータの回路図、第７図はその動作説明波形図
、第８図は従来の二重ボビン構造のトランスの断面図、
第９図は従来のテープ介在構造のトランスの断面図であ
る。 ３．４・・・コア、５，５ａ乃至５ｄ・・・端子、１０
ａ乃至１０ｆ、１１・・・仕切壁、１１ａ、１１ｂ、１
２ａ乃至１２　ｄ　・・・案内用切欠部、 １４・・・端子台、 １０１ａ乃至１０１ｆ・・・コイル巻回部、Ｐｌ・・・
１次側コイル、Ｓｌ・・・２次側コイル、Ｐｎ　、　Ｐ
ｌ２　、　Ｐｅ３・・・１次側分割コイル、Ｓ＋ｔ　、
　Ｓ１２　、　Ｓｔａ・・・２次側分割コイル。 第　　１　図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１次側コイルに商用電源を高速スイッチングして
   得られる信号が印加され、２次側コイルから安定化出力
   を得るようにされた絶縁パルストランスにおいて、コア
   が挿置されるコイルボビンを有し、このコイルボビンは
   コイル巻軸方向に沿つて設けられた仕切壁によつて区画
   形成された複数のコイル巻回部を有し、前記１次側コイ
   ル及び２次側コイルはそれぞれ複数に分割されると共に
   、各分割コイルは１次側分割コイルと２次側分割コイル
   とが相隣接するように交互に前記コイル巻回部に巻回さ
   れてなることを特徴とする絶縁パルストランス。
2. （２）前記各分割コイルの端末は１次側と２次側がそれ
   ぞれ反対方向に引き出されている特許請求の範囲第１項
   記載の絶縁パルストランス。
3. （３）前記ボビンの各仕切壁は交互に反対方向端面にコ
   イル端末引出し用案内部が形成されている特許請求の範
   囲第１項記載の絶縁パルストランス。