JPH02128407A - フライバックトランス - 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〕 この発明はフライバックトランスに関する。

〔従来技術〕

フライバックトランスｌは、一般的には、第１５図に示
すように、１次巻線ＰＣに磁気結合された複数の２次巻
線ＳＣＩないしＳＣ４を含み、２次巻線ＳＣＩないしＳ
Ｃｄ間にはそれぞれ整流ダイオードＤＩないしＤ４が接
続される。そして、１次巻線ＰＣには、別の回路基板上
に配置されたトランジスタＴｒ、ダンパダイオードＤｄ
、共振コンデンサＣｐおよび直流電源Ｅなどで構成され
るパルス発生回路２が接続される。

このような従来のフライバックトランス１としては、一
般的に、第１６Ａ図および第１６Ｂ図に示すように２次
巻線ＳＣＩないしＳＣ４をつば付きボビン３に巻回した
、分割から巻きタイプのものや、第１７Ａ図および第１
７Ｂ図に示すようにそれぞれの２次巻線ＳＣＩないしＳ
Ｃ４を１次巻線ＰＣの上から順に積層的に巻回した、分
割平巻きタイプのものがあった。

フライバックトランス１においては、電圧変動率が可及
的小さいことが望まれる。

この電圧変動率を改善する従来の方法として、可飽和リ
アクトル型、可変容量型または供給電圧制御型などがあ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、いずれの方法においても別回路をさらに付加す
るというものであり、コストが高くなるとともに、スペ
ースをとってしまう。

可飽和リアクトル型および可変容量型においてはパルス
幅が変動し、また給電圧制御型においては３次電圧がそ
れぞれ変動してしまうので、フライバックトランスの出
力を他の電源として使用する場合、その電源としての機
能に影響を与えるという問題点があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、より簡単に電圧
変動率が改善できる、フライバックトランスを提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、簡単にいえば、長尺の第１の絶縁シート、
第１の絶縁シートの一方面にその長手方向に延びて形成
される第１の導体、第１の導体に取り付けられる２つの
第１の端子、第１の絶縁シート上に積層される第２の絶
縁シート、第２の絶縁シートの一方面に形成される第２
の導体、第２の導体の中央からずれた箇所に取り付けら
れる第２の端子を含み、第１および第２の絶縁シートを
積層した状態で巻回することによって形成される巻回体
を備え、第１の導体によって２つの第１の端子間に１次
巻線が形成され、かつ第１および第２の導体の間に１次
巻線に接続されたＬＣ分布定数型の共振コンデンサが形
成され、さらに巻回体の上に配置される２次巻線を備え
る、フライバックトランスである。

〔作用〕

一般的に、フライバックトランスにおいては、その電圧
変動率は、それぞれ以下に示す整流ダイオードによる順
方向電圧降下Ｖｆ、１次巻線および２次巻線の巻線抵抗
による電圧降下Ｖｒおよび漏れリアクタンスによる電圧
降下Ｖｘのベクトル和によって決定される。

Ｖｆ−Ｖｄ＋（Ｒａｘｌｐ） Ｖｒ＝ＩｐＸＲｃ Ｖｘ＝ωＬ６　Ｘ　Ｉ　ｐ ただし、■ｄ　：定数 Ｒｄ　：定数 Ｉｐ　　：２次巻線のピーク電流 Ｒｃ　：巻線抵抗 ωＬ、：漏れリアクタンス である。

そこで、この発明はＶｆ、ＶｒおよびＶｘのすべてに関
係するピーク電流Ｉｐを減少させることによって、電圧
変動率を改善しようとするものである。

第２の端子を第２の導体の中央からずれた箇所に取り付
けると、第１および第２の導体の間には１次巻線に接続
されたＬＣ分布定数型の共振コンデンサが形成される。

このように、共振コンデンサをＬＣ分布定数型とするこ
とによって、合成１次パルス波形が矩形波に近位し、そ
れによって、２次巻線を流れるピーク電流ＩＰが小さく
なる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ピーク電流を小さくしてダイオード
の順方向電圧降下Ｖｒ、巻線抵抗による電圧降下Ｖｒお
よび漏れリアクタンスによる電圧降下Ｖｘを小さ（する
ことによって電圧変動率を改善するようにしているので
、従来のいずれの方法に比べても、別回路を付加する必
要がなく、コストが高くなることがない。すなわち、第
２の端子の取り付は箇所をずらすだけでピーク電流を小
さくできるので、回路構成の変更を要しない。

さらに、ピーク電流が抑制されるので、それに起因する
ノイズが小さくなるとともに、整流ダイオードとして定
格の小さいダイオードを使用することができ、−層安価
になる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

〔実施例〕

第１図および第２Ａ図ならびに第２Ｂ図を参照して、こ
の実施例のフライバックトランス１０はフィルム巻回体
１２を含む。

このフィルム巻回体１２は、第３図に示すように、長尺
の第１および第２の絶縁シート１４および１６を含み、
これら第１および第２の絶縁シート１４および１６はそ
れぞれたとえばポリエステルフィルムなどからなる。第
１の絶縁シート１４の上面には、その長手方向に連続的
に延びて、たとえばアルミニウムまたは銅などの良導電
性金属からなる導体箔１８が貼り付けられる。第２の絶
縁シート１６の上面にも、その長さ方向の接地端子側に
、同様の導体箔２０が貼り付けられる。

第１の絶縁シート１４上の導体箔１８の両端部には、そ
れぞれ別の導体箔２２をたとえばスポラト溶接で固着す
ることによって、第１の端子２４ａおよび２４ｂが取り
付けられる。すなわち、第１の端子２４ａおよび２４ｂ
は、それぞれ略長方形の導体箔２２の端部が折り返され
てスポット溶接が施されている部分に挟まれ、導体箔２
２と一体固定される。

また、第２の絶縁シート１６上の第２の導体箔２０の長
さ方向の中央からずれた箇所、この実施例では端部に、
同様に、別の導体箔２６によって第２の端子２８が取り
付けられる。すなわち、第２の端子２８は、第２の導体
箔２０と導体箔２６との間に挟まれて、スポット溶接な
どによって一体固定される。

このように形成された第１および第２の絶縁シート１４
および１６を積層した後、第４図に示すように、第２の
絶縁シート１６の上面の第２の導体箔２０が内側になる
ように、第１および第２の絶縁シート１４および１６を
円筒状に巻きつけてフィルム巻回体１２が形成される。

このフィルム巻回体１２においては、第５Ａ図および第
５Ｂ図に示すように、第１の端子２４ａおよび２４ｂな
らびに第２の端子２８がともにフィルム巻回体１２の一
方端面に露出する。

なお、第３図、第４図、第５Ａ図および第５Ｂ図に示す
フィルム巻回体１２において、第１および第２の導体箔
１８および２０は、蒸着やめつき等によっても形成され
得る。

このようにして形成されるフィルム巻回体１２は第１の
導体ｆｆ１１８によって、第１の端子２４ａおよび２４
ｂの間に、第１図に示す１次巻線Ｐｃが形成される。し
たがって、これら第１の端子２４ａおよび２４ｂの間の
距離が１次巻線Ｐｃのインダクタンスに影響を与える。

そのため、第１の端子２４ａおよび２４ｂの取付位置を
変更するだけで、１次巻線Ｐｃのインダクタンスの大き
さを適当に調整できる。

このような１次巻線Ｐｃのインダクタンスは第１の導体
箔１８をその幅方向に複数に分割して細長い平行導体と
し、それらを第１の端子２４ａおよび２４ｂ間に直列接
続すれば、より大きな僅にすることができる。このよう
にして、１次巻線の巻数（インダクタンス）と取付容量
をコントロールする。

また、フィルム巻回体１２において、第１および第２の
導体９ｉ１Ｂおよび２００間には、誘電体である第２の
絶縁シート１６が介在し、さらに、第２の端子２８が第
２の導体箔２０の長さ方向の端部に取り付けられている
ため、ＬＣ分布定数型の静電容量が形成される。このＬ
Ｃ分布定数型の静電容量が第１図に示す共振コンデンサ
ＣＰとして作用する。すなわち、第１および第２の導体
箔１８および２０で形成される共振コンデンサＣｐは、
等価的に、その一方電極が第２の端子２８に接続されか
つ他方電極が１次巻線Ｐｃに接続される。したがって、
外部回路において（または内部においてでもよい）、第
１の端子２４ａと第２の端子２８とを接続すれば、１次
巻線Ｐｃに対して共振コンデンサＣｐが並列接続される
。この共振コンデンサｃｐの容量は、第１および第２の
導体箔１８および２０の対向面積や第２の絶縁シート１
６の誘電率等の他、第２の端子２８の取付位置によって
適宜調整できる。

なお、この実施例のように、第２の導体２０上の、中央
にではなく、端部に偏在させて第２の端子２８を取り付
けることにより、共振コンデンサＣｐがＬＣ分布定数と
して形成されるが、これは第２の導体２０に残留インダ
クタンスが生じるからである。すなわち、もし、中央に
取りつ付けると、第２の導体２０上にはその中央の第２
の端子２８を挟んで逆方向の電流が流れ、それによって
残留インダクタンスが相殺され、結果的に共振コンデン
サは集中定数として形成される。これに対して、この実
施例では、共振コンデンサＣｐはＬＣ分布定数として形
成される。したがって、第２の端子２８の取り付は位置
を変更することによって、共振コンデンサｃｐおよび残
留インダクタンスの値を調整できる。

第２Ａ図および第２Ｂ図に戻って、先に述べたフィルム
巻回体１２上に、２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４が順次積
層的に配置される。

この２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４としては、好ましくは
、第６Ａ図および第６Ｂ図に示すめっきコイル３０が用
いられる。めっきコイル３ｏは、たとえばノリル、ポリ
カーボネイトまたはポリイミドなどの絶縁性樹脂によっ
て筒状に形成される中空のボビン３２を含み、ボビン３
２の外表面上には螺旋状の導体３４が形成される。この
導体３４は、たとえば第７図に示すように、ニッケルの
無電解めっき層３６．銅の電解めっき層３８およびクロ
ムの電解めっき層４０が積層された３層構造を有する。

このような螺旋状の導体３４ば、ボビン３２の外表面全
面に第７図のような３層構造からなる導体３４を形成し
、その後たとえばレーザ等により螺旋状のスリット４２
を形成することによって形成される。なお、導体３４の
始端および終端部分は、接続端子４４ａおよび４４ｂと
して用いられる。

それぞれボビン径の異なる４種類のめっきコイル３０を
準備し、フィルム巻回体１２に順次嵌め込むことによっ
て第１図および第２Ａ図ならびに第２Ｂ図に示すような
、フライバックトランス１０が得られる。

そして、第１図および第２Ａ図ならびに第２Ｂ図に示す
ように、各２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４のそれぞれの間
に、上述の接続端子４４ａおよび４４ｂを利用して整流
ダイオードＤＩないしＤ４が接続されている。

なお、上述の実施例では２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４と
してめっきコイル３０を用いたが、めっきコイルではな
く第１６Ａ図および第１．６　Ｂ図や第１７Ａ図および
第１７Ｂ図で示す従来と同様の２次巻線が巻かれてもよ
いことは勿論である。

このようにして得られたフライバックトランス１０にお
いて、共振コンデンサＣｐがＬＣ分布定数型として形成
されるので、合成１次パルス波形は、第１２Ａ図に示す
従来の正弦半波から、第１２Ｂ図に示すような矩形波に
近い波形になる。これに伴って、２次巻線に流れる電流
は、第１３Ａ図に示す従来の導通角Ｔｏｎｌが狭くかつ
ピーク値１ｐｌが大きい波形ではなく、第１３Ｂ図に示
すような導通角Ｔｏｎ２が比較的広くかつピーク値Ｉｐ
２が比較的小さい矩形波となる。

したがって、ピーク電流１ｐが従来に比べて、小さくな
り、そのピーク電流ｒｐの大きさに依存するダイオード
の順方向電圧降下Ｖｆ、巻線祇抗による電圧降下Ｖｒお
よび漏れリアクタンスによる電圧降下■！の全てを小さ
くすることができ、その結果、電圧変動率を第１４図の
線りで示すように改善することができる。

ちなみに、第１４図における線Ａは従来のフライバック
トランスの電圧変動率を示す。

次に、第８図を参照して、この実施例の他のフライバッ
クトランス１０は、２つのフィルム巻回体１２ａおよび
１２ｂを含む。

フィルム巻回体１２ａおよび１２ｂは、第３図に示すフ
ィルム巻回体１２と同様にして構成できるので、ここで
はその詳細な説明は省略する。

この実施例では、第９Ａ図および第９Ｂ図に示すように
、まず、フィルム巻回体１２ａを準備する。その上に、
２次巻線ＳＣ１ないしＳＣ４を順次積層的に配置する。

２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４としては、第６Ａ図および
第６Ｂ図図示のめっきコイル３０が利用される。その後
、最上層の２次巻線ＳＣ４の上に絶縁シート４６が巻か
れ、その上にフィルム巻回体１２ｂが巻回される。　。

なお、第９Ａ図および第９Ｂ図においても、先の第２Ａ
図および第２Ｂ図あるいは後述の第１ＩＡ図および第１
１Ｂ図と同じように、各フィルム巻同体の第１および第
２の端子は図面の複雑化を避けるため、図示が省略され
ていることに留意されたい。

このようにして構成されたフライバックトランス１０で
は、２つの１次巻線ＰＣＩおよびＰＣ２が並列駆動され
る。

この実施例のフライバックトランス１０において、２つ
の共振コンデンサＣｐｌおよびＣｐ２のＬＣ分布定数を
それぞれ異なる値に設定することによって、第１２Ｃ図
に示すように、それぞれの合成パルス波形の中心時間を
それぞれＴＩおよびＴ２とずらせ、全体として、より矩
形波に近い波形にする。これに伴って、２次巻線に流れ
る電流は、第１３Ｃ図に示すように、さらに広い導通角
Ｔｏｎ３を有しかつより小さいピーク値１ｐ３を有する
波形となる。

なお、この実施例では、２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４が
２つのフィルム巻回体１２ａおよび１２ｂで挟まれるの
で、１次巻線ＰＣＩおよびＰＣ２と２次巻線ＳＣ１ない
しＳＣ４の間の磁気結合が密になる。そのため、２次漏
れ磁束すなわち２次漏れインダクタンスを減少すること
ができる。

その結果、この実施例のフライバックトランス１０の電
圧変動率は、第１４図の線Ｅで示すように、さらに改善
される。

ちなみに、第１４図の線Ｂは１次巻線が２分割されてい
るが、それぞれの共振コンデンサが集中定数型として形
成されかつ共振周波数が等しく設定されている場合を示
す。

第１０図を参照して、この実施例のフライバックトラン
ス１０は３つのフィルム巻回体１２ａ。

１２ｂおよび１２ｃを含む。これらのフィルム巻同体１
２ａ、１２ｂおよび１２ｃは、第３図に示すフィルム巻
回体１２と同様にして構成できるので、ここではその詳
細な説明は省略する。

この実施例では、第１１Ａ図および第１１Ｂ図に示すよ
うに、まず、フィルム巻回体１２ａを準備する。その上
に、２次巻線ＳＣＩおよびＳＣ２が順次積層的に配置さ
れる。２次巻線ＳＣＩおよびＳＣ２としては、第６Ａ図
および第６Ｂ図図示のめっきコイル３０が利用される。

そして、２次巻線ＳＣＩおよびＳＣ２の上には、絶縁シ
ート４６１を介して、フィルム巻回体１２ｂが巻回され
る。そのフィルム巻回体１２ｂ上には、さらに、２次巻
線ＳＣ３およびＳＣ４が積層的に配置される。２次巻線
ＳＣ３およびＳＣ４の上には、絶縁シート４６２を介し
て、フィルム巻回体１２ｃが巻回される。

この実施例では、２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４は、それ
ぞれ、２つのめっきコイルによって形成される。したが
って、２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４は、それぞれ、第１
０図に示すように、２つのコイルが並列接続された形に
なる。このように２つのコイルの並列接続を用いること
によって、２次巻線ＳＣＩないしＳＣ４の直流抵抗を下
げ、電流容量を大きくすることができる。また、並列さ
れている各コイルの一方が故障しても続けて運転できる
。

この実施例のフライバックトランス１０において、３つ
の１次巻線Ｐｃｔ、ＰＣ２およびＰＣ３が並列駆動され
る。

この実施例においては、３つの共振コンデンサＣｐｌ、
Ｃｐ２およびｃｐａのＬＣ分布定数をそれぞれ異なる値
に設定することによって、第１２Ｄ図に示すように、合
成パルス波形の中心時間をそれぞれＴＩ、Ｔ２およびＴ
３とずらせ、全体としてさらに矩形波に近い波形とする
。これに伴って、２次巻線に流れる電流は、第１３Ｄ図
に示すように、−層広い導通角Ｔｏｎ４を有しかつ一層
小さいピーク電流Ｉｐ４を有する波形となる。

その結果、この実施例のフライバックトランス１０の電
圧変動率は、第１４図の線Ｆで示すようにさらに改善さ
れる。

ちなみに、第１４図の線Ｃは１次巻線が３分割されてい
るが、それぞれの共振コンデンサが集中定数型として形
成されかつ共振周波数が等しく設定されている場合を示
す。

なお、第９Ａ図および第９Ｂ図ならびに第１ＩＡ図およ
び第１１Ｂ図に示す実施例においても、２次巻線は、第
１６Ａ図および第１６Ｂ図ならびに第１７Ａ図および第
１７Ｂ図に示す、従来のものが用いられてもよい。

また、分割された１次巻線ＰＣＩ、ＰＣ２（およびＰＣ
３）は、必ずしも並列駆動される必要はなく、直列駆動
されるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す結線図である。 第２Ａ図および第２Ｂ図はこの実施例の構造を示す図解
図であり、第２Ａ図は一部破断正面図、第２Ｂ図は一部
省略右側面図である。 第３図はこの実施例のフィルム巻同体の絶縁シ一トを展
開的に示す斜視図である。 第４図は第３図に示す第１および第２の絶縁シートを重
ね合わせて巻き込む状態を示す図解図である。 第５Ａ図および第５Ｂ図は第１および第２の絶縁シート
を巻回したフィルム巻回体を示す図解図であり、第５Ａ
図は一部破断正面図、第５Ｂ図は右側面図を示す。 第６Ａ図および第６Ｂ図は２次巻線として用いられるめ
っきコイルを示す図解図であり、第６Ａ図は正面図、第
６Ｂ図は側面図を示す。 第７図は第６図に示すめっきコイルの導体部分を示す拡
大断面図である。 第８図はこの発明の他の実施例を示す結線図である。 第９Ａ図および第９Ｂ図はこの実施例の構造を示す図解
図であり、第９Ａ図は一部破断正面図であり、第９Ｂ図
は一部省略右側面図である。 第１０図はこの発明の他の実施例を示す結線図である。 第１１Ａ図および第１１Ｂ図はこの実施例の構造を示す
実施例を示す図解図であり、第１１Ａ図は一部破断正面
図、第１１Ｂ図は一部省略右側面図である。 第１２Ａ図ないし第１２Ｄ図は合成１次パルス波形図で
あり、第１２Ａ図は従来技術の波形図、第１２Ｂ図は第
１図実施例の波形図、第１２Ｃ図は第８図実施例の波形
図、第１２Ｄ図は第１０図実施例の波形図である。　゛ 第１３Ａ図ないし第１３Ｄ図は２次電流の波形図であり
、第１３Ａ図は従来技術の波形図、第１３Ｂ図は第１図
実施例の波形図、第１３Ｃ図は第８図実施例の波形図、
第１３Ｄ図は第１０図実施例の波形図である。 第１４図は各実施例の電圧変動率を比較例とともに示す
グラフである。 第１５図は従来のフライバックトランスを示す結線図で
ある。 第１６Ａ図および第１６Ｂ図は分割から巻きタイプの従
来のフライバックトランスの構造を示す図解図であり、
第１６Ａ図は一部破断圧面図、第１６Ｂ図は一部省略右
側面図である。 第１７Ａ図および第１７Ｂ図は分割平巻きタイプの従来
のフライバックトランスの構造を示す図解図であり、第
１７Ａ図は一部破断正面図、第１７Ｂ図は一部省略右側
面図を示す。 図において、１０はフライバックトランス、１２．１２
ａ、１２ｂ、１２ｃはフィルム巻同体、１４は第１の絶
縁シート、１６は第２の絶縁シート、１８は第１の導体
箔、２０は第２の導体箔、２４ａ、２４ｂ、２４ａｌ、
２４ａ２．２４ａ３２４ｂｌ、２４ｂ２，２４ｂ３は第
１の端子、２８．２８１，２８２，２８３は第２の端子
、３０はめっきコイル、ＰＣ，Ｐｃｔ、ＰＣ２，ＰＣ３
は１次巻線、Ｃｐ、ＣＰＩ、Ｃｐ２．Ｃｐ３は共振コン
デンサ、ＳＣＩないしＳＣ４は２次巻線を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　山　１）　義　人 区 ト 転 区 αコ 法 法 第１５ 図 第１６Ａ図 第１６８図 第１７Ａ図 第１７Ｂ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　長尺の第１の絶縁シート、前記第１の絶縁シートの
   一方面にその長手方向に延びて形成される第１の導体、
   前記第１の導体に取り付けられる２つの第１の端子、前
   記第１の絶縁シート上に積層される第２の絶縁シート、
   前記第２の絶縁シートの一方面に形成される第２の導体
   、前記第２の導体の中央からずれた箇所に取り付けられ
   る第２の端子を含み、前記第１および第２の絶縁シート
   を積層した状態で巻回することによって形成される巻回
   体を備え、 前記第１の導体によって前記２つの第１の端子間に１次
   巻線が形成され、かつ前記第１および第２の導体の間に
   前記１次巻線に接続されたＬＣ分布定数型の共振コンデ
   ンサが形成され、 前記巻回体の上に配置される２次巻線をさらに備える、
   フライバックトランス。 ２　前記巻回体は、それぞれ複数組の、前記第１の絶縁
   シート、前記第１の導体、前記２つの第１の端子、前記
   第２の絶縁シート、前記第２の導体、および前記第２の
   端子を含む、請求項１記載のフライバックトランス。