JPH04110983U - 銅損測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用されるスイッチング電源の運転条件に合
わせた電流波形に対するトランスの銅損測定を行なえる
装置を提供すること。 【構成】 二次巻線が短絡されたトランスの銅損を測定
する装置であって、前記トランスの一次巻線にスイッチ
ング波形電流を供給する銅損測定信号発生器と、この一
次巻線に流れる電流を電圧に変換する抵抗と、一次巻線
の両端に発生する電圧をディジタル信号に変換するＡＤ
変換器と、この両端子の差電圧から電圧を演算する手段
と、抵抗端子側電圧と抵抗値から電流を演算する手段
と、演算した電圧及び電流から電力を複素演算し、この
実数部を銅損とする銅損演算部とを具備している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はトランス等で用いて好適な銅損測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

トランスはスイッチング電源に用いられるもので、近年のスイッチング周波数 の高周波数化に伴いトランスの銅損が高効率化の障害として着目されてきた。そ こで、トランスの銅損測定が行われている（例えば特開昭５９−２００９３６号 公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、インピ―ダンス測定により純抵抗成分を求めても、巻線の表皮効果等 に起因する非線形性が影響して、実際には巻線に流れる電流波形により損失は変 化する。そこで、現実の使用条件に合わせた正確な銅損測定が行なえないという 課題があった。 本考案はこのような課題を解決したもので、使用されるスイッチング電源の運 転条件に合わせた電流波形に対するトランスの銅損測定を行なえる装置を提供す ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成する本考案は、二次巻線が短絡されたトランスの銅損を 測定する装置であって、前記トランスの一次巻線にスイッチング電源などで印加 するスイッチング波形電流を供給する銅損測定信号発生器と、当該一次巻線に一 端が接続され他端が接地された抵抗と、当該一次巻線の銅損測定信号発生器側の 端子電圧（ｅ１）と当該抵抗側の端子電圧（ｅ２）信号を入力し、ディジタル信 号に変換するＡＤ変換器と、このＡＤ変換器で求めた両端子の差電圧（ｅ１−ｅ ２）から当該トランスに印加される電圧を演算する印加電圧演算部と、このＡＤ 変換器で求めた抵抗端子側電圧（ｅ２）と当該抵抗の抵抗値（ｒ）から当該トラ ンスに印加される電流を演算する印加電流演算部と、この印加電圧演算部及び印 加電流演算部で演算した電圧及び電流から電力を複素演算し、この演算された電 力の実数部を当該トランスの銅損とする銅損演算部とを具備することを特徴とし ている。

【作用】

本考案の各構成要素はつぎの作用をする。銅損測定信号発生器、トランスの一 次巻線及び抵抗はアナログ系である。ＡＤ変換器はアナログ電圧信号をディジタ ル信号に変換し、数値演算を容易にしている。印加電圧演算部及び印加電流演算 部は各時刻に於ける一次巻線に流れる電圧・電流を数値演算している。銅損演算 部は複素演算により一次巻線で消費される電力を求め、この実数部を銅損とする 。

【０００５】

【実施例】

以下図面を用いて、本考案を説明する。 図１は本考案の一実施例を示す構成ブロック図である。図において、トランス ２は銅損の被測定対象となるもので、銅損のみを測定するため二次巻線ｎ２が短 絡されている。銅損測定信号発生器１は例えば電流波形を設定されたところにし たがって発生するもので、ここではトランス２の一次巻線ｎ１に供給する。この 波形は、スイッチング電源などで印加するスイッチング波形電流と同一にすると 良い。抵抗３は一次巻線ｎ１に一端が接続され、他端が接地されたもので、抵抗 値はｒであり、一次巻線ｎ１に流れる電流に比例する電圧信号（ｅ２）を発生し ている。ＡＤ変換器４は一次巻線ｎ１の銅損測定信号発生器１側の端子電圧（ｅ １）と抵抗３側の端子電圧（ｅ２）信号を入力し、ディジタル信号に変換するも ので、このサンプリングタイムは好ましくはスイッチング周期の１０倍以上にし 、精度もできるだけ詳細なものが好ましいが、例えば３桁程度がよい。印加電圧 演算部５は、ＡＤ変換器４で求めた両端子の差電圧（ｅ１−ｅ２）からトランス ２に印加される電圧を演算するもので、ＡＤ変換器４でサンプリングした各デ― タ毎に行なう。印加電流演算部６は、ＡＤ変換器４で求めた抵抗端子側電圧（ｅ ２）と抵抗３の抵抗値（ｒ）からトランス２に印加される電流（ｅ２／ｒ）を演 算するもので、印加電圧演算部５と同じくＡＤ変換器４でサンプリングした各デ ―タ毎に行なう。銅損演算部７は印加電圧演算部５で演算した電圧、及び印加電 流演算部６で演算した電流から電力を複素演算し、この演算された電力の実数部 をトランス２の銅損とする。この計算は、スイッチング周期を自然数倍含むよう なデ―タについて行なうと良い。

【０００６】 図２は銅損測定信号発生器１で発生する電流波形の説明図である。スイッチン グ電源には、フォワ―ド型、フライバック型、センタ―タップ型など各種の形式 がある（例えば『スイッチング・レギュレ―タの設計ノウハウ』長谷川彰著（昭 和６０年）参照）。図中（Ａ）は一般的な一石式でのスイッチング信号、（Ｂ） は二石式でのスイッチング信号、（Ｃ）は三角波形状のスイッチング信号、（Ｄ ）は半正弦波信号を示している。

【０００７】 好ましくは、実際のスイッチング電源にトランス２を装着して流れる電流波形 をカレントトランス等で検出して、波形記憶装置に記憶させる。次に銅損測定信 号発生器１にこの波形記憶装置で記憶された波形と同一の電流波形を発生させる ように、パラメ―タの設定などを行なうとよい。また、抵抗３のインピ―ダンス 特性から印加電流演算部６の結果を補正すれば、より正確な電流値を求めること ができ、正確な銅損測定ができる。

【０００８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば実働状態のトランスに相当する電流波形 を銅損測定信号発生器１から供給して銅損を測定しているので、使用するスイッ チング電源に適合した低損失の最適トランスが選択できるという実用上の効果が ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】銅損測定信号発生器１で発生する電流波形の説
明図である。

【符号の説明】

１…銅損測定信号発生器 ２…トランス ３…抵抗 ４…ＡＤ変換器 ５…印加電圧演算部 ６…印加電流演算部 ７…銅損演算部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】二次巻線が短絡されたトランス（２）の銅
   損を測定する装置であって、前記トランスの一次巻線に
   スイッチング電源などで印加するスイッチング波形電流
   を供給する銅損測定信号発生器（１）と、当該一次巻線
   に一端が接続され他端が接地された抵抗（３）と、当該
   一次巻線の銅損測定信号発生器側の端子電圧（ｅ１）と
   当該抵抗側の端子電圧（ｅ２）信号を入力し、ディジタ
   ル信号に変換するＡＤ変換器（４）と、このＡＤ変換器
   で求めた両端子の差電圧（ｅ１−ｅ２）から当該トラン
   スに印加される電圧を演算する印加電圧演算部（５）
   と、このＡＤ変換器で求めた抵抗端子側電圧（ｅ２）と
   当該抵抗の抵抗値（ｒ）から当該トランスに印加される
   電流を演算する印加電流演算部（６）と、この印加電圧
   演算部及び印加電流演算部で演算した電圧及び電流から
   電力を複素演算し、この演算された電力の実数部を当該
   トランスの銅損とする銅損演算部（７）と、を具備する
   ことを特徴とする銅損測定装置。