JPH04130609A - 変成器 - 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】 〔概　要〕 電源供給用のＤＣ／ＤＣＣ／式−タに使用する変成器に
関し、 巻線導体の高周波電流による悪影響を抑え、放熱が容易
で、生産の自動化に寄与することができる変成器を提供
することを目的とし、 板状の磁性体の板厚方向に挿入孔を一定間隔に２列に配
設し、前記列間で対応する挿入孔の夫々に、口字形に成
形した２個の絶縁導体を貫通させ、絶縁導体の一端を隣
の絶縁導体の他の列側の端と接続し、前記隣の絶縁導体
の他の端を、更に隣の絶縁導体の他の列側の端と接続し
、以下これを繰り返して、所定個数を直列に接続してソ
レノイドコイル状に形成し、或いは、前記絶縁導体の同
じ列側の端同士を接続して、所定個数を並列に接続し、
この直列接続と並列接続を組合せ、且つ各々に同一電流
が流れるように接続して、所定総巻数の１次又は２次巻
線を構成させ、他の絶縁導体も前記絶縁導体と同様に、
直列接続と並列接続とを組合せ、且つ各々に同一電流が
流れるように接続して、所定総巻数の２次又は１次巻線
を構成させて、所定の巻線比を得るように構成し、非金
属材板状の非磁性部材の表面に、磁性体を密着固定させ
たり、或いは絶縁導体の両端をコネクタの接触端子に形
成させ、コネクタに嵌合接続するコネクタ側で、各絶縁
導体を直列及び並列に接続して巻線を構成させるように
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電源供給用のＤＣ／ＤＣコンバータに使用す
る変成器に関する。

半導体部品を用いて構成する電子通信回路は、益々高性
能化、小形化が追求されており、これら回路に電力供給
を行う、電源装置においても全く同じことが要求されて
いる。

〔従来の技術〕

かような電源装置におけるＤＣ／ＤＣコンバータは、ト
ランジスタチョッパを用いて入力の直流電源を断続させ
て変成器の１次巻線に流し、所定の巻線比を持った２次
巻線に電圧変換し、これを整流して出力し、直流電源供
給をしている。

ここで、特に大きい部品は変成器で、リング状、ＥＴ形
等の磁性体コアに、所定の巻線比に１次と２次の導体巻
線を行ったもので、これの小形化と高能率化を図るため
に、トランジスタチョッパの駆動周波数を高周波化し、
変成器を高周波使用とすることにより適えられる。

現在は５００ｋＨ２位迄高周波化か実用化されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、 ■　変成器の高周波化と小形化が進むと、巻線導体の電
流により、導体内に表皮効果が現れ導体抵抗が増大し、
更に、導体間にも近接効果が現れ導体抵抗が増大して来
るので、表面積の大きな巻線導体が必要となる。即ち、
巻線スペースが大きくなり小形化と逆行する。

■　又、磁性体コアには渦電流損を生じる。

■　以上から能率が抑えられると共に発熱がある。

■　又、所定の巻線比に１次、２次巻線の巻線を行わね
ばならず、小形化に対して限界となる他、生産の自動化
、経済性を図る上でも障壁となっている。

等の問題点がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みて、巻線導体の高周波電
流による悪影響を抑え、放熱が容易で、生産の自動化に
寄与することができる変成器を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、第１図に示す如く、 〔１〕板状の磁性体２の板厚方向に挿入孔２１を一定間
隔に２列に配設し、前記列間で対応する挿入孔２１の夫
々に、口字形に成形した２個の絶縁導体３．４を貫通さ
せ、絶縁導体３の一端３１を隣の絶縁導体３−Ａの他の
列側の端３２−Ａと接続し、前記隣の絶縁導体３−Ａの
他の端３１−Ａを、更に隣の絶縁導体３−Ｂの他の列側
の端３２−Ｂと接続し、以下これを繰り返して、所定個
数を直列に接続してソレノイドコイル状に形成し、或い
は、前記絶縁導体３．３−Ａ。

３−Ｂ・・・の同じ列側の端３１．３１−Ａ、　３１−
Ｂ・・・同士、及び端３２．３２−Ａ、　３２−Ｂ・・
・同士を接続して、所定個数を並列に接続し、この直列
接続と並列接続を組合せ、且つ各々に同一電流が流れる
ように接続して、所定総巻数の１次又は２次巻線を構成
させ、絶縁導体４も前記絶縁導体３と同様に、直列接続
と並列接続とを組合せ、且つ各々に同一電流が流れるよ
うに接続して、所定総巻数の２次又は１次巻線を構成さ
せて、所定の巻線比を得るように構成する、本発明の変
成器Ｉにより達成される。

〔２〕又、前記変成器１の磁性体２を、非金属材板状の
非磁性部材６の表面に密着固定させる、第二発明の変成
器１１によっても適えられる。

〔３〕更に、前記変成器ｌの絶縁導体３，４の両端３１
、３２．４１．４２をコネクタ５の接触端子５１に形成
させ、これに嵌合接続するコネクタ７側で、各絶縁導体
３．４を直列及び並列に接続させて巻線を構成させる、
第三発明の変成器１２によっても達成される。

〔作　用〕

即ち、変成器ｌは第１図（ａ）の原理の説明平面図に示
す如く、磁性体２の挿入孔２１に絶縁導体３゜４が挿し
込まれた状態を上側から示してあり、絶縁導体３は○で
、絶縁導体４は◎で記され、第一列の挿入孔２１を貫通
する絶縁導体３．４の端が３１゜４１であり、第二列側
の端が３２．４２である。

誘導側の絶縁導体３の端３１には十印の図の上から下向
きに電流が流れ、裏側でコ字形に折り返されて端３２に
は・印の図の下から上向きに電流か流れる状態において
、その電流により磁性体２の挿入孔２１の周りに点線の
矢印の如く磁界が発生する。

ここで、全数の絶縁導体３は直並列に接続されて流れる
電流は凡て同じとなるように接続され、挿入孔２１の間
隔も一定で等しいので、同じような磁界を発生する。

この時、被誘導側の絶縁導体４には、同一挿入孔２１に
挿入された絶縁導体３の発生した磁界と同じ磁界により
誘導を受け、同一の誘導電圧が誘導されると共に、全て
の絶縁導体４とも同一電圧となる。

従って、磁性体２の挿入孔２１の個数、・及び夫々の絶
縁導体３．４を直並列に接続させることにより、任意の
巻数比が得られる。

例えば、１：３の場合は、各列に３個づつの挿入孔２１
をあけ、絶縁導体３を全て直列に接続し、絶縁導体４は
全て並列に接続させることにより、所定の巻線比が得ら
れる。

又、２：３の場合は、各列に６個づつの挿入孔２１を設
け、絶縁導体３は、３個づつを並列接続しその２群を直
列に接続させて総巻数２を構成し、絶縁導体４は、２個
づつを並列接続しその３群を直列接続させて総巻数３を
構成すれば良い。

又、同図（ｂ）の第二発明の変成器に示す如く、変成器
ｌの磁性体２を、非金属材の板状の非磁性部材６に密着
固定させた変成器１１とすることにより、非磁性部材６
に、例えば熱伝導性のセラミック部材を用いれば放熱を
良好にならしめ、且つ薄い板状の実装スペースとなし得
る。

又、同図（Ｃ）の第三発明の変成器に示す如く、変成器
ｌの絶縁導体３．４の端３１．３２．４１．４２をコネ
クタ５の接触端子５１に形成させた変成器１２となし、
コネクタ５に嵌合接続するコネクタ７側で、各絶縁導体
３．４を直列及び並列に接続させて巻線を構成させるこ
とにより、コネクタ７側の接続状態により巻線比が決め
られるので、同一の変成器１２でも、異なる巻線比で使
用することができる。

例えば、各列に１０個づつの挿入孔２１を設け、全てに
絶縁導体３．４を貫通させた変成器１２では、巻線比が
１：１〜１：１０．２：３〜２：５の１３種類に共通に
使用できる。

かくして、絶縁導体３．４は、何れも巻線を行うことな
く磁性体２に通して接続するのみで済み、従って、近接
効果は最小限に抑えられ、表皮効果は導体断面を増やし
て低減することで、巻線導体の高周波電流による悪影響
を抑え、且つ、非磁性部材６で放熱を行わせることが容
易となり、薄い形状の変成器となり、生産の自動化にも
寄与することができる変成器を提供することが可能とな
る。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例によって本発明を具体的に説明す
る。全図を通し同一符号は同一対象物を示す。第２図（
ａ）に本発明の実施例の変成器、同図（ｂ）に第二発明
の一実施例、同図（Ｃ）に第三発明の一実施例を示す。

本実施例は、何れも半導体部品で構成する電子回路装置
に直流電力を供給する、４８Ｖから５Ｖに変換する最大
出力１００　ＷのＤＣ／ＤＣＣ／式−タに試用したもの
で、小形化、高能率化を図るために、変成器の使用周波
数は出来る丈高めＩＭＨｚ以上とした。

この実施例では、変成器の巻線比は３：ｌが良く、磁性
部材は１ＭＨｚ以上でも低損失で飽和磁束密度が大きい
新フェライト材料が使われ、変成器ｌは、第２図（ａ）
に示す如く、３０　Ｘ　３５　Ｘ厚１０ｍｍの板状の磁
性体２に、直径５ｍｍの挿入孔２１を長手方向に中心間
隔１０ｍｍで３個をあけた列を、１５ｍｍ間隔に２列設
けてあり、この挿入孔２１を路溝たす太さの半円断面形
の銅線に、合成樹脂で絶縁被覆し、２０ｍｍの対向間隔
のコ字形に折り曲げた、２個の絶縁導体３．４が列間に
跨がり挿入しである。

巻線比が３＝１なので、絶縁導体３は３個を直列にソレ
ノイドコイル状に接続して、総巻数３を構成させ、絶縁
導体４は３個を並列に接続して総巻数１を構成して、巻
線比３：ｌを得ている。

第二発明の変成器１１は、第２図（ｂ）に示す如く、熱
伝導性の良いセラミック板材の５０　Ｘ　３０　Ｘ厚５
ｍｍの非磁性部材６を、接着材にて変成器１の磁性体２
の裏面側に密着して接着させており、長手端縁にあけた
固定孔６１を用いて構造基板にねじ締着させて、変成器
１１の放熱と固定を行わせている。

第三発明の一実施例の変成器１２は、第２図（Ｃ）に示
す如（で、前記変成器ｌの絶縁導体３，４の両端３１，
３２．４１．４２をコネクタ５の接触端子５１に形成さ
せ、これに嵌合接続し構造基板に固着されたコネクタ７
側で、絶縁導体３を直列接続、絶縁導体４を並列接続さ
せて巻線を構成し、巻線比３：ｌを得ている。

この場合、変成器１それ自体では巻線が構成されず、コ
ネクタ７と接続されて始めて機能するもので、コネクタ
７の接続が異なれば、同一変成器■であっても巻線比が
変わって使用され、１：１．１：２　、Ｉ：３の３種類
に使用できる。

上記実施例は各−例を示したものであり、各部形状、寸
法、材料は上記のものに限定するものではない。

例えば、コネクタ５．７をマルチコネクタとしたが、絶
縁導体３．４の端３１．３２．４１．４２毎に単独のコ
ネクタとしたものでも差支えない。

又、変成器１２の磁性体２に非磁性部材６を密着固着さ
せて構造基板に固定し、オープンサイドでコネクタ５．
７の接続を行う、組合せも自由である。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明により、磁性体に導体を通し端を接
続することで巻線を構成し、巻付ける巻線作業が無く、
且つ、異なる巻線比にも共通に使用することもでき、又
、巻線導体の高周波電流による近接効果及び表皮効果の
悪影響を抑え、非磁性部材で放熱が容易となり、生産の
自動化にも寄与することができ、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図で、 （ａ）は説明平面図、 （ｂ）は第二発明の変成器、 （ｃ）は第三発明の変成器、 第２図は本発明の実施例で、 （ａ）は変成器、 （ｂ）は第二発明の一実施例、 （Ｃ）は第三発明の一実施例である。 図において、 １、１１．１２は変成器、　　　２は磁性体、３、３−
Ａ、　３−Ｂ、　４は絶縁導体、５．７はコネクタ、　
　　　６は非磁性部材、２１は挿入孔、　　　　　５１
は接触端子、３１、３１−Ａ、　３１−Ｂ、　３２．３
２−Ａ、　３２−Ｂ、　４１．４２は端、６１は固定孔
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕板状の磁性体（２）の板厚方向に挿入孔（２１）
   を一定間隔に２列に配設し、前記列間で対応する該挿入
   孔（２１）の夫々に、コ字形に成形した２個の絶縁導体
   （３，４）を貫通させ、 該絶縁導体（３）の一端（３１）を隣の絶縁導体（３−
   Ａ）の他の列側の端（３２−Ａ）と接続し、前記隣の絶
   縁導体（３−Ａ）の他の端（３１−Ａ）を、更に隣の絶
   縁導体（３−Ｂ）の他の列側の端（３２−Ｂ）と接続し
   、以下これを繰り返して、所定個数を直列に接続してソ
   レノイドコイル状に形成し、 或いは、前記絶縁導体（３）（３−Ａ）（３−Ｂ）・・
   ・の同じ列側の端（３１）（３１−Ａ）（３１−Ｂ）・
   ・・同士、及び端（３２）（３２−Ａ）（３２−Ｂ）・
   ・・同士を接続して、所定個数を並列に接続し、 この直列接続と並列接続とを組合せ、且つ各々に同一電
   流が流れるように接続して、所定総巻数の１次又は２次
   巻線を構成させ、 該絶縁導体（４）も前記絶縁導体（３）と同様に、直列
   接続と並列接続を組合せ、且つ各々に同一電流が流れる
   ように接続して、所定総巻数の２次又は１次巻線を構成
   させて、所定の巻線比を得るように構成することを特徴
   とする変成器。 〔２〕非金属材板状の非磁性部材（６）の表面に、磁性
   体（２）を密着固定させることを特徴とする請求項１記
   載の変成器。 〔３〕絶縁導体（３，４）の両端（３１，３２，４１，
   ４２）をコネクタ（５）の接触端子（５１）に形成させ
   、該コネクタ（５）に嵌合接続するコネクタ（７）側で
   、各絶縁導体（３，４）を直列及び並列に接続させて巻
   線を構成させることを特徴とする請求項１記載の変成器
   。