JPH04317307A - 変成器 - Google Patents
変成器Info
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- JPH04317307A JPH04317307A JP4023797A JP2379792A JPH04317307A JP H04317307 A JPH04317307 A JP H04317307A JP 4023797 A JP4023797 A JP 4023797A JP 2379792 A JP2379792 A JP 2379792A JP H04317307 A JPH04317307 A JP H04317307A
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- JP
- Japan
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- winding
- transformer
- coil
- capacitor
- leakage inductance
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Links
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 78
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
- H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F17/06—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/16—Toroidal transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第１巻線とこの第１巻
線に結合された第２巻線とが設けられた軟磁性体のコア
を具え、各巻線が少なくとも一本のワイヤ状導体より成
っているいる変成器に関するものである。
線に結合された第２巻線とが設けられた軟磁性体のコア
を具え、各巻線が少なくとも一本のワイヤ状導体より成
っているいる変成器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような変成器の一例は文献ＰＩＲＥ
４７ Ｎｏ． ８（１９５９年８月）の第１３３７〜
１３４２頁に記載されており既知である。多くの場合、
変成器の漏洩インダクタンスを最小にすること、すなわ
ち巻線間の結合度をできるだけ高くすることが望ましい
。変成器を帯域幅の大きなシステムに用いる必要がある
場合には、上述した条件を広い周波数範囲に亘って満足
させる必要がある。上述した文献には、結合度を上げる
ための工程、例えば巻線を形成する導体をねじる工程が
開示されている。更に、環状変成器コアを用いることに
よっても結合度を上げることができる。しかし、実際に
は巻線の完全な結合を適切に達成することができない為
、ある程度の漏洩インダクタンスは不可避であるという
ことを確かめた。
４７ Ｎｏ． ８（１９５９年８月）の第１３３７〜
１３４２頁に記載されており既知である。多くの場合、
変成器の漏洩インダクタンスを最小にすること、すなわ
ち巻線間の結合度をできるだけ高くすることが望ましい
。変成器を帯域幅の大きなシステムに用いる必要がある
場合には、上述した条件を広い周波数範囲に亘って満足
させる必要がある。上述した文献には、結合度を上げる
ための工程、例えば巻線を形成する導体をねじる工程が
開示されている。更に、環状変成器コアを用いることに
よっても結合度を上げることができる。しかし、実際に
は巻線の完全な結合を適切に達成することができない為
、ある程度の漏洩インダクタンスは不可避であるという
ことを確かめた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、漏洩
インダクタンスの影響を広い周波数範囲に亘って排除し
うる前述した種類の変成器を提供せんとするにある。
インダクタンスの影響を広い周波数範囲に亘って排除し
うる前述した種類の変成器を提供せんとするにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１巻線とこ
の第１巻線に結合された第２巻線とが設けられた軟磁性
体のコアを具え、各巻線が少なくとも一本のワイヤ状導
体より成っているいる変成器において、第１巻線及び第
２巻線に結合された第３巻線が設けられ、この第３巻線
にはキャパシタにより相互接続された端子が設けられて
いることを特徴とする。
の第１巻線に結合された第２巻線とが設けられた軟磁性
体のコアを具え、各巻線が少なくとも一本のワイヤ状導
体より成っているいる変成器において、第１巻線及び第
２巻線に結合された第３巻線が設けられ、この第３巻線
にはキャパシタにより相互接続された端子が設けられて
いることを特徴とする。
【０００５】キャパシタの値を適切に選択すると、所定
の周波数範囲における漏洩インダクタンスの影響をキャ
パシタの効果によって殆ど無くすことができる。この目
的のために、キャパシタを可変に構成するのが有利であ
る。
の周波数範囲における漏洩インダクタンスの影響をキャ
パシタの効果によって殆ど無くすことができる。この目
的のために、キャパシタを可変に構成するのが有利であ
る。
【０００６】後に説明するように、高周波に対しては、
キャパシタが漏洩インダクタンス及び二次巻線に接続さ
れた負荷と直列に接続されているとみなすことができる
。この場合、第３巻線の巻回数を第２巻線の巻回数に等
しくするのが有利である。このようにすると、キャパシ
タは変成比によって増大又は減少した値ではなく、直列
接続でその実際の値を有するようになる。
キャパシタが漏洩インダクタンス及び二次巻線に接続さ
れた負荷と直列に接続されているとみなすことができる
。この場合、第３巻線の巻回数を第２巻線の巻回数に等
しくするのが有利である。このようにすると、キャパシ
タは変成比によって増大又は減少した値ではなく、直列
接続でその実際の値を有するようになる。
【０００７】本発明による変成器の好適例では、第１、
第２及び第３巻線を構成する導体をそれらの長さの少な
くとも一部分に亘りねじったことを特徴とする。これ自
体既知のように、この処理により巻線間の結合度を高め
る為、キャパシタにより補償すべき漏洩インダクタンス
が最小となり、一方キャパシタは漏洩インダクタンス及
び負荷とできるだけ有効に直列接続される。
第２及び第３巻線を構成する導体をそれらの長さの少な
くとも一部分に亘りねじったことを特徴とする。これ自
体既知のように、この処理により巻線間の結合度を高め
る為、キャパシタにより補償すべき漏洩インダクタンス
が最小となり、一方キャパシタは漏洩インダクタンス及
び負荷とできるだけ有効に直列接続される。
【０００８】以下図面につき説明するように、図１は既
知の変成器及びこれに接続された負荷を示す。この変成
器１は軟磁性体、例えばフェライトより成るコア７上に
設けた第１巻線３及び第３巻線５を有する。負荷１１は
出力端子９を介して第２巻線５に接続されている。第１
巻線３は入力端子１３に接続されている。第１巻線３を
流れる電流が所定の瞬時にｉ１ に等しく、第２巻線５
を流れる電流がｉ２ に等しく、第１巻線及び第２巻線
における磁束がΦ１ 及びΦ２ にそれぞれ等しいもの
とすると、次式が満足される。
知の変成器及びこれに接続された負荷を示す。この変成
器１は軟磁性体、例えばフェライトより成るコア７上に
設けた第１巻線３及び第３巻線５を有する。負荷１１は
出力端子９を介して第２巻線５に接続されている。第１
巻線３は入力端子１３に接続されている。第１巻線３を
流れる電流が所定の瞬時にｉ１ に等しく、第２巻線５
を流れる電流がｉ２ に等しく、第１巻線及び第２巻線
における磁束がΦ１ 及びΦ２ にそれぞれ等しいもの
とすると、次式が満足される。
【数１】
ここに、Ｍは２つの巻線の相互インダクタンスであり、
Ｋは結合係数であり、Ｌ１及びＬ２はそれぞれ第１及び
第２巻線のインダクタンスである。理想的な変成器の場
合Ｋ＝１である。しかし実際には、Ｋは常に１よりも小
さい。その理由は、２つの巻線間の結合が完全ではない
為である。図２の等価回路では、変成器１を、インダク
タンスＬ１ を有するコイル１９が並列に接続された第
１巻線１７とコイル２３が直列に接続された第２巻線２
１とを有する理想的な変成器１５として示してある。コ
イル２３は結合係数Ｋの影響を表わす。そのインダクタ
ンスＬｓ はＬ２（１−Ｋ２）に等しい。このインダク
タンスを漏洩インダクタンスと称する。理想的な変成器
１５は１に等しい結合係数と、Ｌ１ ／Ｍ：１に等しい
変成比とを有する。負荷を例えば抵抗Ｒとすると、入力
端子１３間で測ったコンダクタンスＹは
Ｋは結合係数であり、Ｌ１及びＬ２はそれぞれ第１及び
第２巻線のインダクタンスである。理想的な変成器の場
合Ｋ＝１である。しかし実際には、Ｋは常に１よりも小
さい。その理由は、２つの巻線間の結合が完全ではない
為である。図２の等価回路では、変成器１を、インダク
タンスＬ１ を有するコイル１９が並列に接続された第
１巻線１７とコイル２３が直列に接続された第２巻線２
１とを有する理想的な変成器１５として示してある。コ
イル２３は結合係数Ｋの影響を表わす。そのインダクタ
ンスＬｓ はＬ２（１−Ｋ２）に等しい。このインダク
タンスを漏洩インダクタンスと称する。理想的な変成器
１５は１に等しい結合係数と、Ｌ１ ／Ｍ：１に等しい
変成比とを有する。負荷を例えば抵抗Ｒとすると、入力
端子１３間で測ったコンダクタンスＹは
【数２】
となる。ここにω＝２πｆであり、ｆは入力端子１３に
供給される正弦波状の交流電圧の周波数である。上記の
式から明らかなように、コンダクタンスＹは周波数ｆが
増大すると減少する。この減少はＫが小さくなればなる
程増大する。Ｙが変化すると反射が生じやすくなる。そ
の理由は、周波数が高くなると、負荷Ｒを有する変成器
より成る回路のインピーダンスが入力端子１３に接続さ
れた電源のインピーダンス、例えば中央アンテナシステ
ムの導体のインピーダンスからますますずれてしまう為
である。
供給される正弦波状の交流電圧の周波数である。上記の
式から明らかなように、コンダクタンスＹは周波数ｆが
増大すると減少する。この減少はＫが小さくなればなる
程増大する。Ｙが変化すると反射が生じやすくなる。そ
の理由は、周波数が高くなると、負荷Ｒを有する変成器
より成る回路のインピーダンスが入力端子１３に接続さ
れた電源のインピーダンス、例えば中央アンテナシステ
ムの導体のインピーダンスからますますずれてしまう為
である。
【０００９】漏洩インダクタンスの影響は原理的には、
図３の等価回路に示すように適切なキャパシタ２５をコ
イル２３と直列に接続することにより減少せしめること
ができる。キャパシタ２５の値Ｃｓ は所定の周波数ｆ
０ に対し、
図３の等価回路に示すように適切なキャパシタ２５をコ
イル２３と直列に接続することにより減少せしめること
ができる。キャパシタ２５の値Ｃｓ は所定の周波数ｆ
０ に対し、
【数３】
となるように選択される。この場合、周波数ｆ０ に対
しては、変成器１５の変成比が１：１であれば、入力端
子１３間で測定したインピーダンスはＲ に等しくなる
。周波数ｆの関数としてのインピーダンスＺ＝１／Ｙの
変化を図４に示す。この図４から明らかなように、イン
ピーダンスは選択周波数ｆ０ に対し最小値Ｒを有し、
周波数が高くなったり低くなったりすると増大する。こ
のことは、回路を比較的低い周波数でも正しく動作させ
る必要がある場合に不所望なことである。従って、この
ような状況の下では、キャパシタを負荷１１と直列に接
続する上述した解決策を用いることができない。
しては、変成器１５の変成比が１：１であれば、入力端
子１３間で測定したインピーダンスはＲ に等しくなる
。周波数ｆの関数としてのインピーダンスＺ＝１／Ｙの
変化を図４に示す。この図４から明らかなように、イン
ピーダンスは選択周波数ｆ０ に対し最小値Ｒを有し、
周波数が高くなったり低くなったりすると増大する。こ
のことは、回路を比較的低い周波数でも正しく動作させ
る必要がある場合に不所望なことである。従って、この
ような状況の下では、キャパシタを負荷１１と直列に接
続する上述した解決策を用いることができない。
【００１０】
【実施例】上述した欠点のない本発明による変成器２７
の一実施例を図５に示す。この変成器２７は第１巻線２
９及び第２巻線３１に加えて第３巻線３３を有し、この
第３巻線の接続端子３５が図示のように可変とするのが
好ましいキャパシタ３７により相互接続されている。こ
れら３つの巻線２９， ３１及び３３間の結合度はでき
るだけ高くして漏洩インダクタンスを最小にする。キャ
パシタ３７は第３巻線３３に接続されている為、このキ
ャパシタは低周波に対し負荷１１と直列に接続されず、
従って入力端子１３間で測ったインピーダンスは低周波
数に対し増大しない。しかし高周波数に対しては、キャ
パシタ３７と、負荷１１と、漏洩インダクタンス２３と
が直列に接続されているとみなすことができる為、キャ
パシタの値を調整することにより周波数を選択した場合
（変成比を１：１とすれば）入力端子間で測ったインピ
ーダンスがＲに等しくなる。３つの巻線間の結合度は高
い為、漏洩インダクタンスＬｓ の値は極めて低く、従
ってクオリティファクタ（Ｑ＝ω０ Ｌｓ ／Ｒ）も極
めて低くなる。従って、キャパシタ３７により導入され
る漏洩インダクタンス補償が比較的広い周波数範囲に亘
って有効となる。
の一実施例を図５に示す。この変成器２７は第１巻線２
９及び第２巻線３１に加えて第３巻線３３を有し、この
第３巻線の接続端子３５が図示のように可変とするのが
好ましいキャパシタ３７により相互接続されている。こ
れら３つの巻線２９， ３１及び３３間の結合度はでき
るだけ高くして漏洩インダクタンスを最小にする。キャ
パシタ３７は第３巻線３３に接続されている為、このキ
ャパシタは低周波に対し負荷１１と直列に接続されず、
従って入力端子１３間で測ったインピーダンスは低周波
数に対し増大しない。しかし高周波数に対しては、キャ
パシタ３７と、負荷１１と、漏洩インダクタンス２３と
が直列に接続されているとみなすことができる為、キャ
パシタの値を調整することにより周波数を選択した場合
（変成比を１：１とすれば）入力端子間で測ったインピ
ーダンスがＲに等しくなる。３つの巻線間の結合度は高
い為、漏洩インダクタンスＬｓ の値は極めて低く、従
ってクオリティファクタ（Ｑ＝ω０ Ｌｓ ／Ｒ）も極
めて低くなる。従って、キャパシタ３７により導入され
る漏洩インダクタンス補償が比較的広い周波数範囲に亘
って有効となる。
【００１１】図６は２つの変成器を用いた回路例を示し
、これら変成器の漏洩インダクタンスは図５につき説明
したようにして補償される。この回路は中央アンテナシ
ステムに対するモジュール３９を有し、このモジュール
は入力変成器４１及び出力変成器４３を介してこの中央
アンテナシステムに結合される。負荷１１は出力ケーブ
ルシステムを示す。入力アンテナシステムは内部インピ
ーダンス４７を有する電圧源４５として示してある。入
力変成器４１は一次巻線４９と、二次巻線５１と、補償
巻線５３とを有し、この補償巻線５３に可変キャパシタ
５５が接続されている。 変成比は１に等しくなく（例えば６：５であり）、漏洩
インダクタンスを減少させるためにオランダ国特許出願
第９００２００５号（特願平３−２３３２０９号）明細
書に記載されているように二次巻線が２つのワイヤ状導
体を以って構成されている。補償巻線５３の巻回数は一
次巻線４９と同じである。巻線を形成する導体は、巻線
間の結合度を最大にするためにそれらの長さのできるだ
け長い部分に亘ってねじられている。出力変成器４３は
一次巻線５７と、二次巻線５９と、補償巻線６１とを有
し、補償巻線６１に可変キャパシタ６３が接続されてい
る。二次巻線５９及び補償巻線６１の巻回数は同じであ
り、一次巻線５７は、モジュール３９を附勢するために
直流電圧を加えうる中心タップ６５が設けられた２つの
直列接続された副巻線より成っている。
、これら変成器の漏洩インダクタンスは図５につき説明
したようにして補償される。この回路は中央アンテナシ
ステムに対するモジュール３９を有し、このモジュール
は入力変成器４１及び出力変成器４３を介してこの中央
アンテナシステムに結合される。負荷１１は出力ケーブ
ルシステムを示す。入力アンテナシステムは内部インピ
ーダンス４７を有する電圧源４５として示してある。入
力変成器４１は一次巻線４９と、二次巻線５１と、補償
巻線５３とを有し、この補償巻線５３に可変キャパシタ
５５が接続されている。 変成比は１に等しくなく（例えば６：５であり）、漏洩
インダクタンスを減少させるためにオランダ国特許出願
第９００２００５号（特願平３−２３３２０９号）明細
書に記載されているように二次巻線が２つのワイヤ状導
体を以って構成されている。補償巻線５３の巻回数は一
次巻線４９と同じである。巻線を形成する導体は、巻線
間の結合度を最大にするためにそれらの長さのできるだ
け長い部分に亘ってねじられている。出力変成器４３は
一次巻線５７と、二次巻線５９と、補償巻線６１とを有
し、補償巻線６１に可変キャパシタ６３が接続されてい
る。二次巻線５９及び補償巻線６１の巻回数は同じであ
り、一次巻線５７は、モジュール３９を附勢するために
直流電圧を加えうる中心タップ６５が設けられた２つの
直列接続された副巻線より成っている。
【００１２】出力変成器４３の構造を図７に示す。出力
変成器４３はフェライトより成る環状コア７を有し、こ
の環状コアにできるだけねじった４つのワイヤ状導体６
９， ７１， ７３及び７５が巻装されている。導体６
９及び７１は一次巻線５７を構成し、導体７３は二次巻
線５９を構成し、導体７５は補償巻線６１を構成する。 導体６９〜７５の自由端から絶縁体が除かれ、これら自
由端に錫が被覆されている。
変成器４３はフェライトより成る環状コア７を有し、こ
の環状コアにできるだけねじった４つのワイヤ状導体６
９， ７１， ７３及び７５が巻装されている。導体６
９及び７１は一次巻線５７を構成し、導体７３は二次巻
線５９を構成し、導体７５は補償巻線６１を構成する。 導体６９〜７５の自由端から絶縁体が除かれ、これら自
由端に錫が被覆されている。
【図１】既知の変成器及びこれに接続された負荷を示す
回路図である。
回路図である。
【図２】図１に示す変成器の等価回路を示す線図である
。
。
【図３】図１に示す変成器の変形例を示す等価回路図で
ある。
ある。
【図４】図３に示す変形例の動作を示すグラフ線図であ
る。
る。
【図５】本発明による変成器の一実施例を示す等価回路
図である。
図である。
【図６】本発明による変成器の２つの例を用いた回路を
示す線図である。
示す線図である。
【図７】本発明による変成器の一具体例を示す構成図で
ある。
ある。
７ 環状コア
１１ 負荷
２３ 漏洩インダクタンス
２７ 変成器
２９ 第１巻線
３１ 第２巻線
３３ 第３巻線
３７， ５５， ６３ キャパシタ
４１ 入力変成器
４３ 出力変成器
４５ 電圧源
４９， ５７ 一次巻線
５１， ５９ 二次巻線
５３， ６１ 補償巻線
Claims (4)
- 【請求項１】 第１巻線（２９）とこの第１巻線に結
合された第２巻線（３１）とが設けられた軟磁性体のコ
ア（７） を具え、各巻線が少なくとも一本のワイヤ状
導体より成っているいる変成器において、第１巻線（２
９）及び第２巻線（３１）に結合された第３巻線（３３
）が設けられ、この第３巻線にはキャパシタ（３７）に
より相互接続された端子（３５）が設けられていること
を特徴とする変成器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の変成器において、キ
ャパシタ（３７）が可変式であることを特徴とする変成
器。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の変成器におい
て、第３巻線（３３）の巻回数を第２巻線（３１）の巻
回数に等しくしたことを特徴とする変成器。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載の
変成器において、第１巻線（２９）、第２巻線（３１）
及び第３巻線（３３）を構成する導体がそれらの長さの
少なくとも一部分に亘ってねじられていることを特徴と
する変成器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9100247A NL9100247A (nl) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Transformator. |
| NL9100247 | 1991-02-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317307A true JPH04317307A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=19858869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4023797A Pending JPH04317307A (ja) | 1991-02-13 | 1992-02-10 | 変成器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5331271A (ja) |
| EP (1) | EP0499311B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04317307A (ja) |
| KR (1) | KR100217802B1 (ja) |
| DE (1) | DE69204085T2 (ja) |
| NL (1) | NL9100247A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022151950A (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-12 | Ｎｅｃネットワーク・センサ株式会社 | フラックスゲート型磁気検出器及び磁気検出方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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