JPH0722049B2 - フライバックトランス - Google Patents

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１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SC
1ないしSC4を含み、２次巻線SC1ないしSC4間にはそれぞ
れ整流ダイオードD1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,ダンパダオイード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SC
1ないしSC4をつば付きボビン３に巻回した、分割がら巻
きタイプのものや、第17A図および第17B図に示すように
それぞれの２次巻線SC1ないしSC4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、この電源としての機
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＋（Rd×Ip） Vr＝Ip×Rc Vx＝ωLl×Ip ただし、Vd ：定数 Rd ：定数 Ip :2次巻線のピーク電流 Rc ：巻線抵抗 ωLl: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似し、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を小さくすることに
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
子の取り付け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、一層安価
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
面には、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をたとえばスポッ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22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、蒸着やめっ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
体箔18によって、第１の端子24aおよび24b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、
より大きな値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
体箔18および20の間には、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LC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16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の取り付け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SC1ないしSC4が順次積層的に配置さ
れる。

この２次巻線SC1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30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32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は、
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43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SC1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D1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SC1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16B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Ip1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Ip2が比較的小さい矩形波とな
る。

したがって、ピーク電流Ipが従来に比べて、小さくな
り、そのピーク電流Ip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Vl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Ｄ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SC1
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11A図および第11B図と同じよ
うに、各フィルム巻回体の第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PC1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Cp1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T1
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13
C図に示すように、さらに広い導通角Ton3を有しかつよ
り小さいピーク電流Ip3を有する波形となる。

なお、この実施例では、２次巻線SC1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
PC1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
れらのフィルム巻回体12a,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SC1およびSC2が順次積層的に配置される。２次巻線
SC1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SC1およびS
C2の上には、絶縁シート461を介して、フィルム巻回体1
2b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SC1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SC1ないしSC4は、それぞれ、第10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SC1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PC1,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Cp1,Cp2
及びCp3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T1,T2およびT3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、一層広い
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11A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PC1,PC2（およびPC3）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回体の絶縁シートを展
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13
A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図は分割が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
図は一部破断正面図、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、12,12a,12b,1
2cはフィルム巻回体、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,24a1,24a2,24a3,24b1,24b2,24b3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,PC1,PC2,PC3は１次巻線、Cp,Cp1,Cp2,Cp3は共振コン
デンサ、SC1ないしSC4は２次巻線を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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。