JPS5868907A - スイツチングレギユレ−タ - Google Patents
スイツチングレギユレ−タInfo
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- JPS5868907A JPS5868907A JP56166888A JP16688881A JPS5868907A JP S5868907 A JPS5868907 A JP S5868907A JP 56166888 A JP56166888 A JP 56166888A JP 16688881 A JP16688881 A JP 16688881A JP S5868907 A JPS5868907 A JP S5868907A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
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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
【発明の詳細な説明】
本発明は、スイッチング・レギュレータの定電圧方式の
一つとしての磁気増幅器方式の籍性改良に関する。
一つとしての磁気増幅器方式の籍性改良に関する。
この種のスイッチング・レギュレータの一例を第１図に
示す。図において１はスイッチング素子、２は主トラン
ス、５；４は主トランス２の１次巻線および２次巻線で
ある。５は可飽和リアクトル、６は整流回路、７は定電
、圧制御回路、８ａ：８ｂは直流出力端子である。
示す。図において１はスイッチング素子、２は主トラン
ス、５；４は主トランス２の１次巻線および２次巻線で
ある。５は可飽和リアクトル、６は整流回路、７は定電
、圧制御回路、８ａ：８ｂは直流出力端子である。
次にこの回路の動作を説明する。
直流電圧が印加された一次巻線５に接続されたスイッチ
ング素子１の０Ｎ−ＯＦＦＫより主トランス２の二次巻
線４にパルス状の電圧が誘起される。
ング素子１の０Ｎ−ＯＦＦＫより主トランス２の二次巻
線４にパルス状の電圧が誘起される。
二の電圧は可飽和リアクトル５を通って、整流回路を介
し、出力端子８ａ：８ｂに直流電圧となって現われる。
し、出力端子８ａ：８ｂに直流電圧となって現われる。
この時、正パルス電流ｉ、により可飽和リアクトル５は
第４図（ａ）の飽和点Ａまで達しｓ ’Ｆが零になりた
時ＫＢｒ点に戻゛る。負パルス電流軸は、制御回路７に
よって出力直流電圧の設定値にｔｉ ｖ反比外して変化
する。すなわち、負パルス電流軸は制御電流であり、こ
の値が大きくなれば、リセットされる動作点はＢ点→Ｃ
点へと次第に移９てゆく。ｉ鵞が大きくなりＣ点→Ａ点
の間での動作を繰り返した時が可飽和リアクトルのイン
ピダンスは最大であり、電圧降下も最大となる。このよ
うに制御電流軸によりｂ」飽和リアクトルによる電圧降
下を変化させ、出力直流′電圧を一定にする方式が磁気
増幅器方式である。
第４図（ａ）の飽和点Ａまで達しｓ ’Ｆが零になりた
時ＫＢｒ点に戻゛る。負パルス電流軸は、制御回路７に
よって出力直流電圧の設定値にｔｉ ｖ反比外して変化
する。すなわち、負パルス電流軸は制御電流であり、こ
の値が大きくなれば、リセットされる動作点はＢ点→Ｃ
点へと次第に移９てゆく。ｉ鵞が大きくなりＣ点→Ａ点
の間での動作を繰り返した時が可飽和リアクトルのイン
ピダンスは最大であり、電圧降下も最大となる。このよ
うに制御電流軸によりｂ」飽和リアクトルによる電圧降
下を変化させ、出力直流′電圧を一定にする方式が磁気
増幅器方式である。
本方式の設計上の重要な問題は、可飽和リアクトルの材
料の選択である。材料性症としては、（１）第４図（ａ
）における残留磁束Ｂｒが大きいこと、（＃）保磁力Ｈ
ｃが小さいこと、（１）できるだけ薄い板であること等
が要求される。これまでは、前記性能な満足するものと
して、主に５０％Ｎｉ系のノく−マロイが主流であった
。この種の磁芯は、第２図に示すように約２５μ程度の
薄板を渦巻状に巻き込みトロイダル状の形状である。こ
れは、渦巻状のま＼約。
料の選択である。材料性症としては、（１）第４図（ａ
）における残留磁束Ｂｒが大きいこと、（＃）保磁力Ｈ
ｃが小さいこと、（１）できるだけ薄い板であること等
が要求される。これまでは、前記性能な満足するものと
して、主に５０％Ｎｉ系のノく−マロイが主流であった
。この種の磁芯は、第２図に示すように約２５μ程度の
薄板を渦巻状に巻き込みトロイダル状の形状である。こ
れは、渦巻状のま＼約。
１．０００℃の高温で熱処理されるたぬ、渦巻状にする
前に″ＩＩ！、気泳動法等により表面にＭｇＯが塗布さ
れている。これは、最終的には渦巻状したパーマロイ板
の上下層間の絶縁体となり、高周波動作時の渦電流損を
減少させる役目がある。磁芯は、第３図に示すように１
０のようなトロイダルボビンの中に収納され、巻線１１
による巻線時の応力が直接磁芯に伝わらないように工夫
されている。この種の材料のＢ−）１曲線は、第４図（
ａ）に示すようＫ Ｈｃ：α１０ｅであるが、数ＩＧ１
ｚ程度までは充分に爽用可能な材料である。しかし、ス
イッチング・レギュレータの周波数が数１０Ｋ）（ｚ〜
数１００ＫＨ２と高くなるにつれて鉄損の増加がひどく
、激しい温度上昇を防ぐことができなくなった。また、
濁流損も無視することが困難となり、１５μ以下の極薄
材の要求が強くなった。そのため、熱処理等の際の取扱
い上の困難さが目立ってきたのみならず木材の大巾なコ
ストアップを引き越すに到った。
前に″ＩＩ！、気泳動法等により表面にＭｇＯが塗布さ
れている。これは、最終的には渦巻状したパーマロイ板
の上下層間の絶縁体となり、高周波動作時の渦電流損を
減少させる役目がある。磁芯は、第３図に示すように１
０のようなトロイダルボビンの中に収納され、巻線１１
による巻線時の応力が直接磁芯に伝わらないように工夫
されている。この種の材料のＢ−）１曲線は、第４図（
ａ）に示すようＫ Ｈｃ：α１０ｅであるが、数ＩＧ１
ｚ程度までは充分に爽用可能な材料である。しかし、ス
イッチング・レギュレータの周波数が数１０Ｋ）（ｚ〜
数１００ＫＨ２と高くなるにつれて鉄損の増加がひどく
、激しい温度上昇を防ぐことができなくなった。また、
濁流損も無視することが困難となり、１５μ以下の極薄
材の要求が強くなった。そのため、熱処理等の際の取扱
い上の困難さが目立ってきたのみならず木材の大巾なコ
ストアップを引き越すに到った。
本発明の目的は、上記従来技術の限界に挑戦し、温度上
昇の少ない組立て容易な磁気増幅器方式を用いたスイッ
チング・レギュレータを提供することである。
昇の少ない組立て容易な磁気増幅器方式を用いたスイッ
チング・レギュレータを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明のスイッチング・レ
ギュレータは、トランスの一次巻巌に直列に接続され、
周期的に断続するスイッチング素子、前記トランスの出
力の二次巻線に直列に接続される可飽和リアクトル、さ
らに前記可飽和リアクトルを直列に接続される整流回路
、前記整流回路の出力端の直流電圧を一定にするための
制御回路により前記可飽和リアクトルの制御電流を制御
する磁気増幅器方式を用いたスイッチング・レギュレー
タにおいて、前記可飽和リアクトル用の磁、芯として、
Ｍｏを０．１〜６ａｔ’％含有し、Ｂｒ／Ｂ、ｏ≧７５
％であるｎ基又はＣＯ基非晶質材料を用いたことを特徴
としている。ここでＦｅ基；Ｃｏ基非晶質とはそれぞれ
Ｆｅを５０ａｔ％以上、Ｃｏを５０ ａ ｔ％以上含有
し、Ｘ線回折あるいは電子線回折で結晶に特有な回折−
が埃れず、巾の広いハローのみが認められる合金をさす
。前記可飽和リアクトル用の磁芯として、その組成はＦ
ｅ１００−ａ−ｂ−ｃＭｏａＸｂＹｃ、Ｃ。
ギュレータは、トランスの一次巻巌に直列に接続され、
周期的に断続するスイッチング素子、前記トランスの出
力の二次巻線に直列に接続される可飽和リアクトル、さ
らに前記可飽和リアクトルを直列に接続される整流回路
、前記整流回路の出力端の直流電圧を一定にするための
制御回路により前記可飽和リアクトルの制御電流を制御
する磁気増幅器方式を用いたスイッチング・レギュレー
タにおいて、前記可飽和リアクトル用の磁、芯として、
Ｍｏを０．１〜６ａｔ’％含有し、Ｂｒ／Ｂ、ｏ≧７５
％であるｎ基又はＣＯ基非晶質材料を用いたことを特徴
としている。ここでＦｅ基；Ｃｏ基非晶質とはそれぞれ
Ｆｅを５０ａｔ％以上、Ｃｏを５０ ａ ｔ％以上含有
し、Ｘ線回折あるいは電子線回折で結晶に特有な回折−
が埃れず、巾の広いハローのみが認められる合金をさす
。前記可飽和リアクトル用の磁芯として、その組成はＦ
ｅ１００−ａ−ｂ−ｃＭｏａＸｂＹｃ、Ｃ。
１００−ａ−ｂ−ｃＭｏａＸｂＹｃ
但し、０．１≦ａ≦６
０≦ｂ＜５０
１５≦Ｃ≦６０
Ｘ ： Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚ
、ｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｗ。
、ｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｗ。
Ｔ ａ ＊ Ｈｆ ｅ Ｒｕ Ｔ Ａ ｇ ＊白金属元
素、希土類元素。
素、希土類元素。
Ｓｎ 、 Ｐｂ 、アルカリ金属、アルカリ土類金属Ｙ
： Ｓｉ、Ｂ、Ｃ，Ａ１１Ｐ＃Ｇａ１ＧｅｔＢｉｌＡ
Ｓからなる。
： Ｓｉ、Ｂ、Ｃ，Ａ１１Ｐ＃Ｇａ１ＧｅｔＢｉｌＡ
Ｓからなる。
本発明（用いられる材料においてＭｏは必須の元素であ
り、Ｍｏ添加により角形比を向上させた非晶ｆｊＫ材料
をスイッチングレギュレータに用いたのが本発明のポイ
ントである。
り、Ｍｏ添加により角形比を向上させた非晶ｆｊＫ材料
をスイッチングレギュレータに用いたのが本発明のポイ
ントである。
Ｍｏをｏ、１ａｔ＊以上６ａｔ％以下に限定したのは０
１ａｔ％禾満では添加効果が顕著でなく、又６ａｔ％を
越えると角形比が６０％以下に落ちてしまうためである
・ 前記Ｍｏ添加材は、磁場中焼鈍をしなくても高い角形比
が得られ、保磁力も減少することから、複雑な磁場処理
の工程を省略そぎ、コストの低下の面からもスイッチン
グレギュレータ用磁心材として優れている。
１ａｔ％禾満では添加効果が顕著でなく、又６ａｔ％を
越えると角形比が６０％以下に落ちてしまうためである
・ 前記Ｍｏ添加材は、磁場中焼鈍をしなくても高い角形比
が得られ、保磁力も減少することから、複雑な磁場処理
の工程を省略そぎ、コストの低下の面からもスイッチン
グレギュレータ用磁心材として優れている。
以下、本発明な笑施例により眸細に説明する。
第４図Φ）は、本発明のスイッチング・レギュレータに
用いられた２５μ厚の非晶質金属磁性材料のＢ−Ｈ曲線
である。この図から明らかなようＫ、組成（Ｃ００９６
Ｆ’０．０４）７５ＭＯ８８ｊｔｓＢｅの本材料を可飽
和リアクトルとして用いた場合には、 ５０ＳＮｉ系
のパーマロイに比してＨｅが極端に小さいために著しく
鉄損が減少することが予想される。こ＼でいう非晶質金
属磁性材料とは、前記組成の溶融液を高速に回転する片
ロールあるいは両ロールの表面に射出させ、急速冷却す
ること忙より、瞬時に第２図のような渦巻状忙作成され
たものを言う。その後行なわれるａ項中もしくは普通の
熱処理が必要であるが、その温度は高々５００℃〜ｓｏ
ｏ℃の範囲であり、従来材に比較すると著しく低い。そ
のため、従来の５０１Ｎｉ系パーマロイのように、溶着
を防ぐための層間絶縁物は必要ないが、渦流損を減少さ
せるためには絶縁物をノ伽間に入れてもよい。一般に、
非晶質金Ｊ／Ｉ４磁性材料は、急速冷却凝固の際に、表
面が僅かに酸化されるので層間絶縁物が必要でない場合
が多い。般終的には、従来技術と同じように、第５図の
トロイダル状のボビン１０の中に収納し、巻線して可飽
和リアクトルとする０Ｍ５図は５０Ｋ［−１ｚのスイッ
チング周波数にて動作させ可飽和リアクトルの表面温度
を測定した結果である。１４は従来の５０％Ｎｉ系パー
マロイを、１５は本発明に使用した非晶質金塊材料をそ
れぞれ用いた場合のボビン部の表面の温度上昇を示す。
用いられた２５μ厚の非晶質金属磁性材料のＢ−Ｈ曲線
である。この図から明らかなようＫ、組成（Ｃ００９６
Ｆ’０．０４）７５ＭＯ８８ｊｔｓＢｅの本材料を可飽
和リアクトルとして用いた場合には、 ５０ＳＮｉ系
のパーマロイに比してＨｅが極端に小さいために著しく
鉄損が減少することが予想される。こ＼でいう非晶質金
属磁性材料とは、前記組成の溶融液を高速に回転する片
ロールあるいは両ロールの表面に射出させ、急速冷却す
ること忙より、瞬時に第２図のような渦巻状忙作成され
たものを言う。その後行なわれるａ項中もしくは普通の
熱処理が必要であるが、その温度は高々５００℃〜ｓｏ
ｏ℃の範囲であり、従来材に比較すると著しく低い。そ
のため、従来の５０１Ｎｉ系パーマロイのように、溶着
を防ぐための層間絶縁物は必要ないが、渦流損を減少さ
せるためには絶縁物をノ伽間に入れてもよい。一般に、
非晶質金Ｊ／Ｉ４磁性材料は、急速冷却凝固の際に、表
面が僅かに酸化されるので層間絶縁物が必要でない場合
が多い。般終的には、従来技術と同じように、第５図の
トロイダル状のボビン１０の中に収納し、巻線して可飽
和リアクトルとする０Ｍ５図は５０Ｋ［−１ｚのスイッ
チング周波数にて動作させ可飽和リアクトルの表面温度
を測定した結果である。１４は従来の５０％Ｎｉ系パー
マロイを、１５は本発明に使用した非晶質金塊材料をそ
れぞれ用いた場合のボビン部の表面の温度上昇を示す。
この図かられかるように１従来の２５μ厚の５０％Ｎｉ
系パーマロイは約１０分間で４０℃の温度上昇を越すの
に対して、本発明に使用した２５μ厚の非晶質金属磁性
材料の場合には、前者の約１７２〜１／６の温度上昇に
抑えられることがわかる。これは、第４図（ｂ）に非晶
質金属磁性材料のトＨ曲線に示されるように、Ｈｃ’ｂ
０．０１０ｅでる。この他に、非晶質金属磁性材料の固
有電気抵抗が１５０Ｘ１０−’ （Ω−の〕と５０チＮ
ｉ系パーマロイに比較して数倍大きいこと、また非晶質
金属の表面には薄い酸化物被服が作成されているために
１巻鉄芯とした場合の層間絶縁が保たれ渦流損がかなり
減少することが、もう一つの大きな理由である。
系パーマロイは約１０分間で４０℃の温度上昇を越すの
に対して、本発明に使用した２５μ厚の非晶質金属磁性
材料の場合には、前者の約１７２〜１／６の温度上昇に
抑えられることがわかる。これは、第４図（ｂ）に非晶
質金属磁性材料のトＨ曲線に示されるように、Ｈｃ’ｂ
０．０１０ｅでる。この他に、非晶質金属磁性材料の固
有電気抵抗が１５０Ｘ１０−’ （Ω−の〕と５０チＮ
ｉ系パーマロイに比較して数倍大きいこと、また非晶質
金属の表面には薄い酸化物被服が作成されているために
１巻鉄芯とした場合の層間絶縁が保たれ渦流損がかなり
減少することが、もう一つの大きな理由である。
以上、本発明の実施例を用いて説明した通り。
非晶質金属磁性材料を用いた本発明の方式を用いれば、
可飽和リアクトルの温度上昇を極端に抑えることができ
、高信頼性、高効率な磁気増【＠器方式のスイッチング
・レギユレータを実現することができる。
可飽和リアクトルの温度上昇を極端に抑えることができ
、高信頼性、高効率な磁気増【＠器方式のスイッチング
・レギユレータを実現することができる。
８１図は公知の回路図、第２図は公知の磁芯形状、第５
図は公知の可飽和リアクトル形状、第４図（ａ）は公知
の磁芯の特性、第４図（ｂ）は本発明の方式に用いられ
た非晶質材料の特性、第５図は本発明と公知例との温度
特性比較図。 代理人 出 中 寿 徳 １′−１図 才Ｓ口 υ 、） ／Ｕ ｔ（ｍｔｎ、
）手続補正書（自発） １Ｖｉ ｍ ５て、１１・１１８ ＩＩｏＪＣｆ’ｌ・
の表示 昭和５６年持許屓ｉ第 １６６’８８［３シ；補１１（
をするｈ ｒ、 、 ！１． ．５０ｇ＋ ’１１．′、金属株
式会ｔ１４代表者河野 県人 代 理 人 「−； 所 東Ｊ＋Ｃ都千代用ｆＫ丸の内分Ｊ
゛ロ１爵２シ；補ＩＩ：の肘、象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。 補正の内容 ！ 明細書の「発明の詳細な説明」の媚の記載を下記の
通り訂正、する。 記 （１） 明［４第３頁第１８行の「１ｌＩｌ売損」全・
「渦電流損」に訂正する。 （２）同４ａ４頁第２行の「引き渡す」ｔ−［引き起こ
すＪＫ訂正する〇 （３）同書第５頁第１１行の後に［の中より選ばれた一
種又は二種以上、」を挿入する。 （４）同書同頁第１２行の後に「の中より選ばれた一種
又は二種以上、」全挿入する。 ４６，１□４６１．２ケ゛。、ヮやヨ。、５ケ。え、挿
入する。 「シ、スイッチングｗｔ源の制御用として優れたｄａｔ
発揮」 （６）同一量げ第１６行の「両ロール」ヲ「双ロール」
に訂正する。 訂正する〇 （８）同書同頁１１！９行の「非晶賞金Ｊ１４ａｌｌ性
材料」を「本発明になる非晶質金属磁性材料」に訂正す
る。 以 上
図は公知の可飽和リアクトル形状、第４図（ａ）は公知
の磁芯の特性、第４図（ｂ）は本発明の方式に用いられ
た非晶質材料の特性、第５図は本発明と公知例との温度
特性比較図。 代理人 出 中 寿 徳 １′−１図 才Ｓ口 υ 、） ／Ｕ ｔ（ｍｔｎ、
）手続補正書（自発） １Ｖｉ ｍ ５て、１１・１１８ ＩＩｏＪＣｆ’ｌ・
の表示 昭和５６年持許屓ｉ第 １６６’８８［３シ；補１１（
をするｈ ｒ、 、 ！１． ．５０ｇ＋ ’１１．′、金属株
式会ｔ１４代表者河野 県人 代 理 人 「−； 所 東Ｊ＋Ｃ都千代用ｆＫ丸の内分Ｊ
゛ロ１爵２シ；補ＩＩ：の肘、象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。 補正の内容 ！ 明細書の「発明の詳細な説明」の媚の記載を下記の
通り訂正、する。 記 （１） 明［４第３頁第１８行の「１ｌＩｌ売損」全・
「渦電流損」に訂正する。 （２）同４ａ４頁第２行の「引き渡す」ｔ−［引き起こ
すＪＫ訂正する〇 （３）同書第５頁第１１行の後に［の中より選ばれた一
種又は二種以上、」を挿入する。 （４）同書同頁第１２行の後に「の中より選ばれた一種
又は二種以上、」全挿入する。 ４６，１□４６１．２ケ゛。、ヮやヨ。、５ケ。え、挿
入する。 「シ、スイッチングｗｔ源の制御用として優れたｄａｔ
発揮」 （６）同一量げ第１６行の「両ロール」ヲ「双ロール」
に訂正する。 訂正する〇 （８）同書同頁１１！９行の「非晶賞金Ｊ１４ａｌｌ性
材料」を「本発明になる非晶質金属磁性材料」に訂正す
る。 以 上
Claims (1)
- ＭＯを（Ｌｌ 〜６ａｔ％含有し、Ｂｒ／Ｂ１（、≧７
５−であるＦｅ基又はＣｏ基非晶質磁性材料を用いたこ
とを特′徴とするスイッチングレギ為レータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166888A JPS5868907A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | スイツチングレギユレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166888A JPS5868907A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | スイツチングレギユレ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5868907A true JPS5868907A (ja) | 1983-04-25 |
Family
ID=15839477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56166888A Pending JPS5868907A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | スイツチングレギユレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5868907A (ja) |
-
1981
- 1981-10-19 JP JP56166888A patent/JPS5868907A/ja active Pending
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