JP2009272438A

JP2009272438A - スイッチングトランス

Info

Publication number: JP2009272438A
Application number: JP2008121569A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Nagamune; 敦彦長宗
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】スイッチングトランスにおいて、漏洩インダクタンスを抑制することにより、ノイズ及び発熱を低減する。
【解決手段】第１巻き線５の第１端部５１とボビン３の第１鍔部３１との距離を、第２巻き線６の第１端部６１と第１鍔部３１との距離に等しくする。また、第２巻き線６の第２端部６２とボビン３の第２鍔部３２との距離を、第１巻き線５の第２端部５２と第２鍔部３２との距離より小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器の電源回路に用いられるスイッチングトランスに関するものである。

従来から、電子機器の電源回路に用いられているスイッチングトランスにおいては、所望の電気的特性を得るために、第１巻き線（１次側コイル）と第２巻き線（２次側コイル）の配置について、種々の検討がなされている。例えば、特許文献１には、第１巻き線に対して第２巻き線が巻装軸の方向にずらして配置されているスイッチングトランスが示されている。また、特許文献２には、第１巻き線の両端よりも内側に第２巻き線が配置されているスイッチングトランスが示されている。また、特許文献３及び特許文献４には、第１巻き線の両端と第２巻き線の両端が揃えて配置されているスイッチングトランスが示されている。このようなスイッチングトランスにおいては、上記巻き線の配置を実現するために、各巻き線の両端の外側にはバリアテープが配されている。なお、特許文献５にも、バリアテープが各巻き線の両端の外側に配されているスイッチングトランスが示されている。

特開平７−２８３０３８号公報特開２００２−２３７４２１号公報特開平９−９７７２３号公報特開平９−１７６５７号公報特開平７−２９７０５１号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に示されたスイッチングトランスにおいては、第２巻き線の端部よりも外側に第１巻き線が配置されているので、漏洩インダクタンスが増加し、これに伴いノイズが発生する。また、スイッチングトランスの発熱量が増加する。特にこのような巻き線構造を伏せ型のスイッチングトランスに適用した場合、縦型のスイッチングトランスと比較して３〜４倍の漏洩インダクタンスとなり、ノイズ及び発熱が著しく大きくなる。また、特許文献３及び特許文献４に示されたスイッチングトランスにおいては、上記特許文献１及び特許文献２に示されたスイッチングトランスと比較して、第２巻き線の線径が小さくなるので、第２巻き線の発熱が増大する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、漏洩インダクタンスを抑制することにより、ノイズ及び発熱を低減することができるスイッチングトランスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、
磁気回路を形成するコアと、このコアに装着されるボビンと、このボビンに巻回される第１巻き線及び第２巻き線とを備え、前記ボビンは、前記コアが挿入される円筒部と、この円筒部の第１端部に形成された第１鍔部と、第２端部に形成された第２鍔部とを有するスイッチングトランスにおいて、
前記第１巻き線の第１端部と前記第１鍔部との距離は、前記第２巻き線の第１端部と前記第１鍔部との距離に等しく、
前記第２巻き線の第２端部と前記第２鍔部との距離は、前記第１巻き線の第２端部と前記第２鍔部との距離より小さいものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のスイッチングトランスにおいて、
前記第１巻き線の第１端部と前記第１鍔部との間には第１バリアテープが、前記第２巻き線の第１端部と前記第１鍔部との間には第２バリアテープが、第１巻き線の第２端部と前記第２鍔部との間には第３バリアテープが、前記第２巻き線の第２端部と前記第２鍔部との間には第４バリアテープがそれぞれ配設され、
前記第１バリアテープの幅寸法と第２バリアテープの幅寸法が互いに等しく、前記第４バリアテープの幅寸法は第３バリアテープの幅寸法より小さいものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載のスイッチングトランスにおいて、
前記第１巻き線及び前記第２巻き線の先端が接続される端子をさらに備え、該端子の延出方向と前記コアの巻装軸方向が直交しているものである。

請求項１の発明によれば、第１巻き線の第１端部と第１鍔部との距離が、第２巻き線の第１端部と第１鍔部との距離に等しい、すなわちボビンの中心軸方向において第１巻き線の第１端部と第２巻き線の第１端部は同じ位置にあるので、第１巻き線の第１端部の近傍において第２巻き線がシールドとして機能し、漏洩インダクタンスを吸収する。その結果、スイッチングトランスのノイズ及び発熱を低減することができる。また、特許文献１に示される従来のスイッチングトランスと比較すると第１巻き線の巻数が減少するので、トランスのＬ（インダクタンス）値を同じにすると、コアギャップが狭くなり、このコアギャップ部分での磁束の漏れを抑制できる。また、第２巻き線の第２端部と第２鍔部との距離は、第１巻き線の第２端部と第２鍔部との距離より小さい、すなわち上記軸方向において第２巻き線の第２端部は第１巻き線の第２端部よりも第２鍔部の側に突出しているので、第２巻き線の仕様を定めるにあたって、特許文献１に示される従来のスイッチングトランスと同等の束ね数とするか、あるいは同等の線径を維持することができ、第２巻き線の発熱を抑制できる。

請求項２の発明によれば、幅寸法が互いに等しい第１バリアテープ及び第２バリアテープと、第３バリアテープと、それより幅寸法が小さい第４バリアテープを用いて、第１巻き線及び第２巻き線を位置決めしながら巻回すことにより、請求項１に記載のスイッチングトランスを製造することができる。すなわち、上述した幅寸法を有するバリアテープを使用することにより、従来と同等の工程で容易かつ安価に請求項１に記載のスイッチングトランスを製造することができる。

請求項３の発明によれば、スイッチングトランスの形状を扁平なものとすることができ、特に薄型テレビジョン受像機等に用いて好適なスイッチングトランスを得ることができる。なお、このような、いわゆる伏せ型のスイッチングトランスにおいても、上述のごとく第２巻き線が漏洩インダクタンスを吸収するので縦型のスイッチングトランスと同等程度に漏洩インダクタンスを抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、伏せ型のスイッチングトランスを示している。スイッチングトランス１は、磁気回路を形成するためのコア２と、コア２に装着されるボビン３と、ボビン３に巻回される巻き線４等によって構成されている。

図２は、コア２、ボビン３及び巻き線４の断面を示している。コア２は、対向して配置された２つのＥ型コア２１、２２によって磁気回路を形成する。Ｅ型コア２１とＥ型コア２２は、その巻装軸２１ａ、２２ａにおいて、ギャップＧを隔てて配置されている。Ｅ型コア２１とＥ型コア２２の巻装軸２１ａ、２２ａには、ボビン３が装着される。ボビン３は、Ｅ型コア２１とＥ型コア２２の巻装軸２１ａ、２２ａが挿入される円筒部３０と、この円筒部の第１端部に形成された第１鍔部３１と、第２端部に形成された第２鍔部３２とを有している。巻き線４は、スイッチングトランス１の１次側コイルを形成する第１巻き線５と２次側コイルを形成する第２巻き線６とを有している。

本スイッチングトランス１においては、ボビン３の円筒部３０に第１巻き線５が一層巻回され、その外側に第２巻き線６が三層巻回され、さらにその外側に第１巻き線５が一層巻回される。第１巻き線５と比較すると第２巻き線６には大電流が流れるので、その対策として第２巻き線３には直径の細い巻き線が数本並列に束ねて使用されている。また、第１巻き線５と第２巻き線６の間、及び第２巻き線６の各層の間には、絶縁テープ７が巻回されている。また、最外層の第１巻き線５の外側にも、絶縁テープ７が巻回されている。

第１巻き線５の第１端部５１とボビン３の第１鍔部３１との間には第１バリアテープ８１が配設されている。同様に、第２巻き線６の第１端部６１とボビン３の第１鍔部３１との間には第２バリアテープ８２が配設されている。一方、第１巻き線５の第２端部５２とボビン３の第２鍔部３２との間には第３バリアテープ８３が配設されている。同様に、第２巻き線６の第２端部６２とボビン３の第２鍔部３２との間には第４バリアテープ８４が配設されている。

第１バリアテープ８１及び第３バリアテープ８３は、第１巻き線５を巻回す前にボビン３の第１鍔部３１に沿って巻回され、第２バリアテープ８２及び第４バリアテープ８４は、第２巻き線６を巻回す前にボビン３の第２鍔部３２に沿って巻回される。

第１バリアテープ８１の幅寸法と第２バリアテープ８２の幅寸法とは、互いに等しく設定されている。これにより、第１巻き線５の第１端部５１と第１鍔部３１との距離は、第２巻き線６の第１端部６１と第１鍔部３１との距離に等しくなる。また、第４バリアテープ８４の幅寸法は第３バリアテープ８３の幅寸法より小さく設定されている。これにより、第２巻き線６の第２端部６２と第２鍔部３２との距離は、第１巻き線５の第２端部５２と第２鍔部３２との距離より小さくなる。

また、スイッチングトランス１の下部には、第１巻き線５及び第２巻き線６の先端が接続される端子９が下方に突出して配設されている。電源回路等のプリント回路基板に設けられているスルーホールに端子９が挿入されることにより、スイッチングトランス１がプリント回路基板に実装される。本実施形態においては、端子９がコア２１、２２の巻装軸２１ａ、２２ａの方向に直交するように延出されているので、スイッチングトランス１は、伏せ姿勢でプリント回路基板に実装されることになる。

以上のような構成を有する本実施形態のスイッチングトランス１によれば、第１巻き線５の第１端部５１とボビン３の第１鍔部３１との距離が、第２巻き線６の第１端部６１と第１鍔部３１との距離に等しい、すなわちボビン３の円筒部３０の中心軸方向において第１巻き線５の第１端部５１と第２巻き線６の第１端部６１は同じ位置にあるので、第１巻き線５の第１端部５１の近傍において第２巻き線６がシールドとして機能し、漏洩インダクタンスを吸収する。その結果、スイッチングトランス１のノイズ及び発熱を低減することができる。また、特許文献１に示される従来のスイッチングトランスと比較すると第１巻き線５の巻数が減少するので、トランスのＬ値を同じにすると、コアギャップＧが狭くなり、コアギャップＧ部分での磁束の漏れを抑制できる。また、第２巻き線６の第２端部６２と第２鍔部３２との距離は、第１巻き線５の第２端部５２と第２鍔部３２との距離より小さい、すなわち上記軸方向において第２巻き線６の第２端部６２は第１巻き線５の第２端部５２よりも第２鍔部３２の側に突出しているので、第２巻き線６の仕様を定めるにあたって、特許文献１に示される従来のスイッチングトランスと同等の束ね数をとするか、あるいは同等の線径を維持することができ、第２巻き線６の発熱を抑制できる。

また、幅寸法が互いに等しい第１バリアテープ８１及び第２バリアテープ８２と、第４バリアテープ８４と、それより幅寸法が大きい第３バリアテープ８３を用いて、第１巻き線５及び第２巻き線６を位置決めしながら巻回すことにより、スイッチングトランス１を製造することができる。すなわち、上述した幅寸法を有するバリアテープ８１乃至８４を使用することにより、従来と同等の工程で容易かつ安価にスイッチングトランス１を製造することができる。

また、伏せ型の構造を採用することにより、スイッチングトランス１の形状を扁平なものとすることができ、特に薄型テレビジョン受像機等に用いて好適なスイッチングトランスを得ることができる。なお、このような、いわゆる伏せ型のスイッチングトランスにおいても、上述のごとく第２巻き線６が漏洩インダクタンスを吸収するので縦型のスイッチングトランスと同等程度に漏洩インダクタンスを抑制することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも第１巻き線５の第１端部５１と第１鍔部３１との距離は、第２巻き線６の第１端部６１と第１鍔部３１との距離に等しく、かつ、第２巻き線６の第２端部６２と第２鍔部３２との距離は、第１巻き線５の第２端部５２と第２鍔部３２との距離より小さく設定されていればよい。また、本発明は、図２に示すようなＥＥ型コアに限られることなく、ＥＩ型コア等にも広く適用することができる。この場合においても、ボビン３、第１巻き線５、第２巻き線６及びバリアテープ８１乃至８４等の構成は、ＥＥ型コアのスイッチングトランス１と同等である。

本発明の実施形態によるスイッチングトランスの構成を示す図。同スイッチングトランスの主要部であるコア、ボビン及び巻き線の構造を示す断面図。

符号の説明

１スイッチングトランス
２コア
３ボビン
３０円筒部
３１第１鍔部
３２第２鍔部
５第１巻き線
６第２巻き線

Claims

磁気回路を形成するコアと、このコアに装着されるボビンと、このボビンに巻回される第１巻き線及び第２巻き線とを備え、前記ボビンは、前記コアが挿入される円筒部と、この円筒部の第１端部に形成された第１鍔部と、第２端部に形成された第２鍔部とを有するスイッチングトランスにおいて、
前記第１巻き線の第１端部と前記第１鍔部との距離は、前記第２巻き線の第１端部と前記第１鍔部との距離に等しく、
前記第２巻き線の第２端部と前記第２鍔部との距離は、前記第１巻き線の第２端部と前記第２鍔部との距離より小さいことを特徴とするスイッチングトランス。
前記第１巻き線の第１端部と前記第１鍔部との間には第１バリアテープが、前記第２巻き線の第１端部と前記第１鍔部との間には第２バリアテープが、第１巻き線の第２端部と前記第２鍔部との間には第３バリアテープが、前記第２巻き線の第２端部と前記第２鍔部との間には第４バリアテープがそれぞれ配設され、
前記第１バリアテープの幅寸法と第２バリアテープの幅寸法が互いに等しく、前記第４バリアテープの幅寸法は第３バリアテープの幅寸法より小さいことを特徴とする請求項１に記載のスイッチングトランス。
前記第１巻き線及び前記第２巻き線の先端が接続される端子をさらに備え、該端子の延出方向と前記コアの巻装軸方向が直交していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスイッチングトランス。