JP2002033220A - Large-current push-pull type step-up transformer - Google Patents
Large-current push-pull type step-up transformerInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直流低電圧を直流
高電圧に昇圧する昇圧回路で使用されるプッシュプルタ
イプ昇圧トランスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a push-pull type step-up transformer used in a step-up circuit for stepping up a low DC voltage to a high DC voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】プッシュプルタイプ昇圧トランスは、二
次側における高電圧での出力を確保するため、低電圧一
次側は大電流が流れることとなる。このため、従来は、
一次側導体による熱損失が大きく、二次側出力が大きく
制限されていた。特に中間端子部は、配線構造上細い銅
線を使用する必要があり、大きな熱損失を発生し、二次
側出力として大容量を取ることが困難であった。2. Description of the Related Art In a push-pull type step-up transformer, a large current flows on a low-voltage primary side in order to ensure a high-voltage output on a secondary side. For this reason, conventionally,
The heat loss due to the primary conductor was large, and the secondary output was greatly limited. In particular, it is necessary to use a thin copper wire for the intermediate terminal due to the wiring structure, which causes a large heat loss, and it is difficult to obtain a large capacity as a secondary output.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図7は、プッシュプル
タイプ昇圧スイッチング電源回路を示すブロックダイア
グラムである。回路は、バッテリー等からなる一次側低
電圧直流電源30、半導体ブリッジ回路等から構成さ
れ、直流電圧を一次側低電圧交流電圧に変換するスイッ
チング回路20、スイッチング回路20及び二次側整流
回路50をドライブする半導体要素等から構成されPW
M制御等を行うドライブ回路40、一次側低電圧交流電
圧を二次側高電圧交流電圧に変換するプッシュプルタイ
プ昇圧トランス10’、半導体ブリッジ回路等からなり
二次側高電圧交流電圧を高電圧直流電圧として出力する
整流回路50、及び二次側出力に接続する負荷60より
構成される。FIG. 7 is a block diagram showing a push-pull type boost switching power supply circuit. The circuit is composed of a primary low-voltage DC power supply 30 composed of a battery or the like, a semiconductor bridge circuit, and the like, and includes a switching circuit 20 that converts a DC voltage into a primary low-voltage AC voltage, a switching circuit 20, and a secondary rectifier circuit 50. PW composed of driving semiconductor elements, etc.
A drive circuit 40 for performing M control, etc., a push-pull type step-up transformer 10 ′ for converting a primary low voltage AC voltage to a secondary high voltage AC voltage, a semiconductor bridge circuit, etc. It comprises a rectifier circuit 50 that outputs a DC voltage, and a load 60 that is connected to a secondary output.
【0004】プッシュプルタイプ昇圧トランス10’
は、中心部にコア13’、コア13’の外周側に中間端
子を備える一次巻線11’、及び一次巻線11’の外周
側に絶縁体を介して巻層される二次巻線121’から構
成される。以上構成の回路では、通常一次側電源として
は12V程度のバッテリーを使用するため、二次側出力
を確保するためには一次側入力電流を大きく取ることが
必要となる。[0004] Push-pull type step-up transformer 10 '
Is a primary winding 11 'having a core 13' at the center, an intermediate terminal on the outer peripheral side of the core 13 ', and a secondary winding 121 wound on the outer peripheral side of the primary winding 11' via an insulator. '. In the circuit having the above configuration, a battery of about 12 V is usually used as a primary power supply, so that it is necessary to increase a primary input current in order to secure a secondary output.
【0005】この結果、一次側巻線の熱損失が過大とな
り、自ずと二次側出力が制限されることになる。特に中
間端子部は、構造的に比較的細い銅線(巻線)を使用す
るため、二次側出力を大きく制限することとなる。この
ため従来プッシュプルタイプ昇圧トランスでは、二次側
出力として300〜350Vで10A程度(一次側入力
は、12Vで300〜400A)を出力することは不可
能であった。[0005] As a result, the heat loss of the primary winding becomes excessive and the secondary output is naturally limited. In particular, the intermediate terminal uses a relatively thin copper wire (winding) structurally, so that the output on the secondary side is greatly limited. For this reason, the conventional push-pull type step-up transformer cannot output a secondary output of about 10 A at 300 to 350 V (primary input is 300 to 400 A at 12 V).
【0006】本発明は、プッシュプルタイプ昇圧トラン
スの一次側巻線による熱損失を小さくし、二次側出力の
大容量化を課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the heat loss due to the primary winding of a push-pull type step-up transformer and to increase the secondary output capacity.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1の発明では、プッシュプルタイプ昇圧ト
ランスの一次側巻線として中間端子部を一体とするバス
バー等の導体板を使用し、二次側巻線を絶縁体を介し一
次側巻線導体の内周側に挿入巻層することにより、一次
側巻線導体に大電流を通電することを可能とする。また
請求項2の発明では、一次側巻線導体を円筒形形状に曲
げることにより、トランスの変換効率を高め同一二次出
力に対する一次側入力の削減を可能とする。In order to solve the above-mentioned problems, according to the first aspect of the present invention, a conductor plate such as a bus bar having an integral intermediate terminal is used as a primary winding of a push-pull type step-up transformer. By inserting and winding the secondary winding on the inner peripheral side of the primary winding conductor via an insulator, it is possible to apply a large current to the primary winding conductor. According to the second aspect of the present invention, the primary winding conductor is bent into a cylindrical shape, so that the conversion efficiency of the transformer is increased and the primary input for the same secondary output can be reduced.
【0008】また請求項3の発明では、一次側巻線及び
一次側中間端子を形成する導体板にスイッチング電子回
路の他の構成要素を装着する部位を一体に形成すること
により、構成要素装着部の電圧降下を削減し、更に一次
側入力の削減を可能とする。更にまた請求項4の発明で
は、電気絶縁材により、一次側巻線を構成する導体板相
互を固定することにより、一次側巻線として円筒形形状
に曲げられた部位及び連続して延びる直線部を機械的に
安定した構造とすることを可能とする。According to the third aspect of the present invention, the component mounting portion is formed by integrally forming a portion for mounting other components of the switching electronic circuit on the conductor plate forming the primary winding and the primary intermediate terminal. And the primary side input can be further reduced. Further, in the invention according to claim 4, by fixing the conductor plates constituting the primary winding with an electric insulating material, a portion bent into a cylindrical shape as the primary winding and a linear portion extending continuously. Can have a mechanically stable structure.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下に述べる実施の形態は一実施
例であり、本技術分野で通常の技術を有する技術者によ
れば、本願発明の技術範囲を逸脱することなく他の実施
の形態を実施することことは容易である。図7に示すプ
ッシュプルタイプ昇圧スイッチング電源回路を示すブロ
ックダイアグラムは、プッシュプルタイプ昇圧トランス
及びスイッチング電源回路を構成する各要素の配置を除
き、本願においても共通に使用される。本願の構成を示
す場合、プッシュプルタイプ昇圧トランスに関連する参
照番号は、ダッシュ(’)なしで示される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiment described below is an example, and according to a person having ordinary skill in the art, other embodiments may be used without departing from the technical scope of the present invention. Is easy to implement. The block diagram showing the push-pull type step-up switching power supply circuit shown in FIG. 7 is commonly used in the present application except for the arrangement of each element constituting the push-pull type step-up transformer and the switching power supply circuit. In denoting the configuration of the present application, reference numbers related to the push-pull type step-up transformer are shown without dashes (').
【0010】図1は本発明によるプッシュプルタイプ昇
圧トランス10の一実施例を示す要部分解組立図であ
る。図1において、一次側巻線導体11は、中間端子部
111、中間端子接続部114、端子孔115、中間端
子部と一体の左右の一次巻線導体部112、113、及
び左右の一次巻線導体部と一体の左右の端子部となる直
線部1122、1131から構成される。上側電極部1
4は、電気絶縁シート15を介在し、一次側巻線導体1
1の中間端子部111の上面に配置され、電気絶縁性樹
脂ネジ等により一次側巻線導体11に固定される。FIG. 1 is an exploded view of a main part showing an embodiment of a push-pull type step-up transformer 10 according to the present invention. In FIG. 1, the primary winding conductor 11 includes an intermediate terminal 111, an intermediate terminal connection 114, a terminal hole 115, left and right primary winding conductors 112 and 113 integrated with the intermediate terminal, and left and right primary windings. It is composed of straight portions 1122 and 1311, which are left and right terminal portions integrated with the conductor portion. Upper electrode part 1
Reference numeral 4 denotes a primary winding conductor 1 with an electric insulating sheet 15 interposed therebetween.
It is arranged on the upper surface of the first intermediate terminal section 111 and is fixed to the primary winding conductor 11 with an electrically insulating resin screw or the like.
【0011】上側電極部14は、コンデンサー、トラン
ジスタ等の各種スイッチング回路要素を一次側巻線導体
11に電気的に接続する際の、ネジ止め或いはハンダ付
け等の接続端子として機能する。一次側巻線導体11の
右側一次巻線導体113は、図示の如く円筒形形状の曲
げ部を備え、直線部1131に一体に延びる。同様に、
左側一次巻線導体112は、図示の如く円筒形形状の曲
げ部を備え、直線部1122に一体に延びる。なお、各
直線部1131、1122が一次巻線導体11の中間端
子部111と重なる部分は、電気的短絡を阻止するため
各々絶縁シート16及び17が挿入される。The upper electrode portion 14 functions as a connection terminal such as screwing or soldering when various switching circuit elements such as a capacitor and a transistor are electrically connected to the primary winding conductor 11. The right primary winding conductor 113 of the primary winding conductor 11 has a cylindrical bent portion as shown, and extends integrally with the straight portion 1131. Similarly,
The left primary winding conductor 112 has a cylindrical bent portion as shown, and extends integrally with the straight portion 1122. Insulation sheets 16 and 17 are inserted into portions where the straight portions 1131 and 1122 overlap the intermediate terminal portion 111 of the primary winding conductor 11 to prevent an electrical short circuit.
【0012】二次側巻線12は、巻き始め及び巻き終わ
り引き出し部124、125を備え、ボビン部122に
巻層される通常の円形電線からなるコイル部121、コ
イル部121の外周部に巻層される絶縁シート126を
備え、一次側巻線導体11の左右一次巻線導体部11
3、112内に挿入され、接着等の手段により対向する
単体鍔部123に固定される。更にボビン部122の中
心孔部には、E型フェライトコア131、131が左右
より挿入される。E型フェライトコア131、131の
外周部は、金属バンド、粘着性テープ等により固定さ
れ、閉磁気回路を構成する。The secondary winding 12 is provided with winding start and end draw-out portions 124 and 125, and is wound around a coil portion 121 made of a normal circular electric wire wound around the bobbin portion 122 and an outer peripheral portion of the coil portion 121. The left and right primary winding conductor portions 11 of the primary winding conductor 11 are provided with an insulating sheet 126 to be layered.
3 and 112, and is fixed to the opposed single flange portion 123 by means such as adhesion. Further, E-type ferrite cores 131 are inserted into the center hole of the bobbin 122 from left and right. The outer peripheral portions of the E-type ferrite cores 131, 131 are fixed with a metal band, an adhesive tape, or the like, and constitute a closed magnetic circuit.
【0013】図2は、一次側巻線導体11部、及び図1
では明瞭さのため省略されている樹脂等の可撓性電気絶
縁材からなるクランプ部材70を示す。また、図中一次
側巻線導体11部の複数の孔部は、同様に図1では省略
されている、スイッチング回路を構成する各種半導体要
素をネジ止め、ハンダ等で接続するための孔部である。
右の一次側導体部113は、紙面に向かい上から下方向
に曲げられ、直線部1131に一体に連続し、左の一次
側導体部112は、紙面に向かい下から上方向に曲げら
れ、直線部1131に一体に連続する。FIG. 2 shows the primary winding conductor 11 and FIG.
Here, a clamp member 70 made of a flexible electric insulating material such as a resin is omitted for clarity. Also, a plurality of holes in the primary winding conductor 11 in the figure are holes, not shown in FIG. 1, for screwing various semiconductor elements constituting the switching circuit and connecting them with solder or the like. is there.
The right primary-side conductor 113 is bent downward from above toward the plane of the paper, and is integrally connected to the linear part 1131. The left primary-side conductor 112 is bent upward from below toward the plane of the paper, and It is continuous with the part 1131 integrally.
【0014】直線部1131、1122は、絶縁シート
16、17を介在し、クランプ部材70により紙面上面
となる導体部と密着して固定される。クランプ部材70
は、図6に示すコの字形状部を備え、コの字形状部内に
一次側巻線導体11及び直線部1131或いは1122
を弾性力により挟み込み、両者を固定する。クランプ部
材70に代わり、絶縁性を維持する状態で、アクリルネ
ジ等の各種の固定手段が可能である。図中の中間端子部
111、及び直線部1131、1122に示される複数
の円形形状は、スイッチング回路を構成する各種半導体
部品をネジ止め、ハンダ等で接続するための孔部であ
る。The linear portions 1131 and 1122 are fixed in close contact with the conductor portion on the upper surface of the paper by the clamp member 70 with the insulating sheets 16 and 17 interposed therebetween. Clamp member 70
Has a U-shaped portion shown in FIG. 6, and includes a primary winding conductor 11 and a straight portion 1131 or 1122 in the U-shaped portion.
Are fixed by elastic force, and both are fixed. Instead of the clamp member 70, various fixing means such as acrylic screws can be used while maintaining the insulating property. The plurality of circular shapes shown in the intermediate terminal portion 111 and the linear portions 1131 and 1122 in the drawing are holes for connecting various semiconductor components constituting the switching circuit with screws and soldering.
【0015】図3は、図2で示される一次側巻線導体1
1の展開図であり、理解のための補助図である。図4
は、上側電極部14を示す正面図である。同様に、図1
では明瞭さのため省略されているスイッチング回路を構
成する各種半導体要素をネジ止め、ハンダ等で接続する
ための複数の孔部が示される。FIG. 3 shows the primary winding conductor 1 shown in FIG.
FIG. 1 is a development view of FIG. FIG.
3 is a front view showing the upper electrode unit 14. FIG. Similarly, FIG.
Here, a plurality of holes for screwing and connecting various semiconductor elements constituting the switching circuit, which are omitted for clarity, are shown.
【0016】図5は、プッシュプルタイプ昇圧トランス
10の正面図であり、図1では明瞭さのため省略されて
いるクランプ部材70が示される。ボビン部122に挿
入されるE型フェライトコア131の外周部は、金属バ
ンド、粘着性テープ等により固定される。図中の矢印
は、中間端子部111から左右一次巻線導体部113、
114へ流れる電流方向を示す。図6は、クランプ部材
70の形状を示す。クランプ部材70は、アクリル材等
の可撓性電気絶縁材から樹脂モールド成形等により、一
体に形成される。FIG. 5 is a front view of the push-pull type step-up transformer 10, and shows a clamp member 70 which is omitted in FIG. 1 for clarity. The outer peripheral portion of the E-type ferrite core 131 inserted into the bobbin portion 122 is fixed with a metal band, an adhesive tape, or the like. The arrows in the figure indicate the left and right primary winding conductors 113 from the intermediate terminal 111,
The direction of the current flowing to 114 is shown. FIG. 6 shows the shape of the clamp member 70. The clamp member 70 is integrally formed from a flexible electric insulating material such as an acrylic material by resin molding or the like.
【0017】上記の発明の実施の形態においては、一次
側巻線導体11の左右一次巻線導体部113、114は
円筒形形状であるが、二次側コイルとの磁気効率を減じ
ない範囲で矩形、楕円等の異形形状が可能である。In the above embodiment of the present invention, the left and right primary winding conductor portions 113 and 114 of the primary winding conductor 11 have a cylindrical shape, but the magnetic efficiency with the secondary coil is not reduced. Irregular shapes such as rectangles and ellipses are possible.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1の発明によれば、プッシュプルタイプ昇圧トランスの
一次側巻線として中間端子部を一体とするバスバー等の
導体板を使用し、二次側巻線を絶縁体を介し一次側巻線
導体の内周側に挿入巻層することにより、一次側巻線導
体に大電流を通電することが可能となる。また請求項2
の発明によれば、一次側巻線導体を円筒形形状に曲げる
ことにより、トランスの変換効率を高め同一二次出力に
対する一次側入力の削減を可能とする。As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, a conductor plate such as a bus bar having an integrated intermediate terminal is used as the primary winding of the push-pull type step-up transformer. By inserting and winding the secondary winding on the inner peripheral side of the primary winding conductor via an insulator, a large current can be supplied to the primary winding conductor. Claim 2
According to the invention, the primary winding conductor is bent into a cylindrical shape, so that the conversion efficiency of the transformer is increased and the primary input for the same secondary output can be reduced.
【0019】また請求項3の発明によれば、一次側巻線
及び一次側中間端子を形成する導体板にスイッチング電
子回路の他の構成要素を装着する部位を一体に形成する
ことにより、構成要素装着部の電圧降下を削減し、更に
一次側入力の削減を可能とする。更にまた請求項4の発
明によれば、電気絶縁材により導体板相互を固定するこ
とにより、一次側巻線として円筒形形状に曲げられた部
位及び連続する直線部を機械的に安定した一体構造とす
ることが可能となる。According to the third aspect of the present invention, the component for mounting the other components of the switching electronic circuit is integrally formed on the conductor plate forming the primary winding and the primary intermediate terminal. The voltage drop of the mounting part is reduced, and the primary-side input can be further reduced. Still further, according to the invention of claim 4, by fixing the conductor plates to each other with an electric insulating material, a cylindrically bent portion and a continuous linear portion as a primary winding are mechanically stable integrated structure. It becomes possible.
【図1】本発明の一実施例を示す要部分解組立図であ
る。FIG. 1 is an exploded view of a main part showing an embodiment of the present invention.
【図2】一次側巻線導体部を示す部分正面図である。FIG. 2 is a partial front view showing a primary winding conductor.
【図3】図2で示される一次側巻線導体部の展開図であ
る。FIG. 3 is a development view of a primary winding conductor shown in FIG. 2;
【図4】上側電極部を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing an upper electrode unit.
【図5】プッシュプルタイプ昇圧トランスを示す正面図
である。FIG. 5 is a front view showing a push-pull type step-up transformer.
【図6】クランプ部材を示す正面図及び側面図である。FIG. 6 is a front view and a side view showing a clamp member.
【図7】プッシュプルタイプ昇圧スイッチング電源回路
を示すブロックダイアグラムである。FIG. 7 is a block diagram showing a push-pull type boost switching power supply circuit.
10 プッシュプルタイプ昇圧トランス 11 一次側巻線導体 12 二次側巻線部 15、16、17 絶縁シート 70 クランプ部材 111 中間端子部 112、113 一次側巻線導体部 1122、1131 直線部 114 中間端子接続部 115 端子孔 121 コイル部 122 ボビン部 123 単体鍔部 126 絶縁シート 131 E型フェライトコア DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Push-pull type step-up transformer 11 Primary winding conductor 12 Secondary winding part 15, 16, 17 Insulating sheet 70 Clamp member 111 Intermediate terminal part 112, 113 Primary winding conductor part 1122, 1311 Linear part 114 Intermediate terminal Connecting part 115 Terminal hole 121 Coil part 122 Bobbin part 123 Single flange part 126 Insulating sheet 131 E-type ferrite core
Claims (4)
タイプ昇圧トランスにおいて、一次側巻線及び一次側中
間端子を一体の導体板で形成し、二次側巻線を一次側巻
線を構成する前記導体板内に収納することを特徴とする
プッシュプルタイプ昇圧トランス。In a push-pull type step-up transformer having an intermediate terminal on a primary side, a primary winding and a primary intermediate terminal are formed by an integral conductor plate, and a secondary winding constitutes a primary winding. A push-pull type step-up transformer, which is housed in the conductor plate.
前記導体板の一部分に形成される円筒形形状部から構成
されることを特徴とするプッシュプルタイプ昇圧トラン
ス。2. The method according to claim 1, wherein the primary winding comprises:
A push-pull type step-up transformer comprising a cylindrical portion formed on a part of the conductor plate.
昇圧トランスに接続するスイッチング電子回路の他の構
成要素を装着する部位を一体に形成することを特徴とす
る請求項1或いは請求項2に記載のプッシュプルタイプ
昇圧トランス。3. The device according to claim 1, wherein the conductor plate integrally forms a part for mounting another component of the switching electronic circuit connected to the push-pull type step-up transformer. Push-pull type step-up transformer.
び一次側中間端子を一体の導体板で形成し、一次側巻線
部は円筒形形状部を備え、二次側巻線を一次側巻線を構
成する導体板内に収納するプッシュプルタイプ昇圧トラ
ンスにおいて、前記一次側巻線部から連続する直線部及
び一次側中間端子部を、電気絶縁材を介し、電気絶縁性
部材により機械的に固定することを特徴とするプッシュ
プルタイプ昇圧トランス。4. An intermediate terminal on a primary side, a primary winding and a primary intermediate terminal are formed by an integral conductor plate, a primary winding portion has a cylindrical shape portion, and a secondary winding is formed. In a push-pull type step-up transformer housed in a conductor plate constituting a primary side winding, a linear part and a primary side intermediate terminal part continuous from the primary side winding part are interposed with an electric insulating material by an electric insulating member. Push-pull type step-up transformer characterized by being mechanically fixed.
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