JP3196654B2 - 多回路並列型積層モールドコイルトランス - Google Patents

多回路並列型積層モールドコイルトランス

Info

Publication number
JP3196654B2
JP3196654B2 JP22526396A JP22526396A JP3196654B2 JP 3196654 B2 JP3196654 B2 JP 3196654B2 JP 22526396 A JP22526396 A JP 22526396A JP 22526396 A JP22526396 A JP 22526396A JP 3196654 B2 JP3196654 B2 JP 3196654B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
axis
transformer
winding
laminated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP22526396A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH1070031A (ja
Inventor
清春 稲生
郁充 高橋
具祥 徳永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP22526396A priority Critical patent/JP3196654B2/ja
Publication of JPH1070031A publication Critical patent/JPH1070031A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3196654B2 publication Critical patent/JP3196654B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置等に用いられる積層モールドコイルトランスに掛
り、特に多出力電源の用途に好適な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】積層モールドコイルトランスは、本出願
人の提案に斯かる特開平8−17658号公報に開示さ
れているように、スイッチング電源用の一次巻線と二次
巻線を有するトランスとして用いられている。ところ
で、スイッチング電源の用途としては、多出力電源とし
ての用途も存在している。
【0003】図6は従来の積層モールドコイルトランス
の構成斜視図である。図において、コア10はEE型や
EI型で、鉄等の磁性材料よりなる。コイル積層体20
は、渦巻き状の配線パターンを有するコイル基板を複数
枚積層し、樹脂を用いて電気的絶縁をとると共に、コイ
ル基板の機械的一体化をしたものである。端子30は、
コイル積層体20に植え込まれたもので、スイッチング
電源のプリント基板にトランスを半田付けするのを容易
にしている。
【0004】図7は図6の積層モールドコイルトランス
の7−7断面図である。ここでは、コイル積層体20の
各層を構成するコイル基板22の積層状態を表してい
る。最下層に一次巻線用の巻線Pがあり、その上層に第
1から第8迄の二次巻線用と補助巻線用の巻線N1〜N
8が積層されている。
【0005】図8は図7の積層モールドコイルトランス
が用いられるスイッチング電源の回路図である。図にお
いて、一次巻線Pには直流入力電圧VinがコンデンサC
0、抵抗R0、並びにダイオードD0の平滑回路を介して
印加される。FET等のスイッチング素子Qは、一次巻
線Pに流れる電流をオンオフするもので、スイッチング
制御回路40からゲート端子にオンオフ制御信号が送ら
れる。補助巻線N8は、ダイオードD8とコンデンサC8
の整流平滑化回路によって、補助電源として作用し、ス
イッチング制御回路40の動作用電圧Vccを供給してい
る。
【0006】第1の二次巻線N1は、ダイオードD1とコ
ンデンサC1の整流平滑化回路によって、主出力電圧Vo
ut1を出力している。主出力電圧の安定化をするため、
誤差電圧増幅回路50の出力する誤差電圧信号がフォト
カプラPCを介してスイッチング制御回路40に送ら
れ、主出力電圧が予め定められた電圧に安定化されるよ
うに、オンオフ制御信号のデューティー比を制御してい
る。フォトカプラPCは、電源の一次側と二次側との絶
縁を確保する。
【0007】第2の二次巻線N2は、ダイオードD2とコ
ンデンサC2の整流平滑化回路によって、一旦スイッチ
ング信号を整流化し、次に3端子レギュレータU2によ
って従出力電圧Vout2を安定化し、更に出力コンデンサ
12を介して従出力電圧Vout2を出力している。第3の
二次巻線N3から第7の二次巻線N7についても、第2の
二次巻線N2と同様な回路構成によって、従出力電圧Vo
ut3〜Vout7を安定化している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、主出力電圧用
の第1の二次巻線N1と補助電源用の補助巻線N8に加え
て、多数の従出力電圧用の二次巻線を有するスイッチン
グ電源では、コイル基板22の枚数が増大すると共に、
巻線間の絶縁層も必要になるので、図7に示すごとくト
ランスの厚みが増大するという課題がある。さらに、外
部と接続する端子についても出力電圧の個数に応じて増
大すると共に、絶縁のための端子間沿面距離が必要とな
るので、トランス全体が大きくなるという課題があっ
た。
【0009】そこで本出願人の提案にかかる特開平6−
333759号公報に開示されているような、2軸型コ
アを用いた積層モールドコイルトランスを用いると、一
軸当たりの積層数が半数になる。すると、スイッチング
電源の特性として、図7の場合と比較して、近接効果に
よるコイルの銅損が低減してスイッチング周波数を高周
波数化できると共に、コアの形状が小型化されるので鉄
損も低減されるという効果がある。しかし、積層モール
ドコイルトランスにおいては二次巻線相互の干渉が大き
いので、無分別に一次巻線と二次巻線を積層すると、各
出力電圧のレギュレーション特性が著しく悪化するとい
う課題があった。
【0010】本発明はこのような課題を解決したもの
で、多出力の出力電圧のレギュレーション特性が良好
で、銅損や鉄損が少なくてすむ多回路並列型積層モール
ドコイルトランスを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、渦巻き状の導体パターンを有する一次側コイル
Pと二次側コイルNとを積層し、これら一次側コイルと
二次側コイルの中心部を貫通するコアを2軸有する積層
モールドコイルトランスであって、各コアの軸に対し
て、前記一次側コイルは入力電力が平分して供給される
べく並列に配置し、前記二次側コイルは当該軸に斯かる
出力電力の和が他の軸に斯かる出力電力の和と等しくな
るべく配置されることを特徴としている。
【0012】本発明の構成によれば、コアを2軸有する
積層モールドコイルトランスであるので、一軸コアの場
合に比較してコイル基板の積層数が半分ですみ、スイッ
チング電源としての特性が良好になる。また、各軸にお
ける一次側コイルの入力電力と、二次側コイルの出力電
力の和が等しくなるように配置しているので、多出力電
源のように各出力の間で出力電力がまちまちな場合で
も、スイッチング電源のレギュレーション特性が良好に
なる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図1は本発明の一実施例を示す構成斜視図であ
る。ここでは、二軸形コア12が用いられており、この
コア形状はπ型であったりコの字形状であったりする。
コイル積層体24は、この二軸形コア12を中心とする
関係で、渦巻き状の導体パターンは一枚のコイル基板2
6に二つ設けられている。端子30は、コイル積層体2
4に植え込まれている。
【0014】図2は図1のトランスの要部断面図であ
る。二軸形コア12は、第1の軸Ni1と第2の軸Ni
2を有している。第1の軸Ni1には、コイル基板26
aが装着されており、このコイル基板26aには一次側
コイルP1、バランス用コイルNC1、二次側コイルN
1,N3,N5の5層がこの順序で積層されている。第
2の軸Ni2には、コイル基板26bが装着されてお
り、このコイル基板26bには一次側コイルP2、バラ
ンス用コイルNC2、二次側コイルN2,N4,N6の
5層がこの順序で積層されている。
【0015】図3は図2の積層モールドコイルトランス
が用いられるスイッチング電源の回路図である。図3に
おける一次巻線P、二次巻線N、バランス用巻線NC
は、図2における一次側コイルP、二次側コイルN、バ
ランス用コイルNCにそれぞれ対応している。図におい
て、一次巻線P1、P2には直流入力電圧Vinがコンデン
サC0、抵抗R0、並びにダイオードD0の平滑回路を介
して印加される。一次巻線P1、P2は、互いに巻き数が
等しいもので、第1の軸Ni1と第2の軸Ni2に装着
されると共に、ここでは直列に接続されている。FET
等のスイッチング素子Qは、一次巻線P1、P2に流れる
電流をオンオフするもので、スイッチング制御回路40
からゲート端子にオンオフ制御信号が送られる。補助巻
線N16は、ダイオードD8とコンデンサC8の整流平滑化
回路によって、補助電源として作用し、スイッチング制
御回路40の動作用電圧Vccを供給している。
【0016】バランス用巻線NC1とバランス用巻線N
C2は、互いに巻き数が等しいもので、第1の軸Ni1
と第2の軸Ni2に装着されると共に、互いに並列に接
続されている。バランス用巻線NC1,2は、ダイオー
ドD10とコンデンサC20の整流平滑化回路によって、主
出力電圧Vout10を出力している。主出力電圧の安定化
をするため、誤差電圧増幅回路50の出力する誤差電圧
信号がフォトカプラPCを介してスイッチング制御回路
40に送られ、主出力電圧が予め定められた電圧に安定
化されるように、オンオフ制御信号のデューティー比を
制御している。主出力電圧Vout10は、多出力電圧のう
ち出力電力が最大のものを言う。
【0017】第1の二次巻線N11は、ダイオードD11
コンデンサC21の整流平滑化回路によって、従出力電圧
Vout11を出力している。第2の二次巻線N12から第5
の二次巻線N15についても、第1の二次巻線N11と同様
な回路構成によって、従出力電圧Vout12〜Vout15を出
力している。尚、第1の軸Ni1に装着される二次巻線
11,N13,N15の出力電力の和と、第2の軸Ni2に装
着される二次巻線N12,N14と補助巻線N16の出力電力
の和とが等しくなるように配置すると、レギュレーショ
ン特性が良好になる。更に、図8に示す従来例に比較す
ると、各二次巻線N2には3端子レギュレータUを設け
なくても従出力電圧Voutを負荷に必要な範囲内で安定
化できるため、従出力電圧回路の構成が簡単になってい
る。
【0018】図4は図2の積層モールドコイルトランス
が用いられるスイッチング電源の変形回路図である。図
3の回路図と比較すると、一次巻線P1、P2が並列に接
続されている点が相違している。このように、一次巻線
1、P2を並列に接続しても、第1の軸Ni1と第2の
軸Ni2の入力電力は互いに等しくなる。
【0019】図5はバランス用巻線NC1とバランス用
巻線NC2の動作説明図である。第1の軸Ni1側の出
力電力Wが大きく、第2の軸Ni2側の出力電力Wが小
さい場合を考える。すると、一次巻線P2のエネルギー
は、バランス用巻線NC2に大きく伝達され、逆にバラ
ンス用巻線NC1が抑制される。これにより、二軸形コ
ア12の両軸の非平衡状態が補償される。
【0020】尚、上記実施例においては、バランス用巻
線NC1とバランス用巻線NC2を主出力用の二次巻線
と兼用する場合を示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、二次巻線とは全く独立して設けても差し
支えない。即ち、バランス用巻線NC1,2によって、
二軸形コア12の両軸の結合度、平衡度を調整できるの
で、仮に第1の軸Ni1と第2の軸Ni2の間に、出力
電力や入力電力の非平衡状態が存在していても、補償す
ることができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、二
軸形コア12の両軸に一次側コイルと二次側コイルを対
称に配置すると共に、入力電力や出力電力についても両
軸でほぼ等しく配置しているので、多出力の出力電圧の
レギュレーション特性が良好になるという効果がある。
更に、一軸形コアに比較するとコイルの積層数が1軸当
たりでは半減するので、近接効果に起因するコイルの銅
損が減少して、スイッチング周波数を高くすることが可
能になる。また、二軸形コア12を装着するコイル積層
体24の外周部を全て端子領域にすることで、端子数が
多い多出力電源であって、各端子間の距離を規定する絶
縁沿面距離を確保しながら、トランス全体の形状は従来
に比較して小型になるので、鉄損も減少するという効果
がある。
【0022】請求項2記載の発明によれば、バランス用
巻線NC1,2によって、二軸形コア12の両軸の結合
度、平衡度を調整できるので、仮に第1の軸Ni1と第
2の軸Ni2の間に、出力電力や入力電力の非平衡状態
が存在していても、補償することができ、多出力の出力
電圧のレギュレーション特性が更に良好になるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成斜視図である。
【図2】図1のトランスの要部断面図である。
【図3】図2の積層モールドコイルトランスが用いられ
るスイッチング電源の回路図である。
【図4】図2の積層モールドコイルトランスが用いられ
るスイッチング電源の変形回路図である。
【図5】バランス用巻線NC1とバランス用巻線NC2
の動作説明図である。
【図6】従来の積層モールドコイルトランスの構成斜視
図である。
【図7】図6の積層モールドコイルトランスの7−7断
面図である。
【図8】図7の積層モールドコイルトランスが用いられ
るスイッチング電源の回路図である。
【符号の説明】
10 コア 20 コイル積層体 30 端子 40 スイッチング制御回路 50 誤差電圧増幅回路 P 一次側コイル N 二次側コイル NC バランス用コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−27325(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 27/28,30/00,30/04 H02M 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】渦巻き状の導体パターンを有する一次側コ
    イル(P)と二次側コイル(N)とを積層し、これら一
    次側コイルと二次側コイルの中心部を貫通するコアを2
    軸有する積層モールドコイルトランスであって、 各コアの軸に対して、前記一次側コイルは入力電力が平
    分して供給されるべく並列に配置し、前記二次側コイル
    は当該軸にかかる出力電力の和が他の軸にかかる出力電
    力の和と等しくなるべく配置されることを特徴とする多
    回路並列型積層モールドコイルトランス。
  2. 【請求項2】渦巻き状の導体パターンを有する一次側コ
    イル(P)と二次側コイル(N)とを積層し、これら一
    次側コイルと二次側コイルの中心部を貫通するコアを2
    軸有する積層モールドコイルトランスであって、 各コアの軸に対して、前記一次側コイルは入力電力が平
    分して供給されるべく並列に配置し、前記二次側コイル
    は当該軸にかかる出力電力の和が他の軸にかかる出力電
    力の和と等しくなるべく配置されると共に、 前記両軸に並列接続された同一巻数のバランス用コイル
    (NC)を設け、 当該バランス用コイルに流れる信号により、前記両軸間
    の結合度や平衡度を調整して、前記二次側コイルの両軸
    間での出力電力の非平衡状態を補償することを特徴とす
    る多回路並列型積層モールドコイルトランス。
JP22526396A 1996-08-27 1996-08-27 多回路並列型積層モールドコイルトランス Expired - Fee Related JP3196654B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22526396A JP3196654B2 (ja) 1996-08-27 1996-08-27 多回路並列型積層モールドコイルトランス

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22526396A JP3196654B2 (ja) 1996-08-27 1996-08-27 多回路並列型積層モールドコイルトランス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1070031A JPH1070031A (ja) 1998-03-10
JP3196654B2 true JP3196654B2 (ja) 2001-08-06

Family

ID=16826582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22526396A Expired - Fee Related JP3196654B2 (ja) 1996-08-27 1996-08-27 多回路並列型積層モールドコイルトランス

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3196654B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011181889A (ja) * 2010-02-04 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp 電源装置およびパワーモジュール
JP2013175654A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 薄型トランス

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1070031A (ja) 1998-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6281779B1 (en) Coil device and switching power supply apparatus using the same
US11121633B2 (en) Low common mode noise transformers and switch-mode DC-DC power converters
US5726615A (en) Integrated-magnetic apparatus
US7209024B2 (en) Filter circuit and power supply unit
US6147583A (en) Transformer assembly
US6741155B2 (en) Transformer
JPH0969449A (ja) 磁気コア構造物およびその製造技術
US6972656B2 (en) Switching power supply device
JP2014063856A (ja) 複合磁性部品及びスイッチング電源装置
JP2002299130A (ja) 電源用複合素子
JPH08316054A (ja) 薄形トランス
JP3196654B2 (ja) 多回路並列型積層モールドコイルトランス
Maswood et al. Design aspects of planar and conventional SMPS transformer: A cost benefit analysis
JP2001237126A (ja) トランス及びその製造方法
US20230253146A1 (en) Dual-phase coupled inductor with diagonally overlapped windings and gap controlled inverse coupling
EP1949390B1 (en) A power converter
JPH10149929A (ja) プリントコイル形トランス
JP3244210B2 (ja) プリントコイル形トランスを用いたスイッチング電源装置
US11259413B2 (en) Inductively balanced power supply circuit and method of manufacture
JP4365913B2 (ja) スイッチング電源用のシートトランス
JP3218585B2 (ja) プリントコイル形トランス
JPH06310345A (ja) プリントコイル形トランス
US20230187119A1 (en) Embedded magnetic component transformer device
JPH11307366A (ja) 薄型トランス用コイル
JP2004112991A (ja) スイッチング電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080608

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090608

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100608

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees