JP3306365B2 - 複合トランス - Google Patents
複合トランスInfo
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Description
路に用いられ、パルストランス、チョークトランス、チ
ョークコイル、インダクターのいずれかの同じ機能を有
する複数の素子又は、異なった機能を有する複数の素子
を一体にした複合トランスに関するものである。
用いて、例えば2つのチョークコイルを一体に形成した
ものがある。図11はそのようなタイプの複合トランス
の正面図で、相互のチョークコイル間の磁気的結合を避
けるため、メガネ形コア111の側面と貫通孔との間に
形成された脚部112、113に巻線を巻回して2つの
チョークコイルL10、L11が形成される。
来の複合トランスは、コアの形状がメガネ形をしている
ので、比透磁率を大きくすると、2つのチョークコイル
L10、L11間の相互インダクタンスが大きくなると
共に、チョークコイルL10、L11間の磁気的結合が
強くなる。従って、従来の複合トランスは、コアに一体
に形成された素子間で干渉するのを防止するため、比較
的、比透磁率の小さい(μs=1000以下)コアを使
用し、それぞれの素子のインダクタンス値を小さくする
必要があり、その結果100MHz以上の高い周波数領
域にしか使用できないという問題があった。この様な問
題を解決するために、図12に示す様にコア121の脚
部122、123を直交させ、この脚部122、123
に巻線を巻回して2つのチョークコイルL12、L13
を形成することが行われる。この様な従来の複合トラン
スは、それぞれのチョークコイルの磁気経路が交わるの
を防止できるが、コアの形状が複雑になると共に、コア
が高価になるという問題があった。
ス値を大きくしても、コアの形状を複雑にすることな
く、コアに形成された複数の素子間の磁気的結合を小さ
くできると共に、100MHz以下の低い周波数領域に
おいても使用できる複合トランスを提供することを目的
とする。
の脚部を有する一対のコアが突き合わされたり、三つの
脚部を有するコアと平板状のコアが突き合わされたりし
て断面形状がほぼメガネ形に形成されたコアの左右両側
の脚部に、それぞれ巻線が巻回され、一方の脚部に巻か
れた巻線の一部分が中央の脚部に巻回され、他方の脚部
に巻かれた巻線との間で磁気的に結合を切り、複数のト
ランスを一体化させる。また、本発明の複合トランス
は、2つの貫通孔を有するメガネ形コアの左右両側の脚
部に、それぞれ巻線が巻回され、一方の脚部に巻かれた
巻線の一部分が中央の脚部に巻回され、他方の脚部に巻
かれた巻線との間で磁気的に結合を切り、複数のトラン
スを一体化させる。
貫通孔を有するメガネ形コア又は、一対のE形コアを突
き合わせたり、E形コアと平板状のコアを突き合わせた
りして断面形状がほぼメガネ形に形成されたコアが用い
られる。このコアは、左右両側の脚部にそれぞれ巻線が
巻回されると共に、一方の脚部に巻かれた巻線の一部分
が中央の脚部に巻回される。そして、中央の脚部に巻回
された巻線の巻数を変えることにより、一方の脚部と中
央の脚部に巻回された巻線によって形成された素子と、
他方の脚部に巻かれた巻線によって形成された素子間の
相互インダクタンスを小さくする。
0を参照して説明する。図1は本発明の複合トランスの
第1の実施例の正面図である。図1において、11はメ
ガネ形コア、12、13、14は脚部である。メガネ形
コア11は、2つの貫通孔を平行に延在させ、貫通孔と
側面間に脚部12、13が、2つの貫通孔間に脚部14
がそれぞれ形成される。このコア11の脚部12に巻線
を巻回してコイルL1Aが形成され、この巻線を連続し
て中央の脚部14に巻回してコイルL1Bが形成され
る。そして、コイルL1AとコイルL1Bで1つのコイ
ルが形成される。このコイルは、入力端子16と出力端
子17間に接続される。コア11の脚部13には巻線が
巻回されてコイルL2が形成される。コイルL2は、入
力端子18と出力端子19間に接続される。コイルL1
AとコイルL1Bからなるコイルは、チョークコイル
や、インダクターとして用いられる。また、コイルL2
は、チョークコイルや、インダクターとして用いられ
る。この時、コイルL1AとコイルL1Bからなるコイ
ルと、コイルL2は、同じ機能を有する素子又は、異な
った機能を有する素子として用いられる。すなわち、両
方ともチョークコイルとして用いられたり、一方がチョ
ークコイル、他方がインダクターとしてそれぞれ用いら
れたりする。
する。図2はメガネ形コアの左右両側の脚部だけに巻線
を巻回した場合の磁束を示した模式図である。メガネ形
コア21の脚部22と脚部23にそれぞれ巻線を同じ方
向に巻回してコイルL3、L4が形成された場合、コイ
ルL3による磁束Φ1とコイルL4による磁束Φ2は、
同じ方向に発生するので、コイルL3とL4が正に結合
し、コア21の比透磁率に比例して相互インダクタンス
+Mが発生する。図3はメガネ形コアの中央の脚部だけ
に巻線を巻回した場合の磁束を示した模式図である。メ
ガネ形コア31の中央の脚部34に巻線を巻回した場
合、中央の脚部34に形成されたコイルL5による磁束
は、脚部32側の磁束Φ3Aと脚部33側の磁束Φ3B
が発生する。
た模式図であり、メガネ形コアの一方の脚部と中央の脚
部に巻線を連続して巻回(いわゆる分割巻き)して1つ
のコイルを形成し、他方の脚部に巻線を巻回して別のコ
イルを形成する。メガネ形コア41の脚部42、43、
44の巻線の巻回方向を同じにした場合、脚部44に形
成されたコイルL6Bの磁束と脚部42に形成されたコ
イルL6Aの磁束は同じ方向に発生するが、コイルL6
Bの磁束と脚部43に形成されたコイルL7の磁束は反
対の方向に発生する。しかも、脚部42に形成されたコ
イルL6Aと中央の脚部44に形成されたコイルL6B
によって1つのコイルL6が形成されるので、このコイ
ルL6とコイルL7間の相互インダクタンスをM1、コ
イルL6AとコイルL7間の相互インダクタンスをM
2、コイルL6BとコイルL7間の相互インダクタンス
−M3とすると式(1)で表すことができる。 M1=M2+(−M3) (1) 従って、このM2とM3を調節することにより、コイル
L6とコイルL7間の相互インダクタンスを0にでき
る。
ンダクタンス係数ALをもつものとし、コイルL6、コ
イルL7の巻数をそれぞれN1、N2とすると、コイル
L6とコイルL7間の相互インダクタンスM1は、結合
係数Kとの関係式 K=M1/(L6 ・L7 )1/2 により、式(2)で表される。 M1=K・AL・N1・N2 (2) 従って、コイルL6を分割巻きしない時の、所定の基準
巻数におけるコイルL6とコイルL7間の結合係数又は
相互インダクタンスと、所定の基準巻数におけるコイル
L6BとコイルL7間の結合係数又は相互インダクタン
スがわかれば、分割巻きした時のM2とM3は比例計算
によって求められる。式を簡略化するため、基準巻数を
おなじ巻数Ntとし、分割巻きしない時のコイルL6と
コイルL7の相互インダクタンスM4は、式(2)から
式(3)で表される。 M4=K1・AL・Nt2 (3) (但し、M4は脚部42に巻回されたコイルL6とコイ
ルL7間の相互インダクタンス、K1はコイルL6とコ
イルL7間の結合係数。)
巻いた時のコイルL6とコイルL7間の相互インダクタ
ンスM5は、式(2)から式(4)で表される。 M5=K2・AL・Nt2 (4) (但し、M5は脚部44に巻回されたコイルL6とコイ
ルL7間の相互インダクタンス、K2はコイルL6とコ
イルL7間の結合係数。) さらに、コイルL6の巻線を脚部42と44に分割巻き
し、脚部44に巻かれた巻数をNbとすると、コイルL
6は、脚部42に巻かれた巻数(Nt−Nb)のコイル
L6Aと、脚部44に巻かれた巻数NbのコイルL6B
に分けられる。従って、コイルL6AとコイルL7間の
相互インダクタンスM2は、式(3)が適用できるの
で、式(5)で表せる。 M2=K1・AL・Nt・(Nt−Nb) (5) また、コイルL6BとコイルL7間の相互インダクタン
スM3は、式(4)が適用できるので、式(6)で表せ
る。 M3=K2・AL・Nb・Nt (6) 式(3)、式(5)のそれぞれの両辺式を除算すると、
式(7)で表せる。 M4/M2=1/(1−Nb/Nt) (7) 従って、M2=M4・(1−Nb/Nt)となる。コイ
ルL6の総巻数と分割巻数の比をγとするとγ=Nb/
Ntとなり、式(8)で表せる。 M2=M4・(1−γ) (8) 同様に式(4)、式(6)の両辺式を除算すると、M5
/M3=Nt/Nbとなり、式(9)で表せる。 M3=M5・γ (9) 従って、コイルL6を分割巻きした場合のコイルL6と
コイルL7間の相互インダクタンスM1は、式(6)、
(7)からM1=M2+(−M3)=M4・(1−γ)
−M5・γとなり、式(10)で表せる。 M1=M4−(M4+M5)・γ (10) コイルL6とコイルL7間の相互インダクタンスを減ら
すための分割巻数は、M1が0となるγを求めることに
より算出できる。すなわち、γ=M4/(M4+M5)
となり、分割巻数Nbは、式(11)にて算出できる。 Nb=γ・Nt (11) 分割されたコイルL6AとL6Bは、正の相互インダク
タンスを有するので、コイルL6の自己インダクタンス
を減らすことなく、相互インダクタンスだけ変えること
ができる。また、コイルL6とコイルL7の極性が逆の
場合でも相互インダクタンスM2とM3のそれぞれの極
性が逆すなわち正、負の関係が逆になるだけで、M1が
0になる条件は、式(11)により求められる。
例の正面図である。図5において、51、55はそれぞ
れ三つの脚部を有するコアである。コア51と55は、
三つの脚部を有するいわゆるE形コアであり、コア51
の三つの脚部の端面とコア55の三つの脚部の端面が接
着剤等で接着され、脚部52、53、54が形成され
る。そして、脚部52と脚部54に連続して巻線を巻回
し、コイルL8AとL8BからなるコイルL8が形成さ
れる。コイルL8は、入力端子56と出力端子57間に
接続される。また、脚部53に巻線を巻回してコイルL
9が形成される。コイルL9は、入力端子58と出力端
子59間に接続される。
例の正面部である。図6において、61は三つの脚部6
2、63、64を有するいわゆるE形コア、65は平板
状のコアである。コア61は、脚部62、63、64の
端面が平板状のコア65の表面に接着される。そして、
コア61の脚部62と脚部64には、線材を2本束ねた
状態の巻線が連続して巻回され、トランスT1AとT1
BからなるトランスT1が形成される。また、コア61
の脚部63には、線材を2本束ねた状態の巻線が巻回さ
れてトランスT2が形成される。トランスT1は、パル
ストランスや、チョークトランスとして用いられる。ま
た、トランスT2は、パルストランスや、チョークトラ
ンスとして用いられる。この時、トランスT1とトラン
スT2は、同じ機能を有する素子として用いられたり、
異なった機能を有する素子として用いられたりする。
トで縦横の形状が7.1mm×4mm、貫通孔の内径が
2mm、脚部の厚みが1mmのメガネ形コアの脚部に、
それぞれ直径が0.1mmのペアー線を6ターン巻回し
てメガネ形コアに2つのチョークトランスを形成した場
合、チョークトランスの自己インダクタンスはそれぞれ
25.4μH、27.8μHとなった。図7は基準巻数
を6ターンとし、一方のチョークトランスの巻線をコア
の中央の脚部に分割して巻いた巻数を変えた時の2つの
チョークトランスの相互インダクタンス値を測定した結
果を示すグラフであり、横軸は巻数、縦軸は相互インダ
クタンス値である。コアの中央の脚部に巻く巻数が1タ
ーンの時相互インダクタンス値が0に近くなり、中央の
脚部に巻く巻数が増加するにつれ負の相互インダクタン
ス値が増加している。図8は図7の相互インダクタンス
値をもとに結合係数を算出し、一方のチョークトランス
の巻線をコアの中央の脚部に分割して巻いた巻数を変え
た時の2つのチョークトランス間の結合係数の関係を示
すグラフである。横軸は巻数、縦軸は絶対値で示した結
合係数である。コアの中央の脚部に巻く巻数が1ターン
の時結合係数が0に近くなり、それ以外のターン数で増
加している。また、同じコアの脚部に、それぞれ直径が
0.1mmのペアー線を16ターン巻回してメガネ形コ
アに2つのチョークトランスを形成した場合、チョーク
トランスの自己インダクタンスはそれぞれ216μH、
220μHとなった。図9は基準巻線を16ターンと
し、一方のチョークトランスの巻線をコアの中央の脚部
に分割して巻いた巻数を5ターンまで変えた時の2つの
チョークトランスの相互インダクタンス値を測定した結
果を示すグラフであり、横軸は巻数、縦軸は相互インダ
クタンス値である。コアの中央の脚部に巻く巻数が2タ
ーン〜3ターンの時相互インダクタンス値が0に近くな
っている。図10は図9の相互インダクタンス値をもと
に結合係数を算出し、一方のチョークトランスの巻線を
コアの中央の脚部に分割して巻いた巻数を変えた時の2
つのチョークトランス間の結合係数の関係を示すグラフ
である。横軸は巻数、縦軸は絶対値で示した結合係数で
ある。コアの中央の脚部に巻く巻数が2ターン〜3ター
ンの時結合係数が0に近くなっている。
べたが、これらの実施例に限られるものではない。例え
ば、2つの貫通孔を有するメガネ形コアの左右両側の脚
部にそれぞれ2本の線材が束ねられた状態の巻線が巻回
され、一方の脚部に巻かれた2本の線材が束ねられた状
態の巻線の一部分が中央の脚部に巻回されてメガネ形コ
アに2つのトランスが形成されてもよい。
は、三つの脚部を有する一対のコアが突き合わされた
り、三つの脚部を有するコアと平板状のコアが突き合わ
されたりして断面形状がほぼメガネ形に形成されたコア
又は、2つの貫通孔を有するメガネ形コアの左右両側の
脚部にそれぞれ巻線が巻回され、一方の脚部に巻かれた
巻線の一部分が中央の脚部に巻回された1つのトランス
と他方の脚部に巻回された1つのトランスのように複数
の素子を1つのコアで一体化したものである。そして、
一方の脚部に巻かれる巻線の巻数と中央の脚部に巻かれ
る巻線の巻数比を変えることによって素子間の相互イン
ダクタンスすなわち結合係数を調節できる。従って、本
発明の複合トランスは、コアの比透磁率に関係なくコア
に形成された複数の素子間の相互インダクタンスすなわ
ち結合係数を小さくし、100MHz以下の低い周波数
領域でも、それぞれの素子のインダクタンス値を大きく
とることができる。また、本発明の複合トランスは、コ
アに同じ機能を有する複数の素子が一体に形成できるの
で、素子の分だけコアを用意する必要がなくなって部品
点数を少なくできると共に、形状を小さくできる。さら
に、本発明は、コアが複雑にならないので、安価な複合
トランスを提供できる。
図である。
巻回した場合の磁束を示した模式図である。
した場合の磁束を示した模式図である。
である。
図である。
図である。
の素子の相互インダクタンス値を測定した結果を示すグ
ラフである。
の素子間の結合係数を示すグラフである。
つの素子の相互インダクタンス値を測定した結果を示す
グラフである。
2つの素子間の結合係数を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】三つの脚部を有する一対のコアが突き合わ
され、該一対のコアで断面形状がほぼメガネ形に形成さ
れたコアの左右両側の脚部に、それぞれ巻線が巻回さ
れ、一方の脚部に巻かれた巻線の一部分が中央の脚部に
巻回され、他方の脚部に巻かれた巻線との間で磁気的に
結合を切り、複数のトランスを一体化させたことを特徴
とする複合トランス。 - 【請求項2】三つの脚部を有するコアと平板状のコアが
突き合わされ、該三つの脚部を有するコアと該平板状の
コアとで断面形状がほぼメガネ形に形成されたコアの左
右両側の脚部に、それぞれ巻線が巻回され、一方の脚部
に巻かれた巻線の一部分が中央の脚部に巻回され、他方
の脚部に巻かれた巻線との間で磁気的に結合を切り、複
数のトランスを一体化させたことを特徴とする複合トラ
ンス。 - 【請求項3】2つの貫通孔を有するメガネ形コアの左右
両側の脚部に、それぞれ巻線が巻回され、一方の脚部に
巻かれた巻線の一部分が中央の脚部に巻回され、他方の
脚部に巻かれた巻線との間で磁気的に結合を切り、複数
のトランスを一体化させたことを特徴とする複合トラン
ス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36825997A JP3306365B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 複合トランス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36825997A JP3306365B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 複合トランス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11195536A JPH11195536A (ja) | 1999-07-21 |
JP3306365B2 true JP3306365B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=18491365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36825997A Expired - Lifetime JP3306365B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 複合トランス |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3306365B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4733843B2 (ja) * | 2001-02-21 | 2011-07-27 | マスプロ電工株式会社 | 分岐トランス |
JP4685128B2 (ja) | 2007-06-08 | 2011-05-18 | Necトーキン株式会社 | インダクター |
DE202017104255U1 (de) * | 2017-07-18 | 2017-08-04 | Robert Bosch Gmbh | Entstörsystem, Antrieb und Handwerkzeugmaschine |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36825997A patent/JP3306365B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11195536A (ja) | 1999-07-21 |
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