JPH02185006A - フライバックトランス - Google Patents

フライバックトランス

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JPH02185006A
JPH02185006A JP1005687A JP568789A JPH02185006A JP H02185006 A JPH02185006 A JP H02185006A JP 1005687 A JP1005687 A JP 1005687A JP 568789 A JP568789 A JP 568789A JP H02185006 A JPH02185006 A JP H02185006A
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primary winding
primary
flyback transformer
winding
film
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Masusaku Okumura
奥村 益作
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はフライバックトランスに関する。
〔従来技術〕
従来のフライバックトランスlは、−i的には第15図
に示すように、1次巻線PCに磁気結合された複数の2
次巻線SC1ないしSC4を含み、それぞれの2次巻線
SCIないしSC4間はそれぞれ整流ダイオードDIな
いしD4で直列に接続される。そして、1次巻線PCに
は、別の回路基板上に配置されたトランジスタTr、ダ
ンパダイオードDd、共振コンデンサCPおよび直流電
源Eなどで構成されるパルス発生回路2が接続されてい
た。
〔発明が解決しようとする課題〕
電圧変動率を改善する従来の方法として、可飽和リアク
トル型、可変容量型または供給電圧制御型などがあった
しかし、いずれの方法においても別回路をさらに付加す
るというものであり、コストが高くなるとともに、スペ
ースをとってしまう。
また、可飽和リアクトル型および可変容量型においては
パルス幅が、また給電圧制御型においては3次電圧が、
それぞれ、変動してしまうので、フライバックトランス
の出力を他の電源として使用する場合、その電源として
の機能に影響を与えるという問題点があった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、より簡単に電圧
変動率が改善できる、フライバックトランスを提供する
ことである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、直列に接続された複数の1次巻線部分から
なる1次巻線、1次巻線に磁気結合される2次巻線、お
よびそれぞれの1次巻線部分に並列に接続される共振コ
ンデンサを備え、それぞれの1次巻線部分と共振コンデ
ンサとによる共振周波数を互いにずらせるようにした、
フライバックトランスである。
〔作用〕
一般的に、フライバックトランスにおいては、その電圧
変動率は、それぞれ以下に示す整流ダイオードによる順
方向電圧降下Vf、1次巻線および2次巻線の巻線抵抗
による電圧降下Vr、および漏れリアクタンスによる電
圧降下Vxのベクトル和によって決定される。
Vf=Vd+ (RdXIp) Vr=IpXRc V x = ωL 1 x r p ただし、■d:定数 Rd:定数 Ip、2次巻線のピーク電流 Rc:巻線抵抗 ωL、、漏れリアクタンス である。
そこで、この発明はVf、VrおよびVxのすべてに関
係するピーク電流1pを減少させることによって、電圧
変動率を改善しようとするものである。
それぞれの1次巻線部分と共振コンデンサとによる共振
周波数を互いにずらせると、合成1次パルス波形が矩形
波に近位し、それによって、2次巻線を流れるピーク電
流1pが小さくなる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、ピーク電流IPを小さくしてダイオ
ードによる順方向電圧降下Vr、巻線抵抗による電圧降
下Vrおよび漏れリアクタンスによる電圧降下Vxを小
さくすることによって電圧変動率を改善するようにして
いるので、従来のいずれの方法に比べても、別回路を付
加する必要がなく、コストが高くなることがない。すな
わち、各1次巻線部分のインダクタンス値および/また
は共振コンデンサの静電容量値を変えるだけで共振周波
数をずらすことができるので、回路構成の変更を必要と
しない。
さらに、ピーク電流が抑制されるので、それに起因する
ノイズが小さ(なるとともに、整流ダイオードとして定
格の小さいダイオードを使用することができ、−層安価
になる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
〔実施例〕
第1図を参照して、この実施例のフライバックトランス
10は、1次巻線PCを含み、この1次巻線PCは直列
接続された2つの1次巻線部分L1およびL2を含む。
そして、1次巻線部分LlおよびL2には、共振コンデ
ンサCP1およびCF2とダンパーダイオードDPIお
よびDP2とがそれぞれ並列接続され、トランジスタT
rおよび直流電源Eと接続して1次回路が形成される。
ここで、それぞれ共振コンデンサCPlおよびCF2が
並列接続された1次巻線部分L1およびL2としては、
好ましくは、たとえば第3図に示すようなフィルム巻回
体12が用いられる。
このフィルム巻回体12は、第3図に示すように、長尺
の第1および第2の絶縁シー)14および16を含み、
これら第1および第2の絶縁シート14および16はそ
れぞれたとえばポリエステルフィルムなどからなる。第
1の絶縁シート14の上面には、その長手方向に連続的
に延びて、たとえばアルミニウムまたは銅などの良導電
性金属からなる導体箔18が貼り付けられる。第2の絶
縁シー1−16の上面にも、その長さ方向の接地端子側
に、同様の導体箔20が貼り付けられる。
第1の絶縁シート14上の導体箔18の両端部には、そ
れぞれ別の導体箔22をたとえばスポット溶接で固着す
ることによって、第1の端子24aおよび24bが取り
付けられている。すなわち、第1の端子24aおよび2
4bは、それぞれ略長方形の導体箔22の端部が折り返
されてスポット溶接が施されている部分に挟まれ、導体
箔22と一体固定される。また、第2の絶縁シート16
上の第2の導体箔20の長さ方向のほぼ中央には、同様
に、別の導体箔26によって、第2の端子2日が取り付
けられる。すなわち、第2の端子28は、第2の導体箔
20と導体箔26との間に挟まれて、スポット溶接など
によって一体固定される。
このように形成された第1および第2の絶縁シー)14
および16を積層した後、第4図に示すように、第2の
絶縁シート16の上面の第2の導体箔20が内側になる
ように、第1および第2の絶縁シート14および16を
巴筒状に巻きつけて、フィルム巻回体12が形成され、
第1の端子24aおよび24bならびに第2の端子28
がともにフィルム巻回体12の一方端面に露出する。
なお、第3図および第4図に示すフィルム巻回体12に
おいて、第1および第2の導体箔18および20は、蒸
着やめっき等によっても形成され得る。
このようにして、各1次巻線部分LlおよびL2が構成
されるが、第1図および第2A図ならびに第2B図では
、共振コンデンサCPIが付加された1次巻線部分L1
に用いられるフィルム巻回体をフィルム巻回体12aと
し、共振コンデンサCP2が付加された1次巻線部分L
2に用いられるそれをフィルム巻回体12bとして表し
ている。
同様に、フィルム巻回体12aおよび12bのそれぞれ
の第1の端子を24a1.24blおよび24a2,2
4b2とし、また、それぞれの第2の端子を281,2
82として区別している。
両方のフィルム巻回体12aおよび12bは同様に考え
られるので、ここでは、フィルム巻回体12aについて
説明する。フィルム巻回体12 aは、第1の導体箔1
8によって、第1の端子24a1および24blの間に
、第1図に示す1次巻線部分L1が形成される。したが
って、これら第1の端子24a1および24b1の間の
距離が1次巻線部分L1のインダクタンスに影響を与え
る。そのため、第1の端子24a1および24b1の取
付位置を変更すれば、1次巻線部分Llのインダクタン
スの大きさを適当に調整できる。
このような1次巻線部分Llのインダクタンスは第1の
導体箔18をその幅方向に複数に分割して細長い平行導
体とし、それらを第1の端子24a1および24b1間
に直列接続すれば、より大きな値にすることができる。
このようにして、1次巻線の巻数(インダクタンス)と
静電容量とをコントロールする。
また、フィルム巻回体12aにおいて、第1および第2
の導体箔18および20の間には、誘電体である第2の
絶縁シート16が介在するため、静電容量が形成される
。この静電容量が第1図に示す共振コンデンサCP1と
して作用する。すなわち、第1および第2の導体箔18
および20で形成される共振コンデンサCPIは、等価
的に、その一方電極が第2の端子281に接続され、他
方電極が1次巻線部分Llに接続される。したがって、
外部回路において(または内部においてでもよい)、第
1の端子24a1と第2の端子281とを接続すれば、
1次巻線部分L1に対して共振コンデンサCPIが並列
接続される。この共振コンデンサCPIの容量は、第1
および第2の導体箔18および20の対向面積や第2の
絶縁シー)16の誘電率によって適宜調整できる。
このようにして決まる1次巻線部分L1およびL2のイ
ンダクタンスならびに共振コンデンサCPlおよびCF
2の静電容量を適宜調整することによって、それぞれの
組合せによる1次巻線部分L1およびL2の共振周波数
を互いにずらせることができる。
なお、共振コンデンサCPIおよびCF2を構成する第
2の導体箔20も当然第1図に示すように、インダクタ
ンス成分を持ってしまうので、このインダクタンスを減
じることが望ましい、そのためには、第2の端子28を
第2の導体箔20の長さ方向の中央に取り付けるように
すればよい。
そうすれば、第2の導体箔20上には第2の端子28を
中心にして左右に逆方向の電流が流れ、したがって、逆
方向の電流によって生じる磁束が互いに相殺されるので
、共振コンデンサCPIおよびCF2に寄生する不要イ
ンダクタンスを減じることができる。
第2A図および第2B図に戻って、先に述べたフィルム
巻回体12a上に、2次巻線SCIないしSC4が順次
積層的に配置される。
この2次巻線SCIないしSC4としては、好ましくは
、第5A図および第5B図に示すめっきコイル30が用
いられる。めっきコイル30は、たとえばノリル、ポリ
カーボネイトまたはポリイミドなどの絶縁性樹脂によっ
て筒状に形成される中空のボビン32を含み、ボビン3
2の外表面上には螺旋状の導体34が形成される。この
導体34は、たとえば第6図に示すように、ニッケルの
無電解めっき層36.銅の電解めっき層38およびクロ
ムの電解めっき層40が積層された3層構造を有する。
このような螺旋状の導体34は、ボビン32の外表面全
面に第6図のような3層構造からなる導体34を形成し
、その後たとえばレーザ等により螺旋状のスリット42
を形成することによって形成される。なお、導体34の
始端および終端部分は、接続端子44aおよび44bと
して用いられる。
このようにして形成されるめっきコイル30を、ボビン
径がそれぞれ異なる4種類準備し、フィルム巻回体12
aに順次嵌め込まれる。その後、最上層の2次巻線SC
4の上に絶縁シート46を巻回し、その上にフィルム巻
回体12bを巻回する。このようにして、第1図および
第2A図ならびに第2B図に示すような、フライバック
トランスlOが得られる。
そして、第1図および第2A図ならびに第2B図に示す
ように、各2次巻線SCIないしSC4のそれぞれの間
に、上述の接続端子44aおよび44bを利用して整流
ダイオードDIないしD4が接続されている。
このフライバックトランス10では、2つの1次巻線部
分L1およびL2が直列駆動される。
フライバックトランス10において、前述の方法によっ
て、1次巻線部分L1と共振コンデンサCPIとによる
共振周波数と、1次巻線部分L2と共振コンデンサCP
2とによる共振周波数とを互いにずらせる。
その結果、合成1次パルスが、第7A図に示す従来の正
弦半波から、第7B図に示すパルスP1およびP2を合
成してなる点線のような矩形波に近い波形になる。すな
わち、トランジスタTrがオフになると同時に、第7B
図図示の2つのパルスPlおよびP2が発生する。これ
に伴って、2次巻線に流れる電流は、第8A図に示す従
来の導通角Tonlが狭くかつピーク値1plが大きい
波形ではなく、第8B図に示すような導通角T。
n2が比較的広くかつピーク値1p2が比較的小さい矩
形波となり、ピーク値1p2はIplの1/2〜l/3
に低減できる。
したがって、ピーク電流1pが従来に比べて小さくなり
、そのピーク電流1pの大きさに依存するダイオードの
順方向電圧降下Vf、巻線抵抗による電圧降下Vrおよ
び漏れリアクタンスによる電圧降下vlの全てを小さく
することができる。
また、2次巻線SCIないしSC4が2つのフィルム巻
回体12aおよび12bで挟まれるので、1次巻線部分
L1およびL2と2次巻線SC1ないしSC4との間の
磁気結合が密になる。そのため、2次漏れ磁束すなわち
2次漏れインダクタンスを従来の1/2程度の250m
H〜300mHに減少することができる。
その結果、電圧変動率を第9図の綿Cで示すように改善
することができる。
ちなみに、第9図における線Aは従来例の場合を示す。
なお、第2A図および第2B図ならびに後述の第13A
図および第13B図において、共振コンデンサCPI、
CP2 (およびPC3) 、ダンパダイオードDPI
、DP2 (およびDP3)、トランジスタTrならび
に直流電源Eは図面の複雑化を避けるため、図示が省略
されていることに留意されたい。
次に、第10図に示す他のフライバックトランス10は
1次巻線PCを含み、1次巻線PCは一連の巻線として
形成され、タップによって2つの1次巻線部分L1とL
2とに区分される。そして、それぞれの1次巻線部分L
1およびL2には共振コンデンサCPIおよびCF2と
ダンパダイオードDPIおよびDP2とがそれぞれ並列
接続され、トランジスタTrおよび直流電源Eと接続し
て1次回路が形成される。この1次回路は、第1図図示
のフライバックトランス1の1次回路と等価な回路にな
る。
ここで、それぞれ共振コンデンサCPlおよびCF2が
並列接続された1次巻線部分L1およびL2としては、
好ましくは、たとえば第11A図に示すようなフィルム
巻回体12′が用いられる二のフィルム巻回体12′は
、第11A図に示すように、第3図図示のフィルム巻回
体12と同様の長尺の第1および第2の絶縁シート14
および16を含む。そして、第1の絶縁シート14上に
は、フィルム巻回体12と同様に、導体箔18が貼り付
けられ、また導体箔18の両端部には別の導体箔22を
固着することによって、第1の端子24aおよび24b
が取り付けられる。そしてさらに、導体箔18の中央部
にはタップ48が別の導体箔50によって取り付けられ
ている。そして、第2の絶縁シート16の上面には、2
つの導体箔20aおよび20bが貼り付けられ、それぞ
れの長さ方向はぼ中央には別の導体箔26aおよび26
bによって、それぞれ第2の端子28aおよび28bが
取り付けられている。
その後は、フィルム巻回体12と同様に、第1および第
2の絶縁シート14および16を積層した後、円筒状に
巻き付けて、フィルム巻回体12が形成される。
このフィルム巻同体12′において、各部材の材料およ
びその形状等はフィルム巻回体12とほぼ同様であるの
でここではその詳述は省略する。
このようにして形成されるフィルム巻同体12′は、第
1の導体箔18′によって、第1の端子24aおよびタ
ップ48の間に、第10図に示す1次巻線部分L1が形
成され、第1の端子24bおよびタップ48の間に、1
次巻線部分L2が形成される。したがって、タップ48
を導体箔18の長手方向に移動させることによって、1
次巻線部分L1およびL2のそれぞれのインダクタンス
の値を調整することもできる。
また、第1の端子24aとタップ48の間の導体箔18
と第2の導体箔20aとの間、および第1の端子24b
およびタップ48の間の導体箔18と第2の導体箔20
bとの間にはそれぞれ静電容量が形成される。これらの
静電容量はそれぞれ第10図に示す共振コンデンサCP
IおよびCF2として作用する。すなわち、共振コンデ
ンサCPiおよびCF2は、それぞれその一方電極がそ
れぞれ第2の端子28aおよび28bに接続され、他方
電極がそれぞれ1次巻線部分L1およびL2に接続され
る。したがって、外部回路におい°ζ(または内部にお
いてでもよい)、第11B図に示すように、第1の端子
24aおLびタンプ48と第2の端子28aおよび28
bとをそれぞれ接続すれば、1次巻線部分LlおよびL
2に対してそれぞれ共振コンデンサCPIおよびCF2
が並列接続される。
このようにして決まる1次巻線部分L1およびL2のイ
ンダクタンスならびに共振コンデンサCP1およびCF
2の静電容量を適宜調整することによって、第1図実施
例と同様に、それぞれの組合せによる1次巻線部分Ll
およびL2の共振周波数を互いにずらせることができる
なお、第10図に示すダンパダイオードDPIおよびD
P2は、それぞれ第11A図に示す第1の端子24aと
タップ4日の間、および第1の端子24bとタップ48
との間に接続され、そして、トランジスタTrならびに
直流電源Eは第1の端子24aおよび24bの間に直列
に接続して1次回路が形成される。
そして、1次巻線PCには複数の2次巻線SC1ないし
SC4が磁気結合され、それぞれの2次巻線SCIない
しSC4間には整流ダイオードDIないしD4が接続さ
れる。
このようにして形成されるフライバックトランスlOに
おいても、合成1次パルスおよび2次巻線に流れる電流
は先の実施例と同様に第7B図および第8B図に示すよ
うな波形となり、ピーク値Ip2も第8B図に示すよう
に小さくできる。
したがって、先の実施例と同様に、ピーク電流lpも小
さくなり、ピーク電流1pの大きさに依存する各電圧降
下Vf、Vrおよびvlの全てを小さくでき、その結果
、電圧変動率を第9図の線Bで示すように改善すること
ができる。
また、第12図に示す他の実施例のフライバックトラン
ス10は、3つの1次巻線部分Ll、L2およびL3を
直列接続して形成される1次巻線PCを含む。そして、
それぞれの1次巻線部分L1、L2およびL3には、そ
れぞれ共振コンデンサCPI、CP2およびCF2とダ
ンパダイオードDPI、DP2およびDP3が並列接続
され、トランジスタTrおよび直流電源Eと接続して1
次回路が形成される。この実施例においても1次巻線部
分Ll、L2およびL3には、第3図に示すフィルム巻
回体12が用いられ、それぞれフィルム巻回体12a、
12bおよび12cとするが、ここではその詳細な説明
は省略する。
この実施例では、第13A図および第13B図に示すよ
うに、まず、フィルム巻回体12aを準備する。その上
に、2次巻線SCIおよびSC2が順次積層的に配置さ
れる。2次巻線SC1およびSC2としては、第5A図
および第5B図図示のめつきコイル30が利用され得る
。そして、2次巻線SCIおよびSC2の上には、絶縁
シート461を介して、フィルム巻回体12bが巻回さ
れる。その上には、さらに、2次巻線SC3およびSC
4が積層的に配置される。2次巻線SC3およびSC4
の上には、絶縁シート462を介して、フィルム巻回体
12C9が巻回される。
この実施例では、2次巻線SCIないしSC4は、それ
ぞれ、2つのめっきコイルによって形成される。したが
って、2次巻線SCIないしSC4は、それぞれ、第1
2図に示すように、2つのコイルが並列接続された形に
なる。このように2つのコイルの並列接続を用いること
によって、2次巻線SC1ないしSC4の直流抵抗を下
げ、電流容量を大きくすることができる。また、並列に
接続されている各コイルの一方が故障しても続けて運転
できる。
この実施例のフライバックトランス10は、3つの1次
巻線部分L1.L2およびL3が直列駆動される。
この実施例において、1次巻線部分Ll、L2およびL
3のそれぞれの共振周波数を、先の実施例と同様の方法
によって、互いにずらすことにより、合成1次パルス波
形をさらに矩形波に近い波形にすることができる。した
がって、2次巻線を流れる電流は、さらに広い導通角を
有しがっより小さいピーク値を有する矩形波となる。
また、2次巻線SCIおよびSC2がフィルム巻回体1
2aおよび12bに挟まれ、2次巻線SC3およびSC
4がフィルム巻回体12bおよび12cに挟まれている
ので、2次巻線SCIないしSC4からの2次漏れ磁束
をさらに低減でき、したがって、2次漏れインダクタン
スを従来の115〜1/8程度の50mH−100mH
に減少することができる。
その結果、この実施例のフライバックトランスlOの電
圧変動率は、第9図の線りで示すようにさらに改善され
る。
なお、第14図に上述の実施例の等価回路図を示す。
また、上述の実施例では2次巻線SCIないしSC4と
してめっきコイル30を用いたが、これに限定されず、
任意のものでよいことは勿論である。
さらに、上述の実施例においては、1次巻線としてフィ
ルム巻同体が用いられたがこれに限定されず、従来と同
様の巻線であってもよい。
また、上述の実施例のように1次巻線と共振コンデンサ
とを同じフィルム巻同体内に構成する必要はなく、1次
巻線と共振コンデンサとはそれぞれ別部品として構成し
てもよい。
さらに、必ずしも2次巻線は1次巻線に挟まれている必
要はない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す結線図である。 第2A図および第2B図はこの実施例の構造を示す図解
図であり、第2A図は一部破断正面図、第2B図は一部
省略右側面図である。 第3図はこの実施例のフィルム巻回体の絶縁シートを展
開的に示す斜視図である。 第4図は第3図に示す絶縁シートを巻き込む状態を示す
図解図である。 第5A図および第5B図は2次巻線として用いられるめ
っきコイルを示す図解図であり、第5A図は正面図、第
5B図は側面図を示す。 第6図は第5図に示すめっきコイルの導体部分を示す拡
大断面図である。 第7A図および第7B図は合成1次パルス波形図であり
、第7A図は従来技術の波形図、第7B図は第1図実施
例の波形図である。 第8A図および第8B図は2次電流の波形図であり、第
8A図は従来技術の波形図、第8B図は第1図実施例の
波形図である。 第9図は各実施例の電圧変動率を比較例とともに示すグ
ラフである。 第10図はこの発明の他の実施例を示す結線図である。 第11A図は第10図実施例のフィルム巻回体の絶縁シ
ートを展開的に示す斜視図である。 第11B図は第11A図のフィルム巻回体の各端子の接
続状態を示す結線図である。 第12図はこの発明のさらに他の実施例を示す結線図で
ある。 第13A図および第13B図はこの実施例の構造を示す
図解図であり、第13A図は一部破断正面図であり、第
13B図は一部省略右側面図である。 第14図は上述の実施例の等価回路図である。 第15図は従来のフライバックトランスを示す結線図で
ある。 図において、10はフライバックトランス、PCは1次
巻線、Ll、L2.L3は1次巻線部分、CPI、CF
2.CF2は共振コンデンサ、SC1ないしSC4は2
次巻線を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 山 1) 義 人 第1図 第2A図 第2B図 第7A図 第8A図 第 図 第7B図 第8B図 第5A図 第14図 第10r′7i 第5B図 l 用1A図 14118図 4a 4D 第13A図 川3B図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直列に接続された複数の1次巻線部分からなる1次
    巻線、 前記1次巻線に磁気結合される2次巻線、および 前記それぞれの1次巻線部分に並列に接続される共振コ
    ンデンサを備え、 前記それぞれの1次巻線部分と共振コンデンサとによる
    共振周波数を互いにずらせるようにした、フライバック
    トランス。 2 前記1次巻線は一連の巻線として形成されかつタッ
    プによって前記複数の1次巻線部分に区分されている、
    請求項1記載のフライバックトランス。 3 前記複数の1次巻線部分はそれぞれ個別の巻線とし
    て形成される、請求項1記載のフライバックトランス。 4 前記個別の1次巻線部分の間に前記2次巻線を挟み
    込んだ、請求項3記載のフライバックトランス。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5147820U (ja) * 1974-10-07 1976-04-09
JPS59143477A (ja) * 1983-02-04 1984-08-17 Victor Co Of Japan Ltd フライパツクトランス

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