JPH08107021A

JPH08107021A - トランス

Info

Publication number: JPH08107021A
Application number: JP6240209A
Authority: JP
Inventors: 敦 ▲広▼野; Atsushi Hirono; Tomohiro Yamada; 知弘山田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】形状を大きくすることなく、大きな出力電力
が得られるトランスを提供する。【構成】トランス１は、中空部２および中空部２に連
続する端子部３を備えるボビン４の中空部２の外周にコ
イル５を巻回し、中空部２の内部およびコイル５の外周
において、Ｅ形コア６、７が、各端脚部１２、１５間
に、Ｅ形コア６、７に対して透磁率が低く、長さがＧの
低透磁率体８を挟み込んで接合され、閉磁路をなすコア
９が形成されてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばスイッチング電
源装置を構成するトランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトランスを図６を用いて説明す
る。

【０００３】図６において、３１はトランスであり、中
空部３２および端子部３３を備えるボビン３４の中空部
３２の外周にコイル３５を巻回し、中空部３２およびコ
イル３５の外周に、閉磁路を形成するコア３８を配置し
てなるものである。ここで、コア３８は、Ｅ形コア３６
とＥ形コア３７とを接合してなり、ボビン３４の中空部
３２内において、コアギャップ３９を有するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
トランス３１においては、次のような問題点があった。
すなわち、コイル３５の巻数（Ｎ）が同じであれば、コ
ア３８に発生するインダクタンスの値（Ｌ）は、コイル
３５に流れる電流の値（Ｉ）に関わらず一定であり、コ
ア３８の最大磁束密度（Ｂｍ）は、コア３８の透磁率
（μ）を用いて次式（１）により決定されるが、電源装
置の出力電力の増大に伴って、コイル３５に流れる電流
が増加し、一定の値以上になるとコア３８の磁束密度は
最大値（Ｂｍ）に達し、磁束が飽和してしまう。

【０００５】Ｂｍ＝μ・Ｈ＝μ・Ｎ・Ｉ ……（１）また、磁束密度（Ｂ）は、磁束（Ф）を用いて次式
（２）のように表すことができることから、より大きな
電流をコイル３５に流すには、（２）式から、コア３８
の実効断面積（Ｓ）を大きく、すなわち、コア３８の形
状を大きくしなければならず、トランスの小型化、ひい
てはスイッチング電源装置の小型化が困難となってい
た。

【０００６】Ｂ＝Ф／Ｓ ……（２）そこで、本発明においては、形状を大きくすることな
く、大きな出力電力が得られるトランスを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、中空部と該中空部に連続する端
子部とを備えるボビンの前記中空部の外周にコイルを巻
回し、前記ボビンの中空部の内部および前記コイルの外
周にコアを配置してなるトランスにおいて、前記コアの
一部を、該コアの他の部分より透磁率が低い低透磁率体
で構成したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明にかかるトランスによれば、コイルに流
れる電流が増大すると、コアの一部を構成する低透磁率
体において磁束が飽和し、低透磁率体がコアギャップと
して作用することから、インダクタンスが下がり、それ
によって、より大きな電流をコイルに流すことができる
ものである。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例にかかるトランスを、図１
乃至図３を用いて説明する。

【００１０】図１において、１はトランスであり、中空
部２および中空部２に連続する端子部３を備えるボビン
４の中空部２の外周にコイル５を巻回し、Ｅ形コア６、
７および低透磁率体８を、中空部２の内部およびコイル
５の外周に、閉磁路をなすように接合固定することによ
り、コア９を形成してなるものである。

【００１１】ここで、図２に示すように、コア９を構成
する一方のＥ形コア６は、フェライト等の磁性体からな
り、連結部１０と、連結部１０に直角状に連続する中央
脚部１１と、中央脚部１１を介して対向する端脚部１２
とを備えるものであり、この場合、中央脚部１１と端脚
部１２とは同じ長さである。また、Ｅ形コア７は、Ｅ形
コア６と同じく磁性体からなり、連結部１３、中央脚部
１４、端脚部１５を備えるもので、この場合、中央脚部
１４と端脚部１５とは同じ長さである。さらに、低透磁
率体８は、Ｅ形コア６、７に対して透磁率が低い磁性体
からなり、ブロック状をなすものである。そして、Ｅ形
コア６、７の各中央脚部１１、１４がボビン４の中空部
２に挿通され、Ｅ形コア６とＥ形コア７とが、端脚部１
２、１５間に、低透磁率体８を挟み込んで接合され、コ
ア９が形成されるものである。このとき、低透磁率体８
の、端脚部１２、１５の長手方向に沿う長さはＧである
ため、中央脚部１１と中央脚部１４は接触せず、長さＧ
のセンターギャップ１６がコア９に設けられるものであ
る。

【００１２】ここで、トランス１に発生するインダクタ
ンス（Ｌ）は、コア９の透磁率（μ）、コイル５の巻回
数（Ｎ）、コア９の実効断面積（Ｓ）、磁路長（ｌ）に
より、次式（３）のように表されるものであり、巻回
数、実効断面積、磁路長が同じであれば、コア９の透磁
率により決定されるものである。

【００１３】Ｌ＝μ・Ｎ²・（Ｓ／ｌ） ……（３）そして、電源装置の出力電力に対応して、コイル５に流
れる電流が増減することにより、コア９の磁束密度
（Ｂ）は変動する。このとき、コア９を構成する低透磁
率体８は、コア９の他の部分より透磁率が低く、このた
め、最大磁束密度（Ｂｍ）についても、低透磁率体８に
おける値は、コア９の他の部分における値よりも小さい
ものである。例えば、低透磁率体８の最大磁束密度をＢ
ｍ１、コア９の他の部分の最大磁束密度をＢｍ２とする
と、図３に示すように、低透磁率体８の磁化曲線はＰ
１、コア９の他の部分の磁化曲線はＰ２となり、トラン
ス１の実働領域はＰ３となる。そして、電源装置の出力
電力が小さく、コイル５に流れる電流も小さい時、低透
磁率体８は、コア９の他の部分と同様に磁性体として作
用し、コア９のコアギャップ長は中央脚部１１、１４間
に形成されたＧとなる。また、電源装置の出力電力が大
きくなり、コイル５に流れる電流が増大し、磁束密度が
Ｂｍ１に達すると、低透磁率体８において磁束が飽和
し、低透磁率体８は磁性体としては作用せず、コアギャ
ップとして作用するため、コア９のコアギャップ長は２
Ｇとなり、インダクタンスの値が低下するものである。
ここで、次式（４）から、インダクタンスが減少した
時、電流を増大させて、磁束変化量（ｄΦ／ｄｔ）を一
定に保つことが可能であり、コイル５に流れる電流を増
大させることができるものである。

【００１４】ｄΦ／ｄｔ＝（Ｌ／Ｎｔ）・Ｉ ……（４）以上のように、本発明にかかるトランスによれば、コア
９の形状を大きくすることなく、コア９の低透磁率体８
をコアギャップとして作用させ、インダクタンスの値を
低下させることにより、コイル５に流れる電流を増大さ
せ、大きな出力電力を得ることができるものである。

【００１５】なお、本実施例においては、Ｅ形コア６、
７の端脚部１２、１５間に低透磁率体８を挟み込んでコ
ア９を形成する場合について説明したが、図４に示すよ
うに、中央脚部１１、１４間に低透磁率体８を挟み込ん
でコア１７を形成してもよいものである。ここで、図４
においては、図１、図２と同一もしくは同等の部分に同
一の符号を付し、その説明は省略する。

【００１６】また、本実施例においては、二つのＥ形コ
ア６、７を接合することにより、コア９を構成する場合
について説明したが、図５（ａ）に示すように、Ｅ形コ
ア６の端脚部１２と、Ｉ形コア１８の両端部１９近傍と
の間に低透磁率体８を挟み込み、これら各部材を接合し
てコア２０を形成してもよいものである。加えて、図５
（ｂ）に示すように、Ｅ形コア６の中央脚部１１と、Ｉ
形コア１８の中央部２１近傍との間に低透磁率体８を挟
み込んでコア２２を形成してもよいものである。ここ
で、図５においては、図１、図２と同一もしくは同等の
部分に同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００１７】さらに、本実施例においては、Ｅ形コア
６、７と、これらと別体の低透磁率体８とを接合してコ
ア９を形成する場合について説明したが、例えば、端脚
部または中央脚部の先端に低透磁率体を一体に設けたＥ
形コアと、低透磁率体を設けないＥ形コアとを接合して
コアを形成してもよいものである。

【００１８】また、本実施例においては、コア９にセン
ターギャップを設ける場合について説明したが、センタ
ーギャップを設けないコアを用いる場合についても、本
発明を適用できるものである。

【００１９】さらに、本実施例においては、各脚部が同
じ長さのＥ形コア６、７を用いてコア９を形成する場合
について説明したが、各脚部の長さが異なるＥ形コアを
用いてコアを形成してもよいものである。

【００２０】

【発明の効果】本発明にかかるトランスによれば、コイ
ルに流れる電流が増大すると、コアの一部を構成する低
透磁率体において磁束が飽和し、低透磁率体がコアギャ
ップとして作用し、インダクタンスが下がることから、
コイルに流す電流をより増大させることができるもので
ある。したがって、コアの形状を大きくすることなく、
コイルに流れる電流を増大させることができ、これによ
り、トランス、ひいては電源装置の小型化、高機能化を
実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるトランスの断面図で
ある。

【図２】図１に示すトランスを構成するコアの組立分解
斜視図である。

【図３】図１に示すトランスの実働領域を示す磁化曲線
グラフであり、縦軸は磁束密度、横軸は磁化力である。

【図４】本発明の他の実施例にかかるトランスを構成す
るコアの正面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）とも、本発明のさらに他の実施例
にかかるトランスを構成するコアの正面図である。

【図６】従来のトランスの断面図である。

【符号の説明】

１トランス２中空部３端子部４ボビン５コイル８低透磁率体９、１７、２０、２２コア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空部と該中空部に連続する端子部とを
備えるボビンの前記中空部の外周にコイルを巻回し、前
記ボビンの中空部の内部および前記コイルの外周にコア
を配置してなるトランスにおいて、前記コアの一部を、
該コアの他の部分より透磁率が低い低透磁率体で構成し
たことを特徴とするトランス。