JPH11195536A - Composite transformer - Google Patents
Composite transformerInfo
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- JPH11195536A JPH11195536A JP36825997A JP36825997A JPH11195536A JP H11195536 A JPH11195536 A JP H11195536A JP 36825997 A JP36825997 A JP 36825997A JP 36825997 A JP36825997 A JP 36825997A JP H11195536 A JPH11195536 A JP H11195536A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主に信号伝送用線
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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is mainly used for a signal transmission line, and has a plurality of elements having the same function of a pulse transformer, a choke transformer, a choke coil, and an inductor, or a plurality of elements having different functions. The present invention relates to a composite transformer integrating the above elements.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の複合トランスに、メガネ形コアを
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、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。2. Description of the Related Art There is a conventional composite transformer in which, for example, two choke coils are formed integrally using a glasses-shaped core. FIG. 11 is a front view of such a composite transformer, in which two choke coils L10 and L11 are wound by winding windings around legs 112 and 113 formed between the side surface of the glasses-shaped core 111 and the through hole. Is formed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この様に形成された従
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(Us=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。Since the core of the conventional composite transformer thus formed has an eyeglass shape, when the relative magnetic permeability is increased, the mutual resistance between the two choke coils L10 and L11 is increased. As the inductance increases, the magnetic coupling between the choke coils L10 and L11 increases. Therefore, in order to prevent interference between elements formed integrally with the core, the conventional composite transformer uses a core having a relatively small relative permeability (Us = 1000 or less) and uses an inductance of each element. It is necessary to reduce the value, and as a result, there is a problem that it can be used only in a high frequency region of 100 MHz or more. In order to solve such a problem, the legs 122 and 123 of the core 121 are orthogonalized as shown in FIG.
And the two choke coils L12 and L13
Is formed. Such a conventional composite transformer can prevent the magnetic paths of the respective choke coils from intersecting with each other, but has a problem that the shape of the core becomes complicated and the core becomes expensive.
【0004】本発明は、それぞれの素子のインダクタン
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。According to the present invention, even if the inductance value of each element is increased, the magnetic coupling between a plurality of elements formed on the core can be reduced without complicating the shape of the core, and the frequency can be reduced to 100 MHz or less. It is an object of the present invention to provide a composite transformer that can be used even in a low frequency range.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の複合トランス
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
巻回される。According to the composite transformer of the present invention, a pair of cores having three legs are abutted against each other, or a core having three legs and a flat core are abutted against each other. Are wound around the legs on the left and right sides of the core formed in a substantially eyeglass shape, respectively, and a part of the winding wound around one leg is wound around the center leg.
Also, in the composite transformer of the present invention, a winding is wound around each of the left and right legs of the glasses-shaped core having two through holes, and a part of the winding wound around one of the legs is formed at the center leg. Wound around.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A composite transformer of the present invention has a cross-sectional shape obtained by abutting a pair of E-shaped cores or a pair of E-shaped cores having two through holes, or abutting an E-shaped core with a flat core. A core formed in a substantially eyeglass shape is used. In this core, a winding is wound around each of the left and right legs, and a part of the winding wound around one of the legs is wound around a central leg. Then, by changing the number of turns of the winding wound around the center leg, an element formed by one of the legs and the winding wound around the center leg,
The mutual inductance between elements formed by the winding wound on the other leg is reduced.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明の複合トランスを図1乃至図1
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。1 to 1 show a composite transformer according to the present invention.
0 will be described. FIG. 1 is a front view of a composite transformer according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is a glasses-shaped core and 12, 13, and 14 are legs. The eyeglass-shaped core 11 has two through-holes extending in parallel, and legs 12, 13 between the through-holes and the side surfaces have leg portions 14, 13 between the two through-holes.
Are respectively formed. A coil is wound around the leg 12 of the core 11 to form a coil L1A. The coil is wound continuously around the center leg 14 to form a coil L1B. Then, one coil is formed by the coil L1A and the coil L1B. This coil is connected between the input terminal 16 and the output terminal 17. A coil is wound around the leg 13 of the core 11 to form a coil L2. The coil L2 is connected between the input terminal 18 and the output terminal 19. Coil L1
The coil composed of A and the coil L1B is used as a choke coil or an inductor. Also, the coil L2
Are used as choke coils and inductors. At this time, the coil composed of the coil L1A and the coil L1B and the coil L2 are used as elements having the same function or elements having different functions. That is, both are used as choke coils, one is used as a choke coil, and the other is used as an inductor.
【0008】ここで本発明の複合トランスの原理を説明
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。Here, the principle of the composite transformer of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing the magnetic flux when the winding is wound only on the left and right legs of the glasses-shaped core. When the coils L3 and L4 are formed by winding the windings on the legs 22 and 23 of the glasses-shaped core 21 in the same direction, the magnetic flux Φ1 by the coil L3 and the magnetic flux Φ2 by the coil L4 are:
Since they occur in the same direction, the coils L3 and L4 are positively coupled, and a mutual inductance + M is generated in proportion to the relative magnetic permeability of the core 21. FIG. 3 is a schematic diagram showing the magnetic flux when the winding is wound only on the central leg of the eyeglass-shaped core. When a winding is wound around the central leg 34 of the glasses-shaped core 31, the magnetic flux generated by the coil L5 formed on the central leg 34 is a magnetic flux Φ3A on the leg 32 side and a magnetic flux Φ3B on the leg 33 side.
Occurs.
【0009】図4は本発明の複合トランスの磁束を示し
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。FIG. 4 is a schematic diagram showing the magnetic flux of the composite transformer according to the present invention. The winding is continuously wound (so-called split winding) around one leg and the center leg of the glasses-shaped core. One coil is formed and the other leg is wound with a winding to form another coil. Legs 42, 43 of the glasses-shaped core 41,
When the winding direction of the winding of the coil 44 is the same, the magnetic flux of the coil L6B formed on the leg 44 and the magnetic flux of the coil L6A formed on the leg 42 are generated in the same direction.
The magnetic flux of B and the magnetic flux of the coil L7 formed in the leg 43 are generated in opposite directions. Moreover, the coil L6A formed on the leg 42 and the coil L6B formed on the central leg 44
To form one coil L6, the mutual inductance between the coil L6 and the coil L7 is M1, and the mutual inductance between the coil L6A and the coil L7 is M
2. If the mutual inductance between the coil L6B and the coil L7 is -M3, it can be expressed by Expression (1). M1 = M2 + (− M3) (1) Therefore, by adjusting M2 and M3, the mutual inductance between the coils L6 and L7 can be made zero.
【0010】ここで、コイルL6とコイルL7が同じイ
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。)Here, assuming that the coils L6 and L7 have the same inductance coefficient AL, and the number of turns of the coils L6 and L7 is N1 and N2, respectively, the mutual inductance M1 between the coils L6 and L7 is represented by the coupling coefficient The relational expression with K is expressed by Expression (2) by K = M1 / (L 6 · L 7 ) 1/2 . M1 = K · AL · N1 · N2 (2) Accordingly, when the coil L6 is not dividedly wound, the coupling coefficient or the mutual inductance between the coil L6 and the coil L7 at the predetermined reference number of turns, and the coil L6B at the predetermined reference number of turns. If the coupling coefficient or the mutual inductance between the coils L7 is known, M2 and M3 when the winding is divided can be obtained by a proportional calculation. In order to simplify the equation, the reference number of turns is set to the same number of turns Nt, and the mutual inductance M4 of the coil L6 and the coil L7 when not dividedly wound is expressed by the equation (2) to the equation (3). M4 = K1 · AL · Nt 2 (3) (However, M4 is a mutual inductance between the coil L6 and the coil L7 wound around the leg 42, and K1 is a coupling coefficient between the coil L6 and the coil L7.)
【0011】次に、コイルL6の巻線を全て脚部44に
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−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。Next, the mutual inductance M5 between the coil L6 and the coil L7 when all the windings of the coil L6 are wound around the leg portion 44 is expressed by the equations (2) to (4). M5 = K2 · AL · Nt 2 (4) (However, M5 is a mutual inductance between the coil L6 and the coil L7 wound around the leg 44, and K2 is a coupling coefficient between the coil L6 and the coil L7.) Assuming that the winding of L6 is divided into legs 42 and 44 and the number of turns wound around the legs 44 is Nb, the coil L
6 is a coil L6A having the number of turns (Nt-Nb) wound around the leg 42 and a coil L6B having the number of turns Nb wound around the leg 44
Divided into Therefore, the mutual inductance M2 between the coil L6A and the coil L7 can be expressed by Expression (5) since Expression (3) can be applied. M2 = K1 · AL · Nt · (Nt−Nb) (5) The mutual inductance M3 between the coil L6B and the coil L7 can be expressed by the following equation (6) since the equation (4) can be applied. M3 = K2 · AL · Nb · Nt (6) By dividing each side expression of Expressions (3) and (5),
It can be expressed by equation (7). M4 / M2 = 1−Nb / Nt (7) Therefore, M2 = M4 · (1−Nb / Nt). Assuming that the ratio between the total number of turns of the coil L6 and the number of divided turns is γ, γ = Nb /
Nt, and can be expressed by equation (8). M2 = M4 · (1−γ) (8) Similarly, dividing both sides of equations (4) and (6) gives M5
/ M3 = Nt / Nb, which can be expressed by equation (9). M3 = M5 · γ (9) Accordingly, when the coil L6 is divided and wound, the mutual inductance M1 between the coil L6 and the coil L7 is given by the following equation (6).
From (7), M1 = M2 + (− M3) = M4 · (1−γ)
−M5 · γ, which can be expressed by equation (10). M1 = M4− (M4 + M5) · γ (10) The number of turns to reduce the mutual inductance between the coil L6 and the coil L7 can be calculated by obtaining γ at which M1 becomes zero. That is, γ = M4 / (M4 + M5)
And the number of divided turns Nb can be calculated by equation (11). Nb = γ · Nt (11) Since the divided coils L6A and L6B have a positive mutual inductance, only the mutual inductance can be changed without reducing the self-inductance of the coil L6. Further, even when the polarities of the coil L6 and the coil L7 are opposite, the condition that the polarity of the mutual inductances M2 and M3 is reversed, that is, the positive and negative relations are reversed, and the condition that M1 becomes 0 is obtained by the equation (11). Required by
【0012】図5は本発明の複合トランスの第2の実施
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。FIG. 5 is a front view of a composite transformer according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numerals 51 and 55 denote cores each having three legs. The cores 51 and 55 are
A so-called E-shaped core having three legs, the core 51
The end surfaces of the three legs and the end surfaces of the three legs of the core 55 are adhered with an adhesive or the like to form the legs 52, 53, and 54. Then, winding is continuously wound around the leg 52 and the leg 54, and the coil L8 including the coils L8A and L8B is formed. The coil L8 is connected between the input terminal 56 and the output terminal 57. In addition, a coil is wound around the leg 53 so that the coil L
9 is formed. The coil L9 is connected between the input terminal 58 and the output terminal 59.
【0013】図6は本発明の複合トランスの第3の実施
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。FIG. 6 is a front view of a composite transformer according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 61 denotes three legs 6
A so-called E-shaped core having 2, 63, 64, and 65 is a flat core. In the core 61, the end faces of the legs 62, 63, 64 are bonded to the surface of a flat core 65. And
On the legs 62 and 64 of the core 61, windings in a state where two wires are bundled are continuously wound, and the transformers T1A and T1
A transformer T1 made of B is formed. Also, the core 61
A transformer T2 is formed by winding a winding in a state where two wires are bundled around the leg portion 63. The transformer T1 is used as a pulse transformer or a choke transformer. The transformer T2 is used as a pulse transformer or a choke transformer. At this time, the transformer T1 and the transformer T2 are used as elements having the same function,
It is used as an element having a different function.
【0014】比透磁率が5000のMn−Znフェライ
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。Mn-Zn ferrite having a relative magnetic permeability of 5000, a vertical and horizontal shape of 7.1 mm × 4 mm, an inner diameter of a through hole of 2 mm, and a leg portion of a leg portion of a leg portion having a thickness of 1 mm,
When two pairs of choke transformers were formed on the eyeglass-shaped core by winding a pair of wires each having a diameter of 0.1 mm for six turns, the self-inductances of the choke transformers were 25.4 μH and 27.8 μH, respectively. FIG. 7 shows the result of measuring the mutual inductance value of two choke transformers when the number of turns is changed by dividing the winding of one choke transformer into the center leg of the core with the reference number of turns being 6 turns. In the graph, the horizontal axis represents the number of turns, and the vertical axis represents the mutual inductance value. When the number of turns wound around the center leg of the core is one turn, the mutual inductance value is close to zero, and as the number of turns wound around the center leg increases, the negative mutual inductance value increases. FIG. 8 shows the calculation of the coupling coefficient based on the mutual inductance value of FIG. 7, and the winding of one of the choke transformers is divided into the center leg of the core to change the number of windings. 6 is a graph showing a relationship between coupling coefficients. The horizontal axis represents the number of turns, and the vertical axis represents the coupling coefficient represented by an absolute value. When the number of turns wound around the center leg of the core is one turn, the coupling coefficient is close to zero, and increases at other turns. When two pairs of choke transformers are formed on the eyeglass-shaped core by winding a pair of wires each having a diameter of 0.1 mm around the legs of the same core for 16 turns, the self-inductance of the choke transformers is 216 μH, respectively.
220 μH. Fig. 9 shows the mutual inductance value of two choke transformers when the reference winding is 16 turns, the winding of one choke transformer is divided into the center leg of the core and the number of turns is changed up to 5 turns. 5 is a graph showing the results, in which the horizontal axis represents the number of turns and the vertical axis represents the mutual inductance value. When the number of turns wound around the center leg of the core is two to three turns, the mutual inductance value is close to zero. FIG. 10 shows the case where the coupling coefficient is calculated based on the mutual inductance value of FIG. 9 and the number of windings is changed by dividing the winding of one choke transformer into the center leg of the core and changing the number of windings.
6 is a graph illustrating a relationship between coupling coefficients between two choke transformers. The horizontal axis represents the number of turns, and the vertical axis represents the coupling coefficient represented by an absolute value. When the number of turns wound around the central leg of the core is two to three turns, the coupling coefficient is close to zero.
【0015】以上、本発明の複合トランスの実施例を述
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。Although the embodiments of the composite transformer of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. For example, a winding in which two wires are bundled around each of the left and right legs of a glasses-shaped core having two through holes is wound, and the two wires wound around one leg are bundled. A part of the wound winding may be wound around the center leg to form two transformers in the eyeglass-shaped core.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上述べたように本発明の複合トランス
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てコアに複数の素子
が一体化されるので、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との比によって素子
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
クタンスすなわち磁気的結合を小さくできるので、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可能
となり、100MHz以下の低い周波数領域でも使用で
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又は異なった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。As described above, the composite transformer according to the present invention has a cross section in which a pair of cores having three legs are abutted, or a core having three legs and a flat core are abutted. A winding is wound on each of the left and right legs of a core formed in a substantially eyeglass-shaped core or a glasses-shaped core having two through holes, and a part of the winding wound on one leg is centered. A plurality of elements are integrated into the core by being wound around the legs of the core, so that the ratio between the number of turns of the winding wound on one leg and the number of turns of the winding wound on the center leg is determined by the ratio between the elements. The mutual inductance, that is, the coupling coefficient can be adjusted. Therefore, the composite transformer of the present invention can reduce the mutual inductance between a plurality of elements formed on the core, that is, the magnetic coupling irrespective of the relative magnetic permeability of the core, so that the inductance value of each element can be increased. And can be used even in a low frequency range of 100 MHz or less. Further, in the composite transformer of the present invention, since a plurality of elements having the same function or a plurality of elements having different functions can be integrally formed in the core, it is not necessary to prepare the core for the number of elements, and the number of parts is reduced. In addition, the shape can be reduced. Further, the present invention can provide an inexpensive composite transformer because the core is not complicated.
【図1】 本発明の複合トランスの第1の実施例の正面
図である。FIG. 1 is a front view of a first embodiment of a composite transformer according to the present invention.
【図2】 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。FIG. 2 is a schematic diagram showing a magnetic flux when a winding is wound only on the left and right leg portions of the eyeglass-shaped core.
【図3】 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。FIG. 3 is a schematic diagram showing a magnetic flux when a winding is wound only on a central leg of an eyeglass-shaped core.
【図4】 本発明の複合トランスの磁束を示した模式図
である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a magnetic flux of the composite transformer of the present invention.
【図5】 本発明の複合トランスの第2の実施例の正面
図である。FIG. 5 is a front view of a second embodiment of the composite transformer according to the present invention.
【図6】 本発明の複合トランスの第3の実施例の正面
図である。FIG. 6 is a front view of a composite transformer according to a third embodiment of the present invention.
【図7】 基準巻数が6ターンの場合の分割巻数と2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。FIG. 7 is a graph showing the results of measuring the number of divided turns and the mutual inductance value of two elements when the reference number of turns is 6 turns.
【図8】 基準巻数が6ターンの場合の分割巻数と2つ
の素子間の結合係数を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the number of divided turns and the coupling coefficient between two elements when the reference number of turns is six.
【図9】 基準巻数が16ターンの場合の分割巻数と2
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。FIG. 9 shows the number of divided turns and 2 when the reference number of turns is 16 turns.
6 is a graph showing a result of measuring a mutual inductance value of two elements.
【図10】 基準巻数が16ターンの場合の分割巻数と
2つの素子間の結合係数を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the number of divided turns and the coupling coefficient between two elements when the reference number of turns is 16 turns.
【図11】 従来の複合トランスの正面図である。FIG. 11 is a front view of a conventional composite transformer.
【図12】 従来の別の複合トランスの正面図である。FIG. 12 is a front view of another conventional composite transformer.
11 メガネ形コア 12、13、14 脚部 11 Glasses-shaped core 12, 13, 14 Leg
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成10年2月13日[Submission date] February 13, 1998
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0003[Correction target item name] 0003
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この様に形成された従
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。Since the core of the conventional composite transformer thus formed has an eyeglass shape, when the relative magnetic permeability is increased, the mutual resistance between the two choke coils L10 and L11 is increased. As the inductance increases, the magnetic coupling between the choke coils L10 and L11 increases. Therefore, in order to prevent interference between elements formed integrally with the core, the conventional composite transformer uses a core having a relatively small relative permeability ( μs = 1000 or less) and an inductance of each element. It is necessary to reduce the value, and as a result, there is a problem that it can be used only in a high frequency region of 100 MHz or more. In order to solve such a problem, the legs 122 and 123 of the core 121 are orthogonalized as shown in FIG.
And the two choke coils L12 and L13
Is formed. Such a conventional composite transformer can prevent the magnetic paths of the respective choke coils from intersecting with each other, but has a problem that the shape of the core becomes complicated and the core becomes expensive.
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0011】次に、コイルL6の巻線を全て脚部44に
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。Next, the mutual inductance M5 between the coil L6 and the coil L7 when all the windings of the coil L6 are wound around the leg portion 44 is expressed by the equations (2) to (4). M5 = K2 · AL · Nt 2 (4) (However, M5 is a mutual inductance between the coil L6 and the coil L7 wound around the leg 44, and K2 is a coupling coefficient between the coil L6 and the coil L7.) Assuming that the winding of L6 is divided into legs 42 and 44 and the number of turns wound around the legs 44 is Nb, the coil L
6 is a coil L6A having the number of turns (Nt-Nb) wound around the leg 42 and a coil L6B having the number of turns Nb wound around the leg 44
Divided into Therefore, the mutual inductance M2 between the coil L6A and the coil L7 can be expressed by Expression (5) since Expression (3) can be applied. M2 = K1 · AL · Nt · (Nt−Nb) (5) The mutual inductance M3 between the coil L6B and the coil L7 can be expressed by the following equation (6) since the equation (4) can be applied. M3 = K2 · AL · Nb · Nt (6) By dividing each side expression of Expressions (3) and (5),
It can be expressed by equation (7). M4 / M2 = 1 / (1−Nb / Nt) (7) Therefore, M2 = M4 · (1−Nb / Nt). Assuming that the ratio between the total number of turns of the coil L6 and the number of divided turns is γ, γ = Nb /
Nt, and can be expressed by equation (8). M2 = M4 · (1−γ) (8) Similarly, dividing both sides of equations (4) and (6) gives M5
/ M3 = Nt / Nb, which can be expressed by equation (9). M3 = M5 · γ (9) Accordingly, when the coil L6 is divided and wound, the mutual inductance M1 between the coil L6 and the coil L7 is given by the following equation (6).
From (7), M1 = M2 + (− M3) = M4 · (1−γ)
−M5 · γ, which can be expressed by equation (10). M1 = M4− (M4 + M5) · γ (10) The number of divided turns for reducing the mutual inductance between the coil L6 and the coil L7 can be calculated by obtaining γ at which M1 becomes zero. That is, γ = M4 / (M4 + M5)
And the number of divided turns Nb can be calculated by equation (11). Nb = γ · Nt (11) Since the divided coils L6A and L6B have a positive mutual inductance, only the mutual inductance can be changed without reducing the self-inductance of the coil L6. Further, even when the polarities of the coil L6 and the coil L7 are opposite, only the polarities of the mutual inductances M2 and M3 are reversed, that is, the positive and negative relations are reversed. Required by
Claims (3)
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
巻回されることを特徴とする複合トランス。1. A pair of cores having three legs are abutted, and windings are respectively wound around left and right legs of the core having a cross-sectional shape substantially formed by the pair of cores, A composite transformer, wherein a part of a winding wound on one leg is wound on a center leg.
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るこ
とを特徴とする複合トランス。2. A core having three legs and a plate-shaped core abutting each other, and the core having the three legs and the plate-shaped core having a substantially eyeglass-shaped cross-sectional shape. A composite transformer, wherein a winding is wound on each of the legs on both sides, and a part of the winding wound on one of the legs is wound on a central leg.
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ることを
特徴とする複合トランス。3. A pair of eyeglass-shaped cores having two through-holes, each of which has a winding wound on each of left and right legs, and a part of the winding wound on one leg is wound on a central leg. A composite transformer characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36825997A JP3306365B2 (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Composite transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36825997A JP3306365B2 (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Composite transformer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11195536A true JPH11195536A (en) | 1999-07-21 |
JP3306365B2 JP3306365B2 (en) | 2002-07-24 |
Family
ID=18491365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36825997A Expired - Lifetime JP3306365B2 (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Composite transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3306365B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002246233A (en) * | 2001-02-21 | 2002-08-30 | Maspro Denkoh Corp | Branch transformer |
US7679482B2 (en) | 2007-06-08 | 2010-03-16 | Nec Tokin Corporation | Inductor |
CN109273199A (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-25 | 罗伯特·博世有限公司 | Except interference system, electric driver and electric hand tool |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36825997A patent/JP3306365B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002246233A (en) * | 2001-02-21 | 2002-08-30 | Maspro Denkoh Corp | Branch transformer |
US7679482B2 (en) | 2007-06-08 | 2010-03-16 | Nec Tokin Corporation | Inductor |
CN109273199A (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-25 | 罗伯特·博世有限公司 | Except interference system, electric driver and electric hand tool |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3306365B2 (en) | 2002-07-24 |
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