(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻溝を有するコイルボビンに、一次巻線と複数の二次巻線をともに巻装し、磁芯を組込んだ構造のコンバータトランスにおいて、コイルボビンのほぼ中央の巻溝に一次巻線を巻装し、一次巻線の両側の巻溝に主の主力負荷に供給する二次巻線を巻装し、主の主力負荷に供給する二次巻線のさらに外側の巻溝に補助の出力負荷に供給する二次巻線を巻装しており、主の主力負荷に供給する二次巻線は２つの分割巻線からなる複数の二次巻線を互いに接続してなり、この２つの分割巻線を一次巻線の両側の巻溝にそれぞれ巻装したコンバータトランス。
【請求項２】
一次巻線を連続する複数の巻溝に巻装した請求項１記載のコンバータトランス。
【請求項３】
２つの分割巻線からなる複数の二次巻線は互いに並列に接続した請求項１記載のコンバータトランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はビデオテープレコーダ、ディスプレイ、プリンタ等の各種電子機器に組み込まれるスイッチング電源に使用するコンバータトランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種電子機器に組み込まれるスイッチング電源は、小型・軽量・高効率であるとともに、ノイズ性能の良いことが重要な課題となっている。この課題を解決するために、小型・軽量・高効率で良好なノイズ性能を実現できるコンバータトランスの技術開発が非常に重要である。
【０００３】
以下に従来のコンバータトランスの一例を図７および図８を用いて説明する。図７は半断面図を示すものであり、図８は巻線の結線図を示すものである。図７および図８において、１は一次側電源の入力巻線（以下、一次巻線と呼ぶ）で１ａおよび１ｂは一次巻線１の分割巻線、３，４，５，６および７は二次側負荷に電力を供給する出力巻線（以下、二次巻線と呼ぶ）であり、３および４は二次側負荷に大電力を供給する主の二次巻線で、５，６および７は二次側負荷に小電力を供給する補助の二次巻線である。また、２は一次側の制御ＩＣの電源に電力を供給する出力巻線（以下、一次補助巻線と呼ぶ）、８はコイルボビン、１１は各巻線間の絶縁材料、１０はフェライトコアからなる磁芯である。
【０００４】
この種のコンバータトランスは、コイルボビン８に一次巻線１の分割巻線１ａ、二次巻線３〜７、一次巻線１の分割巻線１ｂ、一次補助巻線２の順に各巻線間に厚さが２５μｍまたは５０μｍのポリエチレンテレフタレート粘着テープ１１を巻装して絶縁し、フェライトコアからなる磁芯１０を組込んで形成されている。この場合、二次巻線３，４，５，６および７は一次巻線１の分割巻線１ａと１ｂの間に巻装され、一次巻線１の分割巻線１ａと１ｂは直列に接続されるのが一般的である。
【０００５】
次に従来のコンバータトランスの他の例を図９および図１０を用いて説明する。なお、上述の従来例と同一部分には同一番号を付与して説明する。図９は半断面図を示すものであり、図１０は巻線の結線図を示すものである。図９および図１０において、１は一次巻線で１ａおよび１ｂは一次巻線１の分割巻線、３，４，５，６および７は二次巻線であり、３および４は二次側負荷に大電力を供給する主の二次巻線で、５，６および７は二次側負荷に小電力を供給する補助の二次巻線である。また、２は一次補助巻線、８ａはコイルボビン、１０はフェライトコアからなる磁芯である。
【０００６】
この種のコンバータトランスは、３個の巻溝９を有するコイルボビン８ａの１番目の巻溝９ａに一次巻線１の分割巻線１ａを巻装し、２番目の巻溝９ｂに二次巻線３，４，５，６および７を巻装し、３番目の巻溝９ｃに一次巻線１の分割巻線１ｂと一次補助巻線２を巻装し、一次巻線１の分割巻線１ａと１ｂを直列に接続し、フェライトコアからなる磁芯を組込んで形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７および図８に示すようなコンバータトランスの構成では、各巻線の巻幅寸法を大きくできるため、一次巻線１と二次巻線３〜７の対向面積も大きくでき、また、各巻線間の絶縁を薄いフィルムで構成できるため、一次巻線１と二次巻線３〜７の対向距離も小さくできる。この結果、一次巻線１と二次巻線３，４，５，６および７のそれぞれの結合を非常に高くでき、変換効率の良いコンバータトランスが得られる。
【０００８】
その反面、主の二次巻線３および４が供給している主の出力負荷が変動した場合、補助の二次巻線５，６および７は、一次巻線１との結合が高いため、出力電圧の変動が大きくなる。さらに、巻線の位置が変化しやすい構造であり、かつ、結合も非常に高いため、巻線の位置が少し変化するだけでも結合が大きく変化し、出力電圧も変化する。また、一次巻線１と全二次巻線３〜７の浮遊容量が大きく、インピーダンスも小さくなるため、高周波のノイズ成分が伝達しやすく、ノイズ性能が悪い。
【０００９】
一方、図９および図１０に示すようなコンバータトランスの構成では、コイルボビン８の１番目の巻溝９ａに一次巻線１の分割巻線１ａを巻装し、３番目の巻溝９ｃに一次巻線１の分割巻線１ｂを巻装し、その間の２番目の巻溝９ｂに全ての二次巻線３〜７を巻装しているため、２番目の巻溝９ｂの幅を大きくする必要がある。
【００１０】
このことから、主の二次巻線３および４は、巻線の巻幅が大きくなるため、一次巻線１と二次巻線３および４の対向距離も大きくなり、また、巻線の高さが小さくなるため、一次巻線１と二次巻線３および４の対向面積も小さくなる。この結果、一次巻線１と全二次巻線３〜７の浮遊容量を小さくでき、インピーダンスが大きくなるため、高周波のノイズ成分が伝達しにくく、ノイズ性能が良い。
【００１１】
その反面、一次巻線１と二次巻線３および４のそれぞれの結合が低くなり、変換効率が悪くなる。また、補助の二次巻線５，６および７は、主の二次巻線３および４が供給している主の出力負荷が変動した場合、補助の二次巻線５，６および７と一次巻線１との結合が、主の二次巻線３および４と一次巻線１との結合とほぼ近い値であるため、出力電圧の変動が大きくなる。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するもので、効率、出力電圧特性、ノイズ性能が良く、かつ、高信頼性の高いコンバータトランスを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、複数の巻溝を有するコイルボビンに、一次巻線と複数の二次巻線をともに巻装し、磁芯を組込んだ構造のコンバータトランスにおいて、コイルボビンのほぼ中央の巻溝に一次巻線を巻装し、一次巻線の両側の巻溝に主の主力負荷に供給する二次巻線を巻装し、主の主力負荷に供給する二次巻線のさらに外側の巻溝に補助の出力負荷に供給する二次巻線を巻装しており、主の主力負荷に供給する二次巻線は２つの分割巻線からなる複数の二次巻線を互いに接続してなり、この２つの分割巻線を一次巻線の両側の巻溝にそれぞれ巻装した構成である。
【００１４】
【作用】
この構成によって、一次巻線と主の出力負荷に供給する二次巻線の対向距離を小さくし、かつ、対向面積を大きくすることで、結合を高くすることができるとともに、一次巻線と補助の出力負荷に供給する二次巻線の対向距離を大きくすることで、結合を低くすることができるものである。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明のコンバータトランスの一実施例を図１および図２を用いて説明する。４個の巻溝２９を有するコイルボビン２８に、一次巻線２１をコイルボビン２８の２番目の巻溝２９ｂに巻装し、主の出力負荷に供給する二次巻線２３および２４をそれぞれ２つの分割巻線２３ａ，２３ｂおよび２４ａ，２４ｂにして一次巻線２１の両側の１番目の巻溝２９ａと３番目の巻溝２９ｃのそれぞれ巻装して並列に接続し、補助の出力負荷に供給する二次巻線２５，２６および２７をさらに外側の４番目の巻溝２９ｄに巻装し、フェライトコアからなるＥ−Ｅ形の磁芯３０を組込んで構成している。なお、一次補助巻線２２は一次巻線２１を巻装している２番目の巻溝２９ｂに巻装されている。
【００１６】
この実施例によれば、主の出力負荷に供給する大電力の二次巻線２３および２４のみをそれぞれ２つの分割巻線２３ａ，２３ｂおよび２４ａ，２４ｂにして、一次巻線２１を巻装した巻溝２９ｂの両側の巻溝２９ａと２９ｃのそれぞれに巻装して並列に接続するように構成しているため、二次巻線２３および２４と一次巻線２１との対向距離を小さくでき、かつ、対向面積を大きくできることによって結合が高くなり、コンバータトランスの変換効率を高くできるという効果が得られる。
【００１７】
また、一般的に主の出力負荷に供給する大電力の二次巻線２３および２４は低電圧・大電流であり、巻装するマグネットワイヤの線径が太く、コイルボビン２８の割れ、変形などの問題があるが、それぞれ２つの分割巻線２３ａ，２３ｂおよび２４ａ，２４ｂにして並列に接続することにより、巻装するマグネットワイヤの線径が細くでき、このような問題をなくすることができるという効果が得られる。
【００１８】
なお、主の出力負荷に供給する大電力の二次巻線２３および２４が高電圧・小電流であれば、それぞれ２つの分割巻線２３ａ，２３ｂおよび２４ａ，２４ｂを直列に接続することによって、同様の効果が得られる。
【００１９】
また、補助の出力負荷に供給する小電力の二次巻線２５，２６および２７をさらに外側の４番目の巻溝２９ｄに巻装するように構成しているため、二次巻線２５，２６および２７と一次巻線２１との対向距離を大きくでき、かつ、対向面積を小さくできることによって結合が低くなり、主の出力負荷が変動しても二次巻線２５，２６および２７の出力電圧の変動を小さくできるという効果が得られる。
【００２０】
さらに、一次巻線２１と主の出力負荷に供給する二次巻線２３および２４の結合と、一次巻線２１と補助の出力負荷に供給する二次巻線２５，２６および２７の結合にめりはりをもたせることで、一次巻線２１と全二次巻線２３〜２７の浮遊容量が小さくなり、インピーダンスを大きくでき、高周波のノイズ成分を伝達しにくく、ノイズ性能が良くできるという効果が得られる。
【００２１】
（実施例２）
以下、本発明のコンバータトランスの第２の実施例を図３および図４を用いて説明する。５個の巻溝３９を有するコイルボビン３８に、一次巻線３１をコイルボビン３８の２番目の巻溝３９ｂと３番目の巻溝３９ｃに巻装し、主の出力負荷に供給する二次巻線３３および３４をそれぞれ２つの分割巻線３３ａ，３３ｂおよび３４ａ，３４ｂにして一次巻線３１の両側の１番目の巻溝３９ａと４番目の巻溝３９ｄのそれぞれに巻装して並列に接続し、補助の出力負荷に供給する二次巻線３５，３６および３７をさらに外側の５番目の巻溝３９ｅに巻装し、フェライトコアからなるＥ−Ｅ形の磁芯４０を組込んで構成している。なお、一次補助巻線３２は一次巻線３１を巻装している２番目の巻溝３９ｂまたは３９ｃに巻装されている。
【００２２】
この実施例によれば、一次巻線３１を連続する２個の巻溝３９ｂおよび３９ｃに巻装するように構成することにより、同一の巻溝に巻装されるコイルの巻始め部と巻終り部に印加される電圧が低くなり、マグネットワイヤの電圧劣化を小さくすることができ、長寿命化が実現できるという効果が得られる。
【００２３】
（実施例３）
以下、本発明のコンバータトランスの第３の実施例を図５および図６を用いて説明する。３個の巻溝４９を有するコイルボビン４８に、一次巻線４１をコイルボビン４８の２番目の巻溝４９ｂに巻装し、主の出力負荷に供給する二次巻線４３および４４をそれぞれ２つの分割巻線４３ａ，４３ｂおよび４４ａ，４４ｂにして一次巻線４１の両側の１番目の巻溝４９ａと３番目の巻溝４９ｃのそれぞれ巻装して並列に接続し、補助の出力負荷に供給する二次巻線４５，４６および４７のうち、二次巻線４５は、主の出力負荷に供給する二次巻線４３および４４の分割巻線４３ａと４４ａと同じ１番目の巻溝４９ａに巻装し、二次巻線４６および４７は、主の出力負荷に供給する二次巻線４３および４４の分割巻線４３ｂと４４ｂと同じ３番目の巻溝４９ｃに巻装し、フェライトコアからなるＥ−Ｅ形の磁芯５０を組込んで構成している。なお、一次補助巻線４２は一次巻線４１を巻装している２番目の巻溝４９ｂに巻装されている。
【００２４】
この実施例によれば、補助の主の出力負荷に供給する二次巻線４５，４６および４７を主の出力負荷に供給する二次巻線４３および４４の分割巻線４３ａ，４３ｂおよび４４ａ，４４ｂと同じ巻溝４９ａまたは４９ｃに分散して巻装するように構成することにより、巻溝４９の数量を少なくでき、コンバータトランスの小型化ができるという効果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明のコンバータトランスは、コイルボビンのほぼ中央の巻溝に一次巻線を巻装し、一次巻線の両側の巻溝に主の主力負荷に供給する二次巻線を巻装し、主の主力負荷に供給する二次巻線のさらに外側の巻溝に補助の出力負荷に供給する二次巻線を巻装しており、主の主力負荷に供給する二次巻線は２つの分割巻線からなる複数の二次巻線を互いに接続してなり、この２つの分割巻線を一次巻線の両側の巻溝にそれぞれ巻装した構成にすることにより、
（１）一次巻線と主の主力負荷に供給する二次巻線の結合を高くすることができ、変換効率を良くすることができる。
（２）一次巻線と補助の出力負荷に供給する二次巻線の結合を低くすることができ、主の主力負荷が負荷変動しても二次巻線の出力電圧の変動を小さくできる。（３）一次巻線と主の出力負荷に供給する二次巻線の結合と、一次巻線と補助の出力負荷に供給する二次巻線の結合にめりはりをもたせることで、一次巻線と全二次巻線の浮遊容量を小さくし、インピーダンスを大きくして、高周波のノイズ成分が伝達しにくく、高ノイズ性能化を実現できる。
【００２６】
また、一次巻線を連続する２個の巻溝に巻装した構成にした場合には、
（４）一次巻線の線間に印加される電圧が低くなり、マグネットワイヤの電圧劣化を小さくすることができ、長寿命化が実現できる。
【００２７】
また、補助の出力負荷に供給する二次巻線を、主の出力負荷に供給する二次巻線の分割巻線と同じ巻溝に巻装した構成にした場合には
（５）巻溝の数量を減らせることができ、コンバータトランスのより小型化ができる。
等の多大な効果が得られ、効率、出力電圧特性、ノイズ性能が良く、かつ、信頼性の高いコンバータトランスを安価に提供することができ、工業的価値の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンバータトランスの一実施例である実施例１の断面を示す半断面図
【図２】同巻線の結線を示す結線図
【図３】同第２の実施例の断面を示す半断面図
【図４】同巻線の結線を示す結線図
【図５】同第３の実施例の断面を示す半断面図
【図６】同巻線の結線を示す結線図
【図７】従来のコンバータトランスの断面を示す半断面図
【図８】同巻線の結線を示す結線図
【図９】同他の従来技術に係るコンバータトランスの断面を示す半断面図
【図１０】同巻線の結線を示す結線図
【符号の説明】
２１  一次巻線
２１ａ  一次巻線の分割巻線
２１ｂ  一次巻線の分割巻線
２２  一次補助巻線
２３  二次巻線
２３ａ  二次巻線２３の分割巻線
２３ｂ  二次巻線２３の分割巻線
２４  二次巻線
２４ａ  二次巻線２４の分割巻線
２４ｂ  二次巻線２４の分割巻線
２５  二次巻線
２６  二次巻線
２７  二次巻線
２８  コイルボビン
２９  巻溝
２９ａ  巻溝
２９ｂ  巻溝
２９ｃ  巻溝
２９ｄ  巻溝
３０  磁芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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