(57)【要約】  エネルギー伝達要素の入力巻線に結合された入力回路と、エネルギー伝達要素の出力巻線に結合された出力回路との間の変位電流の流れを実質的に減らすエネルギー伝達要素。一面において、エネルギー伝達要素は、入力巻線、出力巻線、この入力巻線に結合された導電性シールド、および、この入力巻線に結合された第１の相殺巻線を含む。この導電性シールドは、物理的に入力巻線と出力巻線間に位置づけられている。この出力巻線は、物理的に導電性シールドと第１の相殺巻線間に位置づけられている。第１の相殺巻線は、入力回路と出力回路間の容量性変位電流を実質的に減らすように巻かれている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力回路に結合された入力巻線と、
出力回路に結合された出力巻線と、
前記入力巻線に結合された導電性シールドと、
を備えるエネルギー伝達要素であって、
前記入力巻線に結合され、前記入力回路と前記出力回路間の正味容量性変位電流を実質的に減らすように巻かれている第１の相殺巻線と
を有するエネルギー伝達要素。
【請求項２】
前記導電性シールドが、物理的に入力巻線と出力巻線との間に位置づけられており、また、前記出力巻線が、物理的に前記導電性シールドと前記第１の相殺巻線との間に位置づけられている請求項１に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項３】
前記第１の相殺巻線が、前記入力回路にバイアスを供給するように結合されている請求項１に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項４】
前記入力巻線、前記出力巻線、前記第１の相殺巻線、前記導電性シールドが、エネルギー伝達要素のコアの周りに巻かれている請求項１に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項５】
物理的に前記エネルギー伝達要素のコアと前記入力巻線との間に位置づけられた第２の相殺巻線をさらに備え、前記第２の相殺巻線が、前記入力巻線と前記エネルギー伝達要素のコアとの間に流れる容量性変位電流を実質的に減らすように巻かれている請求項４に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項６】
前記第１の相殺巻線と前記第２の相殺巻線が、前記エネルギー伝達要素とアース間に流れる全変位電流を実質的に減らすように巻かれている請求項５に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項７】
前記入力回路と前記出力回路が、電力変換回路中に含まれている請求項１に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項８】
前記電力変換回路がフライバック方式コンバータから成っている請求項７に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項９】
前記第１の相殺巻線が、電源の出力に関するフィードバック情報を前記入力回路に提供するように結合されている請求項８に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項１０】
入力回路と出力回路と、
第１の入力電圧端子と第２の入力電圧端子と、
少なくとも、前記第１の入力電圧端子に結合された入力巻線、出力巻線、前記第２の入力電圧端子に結合された導電性シールド、さらに、前記第２の入力電圧端子に結合され、かつ、前記入力回路と前記出力回路間に流れる正味容量性変位電流を実質的に減らすように巻かれている相殺巻線を含むエネルギー伝達要素と、
前記エネルギー伝達要素の入力巻線と前記第２の入力電圧端子との間に結合されたスイッチと、
前記スイッチの制御端子に結合された制御回路であって、前記出力巻線に結合された前記  電源の前記出力回路に応答して前記スイッチを制御する制御回路と
を備える電源。
【請求項１１】
前記導電性シールドが、入力巻線と出力巻線間に巻かれており、また、前記出力巻線が、前記導電性シールドと前記相殺巻線との間に巻かれている請求項１０に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項１２】
前記相殺巻線が、前記スイッチおよび前記制御回路にバイアスを供給するように結合されている請求項１０に記載の電源。
【請求項１３】
相殺巻線が、電源の出力に関するフィードバック情報を、前記スイッチと前記制御回路に提供するように結合されている請求項１０に記載の電源。
【請求項１４】
前記スイッチおよび前記制御回路が、電源・コントローラ統合集積回路としてモノリシック集積されている請求項１０に記載の電源。
【請求項１５】
前記入力巻線、前記出力巻線、前記導電性シールド、前記相殺巻線が周りに巻かれるようにしているコアをさらに備える請求項１０に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項１６】
前記エネルギー伝達要素のコアと前記入力巻線との間に巻かれて、前記入力巻線と、前記エネルギー伝達要素のコアとの間に流れる容量性変位電流を実質的に減らす第２の相殺巻線をさらに備える請求項１５に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項１７】
入力回路から入力巻線でエネルギーを受け取るステップと、
前記エネルギーを、前記入力巻線から、出力回路に結合された出力巻線に伝達するステップと、
前記入力巻線に結合された導電性シールドを用いて、前記入力巻線から前記出力巻線を遮蔽するステップと、
前記入力回路と前記出力回路間に流れる正味容量性変位電流を、前記入力巻線に結合された第１の相殺巻線を用いて実質的に減らすステップと、
を含む、エネルギーを伝達する方法。
【請求項１８】
前記導電性シールドが前記入力巻線と前記出力巻線間に配置され、前記出力巻線が、前記導電性シールドと前記第１の相殺巻線間に配置されている請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の相殺巻線を用いて、バイアスを電力変換回路の入力回路に供給するステップをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記入力巻線、前記出力巻線、前記第１の相殺巻線、前記導電性シールドが、エネルギー伝達要素のコアの周りに巻かれている請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記入力巻線と前記エネルギー伝達要素のコアとの間に流れる容量性変位電流を、前記エネルギー伝達要素のコアと前記入力巻線との間に配置された第２の相殺巻線を用いて実質的に減らすステップをさらに含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記エネルギー伝達要素とアース間に流れる全変位電流を、前記第１の相殺巻線と前記第２の相殺巻線を用いて実質的に減らすステップをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の相殺巻線を用いて、前記出力巻線に結合された電源の出力に関するフィードバック情報を、前記入力巻線に結合された電力変換回路の入力回路に提供するステップをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にエネルギー伝達要素に関し、詳細には、本発明は、少なくとも３つの巻線と、導電性シールドを持つエネルギー伝達要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、フライバック方式コンバータ電源１０１の概略図を示している。フライバック方式コンバータ１０１電源の基本動作は、充分に説明されており、当業者にはわかっている。一次スイッチ１０３を含む一次（すなわち、入力）回路は、普通は、帰還制御信号１０５を通じて制御されるが、図示されるように、必ずしも、この電源の二次（すなわち、出力）回路から制御されるとは限らない。エネルギー伝達要素、すなわち変圧器１０７は、この説明の目的で、２つの巻線だけを持つものとして示されており、その巻線電圧の位相関係を示すための巻線ドット極性を使用している。これらの巻線間の電圧遷移の間、これらの巻線のドットされた端部は、同位相である。
【０００３】
図２は、電源２０１の回路図である。図２は、変圧器本体すなわちコアまたは構造物（エネルギー伝達要素）とアースとの間にある寄生容量２０９、入力巻線・出力巻線と変圧器本体（コア）との間にある寄生容量２１１、変圧器の入力巻線と出力巻線との間にある寄生容量２１３を表わすことにより、図１の概略図をさらに詳しく述べている。通常、変圧器コアはフェライト・コアであり、このフェライト・コアは変圧器構造に用いられ、変圧器２０７の入力巻線と出力巻線を磁束結合するために低リラクタンス路を提供する。図２に記されているように、変圧器の出力部とアースとの間の寄生容量２１５は、いくつかの実施形態では、用途に応じて、および／または、電気ノイズ測定を行うやり方に応じて短絡されることがある。
【０００４】
電源２０１の正規動作の間、フライバック方式コンバータ電源の標準動作により、変圧器２０７の入力巻線と出力巻線の両巻線間の電圧が遷移する。このような遷移から、図示される様々な寄生容量２０９、２１１、２１３、２１５に変位電流が発生する。これらの変位電流は、同相ノイズ（または、エミッション（放出））として検出されて、電源線入力安定化回路網（ＬＩＳＮ）と呼ばれる一台の試験機器を用いて測定される。この機器の構成と接続は、充分に説明されており、当業者にはわかっている。
【０００５】
図２はまた、コンデンサＣｙ２１７も強調しており、このコンデンサは、同相エミッションを減らすために、スイッチング電源に常用されているＹコンデンサである。この部品であるコンデンサＣｙ２１７は、フライバック方式コンバータ２０１の入力回路と出力回路間に流れる変位電流が、アースに流れないで、その電流源に戻るように、低インピーダンス路を与えている。コンデンサＣｙ２１７を流れる電流は、ＬＩＳＮでは検出されず、それゆえ、コンデンサＣｙ２１７の使用は、同相エミッションを減らすように働く。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
巻線形部品により発生する容量性変位電流の流れを減らす方法および装置の実施形態が開示されている。以下の説明では、本発明を充分に理解させるために、特定の細部が多数、記述されている。しかしながら、特定の細部を使用して、本発明を実施する必要はないことが、通常の当業者には明らかになろう。他の場合には、本発明を不明瞭にするのを避けるために、周知の材料または方法については、詳しく述べられていない。
【０００７】
本明細書を通して、「一実施形態」または「ある実施形態」に言及することは、この実施形態に関連して述べられる特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味している。したがって、「一実施形態において」または「ある実施形態において」という語句が、本明細書を通して、様々な場所に現れているが、それらが、必ずしもすべて、同一の実施形態を指すとは限らない。さらに、これらの特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において、適切な任意のやり方で組み合わせることもできる。
【０００８】
スイッチング電源回路により発生する電気ノイズの原因は、充分に説明されており、当業者にはわかっている。本発明の実施形態は、エネルギー伝達要素で発生する同相ノイズ、さらに具体的に言えば、スイッチング電源の動作の間、エネルギー伝達要素（一般に、電源変圧器と呼ばれる）の入力巻線と出力巻線間に流れる容量性変位電流を減らすことを対象としている。
【０００９】
本発明の実施形態による上記手法は、フライバック方式コンバータ電源やフォワード方式コンバータ電源に施すことができるから、その変圧器は、エネルギー伝達要素と呼ばれるものと理解される。しかしながら、本明細書に説明される特定の実施形態では、フライバック回路の例が説明されており、このエネルギー伝達要素は変圧器と呼ばれる。さらに、エネルギー伝達要素の入力巻線、出力巻線は、当業者によく知られているように、それぞれ、一次巻線、二次巻線と呼ばれることがある。さらに、エネルギー伝達要素の入力巻線に結合された入力回路、エネルギー伝達要素の出力巻線に結合された出力回路も、当業者によく知られているように、それぞれ、一次回路、二次回路と呼ばれることがある。
【００１０】
本明細書に述べられる本発明の様々な実施形態は、変圧器の入力巻線に結合された入力回路と、変圧器の出力巻線に結合された出力回路との間に流れる正味容量性変位電流を実質的に減らし、それにより、Ｙコンデンサを使用する必要性を排除するか、あるいは、必要であるＹコンデンサの容量値を下げることで、システム費用を削減させるための、変圧器構造に用いられる手法を提供している。Ｙコンデンサの容量値を下げるか、あるいは、Ｙコンデンサを排除することにより、安全隔離出力部とＡＣ入力線間の漏洩電流も減らされる。これは、例えば、携帯電話の用途もしくは、それに類する用途（ただし、それらには限定されない）のように、その安全隔離出力部がユーザと接触しかねない用途では有利である。
【００１１】
特に、本明細書に述べられる手法の様々な実施形態は、通常、スイッチング電源において、一次回路と二次回路間、すなわち入力回路と出力回路間に流れる容量性変位電流を実質的に減らす。一実施形態では、このような電流の減少は、入力巻線と出力巻線間に導電性シールドをすでに使用している変圧器構造に相殺巻線を追加することで、達成される。このタイプのシールドは、入力巻線と出力巻線間の容量性変位電流を減らすために常用されている。しかしながら、シールドだけを使用する方法は、記述される通り、容量性変位電流をすべて相殺するとは限らず、このことから、一般に変圧器自体の外部で追加測定を行って、正味容量性変位電流を、許容限度値以内まで減らすことになる。それゆえ、本発明の様々な実施形態は、普通なら、この開示の恩恵を受けない設計者に必要であるはずのいくつかの電源構成要素または追加的な変圧シールドを排除することで、システム費用を削減する。
【００１２】
概略として、スイッチング電源の動作により発生して、アースに流れる変位電流は、他の機器に影響を及ぼす電磁障害（ＥＭＩ）を発生させかねない電気ノイズ（同相エミッションとしても知られている）として測定される。それゆえ、これらの電流を、規制団体が包括的に設定した公表限度値よりも低く維持する必要がある。スイッチング電源中の変圧器は、アースへの変位電流の流れを、２つのやり方で発生させる。
【００１３】
上記のやり方の一方は、変圧器のコアとアースとの間に変位電流を流すことである。この電流は、変圧器のコアに容量結合している変圧器巻線の電圧遷移により発生する。次に、この電流は、一般に、静電容量により、変圧器のコアとアースとの間の自由空間に流れる。
【００１４】
他方のやり方は、変圧器の一次巻線と二次巻線間に、これらの巻線間の差動電圧で設定された変位電流を流すことである。これらの巻線間の差動電圧は、巻線間の容量に電流の流れを発生させる。この変位電流は、並列経路（その１つがアースである）を通って、その電流源に戻ることになる。
【００１５】
本発明の様々な実施形態は、変圧器の入力巻線に結合された入力回路と、変圧器の出力巻線に結合された出力回路との間の正味変位電流の流れを、追加の相殺巻線を用いて減らすやり方を述べている。さらに、様々な実施形態は、本発明の実施形態とともに、他の手法を用いて、入力巻線と変圧器コア間の変位電流をさらに相殺する。一実施形態では、これらの相殺巻線の設計は、使用される巻線の層数や巻数と、それらの物理的な位置づけの双方の点から、特定の変圧器に固有のものである。これらの使用を通じて、変圧器巻線間の正味変位電流の流れが実質的に減らされる。次に、これは、同相エミッションを減らすのに使用されるＹコンデンサなどの外部部品の費用をゼロにするか、あるいは減らすことができる。
【００１６】
例えば、図３は、２巻線変圧器３０１の単純な概略回路図を示している。スイッチ３０４のスイッチングにより、入力（一次）巻線３０２と出力（二次）巻線３０３において電圧遷移が行われるので、図示される変位電流の流れＩｄｃ１が巻線間の寄生容量Ｃ１に発生する。一般に、電流の流れる方向は、一次側から二次側に流れる方向である。これは、スイッチングの間、一次巻線３０２に印加されている電圧が、常態では、二次巻線３０３に印加されている電圧よりも高いからである。
【００１７】
図４は、図１中の変位電流Ｉｄｃ１の大きさを減らすいつも使用される１方法の回路図を示している。導電性シールド（しばしば、銅でできている）を、一次巻線と二次巻線との間に位置づけると、一次巻線４０５の電圧遷移により発生した変位電流が、一次接地電位４０３に対して短絡されるが、出力巻線４０４には流れないので、一次巻線から二次巻線への電流の流れが防止される。
【００１８】
しかしながら、このような場合、導電性シールド４０２が一次アースに短絡されるということは、出力巻線４０４の両端の電圧遷移による変位電流Ｉｄｃ２が、出力部から入力アースに流れることを意味する。それゆえ、導電性シールド４０２の利点は限られている。これは、導電性シールド４０２が、一次巻線と二次巻線間に流れる変位電流を実質的に減らすとはいえ、一次接地電位４０３に結合された導電性シールドを通って、二次側から一次側への変位電流を発生させるからである。この電流は、ＥＭＩ試験機器により、同相ノイズとして検出される。これは、出力アースに接続され、かつ出力巻線と一次導電性シールドとの間に位置づけられた二次導電性シールドを含む非常に複雑な変圧器構造をもたらすことが多く、このことから、入力巻線と出力巻線間の漏洩インダクタンスが大きくなり、かつ、入力巻線と入力シールドと、出力巻線と出力シールドとの間で循環する容量性電流の増大によるスイッチング損失も大きくなる。これらの問題は、当業者によく知られており、それゆえ、本明細書では詳述しない。
【００１９】
これと対照的に、図５は、一実施形態において、本発明の教示による変圧器５０１の回路図を示している。図４に示される回路図と比較すると、入力アース５０３に結合されている相殺巻線５０２が取り入れられている。相殺巻線５０２は、物理的に変圧器構造内で、出力巻線５０４の近くに位置づけられ、それゆえ、巻線間の容量Ｃ４を通じて、変位電流Ｉｄｃ４を結合させる。相殺巻線から出力巻線に流れる変位電流Ｉｄｃ４が、出力巻線５０４から、導電性シールドを通って一次アース５０３に流れる変位電流Ｉｄｃ３に正確に一致する場合には、正味変位電流はゼロである。このようにして、本発明の教えによる実施形態は、結果的に上述の欠点をもたらすようなさらなる導電性シールドを取り入れる必要もなく、入力回路と出力回路間の正味変位電流を実質的に相殺するか、または減らす方法を提供することになる。
【００２０】
実際には、出力巻線５０４と比較して、例えば図５中の相殺巻線５０２用に選択される正確な巻数を、実験による方法を用いて選択して、測定されたＥＭＩを最小限に抑える最適な相殺を決定する。
【００２１】
図６は、本発明の教示による変圧器の一実施形態の断面を示している。ボビン６０７は、上記の巻線が取り付けられている巻型である。この巻型は、当業者によく知られているように、変圧器のコア（一般に、スイッチング変圧器ではフェライト）から、これらの巻線を隔離している。図示される設計でのボビン６０７は、ボビン６０７の基部に符号６０６が付けられた２つの小さな段すなわちマージンを持っている。これは、第１の巻線（この実施形態では、入力巻線６０４）用の巻線エリア幅を短くする。次に、シールド６０３を配置することは、必ず一次巻線６０４の幅から外にはみ出して、入力巻線６０４と出力巻線６０２間のどんな変位電流の結合も防止するのに役立つ。入力巻線と出力巻線間を直接に流れる変位電流をさらに減らすために、出力巻線６０２も、テープ６０８で構成されたマージンとマージンとの間に巻かれている。最後に、相殺巻線６０１が、出力巻線６０２の外側に位置づけられている。
【００２２】
それぞれの巻線中に示された導線の数は、説明のためだけのものであり、どれか１つの巻線中の実際の巻数を表わすものと見なすべきではないことを理解すべきである。実際、第１に、外部巻線６０２とシールド６０３間の物理的な離隔距離が、相殺巻線６０１と二次巻線６０２間の物理的な離隔距離に等しい場合には、最適な相殺を実現するのに必要な相殺巻線の巻数は、出力巻線６０２の巻数のほぼ２倍である。これは、図６の巻線上のドット・マーキングから見てわかるように、出力巻線６０２と相殺巻線６０１の双方のドット極性が同一であるという事実により説明できる。それゆえ、相殺巻線６０１の巻数が出力巻線６０２の巻数に等しいとすれば、これらの巻線は、同一の大きさの電圧遷移を持つことになり、それゆえ、第１に、相殺巻線６０１と出力巻線６０２間に流れる変位電流はゼロとなろう。しかしながら、上記の図５の説明から、出力巻線６０２とシールド６０３間に流れるものに等しい変位電流を、相殺巻線６０１と出力巻線６０２間に発生させることが必要である。それゆえ、相殺巻線の巻数は、出力巻線の巻数のほぼ２倍であることが必要である。
【００２３】
このような巻数比は、本発明の実施形態により、様々な巻線間の絶マージンテープ６０５の巻数を選択して、それぞれの巻線の物理的な離隔距離を長くするか、あるいは短くすることで、必要に応じて変えられることに留意する。一実施形態では、一次シールド６０３と出力巻線６０２との間の絶マージンテープ６０５の厚さは、特定の回路用途において必要である離隔距離に適するものとして決定される。
【００２４】
図７は、本発明の教示による変圧器の他の実施形態の断面を示している。この断面と、図６に示される断面との差は、図６中のボビン６０６の基部のマージンが取り除かれている点であり、比較的にわずかである。この実施形態のこの構造と、図６に示される構造との差は他にはない。この実施形態の構造の実際の一面は、このシールドの側マージンのどのスペースも最小限に抑えるように銅製シールド７０１の幅を入念に選択し、それにより、入力巻線と出力巻線間に、或る程度の変位電流を直接に結合させられることが必要となろう。しかしながら、マージンテープ７０２を使用して出力巻線７０３と相殺巻線７０４用の巻線幅を短くすることは、入力巻線から出力巻線に変位電流が流れるおそれを少なくするのに役立つ。
【００２５】
図８は、本発明の教示による変圧器の他の実施形態の断面を示している。ここでは、図７中のマージンテープ７０２が取り除かれており、また、ボビン８０１の基部のマージンは、再び取り入れられている。この実施形態では、入力巻線８０３と出力巻線８０４間を直接に流れる変位電流を減らすか、あるいは最小限に抑えるために、シールド８０２の幅の選択には、慎重な判断がなされる。
【００２６】
図９は、本発明の教示による変圧器の他の実施形態の回路図を示している。相殺巻線９０２の理論と働きは、上記の説明と同一である。しかしながら、この実施形態では、第２の相殺巻線、すなわちコア相殺巻線９０１が取り入れられている。このコア相殺巻線９０１は、一次巻線と変圧器コア（通常、フェライト材でできている）間に流れる変位電流を相殺する。一実施形態では、コア相殺巻線９０１のドット極性は、その静電界が、一次巻線で生じる静電界に対向するようなものである。一実施形態では、この正味効果は、変圧器コアに対して、変圧器構造内の他の巻線で生じる静電界の影響が、コア相殺巻線９０１で生じる静電界により相殺されることである。その結果、これらの静電界が完全に相殺する場合には、変圧器巻線と変圧器コア間の変位電流は、理論上、ゼロとなる。実際には、この効果は、その正味変位電流を実質的に減らすことである。したがって、コア相殺巻線９０１は、一実施形態では、入力巻線とエネルギー伝達要素のコアとの間に流れる容量性変位電流を実質的に減らすように巻かれている。それゆえ、一実施形態では、コア相殺巻線９０１と相殺巻線９０２は、エネルギー伝達要素とアース間に流れる全変位電流または正味変位電流を実質的に減らすように巻かれている。
【００２７】
図１０、図１１、図１２は、図６、図７、図８と同一の構造変形を示しているが、ただし、図１０、図１１、図１２はそれぞれ、図９に取り入れられたコア相殺巻線９０１を組み入れている。それゆえ、図１０の実施形態は、第１の巻線とコア相殺巻線用の巻線エリア幅を短くする２つの小さな段すなわちマージンをボビンの基部に含む変圧器ボビンを示している。次に、シールドを配置することは、必ず一次巻線とコア相殺巻線の幅から外にはみ出して、一次巻線と出力巻線間の変位電流の結合を防止するのに役立つ。入力巻線と出力巻線間を直接に流れる変位電流をさらに減らすために、出力巻線も、マージンテープで構成されたマージンとマージンとの間に巻かれている。最後に、相殺巻線が、出力巻線の外側に位置づけられている。
【００２８】
図１１の実施形態は、図１０の実施形態と同様であるが、ただし、その違いは、図１０中のボビンの基部の２つの小さな段すなわちマージンが取り除かれている点である。
【００２９】
図１２に示される実施形態では、図１１の実施形態に示されるマージンテープは、取り除かれており、また、ボビンの基部の２つの小さな段すなわちマージンは、再び取り入れられている。
【００３０】
多くの実用的なエネルギー伝達要素の設計では、特定の用途で求められる様々な出力電圧をサポートするために、出力巻線が２つ以上ある。これらの複数出力の設計では、このボビン断面図の外側にもっとも近い所に巻かれている出力巻線の層は、本発明の教示に基づく実施形態により、相殺巻線の次に位置づけられることになる。一実施形態では、相殺巻線の巻数は、すべての出力巻線から、入力巻線と様々な出力巻線との間に位置づけられた導電性シールドへの変位電流を相殺するように、適宜に選択される。
【００３１】
本発明の教示による変圧器構造の他の利点は、この電源の入力側の制御回路に低電圧を供給するために、バイアス巻線として、例えば図５中の相殺巻線５０２を利用できることである。
【００３２】
例えば、図１３は、入力回路用のバイアス巻線１３０２として、相殺巻線を利用するフライバック方式コンバータ電力変換回路の特定の回路例の一実施形態を示している。他のタイプの電力変換回路も、本発明の教示による実施形態を使用できるものと理解され、説明の目的で図１３が与えられている。例示される実施形態では、入力回路は、図示される電力変換回路の一次巻線側すなわち入力巻線側の回路から成っている。例示される実施形態では、出力回路は、図示される電力変換回路の二次巻線側すなわち出力巻線側の回路から成っている。一実施形態では、コントローラ１３０１は、スイッチと制御回路をモノリシック集積したものである。それゆえ、例示される実施形態では、このスイッチと制御回路は、電源・コントローラ統合集積回路としてモノリシック集積されている。コントローラ１３０１の制御端子Ｃは、部品Ｒ７と部品Ｕ１０２を通じてフィードバックを受け取り、さらに、コントローラ１３０１用の低電圧電源としても働く。Ｕ１０２を流れる電流は、当業者によく知られているように、この電源の出力回路、すなわち、Ｄ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｕ１０２のＬＥＤに左右される。しかしながら、コンデンサＣ３の両端の電圧は、バイアス巻線１３０２の電圧によって決まり、それゆえ、バイアス巻線は、オプトカプラーＵ１０２が導通していなければ、コントローラ１３０１の制御端子Ｃにフィードバック情報を提供する。それゆえ、この構成では、巻線１３０２は、バイアス巻線として働くだけでなく、この電源の出力に関するフィードバック情報も提供する。変圧器の構造内で、出力巻線の隣りにある相殺巻線１３０２の物理的な位置により、相殺巻線１３０２は、主要入力巻線１３０４に高いスイッチング電圧スパイクが存在するために、誤差をもたらすことになる主要入力巻線１３０４からの影響を最小限に抑えて、出力電圧を追跡するから、相殺巻線１３０２は、フィードバック源としての使用にとって理想的となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】フライバック方式コンバータ電源の概略図である。
【図２】寄生容量を示すフライバック方式コンバータ電源の概略図である。
【図３】変圧器の概略図である。
【図４】導電性シールドを含む変圧器の概略図である。
【図５】本発明の教示により巻かれた変圧器の一実施形態の概略図である。
【図６】本発明の教示により巻かれた変圧器の一実施形態の断面図である。
【図７】本発明の教示により巻かれた変圧器の他の実施形態の概略図である。
【図８】本発明の教示により巻かれた変圧器の他の実施形態の概略図である。
【図９】本発明の教示により巻かれた変圧器のさらに他の実施形態の概略図である。
【図１０】本発明の教示により巻かれた変圧器のさらに他の実施形態の断面図である。
【図１１】本発明の教示により巻かれた変圧器のさらに他の実施形態の断面図である。
【図１２】本発明の教示により巻かれた変圧器のさらに他の実施形態の断面図である。
【図１３】本発明の教示により巻かれた変圧器の一実施形態を利用する電源の一実施形態の概略回路図である。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年3月16日(2007.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力回路に結合された入力巻線と、
出力回路に結合された出力巻線と、
前記入力巻線に結合された導電性シールドと、
スイッチが閉成したときにだけこのスイッチを介して前記入力巻線に結合する第１の相殺巻線と、
から構成され、
前記第１の相殺巻線は前記入力回路と前記出力回路間の正味容量性変位電流を実質的に減らすように巻かれていることを特徴とするエネルギー伝達要素。
【請求項２】
前記導電性シールドが、物理的に入力巻線と出力巻線との間に位置づけられており、また、前記出力巻線が、物理的に前記導電性シールドと前記第１の相殺巻線との間に位置づけられている請求項１に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項３】
前記第１の相殺巻線が、前記入力回路にバイアスを供給するように結合されている請求項１に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項４】
前記入力巻線、前記出力巻線、前記第１の相殺巻線、前記導電性シールドが、エネルギー伝達要素のコアの周りに巻かれている請求項１に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項５】
物理的に前記エネルギー伝達要素のコアと前記入力巻線との間に位置づけられた第２の相殺巻線をさらに備え、前記第２の相殺巻線が、前記入力巻線と前記エネルギー伝達要素のコアとの間に流れる容量性変位電流を実質的に減らすように巻かれている請求項４に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項６】
前記第１の相殺巻線と前記第２の相殺巻線が、前記エネルギー伝達要素とアース間に流れる全変位電流を実質的に減らすように巻かれている請求項５に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項７】
前記入力回路と前記出力回路が、電力変換回路中に含まれている請求項１に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項８】
前記電力変換回路がフライバック方式コンバータから成っている請求項７に記載のエネルギー伝達要素。
【請求項９】
前記第１の相殺巻線が、電源の出力に関するフィードバック情報を前記入力回路に提供するように結合されている請求項８に記載のエネルギー伝達要素。