(57)【要約】【課題】  横型トランスのボビン巻代長を増大させることなしに、巻線のインダクタンスを増大できる横型トランスを提供すること。【解決手段】少なくともコイルと、ボビンと、該ボビンの巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線と２次巻線を備える横型トランスであって、前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の２次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第１のスペーサ部材を設けて該第１のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の１次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第２のスペーサ部材を設けて該第２のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回した。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともコイルと、ボビンと、該ボビンの巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線と２次巻線を備える横型トランスであって、
前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の２次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第１のスペーサ部材を設けて該第１のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の１次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第２のスペーサ部材を設けて該第２のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回したことを特徴とする横型トランス。
【請求項２】
請求項１に記載の横型トランスにおいて、前記絶縁部材は、前記１次巻線と前記２次巻線との絶縁耐圧を確保するために、少なくとも前記１次巻線と前記２次巻線間に巻回された樹脂製のテープにより構成されることを特徴とする横型トランス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の横型トランスにおいて、更に、前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の１次側端に前記第１のスペーサ部材よりも幅の小さい第３のスペーサ部材を設けて前記第１のスペーサ部材及び該第３のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の２次側端に前記第２のスペーサ部材よりも幅の小さい第４のスペーサ部材を設けて前記第２のスペーサ部材及び該第４のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回したことを特徴とする横型トランス。
【請求項４】
請求項３に記載の横型トランスにおいて、前記第３のスペーサ部材の幅と前記第４のスペーサ部材の幅とが略等しいことを特徴とする横型トランス。
【請求項５】
請求項３に記載の横型トランスにおいて、前記第３のスペーサ部材の幅と前記第４のスペーサ部材の幅とが異なることを特徴とする横型トランス。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の横型トランスにおいて、前記第１乃至第４のスペーサ部材は、前記ボビンの巻代に巻回された樹脂製のテープにより構成されることを特徴とする横型トランス。
【請求項７】
少なくともコイルと、ボビンと、該ボビンの巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線と２次巻線と、前記１次巻線に接続される１次側端子と前記２次巻線に接続される２次側端子とを備え、前記１次側端子と前記２次側端子を介して電源基板に実装される横型トランスであって、
前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の２次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第１のスペーサ部材を設けて該第１のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の１次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第２のスペーサ部材を設けて該第２のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回したことを特徴とする横型トランス。
【請求項８】
少なくともコイルと、ボビンと、該ボビンの巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線と２次巻線と、前記１次巻線に接続される１次側端子と前記２次巻線に接続される２次側端子とを備える横型トランスが前記１次側端子と前記２次側端子を介して実装される電源基板であって、
該電源基板上には、商用電源に接続された１次側電源回路と、前記１次側電源回路に接続され交流電圧変換を行う前記横型トランスと、該横型トランスで変換された交流電圧を直流電圧に変換する２次側電源回路とを備え、前記１次側電源回路は、前記横型トランスの１次側に交流電圧を供給するか否かを切り替えるスイッチング素子と、該スイッチング素子のオン・オフを制御する１次側制御回路を有し、前記２次側電源回路上には、直流電圧を供給する出力端子間に並列接続されたスイッチング素子とツェナーダイオードを有する電源基板において、
前記横型トランスは、前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の２次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第１のスペーサ部材を設けて該第１のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の１次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第２のスペーサ部材を設けて該第２のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回したことを特徴とする電源基板。
【請求項９】
請求項８に記載の電源基板を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項８に記載の電源基板のノイズ対策のため、前記横型トランスの前記１次巻線の接地側端部と前記２次巻線の接地側端部の間にコンデンサを挿入するノイズ低減方法であって、
前記横型トランスの結合係数調節機能により、前記横型トランスを含む電源回路の絶縁仕様により規定される、前記コンデンサに流入する前記電源回路の漏洩電流を低減することにより、当該回路のノイズ低減に十分な静電容量を持つコンデンサを挿入することを特徴とするノイズ低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に接続された商用電源から該電子機器を駆動する直流電圧を生成する電源基板に実装される横型トランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスは、例えば、電子機器用の電源装置などに使用されているが、電子機器用の電源装置に用いられる場合、当該トランスは各電子機器に内蔵されるため、各電子機器固有の高さ制限がある。この高さ制限を満たすために、当該トランス全体の高さを低くしなければならない。そのため、横型トランスが用いられている。
図１に一般的な横型トランスの構造を示す。図１（ａ）は横型トランスの正面図で、図１（ｂ）は横型トランスの平面図である。横型トランスは、図１（ａ）に示す様に、横型トランス１の端子４を介して電源装置の基板６に実装した後、そのボビン５の軸心が基板６と水平になるように製作されている。なお、縦型トランスと同様に、巻線２をボビン５の軸心に対して垂直に巻回した後、ボビン５の両側から鉄心３を挿入する構造を持つ。
【０００３】
上記の横型トランスの断面図を図２に示す。図２に示すように、鉄心３と、基板固定用の端子４と、ボビン５と、１次巻線３１と、２次巻線３２と、１次巻線３１と２次巻線３２を隔てる樹脂性のテープ３３と、横型トランス１の回路電圧によって決まる１次-２次巻線間の空間・沿面距離４０を確保するために巻回領域の両端に挿入するスペーサ部材としての樹脂性のテープ３４，３５，３６，３７と、１次巻線の引出部３８と２次巻線の引出部３９から構成されている。
従来の横型トランスの巻回方法では、所定の空間・沿面距離４０を確保しながら、結合係数を最大にするため、ボビン巻代の１次巻線の巻回領域に、１次巻線３１を巻回し、その両端に樹脂性のテープ３４、３５を設けている。同様にボビン巻代の２次巻線の巻回領域に、２次巻線３２を巻回し、その両端に樹脂性のテープ３６，３７を設けている。
【０００４】
また、電子機器用の電源装置には、商用電源を１次側とし電子機器の駆動部等を２次側とする横型トランスと、その横型トランスの１次側に配置されるパルス電圧生成用スイッチング素子とを有するスイッチング電源が一般的に用いられている。最近では、かかるスイッチング電源の一つとして、フライバック・コンバータ回路方式のものが、電源装置の構成部品が少ないという利点から、プリンタ等の電子機器用の電源装置に多く用いられている。
【０００５】
上記スイッチング電源からは、そのスイッチングに伴って、可聴範囲の周波数を含むノイズが発生し、発生したノイズが制御基板などの他の機器に影響を与えることがある。そのノイズは、横型トランスから多く発生する。そこで、従来から採用されている、スイッチング電源のノイズ低減方法として、例えば、図１に示すように。横型トランス１に銅製のショートリング７を巻く方式がある（例えば、特許文献１参照）。
また、このノイズ低減方法として、横型トランスの１次巻線の接地側端部と２次巻線の接地側端部との間にコンデンサを挿入する方法がある。この方法は、ノイズの発生源である横型トランスの近くにコンデンサを挿入し、発生するノイズを効果的にグラウンドに落として減衰させている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３６１３３号公報
【特許文献２】特開平６−９８５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した横型トランスの巻回方法では、例えば、図２に示すように、所定の空間・沿面距離４０を確保するため巻回領域の両側に樹脂性のテープを設けている関係上、所定のボビン巻代の内巻線を巻回できる領域が狭く、巻線の巻回幅が限られ、ボビン巻代長を増大しない限り、巻線のインダクタンスを増大できないという問題がある。
また、ノイズ低減方法について言及すれば、例えば、上述した特許文献１に記載したノイズ低減方法を用いると、ショートリングの取付け工程に手間を要するという問題がある。
例えば、特許文献２に記載のノイズ低減方法を用いると、ショートリングの取付け工程に手間を要するという問題は解消することはできる。このノイズ低減方法では、コンデンサの静電容量を増大すればするほど、ノイズ低減の効果が大きくなるので、より大きい静電容量を持つコンデンサを横型トランスの１次巻線の接地側端部と２次巻線の接地側端部に挿入することが望ましい。しかし、コンデンサに流入する電流、つまり電源回路の漏洩電流は、安全規格上、その電源回路の絶縁仕様で決まる許容値が規定されているため、コンデンサに流れる電源回路の漏洩電流の許容値を満足するため、十分な大きさの静電容量を持つコンデンサを挿入できないという問題がある。
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、横型トランスのボビン巻代長を増大させることなしに、巻線のインダクタンスを増大できる横型トランスを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ノイズ低減の効果を期待できる十分な大きさの静電容量を持つコンデンサを挿入した場合、当該横型トランスのボビン巻代長を増大させることなしに、結合係数を調節し、トランスの１次−２次間のストレ・キャパシティを小さくすることで、当該コンデンサに流入する電源回路の漏洩電流を小さくする横型トランスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的達成のため、本発明の横型トランスは、少なくともコイルと、ボビンと、該ボビンの巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線と２次巻線を備える横型トランスであって、前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の２次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第１のスペーサ部材を設けて該第１のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の１次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第２のスペーサ部材を設けて該第２のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回した特徴を持つ。これにより、所定の横型トランスのボビン巻代長を変更することなしに、巻線のインダクタンスの値を、大きく取ることができる。また、本発明により巻線のインダクタンスの値を大きくすると、結合係数が落ちるものの、結合係数が落ちることで、トランスの１次−2次間のストレ・キャパシティが低減されるので、ノイズの低減方法において、横型トランスの１次巻線の接地側端部と２次巻線の接地側端部の間に挿入するコンデンサに流入する電源回路の漏洩電流を小さくでき、ノイズ低減の効果を期待できる十分な大きさの静電容量を持つコンデンサを挿入することができる。さらに、１次巻線の巻回領域と２次巻線の巻回領域のそれぞれ一方にしかスペーサ部材を設けないので、スペーサ部材が従来の半分ですみ、コストが安くなる。
【００１０】
また、本発明の横型トランスは、前記絶縁部材は、前記１次巻線と前記２次巻線との絶縁耐圧を確保するために、少なくとも前記１次巻線と前記２次巻線間に巻回された樹脂製のテープにより構成される特徴を持つ。これにより、1次巻線と２次巻線との絶縁耐圧を簡単且つ安価に確保することができる。
【００１１】
また、本発明の横型トランスは、更に、前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の１次側端に前記第１のスペーサ部材よりも幅の小さい第３のスペーサ部材を設けて前記第１のスペーサ部材及び該第３のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の２次側端に前記第２のスペーサ部材よりも幅の小さい第４のスペーサ部材を設けて前記第２のスペーサ部材及び該第４のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回した特徴を持つ。これにより、第３と第４のスペーサ部材の幅を調節することで、所定の横型トランスのボビン巻代長を変更することなしに、巻線のインダクタンスの値を調節することができる。また、横型トランスの結合係数も調節することができる。
【００１２】
また、本発明の横型トランスは、前記第３のスペーサ部材の幅と前記第４のスペーサ部材の幅とが略等しい特徴を持つ。これにより、第３と第４のスペーサ部材の幅を調節することで、所定の横型トランスのボビン巻代長を変更することなしに、巻線のインダクタンスの値を調節することができる。また、横型トランスの結合係数を調節することができる。
【００１３】
また、本発明の横型トランスは、前記第３のスペーサ部材の幅と前記第４のスペーサ部材の幅とが異なる特徴を持つ。これにより、第３と第４のスペーサ部材の幅を調節することで、所定の横型トランスのボビン巻代長を変更することなしに、巻線のインダクタンスの値を調節することができる。また、横型トランスの結合係数を調節することができる。
【００１４】
また、本発明の横型トランスは、前期第１乃至第４のスペーサ部材は、前記ボビンの巻代に巻回された樹脂製のテープにより構成される特徴を持つ。これにより、１次-２次巻線間の空間・沿面距離４０を簡単且つ安価に確保することができる。
【００１５】
また、本発明の横型トランスは、少なくともコイルと、ボビンと、該ボビンの巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線と２次巻線と、前記１次巻線に接続される１次側端子と前記２次巻線に接続される２次側端子とを備え、前記１次側端子と前記２次側端子を介して電源基板に実装される横型トランスであって、前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の２次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第１のスペーサ部材を設けて該第１のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の１次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第２のスペーサ部材を設けて該第２のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回した特徴を持つ。これにより、本発明にかかる横型トランスを実装した基板を提供することができる。さらに、本発明の基板を内臓した電子機器を低背化することができる。
【００１６】
また、本発明の電源基板は、少なくともコイルと、ボビンと、該ボビンの巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線と２次巻線と、前記１次巻線に接続される１次側端子と前記２次巻線に接続される２次側端子とを備える横型トランスが前記１次側端子と前記２次側端子を介して実装される電源基板であって、該電源基板上には、商用電源に接続された１次側電源回路と、前記１次側電源回路に接続され交流電圧変換を行う前記横型トランスと、該横型トランスで変換された交流電圧を直流電圧に変換する２次側電源回路とを備え、前記１次側電源回路は、前記横型トランスの１次側にパルス電圧を発生させるスイッチング素子と、該スイッチング素子のオン・オフを制御する１次側制御回路を有し、前記２次側電源回路上には、直流電圧を供給する出力端子間に並列接続されたスイッチング素子とツェナーダイオードを有する電源基板において、前記横型トランスは、前記ボビンの巻代の前記１次巻線の巻回領域の２次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第１のスペーサ部材を設けて該第１のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記１次巻線を巻回し、前記ボビンの巻代の前記２次巻線の巻回領域の１次側端にのみ前記１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離を確保するための第２のスペーサ部材を設けて該第２のスペーサ部材を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回した特徴を持つ。これにより、横型トランスの結合係数を変更するため、１次巻線と２次巻線の巻回する位置を互い違いにする場合、１次巻線と２次巻線は、横型トランスの回路電圧により決まる所定の空間・沿面距離を確保するよう規定されているため、当該横型トランスのボビン巻代長が長くなりがちであったが、当該ボビン巻代長を変更することなしに、横型トランスの結合係数を調節することができる為、ストレ・キャパシティを調節できる。ストレ・キャパシティが低減すれば、ノイズ低減のために、横型トランスの１次巻線の接地側端部と２次巻線の接地側端部の間に挿入するコンデンサに流入する電源回路の漏洩電流を小さくでき、ノイズ低減の効果を期待できる十分な大きさの静電容量を持つコンデンサを挿入できる。
【００１７】
また、本発明にかかる電子機器は、上記の電源基板を備えている。これにより、電子機器を低背化することができる。
【００１８】
また、本発明にかかる電源基板のノイズ対策は、前記横型トランスの前記１次巻線の接地側端部と前記２次巻線の接地側端部の間にコンデンサを挿入するノイズ低減方法であって、前記横型トランスの結合係数調節機能により、ストレ・キャパシを低減することで、前記横型トランスを含む電源回路の絶縁仕様により規定される、前記コンデンサに流入する前記電源回路の漏洩電流を低減することにより、当該回路のノイズ低減に十分な静電容量を持つコンデンサを挿入できる特徴を持つ。これにより、十分な静電容量を持つコンデンサの挿入が可能となり、当該回路のノイズを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
まず、本発明の理解を容易にするために、図３に本発明の横型トランスを含む電源装置における電源回路の一例を示し、その電源回路の構成について説明する。尚、図３に示した電源装置は、フライバック・コンバータ方式の回路構成を有した電源装置である。
本発明の横型トランスを含む電源装置は、電源基板を備える電子機器に用いられる電源装置であり、図３に示すように、商用電源に接続された１次側電源回路１０と、１次側電源回路１０に接続され交流電圧変換を行う横型トランスＴ１と、横型トランスＴ１で変換された交流電圧を直流電圧に変換する２次側電源回路２０とを備えている。
【００２０】
１次側電源回路１０は、横型トランスＴ１の１次側にパルス電圧を発生させるスイッチング素子としての電解効果トランジスタＱ１と、電解効果トランジスタＱ１のスイッチングを制御する１次側制御回路１Ａと、商用電源からの交流入力（ＡＣ入力）から不要な周波数成分を除去等するためのフィルタ回路１Ｂ及び交流を直流に変換するための整流・平滑回路１Ｃと、電源を起動するための起動抵抗としての抵抗素子Ｒ２０と、トランジスタＱ１のドレンＤ−ソースＳ間電流の検地用抵抗素子Ｒ１２と、電解効果トランジスタＱ１のスイッチング時に発生するノイズを減少させるコンデンサＣ５を有している。
【００２１】
ここで、１次側制御回路１Ａは、電解効果トランジスタＱ１のスイッチングを制御するトランジスタＱ２、Ｑ３と、トランジスタＱ２、Ｑ３の動作に必要な抵抗素子Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６と、電解効果トランジスタＱ１のドレンＤ−ソースＳ間電流の時定数を決めるコンデンサＣ２及び抵抗素子Ｒ１１と、トランジスタＱ３のエミッタ電圧用にダイオードＤ１及びコンデンサＣ１と、一般にシャントレギュレータと呼ばれるスイッチングドライブ用の集積回路ＩＣ１から構成される。
【００２２】
また、フィルタ回路１Ｂは、主にＥＭＣ対策上設けられるものであり、例えば、コモンモード・チョークコイル及びコンデンサ等による公知の回路により構成される。更に、整流・平滑回路１Ｃも、交流を所定レベルの直流に変換するための公知の回路により構成される。
【００２３】
２次側電源回路２０は、横型トランスＴ１の二次側に接続されたダイオードＤ２およびコンデンサＣ３と、２次側出力電圧を一定にするために実装されるフォトカップラＰＣ２とトランジスタＱ４とツェナーダイオードＺＤ４と、トランジスタＱ４の動作に必要な抵抗素子Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３とを備えている。
【００２４】
また、横型トランスＴ１の１次巻線の接地側端部と２次巻線の接地側端部との間に回路安定用・ノイズ低減用にコンデンサＣ４を備えている。
【００２５】
この図3に示した電源回路では、ＡＣ電源から印加された交流電圧は、フィルタ回路１Ｂと、整流・平滑回路１Ｃにより、直流電圧Ｅｉに整流される。この時、直流電圧Ｅｉが、直列に抵抗素子Ｒ２０と抵抗素子Ｒ１７に印加されるので、抵抗素子Ｒ１７にはＥｉ＊（Ｒ１７／（Ｒ１７＋Ｒ２０））の電圧がかかることになる。この電圧は電解効果トランジスタＱ１のゲートＧ−ソースＳ間にかかるので、電解効果トランジスタＱ１はオンし、トランジスタＱ１のドレンＤ−ソースＳ間は導通する。
【００２６】
この結果、整流・平滑回路１Ｃ−横型トランスＴ１の１次側巻線の端子１から３−電解効果トランジスタＱ１―抵抗素子Ｒ１２―整流・平滑回路１Ｃの経路に、電解効果トランジスタＱ１のドレンＤ−ソースＳ間電流が流れる。そのドレンＤ−ソースＳ間電流によって、横型トランスＴ１に磁束が発生し、２次側に誘導起電力が発生する。しかし、この誘導起電力により、２次巻線の端子８から７の方向に２次電流が流れようとするが、この誘導起電力は、２次側電源回路２にあるダイオードＤ２にとって逆方向電圧になるので、２次電流は流れない。
【００２７】
同様に、横型トランスＴ１の１次側巻線の端子６から４方向に誘導起電力が発生し、この誘導起電力による電流がダイオードＤ１を通って、コンデンサＣ１を充電し、コンデンサＣ１は所定の電圧になる。
【００２８】
一方、抵抗素子Ｒ１２は電流検出用の抵抗であり、電解効果トランジスタＱ１のドレンＤ−ソースＳ間電流によって、この抵抗素子Ｒ１２の両端に発生する電圧が、集積回路ＩＣ１のリファレンスＲ端子に印加される。上記の電圧が所定の値以上になると、集積回路ＩＣ１のアノードＡ−カソードＫ間が導通する。なお、図２に示す、本発明の横型トランスを含む電源装置における電源回路の一例では、この集積回路ＩＣ１が導通する電圧は２．５Ｖ以上に設定されている。
【００２９】
従って、集積回路ＩＣ１のアノードＡ−カソードＫ間が導通し、コンデンサＣ１の充電電流がトランジスタＱ３の周辺の抵抗素子Ｒ１３とＲ１４に流れ、各々の抵抗値に比例した電圧が発生する。上記のコンデンサＣ１の充電電流により発生した電圧が、トランジスタＱ３のエミッタＥ端子とベースＢ端子に印加され、トランジスタＱ３をオンする。
それに伴い、トランジスタＱ３のコレクタ電流が、トランジスタＱ２の周辺の抵抗素子Ｒ１５とＲ１６に流れ、各々の抵抗値比例した電圧が発生する。この電圧がトランジスタＱ２のエミッタＥ端子とベースＢ端子に印加され、また、トランジスタＱ２のコレクタＣ端子には、フィルタ回路１Ｂと整流・平滑回路１Ｃにより整流された直流電圧Ｅｉが印加されているので、にトランジスタＱ２もオンする。
【００３０】
よって、トランジスタＱ２のコレクタＣ−エミッタＥ間が導通し、電解効果トランジスタＱ１のゲートＧ−ソースＳ間電圧はゼロになる。以上より、電解効果トランジスタＱ１はオフし、ドレンＤ−ソースＳ間電流もゼロになる。
【００３１】
すなわち、横型トランスＴ１の１次巻線の端子１から３に電解効果トランジスタＱ１のドレンＤ−ソースＳ間電流が流れなくなるので、瞬間的に逆方向に磁束が発生し、横型トランスＴ１の２次側巻線の端子７から８の方向に誘導起電力が発生する。この誘導起電力は、２次側電源回路２０にあるダイオードＤ２にとって順方向電圧になるので、２次電流が流れ、コンデンサＣ３を充電する。このコンデンサＣ３の両端の電圧が出力電圧として出力される。
【００３２】
また、この２次電流は、トランジスタＱ４の周囲の抵抗素子Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３にも流れ、トランジスタＱ４のベースＢ端子とエミッタＥ端子に抵抗素子Ｒ２１、Ｒ２２に応じた電圧を印加する。さらに、この２次電流は、フォトカップラＰＣ２内のダイオードＤ３を通って、トランジスタＱ４のコレクタＣ端子に流入し、トランジスタＱ４をオンさせる。これにより、２次側電源回路２０にあるツェナーダイオードＺＤ４に逆方向電流が流れ、所定のツェナー電圧が発生する。この所定のツェナー電圧が出力電圧として、出力される。
【００３３】
また、フォトカプラＰＣ２内のダイオードＤ３は上記の２次電流によって、フォトカプラＰＣ２内トランジスタＱ５にトリガを出力する。また、そのトリガの出力前のトランジスタＱ５の状態は、コレクタＣ端子にコンデンサＣ１の両端の電圧が印加され、エミッタＥ端子は無電圧の状態のなっている。よって、このダイオードＤ３からのトリガのより、トランジスタＱ５はオンする。
【００３４】
これにより、コンデンサＣ１−フォトカプラＰＣ２内のトランジスタＱ５−抵抗素子Ｒ１８−抵抗素子Ｒ１９−抵抗素子１２−コンデンサＣ１の経路ができるので、コンデンサＣ１から、上記の経路にコンデンサＣ１の充電電流が流れる。すると、コンデンサＣ１の充電電流による、抵抗素子Ｒ１２とＲ１９に発生する電圧が、集積回路ＩＣ１のリファレンスＲ端子に印加される。よって、この時点、つまり電解効果トランジスタＱ１がオフした後、２次側電源回路２０に２次電流が発生した直後では、電解効果トランジスタＱ１がオフし、電解効果トランジスタＱ１のドレンＤ−ソースＳ間電流が流れなくなっても、集積回路ＩＣ１はまだ導通していることになる。
【００３５】
その後、２次電流は、コンデンサＣ３を充電しながら、時間とともに減少し、最終的にゼロになる。２次電流がゼロになっても、コンデンサＣ３の両端の電圧が出力電圧として出力されるが、コンデンサＣ３からトランジスタＱ４の周囲の抵抗素子Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３に充電電流が流れ、コンデンサＣ３内の電荷を消費し、コンデンサＣ３の両端電圧を減少させる。コンデンサＣ３の両端電圧が、ツェナーダイオードＺＤ４の所定のツェナー電圧以下になると、トランジスタＱ４はオフし、フォトカップラＰＣ２内のダイオードＤ３に電流が流れなくなり、フォトカップラＰＣ２内のトランジスタＱ５もオフする。
【００３６】
よって、コンデンサＣ１の充電電流が、抵抗素子Ｒ１８、Ｒ１９とＲ１２に流れなくなるので、集積回路ＩＣ１のリファレンスＲ端子は無電圧となる。これより、集積回路ＩＣ１は復帰し、コンデンサＣ１の充電電流が抵抗素子Ｒ１３とＲ１４に流れなくなるので、トランジスタＱ３はオフする。さらに、トランジスタＱ３のコレクタ電流が、抵抗素子Ｒ１５とＲ１６に流れなくなるので、トランジスタＱ２はオフする。したがって、トランジスタＱ２のオフに伴い、抵抗素子Ｒ１７に直流電圧Ｅｉが印加され、電解効果トランジスタＱ１はオンする。起動後はこの一連の動作が繰り返され、一定の２次側電圧が出力される。
【００３７】
ここで、コンデンサＣ４は、ノイズ低減用に、発生源である横型トランスの１次巻線の接地側端部と２次巻線の接地側端部の間に挿入されている。このコンデンサＣ４に電源回路の漏洩電流が流入し、発生するノイズを効果的にグラウンドに落として減衰させている。しかし、このノイズの低減効果は、コンデンサＣ４の静電容量が大きいほど、効果が現れるが、コンデンサに流入する電源回路の漏洩電流の許容値が、横型トランスＴ１の電源回路の絶縁仕様によって規定されているため、その許容値以下になるように、コンデンサＣ４の静電容量は決められていた。
【００３８】
図４に、本発明を用いて１次巻線と２次巻線のインダクタンスを最大にして製作された横型トランスの断面図を示す。
【００３９】
本実施形態では、図４に示すように、ボビン５と、ボビン５の巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線３１と２次巻線３２を備える横型トランス１であって、ボビン５の巻代の１次巻線３１の巻回領域の２次側端にのみ１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離４０を確保するための第１のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３５を設けて、第１のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３５を設けた領域以外の巻回領域に１次巻線３１を巻回し、ボビン５の巻代の２次巻線３２の巻回領域の１次側端にのみ１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離４０を確保するための第２のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３６を設けて、第２のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３６を設けた領域以外の巻回領域に２次巻線３２を巻回した。
【００４０】
従来の横型トランスでは、図２に示すように、鉄心３と、基板固定用の端子４と、ボビン５と、１次巻線３１と、２次巻線３２と、１次巻線３１と２次巻線３２を隔てる樹脂性のテープ３３と、横型トランス１の回路電圧によって決まる１次-２次巻線間の空間・沿面距離４０を確保するために巻回領域の両端に挿入するスペーサ部としての樹脂性のテープ３４，３５，３６，３７と、１次巻線の引出部３８と２次巻線の引出部３９から構成され、所定の空間・沿面距離４０を確保しながら結合係数を最大にするため、ボビン巻代の１次巻線の巻回領域に１次巻線３１を巻回し、その両端に第３の樹脂性のテープ３４、第１の樹脂性のテープ３５を設け、同様にボビン巻代の２次巻線の巻回領域に、２次巻線３２を巻回し、その両端に第２の樹脂性のテープ３６，第４の樹脂性のテープ３７を設けていたので、所定の空間・沿面距離４０を確保するため巻回領域の両側に樹脂性のテープを設けている関係上、所定のボビン巻代の内巻線を巻回できる領域が狭く、巻線の巻回幅が限られ、ボビン巻代長を増大しない限り、巻線のインダクタンスを増大できないという問題があったが、本発明によりボビン巻代長を増大しないで、１次巻線３１と２次巻線３２のインダクタンスを従来よりも大きく取ることができる。
【００４１】
また、本発明により１次巻線３１と２次巻線３２のインダクタンスを大きくした場合、横型トランス１の結合係数が落ちるものの、結合係数が落ちることで、例えば、特許文献２に記載のノイズの低減方法において、横型トランス１の１次巻線３１の接地側端部と２次巻線３２の接地側端部の間に挿入するコンデンサに流入する電源回路の漏洩電流を小さくでき、ノイズ低減の効果を期待できる十分な大きさの静電容量を持つコンデンサを挿入することができる。さらに、第１及び第２のスペーサ部材として樹脂性のテープ３５，３６を使用したので、簡単且つ安価に、１次-２次巻線間の空間・沿面距離４０を確保できる。また、図２に示した従来例と異なり、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７を巻回しないので、使用する樹脂性のテープが従来の半分ですみ、コストが安くなる。
【００４２】
また、本実施形態では、図４に示すように、絶縁部材は、１次巻線３１と２次巻線３２との絶縁耐圧を確保するために、少なくとも１次巻線３１と２次巻線３２間に巻回された樹脂製のテープ３３により構成した。これにより、１次巻線３１と２次巻線３２間に樹脂製のテープ３３を巻回することで、1次巻線３１と２次巻線３２との絶縁耐圧を簡単且つ安価に確保できる。
【００４３】
また、図５に、本発明を用いて１次巻線と２次巻線のインダクタンスを調節して製作された横型トランスの断面図を示す。
【００４４】
本実施形態では、図５に示すように、更に、ボビン５の巻代の１次巻線３１の巻回領域の１次側端に第１のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３５よりも幅の小さい第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４を設けて、第１のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３５及び第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４を設けた領域以外の巻回領域に１次巻線３１を巻回し、ボビン５の巻代の２次巻線３２の巻回領域の２次側端に第２のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３６よりも幅の小さい第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７を設けて、第２のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３６及び第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７を設けた領域以外の巻回領域に前記２次巻線を巻回した。これにより、図５に示すように、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７の幅を調節して巻線を巻回することで、所定の横型トランス１のボビン５の巻代長を変更することなしに、巻線のインダクタンスの値を調節することができる。また、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７の幅の調節により、横型トランス１の結合係数も調節することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、図５に示すように、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４の幅と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７の幅とが略等しくした。これにより、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７の幅の調節することで、所定の横型トランス１のボビン５の巻代長を変更することなしに、巻線のインダクタンスの値を調節することができる。さらに、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７の幅の調節により、横型トランス１の結合係数も調節することができる。
【００４６】
尚、変形例として、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４の幅と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７とが異なるようにすることもできる。これにより、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７の幅を調節することで、所定の横型トランス１のボビン５の巻代長を変更することなしに、巻線のインダクタンスの値を調節することができる。さらに、第３のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３４と第４のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３７の幅の調節により、横型トランス１の結合係数も調節することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、図４と図５に示すように、第１乃至第４のスペーサ部材３４、３５、３６、３７は、ボビン５の巻代に巻回された樹脂製のテープにより構成した。これにより、簡単且つ安価に所定の空間・沿面距離を確保することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、ボビン５と、ボビン５の巻代に絶縁部材３３を介してそれぞれ巻回される１次巻線３１と２次巻線３２と、１次巻線３１に接続される１次側端子と２次巻線３２に接続される２次側端子とを備え、１次側端子と２次側端子を介して電源基板に実装される横型トランス１であって、ボビン５の巻代の１次巻線３１の巻回領域の２次側端にのみ１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離４０を確保するための第１のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３５を設けて、第１のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３５を設けた領域以外の巻回領域に１次巻線３１を巻回し、ボビン５の巻代の２次巻線３２の巻回領域の１次側端にのみ１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離４０を確保するための第２のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３６を設けて第２のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３６を設けた領域以外の巻回領域に２次巻線３２を巻回した。
【００４９】
これにより、例えば、ＡＣアダプタなどの電源装置は、構造的に高さ制限があるため、一般に横型トランスを使用するが、発明が解決しようとする課題に記載したように、従来の横型トランスは、所定の空間・沿面距離４０を確保するため巻回領域の両側に樹脂性のテープを設けている関係上、所定のボビン巻代の内巻線を巻回できる領域が狭く、巻線の巻回幅が限られ、ボビン巻代長を増大しない限り、巻線のインダクタンスを増大できないという問題があったが、本発明により、ボビン巻代長を増大しなくても、巻線のインダクタンスを増大できる。そのため、例えば、ＡＣアダプタなどの電源装置について、本実施形態の基板を内蔵した場合、さらなる低背化が可能になる。
【００５０】
また、本実施形態では、図３に示されるように、ボビン５と、ボビン５の巻代に絶縁部材を介してそれぞれ巻回される１次巻線３１と２次巻線３２と、１次巻線３１に接続される１次側端子と２次巻線３２に接続される２次側端子とを備える横型トランス１が、１次側端子と２次側端子を介して実装される電源基板であって、電源基板上には、商用電源に接続された１次側電源回路１０と、１次側電源回路１０に接続され交流電圧変換を行う横型トランスＴ１と、横型トランスＴ１で変換された交流電圧を直流電圧に変換する２次側電源回路２０とを備え、１次側電源回路１０は、横型トランスＴ１の１次側にパルス電圧を発生させるスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御する１次側制御回路１Ａを有し、２次側電源回路２０上には、直流電圧を供給する出力端子間に並列接続されたスイッチング素子Ｑ４とツェナーダイオードＺＤ４を有する電源基板において、横型トランス１は、ボビン５の巻代の１次巻線３１の巻回領域の２次側端にのみ１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離４０を確保するための第１のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３５を設けて、第１のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３５を設けた領域以外の巻回領域に１次巻線３１を巻回し、ボビン５の巻代の２次巻線３２の巻回領域の１次側端にのみ１次-２次巻線間の所定の空間・沿面距離４０を確保するための第２のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３６を設けて、第２のスペーサ部材すなわち樹脂性のテープ３６を設けた領域以外の巻回領域に２次巻線３２を巻回した。
【００５１】
これにより、横型トランスＴ１の結合係数を変更するため、１次巻線３１と２次巻線３２の巻回する位置を互い違いにする場合、１次巻線３１と２次巻線３２は、横型トランスＴ１の回路電圧により決まる所定の空間・沿面距離４０を確保するよう規定されているため、当該横型トランスＴ１のボビン５の巻代長が長くなりがちであったが、当該ボビン５の巻代長を変更することなしに、横型トランスＴ１の結合係数を調節することができる。さらにノイズ低減のために、横型トランスＴ１の１次巻線３１の接地側端部と２次巻線の接地側端部の間に挿入するコンデンサＣ４に流入する電源回路の漏洩電流を小さくでき、ノイズ低減の効果を期待できる十分な大きさの静電容量を持つコンデンサＣ４を挿入できる。
【００５２】
また、図示しないが、上記の電源基板を備えた電子機器を構成してもよい。これにより、例えば、プリンターなどの電子機器に本発明の電源基板を使用することにより、電源基板ひいては電子機器の低背化が可能となる。
【００５３】
また、本実施形態のノイズ対策では、横型トランス１の１次巻線３１の接地側端部と２次巻線３２の接地側端部の間にコンデンサＣ４を挿入するノイズ低減方法であって、横型トランス１の結合係数調節機能により、横型トランス１を含む電源回路の絶縁仕様により規定される、コンデンサＣ４に流入する電源回路の漏洩電流を低減することにより、当該回路のノイズ低減に十分な静電容量を持つコンデンサＣ４を挿入した。これにより、十分な静電容量を持つコンデンサの挿入が可能となり、当該回路のノイズを低減することが可能となる。
【００５４】
なお、以上に述べた実施形態は、本発明の実施の一例であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、他の様々な実施形態に適用可能である。例えば、上記の実施形態では、横型トランスは単相のトランスを使用しているが、特に単相に限定される必要はなく、３相でも６相でも可能である。
【００５５】
また、上記の実施形態では、フライバック・コンバータ方式の回路構成を有した電源装置を挙げているが、特にフライバック・コンバータ方式の回路に限定される必要はなく、横型トランスが実装される電源回路であれば、他に例えば、リンギング・チョーク・コンバータ方式（ＲＣＣ方式）を用いた自励式の電源回路でも適用可能である。
【００５６】
また、図３では、出力電圧として４２Ｖを供給する例を示しているが、他の電源電圧を供給する場合にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
横型トランスであれば、上記実施形態以外のものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】一般的な横型トランスの構造を示す図。
【図２】従来の巻回方法で製作された横型トランスの断面図。
【図３】本発明の横型トランスを含む電源装置における電源回路を示す図。
【図４】本発明を用いて１次巻線と２次巻線のインダクタンスを最大にして製作された横型トランスの断面図。
【図５】本発明を用いて１次巻線と２次巻線のインダクタンスを調節して製作された横型トランスの断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１  トランス、  ２  巻線、  ３  鉄心、  ４  端子、  ５  ボビン、
６  基板、  ７  ショートリング、
１０  １次側電源回路、  ２０  ２次側電源回路、
３１  １次巻線、  ３２  ２次巻線、  ３３  相間テープ、  
３４、３５、３６、３７  スペーサ、  ３８  １次巻線引出部、  ３９、２次巻線引出部４０、横型トランスの回路電圧によって決まる空間沿面距離、
１Ａ  １次側制御回路、  １Ｂ  フィルタ回路、  １Ｃ  整流・平滑回路、
Ｑ１  電解効果トランジスタ、  Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５  トランジスタ、
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  ダイオード、  ＺＤ４  ツェナーダイオード、
Ｔ１  横型トランス、  Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５  コンデンサ、  
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、
Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３  抵抗素子、  ＩＣ１  スイッチングデバイス用の集積回路、
ＰＣ２  フォトカップラ
Ｄ  ドレン、  Ｇ  ゲート、  Ｓ  ソース、  Ｃ  コレクタ、  Ｅ  エミッタ、  
Ｂ  ベース、  Ａ  アノード、  Ｋ  カソード、  Ｒ  リファレンス
【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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