(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー・トランスファー要素であって、
エネルギー・トランスファー要素コアと、
前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれた第１の巻線と、
前記第１の巻線が容量的に結合される、前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれた第２の巻線と、
前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれた第３の巻線と
を備え、
前記第３の巻線が、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の容量的な変位電流をほぼ低減するために、前記エネルギー・トランスファー要素コアに対して、前記第１の巻線と前記第２の巻線によって生成された相対静電界をほぼ除去するための第３の巻線静電界を生成するとともに、
前記第１の巻線が、前記第２の巻線より前記エネルギー・トランスファー要素コアの近くに物理的に巻かれ、かつ
前記第３の巻線が、前記第１の巻線より前記エネルギー・トランスファー要素コアの近くに物理的に巻かれる
エネルギー・トランスファー要素。
【請求項２】
前記第３の巻線が、前記第１の巻線に電気的に結合される請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項３】
前記第３の巻線が、前記第２の巻線に電気的に結合される請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項４】
前記第１および前記第２の巻線が、電気アースに容量的に結合され、前記第３の巻線静電界が、前記エネルギー・トランスファー要素コアと前記電気アースとの間の容量的な変位電流をほぼ低減するために、前記エネルギー・トランスファー要素コアに対して、前記第１の巻線と前記第２の巻線によって生成された相対静電界をほぼ除外する請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項５】
前記第３の巻線が、前記第１の巻線の第１の層に含まれる前記第１の巻線の百分率部分の関数に少なくとも一部基づく巻き数で前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれる請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項６】
前記エネルギー・トランスファー要素が、フライバック・トランス内に含まれる請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項７】
前記エネルギー・トランスファー要素が、フォワード・コンバータ・トランス内に含まれる請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項８】
前記第１の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の入力巻線であり、前記第２の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の出力巻線である請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項９】
前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の容量的な変位電流をほぼ低減するために、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれる第４の巻線をさらに備え、前記第４の巻線が、前記第１および第２の巻線の一方に結合される請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１０】
前記第１の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の入力巻線であり、前記第２の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の出力巻線である請求項９に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１１】
前記第１の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の出力巻線であり、前記第２の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の入力巻線である請求項９に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１２】
前記エネルギー・トランスファー要素が、電源に含まれる請求項１に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１３】
エネルギー・トランスファー要素であって、
エネルギー・トランスファー要素コアと、
前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれた第１の巻線と、
前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれた第２の巻線とを備え、前記第１および第２の巻線が、電気アースに容量的に結合され、
さらに、前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれた第３の巻線を備え、前記第３の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素コアと前記電気アースとの間の容量的な変位電流をほぼ低減するために、前記エネルギー・トランスファー要素コアに対して、前記第１の巻線と前記第２の巻線によって生成された相対静電界をほぼ除外するための第３の巻線静電界を生成するとともに、
前記第１の巻線が、前記第２の巻線より前記エネルギー・トランスファー要素コアの近くに物理的に巻かれ、かつ
前記第３の巻線が、前記第１の巻線より前記エネルギー・トランスファー要素コアの近くに物理的に巻かれる
エネルギー・トランスファー要素。
【請求項１４】
前記第３の巻線が、前記第１の巻線に電気的に結合される請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１５】
前記第３の巻線が、前記第２の巻線に電気的に結合される請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１６】
前記第１の巻線が、前記第２の巻線に容量的に結合され、前記第３の巻線静電界が、前記第１および前記第２の巻線と前記エネルギー・トランスファー要素コアとの間の容量的な変位電流をほぼ低減するために、前記エネルギー・トランスファー要素コアに対して、前記第１の巻線と前記第２の巻線によって生成された相対静電界をほぼ除外する請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１７】
前記第３の巻線が、前記第１の巻線の第１の層に含まれる前記第１の巻線の百分率部分の関数に少なくとも一部基づく巻き数で前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれる請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１８】
前記エネルギー・トランスファー要素が、フライバック・トランス内に含まれる請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項１９】
前記エネルギー・トランスファー要素が、フォワード・コンバータ・トランス内に含まれる請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項２０】
前記第１の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の入力巻線であり、前記第２の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の出力巻線である請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項２１】
前記第１の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の出力巻線であり、前記第２の巻線が、前記エネルギー・トランスファー要素の入力巻線である請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項２２】
前記エネルギー・トランスファー要素が、電源に含まれる請求項１３に記載のエネルギー・トランスファー要素。
【請求項２３】
フライバック電源であって、
第１および第２の入力電圧端子と、
エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれた第１の巻線および第２の巻線を有するエネルギー・トランスファー要素とを備え、前記第１の巻線の第１の端部が前記第１の入力電圧端子に結合され、前記第１の巻線が前記第２の巻線に容量的に結合され、前記エネルギー・トランスファー要素コアが電気アースに容量的に結合され、前記エネルギー・トランスファー要素が前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれた第３の巻線をさらに含み、前記第３の巻線が、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の容量的な変位電流をほぼ低減するために、および前記エネルギー・トランスファー要素コアと電気アースとの間の容量的な変位電流をほぼ低減するために、互いに対して前記第１の巻線および前記第２の巻線によって生成される静電界、および前記エネルギー・トランスファー要素コアに対して前記第１の巻線および前記第２の巻線によって生成された相対静電界をほぼ除去するための第３の巻線静電界を生成するとともに、
前記第１の巻線が、前記第２の巻線より前記エネルギー・トランスファー要素コアの近くに物理的に巻かれ、かつ
前記第３の巻線が、前記第１の巻線より前記エネルギー・トランスファー要素コアの近くに物理的に巻かれる
フライバック電源。
【請求項２４】
前記第１の巻線の第２の端部に結合された第１の端子を有するスイッチをさらに備え、前記スイッチが、前記第２の入力電圧端子に結合された第２の端子を有し、前記スイッチが、フィードバック制御信号を受信するために結合された第３の端子を有し、前記スイッチが、前記フィードバック制御信号によって制御される請求項２３に記載のフライバック電源。
【請求項２５】
前記第３の巻線が、前記第１の巻線の第１の層に含まれる前記第１の巻線の百分率部分の関数に少なくとも一部基づく巻き数で前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれる請求項２３に記載のフライバック電源。
【請求項２６】
前記エネルギー・トランスファー要素が、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の容量的な変位電流をほぼ低減するために、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の前記エネルギー・トランスファー要素コアの周りに巻かれる第４の巻線をさらに備え、前記第４の巻線がより多い巻線を有する、前記第１および第２の巻線の一方に結合される請求項２３に記載のフライバック電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願
本願は、２００１年３月８日に出願された、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｅａｒｔｈ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｆｌｏｗ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  ｂｙ  Ｗｏｕｎｄ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」との名称の米国仮出願第６０／２７４６８９号の優先権を請求する。
【０００２】
また、本願は、２００１年８月３１日に出願された、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｅａｒｔｈ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｆｌｏｗ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  ｂｙ  Ｗｏｕｎｄ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」との名称の米国仮出願第６０／３１６５６５号の優先権を請求する。
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にエネルギー・トランスファー要素（エネルギー移送要素）に関し、より詳細には、本発明は多数の巻線を有するエネルギー・トランスファー要素に関する。
【０００４】
【従来の技術】
図１は、フライバック電源１０１の概略図を示す。フライバック・コンバータ１０１の基本的な動作は十分に文献に記載され、当業者に知られている。１次スイッチ１０３がフィードバック制御信号１０５によって制御される。これは典型的であるが、必ずしも示されているような２次電源から制御しなくても良い。エネルギー・トランスファー要素またはトランス１０７の巻線は、巻線電圧の位相関係を示すために使用されるドット極性を有する。巻線を通って電圧が遷移している間、巻線のドット端は同相である。
【０００５】
図２は電源２０１の概略であり、トランス・コアと電気アースとの間に存在する寄生容量２０９、入力出力巻線とトランス・コアとの間に存在する寄生容量２１１、およびまたトランスの入力巻線と出力巻線との間に存在する寄生容量２１３を描くことによって、図１の概略を拡張している。通常、トランス・コアは、トランス２０７の入力巻線と出力巻線を結合する磁束に対して低い磁気抵抗経路とするために、トランス構造において使用されるフェライト・コアである。図２において注目されるように、トランスの出力と電気アースとの間の寄生容量２１５は、ある場合に、適用例または電気的ノイズ測定が行われる方法に応じて、短絡されることがある。
【０００６】
電源２０１の通常動作の間、トランス２０７の入力巻線間と出力巻線間の双方電圧は、標準のフライバック電源供給動作に従って遷移する。これらの遷移が、示される様々な寄生容量２０９、２１１、２１３、２１５によって、電気アースへの変位電流を生成する。これらの変位電流は、共通モード・ノイズ（または放射）として検出され、およびライン入力安定化ネットワーク（Line Input Stabilization Network：ＬＩＳＮ）と呼ばれる１つのテスト機器によって測定される。この機器の構成および接続は十分に文献に記載され、当業者に知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図２は、また、ＹコンデンサであるコンデンサＣｙ２１７を強調している。Ｙコンデンサは、共通モード放射を低減するために、スイッチング電源において通常使用される。この部品、すなわちコンデンサＣｙ２１７は、電気アースを通って流れることなくそのソースに戻るために、トランス２０７の入力および出力巻線間を流れる変位電流のための低インピーダンス経路を提供する。コンデンサＣｙ２１７における電流は、ＬＩＳＮによって検出されず、したがってその利用は、共通モード放射を低減するように作用する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
エネルギー・トランスファー要素入力巻線と、エネルギー・トランスファー要素出力巻線とを有するエネルギー・トランスファー要素が開示される。一態様において、エネルギー・トランスファー要素入力巻線は、エネルギー・トランスファー要素出力巻線に容量的に結合される。エネルギー・トランスファー要素は電気アースに容量的に結合される。１つ以上の追加の巻線が、エネルギー・トランスファー要素の一部として導入される。１つ以上の追加の巻線は、追加の巻線の物理的位置および巻き数を選択することによって、電気アースに対するエネルギー・トランスファー要素内の全ての巻線によって生成される静電界を除去することにより、これら巻線間および／またはエネルギー・トランスファー要素と電気アースとの間に生成される相対的な静電界の均衡をとることによって、エネルギー・トランスファー要素入力巻線とエネルギー・トランスファー要素出力巻線との間の容量的な変位電流をほぼ低減する。本発明の追加の特徴および利点は、詳細な説明および以下に示す図面から明らかになろう。
【０００９】
本発明は、例示として詳細に示され、添付の図面に限定されない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
巻かれた部品によって生成される電気アース変位電流を低減するための方法および装置の実施形態が開示される。以下の記載において、多くの特定の詳細が、本発明の完全な理解を与えるために示される。しかしながら、その特定の詳細が、本発明を実行するために用いることが、必ずしも必要ではないことは当業者には明らかである。他の例において、良く知られている材料または方法は、本発明を不明瞭にすることを避けるために、詳細には記載されない。
【００１１】
本明細書を通して、「一実施形態」または「ある実施形態」との言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所における「一実施形態」または「ある実施形態」の用語の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を言及するものではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つ以上の実施形態において適切な方法で組み合わされることができる。
【００１２】
電源回路をスイッチングすることによって生成される電気ノイズの原因は十分に文献に記載され、当業者に知られている。本発明は、電源スイッチングの動作の間に、通常、電源トランスとして呼ばれるエネルギー・トランスファー要素によって生成される共通モードノイズの低減を特に扱う。
【００１３】
これらの技術は、フライバックおよびフォワード・コンバータに適用することができるので、トランスをエネルギー・トランスファー要素と言及するのがより正確である。しかしながら、本明細書で議論される特定の実施形態では、フライバック回路例が議論され、エネルギー・トランスファー要素はトランスとして言及される。
【００１４】
本明細書に記載される本発明の様々な実施形態は、電源によって生成される電気アース電流をほぼ低減し、Ｙコンデンサを使用する要件を解消することによって、またはＹコンデンサに必要な値を低減することによって、システムコストを低減できる、トランス構造において使用される技術を提供する。Ｙコンデンサの値を低減または削除することは、また、安全絶縁出力と交流入力ラインとの間のリーク電流を低減する。このことは、一例であるが限定されない携帯電話の適用などの、出力が使用者と接触することがある適用において有利である。
【００１５】
特に、本明細書に記載される技術の様々な実施形態は、一次および二次巻線と、トランスのコアおよび電気アースとの間で、電源スイッチングにおいて通常流れる容量性の変位電流をほぼ低減する。一実施形態において、低減は、トランス内に巻線を追加することで達成される。一実施形態において、これら追加の巻線の巻き数は、特に、主巻線に生成される静電界差を除去し、均衡をとるために、主巻線の巻き数に基づいて選択される。通常、これらの変位電流は、例えば外部部品の形態のような追加の手段が、他の機器に干渉するこれら変位電流を避けるために、スイッチング電源の構成に取り入れられることを必要とする。したがって、本発明の様々な実施形態は、本開示の利点を有さない設計者によって必要となる、ある電源部品を除去することによってシステムコストを低減する。
【００１６】
概略として、電源スイッチングの動作によって生成され電気アースへ流れる変位電流は、他の機器への電磁障害（ＥＭＩ）を引き起こすことがある共通モード放射としても知られる電気ノイズとして測定される。したがって、これらの電流を、本体全体を規制することによって設定された、発表された制限以下に維持する必要がある。スイッチング電源内のトランスは、２つの経路で電気アースへ流れる変位電流を生成する。
【００１７】
１つの経路は、トランスのコアと電気アースとの間の変位電流の流れである。この電流は、トランスのコアへ容量結合するトランス巻線への遷移電圧によって生成される。次に、この電流は、トランスのコアと電気アースとの間の自由空間を通って容量的に流れる。
【００１８】
他の経路は、トランスの一次巻線と二次巻線との間の変位電流の流れであり、この変位電流は、これら巻線間の電位差によって設定される。これらの巻線間の電位差は、巻線内容量を流れる電流を生成する。この変位電流は、電気アースである１つの並列経路を通ってそのソースに戻る。
【００１９】
本発明の様々な実施形態は、トランス構造内の１つ以上の追加の巻線を使用することを記載する。１つ以上の追加の巻線は、スイッチング電源供給動作の間に生じる、入力巻線と出力巻線との間の相対静電界の均衡をとりかつ削除するために、トランス巻線の自然の電圧変動を用いる。一実施形態において、これらの追加巻線の設計は、使用される巻き数とそれらの物理的位置との両方に関して、それぞれのトランスに特有である。これらの技術を使用することによって、トランス巻線とトランスの物理的構造との間の電気アースへ流れる変位電流がほぼ低減される。これは、次に、共通モード放射を低減するために使用されるＹコンデンサなどの外部部品のコストを除去または低減する。
【００２０】
説明するために、図３Ａにトランス３０１の簡単な概略を示す。入力巻線３０３の２つの端部はノードＡおよびＢと表示される。出力巻線３０５の２つの端部はノードＣおよびＤと表示される。本記載のために、トランスの物理的コア３０７は、さらなるノードＥとして表示されている。巻線３０３および３０５のドット極性は、ノードＢがノードＡに対してより正になるように入力巻線３０３に電圧遷移があるとき、ノードＤの電圧がノードＣに対して増加する。
【００２１】
上述したように、これらの電圧遷移は、寄生容量への変位電流を生成し、その結果電気アースへ流れる電流となる。議論されるように、本発明の一実施形態において、これらの電気アース電流をほぼ低減するために、追加の巻線が備えられる。
【００２２】
特に、一実施形態において、巻線技術を用いて、トランス巻線３０３、３０５とトランス・コア３０７との間の変位電流を低減する。トランス３０１の構成において、巻線３０３または３０５の一方は、通常、他方の巻線よりトランス・コア３０７により近くにある。さらに、巻線３０３または３０５の一方は、普通、それを横切るより高い電圧遷移を有する。
【００２３】
例えば、図３Ｂは、入力巻線３０３のノードＢがトランス・コア３０７に最も近く巻かれている、フライバック・トランス３０１の巻かれた層の一般的な断面を示す。出力巻線３０５は、入力巻線３０３の外側に巻かれ、したがって、トランス・コア３０７からさらに物理的に離れているので、巻線３０３および３０５とトランス・コア３０７との間の変位電流生成への出力巻線３０５の影響はより少ない。
【００２４】
図４Ａは、一次入力巻線４０３に結合されたキャンセル巻線４０９を巻いたトランス４０１の一実施形態の概略を示す。なぜなら、この場合、一次入力巻線４０３の配置は、トランス・コア４０７変位電流の巻線への最も強い影響を有するからである。
【００２５】
図４Ｂは、ノードＦとＧとの間のキャンセル巻線４０７を有するトランス４０１の一実施形態の断面を示す。示された実施形態に見られるように、ノードＦはノードＡに接続され、ノードＧは電気的に結合されない。一実施形態において、キャンセル巻線４０９のドット極性は、その静電界が入力巻線４０３によって作られる静電界と反対である。
【００２６】
一実施形態において、このキャンセル巻線４０９で使用される巻き数の正確な選択は、実験による最適化技術に基づいて決定される。一実施形態において、考慮される変数は、一次入力巻線４０３の第１の層による一次巻線電圧全体のパーセンテージを含む。図４Ｂに示される実施形態は３層あるので、図４ｂに示される実施形態では３３％である。しかしながら、入力巻線４０３の第１の層は、キャンセル巻線４０９が存在するために、トランス・コア４０７からさらに離れているので、その静電界はトランス・コア４０７でより弱くなる。そのように、キャンセル巻線４０７は、一般に、キャンセルするために、入力巻線４０３の第１の層より少ない巻き数を必要とする。
【００２７】
一実施形態において、全ての巻線４０３、４０５、および４０９からの影響がより少ないので正確なキャンセルはより複雑である。したがって、実験的な技術が効果的な最適化を提供する。一実施形態において、トランス・コア４０７に対する、トランス構成における他の巻線によって作られる静電界の影響が、キャンセル巻線４０９によって作られる静電界によって除去されることが正味の効果である。したがって、トランス巻線とトランス・コアとの間の変位電流は、静電界が完全に除去されるなら、理論的にゼロである。実際の効果は、正味の変位電流をほぼ低減する。
【００２８】
他の実施形態において、第２の巻線技術が、入力巻線と出力巻線との間に流れる変位電流を低減するために使用される。説明するために、図５Ａは、この追加の巻線を有するトランス５０１の概略を示している。追加の巻線は、その正味の効果が、トランス５０１の入力巻線５０３と出力巻線５０５との間に生成される静電界の均衡を保つことであるため、平衡化巻線５１１と言われる。図５Ａのトランス５０１、および図５Ｂに図示されるトランス５０１の断面は、上述したキャンセル巻線５０９と関連して平衡化巻線５１１を示している。
【００２９】
図５Ａに示される一実施形態において、ノードＨとＩとの間の平衡化巻線５１１は、ノードＨがノードＡに接続されるようなドット極性で、入力巻線５０３に結合されて示される。図５Ｂに示された実施形態において、トランス５０１の断面は、平衡化巻線５１１を含めて示される。他の実施形態において、平衡化巻線５１１は、以下に記載されるある実施形態の場合のように、どの巻線が変位電流の主な発生源であるかに応じて、出力巻線５０５に接続される。入力巻き数より多い出力巻き数がある回路において、出力巻線５０５は、主な発生源であると見なすことができ、この場合、平衡化巻線５１１の最適な接続は、出力巻線５０５に結合することである。
【００３０】
図５Ａに示される実施形態においては、一次入力巻線５０３が主な発生源であると仮定され、追加の平衡化巻線５１１は、入力巻線５０３によって生成される静電界と逆向きとなるように設計される。一実施形態において、平衡化巻線５１１と入力巻線５０３との組み合わせからの正味の静電界が、出力巻線５０５によって生成される静電界に正確に一致するように、巻き数が選択される。これが達成されると、一次回路と二次回路との間の電界差はゼロであり、変位電流はゼロである。実際の効果は、正味の変位電流をほぼ低減する。
【００３１】
図６Ａおよび図６Ｂに図示される実施形態は、トランス６０１の入力巻線６０３と出力巻線６０５との間の正味の変位電流、およびトランスのコアと電気アースとの間の自由空間を通る容量的に流れる変位電流をほぼ低減する他の技術を示す。実際には、図６Ａは、平衡化巻線６１１が巻かれたトランス６０１の概略を示し、図６Ｂは、本発明の教示による平衡化巻線６１１を有するトランス６０１の断面を示す。図６Ａおよび６Ｂに図示される技術で、平衡化巻線６１１は、トランス６０１の構造内で出力巻線６０５の外側に配置される。平衡化巻線６１１のドット極性は、出力巻線６０５に対する入力巻線６０３によって生成される静電界と反対である。
【００３２】
図６Ａおよび６Ｂに指定するノードを参照すると、出力巻線６０５のノードＤは、主入力巻線６０３と出力巻線６０５との間の相対的な静電界を低減するように配置される。しかしながら、示された実施形態において、入力巻線６０３は３つの層を有し、したがって、主入力巻線６０３を横切る電圧の３３％が、出力巻線６０５に隣接する最も外側の層に見られる。一般の設計において、出力巻線６０５は、主入力巻線６０３の外側の層より巻き数が少ないので、入力巻線６０３が変位電流の主な発生源である。ノードＡおよびＦを電気的に結合することによって、ノードＧは入力巻線６０３によって生成される静電界と反対になる。したがって、巻き数の正しい選択は、入力巻線６０３と出力巻線６０５との間の正味の変位電流をほぼ低減する。
【００３３】
トランス構造内の他の巻線の外側に平衡化巻線６１１を配置することは、その静電界が、トランス６０１の物理的コア６０７に対する入力巻線６０３の静電界と反対になることを意味する。このように、この実施形態における平衡化巻線６１１によるキャンセルは、前の図４の個別のキャンセル巻線４０９によって提供された、トランス・コアと電気アースとの間の自由空間を通る変位電流に容量的に結合されるキャンセルと同じ程度である。
【００３４】
この単一の巻線技術は、また、これらの２つの巻線が、トランス構造において物理的により近いので、入力巻線６０３と出力巻線６０５との間の漏れインダクタンスを低減する利点を提供する。
【００３５】
上述したキャンセル機能を提供する単一の巻線技術の全体の有効性は、特定のトランスの物理的特性、およびトランス６０１の出力巻線６０５と物理的コア６０７との両方に関して最適な巻線の配置の能力による。以下に記載される実施形態それ自体は、前に記載された２つの巻線技術を用いる。
【００３６】
図７Ａは、本発明の教示による上述した技術を使用したトランス７０１の一実施形態の概略および断面の特定の詳細を示す。図７Ｂは、本発明の教示によるトランス７０１の一実施形態の断面を示す。トランス７０１のこの設計は、主入力巻線７０３（一次）とトランス・コア７０７との間にキャンセル巻線７０９を有する。さらに、この設計は、入力巻線７０３に結合される電源スイッチング調整器回路のための、低供給電圧などのバイアス巻線７１３も使用する。この場合の平衡化巻線７１１は、出力巻線７０５に結合される。なぜなら、この特定の設計において、一次入力巻線７０３と二次出力巻線７０５との間に流れる共通モード変位電流の主な発生源が出力巻線７０５だからである。したがって、上述の記載により、平衡化巻線７１１のこの結合は、最適な性能を提供する。
【００３７】
以下の表１、２、３、および４は、本発明の教示によるトランス７０１の一実施形態に関連する、電気特性、材料、巻線指示、および巻線回路を要約する。
【表１】
0004125903.tif 000002
【表２】
0004125903.tif 000003
【表３】
0004125903.tif 000004
【表４】
0004125903.tif 000005
一実施形態において、平衡化巻線ドット位相が終端していないことに留意されたい。
【００３８】
前述の詳細な記載において、本発明の方法および装置は、その特定の例示的な実施形態を参照して記載された。しかしながら、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更がなされることは明らかである。したがって、本明細書および図面は、限定的ではなくむしろ例示的であるとして考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フライバック電源の概略図である。
【図２】寄生容量を示すフライバック電源の概略図である。
【図３】トランスの概略図（Ａ）とフライバック・トランスの巻かれた層の断面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の教示によるキャンセル巻線が巻かれたトランスの一実施形態の概略図（Ａ）と本発明の教示によるキャンセル巻線が巻かれたトランスの一実施形態の断面図（Ｂ）である。
【図５】本発明の教示による平衡化巻線が巻かれたトランスの一実施形態の概略図（Ａ）と本発明の教示による平衡化巻線が巻かれたトランスの一実施形態の断面図（Ｂ）である。
【図６】本発明の教示によるキャンセル巻線が巻かれたトランスの他の実施形態の概略図（Ａ）と本発明の教示による平衡化巻線が巻かれたトランスの他の実施形態の断面図（Ｂ）である。
【図７】本発明の教示によるトランスの更に他の実施形態の概略図（Ａ）と本発明の教示によるトランスの更に他の実施形態の断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１０１  フライバック・コンバータ
１０３  １次スイッチ
１０５  フィードバック制御信号
１０７、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１  トランス
２０１  電源
２０９、２１１、２１３、２１５  寄生容量
２１７  コンデンサＣｙ
３０３、４０３、５０３、６０３、７０３  入力巻線
３０５、４０５、５０５、６０５  出力巻線
３０７、６０７、７０７  物理的コア
４０７、４０９、７０９  キャンセル巻線
５１１、６１１、７１１  平衡化巻線
７１３  バイアス巻線
【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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