(57)【要約】【課題】  変圧器の二次巻線において短絡が生じても、絶縁破壊や発火することなく、かつ変圧器の設計、製造が容易である。【解決手段】  コア２０に一次巻線２２と二次巻線２４、２６を巻回した変圧器２において、二次巻線２６の導線２８の一部に、他の部分２８ｂよりも高インピーダンスまたは低融点の溶断部２８ａを形成してあることにより、二次巻線２６の短絡時に一次巻線２２に大きな電流が流れなくても、溶断部２８ａが溶断する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、このコアに巻回された一次巻線と、前記コアに巻回された二次巻線とを、有し、前記二次巻線は、その一部に、前記二次巻線の他の部分よりも高インピーダンスまたは低融点の溶断部を備えた変圧器。
【請求項２】
請求項１記載の変圧器において、前記二次巻線は複数設けられ、前記溶断部を備えた二次巻線は、他の二次巻線よりも定格電流が小さい変圧器。
【請求項３】
請求項１記載の変圧器において、前記溶断部は、前記二次巻線の他の部分よりも線径が小さい変圧器。
【請求項４】
請求項１記載の変圧器において、前記溶断部を備えた二次巻線は、複数の巻線を互いに接した状態で前記コアに巻回され、これら複数の巻線は、並列に電気的に接続され、かつ少なくとも１本の一部を除去している変圧器。
【請求項５】
請求項１記載の変圧器において、前記溶断部は、前記二次巻線の一部を除去して、その除去部分に接続された他の部分よりも高い抵抗値を持つ導線である変圧器。
【請求項６】
請求項１記載の変圧器において、前記溶断部は、前記二次巻線の一部を除去して、その除去部分に接続された他の部分よりも高い抵抗値を持つ抵抗器である変圧器。
【請求項７】
請求項１記載の変圧器において、前記溶断部は、前記二次巻線の一部を除去して、その除去部分に接続された他の部分よりも低い融点を持つ導線である変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器に関し、特に、電源回路に使用されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器は、例えばパワーアンプ用のスイッチング電源に使用されることがある。この場合、変圧器は、複数、例えば２つの二次巻線を備えている。一方の二次巻線は、パワーアンプへ電力を供給するための大電力用のものであり、他方は、例えばスイッチング電源の制御用の信号を生成するための小電力用のものである。この変圧器を製品に採用する場合には、各二次巻線において短絡が生じても、絶縁破壊が生じたり、発火したりすることは勿論、多量の発煙が生じないようにする必要がある。そのため、各二次巻線において、巻線端子間を短絡させる短絡試験を行う。この場合、大電力用の二次巻線は、短絡すると、一次巻線に大電流が流れるので、一次巻線に接続されているヒューズが簡単に溶断し、安全を保つことができる。ところが、小電力用の二次巻線は、短絡しても、一次巻線に大電流が流れず、一次巻線に接続されているヒューズが溶断しないことが多い。
【０００３】
そのため、小電力用巻線自体が異常発熱して、一次巻線と二次巻線とを絶縁している絶縁シートが焦げたり、異常な発煙が発生したりすることがある。また、絶縁シートの破損によって一次巻線と二次巻線との間で絶縁破壊が生じる恐れもある。
【０００４】
そのため、絶縁シートに耐熱性の高いものを使用したり、極細い巻線を小電力用の二次巻線として使用して、短絡時に小電力用の二次巻線自体が溶断しやすいようにしたり、巻線構造の安全化設計を図ったりしている。しかし、現実には、発煙を皆無にすることは無理であり、試作、試験の繰り返しにより何とか二次側巻線短絡試験に対応しており、設計、製造効率が悪い。
【０００５】
スイッチング電源用の変圧器ではないが、計器用変圧器において、二次側巻線で短絡が生じた場合の対策として、特許文献１に開示されているものがある。特許文献１の技術によれば、二次巻線の一方の口出し線を、二次巻線を構成する素線より細い２本の細線で構成し、その各細線を別個の２つの二次端子に接続し、二次巻線の他方の口出し線は別の二次端子に接続してある。計器は、別の二次端子と、２つの二次端子のうちの一方との間に接続され、計器において短絡が生じると、計器に接続されている細線の口出し線が溶断し、回路保護を行う。復旧後は、２つの二次端子のうち残りのものと、上記別の二次端子との間に、計器を接続する。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１５３６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この計器用変圧器では、具体的には、口出し線に細線を使用しているので、特許文献１には開示されていないが、二次巻線と細線である口出し線との接続作業が困難である。特に、２本の再生の口出し線を二次巻線に接続しなければならず、その接続作業が益々困難であり、製造が面倒である。
【０００８】
本発明は、二次巻線において短絡が生じても、絶縁破壊が生じたり、発火したりすることなく、しかも設計、製造が容易な変圧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の変圧器は、コアと、このコアに巻回された一次巻線と、コアに巻回された二次巻線とを、有している。二次巻線は、その一部に、二次巻線の他の部分よりも高インピーダンスまたは低融点の溶断部を備えている。このように構成された変圧器では、二次巻線に短絡が生じて、二次巻線にとって過大な電流が流れると、高インピーダンスまたは低融点の溶断部が溶断し、絶縁破壊等が生じることを防止できる。しかも、二次巻線の一部に溶断部が設けられているので、細線と二次巻線とを接続するような作業が不要であり、設計、製造が容易となる。
【００１０】
前記二次巻線は複数設けることができる。この場合、前記溶断部を備えた二次巻線は、他の二次巻線よりも定格電流が小さいものとする。これによって、たとえ短絡が生じても一次巻線に接続されたヒューズを溶断させるような大きな電流が一次巻線に流れない場合でも、二次巻線に短絡が生じた場合、絶縁破壊等が生じることを防止できる。
【００１１】
前記溶断部は、前記二次巻線の他の部分よりも線径を小さくしたものとすることができる。線径が小さいことにより、この溶断部の持つインピーダンスが、他の部分よりも高くなり、二次巻線が短絡されたとき、溶断部が他の部分よりも多く発熱して、容易に溶断する。
【００１２】
或いは、前記溶断部を備えた二次巻線は、複数の巻線を互いに接した状態で前記コアに巻回されているものとすることができる。これら複数の巻線は、並列に電気的に接続され、かつ少なくとも１本の一部を除去してある。このように構成すると、複数の巻線のうち一部が除去されている巻線の除去部分に対応する他の巻線の部分が高いインピーダンスを持つ。従って、二次巻線が短絡されたとき、溶断部が他の部分よりも多く発熱して、容易に溶断する。
【００１３】
或いは、前記二次巻線の一部を除去して、その除去部分に他の部分よりも高い抵抗値を持つ導線を接続したり、若しくは他の部分よりも高い抵抗値を持つ抵抗器を接続して、溶断部を構成することもできる。これらの場合も、溶断部が他の部分よりも多く発熱して、容易に溶断する。
【００１４】
或いは、前記二次巻線の一部を除去して、その除去部分に、他の部分よりも低い融点を持つ導線を接続して、溶断部を構成することもできる。この場合には、低融点の導線は、二次巻線と同じ温度であっても、他の部分よりも先に、かつ容易に溶断する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明による変圧器では、二次巻線において短絡が生じても、絶縁破壊が生じたり、発火したりすることなく、しかも設計、製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１の実施形態の変圧器２は、図１に示すように、例えばＤ級アンプ用のスイッチング電源回路４の出力側に設けられている。スイッチング電源回路４は、それの一方の入力側端子６が電源スイッチ１０及びヒューズ１２の直列回路を介してコンセントプラグ１４の一端に接続され、スイッチング電源回路４の他の入力側端子８がコンセントプラグ１４の他端に接続されている。コンセントプラグ１４は、商用交流電源に接続される。スイッチング電源回路４は、商用用交流電源から供給された商用交流電圧を、内蔵する例えば整流回路及び平滑回路によって整流平滑した後、内蔵するインバータ回路によってスイッチングして、所望の周波数の高周波電圧に変換し、２つの出力端子１６、１８間に出力する。
【００１７】
変圧器２は、コア２０に、一次巻線２２と、複数、例えば２つの二次巻線２４、２６とを、相互誘導するように巻回したもので、一次巻線２２の両端が、スイッチング電源回路４の２つの出力端子１６、１８に接続されている。
【００１８】
二次巻線２４は、Ｄ級アンプの電源電力を供給するためのもので、太い導線が多くの巻数巻回されている。二次巻線２６は、例えばスイッチング電源回路４のインバータ回路を制御するための信号を得るためのもので、二次巻線２４に比較して、細い導線が少ない数巻回されている。
【００１９】
二次巻線２６は、このように少ない巻数であるので、上述したように短絡試験を行ったとき、一次巻線２２に流れる電流が少なく、ヒューズ１２が溶断しにくい。そこで、図２に示すように、二次巻線２６に使用する導線２８の一部に、溶断部、例えば導線２８の他の部分２８ｂよりも線径を細く形成した部分２８ａが形成されている。これによって溶断部２８ａの抵抗値が他の部分２８ｂの抵抗値よりも大きくなる。従って、二次巻線２６が短絡されて、短絡電流が流れた場合、溶断部２８ａでの発熱が大きくなり、溶断部２８ａが容易に溶断する。
【００２０】
本発明の第２の実施形態の変圧器では、図３に示すように、二次巻線２６が複数、例えば２本の導線３０、３２を互いに接した状態でコア２０に巻回されたもので、即ち並行巻きされている。これら２本の導線３０、３２は、同じ線径、同じ材質のもので、接続部、例えば半田付け部３４によって電気的に接続されている。この状態で、導線３０、３２の一方、例えば導線３０の一部が欠除されている。その結果、導線３０の一部が欠除された部分に対応する導線３２の部分３２ａが溶断部となる。導線３０、３２の合成抵抗値は、溶断部３２ａにおいて他の部分よりも大きくなる。従って、二次巻線２６が短絡されて、短絡電流が流れた場合、溶断部３２ａの発熱が大きくなり、容易に溶断する。
【００２１】
本発明の第３の実施形態の変圧器では、図４に示すように、二次巻線２６が一本の導線３６によって構成され、その一部が欠除され、その欠除部分間に、溶断部として、導線３６よりも抵抗値が高い導線３８が半田付け部４０によって半田付けされている。従って、二次巻線２６が短絡されて、短絡電流が流れた場合、高抵抗の導線３８である溶断部での発熱が導線３６での発熱より大きくなり、容易に溶断する。
【００２２】
本発明の第４の実施形態の変圧器では、図５に示すように、第３の実施形態の高抵抗の導線３８に代えて、導線３６よりも抵抗値の大きい抵抗素子、例えばチップ形の抵抗器４２を溶断部として接続したものである。この場合も、二次巻線２６の短絡時に抵抗器４２での発熱が導線３６よりも大きくなり、容易に溶断する。
【００２３】
本発明の第５の実施形態の変圧器では、図６に示すように、第３の実施形態の高抵抗の導線３８に代えて、導線３６よりも低融点の導線４４が溶断部として半田付け部４６によって接続されている。この場合には、二次巻線２６が短絡されると、導線３６よりも導線４４の方が低融点であるので、導線４４の方が容易に溶断する。
【００２４】
なお、各実施形態において、溶断部を設けた二次巻線２６の部分には、絶縁対策として図７（ａ）または（ｂ）に示すように耐熱絶縁テープ４６または耐熱絶縁チューブ４８が取り付けられる。これら耐熱絶縁テープ４６や耐熱絶縁チューブ４８以外の他の耐熱絶縁素材を用いて、絶縁対策を行うこともできる。
【００２５】
上記の各実施形態では、２つの二次巻線を持つ変圧器に本発明を実施したが、これに限ったものではなく、短絡しても一次側のヒューズが溶断しにくい二次巻線を持つ変圧器に実施することができる。また、上記の各実施形態では、スイッチング電源に使用するスイッチングした電圧を変圧する変圧器に本発明を実施したが、これに限ったものではなく、正弦波電圧を変圧するアナログトランスに、本発明を実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態の変圧器を使用したスイッチング電源回路のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の変圧器の二次巻線の形態を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の変圧器の二次巻線の形態を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の変圧器の二次巻線の形態を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の変圧器の二次巻線の形態を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の変圧器の二次巻線の形態を示す図である。
【図７】本発明の各実施形態の変圧器の二次巻線の絶縁状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
２  変圧器
２０  コア
２２  一次巻線
２６  二次巻線
２８ａ  ３２ａ  ３８  ４２  ４４  溶断部
【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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