JFE 技報 No. 26（2010 年 8 月）p. 71–76

フォワード型スイッチング電源のトランスコアに最適な
MnZn フェライト
High Performance MnZn Ferrites
for Transformer Core Used in For ward Mode Switching Power Supply
後藤

聡志

GOTOH Satoshi

JFE ケミカル

ケミカル研究所

大竹利昭

OTAKE Toshiaki

JFE ケミカル

フェライト部福田豊

FUKUDA Yutaka

JFE フェライトタイランド

戸川治朗

TOGAWA Jirou

戸川技術研究所

磁性材開発センター長・工博
参事

ラヨン工場長所長

要旨
各種電子機器に使われるスイッチング電源トランスコア用の MnZn フェライトについて，これまで開発した低損
失材と今後の開発方向を示した。コアロスと飽和磁束密度の改善に加え，特にコアロスの温度および周波数依存性をそれぞれ改善した MBT3 と MBF4 を紹介した。さらに市販のフォワード型電源を用いて電源効率改善に最適な材質を，汎用材 MB3，MB4 と比較して評価した。効率は MB3 ≦ MB4 ＜ MBT3 ≦ MBF4 の順に増加した。材質
評価の正弦波磁束条件では MBT3 のコアロスが最も低いが，実際のフォワード型電源では矩形波電圧による高調波成分が重畳するため，周波数特性の良い MBF4 が最良となったと考えられる。

Abstract:
Low loss MnZn ferrites which have been developed until now for transformer cores in switching power supplies
were introduced with future development trends. In addition to the improvement on core loss and saturation
magnetic flux density, the temperature and frequency dependence of the core loss have been particularly improved in
new materials, MBT3 and MBF4, respectively. The most suitable material for enhancing the power supply efficiency
of a commercial forward mode switching power supply was evaluated in comparison with the current materials, MB3
and MB4. The efficiency increased in the order of MB3≤MB4<MBT3≤MBF4. Although MBT3 shows the lowest loss
under the sinusoidal flux condition, the highest efficiency can be obtained as using MBF4, which shows lower
harmonic losses derived from the rectangular wave voltage in the actual power supply due to the excellent frequency
dependence of the core loss.

1.

携帯電話など民生電子機器の急速な普及に呼応して，なおはじめに拡大の傾向にある。この分野において，フェライトコアに対軟磁性材料は直流磁界からギガヘルツ（GHz）域の高周

しては，従来材に比較して高周波化，低損失化，高透磁率波帯域まで，静止器あるいは回転機として電力変換や信号化，高磁束密度化といった，より高機能でかつ小型，薄型変換などの用途に幅広く使用されている。それらの中で JFE

形状のものが要求されている。

スチールグループでは方向性および無方向性の電磁鋼板，

このようなソフトフェライトの中で，MnZn フェライトは鉄粉，ソフトフェライトを製造・販売している。中でもソフ

各種電子機器に搭載されるスイッチング電源の電源トラントフェライトは金属系軟磁性材料に比較して比抵抗が格段

スコアとして広く使用されている。電源効率向上のため，に高く，数キロヘルツから数百メガヘルツの間で優れた軟

MnZn フェライトでは低損失であることが最も重要な項目の磁性特性を示すため，高周波電源トランス，チョークコイ

一つである。JFE ケミカルグループである JFE フェライト

ル，ノイズフィルターなどのコアに広く使用されている。ソでは，これまでに，汎用低損失材として MB3 とさらに低損

フトフェライトコアへの需要は，デジタル家電，パソコン，

失である MB4 を製造・販売してきた。しかしながら，近年，
電子機器メーカーや電源トランスメーカーから，このような2010 年 3 月 12 日受付

汎用低損失材だけでなく，各ユーザーの設計・製造に適し− 71 −

フォワード型スイッチング電源のトランスコアに最適な MnZn フェライト

Higher magnetic
flux density

た新たな材料の要求が高まっている。そこで，ユーザーの製品の特徴・ニーズに適合した高特性品，高付加価値品のさら>1 MHz500㧙490 mT
at 100°C
MS3

なる開発・製品化を進め，電源部分で比較的体積を占めるト460 mTat 100°C

容量が小さく，駆動周波数も 50 k 〜 100 kHz 程度の AC アダ
プタなどに適用されることの多い，フライバック型スイッチ
ング電源用に最適な MB1H を開発した

1,2)。この材料は汎用材 MB3 に比べて 100℃におけるコアロスがほぼ同じで，飽和磁束密度が 20％高く，高磁束密度設計が可能なトランス
小型化に適した材質であり，市場から高い評価を得ている。
一方，比較的容量が大きく駆動周波数も 100 k 〜 300 kHz
程度となる，フォワード型スイッチング電源のトランスコア

MB1H

MC3

~1 MHz

ランスの小型化・薄型化に対応することが急務となっている。
このような状況の中で，スイッチング電源の中でも比較的

MC2

MB1

390 mTat 100°C

MB3

MBT3≤ 350 kW/m3
at Room temperature㧙140°C

MBT2

MBT1

Lower loss

MB4

MB4L

350 kW/m3 at 100 kH z, 0.2 T,100°C ≤ 300 kW/m3

図1

≤ 200kW/m3
Lower loss in
at 3 MHz, 25 mT wide temperature range~300 kH z

MBF4

420 mTat 100°C

Mass production
A few sample offer stage
Under development

Higher frequency

MB5≤ 250 kW/m3 ≤ 200 kW/m3

スイッチング電源用の低損失 MnZnフェライトの開発動向

Fig. 1 Schematic diagram of development of low loss MnZnferrites for switching power suppliesに適した材料は，従来どおり MB3 や MB4 が主流であり，100 kHz，100℃の条件下で低損失化した材質が良いとされ3)ている 。しかしながら，近年，電源メーカーでのトランス

４〜６)

い損失値を示す。自動車を始めとして，使用される温度環境が大きく変化する用途への展開がなされている。

設計方針は種々異なり，トランスコアの形状や駆動条件もMB1H は 460 mT (100℃ ) の高い飽和磁束密度が特徴で，トさまざまである。さらに動作磁束密度を飽和近くまで高くしランスの設計磁束密度を高くすることができ，50 W 程度以

たものや，100℃以上まで温度が上昇することを見越したも下のフライバック型スイッチング電源の小型化用途に最適のなど，従来設計からかなり外れた使用方法も出始めている。

である。MC2 は，コアロス値 65 kW/m (500 kHz, 50 mT,

3

そこで，本論文では，まず各種用途に対応して新規に開100℃ ) で，業界 No. １特性を有しており，小型・薄型化が発した電源用低損失材の紹介を行う。次に，市販のフォワー要求される数百キロヘルツ以上で駆動させる特殊電源の用ド型電源を利用して各種材質のトランスコアの実装特性を調途に使用されている。
次に，汎用材 MB3，MB4 に代わるフォワード型スイッチ

査し，最適材質の評価，検討を行った結果について述べる。

ング電源用の低損失材として開発した，MB1H のコアロス2.

各種低損失材の開発
2.1

改善材，MBT3，MBF4 の 3 種について紹介する。

2.2

開発動向

JFE ケミカルは JFE フェライトと共同で，酸化鉄からフェ高温域で飽和磁束密度の高い
MB1H の低損失化

ライトコアまで一貫生産する企業グループとしての強みを活

従来の三元系 MnZn フェライトの飽和磁束密度は，Fe2O3

かし，損失，透磁率などの特性に優れた材料の開発，および量を磁歪定数が零となる 52.5 mol％程度から増やすことによ

高特性と高生産性が両立できる精密雰囲気制御が可能なり高められるが，ZnO 量も含めた三元系組成の選択では，

ローラーハース炉の開発を進めてきた。図１にこれまで開発

100℃での飽和磁束密度はたかだか 440 mT 程度であり，ました電源用の材料と今後の開発方向を示す。汎用材 MB3 をた図 2 に示すように損失が最小となる温度が室温付近まで

出発材料として，コアロス，飽和磁束密度とこれらに大きな

大きく低下し，その結果 100℃付近の損失が増大する。ここ

影響を及ぼす温度，周波数の観点からそれぞれ改善する方

で、NiO を導入することにより，図 2 に示すように損失が最向に進んでいる。図１の○で囲まれた材料は量産化されてい小となる温度は高温側にシフトする。このことにより，NiO

るもの，□で囲まれた材料はラボ開発を終了し少量サンプルを含む組 成 では，100℃付 近 で 損 失を最 小とするために段階のもの，◇で囲まれた材料は開発中のものである。開発

Fe2O3 量を増やすことができ，その結果，100℃における飽方向は図に示すように，(1)100 kHz, 200 mT, 100℃でのコア

和 磁 束 密 度 が 高 めら れ る。この ように 開 発 さ れ た の がロス改善，(2) コアロスの温度依存性改善，(3) 高周波域でMB1H であるが，MB3 や MB4 に比べてコアロスは高めでのコアロス改善，(4) 飽和磁束密度の改善の４方向である。

ある。これは，磁歪定数零の組成域から外れていること，2+

3

Fe2O3 量が多いことで Fe イオン量が増え，同じ焼成条件(100 kHz, 200 mT, 100℃ ) で，汎用電源材 MB3 に比較するであると結晶粒の比抵抗が低下し，粒界に析出して渦電流と約 20％の損失改善が図られており，省エネルギーという損失を抑制する微量添加物の効果が弱まることが原因と考社 会 的 ニーズに応えることが できる材 料 である。また，えられる。

電源用低損失材である MB4 は，コアロス値 270 kW/m

MBT1 と MBT2 は，通常の電源材の欠点である，コアロス

そこで，微量添加物の種類と添加量を見直し，十分な効果の温度依存性を改善したもので，常温から 100℃付近まで低が得られる量に切替え，さらに焼成条件も冷却域での酸素JFE 技報 No. 26（2010 年 8 月）

− 72 −

フォワード型スイッチング電源のトランスコアに最適な MnZn フェライト

550

Fe2O3/ZnO=54.9/10

500

600

Fe2O3/ZnO=55/10+NiO=3(mol%)Core loss, Pcv(kW/m3)

Core loss, Pcv(kW/m3)

600

450
400
350
New Material(Modified MB1H)
250 100 kHz, 200 mT
Bs=460 mT at 100°C

300

200
– 20

0

20

40

60

80

100

Current material, MB4 100 kHz, 200 mT

550
500
450

Current

400 material, MBT2
350
300
New material,
MBT3

250
120

200

140

0

20

40

60 80 100 120 140 160
Temperature (°C)

Temperature (°C)

図2

 飽和磁束密度を有する MB1H改善材のコアロスの温高度依存性

Fig. 2 Temperature dependence of core loss in the modified
MB1H with high Bs

図3

開発材 MBT3のコアロスの温度依存性

Fig. 3 Temperature dependence of core loss in a new material,
MBT3

MBT2 と変わらず，広い温度範囲でコアロスが全体に最も濃度を見直して，粒界抵抗相が十分形成できるよう調節した。

低減できる焼成条件で製造される。

3

その結果，図 2 に示すように MB4 クラスの 280 kW/m

2.4(100 kHz, 200 mT, 100℃ ) のコアロス値を得ることができた。
100 ℃における飽 和 磁 束 密 度は 460 mT を維 持しており，

100 k 〜 300 kHz 程度の周波数域での低損失材 MBF4

MB1H の特徴を維持したままさらに低損失化することが可MBF4 は 100 kHz におけるコアロスが MB4 と同等で，さ能となった。MB4 クラスまで低損失化できたことにより，らに高周波数域の 300 kHz 程度まで MB4 よりも低いコアロ

フライバック型スイッチング電源中心であった用途が，フォスを実現した材料である 。現行のフォワード型スイッチン

ワード型スイッチング電源へ広がると期待できる。ただし，

グ電源の一般的な駆動周波数が 100 k 〜 300 kHz であるこ

本材料は焼成条件の変更をともなうため，現在量産炉でのとを考慮したものである。図 4 に MBF4 のコアロス温度特9）

安定焼成化に向けて調整中である。
500
Core loss, Pcv(kW/m )コアロス温度依存性の小さな低損失材 MBT33

2.3

図１に示す MBT1 は，MnZn フェライトの主成分組成である Fe2O3 の一部を CoO で置換することにより，結晶磁気
異方性の温度変化

7)を緩和し，コアロスの温度依存性を小さくした，量産品としては世界初の材料である。この基本技

450

350
300

Current material,
MB4

250
200

術を用いながら，MBT2 では以下の観点に基づいて低損失

20

40

350
3

Core loss, Pcv (kW/m )化を図り，連続炉での量産化に成功した。
(1) ヒステリシス損失を低減するために主成分組成と微量添加物組成を選択(2) コアロスを極小化するような結晶粒径や空孔分布を実現するために，焼成温度や焼成雰囲気中の酸素濃度を
精密に制御

300

(3) JFE ケミカルで開発し，生産している高純度酸化鉄原Core loss, Pcv (kW/m )3

MBT3 では，上記の要点を中心として，いっそう焼成で精密な雰囲気制御を実施することにより，さらなる低損失を実現している。
図 3 に MBT3 のコアロス温度特性を MB4 と MBT2 と比
3

値 350 kW/m (100 kHz, 200 mT) 以下を実現しており，広い温度範囲で低損失材として利用可能である。また 100℃での3

コアロスは 250 kW/m 弱であり，各種低損失電源材の中で最も低い値を実現している。MBT3 の組成は従来の MBT1，

図4

120

140

150
100

New material, MBF4

50

200 kHz, 100 mT
20

40

450

60
80
100
Temperature (°C)

120

140

Current material, MB4

400
350
300

New material,
MBF4

250
200

較して示す。MBT3 は室温から 140℃の高温域までコアロス

60
80
100
Temperature (°C)

200

500

8）

100 kHz, 200 mT

Current material, MB4250

0

料 JC-CPW の使用

New material, MBF4

400

20

40

300 kHz, 100 mT

60
80
100
Temperature (°C)

120

140

開発材 MBF4のコアロスの温度依存性

Fig. 4 Temperature dependence of core loss in a new material,
MBF4− 73 −

JFE 技報 No. 26（2010 年 8 月）

フォワード型スイッチング電源のトランスコアに最適な MnZn フェライト

200 mT ならびに 300 kHz, 100 mT の条件でともにコアロス3

値 300 kW/m 以下という，他に類のない特性を有しており，
200 k 〜 300 kHz で設計されることの多い最近のフォワード型スイッチング電源への展開が期待されている。

20 μm(a) MB3

写真 1

3.

20 μm
(b) MB4

フォワード型スイッチング電源でのトランスコア実装評価
3.1( a)MB3（平均粒径 9 μm）と (b)MBF4（平均粒径 6 μm）の結晶構造

Photo 1 Microstructures of (a)MB3 and (b)MBF4 with theaverage particle sizes of 9 μm and 6 μm, respectively

フォワード型スイッチング電源と測定方法

各種電源用低損失 MnZn フェライトを用いて実形状トラ
ンスコアを作製し，市販のフォワード型スイッチング電源へのコア置換実装試験で電源特性を評価し，コア材質の磁気特性との比較，検討を行った。

性を周波数ごとに MB4 と比較して示す。図 4 に示すように，

一般的な市販のフォワード型スイッチング電源 ( 出力

100 kHz，200 mT の条件では MB4 とほぼ同等のコアロス温

12 V/10 A) を使用し，メイントランスのコアを各種材質のも度特性を示し，200 kHz，300 kHz と高周波になるにつれてので置き換えて実装特性を評価した。ボビンと巻線構造は

MB4 よりも 低 い コア ロ ス を 示 す。こ の 特 性 は， 従 来 の同一でコア材質だけが異なるトランスとするため，トランス

MB3，MB4 の焼成条件に比べて最高保持条件を低温，短時

端子の刺さる基板部分を改良し，アタッチメントでトランス

間とし，写真 1 に示すように平均結晶粒径を従来の 9 μm 程ボ ビ ン か ら の 端 子 を 受 け る よ う に し た。 商 用 60 Hz，

度から 6 μm 程度まで抑え，高周波域でのコアロス低減を

AC100 V 電源から電圧変更用スライダックで AC200 V に変換図った結果である。結晶粒径をさらに小さくすると 100 kHz

し，さらにノイズ除去のための絶縁トランスを介して電力をでのコアロスが増大するため，最適値を選定した。また，他

供 給 し た。 入 力 側 に 電 力 計，出 力 側 に 電 子 負 荷（ 最 大の焼成条件も最適化を図っている。

144 W）を接続して，入力電力と負荷電力の比から電源効率

MBF4 は，広 い 周 波 数 域 にお い て，すなわち 100 kHz,表１を測定した。またトランスコアの外脚部 4 ヶ所，背部 1 ヶ所

200 kHz で駆動したときの電源効率と温度上昇の比較

Table 1 Comparison of power supply efficiency and temperature rise in driving at 200 kHz
Driving frequency: 200 kHz

Original
core

MB3
EER35A

MB4
EER35A

MBT3
EER35A

MBF4
EER35AVin (V)Iin (A)
Win (W)
Vo (V)
Io (A)
Wo (W)
η(%)
RT (°C)
T1
T2
T3
T4
T5
Taverage
ΔT1
ΔT2
ΔT3
ΔT4
ΔT5
ΔTaverage

200
1.02
142
11.81
10
118.10
83.17
29.8
48
55
54
52
54
52
18
25
24
22
24
23

200
0.99
139.2
11.81
10
118.10
84.84
27.7
49
51
48
50
50
49
21
23
20
22
23
22

200
0.98
139.2
11.81
10
118.10
84.84
28.2
46
45
44
47
46
46
18
17
16
19
18
18

200
0.96
136.2
11.80
10
118.00
86.64
15.1
40
39
40
38
48
41
25
24
25
23
19
23

200
0.95
136
11.80
10
118.00
86.76
15.6
37
34
37
32
48
37
21
18
21
16
18
19

Input

OutputEfficiency
Environment

Core temperature

Temperature riseVin, Vo, Iin, Io, Win, Wo: Input and out put voltage, current and power, respectively
η: Power supply efficiency, Wo/Win   RT: Room temperature
T1–T5: Temperatures at five points of the core
ΔT1–ΔT5: Temperature rises at five points of the core
JFE 技報 No. 26（2010 年 8 月）

− 74 −

フォワード型スイッチング電源のトランスコアに最適な MnZn フェライトに熱電対を取り付けて，電源部品が露出した状態のまま室

200 kHz 駆動時と変わらず MB4 ＜ MBT3 ≒ MBF4 の順に温で稼働させ，その後のコアの温度変化を測定した。さら高くなっている。

に，トランス１次巻線の入力電流と入力電圧の波形をオシ

3.3

ロスコープで観察し，正常な動作であることを確認した。

3.2

各種材質コアロス特性と電源実装特性の相関

前節までに示したように，今回使用したフォワード型ス

各種電源材を用いたトランスコアの実装結果

イッチング電源とトランス条件ではコア材質として MBF4

各種材質コアの実形状トランスを作製し，市販電源のオが最も優れ，MBT3 がほとんど同等でこれに続く結果となっリジナルコア（EER-35A 形状で材質不明）と置換して，周た。トランスの稼働温度が 40 〜 50℃であることを考慮する

波数 200 kHz で駆動したときの電源特性を表１に示す。トと，図 3 で示したようにコアロス温度特性に優れる MBT3

ランスコアは同じく EER-35A 形状で，材質は MB3，MB4，が最も効率が高くなると期待されるが，MB4 と同じ温度特MBT3，MBF4 の 4 材質である。電源駆動条件は入力電圧性を示す MBF4 の方が若干高効率となった。

AC200 V，出力電流 DC10 〜 8 A となるよう電子負荷を設定

この原因を考察するため，MBF4 と MBT3 の詳細な磁気した。出力電圧と入力電流はそれぞれおよそ 12 V と 1 〜

特性を系統的に調査し比較した。R31 ( 外径 31 mm，内径0.6 A となる。

19 mm，高さ 7 mm) 形状の標準リングコアで，温度，周波

電源効率 η はオリジナルコアが最も低く 83.2％であるの

数，磁束密度を広範囲に変えてコアロス特性を測定した。

に対し，各材質使用のトランスコアでは MB3 ＜ MB4 ＜

図 5 に周波数と磁束密度を変えた場合の MBT3 と MBF4 の

MBT3 ＜ MBF4 の 順 で 効 率 が 上 昇 し て い る。MBT3 とコアロス特性を示す。温度は 100℃と 40℃の場合を示した。

MBF4 はほぼ同じ高い効率を示す。特に MBF4 は 86.8％と100℃の場合，磁束密度 50 mT，100 mT ではおよそ 80 kHz

オリジナルに対して 3.6％，MB3 に対しても 2.0％高い値をで，150 mT で は お よ そ 100 kHz で，200 mT で は 120 kHz

示している。

程度で両者のコアロス値が逆転しており，一般的に高周波温度の絶対値はいずれも問題のない低いレベルであり，に な る に つ れ て MBF4 の 方 が 低 損 失 を 示 す。100 kHz，

温度上昇 ΔT はオリジナルコアが平均 23℃に対し，比較的200 mT の条件では MBT3 のコアロスが最小であるが，これ差は小さく 18 〜 23℃の範囲にある。ΔT が低いのは電源カより周波数が上昇すれば MBF4 の方が低損失となり，実際

バーがなく開放された状態で，熱の発散が良好な条件であ1 000ること が 原 因 と 考 えら れ る。 同 じ 条 件 で 駆 動 周 波 数 を

表2Core loss, Pcv(kW/m3)

122 kHz に下げた場合の結果を表 2 に示す。電源効率は
122 kHzで駆動したときの電源効率と温度上昇の比較

Table 2 Comparison of power supply efficiency and temperaturerise in driving at 122 kHz

Input

OutputEfficiency
EnvironmentCoretemperature

Temperaturerise

Vin (V)Iin (A)
Win (W)
Vo (V)
Io (A)
Wo (W)
η(%)
RT (°C)
T1
T2
T3
T4
T5
Taverage
ΔT1
ΔT2
ΔT3
ΔT4
ΔT5
ΔTaverage

MB4
EER35A

MBT3
EER35A

MBF4
EER35A

200
0.66
111
11.80
8
94.40
85.05
16
31
26
27
21
18
25
47
42
43
37
34
41

200
0.6
109.3
11.80
8
94.40
86.37
14.5
26
23
23
17
22
22
41
38
38
32
37
37

200
0.56
108.7
11.80
8
94.40
86.84
13.5
28
22
21
20
23
23
42
36
35
34
37
36

200 mT
150 mT

10 100 mT
50 mT

MBT3

1

200

100

MBF4 40°C
1 000

Frequency, f (kHz)1 000Core loss, Pcv(kW/m3)

Driving frequency:
122 kHz100

100
200 mT
10

1

150 mT
100 mT
50mT

MBT3
100

200

MBF4 100°C
1 000

Frequency, f (kHz)図5

 0℃と 100℃における開発材 MBT3と MBF4のコアロス4の周波数依存性

Fig. 5 Frequency dependence of core loss in the new MnZnferrite materials, MBT3 and MBF4 at 40ºC and 100˚C− 75 −

JFE 技報 No. 26（2010 年 8 月）

フォワード型スイッチング電源のトランスコアに最適な MnZn フェライトに使用する場合，電源の稼働周波数条件を広く考慮する必りで測定したが，いずれも MBF4 が最も優れ，ほぼ同レベ

要があることが分かる。40℃の場合は，コアロス逆転周波

ルで MBT3 が続き，次に MB4，MB3 がほぼ同等で並ぶ。

数が若干高周波側にシフトし，50 〜 200 mT の範囲ではお材質評価の標準条件 100 kHz，200 mT では MBT3 のコアロ

よそ 200 kHz である。

スが 最も低いが，200 kHz 以 上の高 周波になると室 温 〜

フォワード型スイッチング電源は一般的に三角波の重畳60℃付近の低温域でも MBF4 のコアロスが他材質に比べてした矩形波電流，矩形波電圧で駆動されるため，励磁波形大きく低減する。この効果が今回の電源効率改善に寄与しは基本周波数に対して多くの高調波成分を含む。基本周波ていると考えられる。今後さらに各材質の詳細な磁気特性数が 122 kHz であれば 366 kHz，610 kHz 成分があり，基本を調査し，電源トランスへの実装評価と併せて最適材質の周波数が 200 kHz であれば 600 kHz，1 MHz 成分の高周波開発につなげる予定である。

が重畳している。そこで，これら高周波域のコアロスを考慮
すると，MBT3 よりも MBF4 の方が全体にコアロスが低く参考文献なっていると考えられる。したがって，40℃でも最終的に

1) Soga, N.; Nishizawa, K.; Fukuda, Y.; Fujita, A.; Gotoh, S.; Nakashima, S.;

MBT3 よりも MBF4 の方が，若干効率が高くなったと推測される。温度が全体に高くなっても，先に述べたコアロス逆2)転周波数が下がる方向にあるので，ますます MBF4 の方が3)有利になると考えられる。これらの結果から，特定条件下でのコアロス評価結果だけでなく，電源の稼働温度と周波数域を考慮して，材質のコアロス温度特性と周波数特性のバランスから最適材を選定することが重要であると結論できる。
特定電源，特定条件での評価結果であるが，今回検討したフォワード型電源には温度特性よりも周波数特性を重視した MBF4 が最適ということになる。今後さらに稼働温度

4)
5)
6)
7)

Togawa, J. Proc. of the 9th International Conference on Ferrites, San
Francisco. 2004, p. 567–572.
藤 田 明，福 田 豊，西 澤 慶 太 郎，戸 川 治 朗．JFE 技 報．2005，no. 8，
p. 32–37.
戸川治朗．実用電源回路設計ハンドブック．1988，p. 148–174. [CQ出版 ]藤田明，後藤聡志．日本応用磁気学会誌．2002，26，p. 471–474.
藤田明，後藤聡志．川崎製鉄技報．2002，vol. 34，no. 3，p. 111–115.
Fujita, A.; Gotoh, S. J. Appl. Phys. 2003, vol. 93, no. 10, p. 7477–7479.
Stijntjes, T. G. W.; Klerk, J.; Broese van Groenou, A. Philips Res. 1970,

rep. 25, p. 95–107.
8) 津崎昌夫，高木堅志，吉川文明，島崎守美．川崎製鉄技報．1992，
vol. 24，no. 2，p. 148–149.
9) Gotoh, S.; Kikuchi, T.; Kijima, S.; Yoshimatsu, H.; Otake, T.; Fukuda, Y.;
Togawa, J. Proc. of the 10th International Conference on Ferrites,
Chengdu. 2008, p. 248–251.

や設定磁束密度を広範囲に変えて，種々の条件で駆動される場合の特性解析が必要であるが，コアロスの周波数依存性改善の方がより効果的であるという一例が示された。

4.

おわりに
これまで開発したスイッチング電源トランスコア用のMnZn フェライトを，(1)100 kHz, 200 mT, 100℃でのコアロ
ス改善，(2) コアロスの温度依存性改善，(3) 高周波域でのコアロス改善，(4) 飽和磁束密度の改善の４方向でまとめ，

後藤

聡志

戸川

治朗

開発の方向を示した。その中で特にフォワード型スイッチン
グ電源に最適と考えられ，従来材よりさらにコアロスの温度依存性を改善した MBT3 と同じく周波数依存性を改善した
MBF4 の詳細をまとめた。
さらに，フォワード型スイッチング電源のトランスコアに最適なコア材質の決定を図るべく，市販電源を用いて各種
材質トランスコアを置換して実装し，電源効率，温度上昇の関係を調査した。周波数を 200 kHz と 122 kHz の二とおJFE 技報 No. 26（2010 年 8 月）

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大竹利昭

福田豊