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JP2001345229A - Switching transformer coil structure - Google Patents

Switching transformer coil structure

Info

Publication number
JP2001345229A
JP2001345229A JP2000165717A JP2000165717A JP2001345229A JP 2001345229 A JP2001345229 A JP 2001345229A JP 2000165717 A JP2000165717 A JP 2000165717A JP 2000165717 A JP2000165717 A JP 2000165717A JP 2001345229 A JP2001345229 A JP 2001345229A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
transformer
bias
cancel
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000165717A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikumitsu Takahashi
郁充 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP2000165717A priority Critical patent/JP2001345229A/en
Publication of JP2001345229A publication Critical patent/JP2001345229A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】スイッチングトランスコイルを構成するプライ
マリトランスコイル、セカンダリトランスコイル、キャ
ンセル及びバイアスコイルの巻き方及び巻数を改良して
EMIの削減を図ったコイル構造を提供する。 【解決手段】フェライトコア側に隣接する最内層及び最
外層とに分割して巻回したプライマリトランスコイル
と、この最内層のプライマリトランスコイルの外側位置
に配置したキャンセルコイル及びバイアスコイルと、該
キャンセルコイル及びバイアスコイルと最外層のプライ
マリトランスコイルとの間に設けたセカンダリトランス
コイルとからなり、キャンセルコイル及びバイアスコイ
ルのターン数は、最内層のプライマリトランスコイルの
数と同じくしたことである。
(57) Abstract: Provided is a coil structure in which a primary transformer coil, a secondary transformer coil, a canceling coil, and a bias coil, which constitute a switching transformer coil, are improved in winding method and number of windings to reduce EMI. A primary transformer coil divided and wound into an innermost layer and an outermost layer adjacent to a ferrite core side, a cancel coil and a bias coil disposed outside the primary transformer coil in the innermost layer, and the cancel coil A secondary transformer coil is provided between the coil and the bias coil and the primary transformer coil in the outermost layer. The number of turns of the cancel coil and the bias coil is the same as the number of the primary transformer coils in the innermost layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチングトラ
ンスのコイル構造に関するものであり、特にスイッチン
グトランスにおけるCukコンバータのEMI(Ele
ctroMagnetic Interferenc
e)を低減するスイッチングトランスのコイル構造に関
する。
The present invention relates to a coil structure of a switching transformer, and more particularly to an EMI (Ele) of a Cuk converter in a switching transformer.
ctroMagnetic Interferenc
e) reducing the coil structure of the switching transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術におけるCukコンバータに用
いられる、スイッチングトランスと入出力インダクタの
場合のインテグレーティドマグネティクスの構造は、図
5に示すように、所定の間隙のエアギャップ10を持っ
て囲むように4方向に配置した4個のフェライトコア2
0a、20b、20c、20dと、一つのフェライトコ
ア20aに直列状態で巻回して形成されたトランスコイ
ルである一次巻線(プライマリトランスコイル)30と
二次巻線(セカンダリトランスコイル)40と、このフ
ェライトコア20aと対向する側のフェライトコア20
cであって一次巻線と対向する位置に巻回したインプッ
トインダクタ50と、二次巻線40と対向する位置に巻
回したアウトプットインダクタ60とから構成され、エ
アギャップ10により閉磁路を構成する。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, an integrated magnetic structure for a switching transformer and an input / output inductor used in a Cuk converter according to the prior art surrounds an air gap 10 having a predetermined gap. Ferrite cores 2 arranged in four directions as shown in FIG.
0a, 20b, 20c, and 20d; a primary winding (primary transformer coil) 30 and a secondary winding (secondary transformer coil) 40, which are transformer coils formed by winding one ferrite core 20a in series. The ferrite core 20 on the side opposite to the ferrite core 20a
c, comprising an input inductor 50 wound at a position facing the primary winding and an output inductor 60 wound at a position facing the secondary winding 40, forming a closed magnetic circuit by the air gap 10. I do.

【0003】このような構造からなるインテグレーティ
ドマグネティクスの回路構成図は、図6に示すように、
トランスを挟んだ状態で互いに対向した位置関係を有す
るプライマリトランスコイル(3、4番端子)30及び
セカンダリトランスコイル(7、8番端子)40と、一
次巻線側に設けたバイアスコイル(5、6番線)70及
びシールドコイル(5番線)80と、このシールドコイ
ル80の下部位置に設けたトランスを挟んで対向する位
置に設けたインプットインダクタコイル(1、2番線)
90とアウトプットインダクタコイル(9、10番線)
91とから構成されている。バイアスコイル70はPW
M制御を行うIC等へ電源を供給するものである。シー
ルドコイル80は、その電位によりトランスの一次と二
次と間の容量を減少させEMIを軽減させる機能を有す
る。
The circuit diagram of the integrated magnetics having such a structure is shown in FIG.
A primary transformer coil (terminals 3 and 4) 30 and a secondary transformer coil (terminals 7 and 8) 40 having a positional relationship facing each other with a transformer interposed therebetween, and a bias coil (5, 6) and a shield coil (line 5) 80, and an input inductor coil (lines 1 and 2) provided opposite to the transformer provided below the shield coil 80 with a transformer interposed therebetween.
90 and output inductor coil (line 9, 10)
91. Bias coil 70 is PW
Power is supplied to an IC or the like that performs M control. The shield coil 80 has a function of reducing the EMI by reducing the capacitance between the primary and the secondary of the transformer by the potential.

【0004】図7は、トランスに巻回してあるコイルの
断面を示したものであり、フェライトコア側からプライ
マリトランスコイル30のトータルターン数の1/2を
配置し、巻き始め側の3番端子がホットエンドとなる。
このプライマリトランスコイル30の外側にシールドコ
イル70及びバイアスコイル80を配置しており、上部
端が6番端子のコールドエンド側になり、中間位置がバ
イアスコイルの5番端子のホットエンドになり、下端部
がシールドコイル80の「No Connect」のコ
ールドエンドとなる。このシールド及びバイアスコイル
70、80の外側に2層構造のセカンダリトランスコイ
ル70を配置し、内側下端部が8番端子のホットエンド
となり外側の下端部が7番端子のコールドエンドにな
る。このセカンダリトランスコイル40の外側であって
最外層を形成するプライマリトランスコイル30の残り
1/2を配置し、上部端が4番端子でコールドエンドに
なる。
FIG. 7 shows a cross-section of a coil wound around a transformer. Half of the total number of turns of the primary transformer coil 30 is arranged from the ferrite core side, and the third terminal on the winding start side is arranged. Is the hot end.
A shield coil 70 and a bias coil 80 are arranged outside the primary transformer coil 30. The upper end is on the cold end side of the sixth terminal, the middle position is the hot end of the fifth terminal of the bias coil, and the lower end is The part becomes the cold end of “No Connect” of the shield coil 80. A secondary transformer coil 70 having a two-layer structure is disposed outside the shield and bias coils 70 and 80. The lower end on the inner side is the hot end of the eighth terminal and the lower end on the outer side is the cold end of the seventh terminal. The other half of the primary transformer coil 30 which forms the outermost layer outside the secondary transformer coil 40 is arranged, and the upper end is a fourth terminal and becomes a cold end.

【0005】図8は、各コイルの巻き方向と電源実装時
の電位の状態を表したものであり、図中の矢印は巻き方
向を表したものであり、矢印の根元が巻き始め、矢印の
先が巻き終わりを表したものである。巻き始めの回転方
向は全て同じである。又、点線は内部接続及びリターン
配線を表したものである。合わせて、点線の端に表記し
ている数字は、コイルの端子番号である。最左にある矢
印は、コイル領域を表し、トラック0からトラック10
まで分割し、コイル領域のある点でコイルの電位状態を
表記するためのメジャーとなる。
FIG. 8 shows the winding direction of each coil and the state of the potential at the time of mounting the power supply. The arrow in the figure shows the winding direction. The end indicates the end of the winding. The directions of rotation at the start of winding are all the same. Dotted lines represent internal connection and return wiring. In addition, the numbers described at the ends of the dotted lines are the terminal numbers of the coils. The leftmost arrow indicates the coil area, from track 0 to track 10
This is a measure for expressing the potential state of the coil at a certain point in the coil area.

【0006】このような構造からなるトランスの巻線の
巻き方は、図7を参照して説明すると、プライマリトラ
ンスコイル30は、トラックを表す矢印側(フェライト
コア側)より、トラック10側の3番端子から巻き始
め、トータルターン数の1/2を巻きトラック0に至
る。そして、層間接続を用いてシールドコイル70、バ
イアスコイル80、セカンダリトランスコイル40の間
に挿入し最外層でトラック0側から巻き始めトラック1
0側の4番端子で巻き終わる。電源実装時には4番端子
がコールドエンド側になる。
The manner of winding the windings of the transformer having such a structure will be described with reference to FIG. 7. Referring to FIG. 7, the primary transformer coil 30 is located on the track 10 side from the arrow side (ferrite core side) indicating the track. The winding starts from the terminal No., and reaches 1/2 of the total number of turns to the winding track 0. Then, it is inserted between the shield coil 70, the bias coil 80, and the secondary transformer coil 40 by using the interlayer connection, and the outermost layer starts winding from the track 0 side and the track 1
The winding ends at terminal 0 on the 0 side. When the power supply is mounted, the fourth terminal is on the cold end side.

【0007】セカンダリトランスコイル40は、最外層
のプライマリトランスコイル30と、シールドコイル7
0、バイアスコイル80に挟まれ、層の中心部よりトラ
ック0側の8番端子から巻き始め、トータルターン数の
1/2を巻き、トラック10に至る。層を一つ外側に移
し、残りのターンをトラック10側から巻き始め、トラ
ック0側の7番端子で巻き終わる。電源実装時には、7
番端子がコールドエンド側になる。
The secondary transformer coil 40 includes an outermost primary transformer coil 30 and a shield coil 7.
0, sandwiched by the bias coil 80, start winding from the No. 8 terminal on the track 0 side from the center of the layer, and wrap around 1 / of the total number of turns to reach the track 10. The layer is moved outward by one layer, and the remaining turns start to be wound from the track 10 side and end at the terminal 7 on the track 0 side. When mounting the power supply, 7
Terminal No. is on the cold end side.

【0008】シールドコイル70、バイアスコイル80
は、最内層のプライマリトランスコイル30と、セカン
ダリトランスコイル40の間に挟みこまれ、シールドコ
イル70、バイアスコイル80をトラック10側の6番
端子から、シールドコイル70を同じ側の5番端子から
バイファイラで巻き始め、トラック0に至った所で、シ
ールドコイル70、バイアスコイル80は、トラック1
0側の5番端子へリターンし、シールドコイル70は、
層内でフローティングにし、図6のシールドコイル80
と同じ回路構成となる。電源実装時には、6番端子がコ
ールドエンド側になる。
[0008] Shield coil 70, bias coil 80
Is sandwiched between the innermost primary transformer coil 30 and the secondary transformer coil 40, and the shield coil 70 and the bias coil 80 are connected from the sixth terminal on the track 10 side, and the shield coil 70 is connected from the fifth terminal on the same side. Starting to wind with a bifilar, and reaching track 0, the shield coil 70 and bias coil 80
Returning to terminal 0 on the 0 side, the shield coil 70
Floating in the layer, the shield coil 80 of FIG.
And the same circuit configuration. When the power supply is mounted, the sixth terminal is on the cold end side.

【0009】図9は、上記示した構造における各コイル
の電位傾斜を示したものであり、プライマリトランスコ
イルのホットエンド側は、トラック0の時に電位300
Vでトラック10に行くに従い電位600Vとリニアに
変化する。プライマリトランスコイルのコールドエンド
側は、トラック0で電位300Vからトラック10に行
くに従い電位0Vとリニアに変化する。セカンダリトラ
ンスコイル40のホットエンド側は、トラック0の時は
電位100Vであるがトラック10に行くに従い電位5
0V前後までリニアに変化する。セカンダリトランスコ
イル40のコールドエンド側は、トラック0の時は電位
0Vからトラック10に行くに従い電位50Vにリニア
に変化する。シールドコイルは、トラック0の時は電位
−200Vであるがトラック10に行くに従い電位0V
にリニアに変化する。
FIG. 9 shows the potential gradient of each coil in the above-described structure. The hot end side of the primary transformer coil has a potential of 300 at track 0.
The voltage changes linearly to 600 V as it goes to the track 10 at V. The cold end side of the primary transformer coil changes linearly from a potential of 300 V at track 0 to a potential of 0 V toward track 10. On the hot end side of the secondary transformer coil 40, the potential is 100 V at the time of the track 0, but the potential 5
It changes linearly to around 0V. The cold end side of the secondary transformer coil 40 linearly changes from the potential 0 V to the potential 50 V toward the track 10 at the time of the track 0. The shield coil has a potential of −200 V at track 0, but has a potential of 0 V as it goes to track 10.
Changes linearly.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術におけるトランスの構成においても、シール
ドコイル挿入で、EMI改善の効果がある程度確認でき
るが、電源構成時に電源効率向上、小型化、コスト削減
を達成させるためには、EMIを更に改善し、EMI対
策部品を軽減する必要がある。EMI軽減対策の一つと
して電源トランスの構成の工夫が無視できないという問
題がある。
However, the effect of EMI improvement can be confirmed to some extent by inserting a shield coil in the above-described transformer configuration in the prior art, but it is necessary to improve power supply efficiency, reduce the size, and reduce the cost when configuring the power supply. To achieve this, it is necessary to further improve EMI and reduce the number of EMI countermeasure components. As one of EMI mitigation measures, there is a problem that the device of the power transformer cannot be neglected.

【0011】従って、トランスのシールドコイルの挿入
位置、巻き方向、その電位の最適化、被シールド対象と
なる他のコイルの位置、巻き方向を主眼におく等を考慮
してEMIの改善を図ることに解決しなければならない
課題を有する。
Therefore, EMI should be improved in consideration of, for example, optimizing the insertion position and winding direction of the shield coil of the transformer and its potential, and focusing on the position and winding direction of another coil to be shielded. There is a problem that must be solved.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るスイッチングトランスのコイル構造は
次のような構成にすることである。
In order to solve the above-mentioned problems, a switching transformer coil structure according to the present invention has the following structure.

【0013】(1)フェライトコア側に隣接する最内層
及び最外層とに分割して巻回したプライマリトランスコ
イルと、該最内層のプライマリトランスコイルの外側位
置に配置したキャンセルコイル及びバイアスコイルと、
該キャンセルコイル及びバイアスコイルと最外層のプラ
イマリトランスコイルとの間に設けたセカンダリトラン
スコイルとからなり、前記キャンセルコイル及びシール
ドコイルのターン数は、前記最内層のプライマリトラン
スコイルのターン数と同じ又は略同じくしたことを特徴
とするスイッチングトランスのコイル構造。 (2)前記最内層のプライマリトランスコイルのホット
エンド側と、最外層のプライマリトランスコイルのコー
ルドエンド側と、キャンセルコイル及びバイアスコイル
の巻き始め側との巻き方向を同じ方向にしたことを特徴
とする(1)に記載のスイッチングトランスのコイル構
造 (3)前記キャンセルコイル及びバイアスコイルは、全
巻線領域の2/3をキャンセルコイルにし、全巻線領域
の1/3をバイアスコイルにして同層分割巻きしたこと
を特徴とする(1)又は(2)に記載のスイッチングト
ランスのコイル構造。 (4)前記キャンセルコイル及びバイアスコイルは、プ
ライマリトランスコイルの巻き始め側にキャンセルコイ
ルを位置させ、プライマリトランスコイルの巻き終わり
側にバイアスコイルを位置させることを特徴とする
(3)に記載のスイッチングトランスのコイル構造。
(1) A primary transformer coil divided and wound into an innermost layer and an outermost layer adjacent to the ferrite core side, a cancel coil and a bias coil disposed outside the primary transformer coil in the innermost layer,
A secondary transformer coil provided between the cancel coil and the bias coil and the outermost primary transformer coil, wherein the number of turns of the cancel coil and the shield coil is the same as the number of turns of the innermost primary transformer coil or A coil structure of a switching transformer characterized by being substantially the same. (2) The winding direction of the hot end side of the innermost layer primary transformer coil, the cold end side of the outermost layer primary transformer coil, and the winding start side of the cancel coil and the bias coil are set to the same direction. (3) The canceling coil and the bias coil are divided into the same layer by using 2/3 of the entire winding area as a canceling coil and 1/3 of the entire winding area as a bias coil. The coil structure of the switching transformer according to (1) or (2), wherein the coil is wound. (4) The switching according to (3), wherein the cancel coil and the bias coil are arranged such that the cancel coil is positioned on the winding start side of the primary transformer coil and the bias coil is positioned on the winding end side of the primary transformer coil. Transformer coil structure.

【0014】このように、キャンセルコイル及びバイア
スコイルの巻数をプライマリトランスコイルの巻数と同
等にすると共に、巻き方向を同じ方向にしたことによ
り、それぞれのコイルの電位傾斜を同じにすることがで
きるため、そのぶんEMI軽減を図ることができる。
Since the number of turns of the cancel coil and the bias coil is equal to the number of turns of the primary transformer coil and the winding direction is the same, the potential gradient of each coil can be made equal. Therefore, EMI can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るスイッチング
トランスのコイル構造の実施の形態について図面を参照
して説明する。
Next, an embodiment of a coil structure of a switching transformer according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0016】本発明のスイッチングトランスのコイル構
造は、従来技術で説明した図5に示したインテグレーテ
ィドマグネティクスの構造と同じであり、図1は具体的
実施例であり、トランス部のみの回路図を示したもので
ある。その回路構成は、プライマリトランスコイル10
0、セカンダリトランスコイル110a、110b、キ
ャンセルコイル(従来技術におけるシールドコイルに相
当する)120、バイアスコイル130とからなる。
The coil structure of the switching transformer of the present invention is the same as the structure of the integrated magnetics shown in FIG. 5 described in the prior art, and FIG. 1 shows a specific embodiment. FIG. The circuit configuration of the primary transformer coil 10
0, secondary transformer coils 110a and 110b, a cancel coil (corresponding to a shield coil in the related art) 120, and a bias coil 130.

【0017】図2はトランスの断面を表したものであ
り、コイル層構造は、フェライトコア150側からプラ
イマリトランスコイル100のトータルターン数の1/
2を巻回し、上部の3番端子がホットエンドであり、巻
き始め側を配置する。次に、このプライマリトランスコ
イル100の外側位置にキャンセルコイル120とバイ
アスコイル130を分割巻きで同じ層に配置し、下部の
5番端子がホットエンド、上部の4番端子がコールドエ
ンド、中間位置よりやや下部側位置にキャンセルコイル
120の「No Connect」のコールドエンド、
その下部にバイアスコイル130の6番端子のコールド
エンドになる。このキャンセルコイル120及びバイア
スコイル130のターン数は最内層のプライマリトラン
スコイル100のターン数と同じ又は略同じに形成され
ている。次に、このキャンセルコイル120及びバイア
スコイル130の外側位置に2層を使用してセカンダリ
コイル110a、110bを並列に配置し、下部の8番
端子がホットエンド、上部の7番端子がコールドエンド
になる。次に、この2層の外側位置の最外層にプライマ
リトランスコイル100の残り1/2を配置し、下部の
4番端子がコールドエンドになる。
FIG. 2 shows a cross section of the transformer, and the coil layer structure has a structure of 1/1 of the total number of turns of the primary transformer coil 100 from the ferrite core 150 side.
2, the third terminal on the upper side is a hot end, and the winding start side is arranged. Next, the cancel coil 120 and the bias coil 130 are arranged on the same layer by split winding at positions outside the primary transformer coil 100, the lower fifth terminal is a hot end, the upper fourth terminal is a cold end, and The cold end of "No Connect" of the cancel coil 120 is located at a slightly lower position,
A cold end of the sixth terminal of the bias coil 130 is provided below the lower end. The number of turns of the cancel coil 120 and the bias coil 130 is equal to or substantially equal to the number of turns of the primary transformer coil 100 in the innermost layer. Next, the secondary coils 110a and 110b are arranged in parallel using two layers outside of the cancel coil 120 and the bias coil 130, and the lower terminal 8 is a hot end and the upper terminal 7 is a cold end. Become. Next, the remaining の of the primary transformer coil 100 is arranged on the outermost layer outside the two layers, and the lower fourth terminal becomes a cold end.

【0018】図3は、具体的実施例の各コイルの巻き方
向と電源実装時の電位の状態を示したものであり、プラ
イマリトランスコイル100はフェライトコア側より、
トラック10側の3番端子から巻き始め、トータルター
ン数(実施例では60ターン)の1/2(実施例では3
0ターン)を巻き、トラック0に至る。ここで、トラッ
ク10側にリターンし、層間接続を用い、キャンセルコ
イル120及びバイアスコイル130、セカンダリトラ
ンスコイル110a、110bを間に挿入させ、最外層
でトラック10側から巻き始めトラック0までが残りの
ターン(実施例では30ターン)を巻き、トラック0側
の4番端子にリターン配線する。電源実装時には、4番
端子がコールドエンド側になる。
FIG. 3 shows the winding direction of each coil and the state of the potential at the time of mounting the power supply in the specific embodiment.
The winding is started from the third terminal on the track 10 side, and is の of the total number of turns (60 turns in the embodiment) (3 in the embodiment).
0 turn) to reach track 0. Here, returning to the track 10 side, the cancellation coil 120, the bias coil 130, and the secondary transformer coils 110a and 110b are inserted therebetween using the interlayer connection. A turn (30 turns in the embodiment) is wound, and return wiring is made to the fourth terminal on the track 0 side. When the power is mounted, the fourth terminal is on the cold end side.

【0019】セカンダリトランスコイル(実施例では1
0ターン)110a、110bは、最外層のプライマリ
トランスコイル100、キャンセルコイル120及びバ
イアスコイル130に挟まれ、トラック0側の8番端子
から巻き始め、トラック10で(実施例では10ター
ン)巻き終わり、リターン配線によりトラック0側の7
番端子に接続する。これを2層に渡り行い、並列コイル
とする。電源実装時には、7番端子がコールドエンド側
になる。
A secondary transformer coil (1 in the embodiment)
0 turns) 110a and 110b are sandwiched between the primary transformer coil 100, the cancel coil 120, and the bias coil 130 on the outermost layer, start winding from the No. 8 terminal on the track 0 side, and finish winding on the track 10 (10 turns in the embodiment). , Return line 7
Terminal. This is performed over two layers to form a parallel coil. When the power supply is mounted, the seventh terminal is on the cold end side.

【0020】キャンセルコイル120及びバイアスコイ
ル130は、最内層のプライマリトランスコイル100
と、セカンダリトランスコイル110a、110bの間
に挟み、キャンセルコイル120をトラック10側の4
番端子から巻き始める。ここで、ターン数は、対向する
最内層のプライマリトランスコイル100と同じ(実施
例では30ターン)とし、巻線領域は、全巻線領域の2
/3、トラック3までとする。巻き終わりは、層内でフ
ローティングにする。バイアスコイル130は、トラッ
ク10側の6番端子からキャンセル巻線が巻き終わった
トラック3より巻き始め(実施例では10ターン)、ト
ラック0で巻き終わり、リターン配線によりトラック1
0側の5番端子に接続する。電源実装時には、4番端子
がキャンセルコイル120のコールドエンド側、6番端
子がバイアスコイル130のコールドエンド側になる。
このようにして巻回したそれぞれのコイルは、最内層の
プライマリトランスコイル100のホットエンド側と、
最外層のプライマリトランスコイル100のコールドエ
ンド側と、キャンセルコイル120及びバイアスコイル
130の巻き始め側との巻き方向が同じ方向となる。
又、キャンセルコイル120及びバイアスコイル130
は、全巻線領域の2/3をキャンセルコイル120に
し、全巻線領域の1/3をバイアスコイル130にして
同層分割巻きした構造となっている。更に、キャンセル
コイル120及びバイアスコイル130は、プライマリ
トランスコイル100の巻き始め側にキャンセルコイル
120を位置させ、プライマリトランスコイル100の
巻き終わり側にバイアスコイル130を位置させる構造
となっている。
The cancel coil 120 and the bias coil 130 are connected to the innermost primary transformer coil 100.
Between the secondary transformer coils 110a and 110b and the cancel coil 120
Start winding from terminal No. Here, the number of turns is the same as that of the opposing innermost layer primary transformer coil 100 (30 turns in the embodiment), and the winding area is 2 of the entire winding area.
/ 3, up to track 3. The end of the winding is made to float in the layer. The bias coil 130 starts to be wound from the track 3 where the cancel winding has been wound from the sixth terminal on the track 10 side (10 turns in the embodiment), ends at the track 0, and ends at the track 1 by return wiring.
Connect to terminal 5 on the 0 side. When the power is mounted, the fourth terminal is on the cold end side of the cancel coil 120, and the sixth terminal is on the cold end side of the bias coil 130.
Each coil wound in this manner is connected to the hot end side of the innermost primary transformer coil 100,
The winding direction of the cold end side of the outermost primary transformer coil 100 and the winding start side of the cancel coil 120 and the bias coil 130 are the same.
Also, the cancel coil 120 and the bias coil 130
Has a structure in which two-thirds of the entire winding area is used as the cancel coil 120, and one-third of the entire winding area is used as the bias coil 130, and is wound separately in the same layer. Further, the cancel coil 120 and the bias coil 130 have a structure in which the cancel coil 120 is positioned on the winding start side of the primary transformer coil 100 and the bias coil 130 is positioned on the winding end side of the primary transformer coil 100.

【0021】図4は、各コイルの電位傾斜をトラックに
応じてプロットしたものであり、従来技術の図9に対応
して比較することができる。電位は、1ターン10Vで
計算を行っている。最外層のプライマリトランスコイル
(4番端子のコールドエンド側)はトラック0側の電位
0Vからトラック10の電位300Vへ、最内層のプラ
イマリトランスコイル(3番端子のホットエンド側)は
トラック0の電位300Vからトラック10の電位60
0Vへの電位傾斜がある。セカンダリトランスコイル
は、トラック0の電位0Vからトラック0の電位100
Vの傾斜がある。キャンセルコイル及びバイアスコイル
については、コイル領域の7割を占めるキャンセルコイ
ルをコイル領域の全面にあると近似し、バイアスコイル
を無視することができる。この時、キャンセルコイル
は、トラック10の電位0Vからトラック0の電位−3
00Vの傾斜となる。
FIG. 4 is a graph in which the potential gradient of each coil is plotted according to the track, and can be compared with FIG. 9 of the prior art. The potential is calculated at 10 V per turn. The outermost primary transformer coil (the cold end side of the fourth terminal) goes from 0 V potential on the track 0 to the potential of 300 V on the track 10, and the innermost primary trans coil (hot end side of the third terminal) goes on the potential of the track 0. From 300 V to the potential 60 of the track 10
There is a potential ramp to 0V. The secondary transformer coil changes the potential of track 0 from 0 V to the potential of track 0 to 100
There is a V slope. As for the cancel coil and the bias coil, the cancel coil occupying 70% of the coil area is approximated as being on the entire surface of the coil area, and the bias coil can be ignored. At this time, the cancel coil changes the potential of the track 10 from 0 V to the potential of the track 0 −3.
The slope is 00V.

【0022】このように、従来技術におけるトランスの
構成、電位傾斜(図9参照)と改善を行った実施例のト
ランスの構成、電位傾斜(図4参照)を比較すると、キ
ャンセルコイル及びシールドコイルとプライマリトラン
スコイルの電位傾斜の方向、傾きが改善され、実施例に
おいては全て同じ方向の傾きとなる。このことは大きな
構造変更をすることなく、コイルの巻き方向、ターン数
の工夫でEMIの改善ができるのである。又、キャンセ
ルコイル及びシールドコイルは理想的には、巻線領域全
面を使用するのが望ましいが、この時、バイアスコイル
の層を増やさなければならず、トランスサイズが大きく
なってしまう。しかし、改善を行った実施例のように一
定の条件でキャンセルコイル及びシールドコイルとバイ
アスコイルとを同層に構成することで、EMI軽減の効
果が十分に得られ、トランスサイズを大きくする必要が
ない。
As described above, comparing the configuration of the transformer and the potential gradient (see FIG. 9) of the prior art with the configuration of the transformer and the potential gradient (see FIG. 4) of the improved embodiment, the cancellation coil and the shield coil are compared. The direction and inclination of the potential gradient of the primary transformer coil are improved, and in the embodiment, the inclinations are all the same. This means that the EMI can be improved by devising the winding direction and the number of turns of the coil without major structural changes. Ideally, it is desirable to use the entire winding area for the cancel coil and the shield coil, but at this time, the number of layers of the bias coil must be increased, and the transformer size becomes large. However, by configuring the cancel coil, the shield coil, and the bias coil in the same layer under certain conditions as in the improved embodiment, the effect of reducing EMI can be sufficiently obtained, and it is necessary to increase the transformer size. Absent.

【0023】具体的な効果として、現状のトランスに比
べ、約10dBほどEMIの改善が電源実装時にある。
10dBの改善は、EMIフィルタに用いられるインダ
クタのサイズを1ランク下げても余裕があるほどで、一
般的にその効果はインダクタンスで見ればフィルタ部の
投影面積を約20パーセント、体積を約40パーセント
縮小することに相当する。電源に搭載した状態では、フ
ィルタ部は電源のおよそ20パーセント程度を占めるた
め、約4パーセントの面積の縮小、8パーセントの体積
の縮小となる。コイルの抵抗でみれば、フィルタの損失
を約20パーセント軽減できる。電源に搭載した状態で
は、フィルタの損失は電源損失の約10パーセント程度
を占めるため、約2パーセントの損失改善となる。特
に、数パーセントの体積縮小、損失改善を競う高電力密
度の電源、ACアダプタ等では極めて有効的である。
As a specific effect, the EMI is improved by about 10 dB as compared with the current transformer when the power supply is mounted.
The improvement of 10 dB is so large that there is a margin even if the size of the inductor used in the EMI filter is reduced by one rank. Generally, the effect is that the projected area of the filter section is about 20% and the volume is about 40% in terms of inductance. Equivalent to shrinking. When mounted on a power supply, the filter occupies about 20% of the power supply, so that the area is reduced by about 4% and the volume is reduced by 8%. In terms of coil resistance, filter losses can be reduced by about 20 percent. When mounted on a power supply, the loss of the filter accounts for about 10% of the power supply loss, resulting in a loss improvement of about 2%. In particular, it is very effective for a power supply with a high power density and an AC adapter that compete for volume reduction and loss improvement of several percent.

【0024】[0024]

【発明の効果】上記説明したように、本発明によるスイ
ッチングトランスのコイル構造は、キャンセルコイル及
びシールドコイルのターン数を最内層のプライマリトラ
ンスコイルの数と同じくしたこと、及びプライマリトラ
ンスコイルとキャンセルコイル及びシールドコイルの巻
き方向を同じ方向にしたことにより、各コイルの電位傾
斜方向を同じ方向にすることができEMIの軽減を図る
ことができるという効果がある。
As described above, in the switching transformer coil structure according to the present invention, the number of turns of the cancel coil and the shield coil is equal to the number of the primary transformer coils in the innermost layer. Further, since the winding directions of the shield coils are set to the same direction, the potential gradient directions of the respective coils can be set to the same direction, so that EMI can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスイッチングトランスのコイルの回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a coil of a switching transformer according to the present invention.

【図2】同トランスコイル構造の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the transformer coil structure.

【図3】同トランスコイルの巻き方向を示した説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a winding direction of the transformer coil.

【図4】同各コイルの電位傾斜を表したグラフである。FIG. 4 is a graph showing a potential gradient of each coil.

【図5】Cukコンバータ、インテグレーティドマグネ
ティクスの構造を示した説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the structure of a Cuk converter and integrated magnetics.

【図6】従来技術におけるCukコンバータ、インテグ
レーティングマグネティクスの回路図を示した説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a circuit diagram of a Cuk converter and integrating magnetics in the related art.

【図7】従来技術におけるCukコンバータ、トランス
部のコイル構造の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a coil structure of a Cuk converter and a transformer unit according to the related art.

【図8】従来技術におけるCukコンバータ、トランス
部のコイル巻き方向を示した説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a Cuk converter and a coil winding direction of a transformer unit in the conventional technique.

【図9】従来技術におけるCukコンバータ、トランス
部のコイルの電位傾斜を示したグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a potential gradient of a coil of a Cuk converter and a transformer unit according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 プライマリトランスコイル 110a セカンダリトランスコイル 110b セカンダリトランスコイル 120 キャンセルコイル 130 バイアスコイル 100 Primary transformer coil 110a Secondary transformer coil 110b Secondary transformer coil 120 Cancel coil 130 Bias coil

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フェライトコア側に隣接する最内層及び最
外層とに分割して巻回したプライマリトランスコイル
と、該最内層のプライマリトランスコイルの外側位置に
配置したキャンセルコイル及びバイアスコイルと、該キ
ャンセルコイル及びバイアスコイルと最外層のプライマ
リトランスコイルとの間に設けたセカンダリトランスコ
イルとからなり、前記キャンセルコイル及びシールドコ
イルのターン数は、前記最内層のプライマリトランスコ
イルのターン数と同じ又は略同じくしたことを特徴とす
るスイッチングトランスのコイル構造。
A primary transformer coil divided and wound into an innermost layer and an outermost layer adjacent to a ferrite core side; a cancel coil and a bias coil arranged outside the primary transformer coil in the innermost layer; A secondary transformer coil provided between the cancel coil and the bias coil and the primary transformer coil in the outermost layer, wherein the number of turns of the cancel coil and the shield coil is equal to or substantially equal to the number of turns of the primary transformer coil in the innermost layer. A switching transformer coil structure characterized by the same features.
【請求項2】前記最内層のプライマリトランスコイルの
ホットエンド側と、最外層のプライマリトランスコイル
のコールドエンド側と、キャンセルコイル及びバイアス
コイルの巻き始め側との巻き方向を同じ方向にしたこと
を特徴とする請求項1に記載のスイッチングトランスの
コイル構造
2. The method according to claim 1, wherein the winding direction of the hot end side of the innermost primary transformer coil, the cold end side of the outermost primary transformer coil, and the winding start side of the cancel coil and the bias coil are the same. The coil structure of a switching transformer according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記キャンセルコイル及びバイアスコイル
は、全巻線領域の2/3をキャンセルコイルにし、全巻
線領域の1/3をバイアスコイルにして同層分割巻きし
たことを特徴とする請求項1又は2に記載のスイッチン
グトランスのコイル構造。
3. The split coil according to claim 1, wherein the cancel coil and the bias coil are wound in the same layer with two-thirds of the entire winding area used as a cancel coil and one-third of the entire winding area used as a bias coil. Or the coil structure of the switching transformer according to 2.
【請求項4】前記キャンセルコイル及びバイアスコイル
は、プライマリトランスコイルの巻き始め側にキャンセ
ルコイルを位置させ、プライマリトランスコイルの巻き
終わり側にバイアスコイルを位置させることを特徴とす
る請求項3に記載のスイッチングトランスのコイル構
造。
4. The canceling coil and the bias coil according to claim 3, wherein the canceling coil is located at the winding start side of the primary transformer coil, and the bias coil is located at the winding end side of the primary transformer coil. Switching transformer coil structure.
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