JPH0296307A - 発振トランス用磁心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、スイッチング電源等に用いられる発振トラン
ス用磁心に関する。

（従来の技術） 近年、各種電子機器等の安定化電源として、従来のシリ
ーズドロッパ方式電源に比べ小型、軽量化が可能なスイ
ッチング電源が多用されている。

このスイッチング電源には、適当なスイッチング素子と
発振トランス用磁心の磁気特性（ヒステリシス特性）と
を用いて、入力側の直流を一旦高周波の交流に変換し、
再度整流回路により直流に変換して、出力を得るように
構成したものがある。

このようなスイッチング電源に用いる発振トランス用の
磁心の材質としては、従来、Ｆｅ−Ｎｔ系合金、フェラ
イト、非晶質磁性合金等を使用していた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このようなスイッチング電源の採用により、
従来のシリーズ電源に比べ小形化されていたが、他の装
置に比べるとまだ大型で重量も大きい。従って、これを
さらに小形化するための方法としては、例えば発振周波
数を高め、これによりトランスやコイル等を小形化する
方法が挙げられる。

しかしながら、従来のスイッチング電源に用いる発振ト
ランス用の磁心の材質のうち、Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、鉄
損が大きく発振周波数を高周波化できず、フェライトは
、温度に対する特性が悪く、回路の温度上昇により発振
周波数が著しく変化するという問題があった。また、非
晶質磁性合金は、低鉄損で温度に対する特性も良好であ
るが、発振が不安定になるという問題があった。

本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、発振周波数の高周波化が可能で、安定して
発振することができ、電源のさらなる小形化が可能な発
振トランス用磁心を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の発振トランス用磁心は非晶質磁性合金薄帯の巻
回体であって、該非晶質磁性合金薄帯の表面粗さＲ２が
０．３以上であることを特徴としている。ここでＲｆは
月Ｓ　ＢＯ６０１に規定する基準長さ２．５ｍｍにおけ
る十点平均粗さ、および板厚をそれぞれＲ，Ｔとしたと
き、Ｒｆ＝Ｒｚ／Ｔにより求めた粗さを特徴づけるパラ
メータである。

本発明において非晶質磁性合金薄帯の表面粗さＲｆを０
．３以上としたのは、０．３未満では発振周波数におけ
る角形比が９７％を越え発振が不安定になったり、発振
不能になるためである。この原因は明確ではないが、表
面粗さによる形状異方性のためと考えられる。Ｒ４の上
限は特に限定されない。したがって、非晶質磁性合金薄
帯は穴を有するものでも良く、磁気特性として、発振周
波数における角形比が８０％以上あれば良い。

薄帯表面性の本発明範囲内に入る手段としては、ロール
材質、ロール表面温度、溶湯温度などの製造条件のコン
トロールが必要である。なお、ロール面の表面性につい
ては大気中で使用される場合、特に気泡の巻き込みに依
存する。

本発明に使用する非晶質磁性合金は、 一般式’ＭａＭ″ｂＸ０ （式中、ＭはＦｅ、ＣｏおよびＮＩから選ばれる１種ま
たは２種以上の金属を表わし、Ｍ′はＨａ。

ＩＶａ　、　Ｖａ　、　ＶＩａ族から選ばれる１種また
は２種以上の元素を表わし、ＸはＢ、　　ＳＬ、　　Ｐ
、　Ｃ。

Ｇｅから選ばれる１種または２種以上の元素を表わし、
かツａ＋ｂ＋ｃ−１、０，８０≦ａ＋ｂ≦０．８８．　
０．００５≦ｂ≦０．１　、０．１２≦Ｃ≦０．３０を
示す。）で表わされるものであり、好ましくは、 一般式： ％式％） Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上０．００５≦
ｇ≦０．１ ０≦ｈ≦０，０８ ０．３≦ｉ≦０．９ ２３≦ｊ≦３２ で表わされるＣｏ基非晶質合金である。

このうち、キューリー温度が２００℃〜２８０℃のもの
が適している。これはキューリー温度が２００℃未満で
あると、使用温度に対する飽和磁束密度の変化率が２０
％以上となり、これにより発振周波数も同様に変化して
しまい実用的でなくなる。

これは、スイッチング電源における発振周波数ｆが、使
用したトランスの磁心の飽和磁束密度Ｂｓ。

断面積８１巻線数Ｎおよび入力電圧Ｅによって決まり、
次式によって決定されるものであり、磁心の飽和磁束密
度は、キューリー温度、すなわち材質の組成によって決
まるためである。

ｉ、　　　Ｅ ４ＮＢｓ　　Ｓ またキューリー温度が２８０℃以上では発振周波数で損
失が大きく電源の効率低下をまねく。

また、このような非晶質磁性合金のうち、特に飽和磁歪
定数がその絶対値で２Ｘｒ以下のＣｏ基非晶質磁性合金
が適している。

本発明の発振トランス用磁心は、例えばつぎのようにし
て製造される。

すなわちまず、非晶質磁心の薄板を巻回して積層し、常
法に従って３５０℃〜５００℃の温度で熱処理を施し、
次いでケースに入れるか樹脂コーティング等の方法によ
り外装することによって完成させる。

（作用） 本発明の発振トランス用磁心において特に非晶質磁性合
金薄帯の表面粗さＲ２が０，３以上のものを用いること
により使用周波数における発振状態が安定な発振トラン
スを実現でき、経時変化もほとんどない。

（実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。

実施例１ まず−（ＣＯｏ、９４Ｆ　ｅ　ｏ、ｏｓＮ　ｂ　ｏ、ｏ
ｔ）　７２　（Ｓ　１０．８　Ｂｏ、４　）２８　［キ
ューリー温度２６０℃］なる組成の非晶質磁性合金を用
いて、それぞれ表面粗さが異なる、幅４．５龍の薄板状
態リボンを作製した。

これらを所定の巻治具に巻回して積層し、外径８關内径
×６關×高さ４．５ｍｍのコアを形成した。次いで、窒
素ガス雰囲気中において４００℃、９０分の条件で熱処
理を施した後、樹脂コーティングを行って外装して、発
振トランス用磁心とした。

このようにして得たそれぞれの磁心を用いて発振トラン
スを作製し、ジエンセンの発振回路により回路テストを
行った。なお、発振周波数は１００ＫＨｚとして行ない
、またテスト中の磁心の平均温度は５０℃であり、最高
温度は７０℃であった。なお、室温は２５℃であった。

その結果を第１図に示す。これより表面粗さが０．３以
上では回路効率が８５％以上と高くなっていることがわ
かる。

実施例２〜７ 第　　　１　　　表 第１表に示す合金組成の非晶質磁性合金薄帯を実施例１
と同様に作製した後、得られた薄帯を巻回、熱処理を行
ない発振トランス用磁心とした。

各合金のキューリー温度（Ｔ　　）をインダクタレス法
により、飽和磁束密度の温度特性を室温（２０℃）と１
２０℃の間でＩ９ｊ定した（　Ｂ　５（１２０）／　Ｂ
ｓ（２０）　）。また、実施例１と同一発振回路に適用
し、回路効率（η）について１２０℃で１０００時間エ
ージングを評価した。

これらの結果を併せて第１表に示すが、Ｔ　が表面粗さ
Ｒｆが本発明範囲内の磁心はＢ　５（１２０）／Ｂ　５
（２０）が８０％以上あり、エージングに対しても安定
である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の発振トランス用磁心によれ
ば、発振周波数における表面粗さを０．３以上に限定す
ることによって、高周波域においても安定した発振が得
られ、経時変化もほとんどなくこれにより電源の一層の
小形化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の発振トランス用磁心の表面粗
さと回路効率との関係を示したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　表面粗さＲ＿ｆが０．３以上である非晶質磁性合金薄
   帯を巻回してなることを特徴とする発振トランス用磁心
   。（ただし、Ｒ＿ｆはＪｉＳＢ０６０１に規定する基準
   長さ２．５ｍｍにおける十点平均粗さ、および薄帯の重
   量より求めた平均板厚をそれぞれＲ＿ｚ，Ｔとしたとき
   Ｒ＿ｆ＝Ｒ＿ｚ／Ｔより求めた粗さを特徴付けるパラメ
   ータ。）