52 – シートコイルトランスのインダクタンス解析

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アプリケーションノート・モデルデータ

概要

電源用トランスは大きな電流を流すため、形状が大きくなる傾向があることから、電気製品の小型化にあたって小型化が難しい部品といわれています。本資料で紹介するシートコイルトランスは、コイルを薄くシート状に巻くことでトランスを薄型化しています。
トランスの設計要求の重要項目として自己インダクタンスと漏れインダクタンスがあります。インダクタンスは磁気回路に依存して決まる量ですが、磁気特性の非線形性により、動作点が変わると磁気回路が変わります。また漏れインダクタンスはその特性上、非磁性領域にも磁路を持つため、コアだけでなく、巻線配置や形状などにも大きく影響されるため、その評価にあたっては、有限要素法による磁界解析が必要となります。
ここでは、シートコイルトランスの自己インダクタンスと漏れインダクタンスを求めています。

磁束密度分布

自己インダクタンス計算時の磁束密度分布を図1に示します。図より、センターコアに磁束が集中していることがわかります。コイルに電流を流すことによって発生する磁束はセンターコアから二分されてコアの外周部に流れて行き、再びセンターコアに戻ってくるためです。
コアの角部分では外側に比べて内側の磁束密度が高くなっています。これは、磁束がコアの最短ルートを流れようとするためです。

インダクタンス

シートコイルトランスのインダクタンスを表1に示します。インダクタンスは電圧と電流の関係から求めることができ、自己インダクタンスは30.0(μH)、漏れインダクタンスは0.755(μH)となります。

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