変圧器の漏れインダクタンス 結合度の高め方について

質問

結合度を高めて漏れインダクタンスを小さくしたいのですが，なかなか漏れを小さくできません．
５倍に昇圧させるトランスにおいて，二次側の漏れを数μHに抑えたいです．出力電圧200V，100kHz，500Wぐらいを想定しています．

何かいい巻き方及び，コア形状などご意見をよろしくお願いします．

（結合度を高めるには一次巻線と二次巻線の段数を増やすことですよね？）

回答No.5

Neotesla

漏れインダクタンスを小さくするには、トランスのコアと巻線との隙間にも注意してください。意外に見落とされがちなところです。
トランスを巻くときにプラスチック製のボビンを使っていますか？使っていればそのボビンのプラスチックの厚さ、ボビンとコアとの間の隙間を調べてください。この厚さ+隙間が多いと何をやっても一定の漏れインダクタンスが生じてしまいます。理想はゼロmmです（無理ですが）

それと、巻線と巻線との隙間も漏れインダクタンス増加の原因です。
トランスの巻き方にもよりますが、セパレート紙を使っていますか？使っていればなるべく薄くしてください。
巻線の皮膜の厚さも問題になります。なるべく薄いものを使ってください。
隙間があるとその隙間に漏れ磁束が発生します。これが漏れインダクタンスの原因になります。

それと、コア材はフェライト、パーマロイ、珪素鋼、・・何でしょうか？
なるべくμの大きな材料を使って巻数を少なめにしてください。フェライトコアの場合はEE接合面の鏡面加工を忘れないでください。

どれも耐圧や周波数特性とのトレードオフの関係があり、決定打はありませんが、無用な隙間だけは探し出して退治してみてください。

どうしても駄目な場合に最後の手段ですが、巻数を半分にすると漏れインダクタンスは1/4になります。同時に励磁インダクタンスも1/4になってしまうので、これが許されない場合はコアのサイズを大きくして必要な励磁インダクタンスを稼ぎます。コアを大きくすれば巻数を減らしても同じ励磁インダクタンスが得られますから、漏れインダクタンスを小さく出来ます。

回答No.4

foobar

バイファイラ巻き
二本の電線を束ねて（できればより合わせて）同時にコアに巻く方法です。
二本の電線の結合が高く、漏れ磁束を少なくできます。
これを応用した巻き線方法もいくつかあるようです。

ただ、一次巻き線と二次巻き線間の静電容量が大きめになる、一次二次間の耐電圧の問題も出てくるかと。

回答No.3

sakadoneko

漏れインダクタンスを減らす方法とはずばり磁束を打ち消すことです。例えばバイファイラ巻きは逆行する同じ電流値の電流が近接して流れることによって磁束を打ち消していますよね？
その他の常套手段は一次巻線と二次巻線の段数を増やしてサンドイッチ巻きにしたり、銅板で巻いたりします。また大電流を一本で流さないで、複数並列にした方が一本あたりの磁束が減って良いです。
磁束を頭に描きながらいろいろ考えてみてください。

補足

すみません．
バイファラ巻き！？わからないです．
調べてはいるのですが，バイファラ巻きに関してもご意見いただければ幸いです．

回答No.2

tadys

一次巻線と二次巻線との距離を出来るだけ近づける。（１：１ならバイファイラ巻きが良い）
巻き線はコアの窓全体を埋めるように巻く。
巻き数は少なくする。ただし少なすぎると必要なインダクタンスが取れなくなるので注意。
コアが飽和しない範囲で使用する。直流が流れる時は特に注意
鉄損、銅損による温度上昇とそれによる熱暴走にも注意が必要
その他色々

トランスの設計は難しいので、コア材のメーカー（TDK等）又はトランスのメーカーに相談することを強く勧めます。

補足

ボビン形状としては，トロイダルではなく，PQ，EIコアを用いることを考えています．
トロイダルの方が漏れはかなり減るものなのでしょうか？

回答No.1

plussun

変圧器のシールド（金属で被う）というのは、駄目なのでしょうか？100kHzという高周波の場合、表皮効果が高いので、電線を単線より複線を利用した方がいいように思えますが。トロイダルコアを利用するのも有効かと思いますが。高周波は私の専門外なのでこれくらいしかアドバイスできません。すみません。

お礼

早速のご返答ありがとうございます．
シールドを用いるとどれくらい改善されるのでしょうか？
線はリッツ線を用いています．