フライバック用小型トランスの最適周波数範囲について

質問

巻線比とインダクタンス値がわかっている小型のトランス（3cm角ぐらいのたぶんEI)を流用してフライバック電源を作ろうと思いますが、このようなトランスの使える発振周波数範囲というのは、普通かなり狭いものでしょうか？
元の回路は10kHzぐらいで使用されてましたが、それを100kHzぐらいで使おうかと思っています。この程度の周波数の差は問題ないものでしょうか？ちなみに、トランス資料(ごく簡単なもの）には周波数範囲は書いてませんでした。
もし範囲があるなら、効率が悪くなったり発熱したりしそうな気がしますが、どの程度悪化するものか自分には検討がつきません。
詳しい方が居られましたらご教授お願いします。

回答No.1

KEN_2 · ベストアンサー

詳しい訳では無いですが、普通上限周波数は＋10％から＋20％で良くて50K程度と考えられます。
下限はかなり低い周波数まで影響は無い筈です。
ＥＩコアの材質が何かというのがポイントになり、センダストコアやフエライト材など
使用周波数で材質とコア形状を吟味する必要があります。

>このようなトランスの使える発振周波数範囲というのは、普通かなり狭いものでしょうか？
>元の回路は10kHzぐらいで使用されてましたが・・・・・・
少し前の世代のスイッチング電源で、40Kから50Kが上限周波数でSWデバイス（MOS_FET、TR）
とコアの材質とトロイダル・コアなどの採用で、80Kから100K台に移行したのはそう昔では
ありません。
トランスに発信器とレベル計で入出力特性を確認されれば、使用可能な上限周波数が
判明するのではと思います。
経験測ですが<3cm角ぐらいの多分EI><であれば、40K程度と思います。

お礼

やはり100kHzぐらいは無理そうですね。ありがとうございました。

回答No.4

anachrockt

他励式で10kHzってぇのは、始めて聞きました。
もしかするとTIの技術資料にあるように、逆回復の短いダイオードが入手できなかったんでしょうか？
今だったら、高圧電源なら50kHz～100kHzが普通です。
ダイオードも逆回復がほとんど無いこんなすごいのがあります。
http://www.cree.com/products/pdf/CSD01060.pdf
ここまでしなくても、こんなので十分でしょう。
http://www.niec.co.jp/products/pdf/discrete/20nfb60.pdf
もちろん、スナバかませて直列で使う必要があるかも？

他励式なら、トランス設計はDIXON先生の資料を見れば十分です。
ここのフライバック用ICだったら、トランス設計はサイトに資料があります。
http://www.powerint.com/ja/products/tinyswitch-family/tinyswitch-iii
これは同等品ですが、トランス設計用のEXCELファイルを請求すれば戴けます。
http://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr21pz.cgi?J+SC+4+AFS7000+5++JP

お礼

なんども情報いただきありがとうございました。
とりあえず、もうすこし勉強することにします。

回答No.3

anachrockt

周波数から、ストロボフラッシュ用かなとも思ったんですが、1cm角程度が普通で3cm角は見たことがなかったんで違うんじゃないかとレスしました。
ストロボフラッシュ用はノウハウの固まりで、トランスの専門書を読んでもまともな設計はできないから、メーカーにお願いして作っていただくのが普通です。
自励式だから、自分で設計するのは諦めて、メーカー任せが正解です。
周辺部品も色々問題がありまくりで、周波数を上げたら使えない部品ばかりです。
元の回路通りで使うのを勧めます。

自分で作ってみたかったらこんなICを使い、
http://focus.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/tps65552a.pdf
これを参考にしたら銅でしょうか？
http://focus.tij.co.jp/jp/lit/an/jaja030/jaja030.pdf
発光させなければ、IGBT以降のトリガ回路は不要です。

自分で真っ当なフライバックコンバータを作りたいんだったら、各IC用にフライバックトランスが売られているからそれを使うのが楽ちんです。
http://www.coilcraft.com/prod_flyback.cfm
日本にも代理店があって、入手は可能です。

お礼

キセノンフラッシュ用ですが、自励式でなく他励式です。
各IC向け用のフライバックトランスってのが売ってるんですね。
情報ありがとうございました。

回答No.2

anachrockt

> 元の回路は10kHzぐらいで使用されてましたが、・・・
何用のトランスでしょうか？
可聴帯域の10kHzとゆうのは、フライバックトランスで見たことがありませんが。
大概のスイッチング電源用トランスが可聴帯域外の20kHz以上になってます。
10kHz～100kHzの間で、鉄損、銅損が急増するから10kHz用を100kHzで使うのは無理でしょう。
詳しくはこの「2001 Magnetics Design Handbook - MAG100A」を見てください。
http://focus.ti.com/docs/training/catalog/events/event.jhtml?sku=SEM401014
フライバックトランス設計の部分はこれです。
（磁気学［Magnetics］の基礎知識が無い様なら、最初から読むことを勧めます）
http://focus.ti.com/lit/ml/slup127/slup127.pdf
これに従い100kHz用フライバックトランスを設計してみて、手持ちの10kHz用が使えるかどうか判断するとエエでしょう。
この資料を書いているDIXON先生は、'56年ユニトロード入社という経験60年以上の大ベテランで、記述内容は信頼できます。
僕は英語が駄目なんで、日本TIからこれの日本語版を戴きましたが、訳はひどかったです。

お礼

電源はキセノンフラッシュ用ですが、市販品では無く、誰か別の人（私の知らない人）が設計した古い回路です。10数kHzで使われているようですが、この周波数が最適のトランスなのかどうかもわかりません。
参考資料は英語なのがちょっと荷が重いですが、少しずつ読んでみることにします。
ありがとうございました。