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公開番号2025042575
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2024044788
出願日2024-03-21
発明の名称マトリックストランス
出願人株式会社プロテリアル
代理人
主分類H01F 30/10 20060101AFI20250319BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】小型で構成可能なマトリックストランスを提供する。
【解決手段】高周波スイッチング電源に用いられるマトリックストランスであって、2つの脚部及び1つの連結部を有するU型フェライトコアを2個用いて、それぞれの前記脚部の突合せ面を対向させることでコア体を構成することで、閉磁路を形成しており、トランスの磁気回路をm個構成するために、前記コア体をm+1個有し、それぞれの前記コア体が隣り合うように、1次元的に配列することで、前記トランスの磁気回路となるコア体の並びの行を構成しており、前記脚部に巻き回された1次コイル及び2次コイルを有することを特徴とするマトリックストランス。
【選択図】図8

特許請求の範囲【請求項１】
高周波スイッチング電源に用いられるマトリックストランスであって、
２つの脚部及び１つの連結部を有するU型フェライトコアを２個用いて、それぞれの前記脚部の突合せ面を対向させることでコア体を構成することで、閉磁路を形成しており、
トランスの磁気回路をｍ個構成するために、前記コア体をｍ＋１個有し、
それぞれの前記コア体が隣り合うように、１次元的に配列することで、前記トランスの磁気回路となるコア体の並びの行を構成しており、
前記脚部に巻き回された１次コイル及び２次コイルを有することを特徴とするマトリックストランス。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
請求項１のマトリックストランスにおいて、
前記コア体の並びの行をｎ個有しており、
それぞれの前記コア体の並びの行が隣り合うように、２次元的に配列することで、トランスの磁気回路となるコア行列を構成することを特徴とするマトリックストランス。
【請求項３】
請求項１または２のマトリックストランスにおいて、前記コア体を構成する全て或いは一部の２個のＵ型フェライトコアの間に磁路バイパスを設けることを特徴とするマトリックストランス。
【請求項４】
請求項１または２のマトリックストランスにおいて、各並び行において、両端のＵ型フェライトコアの連結部の長さが、他のＵ型フェライトコアの連結部の長さの５０～７０％であることを特徴とするマトリックストランス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波スイッチング電源に用いられるトランスに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣやＧａＮ等高速スイッチングが可能なＷＢＧ（ＷｉｄｅＢａｎｄＧａｐ）半導体デバイスが市場に浸透するとともに、ＬＬＣコンバータ等共振コンバータの高周波化の検討が進められている。
【０００３】
磁気部品であるトランスは、高周波化に伴い、表皮効果や近接効果によるコイル部での交流損失が増大する問題がある。前者はリッツ線やプリントコイルを使用することで、後者はマトリックストランスをもちいて起磁力を分散させることで、ある程度解決できる。しかし、小型化については進展していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
US2018-0226182
US2019-0379292
US2020-0350117
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１（US2018-0026182）に記載されたマトリックストランスは、共振回路に必要な共振インダクタを外付けする必要があり、スイッチング電源の小型化には適さない。一体物の大型のコアになってしまう（コアが高価格になる。振動に弱い）。
【０００６】
特許文献２（US2019-0379292）に記載されたマトリックストランスは、外付けする必要のある共振インダクタをマトリックストランスと一体化した構造をもつが、大型化するので、スイッチング電源の小型化には適さない。一体物の大型のコアになってしまう（コアが高価格になる。振動に弱い）。
【０００７】
特許文献３（US2020-0350117）に記載されたマトリックストランスは、トランスの磁路に磁気ギャップを設けるなどしての磁気抵抗を上げることにより漏れ磁束を作り、リーケージインダクタンスを作っている。従って、このリーケージインダクタンスを共振インダクタとして使用することにより、共振インダクタを追加する必要がなくなる。しかし、磁気抵抗を上げると1，2次コイルの自己インダクタンスも低くなり、その結果磁気エネルギーの転送に必要な相互インダクタンスも低くなってしまう。大型化するので、スイッチング電源の小型化には適さない。一体物の大型のコアになってしまう（コアが高価格になる。振動に弱い）。
【０００８】
本開示は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案され、その目的は、小型で構成可能なマトリックストランスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマトリックストランスは、高周波スイッチング電源に用いられるマトリックストランスであって、
２つの脚部及び１つの連結部を有するＵ型フェライトコアを２個用いて、それぞれの前記脚部の突合せ面を対向させることでコア体を構成することで、閉磁路を形成しており、
トランスの磁気回路をｍ個構成するために、前記コア体をｍ＋１個有し、
それぞれの前記コア体が隣り合うように、1次元的に配列することで、前記トランスの磁気回路となるコア体の並びの行を構成しており、
前記脚部に巻き回された1次コイル及び2次コイルを有することを特徴とする。
【００１０】
上記の本発明のマトリックストランスにおいて、
前記コア体の並びの行をｎ個有しており、
それぞれの前記コア体の並びの行が隣り合うように、2次元的に配列することで、トランスの磁気回路となるコア行列を構成することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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