小さい昇圧トランス

小さい昇圧トランス、たとえば出力10W、2000V級の高昇圧比トランスを考えて見よう。10VDCから2000Vまで昇圧するには巻き数比は単純には1：200である。平均電流Iは、電力Pが決まれば、P=VIでI=0.5ｍAである。

電流が小さいので、当然細い銅線を多数回巻くことになる。細い線はエナメル層が相対的に厚いので、２次側に必要な巻き断面が大きくなる。したがって、コア断面積Sに比べ、コアの窓面積の大きな特殊形状のコアを選ぶことになる。

次に問題になるのは、２次側の寄生容量である。出力電流が小さいので10ｐFオーダーの寄生容量も波形を乱す原因になる。

やや大きめのコア断面積のコアを使用して1次巻き数を10ターン程度としても、2次側は1000～2000ターンとなる。２次側の抵抗成分も数10Ω程度になる。

２次側の巻き数を抑えるために、DC-DCコンバータ形式で昇圧するが、１次側のスイッチングノイズを軽減することと、層間耐電圧を確保するためにどうしても絶縁層が厚くなる。

必要な絶縁層の厚さは基本的には大きさに依存しないから、相対的に１次－２次間の漏れ磁束が増える。

このように、小形・高昇圧比のトランスは効率が悪く、寄生成分の大きなトランスとなってしまう。それでも、コア形状、巻き線方式、絶縁方式を工夫してよりましなトランスを製作するのである。

強電用トランスの様には、何事も理想的に造れないのだ。

さらに、多段昇圧回路を組み込むことが多いので、順方向にも逆方向にも低インピーダンスとなるよう、１次側の駆動方式が限定される。

ブラウン管式のTVという大きい市場がなくなった現在、小電力、高圧回路の種々の部品の安定入手もだんだんと難しくなる。

難しい割に、技術的なポジションも高くない。それでも、アナログエンジニアは回路的工夫を付けくわえて、高電圧を発生させ続けるのだ。

『人気Blogランキング』の「自然科学」部門に参加しています。今日も貴重な応援の１票をよろしくお願いします。【押す】