トランスのサイズ

スイッチング電源に使用されるトランスは、周波数が高い為小型化できるということですが、何故周波数が高くなるとトランスを小型化ができるのでしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： anachrockt 回答日時： 2009/01/15 20:47

トランスは，ファラデーの電磁誘導の法則を元に作られています．つまり

v=-dΦ/dt
で，総磁束Φは，鉄芯の断面積Ae，磁束密度B，巻き数Nから
Φ=AeBN
です．符号は磁束の時間変化を現すように付けることにして無視すれば
ΔΦ=∫vdt　∴ΔB={1/(AeN)}∫vdt
ここで，vを正弦波として
v=√2Vsin(2πft)　（Vは電圧の実効値）
∴ΔB=V/(√2πfAeN)≒V/(4.44fAeN)
トランスが正常に動作する条件として，ΔBつまり磁束密度の変化量を，鉄芯の飽和磁束密度より小さくすることが必要です．
ΔBとVを一定にすると，fAeNが一定，つまり周波数が高くなればAeとNを小さくできます．
AeとNで鉄芯の大きさが決まるから，fが高くなれば，トランスは小さくできます．

スイッチング電源用のトランスは，ここの25ページに電力，周波数と大きさの説明があります．
http://home.jeita.or.jp/ecb/techrepodl/RCR-2702_ …

スイッチング電源用は電圧が正弦波でなくパルス波で，詳しいことはここにわかりやすい説明があります．
http://www-s.ti.com/sc/techzip/slup222.zip

No.1 回答者： electron11 回答日時： 2009/01/15 12:14

周波数が高いとインダクタンスが小さくて済むのです　コンデンサーの容量も小さくて済みます

周波数が１０倍ならインダクタンスもコンデンサー容量も1/10になります
体積が小さくて済むのです　結果小形に出来ます

でも周波数が高いとそれなりのコア＆コンデンサーに高周波特性が求められますけれど
叉電波としての放射も大きくなりますので　この対策も必要になります

半導体もSW速度が必要です　制御ICも同様です