【第3回】小型軽量電源トランス “GEO MACK” GMKトランスの技術解説
全３回にわたり弊社技術ブランド”GEO MACK”製品の小型軽量電源トランス GMKトランスについて、連載をさせて頂きます。
まとめ
今回開発したGMKトランスは独自技術のボビンレスで高密度整列巻き線し、直接絶縁シートを巻き回しコアを形成する高熱伝導化構造により、小型薄型で軽量、成形金型を用ない任意設計を可能とすることで、比較的好適な価格で提供でき、同時にギャップレスコアを用いて低漏れ磁束であり、GO材の高性能磁気特性と相まって０~0.3V程度の微弱なオフセット電圧下であっても、屋内設置型パワコンでも気にならない低唸り振動音と、省エネ化への低損失化と待機電力を抑えた低無負荷損失特性を有しているなど、【表1】に電源トランス比較例を具体的な定量値で示す様に、電源トランスとして他に類を見ない卓越した商品である。今後は更なる高密度化への理想に向けた具体活動を推進中である。
当社では 要素技術を磨き上げ、桁違い精度や重量・体積半減等、世界に通用する比類なき価値を備えた独自製品に“SHT” の社名ロゴ表示と区分し、技術横断型ブランド “GEO MACK”（ジオマック） として“GEO MACK”を冠し表示している。
今回のPVシステム用蓄電型パワコンの要件を満たさない、一般的な従来の電源トランスを形態別に３種類、その特徴と課題を共に示す。
（１）一般な「外鉄型電源トランス」【写真5】は、磁心材料として無方向性電磁鋼板（NO材）を積層して「EI型鉄心」【写真6】として、JIS規格標準鉄心サイズと標準コイルボビンで構成され、入手しやすく安価に構成できるので、小規模手工業にて製作が可能であるから、商用電源の変換に家電機器やACアダプタ等として広く普及している。
しかし、漏れ磁束【図２】が多く、周辺部品への配慮が必要となる。また磁歪現象による唸り振動音が大きく、室内設置型のパワコンには致命的欠点となる。
（２）欠点を改良した「内鉄型電源トランス」（図示しない）がある。 磁気特性が優れたGO材を用いてコアを構成し、所望位置に切断を施したUU型カットコア鉄心を組み合わせて内鉄型磁気回路を構成、漏れ磁束は比較的少なく小型薄型化を実現できる。 欠点はコアに突合せ面があり、磁歪振動音がばらつく原因となり、今回のオフセット電圧が発生すると振動音は顕著に表れる。 またカットコア鉄心製作には巻き取り機、焼鈍炉、切断機などの多くの設備と、2セットのコイルを用いてより高価格となり、多くは計測器や医療機器、高周波用途他に用いられる。
（３）さらに改良を進めた「Rコア内鉄型電源トランス」がある。（図示しない） GOコアをカットせず概長方形環状とし、断面が概円形形状となるようスリット全長に沿って幅調整を行う特殊製造工法のGO材を巻き取ることで、断面円形のRコアとし２セットのコイルで構成する。 ギャップレスコア構造から、前記内鉄型電源トランスに比べ漏れ磁束が減少し、磁歪振動音も抑制さればらつきも少ない。 欠点は価格で、鍔部にボビン回転用機構を設けた篏合分割ボビンのコイルで２セットを用いて、その複雑な構造から高価格化は避けられず、現状の用途は高級オーディオ装置や医療機器等が中心で、極めて特殊市場に限られている。