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スイッチング電源用小型EIトランス：選定・購入ガイド

2026-09-11

スマート ホーム ハブ用に 24 W フライバック コンバータを仕様していると想像してください。サプライヤーのカタログを開き、検索ボックスに「スイッチング電源用小型 EI トランス」と入力すると、50/60 Hz の主電源用に作られた積層鋼 EI トランスと、30 kHz から数百 kHz のスイッチング周波数用に巻かれたフェライト EI トランスの 2 種類の結果が表示されます。同じ「E I」シルエットを共有していますが、異なるジョブ向けに設計されています。間違ったファミリーを注文することは、エンジニアからよく見られる最も一般的な、そして最もコストがかかる間違いです。

簡単な答えは次のとおりです。スイッチング電源の小型 EI トランスはフェライト EI コア トランスで、ほとんどの場合ギャップがあり、30 ～ 500 kHz でフライバックまたはフォワード トポロジで動作します。そのサイズは、「EI」ラベルだけではなく、コア断面積、磁束密度、スイッチング周波数によって決まります。この記事の残りの部分では、製造オーダーを出す前に何を指定するか、コアサイジング表の読み方、およびどの品質チェックが重要であるかについて説明します。

スイッチング電源における小型EIトランスの役割

スイッチング電源では、変圧器には 3 つの役割があります。1 次から 2 次へのエネルギーの伝達、電圧のスケールアップまたはスケールダウン、および主電源側と負荷側の間の絶縁です。充電器、アダプタ、LED ドライバ、補助電源などの低電力フライバック設計では、EI フェライト コアは最も人気のある形状の 1 つです。その理由は、製造コストが安く、巻き取りが容易で、中央脚のエア ギャップを制御できるためです。

混乱が生じるのは、主電源周波数 EI 変圧器が積層ケイ素鋼を使用し、50/60 Hz で動作するためです。 2 つのファミリは一見すると似ていますが、設計上の制約がまったく異なります。

表 1. スイッチング電源用の主電源周波数 EI トランスおよびフェライト EI トランス。
特徴 Mains EI (スチールラミネート) 小型SMPS EI（フェライト）
動作周波数 50/60Hz 30～500kHz
芯材 方向性珪素鋼 Mn-Znフェライト、PC40 / PC44クラス
代表的な磁束密度 1.2～1.7T 飽和前 0.25 – 0.35 T
エアギャップ 通常は必要ありません フライバック設計のセンターレッグのギャップ
小型消耗品の一般的なサイズ EI28～EI150 EI16 – EI35
代表的な用途 リニア電源、オーディオ機器 フライバックコンバータ、LEDドライバ、充電器

実際の購入ルールは単純です。回路がスイッチング トポロジの場合は、フェライト バージョンが必要です。積層鋼トランスは、50 Hz での電力定格に関係なく、高周波方形波が入力されるとすぐに飽和して過熱します。

EI コア サイズと現実的な電力定格

「EI」番号は、標準コア寸法シリーズを指します。EI25 コアは 25 mm サイズ ファミリに属します。などです。小型スイッチモード電源で使用されるフェライト EI コアの場合、EI16 ～ EI35 は、一般的なユニバーサル入力条件での 1 段フライバックでおよそ 3 W ～ 60W をカバーします。以下のグラフは、自然対流による 65 kHz のスイッチング周波数での典型的な連続出力を示しています。

60W 45W 30W 15W 0W 3 8 12 18 25 35 45 60 EI16 EI20 EI22 EI25 EI28 EI30 EI33 EI35
図 1. 65 kHz フライバック コンバータのフェライト EI コアの標準的な出力電力範囲。値は概算であり、トポロジ、入力電圧、冷却によって異なります。

コア番号だけよりも重要なことが 2 つあります。まず、スイッチング周波数を上げると、コア損失と銅損が高くなりすぎるまで、同じ EI コアでより多くの電力を処理できます。第 2 に、ユニバーサル入力設計 (85 ～ 265 V AC) は一次電圧ストレスが高く、通常はより大きな沿面距離が必要となるため、適切なボビン設計を備えたわずかに大きなコアの方が、境界線のものよりも安全な選択です。

スイッチング周波数によってトランスが小型化される理由

トランスのサイズは、毎秒どれだけの磁束がコアを通過できるかによって決まります。 50 Hz では、コアは 1 秒あたり 50 回だけサイクルされます。 100 kHz では、2,000 倍の頻度でサイクルされます。同じ出力電力の場合、必要なコア断面積は周波数にほぼ反比例します。 EI25 フェライト コア上の 30W フライバック トランスの重量が数十グラムであるのに対し、30 W の主電源トランスの重量は 0.5 キログラムを超えるのはまさにこのためです。

10W 20W 30W 40W 50W 0W 30 50 100 150 200 スイッチング周波数 (kHz) ラミネートEI28、50/60 Hz: ~5 W フェライト EI28 フライバック
図 2. 同じ EI28 コア サイズでも、主電源周波数でのラミネート バージョンよりもスイッチング周波数ではるかに多くの電力を供給します。値はフライバック コンバータの典型的なものです。

もちろん限界はあります。フェライト損失、巻線損失、表皮効果、スイッチング損失はすべて周波数とともに増加します。非常に高い周波数では、余分な損失によりディレーティングが強制されるため、ゲインが停止します。スイッチング電源検索用のほとんどの小型 EI トランスの場合、65 ～ 150 kHz が実用的なスイート スポットです。十分に小さく、十分な効率があり、調達が容易です。

実際に支払っているもの

工場が小型 EI 変圧器を見積もる場合、価格はまず材料によって決まり、次に労働力によって決まります。コスト構造を理解すると、より適切に交渉したり、非現実的な見積もりを見つけたりするのに役立ちます。

コストミックス 小型EI SMPS
  • マグネットワイヤー 32%
  • フェライトコア 22%
  • ボビンとピン 12%
  • 巻き上げ作業 16%
  • 絶縁テープ 10%
  • テストと品質管理 8%
図 3. 小規模バッチ生産における EI25 フェライト フライバック トランスのコスト シェアを示します。

銅の価格が高く、小型の変圧器は銅が多く使用されているため、マグネット ワイヤが単一コストで最も大きくなります。次にフェライトコア材料とボビンハードウェアが続きます。見積もりが部品の材料合計を大幅に下回る場合、サプライヤーはより細いワイヤ、低グレードのフェライトを使用しているか、テストを省略していることになります。これらすべてにより、現場での費用が発生します。

サプライヤーと契約する前に実行すべき品質チェック

小型 SMPS トランスは、細いワイヤと厳しい公差でボビンに巻かれています。不良バッチは通常、最終製品テスト中の無負荷電流の増加、可聴ノイズ、または耐電圧障害として現れます。以下の小切手は、早めに申請すれば無料です。

表 2. 小型 EI フライバック トランスの主要な受け入れテスト。
チェックする なぜそれが重要なのか 典型的な受け入れ
巻数比 出力電圧を設定します 仕様の±3%
一次インダクタンス (Lp) フライバックに蓄積されたエネルギーを制御 目標値の±10%
漏れインダクタンス スイッチに電圧スパイクを引き起こす Lp の 3 ～ 5% 以下
絶縁 (ハイポット、プリ秒) ユーザーの安全保護 AC3.75kVでも破壊なし（強化型）
直流抵抗 銅損に直接影響 仕様内で、同様の巻線間でバランスが取れています
温度上昇 長期的な信頼性 定格負荷で 65 K 未満の上昇

データシート以外にも、工場を訪問するか、プロセス監査をリクエストしてください。 CNC 巻線機、自動インダクタンスと耐衝撃試験、フェライトとワイヤの受入検査記録を確認したいと考えています。ほぼすべての注文に何らかの調整 (巻数比の変更、直立または水平ボビン、短いピンのセットなど) が必要なため、カスタマイズを提供するメーカーと協力することで、数週間に及ぶ再エンジニアリングの時間を節約できます。電気要件を次の方法で送信できます。 カスタマイズページ 最初のサンプルを巻く前に巻線設計をレビューしてもらいます。

よくある質問

50/60 Hz EI トランスをスイッチング電源で使用できますか?

いいえ。積層鋼製 EI 変圧器は高周波で飽和し、渦電流損失が非常に高くなります。変圧器はすぐに過熱し、レギュレータは設計通りに動作しなくなります。スイッチング周波数用に指定されたフェライト EI トランスを使用してください。

フライバックトランスのEEコアとEIコアの違いは何ですか?

どちらも 2 つのフェライト半体で構成されています。 EI コアは 1 つの E 型ピースと 1 つの I 型ピースを使用します。実際には、ギャップは通常、E ピースの中央脚で研削されます。 EE コアは、小型または低電力の部品によく使用されます。ほとんどの小型スイッチング電源では、センターレッグのギャップを制御しやすいため、EI コアが一般的です。

EI フェライト コアの電力を推定するにはどうすればよいですか?

面積積法を使用します。コアは十分な断面積 A を提供する必要があります。 e と窓エリアA w 周波数、磁束密度、電流密度の積を処理します。実際には、ほとんどのエンジニアは、選択したスイッチング周波数のメーカーの電力表を読み、プロトタイプで検証します。

小型 EI 変圧器には安全認証が必要ですか?

主電源が絶縁された電源の場合は、可能です。強化絶縁には、適切な沿面距離と絶縁体間の距離に加えて、通常 3.75 kV AC 以上での耐電圧試験が必要です。家庭用および IT 機器は通常、IEC 62368-1 に準拠します。医療設計には 2 MOPP 絶縁が必要です。変圧器工場は、適切な証明書を備えた材料を供給できる必要があります。

要約すると、スイッチング電源用の小型 EI トランスは、フライバック エネルギー貯蔵用にギャップが設けられた EI フェライトコア トランスであり、スイッチング周波数、有効コア面積、および熱制限によってサイズが決定されます。最初に周波数を定義し、次にコア サイズ、次に巻線パラメータを定義し、最後に絶縁と熱チェックを行います。研究プロジェクトではなく実際に動作する変圧器が必要な場合は、EI 変圧器を大規模に製造しているメーカーから購入してください。当社は 5,000 平方メートルの自社施設で 15 年以上にわたり EI 変圧器を生産してきました。その背景について詳しくは、 ページについて そして電気仕様について会話を始めてください。

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Ningbo Chuangbiao Electronic Technology Co.、Ltd。

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