トランスコア
トランスを製造する場合、メーカーは2つのインダクタ間で最大の磁気結合を達成しようとします。磁気結合は、強磁性体または鉄粉を磁気コアとして使用することにより、何倍にも増やすことができます。強磁性コアに巻き付けられたインダクタのペアは、空芯トランスよりも優れた結合係数を持っています。ただし、強磁性コアの使用には独自の制限があります。強磁性コアは、ヒステリシスと渦電流のためにいくらかのエネルギー損失があり、電流容量によっても制限されます。これらの制限に加えて、コア材料の選択はトランスの周波数範囲も制限します。使用するコアの種類に応じて、トランスは次のように分類されます。積層鉄変圧器:これらの変圧器は、コア材料としてケイ素鋼を使用しています。ケイ素鋼は、変圧器鉄または単に鉄としても知られています。ケイ素鋼は、渦電流とヒステリシスによる損失を回避するために層状に積層されています。渦電流は、磁性材料が磁化されると流れる円形電流です。渦電流はコアを熱の形でエネルギーを失います。ヒステリシスは、磁心が変動する磁束を受け入れる傾向です。ヒステリシスと渦電流損失のため、これらのトランスは60Hzの周波数とオーディオ範囲の他の低周波数にのみ適しています。周波数が数キロヘルツを超えると、コアの内部損失は実現可能な限界を超えて増加します。
フェライトコア:フェライトコアは透磁率が高く、必要なコイル巻数が少なくて済みます。しかし、数メガヘルツを超える周波数では、そのようなコアは渦電流とヒステリシスのために大きなエネルギー損失を示し始めます。そのため、これらのトランスは数メガヘルツまでのオーディオ周波数に適しています。
粉末鉄コア:粉末鉄は、ヒステリシスと渦電流により、フェライトコアよりも透磁率が高く、損失が低くなります。周波数が増加するにつれて、高透磁率の必要性は減少する。鉄粉コアを備えた変圧器は、最大100MHzの非常に高い周波数に適しています。100MHzを超える非常に高い周波数で高い透磁率を達成する必要がないため、エネルギー効率が高いため、空芯変圧器の方が適しています。
空芯変圧器:空芯変圧器では、一次コイルと二次コイルの両方が反磁性材料に巻き付けられています。このような変圧器の磁気結合は空気を介して発生します。このようなトランスでは、両方のコイルのインダクタンスが低いだけでなく、相互インダクタンスも非常に低いため、コイル間の磁気結合は非常に小さくなります。これらの変圧器は、ヒステリシスや渦電流によってエネルギーを失うことはなく、大電流を調整することもできます。このタイプの変圧器は、配電変圧器など、エネルギー効率が主な関心事である高電圧アプリケーションに適しています。これらは、100MHzを超える超高RFアプリケーションにも適しています。高い無線周波数では、必要なインダクタンス値が低く、空芯インダクタで簡単に達成できます。