「伝送線路トランス」という言葉が一般的な用語かどうかよくわからないのですが、トロイダル・コア活用百科ではこのような用語になっていました。一応 transmission-line transformer で検索すると使われており、Amidon のドキュメントでも出てきますが……
それはともかく、伝送線路トランスは一見奇妙な感じがして面白いです。とりあえず LTSpice で等価回路を書いて試してみました。
位相反転回路
GND のとりかたが入力側と出力側で逆なので位相が反転します。
この回路、L1 と L2 が結合しているため、これらで1つのコモンモードチョークとして働いてアイソレーションされるために位相反転ができているのですが、なんとかく不思議な感じがします。
自分の中では「コモンモードチョーク」はノーマルモードに影響を与えないイメージなのですが、「コモンモードチョーク」があるおかげでノーマルモードの位相反転ができているのです。ぱっと見だと結線されていない GND 経由 の電流 (すなわちコモンモード) が阻止されることを強くイメージする必要があります。
ところで、結合係数を減らすとどうなるか見てみます。
これはつまりコモンモードチョークとしての機能が失われている場合です。高い結合が得られていない限り機能しなくなくなることがわかりました。
インピーダンス変換器
1:4 のインピーダンス変換器もシミュレーションしてみました。
純伝送線路トランス
伝送線路トランスを2つ使い、入力を並列、出力を直列にすることで、出力電圧を倍にできる (出力電流は半分) という回路です。単純に、それぞれの入出力がアイソレーションされていると考えると動きそうだなというイメージはできます。
が、やはり一見奇妙に見えます。
伝送線路的トランス
入力信号にトランスの出力を重合する形で出力電圧を倍にする回路です。広域が犠牲になる代わりに純伝送線路トランスよりコアの数を減らせるメリットがあります。実際の回路だとこちらのほうが良く見ます。
ぱっと見だと完全に意味不明ですが「重ねあわせる」ことを意識すると理解できるようなできないような感じがします。
通常のトランスとの違い
通常のトランスは、一旦電気エネルギーを磁気エネルギーに変換して再度電気エネルギーに変換するという動作をします。なので、高い結合係数と低いコア損失を同時に実現できなければいけません。
伝送線路トランスはコモンモードのアイソレーションによって実現されており、磁気エネルギーはメインのエネルギー伝達に使われていないので、結合係数が高ければコア損失が多少あっても問題になりません。
