JP3623858B2 - High frequency transformer winding - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高周波トランスのコイルとして使用する高周波トランスの巻線に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、例えば、自動車の分野において、充電方式の電池を使用した各種電気自動車が提案され開発されている。
従来の電気自動車用では、この充電方式の電池を用いた場合、充電用の電源として、単純に商用電源周波数の変圧器を用いて所定の電圧に変圧し、ダイオードによって整流して直流電圧を得るか、または商用交流電源を整流して直流に変換し、DC−DCコンバータによって所要の直流電圧を得るものが提案されていた。
【0003】
またこのような充電方式の電池を使用した各種電気自動車では、例えば接触不良防止等の安全対策及び使い易さ等の点から、着脱が容易で、しかも金属導体等による接点の存在しない、所謂非接触方式の充電器が要望され、検討されている。
【0004】
そこで、このような非接触方式の充電器として、例えば挿脱自在の1次コアに1次巻線を巻装するとともに、この1次側から分離・固定された2次コアに2次巻線を巻装したトランスが提案されている。
通常このような充電器にあっては、大電力を要するからトランスがどうしても大型化しやすいが、これはスイッチング周波数を高くした高周波トランスを使用することで解決できるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのような高周波トランスに使用する巻線としては、例えば断面丸形の導線等が考えられるが、このような導線の場合には、1次巻線と2次巻線の結合度が低下し、漏れ磁束が生じる等の不都合を生じている。
そこでこのような巻線として、例えば銅箔を使用したものが提案されている。即ち、これは、薄板状の銅製導体を円形状にくり抜いたものを所定枚数用意し、これらを溶接したり、連続して形成された薄板状の銅製導体を折曲して形成したものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような銅箔を使用する巻線は、結合度は良好であるが、渦電流損が大きくなり、巻線の温度上昇という問題とともに出力電力の効率向上が思うほど図れないという問題を生じている。
【0007】
そこで、この発明は、上記した事情に鑑み、渦電流損を抑えることができ、出力電力の効率を有効に向上させることができる高周波トランスの巻線を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
即ち、この請求項1に記載の発明は、高周波トランスのコイルとして使用する高周波トランスの巻線であって、表面が絶縁された銅線等の良導体を使用した導線を2本縦にまとめて固着させたもの、すなわち導線集合体を多数本用意し、これらを成形型の内周壁に沿って巻装して導線が上下2段に積層された断面矩形状の帯状コイルを形成し、前記導線集合体どうしを巻装の際に接着剤を滴下させながら巻装し、この帯状コイルを巻線として適宜のコアに巻装させて高周波トランスのコイルとして構成したものである。
【0009】
また、この請求項2に記載の発明は、帯状コイルが導線を複数本撚りあわせて形成されたリッツ線からなるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参照しながら説明する。
図1はこの発明に係る高周波トランスの巻線を示すものであり、この高周波トランスの巻線1は、外周面に絶縁性の被覆膜が塗布された各導線10を各ターンにつき一例として上下2段に積層したものであって、断面矩形状を有する(帯状コイル)とともに真円形状に都合4ターン(勿論この巻数に限定しない)巻回し、図4に示す高周波トランスの2次側のコア3の巻線3Aとして使用している。またこの実施例では、この他に同一断面形状の巻線を4ターン(勿論この巻数に限定しない)巻回して1次側のコア4の巻線4Aとしても使用している。
【0011】
巻線1は、図2に示すように一例として、導線10を上下2段に整列させ平行状態に配設して互いの導線10間の隙間を埋めるように適宜の(絶縁性)樹脂で一体にまとめて固着させてあり、特にここでは接着剤(樹脂)として熱硬化性のものが使用されている。
この実施例の巻線1の形状は、全体として(引出し部分を除く)真円形状となるように構成してあるが、適宜の形状(この実施例では例えば図3に示す内部空間が略円筒状のもの)を有する成形型1Aにあわせてその内部にすきまなく密巻状態で配設して成形すればよい。なお、この実施例では導線10に撚りをかけていないが、勿論撚り線(リッツ線)を使用してもよい。
【0012】
即ちこの巻線1は、図3に示すように、例えばまず初めに導線2本を縦にまとめて固着させた(結束導線11)もの(横方向にはある程度の可撓性を有する)を多数本用意しておき、これらの導線集合体11をそれぞれ順に成形型1Aの内周壁に沿って配置(巻装)していき、断面矩形状(ほぼ平板状)となるようにようにすればよいが、この他にも適宜の方法が採用可能である。また、各導線集合体11どうしは巻装の際に接着剤を滴下させながら巻装させればよい。
【0013】
次に、この実施例に係る高周波トランスの巻線として使用したときに得られる電力(変換)効率について説明する。
図5に示すように、同じサイドバイサイド型高周波トランスのコイルとしてこの実施例の巻線1を使用したものと銅箔を使用した巻線のものとの2種について、適宜の回路を用いて出力電流、出力電圧、出力電力及び電力効率等に関する実験を行った。なお、ここで入力電圧は50V、100kHzの矩形波とした。
このときの各電力効率η、即ち入力電力PI に対する出力電力PO の比つまりη=PO /PI を求めたところ、図5に示すような結果が得られた。なお、ここで実線Xがこの実施例に係る巻線1を使用したトランス、破線Yが銅箔を使用したトランスでのデータである。 この図5に示すグラフからわかるように、コイルに巻線1を使用したものが銅箔を使用したものよりも常に電力効率が高いことがわかる。
【0014】
なお、この発明では、特にこの実施例のような真円形状に導線を結束させて巻装させた構成のものに限定されるものではなく、例えば図6に示すように方形状に形成したコイル2や図示外の多角形状(例えば六角形や八角形)等に形成したコイル等、各種形状のものが適用可能である。
【0015】
【発明の効果】
以上説明してきたようにこの発明によれば、銅線等の良導体を使用した導線を断面帯状に多数集合させるとともに、この集合させた導線を一体に接着・固化させてこの帯状導線を適宜の形状に複数回巻装させ薄板状の帯状コイルを形成し、この帯状コイルを巻線として適宜のコアに巻装させて高周波トランスのコイルとして構成してあり、渦電流損の減少を効率的に抑えることができ、その結果出力電力の高効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る高周波トランスの巻線を示す概略斜視図。
【図2】図1に示す巻線の断面図。
【図3】図1に示す巻線の形成方法を示す説明図。
【図4】図1に示す巻線を使用した高周波トランスを示す概略断面図(インサート型)。
【図5】図1に示す巻線と銅箔を用いたコイルとの電力効率の比較実験の結果を示すグラフ。
【図6】この発明の他の実施例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
1、2 巻線
10 導線
11 導線集合体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding of a high frequency transformer used as a coil of a high frequency transformer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, in the field of automobiles, various electric vehicles using a charging type battery have been proposed and developed.
In a conventional electric vehicle, when a battery of this charging method is used, as a power source for charging, it is simply transformed to a predetermined voltage using a transformer having a commercial power frequency, and rectified by a diode to obtain a DC voltage. Alternatively, it has been proposed that a commercial AC power supply is rectified and converted to DC and a required DC voltage is obtained by a DC-DC converter.
[0003]
Further, in various electric vehicles using such a charging type battery, for example, from the viewpoint of safety measures such as prevention of contact failure and ease of use, it is easy to attach and detach, and there is no contact by a metal conductor or the like, so-called non-contact. Contact-type chargers are desired and are under consideration.
[0004]
Therefore, as such a non-contact type charger, for example, a primary winding is wound around a detachable primary core, and a secondary winding is separated from a secondary core separated and fixed from the primary side. A transformer wrapped around is proposed.
Usually, in such a charger, a large amount of power is required because the transformer requires a large amount of power, but this can be solved by using a high-frequency transformer with a high switching frequency.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a winding used in such a high-frequency transformer, for example, a conducting wire having a round cross section is conceivable. However, in such a conducting wire, the degree of coupling between the primary winding and the secondary winding decreases. This causes inconveniences such as leakage magnetic flux.
Therefore, as such a winding, for example, a copper foil is proposed. That is, this is prepared by preparing a predetermined number of thin copper conductors cut into a circular shape and welding them or bending a thin copper conductor formed continuously. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, windings using such copper foil have good coupling, but the eddy current loss increases, and the problem is that the efficiency of the output power cannot be improved as much as the temperature of the windings rises. Has occurred.
[0007]
In view of the above-described circumstances, an object of the present invention is to provide a winding of a high-frequency transformer that can suppress eddy current loss and can effectively improve the efficiency of output power.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In other words, the invention according to
[0009]
In the invention according to
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a winding of a high-frequency transformer according to the present invention. The winding 1 of this high-frequency transformer has a
[0011]
As an example, as shown in FIG. 2, the
The shape of the
[0012]
That is, as shown in FIG. 3, the
[0013]
Next, the power (conversion) efficiency obtained when used as the winding of the high-frequency transformer according to this embodiment will be described.
As shown in FIG. 5, the output current of the same side-by-side type high-frequency transformer using the
Each power efficiency η at this time, that is, the ratio of the output power P O to the input power P I, that is, η = P O / P I was obtained, and the result shown in FIG. 5 was obtained. Here, the solid line X is data in the transformer using the
[0014]
Note that the present invention is not particularly limited to a configuration in which a conducting wire is bundled and wound in a perfect circle shape as in this embodiment, for example, a coil formed in a square shape as shown in FIG. Various shapes such as a coil formed in a polygonal shape (for example, hexagonal shape or octagonal shape) and the like not shown are applicable.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a large number of conductive wires using a good conductor such as a copper wire are assembled in a cross-sectional strip shape, and the assembled conductive wires are integrally bonded and solidified to form an appropriate shape for the strip conductive wire. Is formed as a coil of a high-frequency transformer by winding the strip coil around a suitable core as a winding to efficiently suppress the reduction in eddy current loss. As a result, the efficiency of the output power can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing windings of a high-frequency transformer according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of the winding shown in FIG.
3 is an explanatory view showing a method of forming the winding shown in FIG. 1. FIG.
4 is a schematic cross-sectional view (insert type) showing a high-frequency transformer using the winding shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a graph showing a result of a comparative experiment of power efficiency between the winding shown in FIG. 1 and a coil using copper foil.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2
Claims (2)
表面が絶縁された銅線等の良導体を使用した導線(10)を2本縦にまとめて固着させたもの、すなわち導線集合体(11)を多数本用意し、これらを成形型(1A)の内周壁に沿って巻装して導線(10)が上下2段に積層された断面矩形状の帯状コイルを形成し、前記導線集合体(11)どうしを巻装の際に接着剤を滴下させながら巻装し、
この帯状コイルを巻線(1) , (2)として適宜のコアに巻装させて高周波トランスのコイルとして構成したことを特徴とする高周波トランスの巻線。A winding of a high-frequency transformer used as a coil of a high-frequency transformer,
Two conductors (10) using a good conductor such as a copper wire whose surface is insulated are vertically fixed together, that is, a large number of conductor assemblies (11) are prepared, and these are formed in the mold (1A). Wrapping along the inner peripheral wall to form a strip-like coil having a rectangular cross section in which the conductive wire (10) is laminated in two stages, and an adhesive is dropped when winding the conductive wire assemblies (11). While winding,
A winding of a high frequency transformer, wherein the strip coil is wound around a suitable core as windings (1) and (2) and configured as a coil of a high frequency transformer.
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