CN106252031B - 磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置 - Google Patents

磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106252031B
CN106252031B CN201610319086.3A CN201610319086A CN106252031B CN 106252031 B CN106252031 B CN 106252031B CN 201610319086 A CN201610319086 A CN 201610319086A CN 106252031 B CN106252031 B CN 106252031B
Authority
CN
China
Prior art keywords
winding
bobbin
gap
insulating member
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610319086.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106252031A (zh
Inventor
中川义健
山川岳彦
藤村元彦
加藤彰
崎山一幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN106252031A publication Critical patent/CN106252031A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106252031B publication Critical patent/CN106252031B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2876—Cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325—Coil bobbins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/06—Insulation of windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H01F2005/025—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers wound on coaxial arrangement of two or more formers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33571—Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

本发明提供一种磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置，实现磁性器件的进一步改善。本发明的一个方式的磁性器件具有绕线和包围绕线的多个绝缘部件。多个绝缘部件分别与绕线接触，多个绝缘部件中的在绕线的卷绕方向上相邻的2个绝缘部件之间分别设置有间隙。

Description

磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置
技术领域
本发明涉及一种磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置。
背景技术
近年来，为了克服环境问题、能源问题，功率电子学备受瞩目。功率变换电路大多要求高电压、大电流的工作。伴随于此，要求确保使用于功率变换电路的变压器的绝缘性、以及绕线、芯的散热对策。
专利文献1公开了一种以往的变压器，其将一次绕线与二次绕线卷绕成同一圆状，利用导热率高的热固化性的绝缘树脂模制绕线。
专利文献1：日本专利第3481541号公报
发明内容
但是，在上述专利文献1中，谋求进一步的改善。
为了解决上述课题，本发明的一方式的磁性器件具有绕线和包围所述绕线的多个绝缘部件，所述多个绝缘部件分别与所述绕线接触，所述多个绝缘部件中的在所述绕线的卷绕方向上相邻的2个绝缘部件之间分别设置有间隙。
根据本方式，能够实现进一步的改善。
附图说明
图1是表示实施方式1的变压器的构造的一个例子的立体图。
图2是包含实施方式1的变压器的卷轴的面的剖面图。
图3是实施方式1的变压器的分解立体图。
图4是垂直于实施方式1的变压器的卷轴方向的面的剖面图。
图5是表示包含比较例的变压器的卷轴的面的截面上的热分布的一个例子的图。
图6是表示包含实施方式1的变压器的卷轴的面的截面上的热分布的一个例子的图。
图7是外侧线圈架的端部的形状的一个例子的XZ面的剖面图。
图8是表示外侧线圈架的端部的形状的一个例子的XZ面的剖面图。
图9是表示外侧线圈架的端部的形状的一个例子的XZ面的剖面图。
图10是表示外侧线圈架的端部的形状的一个例子的XZ面的剖面图。
图11是垂直于实施方式1的变形例的变压器的构造的卷轴方向的面的剖面图。
图12是简要地表示实施方式1的芯的构造的变形例的立体图。
图13是实施方式2的变压器的分解立体图。
图14是垂直于实施方式2的变压器的卷轴方向的面的剖面图。
图15是表示外侧线圈架的端部的形状的一个例子的XZ面的剖面图。
图16是实施方式3的变压器的分解立体图。
图17是垂直于实施方式3的变压器的卷轴方向的面的剖面图。
图18是表示实施方式4的变压器的分解立体图。
图19是垂直于实施方式4的变压器的卷轴方向的面的剖面图。
图20是实施方式5的变压器的分解立体图。
图21是垂直于实施方式5的变压器的卷轴方向的面的剖面图。
图22是表示实施方式5的芯的构造的变形例的图。
图23是表示实施方式5的芯的构造的变形例的图。
图24是垂直于实施方式5的线圈器件的卷轴方向的面的剖面图。
图25是表示移相型全桥电路的一个例子的电路图。
图26是表示LLC谐振型半桥电路的一个例子的电路图。
图27是表示比较例的变压器的构造的剖面图。
图28是表示另一比较例的变压器的构造的剖面图。
附图标记说明
101、101A～101E 变压器
103 外侧线圈架
103M、103P、103X 第1线圈架部件
103N、103Q、103Y 第2线圈架部件
103R 第3线圈架部件
105 间隙
106 内侧绕线
200 移相型全桥电路
202 晶体管
204 整流电路
300 LLC谐振型半桥电路
具体实施方式
(作为本发明的基础的认知)
首先，对作为本发明的基础的认知进行说明。
图27表示比较例的变压器。在图27中，绕线908a及绕线908b是一次绕线，绕线909a及绕线909b是二次绕线。在图27的变压器中，为了使这些绕线的散热性提高，由导热率高的封闭树脂903对这些绕线进行模制。
图28表示另一比较例的变压器。在图28中，在内侧绕线911的外侧卷装有外侧绕线912。在卷绕这些绕线后，由导热率高的热固化性的绝缘树脂对绕线进行模制。此外，内侧绕线911作为一次绕线起作用，外侧绕线912作为二次绕线起作用。在图28中，为了应对将内侧绕线911卷装在内侧线圈架914时产生的卷绕过松，在外侧线圈架913与内侧绕线911之间设有空气层。
图27所示的变压器具有用于提高一次绕线及二次绕线的散热性的封闭树脂903导致变压器的重量增加的课题。
图28所示的变压器具有在通过卷绕外侧绕线912而向外侧线圈架913施加卷绕压的情况下，外侧线圈架913朝向空气层挠曲的课题。如果该挠曲过大，则可能使外侧线圈架913破损。
另外，在图28所示的变压器中，内侧绕线911的卷绕过松或卷绕过紧的偏差使内侧绕线911与外侧绕线912之间的距离产生偏差，由此，具有漏电感不均这样的课题。
因此，本发明人们研究了使线圈架与绕线紧密接触的磁性器件。由此，绕线的热量通过线圈架散热。例如，即使在为了轻量化而减少封闭树脂的情况下，也可维持高散热性。
通过以上考察，本发明人们做出本发明。
(实施方式的概要)
本发明的一方式的磁性器件具有卷绕导线的绕线和配置于比所述绕线靠外周侧的线圈架。所述线圈架包含第1线圈架部件和第2线圈架部件，所述第1线圈架部件的端部与所述第2线圈架部件的端部相对。所述绕线和所述第1线圈架部件彼此相接设置，所述绕线和所述第2线圈架部件彼此相接设置。在所述绕线的环绕方向上，在所述第1线圈架部件的端部与所述第2线圈架部件的端部之间设置有间隙。
根据本方式，即使在绕线卷绕过松的情况下、绕线卷绕过紧的情况下，也能够使绕线、第1线圈架部件及第2线圈架部件适当地接触。因此，即使绕线发热，也能够经由第1线圈架部件及第2线圈架部件适当地散热。在减少或削减树脂模制的情况下，能够确保绕线的散热性，并且使磁性器件轻量化。另外，由于内侧绕线与外侧绕线之间的距离由线圈架厚度规定，并且恒定，所以即使在绕线卷绕过松的情况下、绕线卷绕过紧的情况下也都使漏电感稳定。
在上述方式中，所述线圈架也可以含有第3线圈架部件。所述第1线圈架部件的另一端部也可以与所述第3线圈架部件的一个端部相对。所述第2线圈架部件的另一端部也可以与所述第3线圈架部件的另一端部相对。所述绕线和所述第3线圈架部件也可以彼此相接地设置。在所述绕线的环绕方向上，可以在所述第1线圈架部件的端部与所述第3线圈架部件的端部之间设置间隙。在所述绕线的环绕方向上，可以在所述第2线圈架部件的端部与所述第3线圈架部件的端部之间设置间隙。
此外，“第1线圈架部件”是“第1绝缘部件”的一个例子，“第2线圈架部件”是“第2绝缘部件”的一个例子，“第3线圈架部件”是“第3绝缘部件”的一个例子。
在该情况下，即使在绕线卷绕过松的情况下、绕线卷绕过紧的情况下，也能够使绕线、第1、第2及第3线圈架部件更适当地接触，并且能够经由这些线圈架部件使绕线的热散热。
在上述方式中，所述绕线也可以将所述导线卷绕形成为具有短边区域和长边区域的形状。所述第1线圈架部件的所述端部和所述第2线圈架部件的所述端部也可以形成在与所述绕线的短边区域相对的位置。
在该情况下，能够使绕线的长边区域与第1及第2线圈架部件适当地接触。由此，能够确保相对较大的接触面积，并且能够经由第1线圈架部件及第2线圈架部件适当地使绕线的热散热。
在上述方式中，所述绕线也可以将所述导线卷绕形成为具有短边区域和长边区域的形状。所述第1线圈架部件的所述端部与所述第2线圈架部件的所述端部也可以形成在与所述短边区域相对的位置和与所述长边区域相对的位置之间。
在该情况下，能够使绕线的长边区域与第1线圈架部件更适当地接触，并且，能够使绕线的短边区域与第2线圈架部件更适当地接触。或者，能够使绕线的短边区域与第1线圈架部件更适当地接触，并且能够使绕线的长边区域与第2线圈架部件更适当地接触。结果，即使在绕线的卷绕存在偏差的情况下，也能够经由第1线圈架部件及第2线圈架部件使绕线的热量适当地散热。
此外，“绕线的长边区域”是“绕线的第1部分”的一个例子，“绕线的短边区域”是“绕线的第2部分”的一个例子。另外，“绕线的长边区域”是“绕线的直线部”的一个例子。绕线的长边区域及/或直线部的长度比例如绕线的1周的长度的1/4长。
在上述方式中，所述第1线圈架部件的所述端部、及所述第2线圈架部件的所述端部也可以具有阶梯状的面。
在该情况下，所述第1及第2线圈架部件的端部的从内周侧向外周侧的爬电距离变长。因此，提高绝缘性。
在上述方式中，所述第1线圈架部件的端部与所述第2线圈架部件的端部的一方具有与另一方卡合的返回构造。
在该情况下，第1线圈架部件和第2线圈架部件很难脱落。结果，能够防止在线圈架卷绕绕线的情况下的松弛。
本发明的一方式的功率变换装置具有上述各方式的任一种的磁性器件、以及与所述绕线连接的功率变换电路。
根据本方式，能够经由第1线圈架部件及第2线圈架部件使因功率变换电路的工作产生于绕线的热量经由第1线圈架部件及第2线圈架部件适当地散热。
参照附图，对以下本发明的一实施方式进行说明。此外，在各图中，对于相同的构成要素使用相同的附图标记。
此外，以下说明的实施方式都表示概括或具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接方式等仅是一个例子，不是限定本发明的主旨。另外，在以下实施方式的构成要素中，将表示最上位概念的独立权利要求所未记载的构成要素作为任意的构成要素进行说明。
(实施方式1)
图1是简要地表示实施方式1的变压器的构造101的立体图。图2是包含图1所示的变压器101的卷轴的面(YZ面)的剖面图。图3是表示图1所示的变压器101的分解立体图。图4是垂直于图1所示的变压器101的卷轴方向(Z轴)的面(XY面)上的剖面图。变压器101是本发明中的“磁性器件”的一个例子。
变压器101使用于例如DC－DC转换器等功率变换电路。使用图1至图4对变压器101的构造进行说明。
变压器101具有内侧线圈架102、内侧绕线106、外侧线圈架103、外侧绕线104、以及芯107。
内侧线圈架102由例如绝缘树脂构成。内侧线圈架102包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的内侧四棱柱102A、形成于内侧四棱柱102A的一端的内侧上凸缘102B、以及形成于另一端的内侧下凸缘102C。
内侧绕线106由例如单线、利兹线等导线构成。内侧绕线106卷装于内侧线圈架102。如图4所示，内侧绕线106将导线卷绕形成为具有平行于Y方向的短边区域SA和平行于X方向的长边区域LA的形状。
外侧线圈架103由例如绝缘树脂构成。外侧线圈架103包含第1线圈架部件103X和第2线圈架部件103Y。第1线圈架部件103X和第2线圈架部件103Y具有同一形状，在从Z方向观察时，形成为方的U形。第1线圈架部件103X的端部与第2线圈架部件103Y的端部相对。在内侧绕线106的卷绕方向上，在第1线圈架部件103X的端部与第2线圈架部件103Y的端部之间设置有间隙105。间隙105的大小例如可以比0mm大、且在3mm以下。
第1线圈架部件103X和第2线圈架部件103Y分别包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的外侧四棱柱103A、形成于外侧四棱柱103A的一端的外侧上凸缘103B、以及形成于另一端的外侧下凸缘103C。之后对第1线圈架部件103X的端部及第2线圈架部件103Y的端部的形状进行说明。
外侧绕线104由例如单线、利兹线等导线构成。外侧绕线104卷装于外侧线圈架103。
芯107由例如铁氧体、铁粉芯或非晶质合金等磁性材料构成。芯107包含芯107A和芯107B。芯107A和芯107B具有同一形状，在从X方向观察时形成为E形。以下，有时将芯107A和芯107B统称为芯107。
如图4所示，外侧线圈架103的间隙105设置在与内侧绕线106的短边区域相对的位置。由此，外侧线圈架103和内侧绕线106的长边区域彼此相接。
在组装变压器101时，首先，在内侧线圈架102的内侧四棱柱102A卷装内侧绕线106。接着，以使外侧四棱柱103A与内侧绕线106相接的方式在XY平面上滑动地配置外侧线圈架103。接着，在外侧四棱柱103A卷装外侧绕线104。最后，在ZY平面上滑动地配置芯107。
如果内侧绕线106卷绕过松，则外侧线圈架103的间隙105变大，如果内侧绕线106卷绕过紧，则间隙105变小。因此，无论哪种情况，内侧绕线106的一对长边区域与外侧线圈架103都适当地相接。其结果是，能够将内侧绕线106的热量适当地向外侧线圈架103传递，内侧绕线106的散热性提高。
接着，对比较本实施方式的线圈器件与比较例的线圈器件的绕线的热分析结果的例子进行说明。
图5表示具有比较例的构造的线圈器件中的包含卷轴的平面(YZ平面)的温度分布。图6表示本实施方式的线圈器件中的包含卷轴的平面(YZ平面)的温度分布。
在图6所示的热分析中，作为本实施方式的线圈器件，使用了具有图4所示的构造的线圈器件。该线圈器件在与绕线的短边区域相对的位置设置有间隙。绕线112的长边区域与线圈架111相接。
另一方面，作为比较例的线圈器件，使用了具有图28所示的构造的线圈器件。即，在图5的热分析中使用的线圈器件中，未在外侧线圈架913的接合部915设置间隙，而是在绕线112与线圈架111之间设置有空气层114。
在图5、图6中，在没有芯及外侧绕线的状态下进行了热分析。对各线圈器件而言，都给内侧绕线带来了损耗(10W)。环境温度被设为25℃。以与各线圈器件的底面接触的方式配置散热器113，并且将散热器113的温度设为15℃。
相对于在图5中，绕线112的温度的最大值达到47.5℃的情况，在图6中，绕线112的温度的最大值被抑制为37.5℃。根据该结果可知，在本实施方式的构造中，与比较例的构造相比，能够抑制绕线的温度上升。
图7、图8是表示第1线圈架部件103X的端部103Xt及第2线圈架部件103Y的端部103Yt的形状的一个例子的XZ面的剖面图。
在图7中，第1线圈架部件103X的端部103Xt包含基准端部103Xa和从基准端部103Xa突出的突出端部103Xb。第2线圈架部件103Y的端部103Yt包含基准端部103Ya和从基准端部103Ya突出的突出端部103Yb。第1线圈架部件103X的端部103Xt与第2线圈架部件103Y的端部103Yt彼此相对。
具体而言，第1线圈架部件103X的突出端部103Xb与第2线圈架部件103Y的基准端部103Ya隔着间隙105相对，第2线圈架部件103Y的突出端部103Yb与第1线圈架部件103X的基准端部103Xa隔着间隙105相对。另外，第1线圈架部件103X的突出端部103Xb与第2线圈架部件103Y的突出端部103Yb在X方向上相邻。
换言之，第1线圈架部件103X的端部103Xt具有包含基准端部103Xa的端面、以及突出端部103Xb的端面及侧面的阶梯状的端面。第2线圈架部件103Y的端部103Yt具有包含基准端部103Ya的端面、以及突出端部103Yb的端面及侧面的阶梯状的端面。这2个阶梯状的端面彼此相对。
在图8中，第1线圈架部件103X的端部103Xt在基准端部103Xa与突出端部103Xb之间包含倾斜面103Xc。第2线圈架部件103Y的端部103Yt在基准端部103Ya与突出端部103Yb之间包含倾斜端面103Yc。
在图8中，第1线圈架部件103X的突出端部103Xb与第2线圈架部件103Y的基准端部103Ya隔着间隙105相对，第2线圈架部件103Y的突出端部103Yb与第1线圈架部件103X的基准端部103Xa隔着间隙105相对。另外，第1线圈架部件103X的倾斜端面103Xc与第2线圈架部件103Y的倾斜端面103Yc隔着间隙105相对。
换言之，第1线圈架部件103X的端部103Xt具有包含基准端部103Xa的端面、突出端部103Xb的端面以及倾斜端面103Xc的阶梯状的端面。第2线圈架部件103Y的端部103Yt具有包含基准端部103Ya的端面、突出端部103Yb的端面以及倾斜端面103Yc的阶梯状的端面。这2个阶梯状的端面彼此相对。
如图7、图8那样，由于第1线圈架部件103X的端部103Xt及第2线圈架部件103Y的端部103Yt分别具有阶梯状的端面，能够在不损失内侧绕线106的散热性的情况下，延长内侧绕线106与外侧绕线104之间的外侧线圈架103的爬电距离。结果，能够提高绝缘性。
图9、图10是表示第1线圈架部件103X的端部103Xt及第2线圈架部件103Y的端部103Yt的形状的其他例子的XZ面的剖面图。
在图9中，第1线圈架部件103X的突出端部103Xb在其前端包含沿X方向延伸的卡合端部103Xd。第2线圈架部件103Y的突出端部103Yb在其前端包含向X方向突出形成的半圆状的卡合端部103Yd。
在图9中，第1线圈架部件103X的突出端部103Xb与第2线圈架部件103Y的基准端部103Ya隔着间隙105相对，第2线圈架部件103Y的突出端部103Yb与第1线圈架部件103X的基准端部103Xa隔着间隙105相对。
在图9中，如果拓宽间隙105，则第1线圈架部件103X的卡合端部103Xd与第2线圈架部件103Y的卡合端部103Yd卡合。
换言之，第1线圈架部件103X的端部103Xt具有通过基准端部103Xa、突出端部Xb、以及卡合端部103Xd划分出的凹部。第2线圈架部件103Y的端部103Yt作为卡合端部103Yd具有凸部。第2线圈架部件103Y的端部103Yt的凸部与第1线圈架部件103X的端部103Xt中的凹部卡合。
图10所示的构造仅在第2线圈架部件103Y的卡合端部103Yd形成为三角状这一点上与图9所示的构造不同。
如图9、图10那样，由于在第1线圈架部件103X的端部103Xt设置有卡合端部103Xd，在第2线圈架部件103Y的端部103Yt设置有卡合端部103Yd，所以在卷装外侧绕线104时，第2线圈架部件103Y难以从第1线圈架部件103X脱落。另外，能够在不损失内侧绕线106的散热性的情况下，延长内侧绕线106与外侧绕线104之间的外侧线圈架103的爬电距离。结果，能够提高绝缘性。
图11是垂直于本实施方式的变形例的变压器101A的卷轴方向的面(XY面)的剖面图。在图11中，内侧绕线16将导线卷绕形成为具备具有沿Y方向延伸的弦的圆弧状区域、以及沿X方向延伸的长边区域的形状。此外，内侧绕线16的圆弧状区域是“拐角部”的一个例子。另外，第1线圈架部件103X和第2线圈架部件103Y具有同一形状，并且在从Z方向观察时形成为U形。即使在这种情况下，由于外侧线圈架103与内侧绕线106在直线部分紧密接触，所以能够得到与变压器101相同的效果。
如以上说明那样，在实施方式1中，外侧线圈架103与内侧绕线106的一对直线部分(即一对长边区域)紧密接触。因此，即使在将外侧绕线104卷绕在外侧线圈架103时向外侧线圈架103施加卷绕压的情况下，在外侧线圈架103也不会产生挠曲，能够减少外侧线圈架103破损的可能性。
在因卷绕时的偏差将内侧绕线106卷绕过紧的情况下，外侧线圈架103的间隙105变小。在因卷绕时的偏差将内侧绕线106卷绕过松的情况下，外侧线圈架103的间隙105变大。无论哪种情况下，内侧绕线106与外侧绕线104之间的距离都由外侧线圈架103的厚度决定，且为恒定。因此，能够降低漏电感的偏差。另外，可以在外侧绕线104的外侧还配置有由同样的构造制成的线圈架。由此，也可以提高外侧绕线104的散热性。
变压器101也可以不具有芯107。
如图3所示的芯107由2个E形的芯107A、107B构成，但并不限于此。芯107也可以由例如E形的芯和I形的芯构成。
图12是简要地表示芯的另一结构例的立体图。如图12所示，也可以采用如下构造：将芯的中央脚被分开、并在从X方向观察呈方的U形的1对芯109沿Z方向嵌合的构造沿Y方向相邻地设有2对。
在如图4所示的例子中，内侧绕线106的卷轴与外侧绕线104的卷轴被共用，但不限于此，内侧绕线106与外侧绕线104也可以共用不同的中心轴。
(实施方式2)
设计者能够基于与实施方式1关联地说明的设计原理，设计各种线圈架。在实施方式2中，对具有在彼此间设有间隙地配置的2个线圈架部件的磁性器件进行说明。
图13是表示实施方式2的变压器101B的分解立体图。图14是垂直于变压器101B的卷轴方向的面(XY平面)的剖面图。此外，包含变压器101B的卷轴的面(YZ面)的剖面图与图2相同。变压器101B是本发明中的“磁性器件”的一个例子。使用图2、图13及图14说明实施方式2的变压器101B的构造。
变压器101B具有内侧线圈架102、内侧绕线106、外侧线圈架103、外侧绕线104、以及芯107。
内侧线圈架102由例如绝缘树脂构成。内侧线圈架102包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的内侧四棱柱102A、形成于内侧四棱柱102A的一端的内侧上凸缘102B、以及形成于另一端的内侧下凸缘102C。
内侧绕线106由例如单线、利兹线等导线构成。内侧绕线106卷装于内侧线圈架102。如图14所示，内侧绕线106将导线卷绕形成为具有平行于Y方向的短边区域和平行于X方向的长边区域的形状。
外侧线圈架103由例如绝缘树脂构成。外侧线圈架103包含第1线圈架部件103P、第2线圈架部件103Q、以及第3线圈架部件103R。第1线圈架部件103P和第2线圈架部件103Q在从Z方向观察时形成为L形。第3线圈架部件103R在从Z方向观察时形成为I形。
第1线圈架部件103P的一个端部与第2线圈架部件103Q的一个端部相对。第1线圈架部件103P的另一端部与第3线圈架部件103R的一个端部相对。第2线圈架部件103Q的另一端部与第3线圈架部件103R的另一端部相对。在内侧绕线106的卷绕方向，在各线圈架部件的端部彼此间设置有间隙105。
第1线圈架部件103P、第2线圈架部件103Q、以及第3线圈架部件103R分别包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的外侧四棱柱103A、形成于外侧四棱柱103A的一端的外侧上凸缘103B、以及形成于另一端的外侧下凸缘103C。
外侧绕线104由例如单线、利兹线等导线构成。外侧绕线104卷装于外侧线圈架103。
芯107由例如铁氧体、铁粉芯或非晶质合金等磁性材料构成。芯107包含芯107A和芯107B。芯107A和芯107B具有彼此相同的形状，在从X方向观察时形成为E形。以下，有时将芯107A和芯107B统称为芯107。
如图14所示，第1线圈架部件103P与第2线圈架部件103Q之间的间隙105设置在与内侧绕线106的短边区域相对的位置。如图14所示，第1线圈架部件103P与第3线圈架部件103R之间的间隙105、以及第2线圈架部件103Q与第3线圈架部件103R之间的间隙105设置在与内侧绕线106的长边区域和短边区域之间的角部相对的位置。由此，外侧线圈架103和内侧绕线106在内侧绕线106的长边区域、以及图14中右侧的短边区域彼此相接。此外，绕线的角部是“拐角部”的一个例子。
在组装变压器101B时，首先，在内侧线圈架102的内侧四棱柱102A卷装内侧绕线106。接着，以使外侧四棱柱103A与内侧绕线106相接的方式在XY平面上滑动地配置外侧线圈架103。接着，在外侧四棱柱103A卷装外侧绕线104。最后，在ZY平面上滑动地配置芯107。
如果内侧绕线106卷绕过松，则外侧线圈架103的间隙105变大，如果内侧绕线106卷绕过紧，则间隙105变小。无论哪种情况下，内侧绕线106的一对长边区域及1个短边区域都与外侧线圈架103适当地相接。结果，能够使内侧绕线106的热量适当地向外侧线圈架103传递，提高内侧绕线106的散热性。
图15是表示第1线圈架部件103P的端部103Pt及第3线圈架部件103R的端部103Rt的形状的一个例子的XZ面的剖面图。
在图15中，第1线圈架部件103P的端部103Pt包含基准端部103Pa和从基准端部103Pa突出的突出端部103Pb。第3线圈架部件103R的端部103Rt包含基准端部103Ra和从基准端部103Ra突出的突出端部103Rb。第1线圈架部件103P的端部103Pt与第3线圈架部件103R的端部103Rt彼此相对。
具体而言，第1线圈架部件103P的突出端部103Pb与第3线圈架部件103R的基准端部103Ra隔着间隙105相对，第3线圈架部件103R的突出端部103Rb与第1线圈架部件103P的基准端部103Pa隔着间隙105相对。另外，第1线圈架部件103P的突出端部103Pb与第3线圈架部件103R的突出端部103Rb在Y方向上相邻。
换言之，第1线圈架部件103P的端部103Pt具有包含基准端部103Pa的端面、以及突出端部103Pb的端面及侧面的阶梯状的端面。第3线圈架部件103R的端部103Rt具有包含基准端部103Ra的端面、以及突出端部103Rb的端面及侧面的阶梯状的端面。这2个阶梯状的端面彼此相对。
如图15那样，由于第1线圈架部件103P的端部103Pt及第3线圈架部件103R的端部103Rt分别具有阶梯状的端面，所以能够在不损失内侧绕线106的散热性的情况下，延长内侧绕线106与外侧绕线104之间的外侧线圈架103的爬电距离。结果，能够提高绝缘性。
此外，在实施方式2中，对于第1线圈架部件103P的端部103Pt及第2线圈架部件103Q的端部103Qt的形状而言，可以采用参照图7～图10说明的形状。通过这些形状，能够得到同样的效果。另外，对于实施方式2的变压器101B的形状而言，也可以采用图11所示的形状。利用该形状也能够得到同样的效果。
如以上说明，在实施方式2中，外侧线圈架103由3个线圈架部件103P、103Q、103R构成。由此，与实施方式1所示的例子相比，内侧绕线106的短边区域与外侧线圈架103接触的部分的接触面积增加。因此，根据实施方式2，与实施方式1相比，能够进一步提高散热性。
由于外侧线圈架103与内侧绕线106的直线部分(长边区域)紧密接触，所以在将外侧绕线104卷绕于外侧线圈架103时，即使向外侧线圈架103施加卷绕压的情况下，在外侧线圈架103也不会发生挠曲，能够降低外侧线圈架103破损的可能性。
内侧绕线106与外侧绕线104之间的距离由外侧线圈架103的厚度决定。因此，能够减少漏电感的偏差。另外，也可以在外侧绕线104的外侧进一步配置由同样的构造制成的线圈架。由此，也能够提高外侧绕线104的散热性。
变压器101B也可以不具有芯107。
图13所示的芯107由2个E形的芯107A、107B构成，但不限于此。芯107可以由例如4个方的U形的芯构成。或者，芯107可以由E形的芯和I形的芯构成。
在图14所示的例子中，内侧绕线106的卷轴和外侧绕线104的卷轴被共用，但是不限于此，内侧绕线106与外侧绕线104也可以共用不同的中心轴。
(实施方式3)
设计者能够基于与实施方式1关联地说明的设计原理，设计各种线圈架。在实施方式3中，对具有在彼此间设有间隙地配置的4个线圈架部件的磁性器件进行说明。
图16是表示实施方式3的变压器101C的分解立体图。图17是垂直于变压器101C的卷轴方向的面(XY平面)的剖面图。此外，包含变压器101C的卷轴的面(YZ面)的剖面图与图2相同。使用图2、图16及图17，对实施方式3的变压器101C的构造进行说明。
变压器101C具有内侧线圈架102、内侧绕线106、外侧线圈架103、外侧绕线104、以及芯107。
内侧线圈架102由例如绝缘树脂构成。内侧线圈架102包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的内侧四棱柱102A、形成于内侧四棱柱102A的一端的内侧上凸缘102B、以及形成于另一端的内侧下凸缘102C。
内侧绕线106由例如单线、利兹线等导线构成。内侧绕线106卷装于内侧线圈架102。如图17所示，内侧绕线106将导线卷绕形成为具有平行于Y方向的短边区域和平行于X方向的长边区域的形状。
外侧线圈架103由例如绝缘树脂构成。外侧线圈架103包含第1线圈架部件103I、第2线圈架部件103J、第3线圈架部件103K、以及第4线圈架部件103L。第1～第4线圈架部件103I、103J、103K、103L在从Z方向观察时形成为L形。
第1线圈架部件103I的一个端部与第2线圈架部件103J的一个端部相对。第1线圈架部件103I的另一端部与第3线圈架部件103K的一个端部相对。第2线圈架部件103J的另一端部与第4线圈架部件103L的一个端部相对。第3线圈架部件103K的另一端部与第4线圈架部件103L的另一端部相对。在内侧绕线106的卷绕方向上，在各线圈架部件的端部彼此之间设置有间隙105。
第1～第4线圈架部件103I、103J、103K、103L分别包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的外侧四棱柱103A、形成于外侧四棱柱103A的一端的外侧上凸缘103B、以及形成于另一端的外侧下凸缘103C。
外侧绕线104由例如单线、利兹线等导线构成。外侧绕线104卷装于外侧线圈架103。
芯107由例如铁氧体、铁粉芯或非晶质合金等磁性材料构成。芯107包含芯107A和芯107B。芯107A和芯107B具有彼此相同的形状，在从X方向观察时形成为E形。以下，有时将芯107A和芯107B统称为芯107。
如图17所示，第1线圈架部件103I与第2线圈架部件103J之间的间隙105、以及第3线圈架部件103K与第4线圈架部件103L之间的间隙105分别设置在与内侧绕线106的长边区域相对的位置。另外，第1线圈架部件103I与第3线圈架部件103K之间的间隙105、以及第2线圈架部件103J与第4线圈架部件103L之间的间隙105分别设置在与内侧绕线106的短边区域相对的位置。
在组装变压器101C时，首先，在内侧线圈架102的内侧四棱柱102A卷装内侧绕线106。接着，以使外侧四棱柱103A与内侧绕线106相接的方式在XY平面上滑动地配置外侧线圈架103。接着，在外侧四棱柱103A卷装外侧绕线104。最后，在ZY平面上滑动地配置芯107。
如果内侧绕线106卷绕过松，则外侧线圈架103的间隙105变大，如果内侧绕线106卷绕过紧，则间隙105变小。无论哪种情况下，包含内侧绕线106的角部的L形的区域都与外侧线圈架103适当地相接。结果，能够使内侧绕线106的热量适当地向外侧线圈架103传递，提高内侧绕线106的散热性。
此外，在实施方式3中，对于第1～第4线圈架部件103I、103J、103K、103L的端部的形状而言，可以采用参照图7～图10说明的形状。通过这些形状，能够得到同样的效果。另外，对于实施方式3的变压器101C的形状而言，可以采用图11所示的形状。利用该形状也能够得到同样的效果。
如以上说明那样，在实施方式3中，外侧线圈架103由4个线圈架部件103I、103J、103K、103L构成。由此，与实施方式1比较，内侧绕线106与外侧线圈架103的接触面积增加。因此，根据实施方式3，与实施方式1相比，能够进一步提高散热性。另外，实施方式2的外侧线圈架103由2种线圈架部件构成，但实施方式3的外侧线圈架103可以由例如1种线圈架部件构成。由此，能够减少必要的部件。
由于外侧线圈架103与包含内侧绕线106的角部的L形的区域紧密接触，所以即使在将外侧绕线104卷绕在外侧线圈架103时向外侧线圈架103施加卷绕压的情况下，外侧线圈架103也不会产生挠曲，能够减少外侧线圈架103破损的可能性。
内侧绕线106与外侧绕线104之间的距离由外侧线圈架103的厚度决定。因此，能够减少漏电感的偏差。另外，也可以在外侧绕线104的外侧进一步配置由同样的构造制成的线圈架。由此，也能够提高外侧绕线104的散热性。
变压器101C可以不具有芯107。
图16所示的芯107由2个E形的芯107A、107B构成，但不限于此。芯107可以由例如4个方的U形的芯构成。或者，芯107也可以由E形的芯和I形的芯构成。
在图17所示的例子中，内侧绕线106的卷轴和外侧绕线104的卷轴被共用，但本发明不限于此，内侧绕线106与外侧绕线104也可以共用不同的中心轴。
(实施方式4)
设计者能够基于与实施方式1关联地说明的设计原理，设计各种线圈架。在实施方式4中，对具有在彼此间设置间隙地配置的2个L形的线圈架部件的磁性器件进行说明。
图18是表示实施方式4的变压器101D的分解立体图。图19是垂直于变压器101D的卷轴方向的面(XY平面)的剖面图。此外，包含变压器101D的卷轴的面(YZ面)的剖面图与图2相同。使用图2、图18及图19，对实施方式4的变压器101D的构造进行说明。
变压器101D具有内侧线圈架102、内侧绕线106、外侧线圈架103、外侧绕线104、以及芯107。
内侧线圈架102由例如绝缘树脂构成。内侧线圈架102包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的内侧四棱柱102A、形成于内侧四棱柱102A的一端的内侧上凸缘102B、以及形成于另一端的内侧下凸缘102C。
内侧绕线106由例如单线、利兹线等导线构成。内侧绕线106卷装于内侧线圈架102。如图19所示，内侧绕线106将导线卷绕形成为具有平行于Y方向的短边区域和平行于X方向的长边区域的形状。
外侧线圈架103由例如绝缘树脂构成。外侧线圈架103包含第1线圈架部件103M、以及第2线圈架部件103N。第1及第2线圈架部件103M、103N具有同一形状，并且在从Z方向观察时形成为L形。
第1线圈架部件103M的一个端部与第2线圈架部件103N的一个端部相对。第1线圈架部件103M的另一端部与第2线圈架部件103N的另一端部相对。在内侧绕线106的卷绕方向上，在各线圈架部件的端部彼此之间设置有间隙105。
第1、第2线圈架部件103M、103N分别包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的外侧四棱柱103A、形成于外侧四棱柱103A的一端的外侧上凸缘103B、以及形成于另一端的外侧下凸缘103C。
外侧绕线104由例如单线、利兹线等导线构成。外侧绕线104卷装于外侧线圈架103。
芯107由例如铁氧体、铁粉芯或非晶质合金等磁性材料构成。芯107包含芯107A和芯107B。芯107A和芯107B具有彼此相同的形状，在从X方向观察时形成为E形。以下，有时将芯107A和芯107B统称为芯107。
如图19所示，间隙105设置在内侧绕线106的长边区域与短边区域之间的与左上角部相对的位置、以及与右下角部相对的位置这两个部位。
在组装变压器101D时，首先，在内侧线圈架102的内侧四棱柱102A卷装内侧绕线106。接着，以使外侧四棱柱103A与内侧绕线106相接的方式在XY平面上滑动地配置外侧线圈架103。接着，在外侧四棱柱103A卷装外侧绕线104。最后，在ZY平面上滑动地配置芯107。
如果内侧绕线106卷绕过松，则外侧线圈架103的间隙105变大，如果内侧绕线106卷绕过紧，则间隙105变小。无论哪种情况下，在图19中，从内侧绕线106的上侧的长边区域到右侧的短边区域的L形的区域都与外侧线圈架103适当地相接，并且，从内侧绕线106的左侧的短边区域到下侧的长边区域的L形的区域都与外侧线圈架103适当地相接。结果，能够将内侧绕线106的热量适当地向外侧线圈架103传递，提高内侧绕线106的散热性。
此外，在实施方式4中，对于第1及第2线圈架部件103M、103N的端部的形状而言，可以采用参照图15说明的形状。通过这样的形状，能够得到同样的效果。另外，第1及第2线圈架部件103M、103N的端部也可以具有参照图9及10说明的那样的卡合端部103。通过这样的形状，能够得到同样的效果。另外，对于实施方式4的变压器101D的形状，也可以采用图11所示的形状。利用该形状也能够得到同样的效果。
如以上说明那样，在实施方式4中，在外侧线圈架103的对角设置间隙105。由此，在实施方式4中，与实施方式1比较，内侧绕线106与外侧线圈架103的接触面积增加。因此，根据实施方式4，与实施方式1相比，能够进一步提高散热性。
由于外侧线圈架103与内侧绕线106的直线部分(长边区域和短边区域)紧密接触，所以即使在将外侧绕线104卷绕在外侧线圈架103时向外侧线圈架103施加卷绕压的情况下，外侧线圈架103也不会产生挠曲，能够减少外侧线圈架103破损的可能性。
内侧绕线106与外侧绕线104之间的距离由外侧线圈架103的厚度决定。因此，能够减少漏电感的偏差。另外，也可以在外侧绕线104的外侧进一步配置由同样的构造制成的线圈架。由此，也能够提高外侧绕线104的散热性。
变压器101D可以不具有芯107。
图18所示的芯107由2个E形的芯107A、107B构成，但不限于此。芯107可以由例如4个方的U形的芯构成。或者，芯107可以由E形的芯和I形的芯构成。
在图19所示的例子中，内侧绕线106的卷轴与外侧绕线104的卷轴被共用，但不限于此，内侧绕线106与外侧绕线104也可以共用不同的中心轴。
(实施方式5)
设计者能够基于与实施方式1关联地说明的设计原理，设计各种线圈架。在实施方式5中，对具有由在彼此间设置间隙地配置的2个线圈架部件构成的内侧线圈架、以及在彼此间设置间隙地配置的2个线圈架部件构成的外侧线圈架的磁性器件进行说明。
图20是表示实施方式5的变压器101E的分解立体图。图21是垂直于变压器101E的卷轴方向的面(XY平面)的剖面图。此外，包含变压器101E的卷轴的面(YZ面)的剖面图与图2相同。使用图2、图20及图21，对实施方式5的变压器101E的构造进行说明。
变压器101E具有芯108、芯109、内侧线圈架102、内侧绕线106、外侧线圈架103、以及外侧绕线104。
芯108具有四棱柱部108A和底面部108B，在从X方向观察时形成为T形。芯109具有侧面部109A和上面部109B，在从X方向观察时形成为方的U形。芯108、109由例如铁氧体、铁粉芯或非晶质合金等磁性材料构成。以下，有时将芯108和芯109统称为芯107。
内侧线圈架102由例如绝缘树脂构成。内侧线圈架102包含第1线圈架部件102X和第2线圈架部件102Y。第1、第2线圈架部件102X、102Y具有同一形状，在从Z方向观察时形成为方的U形。
第1线圈架部件102X的一个端部与第2线圈架部件102Y的一个端部相对。第1线圈架部件102X的另一端部与第2线圈架部件102Y的另一端部相对。在内侧绕线106的卷绕方向上，在各线圈架部件的端部彼此之间设置有间隙105A。
第1、第2线圈架部件102X、102Y分别包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的内侧四棱柱102A、形成于内侧四棱柱102A的一端的内侧上凸缘102B、以及形成于另一端的内侧下凸缘102C。
内侧绕线106由例如单线、利兹线等导线构成。内侧绕线106卷装于内侧线圈架102。如图21所示，内侧绕线106将导线卷绕形成为具有平行于Y方向的短边区域和平行于X方向的长边区域的形状。
外侧线圈架103由例如绝缘树脂构成。外侧线圈架103包含第1线圈架部件103X、以及第2线圈架部件103Y。第1、第2线圈架部件103X、103Y具有同一形状，在从Z方向观察时形成为方的U形。
第1、第2线圈架部件103X、103Y分别包含沿卷轴方向(Z方向)延伸的外侧四棱柱103A、形成于外侧四棱柱103A的一端的外侧上凸缘103B、以及形成于另一端的外侧下凸缘103C。即，第1、第2线圈架部件103X、103Y形成为与图1～图4所示的实施方式1的第1、第2线圈架部件103X、103Y相同。
外侧绕线104由例如单线、利兹线等导线构成。外侧绕线104卷装于外侧线圈架103。
如图21所示，内侧线圈架102的间隙105A设置在与内侧绕线106的短边区域相对的2处位置。另外，外侧线圈架103的间隙105设置在与内侧绕线106的短边区域相对的2处位置。
在组装变压器101E时，首先，以使内侧线圈架102的内侧四棱柱102A与芯108的四棱柱部108A相接的方式从Y方向滑动地配置内侧线圈架102。接着，在内侧线圈架102的内侧四棱柱102A卷装内侧绕线106。接着，以使外侧四棱柱103A与内侧绕线106相接的方式在XY平面上滑动地配置外侧线圈架103。接着，在外侧四棱柱103A卷装外侧绕线104。最后，芯109的侧面部109A从Z方向与芯108的底面部108B相接，并且，以使上面部109B与四棱柱部108A相接的方式配置芯109。
即使在因制造偏差使第1、第2线圈架部件102X、102Y相对于芯107的大小变化的情况下，也能够通过调整间隙105A的大小，使内侧线圈架102适当地与芯108接触。因此，能够将内侧线圈架102的热量适当地向芯108传递。结果，内侧线圈架102能够有效地传递从内侧绕线106吸收的热量，并且提高内侧绕线106的散热性。
根据实施方式5，与实施方式1相同，能够将内侧绕线106的热量适当地向外侧线圈架103传递，并且提高内侧绕线106的散热性。
此外，对于实施方式5的第1、第2线圈架部件103X、103Y的端部的形状而言，可以采用参照图7～图10说明的形状。通过这样的形状，能够得到同样的效果。另外，对于实施方式5的变压器101E的形状而言，也可以采用图11所示的形状。也能够利用该形状得到同样的效果。
由于外侧线圈架103与内侧绕线106的长边区域的直线部分紧密接触，所以即使在将外侧绕线104卷绕在外侧线圈架103时向外侧线圈架103施加卷绕压的情况下，外侧线圈架103也不会产生挠曲，能够减少外侧线圈架103破损的可能性。
内侧绕线106与外侧绕线104之间的距离由外侧线圈架103的厚度决定。因此，能够减少漏电感的偏差。另外，也可以在外侧绕线104的外侧进一步配置由同样的构造制成的线圈架。由此，也能够提高外侧绕线104的散热性。
变压器101E可以不具有芯107。
在图20所示的例子中，使用T形芯108和方的U形的芯109，但不限于此。
图22及23是简要地表示芯的另一构造例的立体图。图22表示从X方向观察时方的U形的2个芯109、以及从X方向观察时I形(也就是平板状)的1个芯110。图23可以使用从X方向观察时I形(换句话说是平板状)的2个芯110A、2个芯110B、以及1个芯110C。
在图21所示的例子中，内侧绕线106的卷轴和外侧绕线104的卷轴被共用，但不限于此，内侧绕线106与外侧绕线104也可以共用不同的中心轴。
图24是垂直于实施方式5的变形例的线圈器件120的卷轴方向的面(XY面)的剖面图。线圈器件120具有内侧线圈架102、内侧绕线106、以及芯107。内侧线圈架102包含第1线圈架部件102X和第2线圈架部件102Y。线圈器件120构成为，在内侧线圈架102卷装内侧绕线106，并且配置有芯107。
即使是图24那样地未卷装外侧绕线的线圈器件120，也通过将内侧绕线106的热量向芯107传递而提高散热性。同样，通过从上述各种实施方式中说明的变压器中省略外侧绕线，能够设计各种线圈器件。本发明也包含这样的线圈器件。
(实施方式6)
图25是表示移相型全桥电路200的一个例子的电路图。图25的移相型全桥电路200在各种开关电源、车载等的充电器、以及功率转换器等中，作为高效的电源电路而广泛使用。移相型全桥电路200是功率变换装置的一个例子。
图25的移相型全桥电路200具有与外部的直流电源连接的一对连接端子211、212、4个晶体管202、变压器101、整流电路204、平滑电感209、以及平滑电容器205。移相型全桥电路200还具有谐振电感207、谐振电容208。由4个晶体管202构成的全桥电路是功率变换电路的一个例子。整流电路204是功率变换电路的一个例子。
4个晶体管202与变压器101的1次绕线连接。4个晶体管202具有同一构造。晶体管202是例如MOSFET(金属氧化膜半导体场效应晶体管)或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。晶体管202由例如GaN(氮化镓)或SiC(碳化硅)等形成。
4个晶体管202以使例如左上及右下的晶体管202接通时右上及左下的晶体管202断开、并且左上及右下的晶体管202断开时右上及左下的晶体管202接通的方式，交替地进行ON、OFF。通过该开关，从输入到一对连接端子211、212的直流电压201得到交流电压。该交流电压向变压器101的1次绕线输入，在变压器101的2次绕线生成与变压器101的匝数比对应的电压。该生成的电压被整流电路204整流，被平滑电感209及平滑电容器205平滑，由此，输出直流电压206。
在图25的移相型全桥电路200中，为了抑制晶体管202的开关损失，使用例如谐振电感207和谐振电容208的谐振电路所带来的ZVS(Zero Volt Switching，零电压开关)技术。
例如，在采用实施方式1的变压器101作为本实施方式的变压器101的情况下，将内侧绕线106和外侧绕线104中的一方设为1次绕线，将另一方设为2次绕线即可。另外，在图25的移相型全桥电路200中，代替变压器101，可以使用变压器101A～101E中的某一者。
由于图25的移相型全桥电路200是较大功率的电源电路，所以从变压器的绕线、芯发出的热量也大。因此，通过使用变压器101、101A～101E，提高散热性。另外，在变压器101、101A～101E中减少树脂模制的情况下，使电路轻量化。
此外，各种实施方式中说明的变压器或线圈器件也可以用于谐振电感、变压器、平滑电感中的某一者，由此，得到同样的效果。
关于本实施方式的功率变换装置，虽然了说明图25所示的移相型全桥电路200的例子，但不限于此。
图26表示LLC谐振型半桥电路300的一个例子。LLC谐振型半桥电路300是功率变换装置的一个例子。例如，采用实施方式1的变压器101作为本实施方式的变压器101。
各种实施方式中说明的变压器或线圈器件、公开的功率变换装置也可以用于LLC谐振型全桥电路。或者，各种实施方式中说明的线圈器件可以用于电抗器或扼流线圈等磁性器件。
此外，在图25、图26中，可以利用仅与内侧绕线106和外侧绕线104的一方交链的漏磁通产生的漏电感实现谐振电感207，也可以利用外来电感实现谐振电感207。在利用漏电感实现谐振电感207的情况下，由于不需要外来电感，所以能够谋求电路的小型化。
工业上的可利用性
本发明的磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置能够应用于从例如民用设备至车载充电器等的各种电源电路。

Claims (5)

1.一种磁性器件，其特征在于，具有：
绕线；以及
包围所述绕线的多个绝缘部件；
所述多个绝缘部件分别与所述绕线接触，
所述多个绝缘部件中的在所述绕线的卷绕方向上相邻的2个绝缘部件之间分别设置有间隙，
所述绕线在从所述绕线的卷轴方向观察时，包含沿第1方向延伸的两个第1部分、以及沿与所述第1部分大致正交的第2方向延伸并且比所述第1部分短的两个第2部分，
所述多个绝缘部件由第1绝缘部件和第2绝缘部件构成，
所述第1绝缘部件及所述第2绝缘部件分别由与所述第1部分对应的长边部分和与所述第2部分对应的短边部分构成，从所述卷轴方向观察时形成为L字状，
从所述卷轴方向观察时，由所述第1绝缘部件与所述第2绝缘部件的组合构成矩形的框体，
在所述第1绝缘部件的所述长边部分与所述第2绝缘部件的所述短边部分之间，作为所述间隙而设置第1间隙，
在所述第1绝缘部件的所述短边部分与所述第2绝缘部件的所述长边部分之间，作为所述间隙而设置第2间隙，
所述第1间隙及所述第2间隙分别设置在与所述绕线的所述第1部分和所述第2部分之间的角部对置的位置。
2.一种磁性器件，其特征在于，具有：
绕线；以及
包围所述绕线的多个绝缘部件；
所述多个绝缘部件分别与所述绕线接触，
所述多个绝缘部件中的在所述绕线的卷绕方向上相邻的2个绝缘部件之间分别设置有间隙，
所述绕线在从所述绕线的卷轴方向观察时，包含沿第1方向延伸的两个第1部分、以及沿与所述第1部分大致正交的第2方向延伸并且比所述第1部分短的两个第2部分，
所述多个绝缘部件由第1绝缘部件、第2绝缘部件、及第3绝缘部件构成，
所述第1绝缘部件及所述第2绝缘部件分别由与所述第1部分对应的长边部分和与所述第2部分的大致一半的长度对应的短边部分构成，从所述卷轴方向观察时形成为L字状，
所述第3绝缘部件由与所述第2部分对应的部分构成，从所述卷轴方向观察时形成为I字状，
从所述卷轴方向观察时，由所述第1绝缘部件、所述第2绝缘部件及所述第3绝缘部件的组合构成矩形的框体，
在所述第1绝缘部件的所述长边部分与所述第3绝缘部件之间，作为所述间隙而设置第1间隙，
在所述第2绝缘部件的所述长边部分与所述第3绝缘部件之间，作为所述间隙而设置第2间隙，
所述第1间隙及所述第2间隙分别设置在与所述绕线的一个所述第2部分的两端和所述第1部分之间的角部对置的位置。
3.如权利要求1或2所述的磁性器件，其特征在于，
在所述绕线的外侧还具有其他绕线，
所述多个绝缘部件是卷绕有所述其他绕线的线圈架。
4.如权利要求1或2所述的磁性器件，其特征在于，
所述间隙比0mm大，且在3mm以下。
5.一种功率变换装置，其特征在于，具有：
权利要求1至4中任一项所述的磁性器件；以及
与所述绕线连接的功率变换电路。
CN201610319086.3A 2015-06-12 2016-05-13 磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置 Active CN106252031B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-119386 2015-06-12
JP2015119386 2015-06-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106252031A CN106252031A (zh) 2016-12-21
CN106252031B true CN106252031B (zh) 2020-08-04

Family

ID=57517374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610319086.3A Active CN106252031B (zh) 2015-06-12 2016-05-13 磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20160365804A1 (zh)
JP (1) JP6688969B2 (zh)
CN (1) CN106252031B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015192133A2 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 University Of Maryland An integrated dual-output grid-to-vehicle (g2v) and vehicle-to-grid (v2g) onboard charger for plug-in electric vehicles
KR20190134058A (ko) * 2018-05-24 2019-12-04 엘지전자 주식회사 코어, 트랜스포머, 전력변환장치, 및 이를 구비하는 태양광 모듈
EP3796347A1 (en) * 2019-09-23 2021-03-24 Wall Box Chargers S.L. Planar transformer with reduced parasitic losses
US11912147B2 (en) * 2020-02-21 2024-02-27 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Non-isolated DC fast charger for electrified vehicles
US11799382B2 (en) * 2021-03-03 2023-10-24 Semiconductor Components Industries, Llc Resonant converter with dual-mode control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1037428A (zh) * 1988-04-26 1989-11-22 株式会社基奇玛 电器绕线部件
CN1282081A (zh) * 1999-06-03 2001-01-31 夏普公司 高频加热装置用升压变压器
TW478638U (en) * 2001-04-04 2002-03-01 Delta Electronics Inc Transformer having good insulation
CN101819864A (zh) * 2009-02-26 2010-09-01 三星电机株式会社 变压器

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3019375A (en) * 1957-04-12 1962-01-30 Siemens Ag Heat-resistant coil former, especially for electrical relays
US3218592A (en) * 1962-09-28 1965-11-16 Cons Electronics Ind Coil form assembly
US4060783A (en) * 1973-11-02 1977-11-29 General Electric Co. Magnetic circuit and method of making
JPS5722416Y2 (zh) 1977-01-19 1982-05-15
JPS53100523A (en) * 1977-02-10 1978-09-02 Shin Meiwa Ind Co Ltd Container loading and unloading apparatus for use with container carrying vehicle
JPS54114012U (zh) 1978-01-31 1979-08-10
US4216455A (en) * 1978-04-06 1980-08-05 Litton Systems, Inc. Inductive device with precision wound coil
JPS5584925U (zh) 1978-12-05 1980-06-11
JPS6064418A (ja) * 1983-09-19 1985-04-13 Hitachi Lighting Ltd 放電灯用安定器
US4744763A (en) * 1986-04-15 1988-05-17 Furukawa Electric Co., Ltd. Connector device for a transmission line connecting two relatively rotating members
DE4036275A1 (de) 1990-11-14 1992-05-21 Zumtobel Ag Ringfoermiger spulenkoerper fuer klein- und sicherheitstranformatoren und verfahren zu seiner herstellung
US5440286A (en) * 1991-03-26 1995-08-08 North American Philips Corporation Electrical transformer structure with coil covers
US6242993B1 (en) * 1995-03-13 2001-06-05 Square D Company Apparatus for use in arcing fault detection systems
US5860207A (en) * 1996-09-10 1999-01-19 Square D Company Method for high speed spin winding of a coil about a continuous lamination core
TW413825B (en) * 1998-07-01 2000-12-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Line filter
US6249204B1 (en) * 2000-02-03 2001-06-19 General Electric Company Apparatus and method for continuous magnetic core winding of electrical transformers and inductors
JP3481541B2 (ja) 2000-02-24 2003-12-22 Ｔｄｋ株式会社 コイルボビン及びトランス
TW445468B (en) * 2000-06-08 2001-07-11 Darfon Electronics Corp Transformer bobbin
US6344786B1 (en) * 2000-10-06 2002-02-05 Artesyn Technologies, Inc. Telescoping bobbin
TW559838B (en) * 2001-11-28 2003-11-01 Delta Electronics Inc Transformer bobbin assembly
WO2003075403A1 (fr) * 2002-03-05 2003-09-12 Sumida Corporation Bobine d'antenne
US7429908B2 (en) * 2002-10-01 2008-09-30 Det International Holding Limited Coil form
JP2006041469A (ja) * 2004-06-21 2006-02-09 Kazuo Kono 巻線型トランス及び巻線型トランスを使用した電源装置
TW200807462A (en) * 2006-07-28 2008-02-01 Delta Electronics Inc Transformer with insulating structure
US8018314B2 (en) * 2008-09-18 2011-09-13 Silitek Electronic (Guangzhou) Co., Ltd. Center-tapped transformer
JP2010238842A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Tdk Corp トランス
US8742878B2 (en) * 2010-07-02 2014-06-03 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Transformer and flat panel display device including the same
SI2402966T1 (sl) * 2010-07-02 2019-04-30 Solum Co., Ltd. Transformator in naprava z ravnim prikazovalnikom, ki ga vsebuje
JP5842282B2 (ja) * 2011-05-09 2016-01-13 Tdk株式会社 コイル部品
JP6132461B2 (ja) * 2011-10-05 2017-05-24 Tdk株式会社 コイル部品
JP5824001B2 (ja) 2013-04-23 2015-11-25 三菱電機株式会社 トランス
EP2911244B1 (en) * 2014-02-25 2017-06-28 Premo, S.L. Antenna and antenna manufacturing method
US9373440B2 (en) * 2014-02-28 2016-06-21 Innotrans Technology Co., Ltd. Composite transformer with a longer creepage distance
JP6292398B2 (ja) * 2014-05-07 2018-03-14 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
US9837194B1 (en) * 2015-10-07 2017-12-05 Universal Lighting Technologies, Inc. Output transformer and resonant inductor in a combined magnetic structure
EP3166180B1 (en) * 2015-11-04 2018-12-19 Premo, S.A. An antenna device for hf and lf operation
US10650959B1 (en) * 2016-05-06 2020-05-12 Universal Lighting Technologies, Inc. Inductor with flux path for high inductance at low load

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1037428A (zh) * 1988-04-26 1989-11-22 株式会社基奇玛 电器绕线部件
CN1282081A (zh) * 1999-06-03 2001-01-31 夏普公司 高频加热装置用升压变压器
TW478638U (en) * 2001-04-04 2002-03-01 Delta Electronics Inc Transformer having good insulation
CN101819864A (zh) * 2009-02-26 2010-09-01 三星电机株式会社 变压器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017005246A (ja) 2017-01-05
JP6688969B2 (ja) 2020-04-28
US20200357549A1 (en) 2020-11-12
US20160365804A1 (en) 2016-12-15
CN106252031A (zh) 2016-12-21
US11705260B2 (en) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106252031B (zh) 磁性器件及使用该磁性器件的功率变换装置
US8188830B2 (en) Transformer and switching power supply unit
US7623362B2 (en) Switching power supply unit
US10381148B2 (en) Transformer and power converter using the same
US11432437B2 (en) Power converter
US9461549B2 (en) Electric power source device
US11270832B2 (en) Integrated magnetic device and direct current-direct current converter
US20150085532A1 (en) Reactor and power conversion device
US20220108825A1 (en) Coil Device and Power Conversion Device
JP2016213383A (ja) 磁気部品及びこれを用いた電源回路
CN114787948A (zh) 变压器及其制造方法、充电装置以及电源装置
KR20120015556A (ko) 부스트 컨버터
JP6393668B2 (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ装置
JP2021077826A (ja) コイルユニット、送電装置、受電装置及び電力伝送システム
US20240055171A1 (en) Coil device and power conversion device
CN210575456U (zh) 一种提高功率密度的集成磁性元件
US9923473B2 (en) Power supply apparatus for reducing noise induced in DC wires
US20200286679A1 (en) Reinforced insulation transformer and design method thereof
JP2009302158A (ja) 電圧変換装置
US20190221497A1 (en) Holding device for semiconductor element, and power conversion device using holding device
JP2019179904A (ja) コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、ワイヤレス電力伝送システム
US20240071678A1 (en) Transformer device provided with two cores and cooling device for avoiding core cracking
US20240128010A1 (en) Transformer and power conversion device
US20240136102A1 (en) Contactless power feed apparatus and power transmission coil
KR20130124851A (ko) 일체형 ｐｆｃ 변압기

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant