CN114787948A - 变压器及其制造方法、充电装置以及电源装置 - Google Patents

变压器及其制造方法、充电装置以及电源装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114787948A
CN114787948A CN202080085414.2A CN202080085414A CN114787948A CN 114787948 A CN114787948 A CN 114787948A CN 202080085414 A CN202080085414 A CN 202080085414A CN 114787948 A CN114787948 A CN 114787948A
Authority
CN
China
Prior art keywords
core
transformer
disposed
cores
face
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.)
Pending
Application number
CN202080085414.2A
Other languages
English (en)
Inventor
山川岳彦
松本启
中村进
宫本丰
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 CN114787948A publication Critical patent/CN114787948A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps
    • 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
    • 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
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • 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
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • 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
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/10—Single-phase transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

本公开的变压器具有初级绕组和次级绕组，具备以外套于所述初级绕组和所述次级绕组且彼此相对的方式配置的第1芯和第2芯，所述第1芯包括一个第1芯部，所述第2芯包括多个第2芯部。在此，所述第1芯是下侧芯，所述第2芯是上侧芯。另外，所述第1芯与所述第2芯以隔着间隙而彼此相对的方式配置。而且，所述第1芯与所述第2芯以彼此粘接并且相对的方式配置，或者所述第1芯与所述第2芯在以彼此相对的方式配置的状态下利用粘接带相互固定。在此，该变压器还具备设于所述第1芯的下方的冷却装置。

Description

变压器及其制造方法、充电装置以及电源装置
技术领域
本公开涉及例如用于DC-DC转换器那样的电力转换电路的变压器、使用了所述变压器的充电装置和使用了所述变压器的电源装置、以及所述变压器的制造方法。
背景技术
以往，在电动汽车、插电式混合动力车中搭载有用于从商用交流电源对可充电电池进行充电的车载充电装置。例如在专利文献1、专利文献2中有公开。在此，在专利文献1中公开了将E型芯沿上下组合的变压器。另外，在专利文献2中公开了一种壳式变压器，在该变压器中，使内脚从中央断开，使散热板介于其间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-131540号公报
专利文献2：日本特许5974833号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1和2的变压器中，存在由于温度变化而产生芯破裂的问题点。
本公开的目的在于，提供一种即使在产生温度变化的情况下也能够避免芯破裂的变压器、使用了所述变压器的充电装置以及使用了所述变压器的电源装置。
用于解决问题的方案
本公开的变压器具有初级绕组和次级绕组，具备以外套于所述初级绕组和所述次级绕组且彼此相对的方式配置的第1芯和第2芯，其特征在于，
所述第1芯包括一个第1芯部，
所述第2芯包括多个第2芯部。
发明的效果
根据本公开的变压器，即使在产生温度变化的情况下也能够避免芯破裂，能够提高所述变压器的可靠性。
附图说明
图1是表示本公开的实施方式的车载充电装置101的结构例的框图。
图2是表示图1的LLC谐振型DC-DC转换器105的结构例的电路图。
图3是表示图2的变压器206的外观的立体图。
图4A是沿着图3的A-A’线的纵剖视图。
图4B是沿着图3的B-B’线的横剖视图。
图5是放大表示在现有例的变压器的上下芯之间产生了温度差时的产生于芯的形变的纵剖视图。
图6是利用粘接剂404固定了图1的变压器206时的纵剖视图。
图7A是利用粘接带701固定图2的变压器206时的纵剖视图。
图7B是利用粘接带701固定了图2的变压器206的整周时的纵剖视图。
图7C是表示利用粘接带701固定了图2的变压器206的整周时的外观的立体图。
图8是使耐热弹性体801介于图2的变压器206的U型芯的芯部303a、303b之间并且用粘接带701进行了固定时的纵剖视图。
图9是使耐热弹性体901介于图2的变压器206的两个U型芯的芯部303a、303b与E型芯的下侧芯302之间并且用粘接带701进行了固定时的纵剖视图。
图10是变形例1的变压器206A，是表示由一个I型芯302A和两个U型芯303Aa、303Ab构成的变压器206A的结构例的纵剖视图。
图11是变形例2的变压器206B，是表示由一个T型芯302B和两个L型芯303Ba、303Bb构成的变压器206B的结构例的纵剖视图。
图12A是表示图6的变压器206的制造工序中的第1工艺过程的纵剖视图。
图12B是表示图6的变压器206的制造工序中的第2工艺过程的纵剖视图。
图12C是表示图6的变压器206的制造工序中的第3工艺过程的纵剖视图。
图12D是表示图6的变压器206的制造工序中的第4工艺过程的纵剖视图。
图12E是表示图6的变压器206的制造工序中的第5工艺过程的纵剖视图。
图13A是表示图7C的变压器206的制造工序中的第1工艺过程的纵剖视图。
图13B是表示图7C的变压器206的制造工序中的第2工艺过程的纵剖视图。
图13C是表示图7C的变压器206的制造工序中的第3工艺过程的纵剖视图。
图13D是表示图7C的变压器206的制造工序中的第4工艺过程的纵剖视图。
图13E是表示图7C的变压器206的制造工序中的第5工艺过程的纵剖视图。
图14是变形例3的变压器206C，是表示由一个U型芯的下侧芯302和E型芯的上侧芯303构成的变压器206C的结构例的外观的立体图，该E型芯的上侧芯303由将上侧芯303分割为四部分而得到的芯部303a、303b、303c、303d构成。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。
(比较例的问题点)
以下，将在专利文献1中公开的变压器称为比较例1，将在专利文献2中公开的变压器称为比较例2，对它们的问题点进行说明。
像比较例1那样，在将E型芯沿上下组合的变压器中，为了应对热循环试验等的急剧的温度变化，E型芯的长度方向上的芯配置于最外侧，随着温度变化而根据芯的热膨胀系数膨胀或收缩。在此，对于位于芯的内部的内脚，其体积较大且位于内部，因此温度变化延迟，相对于E型芯长度方向的膨胀或收缩延迟，因此在芯中央产生芯破裂，可靠性降低。
另外，在像比较例2那样内脚从中央断开的变压器应用于在内脚配置了间隙的内置漏磁部的变压器时，制造性较差，无法保持主要成为冷却面的下表面的平衡性，进而无法保持外脚的芯彼此的连接的密合性，电感值的稳定性、芯的冷却性受损，变压器动作的可靠性降低。
(实施方式)
以下对解决以上的问题点的本公开的实施方式进行说明。不过，以下说明的结构不过是本公开的一个例子，本公开并不限定于下述的实施方式，即使是这些实施方式以外的实施方式，只要在不脱离本公开所涉及的技术思想的范围内，就能够根据设计等进行各种变更。
图1是表示本公开的实施方式的车载充电装置101的结构例的框图。图1的车载充电装置101的特征在于，将来自商用交流电源102的交流电力转换为直流电力并且向可充电电池106输出，利用内置于DC-DC转换器105的变压器206在转换前后进行绝缘。
在图1中，车载充电装置101具备整流及平滑电路103、功率因数改善电路(PFC电路)104以及DC-DC转换器105而构成。在电动汽车或插电式混合动力车中，利用整流及平滑电路103对来自100V或200V的商用交流电源102的交流电力进行整流且使其平滑。接着，PFC电路104对输入的整流平滑后的电压进行功率因数改善且抑制高次谐波后，向DC-DC转换器105输出。DC-DC转换器105以使输入的直流电压成为与后段的可充电电池106的电池电压相应的直流的输出电压的方式进行电压转换。
图2是表示图1的DC-DC转换器105的结构例的电路图。在本实施方式中，作为DC-DC转换器的一个例子，使用在产业用的开关电源、车载充电装置以及功率转换器等高效率电源中广泛使用的LLC谐振型DC-DC转换器105。
在图2中，LLC谐振型DC-DC转换器105在输入端子T1、T2与输出端子T3、T4之间具备逆变电路201、谐振电容器209、变压器206、整流电路210、平滑电容器211以及产生对逆变电路201的动作进行控制的门信号Sg1～Sg4的控制电路220而构成。在此，逆变电路201通过以桥形式连接作为开关元件的例如N沟道MOS晶体管202～205而构成，MOS晶体管202～205根据门信号Sg1～Sg4而接通或断开，从而将直流电压转换为交流电压。另外，变压器206具备漏电感207、初级绕组的励磁电感208以及次级绕组的电感212而构成。
在DC-DC转换器105中，逆变电路201通过开关将输入电压转换为交流电压，并经由谐振电容器209和变压器206向整流电路210输出。在此，利用变压器206的漏电感207和励磁电感208这两个电感以及谐振电容器209这一个电容器的谐振，使用使四个MOS晶体管202～205的开关频率变化的频率调制方式来使输出电压变化。接着，来自变压器206的输出电压被整流电路210实施整流，被平滑电容器211实施平滑，之后输出直流电压。
利用像以上那样构成的DC-DC转换器105，能够利用零电压开关降低开关损耗，并且能够利用接近正弦波的开关电流来降低浪涌电流、电压，能够降低噪声。
图3是表示图2的变压器206的外观的立体图，图4A是沿着图3的A-A’线的纵剖视图，图4B是沿着图3的B-B’线的横剖视图。将图3、图4A和图4B的上下左右作为上下左右方向进行说明，但主旨并不在于限定变压器206的使用方式。如图3所示，制造后的变压器206载置于空冷或水冷的冷却装置305上。
在图3和图4A中，变压器206具备作为E型芯的构成一个芯部的下侧芯302、上侧芯303的分别作为U型芯的两个芯部303a、303b以及形成于下侧芯302与上侧芯303之间并且贯穿于由下侧芯302和上侧芯303构成的闭合磁路区域403的绕线管301而构成。在此，在绕线管301的各槽中，以闭合磁路区域403的中心轴成为卷绕轴的方式卷绕有初级绕组401和次级绕组402。此外，在本实施方式中，各芯302、303例如由铁氧体芯构成。另外，绕线管301例如由聚苯硫醚树脂等绝缘体材料构成。
下侧芯302由E型芯构成，该E型芯包括两个外脚302a、302b、一个内脚302c以及用于支承它们的底面部302d。在此，内脚302c以贯穿于闭合磁路区域403的方式配置。此外，闭合磁路区域403在与芯端面平行的水平方向上贯通。
上侧芯303由U型芯的芯部303a、U型芯的芯部303b构成。芯部303a由外脚303aa、内脚303ab以及用于支承它们的底面部303ac构成。另外，芯部303b由外脚303ba、内脚303bb以及用于支承它们的底面部303bc构成。
上侧芯303的各芯部303a、芯部303b与下侧芯302以像以下那样相对的方式配置。
(1)芯部303a的外脚303aa的端面与下侧芯302的外脚302a的端面相对且彼此用粘接剂粘接而配置。
(2)芯部303b的外脚303ba的端面与下侧芯302的外脚302b的端面相对且彼此用粘接剂粘接而配置。
(3)芯部303a的内脚303ab和芯部303b的内脚303bb各自的端面以与下侧芯302的内脚302c的端面隔开预定的间隙405地分离且相对的方式配置。
(4)此外，两个芯部303a、303b以彼此隔开预定的间隙406地分离且在横面方向上相对的方式配置。
在此，下侧芯302的贯穿于闭合磁路区域403的内脚302c与上侧芯303的两个芯部303a、303b的贯穿于闭合磁路区域403的各内脚303ab、303bb像上述那样隔开有间隙405地相对配置。通过调整该间隙405的间隔，能够调整构成LLC谐振型DC-DC转换器105的谐振频率的励磁电感208。另外，漏电感207根据初级绕组401与次级绕组402之间的距离来调整，在此，根据初级绕组401与次级绕组402之间的绕线管的厚度、由两层构成的初级绕组401卷绕于上下的槽的匝数差、同样由两层构成的次级绕组402卷绕于上下的槽的匝数差等来调整。
而且，在图4B的观察上方的横截面中，外脚303aa、303ba和内脚303ab、303bb分别从底面部303ac、303bc向下方突出，能够理解在外脚303aa与内脚303ab之间以及外脚303ba与内脚303bb之间分别形成有闭合磁路区域403。此外，在芯整体的制造工序的最后，闭合磁路区域403利用例如硅填充材料等由绝缘材料构成的填充材料403A来填充。此时，填充材料403A也可以进入间隙405、间隙406。
此外，在附图中未示出配置于通常的变压器的引线、确保芯与绕组的绝缘距离的绕线管罩、以及用于进行绕线管和芯的定位的机构等，但也可以适当追加。
另外，在车载充电装置101中，通过设置水冷装置或空冷装置等冷却装置305(图3)，来实施各部件的散热和冷却。在变压器206的下侧配置冷却装置305，对在变压器206产生的热进行散热。此时，与下侧芯302的底面的平坦度对散热性产生较大影响。在此，通常在各芯302、303发热的情况下，下侧芯302由冷却装置305冷却，上侧芯303比下侧芯302难以散热，上侧芯303比下侧芯302热，在上下芯302、303之间产生温度差。
图5是放大表示在现有例的上侧芯303未被分割为两部分的变压器的上下芯302、303之间产生了温度差时的产生于各芯302、303的形变的纵剖视图。在图5中，示出了放大表示在现有例的E型芯像这样在上下芯302、303之间产生了温度差时的产生于芯302、303的形变的解析结果的结果。在此，未图示绕线管301、初级绕组401以及次级绕组402。
根据图5可知，上侧芯303由于芯303的热膨胀系数而向上方凸出地变形，向外侧施加有拉拽应力。这根据在相同温度时为相同尺寸的上侧芯303的内脚的粗细如附图标记303p所示变得比下侧芯302的内脚的粗细粗也可知。当施加像这样的应力时，在现有例的E型芯中有时产生芯破裂，但通过像本实施方式的结构那样利用U型芯的芯部303a和U型芯的芯部303b分离，能够释放应力，减少芯破裂。
许多车载用无源部件需要遵循车载电子部件评议会(AEC：AutomotiveElectronics Council)所规定的试验，其中之一有热循环试验，也需要在急剧的温度变化下的耐性。在现有例的上下E型芯中，对于位于芯的内部的内脚，其体积较大且位于内部，因此温度变化延迟，相对于位于外侧的E型芯长度方向的膨胀或收缩延迟，因此有时在芯中央产生芯破裂，但通过像本实施方式的结构那样，将上侧芯303分割为U型芯的两个芯部303a、303b，从而内脚体积减小，另外，内脚部分也由于U型芯之间的间隙而周围的热容易向内脚传递，从而不易产生芯破裂。另外，即使产生应力，也会由于在中央分割开而使得应力减轻，从而不易产生芯破裂。
在本实施方式中，作为LLC谐振型DC-DC转换器105的变压器206，由于具有间隙405(图4A)，因此实际的制造方法需要费时费力去研究。特别是在进行上侧芯303与下侧芯302的外脚的粘接时，如果想要像图4A那样用例如环氧类的粘接剂404粘接，则粘接剂404可能会由于间隙405而剥离，或者在上侧芯303与下侧芯302的各外脚(303aa、302a)(303ba、302b)之间形成在设计上不希望的间隙，而相对于所期望的电感降低。
图6是利用粘接剂404固定了图1的变压器206时的纵剖视图。
为了解决上述的问题点，像图6那样，在粘接时使变压器206的上下颠倒，将由两个U型芯即芯部303a、303b构成的上侧芯303配置于上侧，另一方面，将下侧芯302配置于下侧，利用粘接剂404将上侧芯303与下侧芯302的各外脚(303aa、302a)(303ba、302b)之间固定，从而能够实现所期望的结构。
另外，图5的上侧芯303与下侧芯302的内脚因间隙而分离开，因此内脚粗细变形在上下产生差异，但如果将其固定，则在两者间以不追随的方式抵抗变形的形式对芯302、303产生应力。也就是说，如果不用粘接剂404固定上侧芯303和下侧芯302的外脚，则能够进一步缓和芯的应力。因此，虽然考虑到用粘接带固定的方法，但如果具有间隙405，则可能难以以图4A等的方式卷绕粘接带。
图7A是用粘接带701固定图2的变压器206时的纵剖视图。另外，图7B是用粘接带701固定了图2的变压器206的整周时的纵剖视图，图7C是表示用粘接带701固定了图2的变压器206的整周时的外观的立体图。在此，粘接带701例如是杜邦制Kapton(注册商标)带等电气部件固定用绝缘固定带。
为了解决上述的问题点，当用粘接带701固定时，如图7A所示，在载置台601的平坦面601a上配置粘接带701，使变压器206的上下颠倒，将由两个U型芯构成的上侧芯303的芯部303a、303b配置于下侧，并且固定于粘接带701上。接着，使卷绕有初级绕组401和次级绕组402的绕线管301贯穿于上侧芯303的闭合磁路区域403而配置，之后盖上下侧芯302，最后用粘接带701环绕芯整体而固定，由此能够实现所期望的图7B和图7C的结构。
图8是使耐热弹性体801介于图2的变压器206的两个U型芯的芯部303a、303b之间并且用粘接带701进行了固定时的纵剖视图。
间隙405介于两个U型芯的芯部303a、303b之间，但也可以是，如图8所示，使具有隔热作用的耐热弹性体801介于间隙405中，与图7相同地使变压器206的上下颠倒，用粘接带701固定。由此，由耐热弹性体801吸收由于上侧芯303与下侧芯302的温度差而产生的应力，能够构建稳定的变压器构造。此外，耐热弹性体801例如是具有片状的所谓的间隙填料，由硅树脂等绝缘树脂构成。
图9是使耐热弹性体901介于图2的变压器206的两个U型芯的芯部303a、303b与E型芯的下侧芯302之间并且用粘接带701进行了固定时的纵剖视图。
而且，如图9所示，使具有隔热作用的耐热弹性体901介于间隙405中，与图7相同地使变压器206的上下颠倒，用粘接带701固定，由此能够构建稳定的变压器构造。此外，耐热弹性体901例如是具有片状的所谓的间隙填料，由硅树脂等绝缘树脂构成。此外，图8的耐热弹性体801和图9的耐热弹性体901也可以一起形成。
像以上说明的那样，在本实施方式的变压器206中，将上侧芯303分割为两部分，下侧芯302由E型芯构成，由此能够降低对上侧芯303的应力。由此，即使在急剧的温度变化下，也能够利用U型芯间来降低内脚的温度变化的延迟，防止芯破裂，即使在内脚间配置有间隙406的情况下，也能够保持芯下表面的平坦性，提高从芯下表面的散热性，并且提高芯间的外脚处的密合性，能够提高电感等的电稳定性和变压器的制造性。由此，能够提高可靠性。
(变形例1)
图10是变形例1的变压器206A，是表示由一个I型芯302A和两个U型芯303Aa、303Ab构成的变压器206A的结构例的纵剖视图。
实施方式的芯结构是由一个E型芯和与其相对的两个U型芯构成的，但也可以是，像图10的变形例1那样，由一个I型芯302A和与其相对的构成两个芯部的U型芯303Aa、303Ab构成。在此，U型芯303Aa具备外脚303Aaa、内脚303Aab以及支承它们的底面部303Aac而构成。另外，U型芯303Ab具备外脚303Aba、内脚303Abb以及支承它们的底面部303Abc而构成。
在像以上那样构成的变形例1中，与实施方式相同地，能够实现散热性和芯的应力缓和，而且间隙405位于内脚303Aab、303Abb的底部端面，因此在间隙405产生的漏磁通1001远离初级绕组401和次级绕组402，漏磁通1001将初级绕组401和次级绕组402交链，产生的涡流损耗也能够降低。
(变形例2)
图11是变形例2的变压器206B，是表示由一个T型芯302B和两个L型芯303Ba、303Bb构成的变压器206B的结构例的纵剖视图。
在图11的变形例2中，芯结构也可以由一个T型芯302B和与其相对的两个L型芯303Ba、303Bb构成。在此，T型芯302B具备内脚302Bb和支承该内脚302Bb的底面部302Ba而构成。另外，L型芯303Ba具备外脚303Bab和支承该外脚303Bab的底面部303Baa而构成。而且，L型芯303Bb具备外脚303Bbb和支承该外脚303Bbb的底面部303Bba而构成。
在像以上那样构成的变形例2中，具有与变形例1相同的作用效果。
接着，以下对图6和图7C的变压器206的制造方法的工艺过程进行说明。
(制造方法的工艺过程例1)
图12A～图12E是表示图6的变压器206的制造工序的各工艺过程的纵剖视图。
如图12A所示，在载置台601的平坦面601a上，将由两个U型芯构成的上侧芯303的芯部303a、303b配置于下侧而固定。接着，如图12B所示，使卷绕有初级绕组401和次级绕组402的绕线管301贯穿于上侧芯303的闭合磁路区域403而配置。进而，如图12C所示，在芯部303a、303b的各外脚303aa、303ba的端面涂敷粘接剂404。接着，如图12D所示，以下侧芯302的外脚302a、302b的各端面分别与芯部303a、303b的各外脚303aa、303ba的各端面相对的方式盖上下侧芯302而配置，由此将下侧芯302与上侧芯303粘接并且固定。最后，如图12E所示，使作为下侧芯302与上侧芯303合体而成的合体物的变压器上下反转后，在预定的壳体(未图示)设置变压器206，使填充材料403A流入并且使之固化，在闭合磁路区域403中分别填充填充材料403A而固定绕线管301，从而得到制造目标的变压器206。在此，变压器206不仅上下芯302、303发热，而且绕组401、402也发热，因此将变压器206整体收纳于预定的壳体，利用由硅树脂等构成的灌封材料来填埋壳体内，由此能够使绕组401、402和上下芯302、303经由灌封材料而向下侧的冷却装置305等散热。
(制造方法的工艺过程例2)
图13A～图13E是表示图7C的变压器206的制造工序的各工艺过程的纵剖视图。
如图13A所示，在载置台601的平坦面601a上固定粘接带701后，如图13B所示，在粘接带701上，将由两个U型芯构成的上侧芯303的芯部303a、303b配置于下侧而固定。接着，如图13C所示，使卷绕有初级绕组401和次级绕组402的绕线管301贯穿于上侧芯303的闭合磁路区域403而配置后，以下侧芯302的外脚302a、302b的各端面分别与芯部303a、303b的各外脚303aa、303ba的各端面相对的方式盖上下侧芯302而配置。最后，如图13D所示，使用粘接带701将下侧芯302与上侧芯303合体而成的合体物的外脚和底面部的外周固定后，使作为该合体物的变压器上下反转后，在预定的壳体(未图示)设置变压器206，使填充材料403A流入并且使之固化，在闭合磁路区域403中分别填充填充材料403A而固定绕线管301，从而得到制造目标的变压器206。在此，变压器206不仅上下芯302、303发热，而且绕组401、402也发热，因此将变压器206整体收纳于预定的壳体，利用由硅树脂等构成的灌封材料来填埋壳体内，由此能够使绕组401、402和上下芯302、303经由灌封材料而向下侧的冷却装置305等散热。
(变形例3)
图14是变形例3的变压器206C，是表示由一个U型芯的下侧芯302和上侧芯303构成的变压器206C的结构例的外观的立体图，该上侧芯303由将上侧芯303分割为四部分而得到的E型芯的芯部303a、303b、303c、303d构成。
在图14中，上侧芯303被分割为分别具有矩形端面形状的四个芯部303a、303b、303c、303d而构成。在此，间隙406、406分别介于芯部303a与芯部303b之间和芯部303c与芯部303d之间。另外，间隙407、407分别介于芯部303a与芯部303c之间和芯部303b与芯部303d之间。
在图3的实施方式中，利用间隙406缓和A-A’线方向的应力。相对于此，在变形例3中，具有不仅能够利用间隙406、406缓和A-A’线方向的应力，而且能够利用间隙407、407缓和与A-A’线方向正交的方向的应力的特有的效果。
此外，在变形例3中，将上侧芯303分割为四部分，但例如也可以以变压器206的中央部为中心每隔120度地将上侧芯303分割为三部分。同样地，也可以以变压器206的中央部为中心而将上侧芯303分割为五部分以上。
(其他变形例)
在以上的实施方式中，将初级绕组401作为上侧绕组，将次级绕组402作为下侧绕组，但本公开不限定于此，将它们调换，或者相对于内脚将初级绕组401和次级绕组402分别配置于内侧、外侧或颠倒地配置也能够得到相同的效果。
初级绕组401和次级绕组402可以是铜线、利兹线或三层绝缘电线(TIW：TripleInsulated Winding Wire)。
产业上的可利用性
本公开的变压器206、206A、206B、206C不限定于利用于图1的充电装置101的向可充电电池106供给充电电压的DC-DC转换器105，也能够在向负载供给预定的电源电压的各种电源装置中利用。
附图标记说明
101、车载充电装置；102、商用交流电源；103、整流及平滑电路；104、功率因数改善电路(PFC电路)；105、DC-DC转换器；106、可充电电池；201、逆变电路；202～205、MOS晶体管；206、206A、206B、206C、变压器；207、漏电感；208、励磁电感；209、谐振电容器；210、整流电路；211、平滑电容器；212、电感；220、控制电路；301、绕线管；302、下侧芯(芯部)；302a、302b、外脚；302c、内脚；302d、底面部；302A、I型芯(芯部)；302B、T型芯(芯部)；302Ba、底面部；302Bb、内脚；303、上侧芯(芯部)；303a、303b、303c、303d、U型芯(芯部)；303aa、303ba、外脚；303ab、303bb、内脚；303ac、303bc、底面部；303Aa、303Ab、U型芯(芯部)；303Aaa、303Aba、外脚；303Aab、303Abb、内脚；303Aac、303Abc、底面部；303Ba、303Bb、L型芯(芯部)；303Baa、303Bba、底面部；303Bab、303Bbb、外脚；305、冷却装置；401、初级绕组；402、次级绕组；403、闭合磁路区域；403A、填充材料；404、粘接剂；405、间隙；406、间隙；407、间隙；601、载置台；601a、平坦面；701、粘接带；801、耐热弹性体；901、耐热弹性体；1001、漏磁通；T1～T4、端子。

Claims (16)

1.一种变压器，其具有初级绕组和次级绕组，具备以外套于所述初级绕组和所述次级绕组且彼此相对的方式配置的第1芯和第2芯，其中，
所述第1芯包括一个第1芯部，
所述第2芯包括多个第2芯部。
2.根据权利要求1所述的变压器，其中，
所述第1芯是下侧芯，
所述第2芯是上侧芯。
3.根据权利要求1或2所述的变压器，其中，
所述第1芯与所述第2芯以隔着间隙而彼此相对的方式配置。
4.根据权利要求3所述的变压器，其中，
所述第1芯与所述第2芯以在所述间隙包括耐热弹性体地彼此相对的方式配置。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的变压器，其中，
所述第2芯部彼此隔着耐热弹性体地配置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的变压器，其中，
所述第1芯与所述第2芯以彼此粘接并且相对的方式配置。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的变压器，其中，
所述第1芯与所述第2芯在以彼此相对的方式配置的状态下利用粘接带相互固定。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的变压器，其中，
该变压器还具备设于所述第1芯的下方的冷却装置。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的变压器，其中，
所述第1芯部是E型芯，
所述第2芯部分别是U型芯。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的变压器，其中，
所述第1芯部是I型芯，
所述第2芯部分别是U型芯。
11.根据权利要求1～8中任一项所述的变压器，其中，
所述第1芯部是T型芯，
所述第2芯部分别是L型芯。
12.一种充电装置，其是向可充电电池供给充电电压的充电装置，其中，
该充电装置具备权利要求1～11中任一项所述的变压器。
13.一种电源装置，其是向负载供给电源电压的电源装置，其中，
该电源装置具备权利要求1～11中任一项所述的变压器。
14.一种变压器的制造方法，其是具有初级绕组和次级绕组并且具备第1芯和第2芯的变压器的制造方法，其中，在该制造方法中包括：
在包括多个第2芯部的所述第2芯贯穿所述初级绕组和所述次级绕组的步骤；以及
通过将所述第1芯外套于所述初级绕组和所述次级绕组，从而将所述第1芯以与所述第2芯相对的方式配置的步骤。
15.根据权利要求14所述的变压器的制造方法，其中，
在将所述第1芯以与所述第2芯相对的方式配置的步骤中包括：
将所述第1芯与所述第2芯以彼此粘接并且相对的方式配置。
16.根据权利要求14所述的变压器的制造方法，其中，
在将所述第1芯以与所述第2芯相对的方式配置的步骤中包括：
将所述第1芯与所述第2芯在以彼此相对的方式配置的状态下利用粘接带相互固定。
CN202080085414.2A 2019-12-11 2020-12-10 变压器及其制造方法、充电装置以及电源装置 Pending CN114787948A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-223839 2019-12-11
JP2019223839 2019-12-11
PCT/JP2020/046055 WO2021117811A1 (ja) 2019-12-11 2020-12-10 トランスとその製造方法、充電装置及び電源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114787948A true CN114787948A (zh) 2022-07-22

Family

ID=76329912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080085414.2A Pending CN114787948A (zh) 2019-12-11 2020-12-10 变压器及其制造方法、充电装置以及电源装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230028214A1 (zh)
EP (1) EP4075460A4 (zh)
JP (1) JPWO2021117811A1 (zh)
CN (1) CN114787948A (zh)
WO (1) WO2021117811A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022145390A1 (zh) * 2020-12-28 2022-07-07
WO2023171136A1 (ja) * 2022-03-09 2023-09-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 トランスとその製造方法、充電装置及び電源装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6873239B2 (en) * 2002-11-01 2005-03-29 Metglas Inc. Bulk laminated amorphous metal inductive device
JP5058120B2 (ja) * 2008-10-20 2012-10-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 トランス
JP2011077304A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Fdk Corp 大電力用インダクタンス部品
JP2013131540A (ja) 2011-12-20 2013-07-04 Tdk Corp コア、トランス、チョークコイル及びスイッチング電源装置
JP5974833B2 (ja) 2012-11-02 2016-08-23 Tdk株式会社 コイル装置
JP6089824B2 (ja) * 2013-03-15 2017-03-08 株式会社デンソー トランス

Also Published As

Publication number Publication date
EP4075460A4 (en) 2023-02-01
EP4075460A1 (en) 2022-10-19
JPWO2021117811A1 (zh) 2021-06-17
US20230028214A1 (en) 2023-01-26
WO2021117811A1 (ja) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10991501B2 (en) Transformer and power supply device including the same
US10381148B2 (en) Transformer and power converter using the same
US11705260B2 (en) Magnetic device including winding and insulators, and power conversion device using the same
CN111696760B (zh) 变压器、电源装置及医疗系统
CN114787948A (zh) 变压器及其制造方法、充电装置以及电源装置
US20210185817A1 (en) Circuit device and power conversion apparatus
US11336184B2 (en) Power converter
JP5318150B2 (ja) スイッチング電源装置
JP2013198387A (ja) 絶縁型ｄｃ−ｄｃコンバータ
JPWO2020170783A1 (ja) 電力変換装置およびコイル装置
US20240177914A1 (en) Coil device and power conversion device
US20240055171A1 (en) Coil device and power conversion device
JP5342623B2 (ja) スイッチング電源装置
WO2022158531A1 (ja) ラミネートコイルの製造方法、並びにラミネートコイル、コイル装置および電力変換装置
US20240071678A1 (en) Transformer device provided with two cores and cooling device for avoiding core cracking
CN113647006A (zh) 电力转换装置
WO2023171136A1 (ja) トランスとその製造方法、充電装置及び電源装置
JP7118285B2 (ja) ラミネートコイル、コイル装置および電力変換装置
CN118830040A (zh) 变压器及其制造方法、充电装置和电源装置
JP7368303B2 (ja) 電源装置
CN115394539A (zh) 电力转换装置和变压器
JP2023071469A (ja) コイル装置、充電装置、及び電源装置
JP2010034310A (ja) トランス及び電力変換装置
JP2014216366A (ja) トランス

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination