CN116525269A - 变压器、功率转换装置、变压器的产品组及变压器的制造方法 - Google Patents

变压器、功率转换装置、变压器的产品组及变压器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明获得一种能够容易地应对各种输入电压规格并提高生产性的变压器。包括:形成磁路的芯体部;卷绕在芯体部上的一次绕组和二次绕组;以及具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分的第1连接部,一次绕组和二次绕组中的一方或双方被分割成多个,并且被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在芯体部上的卷绕部分、和从卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件,第1连接部与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的一方相连接。

Description

变压器、功率转换装置、变压器的产品组及变压器的制造方法
技术领域
本申请涉及变压器、功率转换装置、变压器的产品组及变压器的制造方法。
背景技术
随着近年来围绕汽车的环境规定及技术进步,在各种车型中正开发并普及电动车或混合动力汽车。像混合动力汽车或电动车那样将电动机用作为驱动源的电动车辆上搭载有多个功率转换装置。功率转换装置是将输入电流从直流转换成交流、从交流转换成直流或将输入电压转换成不同电压的装置。作为电动车辆上搭载的功率转换装置,具体来说,可举出将商用交流电转换为直流电并对高压电池充电的充电器、将高压电池的直流电转换为不同电压的直流电的DC/DC转换器、将来自高压电池的直流电转换为到电动机的交流电的逆变器等。
例如,为了从高压锂离子电池对低压铅电池充电,而将DC/DC转换器搭载在电动车辆上。为了保护周围免受高压影响,高压锂离子电池与底盘及低压系统绝缘。在DC/DC转换器中,一般也需要通过变压器使高压的输入侧和低压的输出侧绝缘。
变压器具有构成磁路的芯体、一次绕组和二次绕组,例如一次绕组在高压侧。公开了由平面型构成的变压器(例如参照专利文献1)。在平面型中,一次绕组和二次绕组同轴层叠。中心抽头型变压器的情况下,一次绕组配置在两个二次绕组之间。由于一次绕组比二次绕组匝数更多,因此以一次绕组的远离卷绕轴的端子为起点,从外周向内周卷绕数匝,将靠近卷绕轴的端子与不同层的一次绕组的端子相连接,从内周向外周卷绕数匝,以不同层的一次绕组的另一个端子作为终点。不同的层彼此的绕组通过焊接、压接或螺丝钉止动等连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2020-10480号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
近来随着电动车辆的普及,电动化正被应用于各种车型。根据车型不同,高压锂离子电池的容量不同,从而电压也会不同,因此,DC/DC转换器需要应对各种输入电压规格。另一方面,无论车型如何,低电压的铅电池电压都是恒定的,因此需要根据变压器的匝数比来应对输入电压规格。但是,在上述专利文献1的变压器结构中,存在着无法容易地应对各种输入电压规格的问题。例如,若输入电压改变,则输入电流也会发生变化,因此除了匝数的改变外,还需要热设计,使得由于输入电流增加而产生的发热量对于变压器来说能够成立,需要对一次绕组的层数、各层的匝数、线宽、各层的连接点等进行重新设计。另外,需要针对每个输入电压规格制造不同的变压器,在制造工序中,必须管理各种类型的变压器,存在生产管理、库存管理等变复杂的问题。
因此,本申请的目的是获得一种变压器、功率转换装置、变压器的产品组及变压器的制造方法,能够容易地应对各种输入电压规格,提高了生产性。
用于解决技术问题的技术手段
本申请所公开的变压器包括:芯体部,该芯体部形成磁路;一次绕组和二次绕组,该一次绕组和二次绕组卷绕在芯体部上;以及第1连接部,该第1连接部具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分,一次绕组和二次绕组中的一方或双方被分割成多个,被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在芯体部上的卷绕部分、和从卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件,第1连接部与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的一方相连接,在第1连接部具有两个第1导电部分的情况下,两个第1导电部分的每一个是连接到外部的外部连接部分,并且是将两个以上的延伸构件相互连接的互连部分,在第1连接部具有三个以上的第1导电部分的情况下,两个特定的第1导电部分的每一个是外部连接部分,或者是外部连接部分并且是互连部分,除了两个特定的第1导电部分以外的一个以上的非特定的第1导电部分的每一个是互连部分。
发明效果
根据本申请所公开的变压器,一次绕组和二次绕组中的一方或双方被分割成多个,被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在芯体部上的卷绕部分、以及从卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件,第1连接部与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的一方相连接,在第1连接部具有两个第1导电部分的情况下,两个第1导电部分的每一个是外部连接部分,并且是将两个以上的延伸构件相互连接的互连部分,在第1连接部具有三个以上的第1导电部分的情况下,两个特定的第1导电部分的每一个是外部连接部分,或者是外部连接部分并且是互连部分,除了两个特定的第1导电部分以外的一个以上的非特定的第1导电部分的每一个是互连部分,因此,分割绕组的串联连接和并联连接通过第1连接部中的延伸构件的连接来切换,从而能在保持共用化而不改变芯体部和卷绕部分的情况下,改变变压器的匝数,因此,能抑制在改变匝数的情况下的设计工时和由于专用设计而导致的变压器种类的增加,能够容易地应对各种输入电压规格,能够获得提高了生产性的变压器。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的功率转换装置的电路结构的图。
图2是示出实施方式1所涉及的功率转换装置的电压和一次绕组的匝数的表格图。
图3是示出实施方式1所涉及的变压器的主要部分的概要的分解立体图。
图4是示出实施方式1所涉及的变压器的一次绕组和第1连接部的概要的分解立体图。
图5是示出实施方式1所涉及的变压器的绕组的概要的侧视图。
图6是示出实施方式1所涉及的变压器的第1连接部的概要的俯视图。
图7是示出实施方式1所涉及的变压器的主要部分的概要的俯视图。
图8是示出实施方式1所涉及的变压器的一次绕组和第1连接部的概要的俯视图。
图9是示出实施方式1所涉及的变压器的一次绕组和第1连接部的概要的侧视图。
图10是实施方式1所涉及的变压器的一次绕组和第1连接部的布线结构图。
图11是示出实施方式1所涉及的变压器的主要部分的概要的俯视图。
图12是实施方式1所涉及的变压器的一次绕组和第1连接部的其他布线结构图。
图13是示出实施方式1所涉及的变压器的主要部分的概要的俯视图。
图14是示出实施方式1所涉及的其他变压器的一次绕组和第1连接部的概要的俯视图。
图15是示出实施方式1所涉及的其他变压器的一次绕组和第1连接部的概要的侧视图。
图16是示出实施方式1所涉及的其他变压器的一次绕组和第1连接部的概要的俯视图。
图17是示出实施方式1所涉及的其他变压器的一次绕组和第1连接部的概要的侧视图。
图18是实施方式1所涉及的其他变压器的一次绕组和第1连接部的布线结构图。
图19是实施方式1所涉及的其他变压器的一次绕组和第1连接部的其他布线结构图。
图20是实施方式1所涉及的其他变压器的一次绕组和第1连接部的布线结构图。
图21是实施方式1所涉及的其他变压器的一次绕组和第1连接部的其他布线结构图。
图22是示出实施方式1所涉及的变压器的制造工序的图。
图23是示出实施方式2所涉及的变压器的一次绕组、第1连接部以及第2连接部的概要的分解立体图。
图24是示出实施方式2所涉及的变压器的第1连接部和第2连接部的概要的俯视图。
图25是示出实施方式2所涉及的变压器的一次绕组、第1连接部以及第2连接部的概要的俯视图。
图26是示出实施方式2所涉及的变压器的一次绕组和第1连接部的概要的侧视图。
图27是在图25的A-A截面位置处切断的变压器的一次绕组的剖视图。
图28是实施方式2所涉及的变压器的一次绕组、第1连接部以及第2连接部的布线结构图。
图29是实施方式2所涉及的变压器的一次绕组、第1连接部以及第2连接部的其他布线结构图。
图30是实施方式2所涉及的变压器的一次绕组、第1连接部以及第2连接部的其他布线结构图。
图31是实施方式3所涉及的变压器的一次绕组、第1连接部以及第2连接部的布线结构图。
图32是示出实施方式3所涉及的变压器的第1连接部和第2连接部的概要的俯视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本申请的实施方式所涉及的变压器、功率转换装置、变压器的产品组及变压器的制造方法进行说明。另外,各图中关于相同或相当的构件、部位,标注相同标号来进行说明。
实施方式1.
图1是示出实施方式1所涉及的功率转换装置100的电路结构的图,图2是示出功率转换装置100的电压和一次绕组3a的匝数N1的表格图,图3是示出变压器3的主要部分的概要的分解立体图,图4是示出变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的概要的分解立体图,图5是示出变压器3的绕组的概要的侧视图,图6是示出变压器3的第1连接部40a的概要的俯视图,图7是示出变压器3的主要部分的概要的俯视图,图8是示出变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的概要的俯视图,图9是示出变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的概要的侧视图,图10是变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的布线结构图,图11是示出变压器3的主要部分的概要的俯视图,图12是变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的其他布线结构图,图13是示出变压器3的主要部分的概要的俯视图。功率转换装置100是将直流电源1的直流电压Vin转换为通过变压器3绝缘的二次侧直流电压、并将直流电压Vout输出到电池等负载7的装置。
<功率转换装置100>
利用图1来说明功率转换装置100的主电路结构的示例。在图1中,左侧为输入侧,右侧为输出侧。功率转换装置100包括:单相逆变器2,该单相逆变器2与直流电源1相连接并具有将输入的直流电压Vin转换为交流电压并输出的多个半导体开关元件2a、2b、2c、2d;绝缘的变压器3,该变压器3将从单相逆变器2输出的交流电的电压进行转换并输出;以及整流电路4,该整流电路4对变压器3的输出进行整流。直流电源1连接到功率转换装置100的输入侧,低电压电池等负载7连接到输出侧。用于对输出进行滤波的电抗器5和滤波电容器6连接到整流电路4的输出侧,直流电压Vout经由电抗器5和滤波电容器6从整流电路4输出到负载7。
单相逆变器2具有构成全桥结构的半导体开关元件2a、2b、2c、2d。单相逆变器2与变压器3的一次绕组3a相连接。半导体开关元件2a、2b、2c、2d是例如在源极和漏极之间内置有二极管的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)。另外,半导体开关元件2a、2b、2c、2d不限于MOSFET,也可以是二极管反向并联连接的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)等自灭弧型半导体开关元件。半导体开关元件2a、2b、2c、2d形成在由硅(Si)、碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)等半导体材料制成的半导体基板上。
整流电路4具有半导体元件即作为整流元件的二极管4a、4b。变压器3具有一次绕组3a和二次绕组3b、3c。变压器3的二次侧是中心抽头型,并且中心抽头端子连接到GND。除中心抽头端子以外的二次侧的端子分别连接到二极管4a、4b的阳极端子。二极管4a、4b的阴极端子连接到电抗器5。整流电路4对从二次绕组3b、3c输出的低电压交流电进行整流并将其转换为直流脉冲电压。电抗器5和滤波电容器6对直流脉冲电压进行滤波。
作为功率转换装置100的示例,已经示出了二次侧是中心抽头型DC/DC转换器的示例,但是二次侧也可以是全桥结构。另外,示出了一次侧为全桥型的DC/DC转换器的例子,然而只要是正激型、反激型或LLC型等具有绝缘的变压器的绝缘型转换器,也可以是其他类型。
<变压器3的绕组比和发热>
接下来,以输入电压规格改变的情况为例,说明需要根据输入输出电压规格改变变压器3的绕组比的原因。当变压器3的一次绕组3a的匝数为N1,二次绕组3b、3c的匝数为N2时,用式(1)表示匝数比N。
[数学式1]
当输入电压为Vin,输出电压为Vout,半导体开关元件2a、2b、2c、2d的占空比为D时,用式(2)表示匝数比。
[数学式2]
在式(2)中,匝数比N和占空比D有选择的自由度。一般而言,当输出至DC/DC转换器的负载7的输出电压和输出电流恒定时,占空比D越小匝数比N越大,则半导体开关元件2a、2b、2c、2d和变压器3的一次绕组3a的矩形波形状的电流波形的峰值越是增加,有效值越是增加。因此,为了抑制DC/DC转换器的损耗,一般将占空比D设为可取得的最大值,将变压器3的匝数比N设定得较小。
根据图2来说明具体需要的匝数比N的示例。为了简单起见,将功率转换装置100设为降压型DC/DC转换器,将二次绕组3b、3c的匝数设为N2=1。将第一输入输出电压的规格设为输入电压100V~200V,且输出电压14V,将第二输入输出电压的规格设为输入电压200V~300V,且输出电压14V。此外,单相逆变器2在使半导体开关元件2a、2d导通且半导体开关元件2b、2c关断的期间、以及半导体开关元件2a、2d关断且半导体开关元件2b、2c导通的期间大致相同,并且交替地重复。然而,为了防止桥臂短路,必须设置用于关断所有半导体开关元件2a、2b、2c、2d的死区时间期间。因此,假设可取得的最大占空比D为0.9。另外,作为匝数比N,需要设定为能够以输入电压范围的最小值输出所确定的输出电压。在以上条件下,使用式(2)计算变压器3的一次绕组3a的一次匝数N1时,如图2所示,第一输入输出电压规格的情况下,一次匝数N1需要6匝,第二输入输出电压规格的情况下,一次匝数N1需要12匝。也就是说,根据输入电压规格的范围,需要改变一次匝数N1。此外,在匝数较多的一次绕组3a中,电流变小。
接下来,说明由于输入电压规格的不同,电流大小的改变对变压器3的影响。在将从直流电源1输入至DC/DC转换器的输入电流有效值设为Iin、将从DC/DC转换器到负载7的输出电流设为Iout时,输入电流有效值由式(3)表示。
[数学式3]
在此,为了简单起见,将DC/DC转换器的效率设为1。如果输出功率(=Vout×Iout)恒定,则当输入电压降低时,输入电流呈反比增加。在输入电压规格的范围内,由于在输入电压最低的情况下输入电流最大,因此上述的第一输入输出电压规格的情况下,输入电压范围的下限为100V,第二输入输出电压规格的情况下,输入电压范围的下限为200V。根据式(3),第一输入输出电压规格时的输入电流流过第二输入输出电压规格的输入电流的两倍。因此,当作为变压器3从第二输入输出电压规格改变为第一输入输出电压规格时,如果将一次匝数N1从12匝改变为6匝,则流过一次绕组3a的电流变为2倍。因此,因两倍电流而产生的绕组损耗导致需要改变一次绕组3a的绕组截面积以使得变压器3的一次绕组3a的发热量在作为变压器成立的范围内。也就是说,根据输入电压规格的范围,不仅需要改变一次匝数N1,还需要针对由于一次匝数N1的变更而引起的一次绕组3a的电流增加进行设计。
<变压器3的结构>
对变压器3的结构进行说明。变压器3包括:形成磁路的芯体部;卷绕在芯体部上的一次绕组3a和二次绕组3b、3c;以及第1连接部40a,该第1连接部40a具有彼此隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分。一次绕组3a和二次绕组3b、3c的一部分或全部由树脂构件301密封。由树脂构件301密封的部分是图3所示的绕组体300。通过树脂构件301覆盖各绕组之间和各绕组的外周部分,从而能够确保各绕组的绝缘性能。连接到一次绕组3a的第1连接部40a的外部连接部分的一部分和互连部分的一部分从树脂构件301露出。第1连接部40a在露出的外部连接部分的一部分中连接到单相逆变器2。后述第1连接部40a的详细。连接到二次绕组3b、3c外部的部分也从树脂构件301露出。二次绕组3b、3c在与外部连接的部分中连接到整流电路4。如图5所示,变压器3包括热连接到树脂构件301的冷却器302。冷却器302将电流流过变压器3时产生的热量释放到外部。树脂构件301具有一次绕组3a和二次绕组3b、3c中的一个或两个的一部分露出到冷却器302侧而形成的露出部301a。图5中仅示出一部分露出部301a。一次绕组3a和二次绕组3b、3c中的一个或两个经由具有绝缘性的导热构件303在露出部301a处热连接到冷却器302。
芯体部具有环状的外周芯体、连接在外周芯体中的相对的两个部分之间的柱状的中心芯体即卷绕轴103,一次绕组3a和二次绕组3b、3c卷绕在卷绕轴103上。通过这样构成,能将一次绕组3a和二次绕组3b、3c高效地卷绕在具有闭磁路结构的芯体部上。芯体部由铁氧体等磁性材料制成。在本实施方式中,如图3所示,芯体部具有下侧芯体101和上侧芯体102,通过使形成为E型的下侧芯体101和上侧芯体102重叠,形成具有闭磁路结构的芯体部。芯体部的结构不限于形成为E型的下侧芯体101和上侧芯体102,也可以是形成为E型和I型的两个分割芯体。另外,下侧芯体101与上侧芯体102的对接面的形状形成为长方形,但对接面的形状也可以是正方形或圆等其他形状。在本实施方式中,如图4所示,示出了由板金构成的绕组层叠而成的平面形状的变压器3的示例,但是本申请所示的结构不限于平面形状的变压器。
一次绕组3a和二次绕组3b、3c中的一方或双方被分割成多个,并且被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在芯体部上的卷绕部分和从卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件。第1连接部40a与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件中的一方相连接。第1连接部40a通过隔着绝缘间隔的部分、以及将两个以上的延伸构件彼此连接的互连部分来设定被分割的至少一个绕组的变压器上的匝数。通过这样构成,在不改变一次绕组3a和二次绕组3b、3c的结构的情况下,在第1连接部40a中设定变压器上的匝数,因此,能够容易地应对各种输入电压规格,并且能够容易地获得提高了生产性的变压器3。在本实施方式中,一次绕组3a是被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组。多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的另一个相互连接。以下,将详细说明一次绕组3a的结构。
<一次绕组3a的结构>
首先示出以将二次绕组3b、3c的匝数N2设为N2=1、且将一次绕组3a的匝数N1设为N1=6或N1=12来实现的一次绕组3a的结构例。示出了一次绕组3a的结构例的图4中的单点划线是示出了卷绕轴103延伸的方向的卷绕轴线103a。在本申请的说明中,卷绕轴线103a延伸的方向设为z方向,与z方向正交并且彼此正交的两个方向设为x方向和y方向。在本实施方式中,在一次绕组3a和二次绕组3b、3c中,卷绕部分的匝数较多的绕组是被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组。如上所述,通过设为在匝数多的绕组上设置第1连接部40a以改变匝数的结构,从而能够构成更多的延伸构件的连接模式。此外,对于另一个绕组的匝数,能够容易地调整作为变压器所需的匝数比。
一次绕组3a和二次绕组3b、3c由多个绕组构件形成。多个绕组构件的每一个在与卷绕有绕组的芯体部的部分即卷绕轴103的延伸方向正交的同一平面上形成为弯曲的板状,板面与卷绕轴103的延伸方向正交,多个绕组构件在卷绕轴103的延伸方向上层叠。图4所示的一次绕组3a的各绕组构件是分割绕组,例如由铜制成。图4所示的一次绕组3a的各绕组部件中的卷绕部分是具有弯曲成直角的部分的旋涡状,但卷绕部分的形状不限于此,也可以是圆形或椭圆形。
在本实施方式中,一次绕组3a的绕组构件从图4的Z轴负方向侧依次被层叠成第1一次绕组201、第2一次绕组202、第3一次绕组203和第4一次绕组204。用于绝缘的树脂构件301(图4中未图示出)被插入各绕组之间。例如,如图5所示,二次绕组3c层叠地设置在第1一次绕组201与第2一次绕组202之间,二次绕组3b层叠地设置在第3一次绕组203与第4一次绕组204之间。通过这样构成,能够改善一次绕组与二次绕组之间的电磁耦合性,并减少漏电感。一次绕组3a和二次绕组3b、3c的层叠结构不限于此。一次绕组3a和二次绕组3b、3c在x方向和y方向上的轮廓分别构成为对齐。作为分割绕组的一次绕组3a的各绕组构件的每一个的两个延伸构件的一方从远离卷绕轴103的一侧的端部延伸,各绕组构件的每一个的两个延伸构件的另一方从靠近卷绕轴103的一侧的端部延伸。
多个绕组构件具有至少一个第1绕组构件和至少一个第2绕组构件。从卷绕轴103的延伸方向看,第1绕组构件具有从远离卷绕轴103的一侧朝向靠近卷绕轴103的一侧顺时针地卷绕在卷绕轴103上的卷绕部分。第2绕组构件具有从远离卷绕轴103的一侧朝向靠近卷绕轴103的一侧逆时针地卷绕在卷绕轴103上的卷绕部分。在本实施方式中,第1一次绕组201和第3一次绕组203是第1绕组构件,第2一次绕组202和第4一次绕组204是第二绕组构件。在布线结构图中,第1绕组构件标记为反向绕组,第2绕组构件标记为正向绕组。
绕组单元由一个第1绕组构件和一个第2绕组构件形成。绕组单元中的第1绕组构件和第2绕组构件的靠近卷绕轴103的一侧的端部相互连接,每一个延伸构件从远离卷绕轴103的一侧的端部延伸。在本实施方式中,绕组单元30由第1一次绕组201和第2一次绕组202形成,绕组单元31由第3一次绕组203和第4一次绕组204形成。
第1一次绕组201在卷绕轴103上卷绕3匝,作为靠近卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部2011具有向第2一次绕组202的方向弯曲的弯曲结构。第2一次绕组202在卷绕轴103上卷绕3匝,作为靠近卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部2021具有向第1一次绕组201的方向弯曲的弯曲结构。弯曲结构可以由绕组端部2011、2021中的任一方具有而另一方不具有。在本实施方式中,如图9所示,仅绕组端部2011具有弯曲结构。绕组端部2011和绕组端部2021例如通过焊接串联连接,形成绕组单元30。
第3一次绕组203在卷绕轴103上卷绕3匝,作为靠近卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部2031具有向第4一次绕组204的方向弯曲的弯曲结构。第4一次绕组204在卷绕轴103上卷绕3匝,作为靠近卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部2041具有向第3一次绕组203的方向弯曲的弯曲结构。弯曲结构可以由绕组端部2031、2041中的任一方具有而另一方不具有。在本实施方式中,如图9所示,仅绕组端部2031具有弯曲结构。绕组端部2031和绕组端部2041例如通过焊接串联连接,形成绕组单元31。
如图4所示,变压器3具有多个绕组单元30、31。多个绕组单元30、31的卷绕方向彼此相同。在本实施方式中,绕组单元30、31每一个的匝数相同,为6匝。绕组单元30、31每一个的匝数不限于相同,匝数也可以不同。第1一次绕组201、第2一次绕组202、第3一次绕组203和第4一次绕组204的远离卷绕轴103的一侧的延伸构件为绕组端部2012、2022、2032、2042。第1连接部40a将多个绕组单元30、31的绕组端部2012、2022、2032、2042彼此串联或并联连接。在第1连接部40a串联连接了绕组单元30、31的绕组端部2012、2022、2032、2042的情况下,变压器3为12匝。在第1连接部40a并联连接了绕组单元30、31的延伸构件的情况下,变压器3为6匝。由此在第1连接部40a设定变压器上的匝数。
<第1连接部40a>
说明作为本申请的主要部分的第1连接部40a。图4中被虚线包围的部分即第1连接部40a由铜等板状金属制成。第1连接部40a与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件中的一方一体化。在本实施方式中,第1连接部40a与第4一次绕组204的作为延伸构件的绕组端部2042一体化。在将第4一次绕组204的作为延伸构件的绕组端部2042和第1连接部40a一体化地设置的情况下,由于不需要连接绕组端部2042与第1连接部40a的工序,因此能够提高变压器3的生产性。与第1连接部40a一体化的分割绕组不限于第4一次绕组204,也可以是其他一次绕组。另外,第1连接部40a不限于与分割绕组一体化的结构,也可以与分割绕组分开设置。
如图6所示,第1连接部40a具有:与绕组端部分别连接的贯通孔41、42、43;将绕组端部相互连接的互连部分411、421、431;以及连接到外部的外部连接部分4111、4211。如图7所示,外部连接部分4111、4211的一部分以及互连部分411、421、431的一部分从树脂构件301露出。互连部分411、421、431的一部分是某一个被切断而成为绝缘间隔的部分。互连部分411、421、431中的任一个的一部分被断开,从第1连接部40a形成相互隔着绝缘间隔排列的多个第一导电部分。由于互连部分411、421、431的一部分从树脂构件301露出,因此能够容易地切断互连部分411、421、431的一部分。互连部分411、421、431不限于一部分从树脂构件301露出的结构,互连部分411、421、431也可以全部从树脂构件301露出。图11、图13示出互连部分411、421、431中的任一个的一部分被切断的结构。图11中形成了三个第1导电部分,图13中形成了两个第1导电部分。由于外部连接部分4111、4211的一部分从树脂构件301露出,因此外部连接部分4111、4211容易连接到外部。
如图8所示,绕组端部2022连接到贯通孔41,绕组端部2032连接到贯通孔42,绕组端部2012连接到贯通孔43。绕组端部2012、2022、2032分别穿过贯通孔43、41、42,例如通过焊料(未图示)连接。如图4所示,绕组端部2012、2022、2032具有向Z方向弯曲的弯曲结构2013、2023、2033,以用于连接到第1连接部40a。由于设为绕组端部在贯通孔处进行连接的结构,因此简化了第1连接部40a处的连接结构,由此能够提高变压器3的生产性。
沿卷绕轴103的延伸方向看,具有与第1连接部40a一体化的延伸构件的分割绕组在所层叠的绕组构件中配置在最外侧。在本实施方式中,具有与第1连接部40a一体化的绕组端部2042的第4一次绕组204沿卷绕轴103的延伸方向看配置在最外侧。通过这样构成,能够统一弯曲结构2013、2023、2033的弯曲方向,因此能够从一个方向容易地进行绕组端部2012、2022、2032与第1连接部40a的连接。另外,与第1连接部40a一体化的绕组端部可以是绕组端部2012。在该情况下,具有绕组端部2012的第1一次绕组201沿卷绕轴103的延伸方向看配置在最外侧。
说明第1连接部40a串联连接绕组单元30、31的绕组端部2012、2022、2032、2042而形成12匝的情况。当形成12匝时,例如通过系杆切割加工来去除互连部分411、431的部分。互连部分411、431成为绝缘间隔451、471,从而如图11所示,形成三个第1导电部分。三个第1导电部分在绝缘间隔451、471处切割而形成。当绝缘间隔451、471被切断而形成多个第1导电部分时,能够容易地形成多个第1导电部分。由于容易形成多个第1导电部分,因此能够提高变压器3的生产性。
在第1连接部40a具有三个以上的第1导电部分的情况下,两个特定的第1导电部分的每一个是外部连接部分,或是外部连接部分且是互连部分,除了两个特定的第1导电部分之外的一个以上的非特定的第1导电部分是互连部分。在本实施方式中,在图11中,两侧的第1导电部分是两个特定的第1导电部分,是外部连接部分4111、4211。中央第1导电部分是非特定的第1导电部分,是互连部分421。如图10所示,由于绕组单元30和绕组单元31在互连部分421中串联连接,因此能够实现一次匝数N1=12匝的变压器3。
说明第1连接部40a并联连接绕组单元30、31的绕组端部2012、2022、2032、2042而形成6匝的情况。当形成6匝时,例如通过系杆切割加工来去除互连部分421的部分。互连部分421成为绝缘间隔461,从而如图13所示,形成两个第1导电部分。两个第1导电部分在绝缘间隔461处切割而形成。
在第1连接部40a具有两个第1导电部分的情况下,两个第1导电部分的每一个是连接到外部的外部连接部分,并且是相互连接两个以上的延伸构件的互连部分。在本实施方式中,在图13中,两个第1导电部分是外部连接部分4111、4211,是互连部分411、431。如图12所示,由于绕组单元30和绕组单元31在互连部分411、431中并联连接,因此能够实现一次匝数N1=6匝的变压器3。
一次绕组3a的匝数N1为6匝的变压器3与一次绕组3a的匝数N1为12匝的变压器3相比,由于一次绕组3a的匝数减半,因此两倍的电流流过一次绕组3a。然而,由于一次绕组3a通过绕组单元30和绕组单元31的并联连接来实现,因此流过第1一次绕组201、第2一次绕组202、第3一次绕组203、第4一次绕组204的每一个的电流与匝数N1为12匝时的电流相同。即,即使由于匝数N1的变更导致流过变压器3的一次侧的电流改变,由于流过第1一次绕组201、第2一次绕组202、第3一次绕组203、第4一次绕组204的每一个的电流相同,因此不需要变更绕组宽度或重新考虑冷却方法等用于使一次绕组3a的发热量在作为变压器成立的范围内的重新设计。这在第1一次绕组201、第2一次绕组202、第3一次绕组203、第4一次绕组204的冷却条件大致相同的情况下,例如,自然散热、或者从作为一次绕组3a的最外层的第1一次绕组201和第4一次绕组204的两个表面冷却的情况下,是特别有效的。
如上所述,通过在具有彼此隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分的第1连接部40a中切换绕组单元30、31的串联连接和并联连接,从而能够在保持共用化而不改变变压器3的芯体部和分割绕组的卷绕部分的情况下,将一次绕组3a的匝数N1切换为6匝和12匝。由此,由于能容易地应对各种输入电压规格,所以不需要重新设计变压器3的芯体部和绕组构件,因此能使构成变压器3的材料的种类共用化。由于使构成变压器3的材料的种类共用化,因此能抑制在改变匝数的情况下的设计工时和由于专用设计而导致的变压器3的种类的增加,使制造变压器3时的生产管理和库存管理变得容易,因而能提高变压器3的生产性。由于绕组单元30、31的串联连接和并联连接之间的切换可以在第1连接部40a中进行,因此不需要为了改变连接而准备和更换与各连接相应的专用构件,能够容易地进行制造时的生产管理和库存管理。
通过将本实施方式中所示的变压器3用于功率转换装置100,能容易地应对各种输入电压的规格,从而能获得提高了生产性的功率转换装置100。在本实施方式中,设变压器3是平面型变压器。由于变压器3是平面型变压器,因此能够容易地层叠并设置分割绕组。通过在卷绕轴103的延伸方向上层叠分割绕组,从而能够包括多个延伸构件,因此能够在第1连接部40a中构成更多的连接模式。另外,通过层叠,特别是能够集中配置靠近卷绕轴103的延伸构件,能够容易地连接到延伸构件彼此或第1连接部40a。此外,通过改变延伸构件的位置,能够容易地构成非整数的匝数(例如2.5匝或3.5匝)。此外,能够削减变压器3的投影面积。
<第1连接部40a的变形例>
虽然图4示出了第1连接部40a与绕组端部2042一体化的示例,但是第1连接部40a不限于与分割绕组一体化的结构。说明作为第1连接部40a的变形例的、与分割绕组分开设置的第1连接部40a。图14是表示实施方式1所涉及的其他变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的概要的俯视图,图15是示出其他变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的概要的侧视图,图16是示出实施方式1所涉及的另一其他变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的概要的俯视图,图17是示出另一其他变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的概要的侧视图。
无论哪个第1连接部40a都由铜等板状金属制成。图14和图15所示的第1连接部40a平行于xy平面进行配置。图16和图17所示的第1连接部40a平行于yz平面进行配置。无论哪个第1连接部40a都具有四个贯通孔41、42、43、44。如图14所示,绕组端部2022连接到贯通孔41,绕组端部2032连接到贯通孔42,绕组端部2012连接到贯通孔43,绕组端部2042连接到贯通孔44。如图17所示,绕组端部2022连接到贯通孔41,绕组端部2032连接到贯通孔42,绕组端部2012连接到贯通孔43,绕组端部2042连接到贯通孔44。
即使分割绕组和第1连接部40a是分开设置,也可以如先前所示的示例那样容易地应对各种输入电压的规格,能够获得提高了生产性的变压器3。此外,在第1连接部40a被单独设置的情况下,能够提高第1连接部40a的配置自由度。此外,分割绕组和第1连接部40a可以由不同的材料构成。在第1连接部40a由导热率比分割绕组要高的材料形成的情况下,经由散热片将第1连接部40a热连接到功率转换装置的冷却器,从而能够抑制第1连接部40a的发热。
<一次绕组3a的结构的变形例>
说明一次绕组3a的结构的变形例。图18是实施方式1所涉及的其他变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的布线结构图,图19是其他变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的其他布线结构图,图20是实施方式1所涉及的另一其他变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的布线结构图,图21是另一其他变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的其他布线结构图。变形例所涉及的变压器3为一次绕组3a的匝数不同于图10和图12的结构。在变形例中,除了一次绕组3a的匝数之外,一次绕组3a的配置结构与图4相同。
在图10及图12所示的布线结构中,示出了将一次绕组3a的匝数变更为6匝和12匝的示例。将一次绕组3a的分割绕组的每一个的匝数设为3匝,无需将一次绕组3a的匝数设为3的倍数,也可以改变分割绕组的匝数。如图18及图19所示,也可以将一次绕组3a的匝数例如设为5匝或10匝。
第1一次绕组205在卷绕轴103上卷绕2匝,作为靠近卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部2051具有向第2一次绕组202的方向弯曲的弯曲结构。第2一次绕组202在卷绕轴103上卷绕3匝,作为靠近卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部2021具有向第1一次绕组205的方向弯曲的弯曲结构。弯曲结构可以由绕组端部2051、2021中的任一方具有而另一方不具有。绕组端部2051和绕组端部2021例如通过焊接串联连接,形成绕组单元32。
第3一次绕组206在卷绕轴103上卷绕2匝,作为靠近卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部2061具有向第4一次绕组204的方向弯曲的弯曲结构。第4一次绕组204在卷绕轴103上卷绕3匝,作为靠近卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部2041具有向第3一次绕组206的方向弯曲的弯曲结构。弯曲结构可以由绕组端部2061、2041中的任一方具有而另一方不具有。绕组端部2061和绕组端部2041例如通过焊接串联连接,形成绕组单元33。
绕组单元32、33的匝数和卷绕的方向彼此相同。变形例中的绕组单元32、33的每一个的匝数为5匝。第1一次绕组205、第2一次绕组202、第3一次绕组206和第4一次绕组204的远离卷绕轴103的一侧的延伸构件为绕组端部2052、2022、2062、2042。第1连接部40a将绕组单元32、33的绕组端部2052、2022、2062、2042相互串联或并联连接。
例如,通过系杆切割加工去除第1连接部40a的互连部分411、431的部分,从而使得互连部分411、431成为绝缘间隔451、471。形成绝缘间隔451、471,第1连接部40a串联连接绕组单元32、33的绕组端部2052、2022、2062、2042,从而如图18所示,变压器3成为10匝。例如,通过系杆切割加工去除第1连接部40a的互连部分421的部分,从而使得互连部分421成为绝缘间隔461。形成绝缘间隔461,第1连接部40a串联连接绕组单元32、33的绕组端部,从而如图19所示,变压器3成为5匝。
使一次绕组3a的匝数为5匝或10匝的一次绕组3a的结构不限于图18和图19的结构。如图20和图21所示,即使一次绕组3a的分割绕组的每一个的匝数为2.5匝,通过第1连接部40a串联或并联连接绕组单元32、33,从而一次绕组3a的匝数能够成为5匝或10匝。
第1一次绕组205和第3一次绕组206的卷绕部分在每匝的绕组之间设置间隙,扩大绕组宽度,以使得从中心芯体的延伸方向看,其外形与第2一次绕组202和第4一次绕组204重叠。通过这样构成,在绕组单元32、33的每一个中构成5匝的情况下,与在绕组单元30、31的每一个中构成6匝的情况相比,能够抑制由于一次侧电流的增加引起的一次绕组3a损耗的增加。
在第1一次绕组205和第3一次绕组206中,作为卷绕部分以外的部分的绕组端部2051、2061、2052、2062以及延伸构件的部分构成为与图4所示的第1一次绕组201、第3一次绕组203的每一个的部分相同。因此,能仅通过改变绕组构件来改变匝数,而不改变变压器3的外形和连接。在该示例中,示出了从3匝改变为2匝的示例,但是,除了卷绕的部分以外,准备具有相同结构的1匝以上的绕组构件,选择绕组构件,从而能够应对任意的一次匝数N1。
<变压器3的产品组>
说明具有多个机种的变压器3的变压器产品组。多个机种的变压器3的每一个包括:形成磁路的芯体部;卷绕在芯体部上的一次绕组和二次绕组;以及具有彼此隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分的第1连接部。一次绕组和二次绕组中的一方或双方被分割成多个,并且被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在芯体部上的卷绕部分和从卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件。
第1连接部与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件中的一方相连接。将第1连接部中的与多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的一方相连接的部分作为被连接部。多个被连接部隔着配置间隔排列。绝缘间隔设置在配置间隔的部分中。在变压器3的机种之间,设置有绝缘间隔的配置间隔部分不同,第1导电部分存在于未设置绝缘间隔的配置间隔的部分中。通过这样构成,能够容易地将在第1连接部中具有不同连接结构的多个机种的变压器3作为产品组进行管理。由于制造变压器3时的生产管理和库存管理变得容易,因此能提高变压器3的生产性。
说明第1连接部中的机种结构的示例。在第1连接部具有两个第1导电部分的情况下,两个第1导电部分的每一个是连接到外部的外部连接部分,并且是相互连接两个以上的延伸构件的互连部分。该机种结构例如是图13所示的结构,绕组单元30、31成为并联连接的机种的变压器3。在第1连接部具有三个以上的第1导电部分的情况下,两个特定的第1导电部分的每一个是外部连接部分,或是外部连接部分且是互连部分,除了两个特定的第1导电部分之外的一个以上的非特定的第1导电部分的每一个是互连部分。该机种结构例如是图11所示的结构,绕组单元30、31成为并联连接的机种的变压器3。通过这样构成,能够容易地将绕组单元30、31并联或串联连接的多个机种的变压器3作为产品组进行管理。
<变压器3的制造方法>
关于变压器3的制造方法,使用图22来进行说明。图22是表示变压器3的制造工序的图。变压器3在构件准备工序(S11)、卷绕工序(S12)、连接工序(S13)和切断工序(S14)中制造。构件准备工序是准备作为形成磁路的芯体部的下侧芯体101和上侧芯体102、一次绕组和二次绕组、以及成为第1连接部40a的第1连接构件的工序。卷绕工序是将一次绕组和二次绕组卷绕在芯体部的工序。连接工序是将一次绕组和二次绕组中的一方或双方连接到第1连接构件的工序。切断工序是切断第1连接构件的工序。下面,进行详细说明。
在构件准备工序中,作为一次绕组和二次绕组,准备一次绕组和二次绕组中的一方或双方被分割成多个,被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在芯体部上的卷绕部分、和从卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件。当变压器3是平面型变压器时,卷绕工序是将一次绕组和二次绕组的绕组构件配置在芯体部上的工序。
在连接工序中,被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的一方相互隔着配置间隔连接到第1连接构件。在切断工序中,根据变压器的机种,在多个配置间隔内切断不同配置间隔的部分。通过以这种方式制造变压器3,能够在切断工序中通过切断第1连接构件中的不同配置间隔而容易地改变变压器的机种,因此能够容易地制造多个机种的变压器3。由于能够容易地制造多个机种的变压器3,因此能够提高多个机种的变压器3的生产性。
根据变压器的机种,说明基于使切断处发生变化的切断工序所进行的机种变更的示例。在将第1连接构件切断成两个以形成两个导电部分的情况下,两个导电部分的每一个是连接到外部的外部连接部分,并且将两个以上的延伸构件切断成相互连接的互连部分。该机种结构例如是图13所示的结构,绕组单元30、31成为并联连接的机种的变压器3。在第1连接构件被切断成三个以上而形成三个以上的导电部分的情况下,两个特定导电部分的每一个是外部连接部分,或是外部连接部分且成为互连部分,除了两个特定导电部分以外的一个以上的非特定的导电部分的每一个被切断成互连部分。该机种结构例如是图11所示的结构,绕组单元30、31成为串联连接的机种的变压器3。通过这样切断,能够容易地制造由绕组单元30、31并联或串联连接而成的多个机种的变压器3。
在本实施方式中,作为两个延伸构件的另一个的绕组端部2011、2021、2031、2041相互连接,但是连接绕组端部2011、2021、2031、2041的结构不限于此。也可以在绕组端部2011、2021、2031、2041侧设置连接部,将绕组端部2011、2021、2031、2041相互连接。
如上所述,在实施方式1所涉及的变压器3中,一次绕组和二次绕组中的一方或双方被分割成多个,被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在芯体部上的卷绕部分、以及从卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件,第1连接部与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的一方相连接,在第1连接部40a具有两个第1导电部分的情况下,两个第1导电部分的每一个是外部连接部分,并且是将两个以上的延伸构件相互连接的互连部分,在第1连接部40a具有三个以上的第1导电部分的情况下,两个特定的第1导电部分的每一个是外部连接部分,或者是外部连接部分并且是互连部分,除了两个特定的第1导电部分以外的一个以上的非特定的第1导电部分的每一个是互连部分,因此,分割绕组的串联连接和并联连接通过第1连接部40a中的延伸构件的连接来切换,从而能够在保持共用化而不改变芯体部和卷绕部分的情况下,改变变压器3的匝数。
因此,由于能容易地应对各种输入电压规格,所以不需要重新设计芯体部和分割绕组,能使构成变压器3的材料的种类共用化。由于使构成变压器3的材料的种类共用化,因此能抑制在改变匝数的情况下的设计工时和因专用设计而导致的变压器3的种类的增加,使制造变压器3时的生产管理和库存管理变得容易,因而能提高变压器3的生产性。此外,能够容易地在第1连接部40a中切换分割绕组的串联连接和并联连接。
在绝缘间隔处切断并形成多个第1导电部分的情况下,能够容易地形成多个第1导电部分。由于容易形成多个第1导电部分,因此能够提高变压器3的生产性。此外,在被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的另一方相互连接的情况下,能够减少比多个分割绕组的每一个的卷绕部分更向外侧延伸的延伸构件,因而能够简化延伸构件的结构。
在变压器3是平面型变压器并且多个绕组构件沿卷绕轴103的延伸方向层叠的情况下,由于能够包括多个延伸构件,因此能够在第1连接部40a中构成更多的连接模式。此外,被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的一方从远离卷绕轴103的一侧的端部延伸,被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件中的另一方从靠近卷绕轴103的一侧的端部延伸,在上述情况下,由于第1连接部40a能够配置在比卷绕部分更靠外侧的远离卷绕轴103的部位,因此容易切断第1连接部40a的切断部位,因而能够容易地改变一次绕组3a的匝数。
在第1连接部40a由板状金属形成、第1连接部40a与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的任一方一体化的情况下,不需要将与第1连接部40a一体化的延伸构件和第1连接部40a连接的工序,因此能够提高变压器3的生产性。在具有与第1连接部40a一体化的延伸构件的分割绕组沿卷绕轴103的延伸方向看在层叠的绕组构件中被配置在最外侧的情况下,能够对绕组构件的延伸构件所具有的弯曲结构2013、2023、2033的弯曲方向进行统一,因此,绕组端部2012、2022、2032与第1连接部40a的连接能够从一个方向容易地进行。
在多个绕组构件沿卷绕轴103的延伸方向看具有至少一个第1绕组构件和至少一个第2绕组构件、且所述至少一个第1绕组构件具有顺时针卷绕在卷绕轴103上的卷绕部分、所述至少一个第2绕组构件具有逆时针卷绕在卷绕轴103上的卷绕部分的情况下,通过串联连接一个第1绕组构件和一个第2绕组构件,从而能够容易地构成卷绕轴103卷绕的方向相同的绕组。在具有由第1绕组构件和第2绕组构件形成的绕组单元、绕组单元中第1绕组构件和第2绕组构件的靠近卷绕轴103的一侧的端部相互连接、每一个延伸构件从远离卷绕轴103的一侧的端部延伸的情况下,在设置有绕组单元的结构中,第1连接部40a能够容易地配置在比卷绕部分更靠外侧的远离卷绕轴103的位置处。
在具有多个绕组单元、多个绕组单元的匝数和卷绕的方向彼此相同、第1连接部40a将多个绕组单元的延伸构件相互串联或并联连接的情况下,通过第1连接部40a能够容易地改变多个设置的绕组单元的串联或并联连接,从而能够容易地改变变压器3的匝数。在一次绕组和二次绕组中卷绕部分的匝数较多的绕组是被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的情况下,构成为将第1连接部40a设置在匝数较多的绕组上以改变匝数,从而能够构成更多的延伸构件的连接模式。此外,对于另一个绕组的匝数,能够容易地调整作为变压器所需的匝数比。
在一次绕组和二次绕组的一部分或全部由树脂构件301密封的情况下,通过树脂构件301覆盖各绕组之间和各绕组的外周部分,从而能够确保各绕组的绝缘性能。在互连部分的一部分从树脂构件301露出的情况下,能够容易地切断互连部分的一部分。此外,在变压器3包括冷却器302、树脂构件301具有露出部301a、一次绕组3a和二次绕组3b、3c中的一方或双方经由导热构件303在露出部301a处热连接到冷却器302的情况下,能够抑制变压器3的发热。功率转换装置100包括:多个半导体开关元件2a、2b、2c、2d,该多个半导体开关元件2a、2b、2c、2d连接到直流电源,将输入的直流电转换为交流电并输出;本实施方式所记载的变压器3,该变压器3对从多个半导体开关元件2a、2b、2c、2d输出的交流电的电压进行转换并进行输出;以及整流电路4,该整流电路4对变压器3的输出进行整流,在此情况下,能容易地应对各种输入电压的规格,能获得提高了生产性的功率转换装置100。
实施方式2.
对实施方式2所涉及的变压器3进行说明。图23是示出实施方式2所涉及的变压器3的一次绕组3a、第1连接部40a以及第2连接部40b的概要的分解立体图,图24是示出变压器3的第1连接部40a和第2连接部40b的概要的俯视图,图25是示出变压器3的一次绕组3a、第1连接部40a以及第2连接部40b的概要的俯视图,图26是示出变压器3的一次绕组3a和第1连接部40a的概要的侧视图,图27是在图25的A-A截面位置处切断的变压器3的一次绕组3a的剖视图,图28是变压器3的一次绕组3a、第1连接部40a以及第2连接部40b的布线结构图,图29是变压器3的一次绕组3a、第1连接部40a以及第2连接部40b的其他布线结构图,图30是变压器3的一次绕组3a、第1连接部40a以及第2连接部40b的其他布线结构图。实施方式2所涉及的变压器3除了实施方式1的结构以外,还构成为具备第2连接部40b和连结器具600。
<第2连接部40b、连结器具600>
首先说明与实施方式1不同的结构。变压器3包括第2连接部40b,该第2连接部40b具有相互隔着绝缘空间排列的多个第2导电部分。图23示出了设置绝缘间隔之前的第2连接部40b。第2连接部40b由铜等板状金属制成。第2连接部40b与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件中的另一方相连接。在本实施方式中,第2连接部40b与第5一次绕组505的作为延伸构件的绕组端部5051一体化。多个第2导电部分的每一个是将两个以上的延伸构件相互连接的互连部分。通过设置第2连接部40b,与实施方式1相比,能够构成更多的延伸构件的连接模式。由于能够构成更多的延伸构件的连接模式,因此能够在变压器3中构成更多种类的匝数。后面将描述延伸构件的连接模式的具体例。
变压器3包括连接第1连接部40a和第2连接部40b的连结器具600。连结器具600由具有导电性的铜等金属制成。连结器具600可以通过弯曲金属板而形成,也可以通过弯曲棒状金属而形成。连结器具600具有弯曲结构6013、6014,并跨过分割绕组的卷绕部分而设置。在连结器具600中,连接端部6011形成在靠近卷绕轴103的一侧的端部,连接端部6012形成在远离卷绕轴103的一侧的端部。作为连结器具600的延伸构件的连接端部6011连接到第2连接部40b,并且作为连结器具600的延伸构件的连接端部6012连接到第1连接部40a。通过设置连结器具600,与实施方式1相比,能够构成更多的延伸构件的连接模式。由于能够构成更多的延伸构件的连接模式,因此能够在变压器3中构成更多种类的匝数。另外,变压器3不限于具有连结器具600的结构,也可以是设置有第1连接部40a和第2连接部40b的变压器,也可以是不具有连结器具600的结构。
第1连接部40a配置在卷绕部分的内侧和外侧中的一方,第2连接部40b配置在卷绕部分的内侧和外侧中的另一方。在本实施方式中,第1连接部40a配置在卷绕部分的外侧,第2连接部40b配置在卷绕部分的内侧。通过这样构成,由于分割绕组的延伸构件集中在卷绕部分的内侧和外侧,因此能够简化分割绕组的延伸构件的结构。
<一次绕组3a的结构>
示出以将二次绕组3b、3c的匝数N2设为N2=1、且将一次绕组3a的匝数N1设为N1=9或N1=12或N1=15来实现的一次绕组3a的结构例。在本实施方式中,一次绕组3a的绕组构件从图23中的Z轴负方向侧依次被层叠成第1一次绕组501、第2一次绕组502、第3一次绕组503、第4一次绕组504、第5一次绕组505。在本实施方式中,第1一次绕组501、第3一次绕组503和第5一次绕组505是第1绕组构件,第2一次绕组502和第4一次绕组504是第二绕组构件。
成套绕组由一个第1绕组构件和一个第2绕组构件形成。变压器3包括多个成套绕组和一个第1绕组构件或一个第2绕组构件。第1连接部40a与多个成套绕组和一个第1绕组构件或一个第2绕组构件的每一个的两个延伸构件的一方相连接。第2连接部40b与多个成套绕组和一个第1绕组构件或一个第2绕组构件的每一个的两个延伸构件的另一方相连接。第1连接部40a和第2连接部40b将多个成套绕组的延伸构件与一个第1绕组构件或一个第2绕组构件的延伸构件相互串联或并联连接。在本实施方式中,成套绕组50由第2一次绕组502和第3一次绕组503形成,成套绕组51由第4一次绕组504和第5一次绕组505形成。变压器3包括两个成套绕组50、51和作为一个第1绕组构件的第1一次绕组501。
第1一次绕组501、第2一次绕组502、第3一次绕组503、第4一次绕组504和第5一次绕组505分别在卷绕轴103上卷绕三匝,并具有靠近卷绕轴103的一侧的作为延伸构件的绕组端部5011、5021、5031、5041、5051。第1一次绕组501、第2一次绕组502、第3一次绕组503、第4一次绕组504和第5一次绕组505具有作为远离卷绕轴103的一侧的延伸构件的绕组端部5012、5022、5032、5042、5052。第1连接部40a与第5一次绕组505的绕组端部5052一体化。如图23所示,绕组端部5011、5021、5031、5041具有向Z方向弯曲的弯曲结构5013、5023、5033、5043,以用于连接到第2连接部40b。绕组端部5012、5022、5032、5042具有向Z方向弯曲的弯曲结构5014、5024、5034、5044,以用于连接到第1连接部40a。
如图24所示,第1连接部40a具有:将绕组端部5012、5022、5032、5042和连接端部6012连接的贯通孔81、82、83、84、85;将绕组端部5012、5022、5032、5042、5052和连接端部6012相互连接的互连部分811、821、831、841、851;以及连接到外部的外部连接部分8111、8211。第2连接部40b具有:将绕组端部5011、5021、5031、5041和连接端部6011连接的贯通孔71、72、73、74、75;以及将绕组端部5011、5021、5031、5041、5051和连接端部6011相互连接的互连部分711、721、731、741、751。
互连部分711、721、731、741、751、811、821、831、841、851的一部分是其中任一个被切断而成为绝缘间隔的部分。互连部分811、821、831、841、851中的任一个的一部分被断开,从第1连接部40a形成相互隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分。互连部分711、721、731、741、751中的任一个的一部分被断开,从第2连接部40b形成相互隔着绝缘间隔排列的多个第2导电部分。在绝缘间隔处切断并形成多个第2导电部分的情况下,能够容易地形成多个第2导电部分。由于容易形成多个第2导电部分,因此能够提高变压器3的生产性。这些互连部分的一部分从树脂构件301(未图示)露出,因此能够容易地切断互连部分的一部分。
如图26所示,绕组端部5032连接到贯通孔81,绕组端部5042连接到贯通孔82,绕组端部5012连接到贯通孔83,绕组端部5022连接到贯通孔84,连接端部6012连接到贯通孔85。如图27所示,绕组端部5041连接到贯通孔71,绕组端部5031连接到贯通孔72,绕组端部5021连接到贯通孔73,绕组端部5011连接到贯通孔74,连接端部6011连接到贯通孔75。绕组端部和连接端部分别穿过贯通孔,通过例如焊料(未示出)连接。由于设为绕组端部和连接端部在贯通孔处进行连接的结构,因此简化了第1连接部40a和第2连接部40b中的连接结构,由此能够提高变压器3的生产性。
说明一次绕组3a的匝数N1为15匝的一次绕组3a的结构。在形成15匝的情况下,例如通过系杆切割加工去除第1连接部40a中的互连部分811、831、851的部分。通过在互连部分811、831、851中形成绝缘间隔,从而形成四个第1导电部分。四个第1导电部分在三个绝缘间隔处被切断而形成。在本实施方式中,在图28中,两侧的第1导电部分是两个特定的第1导电部分,是外部连接部分8111、8211。中央两个第1导电部分是非特定的第1导电部分,是互连部分821、841。第1一次绕组501和第2一次绕组502通过互连部分841串联连接,第3一次绕组503和第4一次绕组504通过互连部分821串联连接。
此外,第2连接部40b中的互连部分721、741的部分例如通过系杆切割加工被去除。通过在互连部分721、741中形成绝缘间隔,从而形成三个第2导电部分。三个第2导电部分在两个绝缘间隔处被切断而形成。在本实施方式中,在图28中,三个第2导电部分是互连部分711、731、751。第2一次绕组502和第3一次绕组503通过互连部分731串联连接,第4一次绕组504和第5一次绕组505通过互连部分711串联连接,第1一次绕组501和连接器具600通过互连部分751串联连接。
通过这样构成,如图28所示,成套绕组50和成套绕组51在互连部分821中串联连接,并且与第1一次绕组501串联连接,因此能够实现一次匝数N1=15匝的变压器3。
说明一次绕组3a的匝数N1为12匝的一次绕组3a的结构。在形成12匝的情况下,例如通过系杆切割加工去除第1连接部40a中的互连部分821、841的部分。通过在互连部分821、841中形成绝缘间隔,从而形成三个第1导电部分。三个第1导电部分在两个绝缘间隔处被切断而形成。在本实施方式中,在图29中,两侧的第1导电部分是两个特定的第1导电部分,是外部连接部分8111、8211。中央的第1导电部分是非特定的第1导电部分,是互连部分831。第1一次绕组501和第4一次绕组504通过互连部分831串联连接,第3一次绕组503和第5一次绕组505通过互连部分811串联连接,第2一次绕组502和外部连接部分8211通过互连部分851串联连接。
此外,第2连接部40b中的互连部分731、751的部分例如通过系杆切割加工被去除。通过在互连部分731、751中形成绝缘间隔,从而形成两个第2导电部分。在本结构中,如图29所示,不使用连结器具600的部分。两个第2导电部分在两个绝缘间隔处被切断而形成。在本实施方式中,两个第2导电部分是互连部分711、721和互连部分741。第1一次绕组501和第2一次绕组502通过互连部分741串联连接,第3一次绕组503、第4一次绕组504和第5一次绕组505通过互连部分711、721并联连接。
通过这样构成,如图29所示,第3一次绕组503和第5一次绕组505并联连接,并且第4一次绕组504、第1一次绕组501、第2一次绕组502串联连接,从而能够实现一次匝数N1=12匝的变压器3。
说明一次绕组3a的匝数N1为9匝的一次绕组3a的结构。在形成9匝的情况下,例如通过系杆切割加工去除第1连接部40a中的互连部分821、851的部分。通过在互连部分821、851中形成绝缘间隔,从而形成三个第1导电部分。三个第1导电部分在两个绝缘间隔处被切断而形成。在本实施方式中,在图30中,两侧的第1导电部分是两个特定的第1导电部分,是外部连接部分8111、8211。中央的第1导电部分是非特定的第1导电部分,是互连部分831、841。第1一次绕组501、第2一次绕组502和第4一次绕组504通过互连部分831、841并联连接,第3一次绕组503和第5一次绕组505通过互连部分811串联连接,并且连接器具600和外部连接部分8211连接。
此外,第2连接部40b中的互连部分741的部分例如通过系杆切割加工被去除。通过在互连部分741中形成绝缘间隔,从而形成两个第2导电部分。两个第2导电部分在一个绝缘间隔处被切断而形成。在本实施方式中,两个第2导电部分是互连部分711、721、731和互连部分751。第2一次绕组502、第3一次绕组503、第4一次绕组504和第5一次绕组505通过互连部分711、721、731并联连接,第1一次绕组501和连接器具600通过互连部分751串联连接。
通过这样构成,如图30所示,成套绕组50和成套绕组51在互连部分811中并联连接,并且与第1一次绕组501串联连接,因此能够实现一次匝数N1=9匝的变压器3。
如上所述,通过在具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分的第1连接部40a、以及具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第2导电部分的第2连接部40b中切换各分割绕组的串联连接和并联连接,从而能够在保持共用化而不改变变压器3的芯体部和分割绕组的卷绕部分的情况下,将一次绕组3a的匝数N1切换为9匝、12匝和15匝。由此,由于能容易地应对各种输入电压规格,所以不需要重新设计变压器3的芯体部和绕组构件,因此能使构成变压器3的材料的种类共用化。由于使构成变压器3的材料的种类共用化,因此能抑制在改变匝数的情况下的设计工时和由于专用设计而导致的变压器3的种类的增加,使制造变压器3时的生产管理和库存管理变得容易,因而能提高变压器3的生产性。由于各分割绕组的串联连接和并联连接之间的切换可以在第1连接部40a和第2连接部40b中进行,因此不需要为了改变连接而准备和更换与各连接相应的专用构件,能够容易地进行制造时的生产管理和库存管理。
在实施方式2中,示出了在一次绕组3a的各分割绕组内一个分割绕组的两端设置第1连接部40a和第2连接部40b、并且具有连结器具600的示例,但并不限于具有全部这些的结构。例如,实施方式1的结构设置有第1连接部40a和第2连接部40b,即使不具有连结器具600也能够构成。另外,在设置第1连接部40a和第2连接部40b且具有连接器具600的情况下,能够将一次绕组3a的匝数构成为从实施方式1所示的12匝和6匝的2种模式加上9匝的3种模式。
另外,如果比较一次匝数N1分别为15匝、12匝、9匝的变压器3,则由于一次匝数N1减少,电流增加了相应匝数比率。在将变压器3安装在功率转换装置100的壳体的情况下,由于变压器3是平面型结构,因此冷却器配置在第1一次绕组501的下方侧。因此,一次绕组3a和二次绕组3b、3c经由实施方式1所示的树脂构件301在从Z轴的正侧到负侧方向的路径中散热。此时,配置在Z轴的正方向侧的第3一次绕组503、第4一次绕组50、第5一次绕组505不易散热。在本实施方式中,在一次匝数N1为12匝的变压器3中,第3一次绕组503和第5一次绕组505并联连接,在一次匝数N1为9匝的变压器3中,第3一次绕组503和第5一次绕组505以及第2一次绕组502和第4一次绕组504并联连接。这样,通过设为并联连接分割绕组的结构,能够使流过的电流减半。配置在Z轴正方向侧的分割绕组不易散热,但通过并联连接配置在Z轴正方向侧的分割绕组,从而能够应对因增加相应匝数比率的电流而引起的发热。
<变压器3的产品组>
说明具有多个机种的变压器3的变压器产品组。多个机种的变压器3的每一个除了实施方式1所示的多个机种的变压器3的结构之外,还具备第2连接部,该第2连接部具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第2导电部分。第2连接部与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的另一方相连接。将第2连接部中的与多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的另一方相连接的部分作为第2连接部的被连接部。多个第2连接部的被连接部隔着配置间隔排列。绝缘间隔设置在配置间隔的部分中。在变压器3的机种之间,设置有第2连接部中的绝缘间隔的配置间隔的部分不同,第2导电部分存在于未设置绝缘间隔的配置间隔的部分中。
通过这样构成变压器3的产品组,能够容易地将在第1连接部和第2连接部中具有不同连接结构的多个机种的变压器3作为产品组进行管理。由于制造变压器3时的生产管理和库存管理变得容易,因此能提高变压器3的生产性。
<变压器3的制造方法>
关于变压器3的制造方法,说明与实施方式1所示的变压器3的制造方法不同的工序。在本实施方式所涉及的变压器3的构件准备工序中,还准备成为第2连接部40b的第2连接构件。连接工序中,将一次绕组和二次绕组中的一方或双方连接到第2连接构件。被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的另一方相互隔着配置间隔连接到第2连接构件。在切断工序中,根据变压器的机种,在第2连接构件中的多个配置间隔内切断不同的配置间隔。
通过以这种方式制造变压器3,能够在切断工序中通过切断第1连接构件和第2连接构件中的不同配置间隔而容易地改变变压器的机种,因此能够容易地制造多个机种的变压器3。由于能够容易地制造多个机种的变压器3,因此能够提高多个机种的变压器3的生产性。
如上所述,在实施方式2所涉及的变压器3中,包括第2连接部40b,该第2连接部40b具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第2导电部分,第2连接部40b与被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个的两个延伸构件的另一方相连接,多个第2导电部分的每一个是将两个以上的延伸构件相互连接的互连部分,因此,与实施方式1相比,能够构成更多的延伸构件的连接模式。由于能够构成更多的延伸构件的连接模式,因此能够在变压器3中构成更多种类的匝数。另外,由于能容易地应对各种输入电压规格,所以不需要重新设计芯体部和分割绕组,能使构成变压器3的材料的种类共用化。由于使构成变压器3的材料的种类共用化,因此能抑制在改变匝数的情况下的设计工时和由于专用设计而导致的变压器3的种类增加,使制造变压器3时的生产管理和库存管理变得容易,因而能提高变压器3的生产性。
在绝缘间隔处切断并形成多个第2导电部分的情况下,能够容易地形成多个第2导电部分。由于容易形成多个第2导电部分,因此能够提高变压器3的生产性。另外,在具备连接了第1连接部40a和第2连接部40b的连结器具600的情况下,与实施方式1相比,能够构成更多的延伸构件的连接模式。由于能够构成更多的延伸构件的连接模式,因此能够在变压器3中构成更多种类的匝数。此外,当第1连接部40a配置在卷绕部分的内侧和外侧中的一方、而第2连接部40b配置在卷绕部分的内侧和外侧中的另一方的情况下,由于分割绕组的延伸构件集中在卷绕部分的内侧和外侧,因此能够简化分割绕组的延伸构件的结构。
具有:第1连接部40a和第2连接部40b,所述第1连接部40a具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分,所述第2连接部40b具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第2导电部分;多个成套绕组,该多个成套绕组由一个第1绕组构件和一个第2绕组构件构成;以及一个第1绕组构件或一个第2绕组构件,第1连接部40a与多个成套绕组和一个第1绕组构件或一个第2绕组构件的每一个的两个延伸构件的一方相连接,第2连接部与多个成套绕组和一个第1绕组构件或一个第2绕组构件的每一个的两个延伸构件的另一方相连接,第1连接部40a和第2连接部40b将多个成套绕组的延伸构件与一个第1绕组构件或一个第2绕组构件的延伸构件相互串联或并联连接,在上述情况下,通过切换各分割绕组的串联连接和并联连接,从而能够在保持共用化而不改变变压器3的芯体部和分割绕组的卷绕部分的情况下,在变压器3中构成更多种类的匝数。
实施方式3.
对实施方式3所涉及的变压器3进行说明。图31是实施方式3所涉及的变压器3的一次绕组3a、第1连接部40a以及第2连接部40b的布线结构图,图32是示出变压器3的第1连接部40a和第2连接部40b的概要的俯视图。实施方式3所涉及的变压器3具备与实施方式2不同结构的第1连接部40a,为一次绕组3a的匝数N1为6匝的一次绕组3a的构成。第1连接部40a以外的结构与实施方式2相同,因此对相同的结构省略说明。
如图32所示,第1连接部40a具有:将绕组端部5012、5022、5032、5042与连接端部6012相连接的贯通孔91、92、93、94、95;将绕组端部5012、5022、5032、5042、5052与连接端部6012相互连接的互连部分911、921、931、941、951;以及连接到外部的外部连接部分9111、9211、9311。第1连接部40a还具有平行于y轴而形成的互连部分961、971、981、以及形成为连接它们的互连部分1002、1003、1005。互连部分是其中任一个被切断而形成绝缘间隔的部分。
如图31所示,绕组端部5032连接到贯通孔91,绕组端部5042连接到贯通孔92,绕组端部5022连接到贯通孔93,绕组端部5012连接到贯通孔94,连接端部6012连接到贯通孔95。另外,绕组端部5041连接到贯通孔71,绕组端部5031连接到贯通孔72,绕组端部5021连接到贯通孔73,绕组端部5011连接到贯通孔74,连接端部6011连接到贯通孔75。绕组端部和连接端部分别穿过贯通孔,通过例如焊料(未示出)连接。
说明一次绕组3a的匝数N1为6匝的一次绕组3a的结构。在形成6匝的情况下,例如通过系杆切割加工去除第1连接部40a中的互连部分921、941、951、1003的部分。通过在互连部分921、941、951、1003中形成绝缘间隔,从而形成两个第1导电部分。由于形成绝缘间隔,第1一次绕组501、第3一次绕组503和第5一次绕组505通过互连部分911、961、971、981、1002、1005而并联连接。第2一次绕组502和第4一次绕组504通过互连部分931串联连接。
此外,第2连接部40b中的互连部分751的部分例如通过系杆切割加工被去除。通过在互连部分751中形成绝缘间隔,从而形成一个第2导电部分。第2导电部分为一个是由于在本实施方式中不使用连结器具600。由于不使用连结器具600,因此也不使用连接到连结器具600的外部连接部分9211。通过互连部分711、721、731、741,将第1一次绕组501、第2一次绕组502、第3一次绕组503、第4一次绕组504和第5一次绕组505并联连接。由于具有一个第2导电部分,因此也可以是不设置第2连接部40b而将各分割绕组的绕组端部相互连接的结构。由于本实施方式是作为实施方式2的变形例进行说明的,因此构成为设有连结器具600和第2连接部40b。
通过这样构成,如图31所示,由于并联连接的第1一次绕组501、第3一次绕组503和第5一次绕组505、与第2一次绕组502和第4一次绕组504串联连接,因此能够实现一次匝数N1=6匝的变压器3。
在使用本实施方式所涉及的第1连接部40a及第2连接部40b的情况下,通过将任一个互连部分设为绝缘间隔,从而能够实现一次匝数N1=15、12、9、6、3匝的变压器3。这样,通过改变第1连接部40a的结构,即使使用与实施方式2相同的匝数、层数的分割绕组,也能够改变一次绕组3a的匝数。无论一个分割绕组的匝数和绕组的层数如何,都在分割绕组的端部设置第1连接部40a和第2连接部40b,从而能够实现能够改变匝数的变压器3。
另外,本申请虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例,但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式,也可以单独适用于实施方式,或者进行各种组合来适用于实施方式。
因此,可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如,假设包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况,以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
标号说明
1直流电源
2单相逆变器
2a、2b、2c、2d半导体开关元件
3变压器
3a一次绕组
3b二次绕组
3c二次绕组
4整流电路
4a、4b二极管
5电抗器
6滤波电容器
7负载
30、31、32、33绕组单元
40a第1连接部
40b第2连接部
50、51成套绕组
100功率转换装置
101下侧芯体
102上侧芯体
103卷绕轴
103a卷绕轴线
201、205、501第1一次绕组
202、502第2一次绕组
203、206、503第3一次绕组
204、504第4一次绕组
505第5一次绕组
300绕组体
301树脂构件
301a露出部
302冷却器
303导热构件
2011、2021、2031、2041、2051、2061、2012、2022、2032、2042、2052、2062、5011、5021、5031、5041、5051、5012、5022、5032、5042、5052绕组端部
2013、2023、2033、5013、5023、5033、5043、5014、5024、5034、5044、6013、6014弯曲结构
41、42、43、44、71、72、73、74、75、81、82、83、84、85、91、92、93、94、95贯通孔
411、421、431、711、721、731、741、751、811、821、831、841、851、911、921、931、941、951、961、971、981、1002、1003、1005互连部分
451、461、471绝缘间隔
4111、4211、8111、8211、9111、9211、9311外部连接部分
600连结器具
6011、6012连接端部。

Claims (26)

1.一种变压器,其特征在于,包括:
芯体部,该芯体部形成磁路;
一次绕组和二次绕组,该一次绕组和二次绕组卷绕在所述芯体部上;以及
第1连接部,该第1连接部具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分,
所述一次绕组和所述二次绕组中的一方或双方被分割成多个,并且被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在所述芯体部上的卷绕部分、和从所述卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件,
所述第1连接部与被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的一方相连接,
在所述第1连接部具有两个所述第1导电部分的情况下,两个所述第1导电部分的每一个是连接到外部的外部连接部分,并且是将两个以上的所述延伸构件相互连接的互连部分,
在所述第1连接部具有三个以上的所述第1导电部分的情况下,两个特定的所述第1导电部分的每一个是所述外部连接部分,或者是所述外部连接部分并且是所述互连部分,除了两个所述特定的第1导电部分以外的一个以上的非特定的所述第1导电部分是所述互连部分。
2.如权利要求1所述的变压器,其特征在于,
多个所述第1导电部分在所述绝缘间隔处被切断而形成。
3.如权利要求1或2所述的变压器,其特征在于,
包括第2连接部,该第2连接部具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第2导电部分,
所述第2连接部与被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的另一方相连接,
多个所述第2导电部分的每一个是将两个以上的所述延伸构件相互连接的所述互连部分。
4.如权利要求3所述的变压器,其特征在于,
多个所述第2导电部分在所述绝缘间隔处被切断而形成。
5.如权利要求3或4所述的变压器,其特征在于,
包括连结器具,该连结器具将所述第1连接部和所述第2连接部相连接。
6.如权利要求1或2所述的变压器,其特征在于,
被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的另一方相互连接。
7.如权利要求3至5的任一项所述的变压器,其特征在于,
所述第1连接部配置在所述卷绕部分的内侧和外侧的一方,
所述第2连接部配置在所述卷绕部分的内侧和外侧的另一方。
8.如权利要求1至7的任一项所述的变压器,其特征在于,
所述一次绕组和所述二次绕组由多个绕组构件形成,
多个所述绕组构件的每一个形成为在与卷绕有绕组的、作为所述芯体部的部分的卷绕轴的延伸方向正交的同一平面上弯曲的板状,并且板面与所述卷绕轴的延伸方向正交,
多个所述绕组构件在所述卷绕轴的延伸方向上层叠。
9.如权利要求8所述的变压器,其特征在于,
被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的一方从远离所述卷绕轴的一侧的端部延伸,
被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的另一方从靠近所述卷绕轴的一侧的端部延伸。
10.如权利要求8所述的变压器,其特征在于,
所述第1连接部由板状金属构成,
所述第1连接部与被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的任一方一体化。
11.如权利要求10所述的变压器,其特征在于,
沿所述卷绕轴的延伸方向看,具有与所述第1连接部一体化的所述延伸构件的所述分割绕组在所层叠的所述卷绕构件中配置在最外侧。
12.如权利要求8至11的任一项所述的变压器,其特征在于,
沿所述卷绕轴的延伸方向看,多个所述绕组构件具有至少一个第1绕组构件和至少一个第2绕组构件,所述至少一个第1绕组构件具有从远离所述卷绕轴的一侧朝向靠近所述卷绕轴的一侧顺时针地卷绕在所述卷绕轴上的所述卷绕部分,所述至少一个第2绕组构件具有从远离所述卷绕轴的一侧朝向靠近所述卷绕轴的一侧逆时针地卷绕在所述卷绕轴上的所述卷绕部分。
13.如权利要求12所述的变压器,其特征在于,
具有绕组单元,该绕组单元由一个所述第1绕组构件和一个所述第2绕组构件形成,
所述绕组单元中的所述第1绕组构件和所述第2绕组构件的靠近所述卷绕轴的一侧的端部相互连接,各个所述延伸构件从远离所述卷绕轴的一侧的端部延伸。
14.如权利要求13所述的变压器,其特征在于,
具有多个所述绕组单元,
多个所述绕组单元的卷绕方向彼此相同,
所述第1连接部将多个所述绕组单元的所述延伸构件相互串联或并联连接。
15.如权利要求12所述的变压器,其特征在于,具有:
由一个所述第1绕组构件和一个所述第2绕组构件构成的多个成套绕组、和一个所述第1绕组构件或一个所述第2绕组构件;以及
具有相互个隔着绝缘间隔排列的多个第2导电部分的第2连接部,
所述第1连接部与多个所述成套绕组和一个所述第1绕组构件或一个所述第2绕组构件的每一个的两个所述延伸构件的一方相连接,
所述第2连接部与多个所述成套绕组和一个所述第1绕组构件或一个所述第2绕组构件的每一个的两个所述延伸构件的另一方相连接,
所述第1连接部和所述第2连接部将多个所述成套绕组的所述延伸构件、和一个所述第1绕组构件或一个所述第2绕组构件的所述延伸构件相互串联或并联连接。
16.如权利要求1至15的任一项所述的变压器,其特征在于,
所述一次绕组和所述二次绕组中,卷绕部分的匝数多的绕组是被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组。
17.如权利要求1至16的任一项所述的变压器,其特征在于,
所述一次绕组和所述二次绕组的一部分或全部由树脂构件密封。
18.如权利要求17所述的变压器,其特征在于,
所述互连部分的一部分从所述树脂构件中露出。
19.如权利要求17所述的变压器,其特征在于,
包括与所述树脂构件热连接的冷却器,
所述树脂构件在所述冷却器一侧具有使所述一次绕组和所述二次绕组的一方或双方的一部分露出而形成的露出部,
所述一次绕组和所述二次绕组的一方或双方在所述露出部经由导热构件热连接到所述冷却器。
20.一种功率转换装置,其特征在于,包括:
与直流电源连接并将输入的直流电转换为交流电并输出的多个半导体开关元件;
对从多个所述半导体开关元件输出的交流电的电压进行转换并输出的如权利要求1至19的任一项所述的变压器;以及
对所述变压器的输出进行整流的整流电路。
21.一种变压器的产品组,该变压器的产品组包括多个机种的变压器,所述多个机种的变压器包括:
芯体部,该芯体部形成磁路;
一次绕组和二次绕组,该一次绕组和二次绕组卷绕在所述芯体部上;以及
第1连接部,该第1连接部具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第1导电部分,
所述一次绕组和所述二次绕组中的一方或双方被分割成多个,被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个包括卷绕在所述芯体部上的卷绕部分、和从所述卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件,所述变压器的产品组的特征在于,
所述第1连接部与被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件中的一方相连接,
将所述第1连接部中的与多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的一方相连接的部分设为被连接部,多个所述被连接部隔着配置间隔排列,在所述变压器的机种之间,设置有所述绝缘间隔的所述配置间隔的部分不同,所述第1导电部分存在于未设置所述绝缘间隔的所述配置间隔的部分。
22.如权利要求21所述的变压器的产品组,其特征在于,
在所述第1连接部具有两个所述第1导电部分的情况下,两个所述第1导电部分的每一个是连接到外部的外部连接部分,并且是将两个以上的所述延伸构件相互连接的互连部分,
在所述第1连接部具有三个以上的所述第1导电部分的情况下,两个特定的所述第1导电部分的每一个是所述外部连接部分,或者是所述外部连接部分并且是所述互连部分,除了两个所述特定的第1导电部分以外的一个以上的非特定的所述第1导电部分的每一个是所述互连部分。
23.如权利要求21或22所述的变压器的产品组,其特征在于,
包括第2连接部,该第2连接部具有相互隔着绝缘间隔排列的多个第2导电部分,
所述第2连接部与被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件中的另一方相连接,
将所述第2连接部中的与多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的另一方相连接的部分设为所述第2连接部的被连接部,多个所述第2连接部的被连接部隔着配置间隔排列,
在所述变压器的机种间,所述第2连接部中的设置有所述绝缘间隔的所述配置间隔的部分不同,所述第2导电部分存在于未设置所述绝缘间隔的所述配置间隔的部分。
24.一种变压器的制造方法,其特征在于,包括:
准备形成磁路的芯体部、一次绕组和二次绕组、以及第1连接构件的构件准备工序;
将所述一次绕组和所述二次绕组卷绕在所述芯体部上的卷绕工序;
将所述一次绕组及所述二次绕组的一方或双方和所述第1连接构件相连接的连接工序;以及
切断所述第1连接构件的切断工序,
在所述构件准备工序中,作为所述一次绕组和所述二次绕组,准备如下的绕组:所述一次绕组和所述二次绕组中的一方或双方被分割成多个,并且被分割的至少一个绕组中的多个分割绕组的每一个具有卷绕在所述芯体部上的卷绕部分和从所述卷绕部分的两端延伸的两个延伸构件,
在所述连接工序中,
将被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的一方相互隔着配置间隔连接到所述第1连接构件,
在所述切断工序中,
在多个所述配置间隔内,根据变压器的机种,切断不同的所述配置间隔的部分。
25.如权利要求24所述的变压器的制造方法,其特征在于,
在所述切断工序中,
在将所述第1连接构件切断成两个从而形成两个导电部分的情况下,两个所述导电部分的每一个是连接到外部的外部连接部分,并切断成将两个以上的所述延伸构件相互连接的互连部分,
在将所述第1连接构件切断成三个以上从而形成三个以上的所述导电部分的情况下,两个特定的所述导电部分的每一个是所述外部连接部分,或者是所述外部连接部分并且是所述互连部分,除了两个所述特定的导电部分以外的一个以上的非特定的所述导电部分的每一个切断成所述互连部分,
根据变压器的机种来改变切断部位。
26.如权利要求24或25所述的变压器的制造方法,其特征在于,
在所述构件准备工序中,准备第2连接构件,
在连接工序中,将所述一次绕组及所述二次绕组中的一方或双方与所述第2连接构件相连接,
将被分割的至少一个绕组中的多个所述分割绕组的每一个的两个所述延伸构件的另一方相互隔着配置间隔连接到所述第2连接构件,
在所述切断工序中,
在所述第2连接构件中的多个所述配置间隔内,根据变压的机种来切断不同的所述配置间隔。
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