JP2003518764A - ワイヤ・コア誘導装置を用いる電力変換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電力変換システムは、誘導装置を通って、かつその電気巻き線を越えて延びる複数のワイヤで作られる磁気コアを有する誘導装置を使用する。ワイヤの端部は、電気巻き線の周りに形成され、接触し、かつ完全な磁気回路を形成する磁気コアおよび巻き線をともに囲んで接続される。誘導装置は、電源で使用される変圧器、インバータ、または２つ以上の巻き線、バラストにおいて使用されるただ１つの巻き線を有するチョーク・コイル、電源、インバータ、あるいは他の誘導装置を有する他の装置であることができる。電力変換システムは、さらに、整流器、フィルタ、およびスイッチ・モード・システムにおいてアナログ・システムまたは構成部品とも呼ばれるレギュレータを含むことができる。電力変換システムの１つの実施形態において、整流、フィルタリング、またはレギュレーション構成部品または他の構成部品の１つまたは全ては、物理的保護または外部源からの電磁干渉の侵入から保護を提供するために、磁気コアによって形成されるハウジング内に配置されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は、電力変換システムに関し、より詳細には、コア誘導装置を用いる電
源、インバータ、およびバラストに関する。

【０００２】 （発明の背景） 圧倒的に多くの電子回路は、適切な動作を確実にするために、一定の電圧を必
要とする。例えば、多くのマイクロプロセッサは、１０〜１００Ａの電流を提供
することができる５ボルトおよび１２ボルトの電源を必要とする。負荷条件とと
もに生成される電流が変化する他の信号処理システムは、ほぼ一定レベルの供給
電圧（例えば、５、１２、および１５ボルト）を維持する必要がある。さらに、
多くのモータ駆動および制御システムは、電圧レベルが、所望の動作条件に適合
するために動的に調整される直流電源を必要とする。

【０００３】 携帯可能なシステムに関して、バッテリを用いることができる。しかしながら
より頻繁に、電子回路は、回路または電源により給電され、その回路または電源
は、電力ラインから受信した交流波形（例えば、米国において、１１０ボルトか
ら２２０ボルトｒｍｓで６０Ｈｚの正弦波）を、少なくとも１つの変圧器または
誘導装置を用いて、一定強度の直流電圧に変換する。しばしば、これらのシステ
ムは、装置を給電し、および同様にバッテリを充電する。

【０００４】 低周波数応用変圧器および他の誘導装置が、複数の鋼シートを備え、そのシー
トがダイ・カットされ、所望のコアの厚みを形成するために積層される磁気コア
から作られることは、普通でありかつ一般的である。選択された個々のシートは
、磁気コアにおける渦電流を低減し／最小化するために、酸化物被覆し、ワニス
塗りされ、または他の方法で、互いに電気的に絶縁される。長年、打ち抜きの厚
み（したがって必要な部品の数）は、１組の制約、すなわち必要な片の数に対す
る渦電流の大きさによって決定される。

【０００５】 変圧器などの磁気コアは、一般に、電気巻き線の中心を通過し、かつ閉鎖され
た磁気回路を提供するために自身で閉じる。磁気コアは、電気巻き線を支持する
ため、コアは、変圧器のための支持体として使用されることも当然である。すな
わち、変圧器を支持するために、容器またはベースボードへ磁気コアを取り付け
る。

【０００６】 金属シートの積層体が、誘導装置に関する磁気コアとして使用されるとき、通
常、Ｅの中央レグに電気巻き線を有する、Ｅなどの形状を提供する。巻き線が所
定の場所に置かれた後、通常Ｉの形態の追加のシート積層体が、Ｅの端部に接続
するために加えられ、それによって磁気回路が完成する。そのような技術を使用
して、巻き線が分離して巻かれ、その後磁気回路上に配置される必要があること
が理解されよう。したがって、巻き線は、磁気コア上で滑動するために十分大き
くなければならない。

【０００７】 同様に、巻き線の形状は、最適な動作を損なう円形よりも矩形の必要がある。
電気巻き線がコア上である程度緩められる必要があるため、そのような構成は、
誘導装置の固有の雑音性および電力変換装置の必要性を与える。結果として、交
流電圧が、電気巻き線に印加されると、コアを作るシートは、交流磁界で、また
は副高調波における共振で振動する傾向がある。電気構成部品と磁気構成部品と
の間の結果としてのギャップおよび空間も、結合および作用の効率を低減する。

【０００８】 変圧器および他の誘導装置は、固有に電磁界を生成する。装置の外部のそのよ
うな電磁界は、効率を少なくし、すぐ近くの周囲環境に対して干渉を作る。これ
らの電磁界の強度は、変圧器からの距離とともに減少するが、電磁界源または影
響を受ける構成部品のいずれかの遮蔽が、しばしば必要である。今日の電子装置
における構成部品は、より敏感であり、それらのパッケージングがより高密度で
あるため、電磁相互作用への感受性は劇的に増加する。これらの構成部品の最適
な性能を確実にするために、漂浮電磁界は、しばしば実質的な価格で最小化され
なければならない。上述したように、これらの電磁界を最小化することができる
方法は、電磁界を含みかつ外部源からの干渉を防ぐために、源の周りに遮蔽を提
供することである。

【０００９】 したがって、効率的で価格に有効な方法で製造されることができ、高いレベル
の効率および優れた遮蔽能力を提供する変圧器または他の誘導装置を使用する、
改善された電力変換システムの必要性が存在する。

【００１０】 （発明の概要） したがって、本発明の主要な目的は、従来技術の制限を解消し、特に効率的で
価格に有効な方法で製造されることに適合する、新規で向上した電力変換システ
ムおよび関連する方法を提供することである。

【００１１】 本発明の他の目的は、特に、複数のワイヤから形成される磁気コアを有する誘
導装置を使用するために適合された、電力変換システムを提供することである。

【００１２】 本発明のさらに他の目的は、優れた遮蔽能力を提供する電力変換システムを提
供することである。

【００１３】 本発明のさらに他の目的は、誘導装置の磁気コア内にその全ての構成部品を収
容する電力変換システムを提供することである。

【００１４】 本発明の他の目的は、磁気コアを形成するために複数のワイヤを使用する電力
変換システムを作る方法を提供することである。

【００１５】 本発明の追加の目的、利点、および他の新規な特徴は、一部は以下の記載に示
され、一部は、以下を試すと当業者には明らかになり、または本発明の実施によ
り学ばれることができる。本発明の目的および利点は、特許請求の範囲において
特に指摘される手段および組み合わせにより、実現されかつ得られることができ
る。

【００１６】 前述のおよび他の目的を達成するために、本明細書に記載されるような本発明
の目的によれば、複数のワイヤを備える磁気コアを有する誘導装置を利用する改
善された電力変換システムが提供される。電力変換システムは、負荷と適合しな
い特性を有する外部電源から負荷によって必要とされる特性で電力を提供する、
すなわち負荷を利用可能な外部電源と適合させる任意の回路であることができる
。したがって、電力変換システムは、限定されず、アナログ電源、またはスイッ
チ・モード電源、インバータ、バラストなどを含む任意のタイプの電源であるこ
とができる。

【００１７】 誘導装置に応じる１つまたは複数の電気巻き線は、磁気コアを形成する複数の
ワイヤに直接巻かれる。磁気コアを形成するワイヤの端部は、電気巻き線にわた
って広がりかつ形成され、ワイヤの両端部は、完全な磁気コアを形成するために
接触する。バンドまたは他の接続手段は、ワイヤの端部をともに保持する。有利
には、このように形成されたワイヤは、システムから発する電磁界を実質的に含
み、かつ外部源からの電磁界の侵入を低減する遮蔽を提供するために、電気巻き
線および磁気コアを囲む。追加の遮蔽は、バンドの所定の場所に横断して巻かれ
たワイヤを有する遮蔽を形成するワイヤの少なくとも一部を巻くことによって提
供されることができる。

【００１８】 本発明の重要な態様によれば、誘導装置の磁気コアは、電力変換システムの残
りの構成部品のいつくかまたは好ましくは全てのためのハウジングを形成するこ
とができる。例えば、一般のアナログ電源は、フューズ、オン／オフ・スイッチ
、整流器、フィルタ、および／またはレギュレータなどの追加の構成部品を含む
ことができる。本発明によれば、これらの構成部品は、磁気コアによって形成さ
れるハウジング内に収容される。このように、誘導装置、ならびに電力変換シス
テムの構成部品は、外部源からの電磁気的または無線周波数干渉の侵入に対して
、物理的に保護されかつ遮蔽される。さらなる遮蔽は、変圧器および電子構成部
品の内部を遮蔽プレートで囲むことによって達成されることができる。

【００１９】 誘導装置は、電力変換システムを支持可能に登載するために、磁気コアを形成
しかつ磁気コアから延びる複数のワイヤ内に結ばれたマウンティング・ポストを
含むことができる。マウンティング・ポストは、所望であれば、磁気コアの片側
または両側から延びることができる。同様に、磁気コアの形成は、他の点ではか
なり変わることができる。様々な径のワイヤを、コアのより高い密度を達成する
ために使用することができる。すなわち、わずかな大きいワイヤが、剛性を提供
するためにコアの周りに組み込まれることができ、１つまたは複数のチューブが
、コアに組み込まれ、チューブが、誘導装置および電力変換装置を冷却する空気
または液体を搬送する。冷却チューブは、好ましくは非磁性および非電導性材料
で構成される。

【００２０】 本発明のさらなる態様において、その目的および意図によれば、電力変換シス
テムを作る方法は、複数のワイヤの磁気コアを形成するステップと、磁気コアの
長さに沿って少なくとも１つの電気巻き線を配置するステップと、電力変換シス
テムの残りの構成部品に電気巻き線を接続するステップと、巻き線を囲みかつ完
全な磁気回路を形成するために、少なくとも１つの電気巻き線にわたって磁気コ
アのワイヤを形成することによって誘導装置を遮蔽するステップとを含む。

【００２１】 本発明のさらに他の目的は、本発明を実行するために最も適しているいくつか
のモードを単に例示することによって、本発明の好ましい実施形態が示されかつ
記載される以下の記載から当業者には明らかになろう。理解されるように、本発
明は、他の異なる実施形態で可能であり、そのいくつかの詳細は、本発明を逸脱
することなく様々な明らかな全ての修正が可能である。したがって、図面および
記載は、限定としてではなく当然例示として考慮される。

【００２２】 明細書に組み込まれかつ明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明の原理
を説明するために役立つ記載とともに、本発明のいくつかの態様を例示する。

【００２３】 本発明の好ましい実施形態の一例が添付の図面で示される、本発明の好ましい
実施形態に対する詳細を参照する。

【００２４】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 本発明の例示および記載の目的のために、電力変換システム１０の本発明の好
ましい実施形態を示す図１を参照する。好ましい電力変換システム１０は、変換
手段１１、整流器１２、容量性フィルタ１３、およびレギュレータ１４を含む。
しかしながら、本発明の最も幅広い教示により、負荷Ｌと適合しない特性を有す
る外部電源Ｓから負荷Ｌによって必要な特性を有する電力を提供する、電力変換
システムの分野において一般に知られる任意の回路であることができ、変換手段
１１は、複数のワイヤ２４で形成された磁気コア２３を有する任意のタイプの誘
電装置（例えば、変圧器、インバータ、バラスト）である。

【００２５】 図２に示されるように、例えば、本発明の好ましい実施形態の変換手段１１は
、電源Ｐ（図示せず）を変圧器２０の一次巻き線に接続するリード２１と、二次
巻き線を負荷Ｌ（図示せず）に接続するリード２２とを有する変圧器２０である
。一次および二次巻き線の指定は、いくぶん任意であり、電源Ｐへ接続するため
にリード２２を使用し、負荷Ｌに接続するためにリード２１を使用することがで
きることは、当業者には理解されよう。したがって、「一次」および「二次」の
指定は、便宜上本明細書において使用され、巻き線を逆にできることは理解され
よう。

【００２６】 図３に最も良く示されるように、変圧器２０の磁気コア２３は、従来の鋼のシ
ートではなく複数のワイヤ２４で作られる。しかしながら、通常のように、電気
巻き線２５および２６は、磁気コア２３を受ける。磁気コア２３を形成するため
に使用される複数の巻き線２４は、磁気コア２３から外側に延び、さらに、電気
巻き線２５および２６の周りに形成され、電気巻き線２５および２６を囲む。複
数のワイヤ２４の端部は、完全な磁気回路を形成するバンド２７によって接触し
かつ互いに保持される。リード２１および２２は、それぞれ電気巻き線２５およ
び２６を接続するために、複数のワイヤ２４間を通過する。

【００２７】 重要なことに、より細いコア・ワイヤ２４、およびワイヤが接触する端部によ
ってもたらされる非常に小さいが分散されたギャップを使用することは、本発明
の好ましい実施形態の変圧器２０または他の変換手段１１が、一般のシート・タ
イプの磁気コア装置よりもより高い周波数で動作することを可能にする。有利に
は、変圧器２０または他の変換手段１１は、より高い周波数を必要とするスイッ
チモード電源および他の装置において用いられることができる。例えば、変換手
段１１は、３０ｋＨｚから１００ｋＨｚまたはそれ以上の低い周波数を含み、３
ｋＨｚまでより低い非常に低い周波数から、出力の位相および周波数を制御する
ためのスイッチング手段（図示せず）を含むことができる。

【００２８】 本発明の他の重要な態様によれば、ワイヤ２４は、変圧器２０から発する電磁
界を実質的に含む遮蔽２８を形成し、外部源からの電磁干渉および／または磁束
を含む電磁界の侵入を低減する。追加の遮蔽は、横断し巻かれたワイヤ２９で遮
蔽２８を形成するワイヤの少なくとも一部を縛ることによって、図４に示される
ように提供されることができる。好ましくは、ワイヤ２９は、ワイヤ２３の端部
、または遮蔽２８の少なくとも一部で縛り、したがってバンド２７を置き換える
ための細い鉄または鋼ワイヤである。

【００２９】 再び図３を参照すると、好ましくはねじ切られたマウンティング・ポスト３０
は、変圧器２０のための従来の搭載手段を提供する変圧器２０の底部から延びる
ことができる。磁気コア２３の中心で、マウンティング・ポスト３０は、磁気コ
ア２３を形成する複数のワイヤ２４内に埋め込まれることによって、単に所定の
場所に保持される。もちろん、マウンティング・ポスト３０は、図２および図３
に示されるように、下から変圧器２０を支持することができ、または代わりに、
マウンティング・ポスト３０からたれ下がる変圧器３２とともに、変圧器３２の
上部から延びることができる（図示せず）。

【００３０】 図４に示されるように、本発明による電力変換システム１０で使用する変圧器
３２の代わりの実施形態は、変圧器２０に類似するが、電気巻き線３３および３
４は、変圧器２０のように互いに重ねる代わりに、磁気コア３５において互いに
隣接して配置される。さらに、マウンティング・ポスト３６は、変圧器３２の上
部および底部の両方から延びる。必然的に、変圧器３２は、上部または底部から
、あるいは両方から登載されることができる。

【００３１】 マウンティング・ポストの使用は、変圧器を搭載する容易であり便利な方法を
提供するが、マウンティング・ポストが便利ではない従来の設定において、本発
明の変圧器を使用することを望む可能性がある。従来の変圧器は、それらの磁気
コア構造によって一般に支持される。本発明の好ましい実施形態の変圧器２０の
磁気コアは、同様な支持を提供するために適合していないため、従来の変圧器と
して登載されることができるブラケットに変圧器を固定するために、マウンティ
ング・ポスト３０または３６を利用することができる。代わりに、磁気コア領域
は、スタッドを有さず、外部ストラップなどの他の手段によって固定マウンティ
ングで、コア・ワイヤで単に充填されることができる。

【００３２】 本発明の他の重要な態様によれば、誘導装置２０の磁気コア２３は、電力変換
システム１０（図５を参照）の残りの構成部品のいくつか、または好ましくは全
てを収容するために、ハウジング４０を形成することができる。例えば、一般的
なアナログ電源は、フューズ、オン／オフ・スイッチ、整流器、容量性フィルタ
、および／またはレギュレータなどの追加の構成部品（図示せず）を含むことが
できる。本発明によれば、これらの構成部品、またはこれらの構成部品の少なく
ともいくつかは、磁気コア２３によって形成されるハウジング４０内に収容され
る。このように、誘導装置２０、ならびに電力変換システム１０を備える残りの
構成部品は、外部源からの電磁干渉および磁束の侵入に対して、物理的に保護さ
れかつ遮蔽される。

【００３３】 本発明の最も幅広い可能な教示によれば、ハウジング４０は、一般に、任意の
サイズおよび形状に形成されることができる。例示および説明の目的のために、
本願の好ましいハウジング４０は、周囲環境に対して両端で開放される一般的な
円筒形ハウジングである。図６に示されるように、プレート４１、４２は、外部
源からの電磁干渉および磁束の侵入に対して追加の物理的な保護または遮蔽を提
供するために、開口部にわたって固定されることができる。

【００３４】 上記に示されるように、図１に示される電力変換システム１０の残りの構成部
品は、整流器１２、容量性フィルタ１３、およびレギュレータ１４を含む。これ
ら構成部品のそれぞれは、従来技術において良く知られており、電力変換システ
ム１０の必要な設計パラメータに応じて、任意の知られている形態または組み合
わせにおいて、本発明の教示によって使用されることができる。例えば、整流器
１２は、正弦入力波形を、一方向性であるが一定ではない波形に変換するための
単一のダイオードを使用する半波形整流器、または２つの半波形整流器を備える
完全波形整流器であることができる。同様に、容量性フィルタ１３は、リップル
電圧を低減するために、負荷Ｌを横切ってシャントされる単純な容量、または１
つ以上の受動性素子が使用される、より効率的な容量入力フィルタまたはチョー
ク入力フィルタであることができる。レギュレータ１４は、チェナー（Ｚｅｎｅ
ｒ）ダイオード、差動増幅器およびパス・トランジスタを含むディスクリート構
成部品の組み合わせ、例えば固定電圧レギュレータのモトローラ（Ｍｏｔｏｒｏ
ｌａ）ＭＣ７８００Ｃシリーズなどのモノリシック・レギュレータ、または多く
の異なるスイッチング・レギュレータであることができる。これらの例は、新規
な電力変換システムを形成するために、本発明の教示による誘導装置と組み合わ
せらえることができる、多数のタイプの整流器、フィルタ、およびレギュレータ
のいくつかを示すためだけに示されており、完全な列挙を意味するものではない
。

【００３５】 本発明のさらなる態様において、電力変換システムを作る方法は、複数のワイ
ヤの磁気コアを形成するステップと、磁気コアの長さに沿って少なくとも１つの
電気巻き線を配置するステップと、外部電源および少なくとも１つの受動素子に
電気巻き線を接続するステップと、受動素子を外部負荷に接続するステップとを
含む。

【００３６】 この方法によれば、図７ａは、束５２を形成するためにクリール（図示せず）
から引き出される複数のワイヤ５１を集め、かつナイフＫなどで所定の長さで束
を切断することによって、磁気コア５０を形成するステップを示す。結果として
の磁気コア５０は、バンド５３などによってともに保持される。クリールから引
き出された複数のワイヤ５１は、全て同じ径であることができ、または異なる径
の組み合わせであることができる。上述したように、異なる径のワイヤを使用す
ることは、磁気コア５０のより高いパッキング密度を可能にし、それによってそ
の磁気特性を改善する。

【００３７】 本発明の好ましい方法によれば、少なくとも１つの電気巻き線５４は、磁気コ
ア５０上に隣接して配置される。電気巻き線は、従来技術により、磁気コア上を
滑動するためにスピンドル上にワイヤのコアを巻くことによって形成されること
ができる。しかしながら、本発明の好ましい重要な態様によれば、電気巻き線５
４は、図７ｂにおける作用矢印Ａによって示されるように、磁気コア５０上に直
接巻かれる。有利には、円形の方法で磁気コア５０上の電気巻き線５４のこの直
接の配置は、従来の製造方法において取り除くステップによって、より効率的な
、したがってより経済的な方法を提供する。

【００３８】 他の利点は、磁気コア５０上に直接電気巻き線５４を巻くことによって、電気
巻き線５４が、ともにきつくコアを形成するワイヤを巻くことを助長し、したが
っていくつかの機械的および電気的な利点を提供する。これらの利点は、より緊
密な磁気電気結合、より大きな効率、およびコア５０からの低減された振動雑音
を含む。

【００３９】 図７ｃは、本発明による磁気コアを形成する代わりの方法を図示する。代わり
の方法において、磁気コア５５は、巻き付け器Ｗに対する１つのワイヤ、または
複数のワイヤ５６を送ることによって形成される。このタイプの巻き付け器Ｗは
、非常に高速であることができるので、実際には、磁気コア５５を形成するため
に薄いワイヤを使用する。しかしながら、異なる径を有する様々なワイヤを使用
することもでき、ワイヤは、同時に形態に密にパックされかつ引き出される、幾
何的サイズにされかつ配置される。複数のワイヤ５６は、図７ｄに示されるよう
に、巻き付け器Ｗから取り除かれ、所定の長さに切断され、かつ真っ直ぐにされ
る。切断する前に巻かれたワイヤを適切に変形することによって、端部はほぼ正
方形になり、または巻き線かせ（ｗｉｎｄｉｎｇ ｓｋｅｉｎ）は、三角形の断
面を本質的に形成するいくつかの直線側面を有することができる。図４ａに示さ
れる好ましい方法のように、バンド５３などは、複数のワイヤ５６をともに保持
し、したがって磁気コア５５を形成する。

【００４０】 好ましい磁気コア５０上の所定の場所に電気巻き線５４を配置して、好ましい
方法における次のステップは、巻き線を囲み、かつ完全な磁気回路を形成するた
めに、電気巻き線５４の周りの磁気コア５０から延びる複数のワイヤ５１を形成
することによって、誘電装置を遮蔽することである。図７ｅは、例えば一般に径
方向にワイヤを広げるために一対のコーンＣを使用して、複数のワイヤ５１を形
成する方法を示す。代わりに、より細いワイヤが、遠心力によって広げられるこ
とができる。それから、従来の手段は、一般に図２に示される遮蔽を形成するた
めに、電気巻き線５４の周りに完全にワイヤ５１を形成するために使用されるこ
とができる。

【００４１】 当業者は、好ましくは誘導装置の磁気コアが、完全な磁気回路を形成すること
を理解するであろう。図２および図３に最も良く示されるように、電気巻き線２
５、２６の周りで磁気コア２３から延びる複数のワイヤ２４を形成することが、
ワイヤの端部を接触させる。新規な方法によれば、ワイヤ２４は、好ましくはそ
れらの端部を洗浄することによって準備され、その後、ワイヤの端部が接触する
とき、それらはバンド２７によってともに保持される。代わりに、バンド２７は
、装置２０の周りに横切って巻かれる、またはエポキシまたはグルーを備える磁
性材料で増大された細い鉄または鋼ワイヤ２９とともに使用され、またはこの細
い鉄または鋼ワイヤ２９によって置き換えられことができる。

【００４２】 所望の完全な磁気回路を提供することに加えて、変圧器２０などの全体の誘導
装置が、遮蔽２８を形成するワイヤ２４によって覆われる。したがって、本発明
の方法によって作られる装置は、悪影響なしに、または周囲の構成部品によって
悪影響を受けて、電気雑音環境において使用されることができる。

【００４３】 したがって、複数のワイヤ２４で形成される磁気コア２３を有する、変換手段
２０を有する電力変換システム１０を作る高い効率の方法を提供することは理解
されよう。本発明の変換手段２０のコア・ワイヤ２４は、従来のコアで使用され
る実質的に同じシリコンおよび他の鋼で作ることができることに留意されたい。
さらに、ワイヤを引き出す方法は、例えばグレイン配向されたシリコン鋼を使用
することが望ましい、本発明の打ち抜かれたシートにおいて見出されるように、
適正な方向に同じ所望のグレイン構造を作る。本発明のワイヤは、渦電流を低減
するために互いに電気的に絶縁されるために被覆され、ワイヤの径は、渦電流を
低減するために選択される。

【００４４】 本発明の好ましい実施形態の上述の記載は、例示および説明の目的のために提
示された。網羅されることを意図したものではなく、または開示される正確な形
態に本発明を制限することを意図したものではない。明らかな修正または変形は
、上述の教示から可能である。好ましい実施形態は、本発明の原理を最も良い例
示を提供するために選択されかつ記載され、したがって、当業者が、意図される
実際の使用に適しているような様々な実施形態において、および様々な修正で本
発明を利用することができる。全ての様々な修正および変形は、公正に、合法的
に、かつ正当に称される範囲によって解釈されるとき、特許請求の範囲によって
決定される本発明の範囲内である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一般の電力変換システムの概略ブロック図である。

【図２】 電力変換システムで使用するための本発明により作られた、誘導装置、特に変
圧器の斜視図である。

【図３】 ワイヤの磁気コア上に形成された電気巻き線を示す、電力変換システムに使用
される誘導装置の断面図であり、ワイヤは、本発明による電気巻き線およびコア
を囲む。

【図４】 ワイヤの磁気コア上に互いに隣接して形成される電気巻き線を示す、誘導装置
の代わりの実施形態の断面図である。

【図５】 磁気コアによって形成されるハウジングを示す、電力変換システムで使用する
誘導装置の斜視図である。

【図６】 磁気コアおよび電気巻き線によって形成されたハウジングを示す、電力変換シ
ステムで使用される誘導装置の断面図であり、ワイヤは、本発明による電気巻き
線およびコアを囲む。

【図７ａ】 束を形成するためにクリールから引き出された複数のワイヤを集めることによ
って磁気コアを形成するステップと、バンドでワイヤを固定するステップと、束
ねられたワイヤを切断するステップとを示す図である。

【図７ｂ】 磁気コア上に直接電気ワイヤを形成するステップを示す図である。

【図７ｃ】 コアを形成するために、スピンドル上の１つまたは複数のワイヤを巻き、かつ
巻かれたワイヤを切断することによって磁気コアを形成する代わりの方法を示す
図である。

【図７ｄ】 コアを形成するために、スピンドル上の１つまたは複数のワイヤを巻き、かつ
巻かれたワイヤを切断することによって磁気コアを形成する代わりの方法を示す
図である。

【図７ｅ】 巻き線を囲みかつ完全な磁気コアを形成するために、電気巻き線にわたって磁
気コアの複数の巻き線を形成することによって変圧器を遮蔽するステップを示す
図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年７月１日（２００２．７．１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力変換システムであって、 外部交流電流電源に接続される入力端子と、 前記入力端子に電気的に接続され、それぞれ第１および第２の端部を有する複
   数のワイヤで形成される磁気コアを有する変換手段と、 少なくとも１つの外部負荷を受けるための、前記変換手段に電気的に接続され
   る少なくとも１つの出力端子とを備える電力変換システム。
2. 【請求項２】 前記変換手段が、前記磁気コアを囲む少なくとも２つの電気
   巻き線と、少なくとも１つの整流器とを有する変圧器を含み、 前記複数のワイヤの前記第１および第２の端部は、前記少なくとも２つの電気
   巻き線の周りに延び、前記磁気コアおよび前記少なくとも２つの電気巻き線を囲
   み、完全な磁気回路を形成してともに接続する請求項１に記載の電力変換システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記少なくとも１つの整流器の出力を平滑にするために、少
   なくとも１つのフィルタをさらに備える請求項２に記載の電力変換システム。
4. 【請求項４】 前記少なくとも１つの外部負荷、または前記交流電流源にお
   ける変化に無関係な所定の電圧レベルで、前記少なくとも１つのフィルタの出力
   を実質的に維持するための少なくとも１つのレギュレータをさらに備える請求項
   ３に記載の電力変換システム。
5. 【請求項５】 前記磁気コアがハウジングを形成し、 前記少なくとも１つの整流器、フィルタ、またはレギュレータの少なくとも１
   つが、前記ハウジング内に配置される請求項４に記載の電力変換システム。
6. 【請求項６】 前記磁気コアがハウジングを形成し、 前記少なくとも１つの整流器の少なくとも１つが、前記ハウジング内に配置さ
   れる請求項２に記載の電力変換システム。
7. 【請求項７】 前記ハウジングが、第１および第２の端部で周囲環境に対し
   て開放され、 第１および第２のプレートが、前記端部を覆い、 それによって、前記変圧器から発する磁束は、実質的に前記変圧器に含まれ、
   外部源からの電磁干渉および磁束の侵入がかなり低減される請求項６に記載の電
   力変換システム。
8. 【請求項８】 電力変換システムから発する磁束のさらなる閉じ込め、およ
   び外部源からの電磁干渉および磁束の侵入の低減を提供するために、前記複数の
   ワイヤの少なくとも前記第１および第２の端部の周りを横断して巻かれるワイヤ
   をさらに備える請求項７に記載の電力変換システム。
9. 【請求項９】 前記変換手段が、さらに、出力の位相および周波数を制御す
   るためのスイッチング手段を含み、前記周波数が、非常に低い周波数から無線周
   波数の低い周波数までの範囲にある請求項２に記載の電力変換システム。
10. 【請求項１０】 電力変換システムであって、 外部交流電流電源に接続される入力端子と、 前記入力端子に電気的に接続され、それぞれ第１および第２の端部を有する複
    数のワイヤで形成される磁気コア、および前記磁気コアを囲む２つの電気巻き線
    を有する変圧器と、 前記変圧器に接続される整流器と、 少なくとも１つの外部負荷を受けるための、前記整流器に電気的に接続される
    出力端子とを備える電力変換システム。
11. 【請求項１１】 前記複数のワイヤの前記第１および第２の端部は、前記電
    気巻き線の周りに延び、前記磁気コアおよび前記電気巻き線を囲みかつ遮蔽し、
    完全な磁気回路を形成してともに接続し、 それによって、前記変圧器から発する磁束は、前記変圧器内に実質的に含まれ
    、外部源からの電磁干渉および無線周波数干渉の侵入がかなり低減される請求項
    １０に記載の電力変換システム。
12. 【請求項１２】 前記少整流器の出力を平滑にするために、フィルタをさら
    に備える請求項１１に記載の電力変換システム。
13. 【請求項１３】 前記外部負荷、または前記交流電流源における変化に無関
    係なレベルで、前記フィルタの出力を実質的に維持するためのレギュレータをさ
    らに備える請求項１２に記載の電力変換システム。
14. 【請求項１４】 前記磁気コアがハウジングを形成し、 前記整流器、フィルタ、またはレギュレータの少なくとも１つが、前記ハウジ
    ング内に収容される請求項１３に記載の電力変換システム。
15. 【請求項１５】 前記磁気コアがハウジングを形成し、 前記整流器が、前記ハウジング内に配置される請求項１０に記載の電力変換シ
    ステム。
16. 【請求項１６】 前記ハウジングが、第１および第２の端部で周囲環境に対
    して開放され、 第１および第２のプレートが、電力変換システムから発する磁束のさらなる閉
    じ込めを提供するために前記端部を覆い、外部源からの電磁干渉および無線周波
    数干渉の侵入を低減する請求項１５に記載の電力変換システム。
17. 【請求項１７】 前記複数のワイヤの少なくとも前記第１および第２の端部
    の周りを横断して巻かれるワイヤをさらに備える請求項１６に記載の電力変換シ
    ステム。
18. 【請求項１８】 電力変換システムを作る方法であって、 複数のワイヤの磁気コアを形成するステップと、 前記磁気コアの長さに沿って少なくとも１つの電気巻き線を配置するステップ
    と、 前記少なくとも１つの電気巻き線を、外部交流電源および少なくとも１つの受
    動または能動素子に接続するステップと、 前記少なくとも１つの受動または能動素子を、すくなくとも１つの外部負荷に
    接続するステップと、 前記巻き線を囲みかつ完全な磁気回路を形成するために、前記少なくも１つの
    電気巻き線を覆って前記複数の巻き線を形成するステップとを含む方法。
19. 【請求項１９】 複数のワイヤの磁気コアを形成するステップが、 第１のワイヤの群を集めるステップと、 前記第１のワイヤの群を実質的に平行なワイヤの束に縛り、前記束がハウジン
    グを形成するステップとを含む請求項１８に記載の電力変換システムを作る方法
    。
20. 【請求項２０】 前記ハウジング内に前記少なくとも１つの受動素子を配置
    するステップをさらに含み、 前記磁気コアの長さに沿って前記少なくとも１つの電気巻き線を配置するステ
    ップが、前記少なくとも１つの電気巻き線を、前記磁気コア上に直接巻くことを
    含む請求項１９に記載の電力変換システムを作る方法。