JP2014127471A - Transformer and dc/dc converter using the same - Google Patents

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哲 村上
Masaki Yamada
正樹 山田
Ryota Kondo
亮太 近藤
貴昭 ▲高▼原
Takaaki Takahara
Kei Hayase
佳 早瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To evenly cool the primary winding and the secondary winding of a transformer, as well as to be able to adjust a leakage inductance of the transformer.SOLUTION: The present invention is configured, in a winding 2, with a primary winding 2a, a gap 2b provided with an insulation sheet, and a secondary winding 2c wound over the gap 2b, in order of proximity from the center of a core 1, and configured, in a winding 3, with a secondary winding 3c, a gap 3b provided with an insulation sheet, and a primary winding 3a wound over the gap 3b, in order of proximity from the center of the core 1. The primary winding 2a and the primary winding 3a are connected by a primary winding heat transfer path 5, and the secondary winding 2c and the secondary winding 3c are connected by a secondary winding heat transfer path 6, with the secondary winding 2c and the primary winding 3a brought into contact with a cooling surface of a heat sink 4.

Description

この発明は、巻線部の放熱性を高めることにより温度上昇を抑制できるとともに、漏れインダクタンスを調整することのできるトランス及びこのトランスを適用したＤＣ／ＤＣコンバータに関するものである。   The present invention relates to a transformer capable of suppressing a temperature rise by increasing heat dissipation of a winding portion and adjusting a leakage inductance, and a DC / DC converter to which the transformer is applied.

従来の共振型スイッチング電源において使用されるトランスは、一次側巻線は、トランスの外面に近接する内部領域に収容され、この外面がヒートシンクに接触するように取り付けられ、更にトランスから引き出されている二次側巻線は、絶縁シートを介してヒートシンクに熱的に接続されるように構成されるものがあった（特許文献１参照）。   In the transformer used in the conventional resonance type switching power supply, the primary winding is accommodated in an internal region close to the outer surface of the transformer, the outer surface is attached so as to contact the heat sink, and is further drawn out from the transformer. Some secondary windings are configured to be thermally connected to a heat sink via an insulating sheet (see Patent Document 1).

特開２００４−３３５７８０号公報JP 2004-335780 A

従来のトランスは以上のように構成されており、一次巻線、二次巻線ともに同等の損失が発生する場合には均等に冷却されないため、トランスの温度上昇を抑制できないという問題点があった。又コアの軸方向に一次巻線と二次巻線を巻き付ける分割巻線の場合には、一次巻線と二次巻線を絶縁するための分割距離が必要となり巻線の占積率が悪くなるとともに、漏れインダクタンスの微調整が難しいという問題点があった。   The conventional transformer is configured as described above, and there is a problem in that the temperature rise of the transformer cannot be suppressed because the primary winding and the secondary winding are not uniformly cooled when the same loss occurs. . In the case of split windings in which the primary and secondary windings are wound in the axial direction of the core, a split distance is required to insulate the primary and secondary windings, resulting in a poor winding space factor. In addition, there is a problem that fine adjustment of the leakage inductance is difficult.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであって、トランスの漏れインダクタンスを調整できるとともに、トランスの一次巻線と二次巻線を均等に冷却することのできるトランスを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A transformer capable of adjusting the leakage inductance of the transformer and cooling the primary winding and the secondary winding of the transformer equally. The purpose is to provide.

この発明に係るトランスは、コアに対する第１の巻線構造においては、コアの中心から近い順に一次巻線、絶縁シートが設けられた第１のギャップ、及び第１のギャップの上から巻き付けられた二次巻線により構成され、第２の巻線構造においては、コアの中心から近い順に二次巻線、絶縁シートが設けられた第２のギャップ、及び第２のギャップの上から巻き付けられた一次巻線により構成され、第１の巻線構造の一次巻線と第２の巻線構造の一次巻線を一次巻線伝熱経路により接続するとともに、第１の巻線構造の二次巻線と第２の巻線構造の二次巻線を二次巻線伝熱経路により接続し、更に第１の巻線構造の二次巻線と第２の巻線構造の一次巻線をヒートシンクの冷却面に接触させたものである。   In the first winding structure for the core, the transformer according to the present invention is wound from above the primary winding, the first gap provided with the insulating sheet, and the first gap in order from the center of the core. Consists of a secondary winding, and in the second winding structure, the secondary winding, the second gap provided with an insulating sheet, and the second gap are wound in order from the center of the core. The primary winding is composed of a primary winding, and the primary winding of the first winding structure and the primary winding of the second winding structure are connected by a primary winding heat transfer path, and the secondary winding of the first winding structure The secondary winding of the second winding structure is connected by a secondary winding heat transfer path, and the secondary winding of the first winding structure and the primary winding of the second winding structure are heat sinks In contact with the cooling surface.

上記のように構成されたトランスによれば、トランスの漏れインダクタンスを調整できるとともに、トランスの一次巻線と二次巻線を均等に冷却することができる。   According to the transformer configured as described above, the leakage inductance of the transformer can be adjusted, and the primary winding and secondary winding of the transformer can be evenly cooled.

実施の形態１によるトランスを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the transformer according to the first embodiment. 図１のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. トランスの漏れインダクタンスを説明するためのトランスの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the transformer for demonstrating the leakage inductance of a transformer. トランスの接続構造を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection structure of a transformer. トランスの接続構造を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection structure of a transformer. トランスの接続構造を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection structure of a transformer. トランスの接続構造を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection structure of a transformer. 実施の形態２によるトランスを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a transformer according to a second embodiment. 図８のＢ−Ｂ線断面図である。It is the BB sectional drawing of FIG. 中央脚一脚型のコアに分割巻線を施したトランスを示す平面図である。It is a top view which shows the trans | transformer which gave the division | segmentation winding to the center leg monopod type core. 図１０のＣ−Ｃ線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 実施の形態３によるＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a DC / DC converter according to a third embodiment.

実施の形態１．
以下実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は実施の形態１によるトランスを示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図において、トランスにおいては、Ｕ型コア１の一方の脚に巻線２（第１の巻線構造）が巻き付けられるとともに、Ｕ型コア１の他方の脚に巻線３（第２の巻線構造）が巻き付けられている。巻線２はＵ型コア１の中心から近い順に一次巻線２ａ、トランスの漏れインダクタンスを調整するための一次巻線と二次巻線との間のギャップ（第１のギャップ）２ｂ、ギャップ２ｂの上から巻き付けられた二次巻線２ｃにより構成されている。又巻線３はＵ型コア１の中心から近い順に二次巻線３ｃ、トランスの漏れインダクタンスを調整するために設けられた一次巻線と二次巻線との間のギャップ（第２のギャップ）３ｂ、ギャップ３ｂの上から巻き付けられた一次巻線３ａにより構成されている。尚上記説明においては、コア１の形状としてＵ型の場合について説明したが、Ｕ型以外の形状で構成しても良い。 Embodiment 1 FIG.
The first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a transformer according to Embodiment 1, and FIG. In the figure, in the transformer, a winding 2 (first winding structure) is wound around one leg of the U-shaped core 1, and a winding 3 (second winding) is wound around the other leg of the U-shaped core 1. Structure) is wound. The winding 2 includes a primary winding 2a in order from the center of the U-shaped core 1, a gap (first gap) 2b between the primary winding and the secondary winding for adjusting the leakage inductance of the transformer, and a gap 2b. The secondary winding 2c is wound from above. The winding 3 includes a secondary winding 3c in order from the center of the U-shaped core 1, and a gap (second gap) between the primary winding and the secondary winding provided to adjust the leakage inductance of the transformer. 3b and the primary winding 3a wound from above the gap 3b. In the above description, the case where the core 1 is U-shaped has been described. However, the core 1 may have a shape other than the U-shape.

上記ギャップ２ｂ、３ｂには一次巻線と二次巻線との間の絶縁及び漏れインダクタンスを調整するための絶縁シートが設けられている。巻線２の一次巻線２ａと巻線３の一次巻線３ａは一次巻線伝熱経路５により電気的に接続されるとともに、熱移動できるように接続され、更に巻線２の二次巻線２ｃと巻線３の二次巻線３ｃは二次巻線伝熱経路６により電気的に接続されるとともに、熱移動できるように接続される。ここで一次巻線伝熱経路５及び二次巻線伝熱経路６は一次巻線２ａ、３ａ及び二次巻線２ｃ、３ｃと同じ材料で構成することができ、例えば銅線で構成することができる。巻線２の二次巻線２ｃと巻線３の一次巻線３ａが巻線それぞれの外側に配置されているので、これにヒートシンク４の冷却面を接触させて巻線を冷却する。   The gaps 2b and 3b are provided with insulating sheets for adjusting insulation between the primary winding and the secondary winding and leakage inductance. The primary winding 2a of the winding 2 and the primary winding 3a of the winding 3 are electrically connected by a primary winding heat transfer path 5 and are connected so as to be able to transfer heat. The secondary winding 3c of the wire 2c and the winding 3 is electrically connected by the secondary winding heat transfer path 6, and is connected so that heat can be transferred. Here, the primary winding heat transfer path 5 and the secondary winding heat transfer path 6 can be made of the same material as the primary windings 2a, 3a and secondary windings 2c, 3c, for example, copper wires. Can do. Since the secondary winding 2c of the winding 2 and the primary winding 3a of the winding 3 are disposed outside the respective windings, the cooling surface of the heat sink 4 is brought into contact with this to cool the winding.

次にトランスの漏れインダクタンスについて説明する。トランスにおいては一次巻線と二次巻線の双方に鎖交する主磁束の他に、一次巻線及び二次巻線とだけ鎖交する漏れ磁束がある。そしてこの漏れ磁束は一次側、二次側それぞれの巻線のみしか鎖交しないので、それぞれの巻線のインダクタンスとして作用することになる。このインダクタンスを漏れインダクタンスという。図３はトランスの漏れインダクタンスを説明するためのトランスの構成を示す図であり、漏れインダクタンスＬｌは次式によって表される。   Next, the leakage inductance of the transformer will be described. In the transformer, in addition to the main magnetic flux linked to both the primary winding and the secondary winding, there is a leakage magnetic flux linked only to the primary winding and the secondary winding. Since this leakage magnetic flux is linked only to the primary and secondary windings, it acts as the inductance of each winding. This inductance is called leakage inductance. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the transformer for explaining the leakage inductance of the transformer. The leakage inductance Ll is expressed by the following equation.

Figure 2014127471
Figure 2014127471

ここで
Ｌｌ：漏れインダクタンス
μ：透磁率
ω：ターン数（このターン数ωは、漏れインダクタンスを一次側換算としているので、一次巻線のみのターン数を示している）
ｍ：１ターンあたりの平均巻線長
δ：一次巻線と二次巻線間のギャップ
Δ１：一次巻線の厚み
Δ２：二次巻線の厚み
ｈ：巻線幅
４１：一次巻線
４２：二次巻線 Here, Ll: Leakage inductance μ: Magnetic permeability ω: Number of turns (This number of turns ω represents the number of turns of only the primary winding because the leakage inductance is converted to the primary side)
m: Average winding length per turn δ: Gap between primary winding and secondary winding Δ1: Primary winding thickness Δ2: Secondary winding thickness h: Winding width 41: Primary winding 42: Secondary winding

トランスの漏れインダクタンスＬｌを大きくするには、一次巻線４１と二次巻線４２の間のギャップδを大きくする必要があるが、ギャップδを大きくすると、ギャップには一般に熱伝導性が良好ではない絶縁物が設置され、更には巻線の表面は平坦ではないため絶縁物が巻線との隙間を完全に埋めることができず、巻線と絶縁物との間に熱伝導性が良くない空気が介在してしまうこととなり、ギャップδを経由してＵ型コア１の内側に巻かれた巻線の熱を放熱させることが難しくなる。   In order to increase the leakage inductance Ll of the transformer, it is necessary to increase the gap δ between the primary winding 41 and the secondary winding 42. However, if the gap δ is increased, the gap generally does not have good thermal conductivity. There is no insulation, and the surface of the winding is not flat, so the insulation can not completely fill the gap between the winding and the thermal conductivity between the winding and the insulation is not good Air will intervene, making it difficult to dissipate the heat of the winding wound inside the U-shaped core 1 via the gap δ.

そこで図４に示すように、トランスの一次巻線２ａ、３ａを直列に接続することにより、一次巻線２ａの漏れインダクタンスＬ２ａと一次巻線３ａの漏れインダクタンスＬ３ａを直列に接続して、漏れインダクタンスを増やすことにより、ギャップδを小さくする。更に一次巻線２ａと一次巻線３ａ間で熱移動することができるので、熱伝導性を良好にすることができる。尚トランスにおける漏れインダクタンスは一次側あるいは二次側で換算して表すことができるが、図４では一次側に換算した例を示している。   Therefore, as shown in FIG. 4, by connecting the primary windings 2a and 3a of the transformer in series, the leakage inductance L2a of the primary winding 2a and the leakage inductance L3a of the primary winding 3a are connected in series, and the leakage inductance Increases the gap δ. Furthermore, since heat can be transferred between the primary winding 2a and the primary winding 3a, the thermal conductivity can be improved. Although the leakage inductance in the transformer can be expressed by being converted on the primary side or the secondary side, FIG. 4 shows an example converted to the primary side.

そしてＵ型コア１の内側に巻き付ける一次巻線２ａをＵ型コア１の外側に巻き付ける一次巻線３ａに一次巻線伝熱経路５を介して接続すると共に、一次巻線３ａをヒートシンク４に接触させ、更にＵ型コア１の内側に巻き付ける二次巻線３ｃをＵ型コア１の外側に巻き付ける二次巻線２ｃに二次巻線伝熱経路６を介して接続すると共に、二次巻線２ｃをヒートシンク４に接触させるように構成したので、Ｕ型コア１の内側にこもる巻線熱を、ヒートシンク４の冷却面に面した巻線に伝熱させて放熱することができ、トランスの温度上昇を抑制することができる。トランスの二次側を図５のように並列に接続すると、二次巻線伝熱経路６が２本設けられることとなるので、二次巻線間の熱伝導性が向上してヒートシンク４の冷却面に面した巻線から放熱され、トランスの温度上昇を抑制することができる。   The primary winding 2a wound inside the U-shaped core 1 is connected to the primary winding 3a wound outside the U-shaped core 1 via the primary winding heat transfer path 5, and the primary winding 3a contacts the heat sink 4. Furthermore, the secondary winding 3c wound inside the U-shaped core 1 is connected to the secondary winding 2c wound outside the U-shaped core 1 via the secondary winding heat transfer path 6, and the secondary winding Since the heat sink 4c is configured to come into contact with the heat sink 4, the winding heat trapped inside the U-shaped core 1 can be transferred to the winding facing the cooling surface of the heat sink 4 to dissipate it, and the temperature of the transformer The rise can be suppressed. When the secondary side of the transformer is connected in parallel as shown in FIG. 5, two secondary winding heat transfer paths 6 are provided, so that the thermal conductivity between the secondary windings is improved and the heat sink 4 Heat is dissipated from the winding facing the cooling surface, and the temperature rise of the transformer can be suppressed.

又図６に示すように、一次巻線２ａ、３ａを一次巻線伝熱経路５により並列に接続すれば、直列に接続した場合と比べて異なった合成インダクタンスの値を採ることができる。更に伝熱経路が増えるためＵ型コア１の内側に巻かれた一次巻線２ａとＵ型コア１の外側に巻かれた一次巻線３ａ間の熱伝導性がよくなり、より効果的に巻線熱を放熱し、トランスの温度上昇を抑制することができる。更に図７に示すように、トランスの２次側巻線２ｃ、３ｃも二次巻線伝熱経路６によって並列に接続すると二次巻線２ｃ、３ｃ間の熱伝導性が向上して有効にトランスを冷却することができ、トランスの温度上昇を抑制することができる。   Also, as shown in FIG. 6, if the primary windings 2a and 3a are connected in parallel by the primary winding heat transfer path 5, the value of the combined inductance different from that in the case of connecting in series can be taken. Furthermore, since the number of heat transfer paths increases, the thermal conductivity between the primary winding 2a wound inside the U-shaped core 1 and the primary winding 3a wound outside the U-shaped core 1 is improved, and the winding is more effectively performed. The heat of the wire can be dissipated and the temperature rise of the transformer can be suppressed. Further, as shown in FIG. 7, when the secondary windings 2c and 3c of the transformer are also connected in parallel by the secondary winding heat transfer path 6, the thermal conductivity between the secondary windings 2c and 3c is improved and effectively used. The transformer can be cooled, and the temperature rise of the transformer can be suppressed.

以上のように構成することにより、トランスの漏れインダクタンスを調整するために一次巻線にギャップを設けてその上に二次巻線を巻き付ける構造においても、一次巻線の熱が熱伝導率の低いギャップ部に閉じこめられ、トランスの温度が上昇してしまうということがなくなる。そして巻線熱の放熱性を改善し温度上昇を抑えることにより、温度に対して正特性をもった巻線抵抗値の上昇を抑えることができるので、巻線において発生する電気的損失を抑えることができる。更に絶縁の信頼性が向上するとともに、トランスの局所的な温度上昇を抑え、冷却構造を簡素化することができる。   With the configuration described above, even in a structure in which a gap is provided in the primary winding and the secondary winding is wound on the primary winding in order to adjust the leakage inductance of the transformer, the heat of the primary winding has low thermal conductivity. It is not trapped in the gap and the temperature of the transformer does not rise. And by improving the heat dissipation of the winding heat and suppressing the temperature rise, it is possible to suppress the increase in winding resistance value with positive characteristics with respect to the temperature, thus suppressing the electrical loss generated in the winding Can do. Furthermore, the reliability of insulation can be improved, the local temperature rise of the transformer can be suppressed, and the cooling structure can be simplified.

実施の形態２．
図８は実施の形態２によるトランスを示す平面図、図９は図８のＢ−Ｂ線断面図である。図において、Ｕ型をしたコア１の２脚に巻線１２をそれぞれ取り付けたものであり、巻線１２はＵ型コア１の同一脚の軸方向に２つに分割されており、分割巻線１２ａ（第１の巻線構造）及び分割巻線１２ｂ（第２の巻線構造）からなる。分割巻線１２ａはコア１に近い側から一次巻線２２ａ、漏れインダクタンス調整用の一次巻線と二次巻線との間のギャップ（第１のギャップ）２２ｂ、ギャップ２２ｂの上に巻き付けられた二次巻線２２ｃから構成されている。又分割巻線１２ｂはＵ型コア１に近い側から二次巻線２３ｃ、漏れインダクタンスを調整するための１次巻線と二次巻線との間のギャップ（第２のギャップ）２３ｂ、ギャップ２３ｂの上に巻き付けられた一次巻線２３ａから構成されている。 Embodiment 2. FIG.
8 is a plan view showing a transformer according to the second embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In the figure, windings 12 are respectively attached to two legs of a U-shaped core 1, and the winding 12 is divided into two in the axial direction of the same leg of the U-shaped core 1. 12a (first winding structure) and divided winding 12b (second winding structure). The split winding 12a was wound on the primary winding 22a, the gap (first gap) 22b between the primary winding and secondary winding for adjusting leakage inductance, and the gap 22b from the side close to the core 1. It consists of a secondary winding 22c. The split winding 12b includes a secondary winding 23c from the side closer to the U-shaped core 1, a gap (second gap) 23b between the primary winding and the secondary winding for adjusting leakage inductance, The primary winding 23a is wound around the top 23b.

また分割巻線１２ａの一次巻線２２ａと分割巻線１２ｂの一次巻線２３ａは一次巻線伝熱経路２４により接続され、分割巻線１２ａの二次巻線２２ｃと分割巻線１２ｂの二次巻線２３ｃは二次巻線伝熱経路２５により接続される。分割巻線１２ａの二次巻線２２ｃと分割巻線１２ｂの一次巻線２３ａが巻線それぞれの巻線外側に配置されているので、これをヒートシンク４の冷却面に接触させて巻線を冷却する。   The primary winding 22a of the split winding 12a and the primary winding 23a of the split winding 12b are connected by a primary winding heat transfer path 24, and the secondary winding 22c of the split winding 12a and the secondary of the split winding 12b. Winding 23 c is connected by secondary winding heat transfer path 25. Since the secondary winding 22c of the split winding 12a and the primary winding 23a of the split winding 12b are arranged outside the respective windings, this is brought into contact with the cooling surface of the heat sink 4 to cool the winding. To do.

上記実施の形態１では、Ｕ型コア１の一方の脚に巻線２（第１の巻線構造）が巻き付けられるとともに、Ｕ型コア１の他方の脚に巻線３（第２の巻線構造）が巻き付けられ、一次巻線伝熱経路５及び二次巻線伝熱経路６が巻線２と巻線３間を接続してＵ型コア１の脚間をまたいでいるので伝熱経路が長かったが、実施の形態２では一次巻線伝熱経路２４、二次巻線伝熱経路２５が同一脚内で接続できるため経路が短く、熱抵抗が小さいため、Ｕ型コア１の内側に巻き付けた巻線の熱を外側に巻き付けた巻線に対し、多くの熱を伝えることができ、冷却効果を高めることができる。またＵ型コア１の２脚に同じ巻線１２を巻き付けるので、実施の形態１と異なり巻線の品種が一つで済むため生産性の向上も期待できる。   In the first embodiment, the winding 2 (first winding structure) is wound around one leg of the U-shaped core 1, and the winding 3 (second winding) is wound around the other leg of the U-shaped core 1. Structure) is wound, and the primary winding heat transfer path 5 and the secondary winding heat transfer path 6 are connected between the winding 2 and the winding 3 and straddle the legs of the U-shaped core 1, so that the heat transfer path However, since the primary winding heat transfer path 24 and the secondary winding heat transfer path 25 can be connected in the same leg in the second embodiment, the path is short and the thermal resistance is small. A large amount of heat can be transferred to the winding wound around the outside and the cooling effect can be enhanced. Further, since the same winding 12 is wound around the two legs of the U-shaped core 1, unlike the first embodiment, only one type of winding is required, so that an improvement in productivity can be expected.

更には上記実施の形態１と同様に、一次巻線同士又は二次巻線同士を接続しているので、漏れインダクタンスを調整することができる。尚接続方法については図４〜図７に示すように、直列、並列による様々な接続の組み合わせを行うことができる。更にＵ型コア１の内側に巻かれた巻線熱をＵ型コア１の外側に巻かれた巻線に伝熱することができるので、一次巻線と二次巻線を均等に冷却することができ、巻線熱を放熱して巻線に発生する損失を抑制することができる。   Furthermore, since the primary windings or the secondary windings are connected as in the first embodiment, the leakage inductance can be adjusted. In addition, about the connection method, as shown in FIGS. 4-7, the combination of various connection by series and parallel can be performed. Further, since the winding heat wound inside the U-shaped core 1 can be transferred to the winding wound outside the U-shaped core 1, the primary winding and the secondary winding can be evenly cooled. The heat generated in the winding can be suppressed by dissipating the heat of the winding.

本実施の形態では巻線を２つに分割した例を示したが、３つ以上に分割しても同様の効果がある。また上記においては、トランスのコア形状がＵ型である場合について説明したが、図１０、１１に示すように中央脚一脚型のコアを用いてもよい。図１０は中央脚一脚型のコアの脚部の軸方向に分割巻線１２ａ（第１の巻線構造）及び分割巻線１２ｂ（第２の巻線構造）を施したトランスを示す平面図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線断面図である。   In the present embodiment, an example in which the winding is divided into two is shown, but the same effect can be obtained by dividing the winding into three or more. In the above description, the case where the core shape of the transformer is U-shaped has been described. However, as shown in FIGS. FIG. 10 is a plan view showing a transformer in which a split winding 12a (first winding structure) and a split winding 12b (second winding structure) are provided in the axial direction of the leg portion of the central leg monopod core. 11 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.

実施の形態３．
図１２は上記実施の形態１、２に示したトランスを用いたＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。直流電源１００の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ２００は半導体素子２０１〜２０４で構成され、それぞれのドレイン−ソース間に共振コンデンサ２０１ａ〜２０４ａが接続されている。インバータ２００の交流出力側に上記実施の形態１、２に示したトランスと同じように構成されたトランス３００が設けられ、トランス３００には漏れインダクタンス３００ａが存在している。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of a DC / DC converter using the transformer shown in the first and second embodiments. An inverter 200 that converts a DC voltage of the DC power supply 100 into an AC voltage includes semiconductor elements 201 to 204, and resonant capacitors 201a to 204a are connected between the respective drains and sources. A transformer 300 configured in the same manner as the transformers shown in the first and second embodiments is provided on the AC output side of the inverter 200, and the transformer 300 has a leakage inductance 300a.

トランス３００の二次側はブリッジダイオード４００に接続され、ブリッジダイオード４００は整流素子４０１〜４０４で構成され、トランス３００からの交流電圧が直流電圧に変換される。ブリッジダイオード４００の出力は、平滑リアクトル５００の一端に接続されるとともに、平滑リアクトル５００の他端は平滑コンデンサ６００の一端に接続される。そして平滑コンデンサ６００の他端はブリッジダイオード４００に接続される。   The secondary side of the transformer 300 is connected to a bridge diode 400. The bridge diode 400 includes rectifying elements 401 to 404, and an alternating voltage from the transformer 300 is converted into a direct voltage. The output of the bridge diode 400 is connected to one end of the smoothing reactor 500, and the other end of the smoothing reactor 500 is connected to one end of the smoothing capacitor 600. The other end of the smoothing capacitor 600 is connected to the bridge diode 400.

このようなＤＣ／ＤＣコンバータにおいては、共振コンデンサ２０１ａ〜２０４ａとトランスの漏れインダクタンス３００ａとの間で共振電流が流れ、トランスの電流実効値が大きく巻線部の発熱が大きくなる。そこでこのような回路構成においても上記実施の形態１、２に示したトランスを用いることにより、トランスの放熱性を向上させることができる。尚本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。   In such a DC / DC converter, a resonance current flows between the resonance capacitors 201a to 204a and the leakage inductance 300a of the transformer, the effective current value of the transformer is large, and the heat generation in the winding part is increased. Therefore, even in such a circuit configuration, by using the transformer shown in the first and second embodiments, the heat dissipation of the transformer can be improved. It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

１ コア、２ａ，３ａ 一次巻線、２ｂ，３ｂ ギャップ、２ｃ，３ｃ 二次巻線、
４ ヒートシンク、５ 一次巻線伝熱経路、６ 二次巻線伝熱経路、
１２ａ，１２ｂ 分割巻線。 1 core, 2a, 3a primary winding, 2b, 3b gap, 2c, 3c secondary winding,
4 heat sink, 5 primary winding heat transfer path, 6 secondary winding heat transfer path,
12a, 12b Split winding.

Claims (6)

トランスのコアに対する巻線構造において、
第１の巻線構造においては、上記コアの中心から近い順に一次巻線、絶縁シートが設けられた第１のギャップ、及び上記第１のギャップの上から巻き付けられた二次巻線により構成され、
第２の巻線構造においては、上記コアの中心から近い順に二次巻線、絶縁シートが設けられた第２のギャップ、及び上記第２のギャップの上から巻き付けられた一次巻線により構成され、
上記第１の巻線構造の上記一次巻線と上記第２の巻線構造の一次巻線を一次巻線伝熱経路により接続するとともに、
上記第１の巻線構造の二次巻線と上記第２の巻線構造の二次巻線を二次巻線伝熱経路により接続し、
更に上記第１の巻線構造の二次巻線と上記第２の巻線構造の一次巻線をヒートシンクの冷却面に接触させたことを特徴とするトランス。 In the winding structure for the transformer core,
The first winding structure includes a primary winding, a first gap provided with an insulating sheet, and a secondary winding wound from above the first gap in order from the center of the core. ,
The second winding structure includes a secondary winding, a second gap provided with an insulating sheet, and a primary winding wound from above the second gap in order from the center of the core. ,
The primary winding of the first winding structure and the primary winding of the second winding structure are connected by a primary winding heat transfer path,
The secondary winding of the first winding structure and the secondary winding of the second winding structure are connected by a secondary winding heat transfer path,
A transformer characterized in that the secondary winding of the first winding structure and the primary winding of the second winding structure are in contact with the cooling surface of the heat sink. 上記コアをＵ型に構成するとともに、上記Ｕ型コアの一方の脚に上記第１の巻線構造を構成し、上記Ｕ型コアの他方の脚に上記第２の巻線構造を構成したことを特徴とする請求項１に記載のトランス。   The core is configured to be U-shaped, the first winding structure is configured on one leg of the U-shaped core, and the second winding structure is configured on the other leg of the U-shaped core. The transformer according to claim 1. 上記コアをＵ型に構成するとともに、上記第１の巻線構造と上記第２の巻線構造は上記Ｕ型コアの同一脚において軸方向に分割された分割巻線として構成されたことを特徴とする請求項１に記載のトランス。   The core is configured in a U shape, and the first winding structure and the second winding structure are configured as split windings divided in the axial direction on the same leg of the U type core. The transformer according to claim 1. 上記コアを中央脚一脚型に構成するとともに、上記第１の巻線構造と上記第２の巻線構造は上記中央脚一脚型のコアの一脚において軸方向に分割された分割巻線として構成されたことを特徴とする請求項１に記載のトランス。   The core is configured as a central leg monopod, and the first winding structure and the second winding structure are divided windings in the axial direction on one leg of the central leg monopod core. The transformer according to claim 1, wherein the transformer is configured as follows. 上記一次巻線同士の接続方法は直列接続か並列接続のうちのいずれかであり、上記二次巻線同士の接続方法は直列接続か並列接続のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトランス。   The connection method between the primary windings is either serial connection or parallel connection, and the connection method between the secondary windings is either serial connection or parallel connection. The transformer according to any one of claims 1 to 4. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のトランスを適用したことを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。   6. A DC / DC converter, to which the transformer according to claim 1 is applied.
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