JP2019110145A - Transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は変圧器に係り、特に、絶縁型の電力変換回路に用いられるものに好適な変圧器に関するものである。 The present invention relates to a transformer, and more particularly to a transformer suitable for use in an isolated power conversion circuit.
一般的に、絶縁型の電力変換装置に用いられる変圧器は、小型化の観点から数十kHz〜100kHz程度の高周波で駆動される。変圧器を高周波で駆動する場合、巻線の交流抵抗に起因する導通損失の増加が課題となる。この課題に対しては、巻線にリッツ線を用いることにより交流抵抗の低減を図ること、或いは平板状の巻線を用いることにより巻線自身の放熱性を向上させる構造が提案されている。 Generally, a transformer used in an insulation type power converter is driven at a high frequency of several tens of kHz to 100 kHz from the viewpoint of miniaturization. When driving a transformer at high frequency, the increase in conduction loss due to the AC resistance of the winding becomes a problem. In order to solve this problem, a structure has been proposed in which alternating current resistance is reduced by using a litz wire for the winding, or a heat dissipation property of the winding itself is improved by using a flat winding.
しかしながら、自動車などに搭載される電力変換装置では大電力化が進んでおり、このような大電力向けの電力変換装置に用いられる変圧器では、巻線に大電流が流れるために巻線の冷却が課題となる。 However, power conversion devices mounted in automobiles and the like are increasing in power, and transformers used in such power conversion devices for high power use have a large amount of current flowing in the windings and thus cooling of the windings. Is an issue.
また、近年、系統連系に用いられる商用変圧器を、高周波化することで小型化するソリッドステートトランス(以下、SSTという)の適用が検討されている。このSSTは、数十〜100kHz程度の高周波で駆動される高周波トランスと、高周波トランスを駆動するコンバータと、コンバータの出力電圧を電源とし系統の周波数と同じ数十Hzの交流電圧を出力するインバータなどの電力変換器から構成することで、従来の商用変圧器を代替するものである。 Also, in recent years, application of a solid state transformer (hereinafter referred to as SST) has been considered, in which a commercial transformer used for grid connection is miniaturized by increasing its frequency. The SST includes a high frequency transformer driven at a high frequency of several tens to 100 kHz, a converter for driving the high frequency transformer, an inverter using an output voltage of the converter as a power supply and outputting an alternating voltage of several tens Hz equal to the system frequency. The power converter of the present invention is a substitute for the conventional commercial transformer.
このようなSSTの構成によれば、従来の絶縁トランス単体にコンバータやインバータなどの電力変換器を追加することになるが、数十〜100kHz程度の高周波で駆動することによる変圧器の小型化は、電力変換器を追加したSSTの構成においても、従来の数十Hzで駆動されていた商用変圧器単体と比較して大幅な小型、軽量化を実現できる。 According to such a configuration of SST, a power converter such as a converter or an inverter is added to a conventional isolated transformer alone, but downsizing of the transformer by driving with a high frequency of about several tens to 100 kHz Even in the configuration of the SST to which a power converter is added, significant reduction in size and weight can be realized as compared with a conventional commercial transformer alone driven at several tens Hz.
このように、SSTは商用変圧器の機能を果たすものであるとともに、SST自体が電力変換装置としても機能するものである。 As described above, the SST functions as a commercial transformer, and the SST itself also functions as a power converter.
SSTを用いた電力変換装置の具体的な構成事例として、例えば非特許文献1に開示されている構成が提案されている。非特許文献1に記載の電力変換装置では、高周波で駆動される変圧器を用いた小容量、低耐圧の電力変換装置を多直、多並列接続することで、高圧、大電力用途へ適用することを可能としている。直列接続して構成された変圧器の巻線には対地に対して高電圧が重畳されるため、巻線間の絶縁を確保する必要がある。この絶縁の確保には、一方の巻線を絶縁物で物理的に遮蔽するための巻線カバーを用いることが有効であるが、巻線カバーが被せられた巻線は冷却が困難となる課題がある。 As a specific configuration example of a power conversion device using SST, for example, the configuration disclosed in Non-Patent Document 1 has been proposed. In the power conversion device described in Non-Patent Document 1, a large capacity, low withstand voltage power conversion device using a transformer driven at a high frequency is connected in many parallels and many parallels to be applied to high voltage and high power applications. It is possible to do that. Since high voltage is superimposed on the winding of the transformer formed by connecting in series with respect to the ground, it is necessary to secure insulation between the windings. In order to ensure this insulation, it is effective to use a winding cover for physically shielding one of the windings with an insulator, but it is difficult to cool the winding covered by the winding cover. There is.
このような課題に対して、巻線の放熱性を向上させる技術として、特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載の技術では、平板状の巻線の一部を引き出し絶縁シートを介して金属筐体へ接続することにより、巻線の放熱性向上を図っている。 As a technique for improving the heat dissipation of the winding with respect to such problems, there is one described in Patent Document 1. In the technique described in Patent Document 1, the heat radiation property of the winding is improved by connecting a part of the flat winding to the metal casing via the extraction sheet.
しかしながら、上述した特許文献1に記載の技術では、巻線の放熱性を高めるために巻線の一部を引き出す必要があるため、巻線やコアとの間で絶縁の確保が困難となる課題がある。また、特許文献1に記載の技術では、平板状の巻線を想定しており、巻線に単線やリッツ線を用いた場合に関しては適用することが難しい課題がある。 However, in the technique described in Patent Document 1 described above, it is necessary to draw out a part of the winding in order to enhance the heat dissipation of the winding, so it is difficult to secure insulation between the winding and the core. There is. Further, in the technology described in Patent Document 1, a flat winding is assumed, and there is a problem that it is difficult to apply to the case where a single wire or a litz wire is used for the winding.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、巻線の種類に関係なく放熱性を向上させることができる変圧器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described point, and an object of the present invention is to provide a transformer capable of improving the heat dissipation regardless of the type of winding.
本発明の変圧器は、上記目的を達成するために、一対のコアと、該一対のコア内に配置されている一次巻線及び二次巻線とを備えた変圧器であって、前記一次巻線又は二次巻線の少なくとも一方は、2つの端子を有する巻線を少なくとも2つ備え、前記巻線の一方の端子は主回路に接続され、かつ、他方の端子は、少なくとも2つの前記巻線が電気的に直列構成となるように接続されていることを特徴とする。
を特徴とするものである。
A transformer according to the present invention is a transformer comprising a pair of cores and a primary winding and a secondary winding disposed in the pair of cores to achieve the above object, wherein the primary is At least one of the winding and the secondary winding includes at least two windings having two terminals, one terminal of the winding is connected to the main circuit, and the other terminal is at least two of the two. It is characterized in that the windings are electrically connected in series configuration.
It is characterized by
本発明によれば、巻線の種類に関係なく放熱性を向上させることができる。 According to the present invention, heat dissipation can be improved regardless of the type of winding.
以下、図示した実施例に基づいて本発明の変圧器を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。 Hereinafter, the transformer of the present invention will be described based on the illustrated embodiment. In each embodiment, the same reference numeral is used for the same component.
図1乃至図3に、本発明の変圧器の実施例1を示す。図1は、本発明の変圧器の実施例1を示す分解斜視図、図2は、図1のA−B線に沿った断面をY軸方向から見た断面図、図3は、本実施例の変圧器を搭載した電力変換装置の電気回路図である。 1 to 3 show a first embodiment of a transformer according to the present invention. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a transformer according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a cross section taken along line A-B in FIG. 1 as viewed from the Y-axis direction, and FIG. It is an electrical circuit diagram of a power converter equipped with an example transformer.
図1及び図2に示す如く、本実施例の変圧器1は、断面U字状の一対のコア21、22と、この断面U字状の一対のコア21、22内に配置されている一次巻線3及び二次巻線4と、二次巻線4の底部及び円周面を覆う巻線カバー5とで概略構成されている。そして、このように構成された変圧器1は、図3に示す如く、低電圧側の一次回路81に接続された一次巻線3(図3ではN1)から高電圧側の二次回路82に接続された二次巻線4(図3ではN2)へ電力を伝送するものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the transformer 1 of this embodiment includes a pair of
上述した断面U字状の一対のコア21、22は、図1に示す如く、2つの開口部を有している。即ち、コア21は、底部21aと側壁21bからなる断面U字状に形成され,コア22は、底部22aと側壁22bからなる断面U字状に形成されており、それぞれのコア21、22の底部21a、22aの中央部に中央コア21A、22Aが位置して構成され、断面U字状に形成されている一対のコア21、22の図1の横(左右)方向の端部が開口部となっている。
The pair of
また、一次巻線3は、図1及び図2に示す如く、ボビン31と、このボビン31の周囲に巻回された巻線32及び巻線32の端子33で構成されており、巻線32の端子33はボビン31の端子部34に締結部材であるネジ71で固定され、図3に示す一次回路81に接続される。
Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
一方、二次巻線4は、ボビン41と、このボビン41の周囲に上下に2分割されて形成された溝内に巻回された巻線42a、42b及び巻線42a、42bの端子43a、43b、43c、43dで構成されており、巻線42aの端子43a、巻線42bの端子43cは、ボビン41の端子部44aに接続板6を介して締結部材であるネジ72で固定されることで、巻線42aの端子43aと巻線42bの端子43cは電気的に接続される。巻線42aの端子43bと巻線42bの43dは、ボビン41の端子部44bに締結部材であるネジ73で固定され、図3に示す二次回路82に接続される。
On the other hand, the secondary winding 4 includes a
更に、巻線カバー5は、二次巻線4の巻線42a、42bの底部及び円周面を覆うように凹部状に構成されており、巻線カバー5の凹部に二次巻線4の巻線42a、42bを配置することで二次巻線4の巻線42a、42bの底部及び円周面が巻線カバー5で覆われようにし、端子部44a、44b以外を露出させないことで、一次巻線3と二次巻線4の絶縁距離を確保している。
Furthermore, the
また、一次巻線3と二次巻線4及び巻線カバー5の中央部には貫通孔が形成されており、コア21、22内の中央コア21A、22Aに、上記貫通孔を介して一次巻線3と二次巻線4及び巻線カバー5を挿入することにより、一次巻線3と二次巻線4及び巻線カバー5が一体となり、図2のような変圧器1が構成される。
Further, a through hole is formed in the central portion of primary winding 3 and secondary winding 4 and
なお、本実施例では、巻線42aの端子43a、巻線42bの43cとネジ72の間に接続板6を配置する構成としたが、ボビン41の端子部44aに埋め込んだ構成としてもよい。
In this embodiment, the
次に、本実施例の変圧器を電力変換器に搭載した場合の構造について、図4を用いて説明する。 Next, the structure in the case where the transformer of the present embodiment is mounted on a power converter will be described using FIG.
図4に示す電力変換装置では、一次回路81と二次回路82が対向して配置されており、一次回路81と二次回路82は、それぞれ上述した構成の変圧器1と接続するための接続端子部181、182を備えている。変圧器1は、ボビン41の端子部44b(図1参照)が二次回路82の接続端子部182と近接するように配置され、コア22が金属又は樹脂で構成された筐体10bに設置されることで保持される。図4中に記載していないが、Z−X面には、筐体10aと筐体10bを接続するための筐体が配置されている。
In the power converter shown in FIG. 4, the
また、筐体10a、10bの一端には冷却ファン12が配置され、変圧器1及び一次回路81、二次回路82に冷却風を当てることで、巻線32、42a、42bやコア21、22が冷却される。一次回路81の接続端子部181と一次巻線3の端子部34はバスバー91を用いて接続され、二次回路4の接続端子部182と二次巻線の端子部44bはバスバー92を用いて接続されている。
Further, the cooling
なお、図4中には記載していないが、一次回路81と二次回路82との間に、二次回路82を保持するための支持部材を備えた構成としてもよい。
Although not shown in FIG. 4, a support member for holding the
このように、二次巻線4をボビン41の周囲に上下に2分割されて形成された溝内に巻回された巻線42a、42bのように上下に複数に分割され、主回路に接続する端子部とは異なるボビン41の端子部44a、44bを備え、分割された巻線42a、42bが電気的に直列構成となるように巻線の一端を接続した構成とすることで、主回路に接続される端子部のみを備えた変圧器と比較して、放熱性を向上させることができる。
Thus, the secondary winding 4 is divided into a plurality of upper and lower parts like
これにより、巻線間の絶縁を確保しながら巻線の放熱性を向上させることが可能となるので、巻線カバー5を介して一次巻線3と二次巻線4を近づけることができるため、変圧器の小型化を図ることができる。また、一次巻線3と二次巻線4でコア21、22の異なる開口部に主回路に接続される端子部を設けることで、主回路に接続される配線の絶縁距離を確保することが可能となる。
This makes it possible to improve the heat dissipation of the winding while securing the insulation between the windings, so that the primary winding 3 and the secondary winding 4 can be brought close to each other through the winding
なお、本実施例では、一次巻線3及び二次巻線4は単線としているが、リッツ線を用いてもよい。また、端子部44aと接続板6の間に、セラミックやアルミ等から成る放熱板を設けた構造としてもよい。例えば、図5に示すように、端子43a、43cに放熱板61を接続し、放熱板61からコア21に放熱させる構造としてもよい。この場合は、コア21と二次巻線4の絶縁を確保するために、端子43a、43cと放熱板61との間に絶縁体を挟む構成としてもよい。
In the present embodiment, the primary winding 3 and the secondary winding 4 are single wires, but litz wires may be used. Further, a heat sink made of ceramic, aluminum or the like may be provided between the
また、図5では、放熱板61をコア21に接続した構成としたが、コア22の底面に配置された筐体へ接続した構成としてもよい。筐体へ接続することで、放熱性能のさらなる向上が期待できる。また、本実施例のコアにはPQコアを用いているが、E型やUUコアなどを用いて構成しても同様の効果が得られることは明らかである。
Further, in FIG. 5, although the
図6及び図7に、本発明の変圧器の実施例2を示す。図6は、本発明の変圧器の実施例2を示す分解斜視図、図7は、図6の変圧器を一部断面してX軸方向から見た側面図である。 6 and 7 show a second embodiment of the transformer of the present invention. 6 is an exploded perspective view showing a second embodiment of a transformer according to the present invention, and FIG. 7 is a side view of the transformer of FIG. 6 partially sectioned and viewed from the X-axis direction.
該図に示す本実施例の変圧器201は、断面U字状の一対のコア21、22と、この断面U字状の一対のコア21、22内に配置されている一次巻線3及び二次巻線204と、二次巻線204の底部及び円周面を覆う巻線カバー205とで概略構成され、一次巻線3から二次巻線204へ電力を伝送するものである。
The
ここでは、実施例1の変圧器1と異なる二次巻線204の構成を中心に、本実施例の変圧器201について説明する。
Here, the
図6に示す如く、本実施例の変圧器201における二次巻線204は、ボビン241と、このボビン241の周囲に上下に3分割されて形成された溝内に巻回された3つの巻線242a、242b、242cと、これら3つの巻線242a、242b、242cの6つの端子243a、243b、243c、243d、243e、243fと、端子243dと端子243fを接続する接続板206a及び端子243bと端子243cを接続する接続板206bとで構成されている。
As shown in FIG. 6, the secondary winding 204 in the
端子243aと243eは、締結部材であるネジ72を用いてボビン241に備えられた端子部244aに固定され、二次回路に接続される。一方、端子243bと端子243cは接続板206bを介して、端子243dと端子243fは接続板206aを介して、それぞれボビン241の端子部244bに固定されており、これにより、巻線242a、242b、242cは電気的に直列接続されている。
The
また、巻線カバー205は、主回路に接続される端子部244aが位置する側で、かつ、断面U字状のコア21、22の図6の左側端部の開口部に位置する部分に、切り欠き部205Aを備えた構成としている。
In addition, the winding
このように、本実施例の変圧器201では、二次巻線204をボビン241の周囲に上下に3分割されて形成された溝内に巻回された3つの巻線242a、242b、242cのように、巻線を3つに分割して構成することにより、実施例1の変圧器1と比較して端子間の巻線の長さを短くすることができる。即ち、二次巻線204を3つ巻線242a、242b、242cに分割することで、1つの巻線の巻数を少なくできるので、端子間の巻線の長さを短くすることができ、これにより、巻線の放熱性を向上することができる。
Thus, in the
また、巻線カバー205の一部に切り欠き部205Aを備えた構成とすることで、端子部244aから端子部244bの方向に冷却風が流れるように風洞が構成された場合に、端子部244aから巻線を経由して端子243b、234c、243d、234fへ冷却風が流れる風路が形成されるため、端子からの放熱性を向上させることが可能となる。つまり、二次巻線204を巻線カバー205の凹部に組み込む際に、巻線カバー205と巻線242a、242b、242cとの間に空間ができるように組み込むことで、巻線カバー205の切り込み部205Aから冷却風が空間を風路として流れるため、端子243b、243c、243d、234fからの放熱性を向上させることが可能となるものである。
In addition, when the wind tunnel is configured such that the cooling air flows in the direction from the
なお、本実施例には図示していないが、端子243b、243c、243d、234fと端子部244bの間に放熱板を追加した構成としてもよい。
Although not shown in the present embodiment, a heat sink may be added between the
図8、図9及び図10に、本発明の変圧器の実施例3を示す。図8は、本発明の変圧器の実施例3を示す分解斜視図、図9は、図8の変圧器のC−D線に沿った断面図、図10は、図8の変圧器をZ−Y面から見た側面図である。 8, 9 and 10 show a third embodiment of the transformer of the present invention. 8 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the transformer of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view of the transformer of FIG. 8 taken along line C-D, and FIG. It is the side view seen from-Y side.
該図に示す本実施例の変圧器301は、実施例1に記載の変圧器1と同様に、断面U字状の一対のコア21、22と、この断面U字状の一対のコア21、22内に配置されている一次巻線3及び二次巻線304と、二次巻線304の周囲を覆う巻線カバー305とで概略構成され、一次巻線3から二次巻線304へ電力が伝送されている。
Similar to the transformer 1 described in the first embodiment, the
ここでは、実施例1の変圧器1と異なる点を中心に、本実施例の変圧器301について説明する。
Here, the
本実施例の変圧器301における二次巻線304は、2つのボビン341a及び341bと、ボビン341aの周囲に形成された溝内に巻回された巻線342a、ボビン341bの周囲に形成された溝内に巻回された巻線342c及び巻線342aと巻線342cの間に設置された平板状の巻線342bと、シリコーン等の放熱シート或いはボビン341a及び341bより放熱性が高い樹脂から成り、ボビン341aの空間部に配置される放熱部材11a及びボビン341bの空間部に配置される放熱部材11bと、巻線342aの端子343a及び343c、平板状の巻線342bの端子343d及び343e、巻線342cの端子343b及び343fと、端子部344bと端子343c、平板状の巻線342bの端子343dを接続する接続板306a及び端子部344bと平板状の巻線342bの端子343e、巻線342cの端子343fを接続する接続板306bと、セラミックやアルミ等から成り、平板状の巻線342bの端子343d及び343eに絶縁板312を介して接続される放熱板362とから構成されている。
The secondary winding 304 in the
巻線342a及び342cにはリッツ線が、巻線342bには平板状の巻線が用いられ、巻線342aが巻かれたボビン341aと巻線342cが巻かれたボビン341bは、物理的に分割可能な構成としており、巻線342aと巻線342cで巻線342bを挟み込むように配置されている。
A litz wire is used for the
また、ボビン341aと341bには、上述した如く、軸方向(図8の上下方向)に空間部が設けられており、この空間部には、巻線342bと接するように放熱部材11a、11bが配置されている。更に、巻線342aの端子343aと巻線342cの343bは、ボビン341bの端子部344aに固定されて二次回路に接続され、巻線342aの端子343cと平板状の巻線342bの端子343dは接続板306aを介して、端子部344bと平板状の巻線342bの端子343e、巻線342cの端子343fは接続板306bを介して、それぞれ端子部344bに固定されている。
Further, as described above, the
このように巻線342aの端子343c、平板状の巻線342bの343dと343e、巻線342cの端子343fを接続することで、巻線342a、342b、342cは電気的に直列接続され、平板状の巻線342bの端子343c、343dには、絶縁板312を介して放熱板362が接続されている。なお、図示していないが、放熱板362は、変圧器301が保持される筐体に接続されている。
Thus, by connecting the terminal 343c of the winding 342a, 343d and 343e of the flat winding 342b, and the terminal 343f of the winding 342c, the
このように本実施例の変圧器301では、二次巻線304のボビンを複数に分割(本実施例では2分割)して構成すると共に、平板状の巻線342bを、放熱部材11a、11bを備えた2つのボビン341a、341bで挟み込む構造とすることで、平板状の巻線342bを放熱板として用いることができる。
As described above, in the
これにより、実施例1に記載の変圧器1と比較して、ボビンの中央部に巻かれた巻線の放熱性をさらに向上することが可能となる。 As a result, in comparison with the transformer 1 described in the first embodiment, it is possible to further improve the heat dissipation of the winding wound around the central portion of the bobbin.
なお、本実施例では、平板状の巻線342bを1つ備える構成としたが、平板状の巻線342bを複数備えた構成としてもよい。その場合、ボビンを3つ以上に分割した構成とし、ボビンの間にそれぞれ平板状の巻線342bを挟み込んだ構成とすることで、さらなる巻線の放熱性の向上が期待できる。
In the present embodiment, although one flat-shaped winding 342b is provided, a plurality of flat-shaped
図11、図12及び図13に、本発明の変圧器の実施例4を示す。図11は、本発明の変圧器の実施例4を示す分解斜視図、図12は、図11の変圧器のE−F線に沿った断面図、図13は、図11の変圧器の側面図を示している。 11, 12 and 13 show a fourth embodiment of the transformer of the present invention. 11 is an exploded perspective view of a transformer according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 12 is a cross-sectional view of the transformer of FIG. 11 along line E-F, and FIG. 13 is a side view of the transformer of FIG. Figure is shown.
該図に示す如く、本実施例の変圧器401は、実施例1の変圧器1と同様に、断面U字状の一対のコア21、22と、この断面U字状の一対のコア21、22内に配置されている一次巻線403及び二次巻線404とで概略構成され、一次巻線403から二次巻線404へ電力が伝送されている。
As shown in this figure, the
本実施例の変圧器401における一次巻線403は、第1、第2、第3及び第4からなる4つのボビン431a、431b、431c、431dと、第2のボビン431bの周囲に巻回される第1の巻線432a及び第3のボビン431cの周囲に巻回される第2の巻線432bと、セラミックやアルミ等から成り、第1のボビン431aと第1の巻線432aの間に配置される第1の放熱板413a、第1の巻線432aと第2の巻線432bの間に配置される第2の放熱板413b、第2の巻線432bと第4のボビン431dの間に配置される第3の放熱板413cと、第1の巻線432aの端子433a、433c、第2の巻線432bの端子433b、433dと、セラミックやアルミ等から成る第4の放熱板462から概略構成されている。
The primary winding 403 in the
一方、本実施例での二次巻線404は、ボビン441と、このボビン441の周囲に巻回された巻線442と、巻線442の端子443とから概略構成されている。
On the other hand, the secondary winding 404 in the present embodiment is roughly composed of a
また、本実施例の変圧器401は、第3のボビン431cの空間部には、シリコーン等の放熱シート或いは第3のボビン431cより放熱性が高い樹脂から成る放熱部材11aが配置され、第2のボビン431bの空間部には、シリコーン等の放熱シート或いは第2のボビン431bより放熱性が高い樹脂から成る配置される放熱部材11bが配置されている。
Further, in the
第4のボビン431dは端子部434aと434bを有しており、第2の巻線432bの1つの端子433aと第1の巻線432aの1つの端子433bは、第4のボビン431dの1つの端子部434aに固定され一次回路に接続されている。また、第2の巻線432bの他の端子433c及び第1の巻線432aの他の端子433dは、第4のボビン431dの他の端子部434bに固定されると共に、第1の巻線432aと第2の432bが電気的に直列構成となるように接続されている。
The
第1の放熱板413a、第2の放熱板413b及び第3の放熱板413cは、第2のボビン431bと第3のボビン431cの空間部に配置された放熱部材11a、11bと接するように、第1の放熱板413aは第1のボビン431aと第2のボビン431bの間、第2の放熱板413bは、第2のボビン431bと第3のボビン431cの間、第3の放熱板413cは第3のボビン431cと第4のボビン431dの間にそれぞれ配置されている。
The first
なお、第1の放熱板413a、第2の放熱板413b及び第3の放熱板413cは、放熱板を貫く磁束による渦電流の発生を低減することを目的に、円周方向に複数に分割した構成としている。また、第1の放熱板413a、第2の放熱板413b及び第3の放熱板413cは、第4の放熱板462と共に、第4のボビン431dの端子部434bに固定されている。
The first
なお、図中には、第1の放熱板413a、第2の放熱板413b及び第3の放熱板413cと第4の放熱板462の接続部に絶縁体を記載していないが、放熱板としてアルミなどの金属を用いる場合は、第1の放熱板413a、第2の放熱板413b及び第3の放熱板413cと第4の放熱板462の接続部は、絶縁体を介して接続した構成としてもよい。
Note that although insulators are not shown at the connection portions of the first
このように、本実施例の変圧器401では、実施例3と同様にボビンを複数に分割した構成とし、ボビンの間に放熱板を備えた構成とすることで、実施例1と比較してボビン中央部の巻線の放熱性を向上させることができる。また、ボビン間に配置された放熱板を巻線の円周方向に複数に分割して構成することで、放熱板に金属を用いた場合でも、渦電流の発生に起因する放熱板自身での発熱を低減することが可能となり、放熱性を高める効果が期待できる。
As described above, in the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. In addition, with respect to a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, and replace other configurations.
本発明の変圧器は、変圧器を備えた絶縁型の電力変換装置に適用できる。 The transformer of the present invention can be applied to an isolated power converter provided with a transformer.
1、201、301、401…変圧器、3、403…一次巻線、4、204、304、404…二次巻線、5、205、305…巻線カバー、6、206a、206b、306a、306b…接続板、10a、10b…筐体、11a、11b…放熱部材、12…冷却ファン、21、22…コア、21A、22A…中央コア、21a、22a…コアの底部、21b、22b…コアの側壁、31、41、241、341a、341b、441…ボビン、32、42a、42b、242a、242b、242c、342a、342c、442…巻線、33、43a、43b、43c、243a、243b、243c、243d、243e、243f、343a、343b、343c、343f…巻線の端子、34、44a、44b、244a、244b、344b、434a、434b…ボビンの端子部、71、72、73…ネジ、81…低電圧側の一次回路、82…高圧側の二次回路、61、362…放熱板、91、92…バスバー、181、182…接続端子部、205A…切り欠き部、312…絶縁板、342b…平板状の巻線、343d、343e…平板状の巻線の端子、413a…第1の放熱板、413b…第2の放熱板、413c…第3の放熱板、431a…第1のボビン、431b…第2のボビン、431c…第3のボビン、431d…第4のボビン、432a…第1の巻線、432b…第2の巻線、433a、433c…第1の巻線の端子、433b、433d…第2の巻線の端子、462…第4の放熱板。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記一次巻線又は二次巻線の少なくとも一方は、2つの端子を有する巻線を少なくとも2つ備え、前記巻線の一方の端子は主回路に接続され、かつ、他方の端子は、少なくとも2つの前記巻線が電気的に直列構成となるように接続されていることを特徴とする変圧器。 What is claimed is: 1. A transformer comprising: a pair of cores; and a primary winding and a secondary winding disposed in the pair of cores, the transformer comprising:
At least one of the primary winding or the secondary winding includes at least two windings having two terminals, one terminal of the winding is connected to the main circuit, and the other terminal is at least two. A transformer characterized in that the two windings are electrically connected in a series configuration.
前記二次巻線は、その周囲が巻線カバーで覆われていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 1,
A transformer characterized in that the secondary winding is covered by a winding cover around its periphery.
前記一対のコアは断面U字状を成し、この断面U字状のU字状内に前記一次巻線及び二次巻線が配置されていることを特徴とする変圧器。 The transformer according to claim 1 or 2
A transformer characterized in that the pair of cores has a U-shaped cross section, and the primary winding and the secondary winding are disposed in the U-shape having a U-shaped cross section.
前記一対のコアは、それぞれ底部と側壁からなって断面U字状に形成されると共に、該コアの端部に開口部が形成され、前記巻線の1つは、前記コアの一方の前記開口部に前記巻線の一方の端子が配置され、前記コアの他方の前記開口部に前記巻線の他方の端子が配置され、かつ、前記コアの一方の前記開口部に配置された端子は主回路に接続され、前記コアの他方の前記開口部に配置された端子は、前記巻線が電気的に直列構成となるように接続されていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 3,
The pair of cores are each formed in a U-shaped cross section with a bottom and a side wall, and an opening is formed at an end of the core, and one of the windings is the one opening of the core The one terminal of the winding is disposed in the part, the other terminal of the winding is disposed in the other opening of the core, and the terminal disposed in the one opening of the core is the main A terminal connected to a circuit and disposed at the other of the openings of the core is connected such that the windings are electrically connected in series.
前記一次巻線は、ボビンと、該ボビンの周囲に巻回された巻線と、該巻線の端子とで構成され、前記巻線の端子は、前記ボビンの端子部に締結部材で固定されて前記主回路の一次回路に接続され、一方、前記二次巻線は、ボビンと、該ボビンの周囲に複数に分割されて巻回された巻線と、該巻線のそれぞれの端子とで構成され、前記巻線のそれぞれの端子は、前記ボビンの端子部に接続板を介して締結部材で固定されることで、前記巻線のそれぞれの端子は電気的に接続され、他方の前記巻線のそれぞれの端子は、前記ボビンの端子部に締結部材で固定されることで、前記主回路の二次回路に接続されていることを特徴とする変圧器。 The transformer according to any one of claims 1 to 4.
The primary winding includes a bobbin, a winding wound around the bobbin, and a terminal of the winding, and the terminal of the winding is fixed to a terminal portion of the bobbin by a fastening member. The secondary winding is connected to a primary circuit of the main circuit, while the secondary winding includes a bobbin, a winding divided into a plurality of pieces and wound around the bobbin, and respective terminals of the winding. The respective terminals of the winding are fixed to the terminal portion of the bobbin by a fastening member via a connection plate, whereby the respective terminals of the winding are electrically connected and the other of the windings A transformer characterized in that each terminal of the wire is connected to a secondary circuit of the main circuit by being fixed to a terminal portion of the bobbin by a fastening member.
前記二次巻線のボビンの周囲に複数に分割されて巻回された巻線のそれぞれの端子と前記二次巻線のボビンとの間に、前記コアの一方側に放熱する放熱材が配置されていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 5,
A heat dissipating material for dissipating heat to one side of the core is disposed between each terminal of a plurality of divided and wound windings around the bobbin of the secondary winding and the bobbin of the secondary winding. Transformers characterized by being.
前記巻線カバーは、前記二次巻線の複数の前記巻線の少なくとも円周面を覆うように凹部状に形成され、該巻線カバーの凹部に前記二次巻線の複数の前記巻線が配置されていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 2,
The winding cover is formed in a concave shape so as to cover at least a circumferential surface of the plurality of windings of the secondary winding, and the plurality of windings of the secondary winding are formed in the concave portion of the winding cover. A transformer characterized in that is arranged.
前記巻線カバーは、前記主回路に接続される端子部が位置する側で、かつ、断面U字状の前記コアの端部の開口部に位置する部分に、冷却風が流れる風路となる切り欠き部が形成されていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 7,
The winding cover is an air path through which cooling air flows on the side where the terminal portion connected to the main circuit is located and in the portion located at the opening of the end of the core having a U-shaped cross section A transformer characterized in that a notch is formed.
前記二次巻線は、2つのボビンと、該2つのボビンのそれぞれに巻回された2つ巻線と、該2つの巻線の間に設置された平板状の巻線と、前記2つのボビンのそれぞれに形成されている空間部に配置される放熱部材と、前記2つの巻線のうちの一方の巻線の端子と、前記2つの巻線のうちの他方の巻線の端子と、前記平板状の巻線の端子と、前記2つの巻線のうちの他方の前記巻線の端子部と一方の前記巻線の端子及び前記平板状の巻線の端子を接続する接続板と、前記2つの巻線のうちの他方の前記巻線の端子部と前記平板状の巻線の端子及び他方の前記巻線の端子を接続する接続板と、前記平板状の巻線の端子に絶縁板を介して接続される放熱板とから成り、
前記2つの巻線のうちの一方の巻線の端子と他方の巻線の端子は、1つの前記ボビンの端子部に固定されて主回路の二次回路に接続され、かつ、一方の前記巻線の端子、平板状の前記巻線の端子及び他方の前記巻線の端子は、一方の前記巻線、平板状の前記巻線及び他方の前記巻線が電気的に直列構成となるように接続されていることを特徴とする変圧器。 A pair of cores having a U-shaped cross section, a primary winding and a secondary winding disposed in the pair of cores, and a winding cover covering a periphery of the secondary winding;
The secondary winding includes two bobbins, two windings wound around each of the two bobbins, a flat winding disposed between the two windings, and the two windings. A heat dissipation member disposed in a space formed in each of the bobbins, a terminal of one of the two windings, and a terminal of the other winding of the two windings; A terminal of the flat winding, a connection plate for connecting a terminal of the other winding of the two windings, a terminal of the one winding and a terminal of the flat winding; A connection plate for connecting the terminal of the other of the two windings to the terminal of the flat winding and the terminal of the other winding, and the terminals of the flat winding are insulated It consists of a heat sink connected via a plate,
The terminal of one of the two windings and the terminal of the other of the two windings are fixed to the terminal portion of one of the bobbins and connected to the secondary circuit of the main circuit, and one of the windings The terminal of the wire, the terminal of the flat winding, and the terminal of the other winding are such that one of the winding, the flat winding and the other winding are electrically connected in series. A transformer characterized in that it is connected.
前記2つ巻線は、リッツ線が用いられていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 9,
A transformer characterized in that a litz wire is used for the two windings.
前記一次巻線は、第1、第2、第3及び2つの端子部を有する第4のボビンと、該第2のボビンの周囲に巻回された第1の巻線及び前記第3のボビンの周囲に巻回された第2の巻線と、前記第1及び第2の巻線のそれぞれに2個ずつ有する端子と、前記第1のボビンと前記第2のボビンの周囲に巻回された第1の巻線の間に配置された第1の放熱板と、前記第2のボビンの周囲に巻回された第1の巻線と前記第3のボビンの周囲に巻回された第2の巻線の間に配置された第2の放熱板と、前記第3のボビンの周囲に巻回された第2の巻線と前記第4のボビンの間に配置された第3の放熱板と、前記第1の巻線の端子及び前記第2の巻線の端子と、前記第4のボビンの1つの端子部に、前記第1、第2及び第3の放熱板と共に固定されている第4の放熱板とから成り、
前記第1及び第2の巻線の1つの端子は、前記第4のボビンの1つの端子部に固定されて主回路の一次回路に接続され、かつ、前記第1の巻線の1つの端子及び前記第2の巻線の1つの端子は、前記第4のボビンの他の端子部に固定されていると共に、前記第1の巻線と前記第2の巻線が電気的に直列構成となるように接続されていることを特徴とする変圧器。 A pair of cores having a U-shaped cross section, and a primary winding and a secondary winding disposed in the pair of cores;
The primary winding includes a fourth bobbin having first, second, third and second terminal portions, a first winding wound around the second bobbin, and the third bobbin. A second winding wound around the second winding, a terminal having two each in each of the first and second windings, and a winding around the first bobbin and the second bobbin A first heat radiating plate disposed between the first windings, a first winding wound around the second bobbin, and a third winding wound around the third bobbin A second heat dissipation plate disposed between the two windings, and a third heat dissipation disposed between the second winding wound around the third bobbin and the fourth bobbin It is fixed to the plate, the terminal of the first winding, the terminal of the second winding, and the one terminal portion of the fourth bobbin together with the first, second and third heat sinks. Second It consists of a heat sink,
One terminal of the first and second windings is fixed to one terminal portion of the fourth bobbin and is connected to a primary circuit of a main circuit, and one terminal of the first winding. And one terminal of the second winding is fixed to the other terminal portion of the fourth bobbin, and the first winding and the second winding are electrically connected in series; Transformer characterized in that it is connected.
前記第2及び第4のボビンのそれぞれには空間部が形成され、該空間部には放熱部材が配置されていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 11,
A space is formed in each of the second and fourth bobbins, and a heat dissipation member is disposed in the space.
前記第1、第2及び第3の放熱板は、前記放熱部材と接するように前記第1の放熱板が前記第1のボビンと第2のボビンの間、前記第2の放熱板が前記第2ボビンと前記第3のボビンの間、前記第3の放熱板が前記第3のボビンと前記第4のボビンの間にそれぞれ配置されていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 12,
The first, second, and third heat dissipation plates are in contact with the heat dissipation member, the first heat dissipation plate is between the first bobbin and the second bobbin, and the second heat dissipation plate is The transformer characterized in that the second heat dissipation plate is disposed between the second bobbin and the third bobbin, and the third heat sink is disposed between the third bobbin and the fourth bobbin.
前記第1、第2及び第3の放熱板は、円周方向に複数に分割されていることを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 13,
A transformer, wherein the first, second and third heat sinks are divided into a plurality of pieces in a circumferential direction.
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