JP2022131545A - 変圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で発熱による温度上昇を抑えたカレントダブラー型の変圧器の提供。【解決手段】本変圧器２では、順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒは、１又は２以上の基準電極１６のいずれかと繋がっている。順方向２次コイル１４ｆは、順方向鉄心１０ｆに巻かれた第一巻き部５８と第二巻き部６０とを備えている。逆方向２次コイル１４ｒは、逆方向鉄心１０ｆに巻かれた第三巻き部６８と第四巻き部７０とを備えている。第一１次コイル１２ａが、第一巻き部５８及び第一巻き部５８の周りに形成されている。第二１次コイル１２ｂが、第三巻き部６８及び第四巻き部７０の周りに形成されている。基準電極１６は、いずれもプレート状を呈している。【選択図】図１

Description

本発明は、変圧器に関する。詳細には、本発明は、カレントダブラー型の変圧器に関する。

近年、カレントダブラー型の変圧器が、ＤＣ－ＤＣコンバータやＡＣ－ＤＣコンバータとして使用されている。この変圧器では、１次コイルへの入力電圧の変化により、互いに反転した電圧を出力する二つの２次コイル（ここでは、一方が順方向２次コイルと称され、他方が逆方向２次コイルと称される）を備える。例えば、順方向２次コイルの出力が正電圧となっているときは、逆方向２次コイルの出力は、負電圧となる。それぞれの２次コイルからの出力は、ダイオード等の整流素子に接続され、これらが出力端子に接続される。これにより、例えば順方向２次コイルの出力が出力端子から出力され、逆方向２次コイルは、出力端子とは絶縁された状態となる。

この変圧器では、一方の２次コイルが出力端子と絶縁状態となっている期間に、この２次コイルにエネルギーが蓄積される。前記の例では、逆方向２次コイルにエネルギーが蓄積される。１次コイルへの入力電圧が変化し、逆方向２次コイルの出力電圧が正電圧になると、逆方向２次コイルからの電圧が、出力端子から出力される。このとき、誘導起電力によるエネルギーと、蓄積されたエネルギーとにより、出力される電流は大きくなる。カレントダブラー型の変圧器についての検討が、「"A Novel Integrated Current Doubler Rectifier" APEC2000. Fifteenth Annual IEEE AppliedPower Electronics Conference and Exposition.」に開示されている。

"A Novel Integrated Current Doubler Rectifier" APEC2000. Fifteenth Annual IEEE AppliedPower Electronics Conference and Exposition.

カレントダブラー型の変圧器では、大きな電流が流れるため、発熱が大きくなる。発熱による温度上昇を抑制するために、放熱フィン等を筐体に付加することは、変圧器の大型化や高コスト化の要因となる。簡易な構成で発熱による温度上昇を抑えた変圧器が求められている。

本発明の目的は、簡易な構成で発熱による温度上昇を抑えたカレントダブラー型の変圧器の提供にある。

本発明に係る変圧器は、正側入力電極、負側入力電極、出力電極、１又は２以上の基準電極、順方向鉄心、逆方向鉄心、第一１次コイル、第二１次コイル、順方向２次コイル、逆方向２次コイル、第一整流素子及び第二整流素子を備える。前記第一１次コイルにおいて、第一端子が前記正側入力電極と繋がり、第二端子が前記負側入力電極と繋がっている。前記第二１次コイルにおいて、第一端子が前記正側入力電極と繋がり、第二端子が前記負側入力電極と繋がっている。前記順方向２次コイルにおいて、第一端子が前記第一整流素子の第一端子と繋がり、第二端子がいずれかの基準電極と繋がっている。前記逆方向２次コイルにおいて、第一端子が前記第二整流素子の第一端子と繋がり、第二端子がいずれかの基準電極と繋がっている。前記第一整流素子の第二端子及び前記第二整流素子の第二端子が、前記出力電極と繋がっている。前記順方向２次コイルは、いずれもが前記順方向鉄心に巻かれた第一巻き部と第二巻き部とを備えている。前記逆方向２次コイルは、いずれもが前記逆方向鉄心に巻かれた第三巻き部と第四巻き部とを備えている。前記第一１次コイルは、前記第一巻き部及び前記第三巻き部の周りに形成されている。前記第二１次コイルは、前記第二巻き部及び前記第四巻き部の周りに形成されている。前記基準電極は、いずれもプレート状を呈している。前記正側入力電極と前記負側入力電極との間の電圧が変動したときに、前記順方向２次コイルの第一端子と前記逆方向２次コイルの第一端子とに、互いに反転した電圧が発生するように、前記第一１次コイル、前記第二１次コイル、前記第一巻き部、前記第二巻き部、前記第三巻き部及び前記第四巻き部の巻く方向が決められている。前記第一整流素子及び前記第二整流素子の一方が導通状態となり他方が遮断状態となることで、前記順方向２次コイルの第一端の電圧及び前記逆方向２次コイルの第一端の電圧のいずれか一方が、前記出力電極から出力される。

好ましくは、前記順方向鉄心は切断部を有しており、前記第一巻き部又は第二巻き部が、この切断部を覆うように順方向鉄心に巻かれている。

前記順方向鉄心は、外周面の輪郭と内周面の輪郭とが矩形である環状を呈しており、これにより前記順方向鉄心が、互いに対向して平行に延びる第一柱部及び第二柱部と、互いに対向して平行に延びる第三柱部及び第四柱部とを備えている。好ましくは、前記第一巻き部が前記第一柱部に巻かれ、前記第二巻き部が前記第二柱部に巻かれている。

好ましくは、前記順方向２次コイルが、前記第一巻き部と前記第二巻き部とを繋ぐ接続部をさらに備えており、前記接続部が、前記第三柱部及び第四柱部に平行に延びている。

好ましくは、前記接続部はプレート状を呈している。

好ましくは、前記基準電極の数は１であり、前記基準電極は、主部と、前記順方向２次コイルの第二端子と繋がる第一引き出し部と、前記逆方向２次コイルの第二端子と繋がる第二引き出し部とを備えている。前記主部は、前記第四柱部に沿って延びている。

好ましくは、前記基準電極の数は１であり、前記基準電極は、平面視において、前記順方向鉄心と前記逆方向鉄心との間であって、前記順方向２次コイルと前記逆方向２次コイルとの間に位置している。

好ましくは、前記基準電極は、前記順方向鉄心と前記逆方向鉄心との間から外側に突出した突出部を備えている。

変圧器が順方向基準電極と逆方向基準電極とを備え、前記順方向２次コイルの第二端子が順方向基準電極と繋がり、前記逆方向２次コイルの第二端子が前記逆方向基準電極と繋がっており、前記順方向基準電極が前記第一巻き部と前記第二巻き部との間から外側に突出しており、前記逆方向基準電極が前記第三巻き部と前記第四巻き部との間から外側に突出していてもよい。

好ましくは、前記順方向２次コイルはキンクを備える。

好ましくは、前記第一巻き部及び第二巻き部は、いずれもプレート状の導電体を巻いた形状を呈している。前記第一１次コイルは、前記第一巻き部の外側において、前記第一巻き部の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。前記第二１次コイルは、前記第二巻き部の外側において、前記第二巻き部の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。

好ましくは、前記順方向鉄心と前記順方向２次コイルとが、熱伝導性の絶縁体を介して接触している。

好ましくは、平面視において、前記順方向鉄心と前記逆方向鉄心とが平行となるように並列され、前記第一巻き部と前記第三巻き部とが並列され、前記第二巻き部と前記第四巻き部とが並列されていている。

好ましくは、平面視において、前記順方向２次コイルと前記逆方向２次コイルとが対称の形状を呈する。

好ましくは、この変圧器は、熱伝導性の材質よりなるトップカバー、熱伝導性の材質よりなるボトムカバー及び熱伝導性の材質よりなるジョイントをさらに備える。前記順方向鉄心、前記逆方向鉄心、前記第一１次コイル、前記第二１次コイル、前記順方向２次コイル、及び逆方向２次コイルが、前記トップカバーと前記ボトムカバーとの間に位置している。前記トップカバーと前記ボトムカバーとが、前記ジョイントで接続されている。

好ましくは、前記トップカバー、前記ボトムカバー及び前記ジョイントの少なくとも一つは、その内部に冷却液を有する。

好ましくは、前記ボトムカバーが導電性であり、前記基準電極と接続されている。

本発明に係る変圧器は、順方向２次コイル、逆方向２次コイル、順方向２次コイルが巻かれた順方向鉄心、逆方向２次コイルが巻かれた逆方向鉄心及び１又は２以上の基準電極を備える。基準電極はいずれも、プレート状を呈している。この基準電極では、熱伝導に寄与する断面積及び放熱に寄与する表面積を、容易に大きくできる。この基準電極は、これらの２次コイル及び鉄心で発生した熱を、効果的に排出する。この変圧器では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

図１は、本発明の一実施形態に係る変圧器が示された、斜視図である。 図２は、図１の変圧器の、トップカバー、ボトムカバー及びシャフトを外した状態が示された平面図である。 図３は、図１の変圧器の等価回路図である。 図４（ａ）は図１の変圧器の鉄心が示された斜視図であり、図４（ｂ）はこの鉄心が示された分解図である。 図５は、図１の変圧器の２次コイルが示された斜視図である。 図６は、図１の変圧器の２次コイル、鉄心及び基準電極が示された斜視図である。 図７は、図６の２次コイル、鉄心及び基準電極の平面図である。 図８は、図１の変圧器の基準電極が示された斜視図である。 図９（ａ）は図１の変圧器の１次コイルが示された斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩＸｂ－ＩＸｂ線に沿った断面図である。 図１０は、図１の変圧器のトップカバー、ボトムカバー及びシャフトが示された斜視図である。 図１１は、本発明の他の実施形態に係る２次コイルが示された平面図である。 図１２は、本発明のさらに他の実施形態に係る変圧器の、鉄心、１次コイル、２次コイル及び基準電極が示された、斜視図である。 図１３は、図１２の変圧器の、２次コイル及び基準電極が示された平面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る変圧器２が示された斜視図である。図１において、矢印Ｘで示されるのがこの変圧器２の前方であり、この逆の方向が後方である。矢印Ｙで示されるのがこの変圧器２の右方向であり、この逆の方向が左方向である。矢印Ｚで示されるのがこの変圧器２の上方であり、この逆の方向が下方である。この変圧器２は、トップカバー４、ボトムカバー６、ジョイント８、鉄心１０、１次コイル１２及び２次コイル１４を備える。図２は、図１の変圧器２から、トップカバー４、ボトムカバー６及びジョイント８を取り外した状態が示された、平面図である。この変圧器２は、基準電極１６をさらに備える。

図１及び２で示されるように、この変圧器２は、二つの鉄心１０、二つの２次コイル１４及び二つの１次コイル１２を備える。後述するとおり、一方の２次コイル１４の出力電圧と、他方の２次コイル１４の出力電圧とは、互いに反転している。このため、この明細書では、二つの２次コイル１４の一方が順方向２次コイル１４ｆと称され、他方が逆方向２次コイル１４ｒと称される。ここでは、図１及び２の右側の２次コイル１４を「順方向」としているが、二つの２次コイル１４のうち、いずれを「順方向」と称してもよい。順方向２次コイル１４ｆが巻かれた鉄心１０が順方向鉄心１０ｆと称され、逆方向２次コイル１４ｒが巻かれた鉄心１０が逆方向鉄心１０ｒと称される。二つの１次コイル１２のうち、一方が第一１次コイル１２ａと称され、他方が第二１次コイル１２ｂと称される。

図３は、図１の変圧器２の、等価回路である。図１及び２には表れていないが、この変圧器２は、正側入力電極１８、負側入力電極２０、第一整流素子２２、第二整流素子２４及び出力電極２６をさらに備える。図３の回路図には、トップカバー４、ボトムカバー６及びジョイント８は、現れていない。図３の回路図には、本変圧器２の正側入力電極１８及び負側入力電極２０と繋がる交流電源２５、及び本変圧器２の出力電極２６及び基準電極１６と繋がる容量３０と負荷３２も示されている。

図４（ａ）は、図１の順方向鉄心１０ｆが示された斜視図である。順方向鉄心１０ｆは、外周面の輪郭と内周面の輪郭とが矩形である環状を呈している。これにより順方向鉄心１０ｆは、互いに対向して平行に延びる第一柱部３４及び第二柱部３６と、これらに垂直に延び、互いに対向して平行に延びる第三柱部４０及び第四柱部４２とを備える。

図４（ｂ）に示されるとおり、順方向鉄心１０ｆは、半環状の第一ハーフ４４と半環状の第二ハーフ４６とを組み合わせることで形成されている。第一ハーフ４４と第二ハーフ４６との間には、隙間が設けられている。換言すれば、順方向鉄心１０ｆは２つの切断部４８を備えている。この実施形態では、一方の切断部４８は第一柱部３４に位置しており、他方の切断部４８は第二柱部３６に位置している。順方向鉄心１０ｆは、磁性体よりなる。典型的には、順方向鉄心１０ｆはフェライトよりなる。順方向鉄心１０ｆが、アモルファス磁性体又は珪素鋼よりなっていてもよい。

逆方向鉄心１０ｒは、順方向鉄心１０ｆと同じ構造を有する。すなわち、逆方向鉄心１０ｒは、外周面の輪郭と内周面の輪郭とが矩形である環状を呈している。これにより逆方向鉄心１０ｒは、互いに対向して平行に延びる第一柱部５０及び第二柱部５２と、これらに垂直に延び、互いに対向して平行に延びる第三柱部５４及び第四柱部５６とを備える（後述する図６参照）。図示されないが、逆方向鉄心１０ｒは、半環状の第一ハーフと半環状の第二ハーフとを組み合わせることで形成されている。第一ハーフと第二ハーフとの間には、隙間が設けられている。逆方向鉄心１０ｒは２つの切断部を備えている。この実施形態では、一方の切断部は第一柱部５０に位置しており、他方の切断部は第二柱部５２に位置している。逆方向鉄心１０ｒは、磁性体よりなる。典型的には、逆方向鉄心１０ｒはフェライトよりなる。逆方向鉄心１０ｒが、アモルファス磁性体又は珪素鋼よりなっていてもよい。図２に示されるように、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとは、並列して配置されている。平面視において、逆方向鉄心１０ｒは、順方向鉄心１０ｆと平行に配置されている。

図５は、順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒが示された斜視図である。図６は、順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒが、順方向鉄心１０ｆ及び逆方向鉄心１０ｒと組み合わされた斜視図である。図７は、図６で示された順方向２次コイル１４ｆ、逆方向２次コイル１４ｒ、順方向鉄心１０ｆ及び逆方向鉄心１０ｒの平面図である。なお、図６及び７には、基準電極１６も示されている。

順方向２次コイル１４ｆは、導電性の材料（導電体）からなる。順方向２次コイル１４ｆは、典型的には銅合金又はアルミニウム合金からなる。図５に示されるように、順方向２次コイル１４ｆは、第一巻き部５８、第二巻き部６０、接続部６２、第一端子６４及び第二端子６６を備えている。第一巻き部５８及び第二巻き部６０は、プレート状の導電体が巻かれた構造をしている。図６及び７で示されるように、第一巻き部５８は、順方向鉄心１０ｆの第一柱部３４の周りに巻かれている。第一巻き部５８は、第一柱部３４の切断部４８を覆っている。第二巻き部６０は、順方向鉄心１０ｆの第二柱部３６の周りに巻かれている。第二巻き部６０は、第二柱部３６の切断部４８を覆っている。なお、本明細書では「導電性」とは、電気抵抗率が１．０×１０^－５Ω／ｍ以下であることを指す。

この実施形態では、順方向鉄心１０ｆと第一巻き部５８との間、及び順方向鉄心１０ｆと第二巻き部６０との間には隙間が存在する。図示されないが、第一柱部３４において、第一巻き部５８と順方向鉄心１０ｆの外周面又は内周面との間に、熱伝導性の絶縁体が存在していてもよい。すなわち、第一巻き部５８は、第一柱部３４において、順方向鉄心１０ｆの外周面又は内周面と、熱伝導性の絶縁体を介して接触してもよい。第二柱部３６において、第二巻き部６０と順方向鉄心１０ｆの外周面又は内周面との間に、熱伝導性の絶縁体が存在していてもよい。すなわち、第二巻き部６０は、第二柱部３６において、順方向鉄心１０ｆの外周面又は内周面と、熱伝導性の絶縁体を介して接触していてもよい。なお、本明細書では「熱伝導性」とは、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを指す。

接続部６２は、第一巻き部５８と第二巻き部６０を繋いでいる。接続部６２は、順方向鉄心１０ｆの第三柱部４０及び第四柱部４２に、平行に延びている。第一端子６４は、プレート状である。第一端子６４は、第二巻き部６０から前方に突出している。第二端子６６は、プレート状である。第二端子６６は、第一巻き部５８と第二巻き部６０との間に位置している。第二端子６６、第一巻き部５８、接続部６２、第二巻き部６０及び第一端子６４は、この順に直列に繋がっている。

図５及び７で示されるように、第一巻き部５８の巻く方向と第二巻き部６０の巻く方向とは、逆である。第一柱部３４と第二柱部３６とは対向しているため、第一柱部３４内での磁束の向きと、第二柱部３６内での磁束の向きとは逆である。このため、順方向鉄心１０ｆ内の磁束が変化したとき、第一巻き部５８に発生する誘導起電力の方向と、第二巻き部６０に発生する誘導起電力の方向とは同じとなる。誘導起電力により生じた順方向２次コイル１４ｆの第一端子６４と第二端子６６との間の電圧は、第一巻き部５８で生じた電圧と第二巻き部６０で生じた電圧との和となる。このため、図３の回路図では、順方向２次コイル１４ｆは、第一巻き部５８に対応するコイルと、第二巻き部６０に対応するコイルとが直列に繋がれた構造として、描かれている。

逆方向２次コイル１４ｒは、導電体からなる。逆方向２次コイル１４ｒは、典型的には銅合金又はアルミニウム合金からなる。図５に示されるように、逆方向２次コイル１４ｒは、第三巻き部６８、第四巻き部７０、接続部７２、第一端子７４及び第二端子７６を備えている。第三巻き部６８及び第四巻き部７０は、プレート状の導電体が巻かれた構造をしている。図６及び７で示されるように、第三巻き部６８は、逆方向鉄心１０ｒの第一柱部５０の周りに巻かれている。第三巻き部６８は、第一柱部５０の切断部を覆っている。第四巻き部７０は、逆方向鉄心１０ｒの第二柱部５２の周りに巻かれている。第四巻き部７０は、第二柱部５２の切断部を覆っている。

この実施形態では、逆方向鉄心１０ｒと第三巻き部６８との間、及び逆方向鉄心１０ｒと第四巻き部７０との間には隙間が存在する。図示されないが、第一柱部５０において、第三巻き部６８と逆方向鉄心１０ｒの外周面又は内周面との間に、熱伝導性の絶縁体が存在していてもよい。すなわち、第三巻き部６８は、第一柱部５０において、逆方向２次コイル１４ｒの外周面及び内周面と、熱伝導性の絶縁体を介して接触していてもよい。第二柱部５２において、第四巻き部７０と逆方向鉄心１０ｒの外周面又は内周面との間に、熱伝導性の絶縁体が存在していてもよい。すなわち、第四巻き部７０は、第二柱部５２において、逆方向２次コイル１４ｒの外周面及び内周面と、熱伝導性の絶縁体を介して接触していてもよい。

接続部７２は、第三巻き部６８と第四巻き部７０を繋いでいる。接続部７２は、逆方向鉄心１０ｒの第三柱部５４及び第四柱部５６に、平行に延びている。第一端子７４は、プレート状である。第一端子７４は、第四巻き部７０から前方に突出している。第二端子７６は、プレート状である。第二端子７６は、第三巻き部６８と第四巻き部７０との間に位置している。第二端子７６、第三巻き部６８、接続部７２、第四巻き部７０及び第一端子７４は、この順に直列に繋がっている。

図５及び７で示されるように、第三巻き部６８の巻く方向と第四巻き部７０の巻く方向とは、逆である。第一柱部５０と第二柱部５２とは対向しているため、第一柱部５０内での磁束の向きと、第二柱部５２内での磁束の向きとは逆である。このため、逆方向鉄心１０ｒ内の磁束が変化したとき、第三巻き部６８に発生する誘導起電力の方向と、第四巻き部７０に発生する誘導起電力の方向とは同じとなる。誘導起電力により生じた逆方向２次コイル１４ｒの第一端子７４と第二端子７６との間の電圧は、第三巻き部６８で生じた電圧と第四巻き部７０で生じた電圧との和となる。このため、図３の回路図では、逆方向２次コイル１４ｒは、第三巻き部６８に対応するコイルと、第四巻き部７０に対応するコイルとが直列に繋がれた構造として、描かれている。

図６及び７に示されるように、平面視において、逆方向２次コイル１４ｒは、順方向２次コイル１４ｆとこれらの中央において前後に延びる線に対して対称な形状を呈している。すなわち、第一巻き部５８の巻く方向と、第三巻き部６８の巻く方向とは逆である。第二巻き部６０の巻く方向と、第四巻き部７０の巻く方向とは逆である。

図８は、基準電極１６が示された斜視図である。基準電極１６は、導電体からなる。基準電極１６は、典型的には銅合金又はアルミニウム合金からなる。基準電極１６は、全体としてプレート状を呈している。図６及び７に示されるように、平面視において、基準電極１６は、順方向２次コイル１４ｆと逆方向２次コイル１４ｒとの間に位置している。平面視において、基準電極１６は、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとの間に位置している。図８に示されるように、基準電極１６は、主部７８と、第一引き出し部８０と、第二引き出し部８２と、第一側部８４と第二側部８６とを備える。

図６及び７で示されるように、主部７８は、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとの間において、前後方向に延びている。主部７８は、順方向鉄心１０ｆの第四柱部４２及び逆方向鉄心１０ｒの第四柱部５６に沿って延びている。主部７８は、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとの間から外側に突出した、突出部８８を備えている。主部７８は、ボトムカバー６に埋め込まれている。このため、図１では主部７８は見えていない。主部７８は、ボトムカバー６と直接接触している。主部７８とボトムカバー６との間に熱伝導性の絶縁体が存在してもよい。主部７８がこの絶縁体を介してボトムカバー６と接触していてもよい。

第一引き出し部８０、第二引き出し部８２、第一側部８４及び第二側部８６は、ボトムカバー６から上方に突出している。第一引き出し部８０は、主部７８から順方向２次コイル１４ｆに向けて延びている。第一引き出し部８０は、順方向２次コイル１４ｆの第二端子６６と接触している。これにより、図３の回路図で示されるように、順方向２次コイル１４ｆが基準電極１６と繋がっている。第二引き出し部８２は、主部７８から逆方向２次コイル１４ｒに向けて延びている。第二引き出し部８２は、逆方向２次コイル１４ｒの第二端子７６と接触している。これにより、図３の回路図で示されるように、逆方向２次コイル１４ｒが基準電極１６と繋がっている。第一側部８４は、主部７８から上方に延びている。図６で示されるように、第一側部８４は、順方向鉄心１０ｆの第二柱部３６に沿って延びている。図６では見えていないが、第二側部８６は、逆方向鉄心１０ｒの第二柱部５２に沿って延びている。

図９（ａ）は、第一１次コイル１２ａが示された斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ｂ）のＩＸｂ－ＩＸｂ線に沿った断面図である。第一１次コイル１２ａは、ボビン９０とワイヤ９２とを備える。図示されないが、第一１次コイル１２ａは、ワイヤ９２の一端と繋がる第一端子と、ワイヤ９２の他端と繋がる第二端子とをさらに備える。ボビン９０は環状を呈する。ボビン９０の外周に、ワイヤ９２が多重に巻かれている。図９（ｂ）には、ボビン９０の断面及びこれに巻回されたワイヤ９２の断面が示されている。ワイヤ９２の典型的な材質は銅（Ｃｕ）である。

第二１次コイル１２ｂは、第一１次コイル１２ａと同様に、ボビン、ワイヤ、第一端子及び第二端子を備える。第二１次コイル１２ｂのボビンは、第一１次コイル１２ａのボビン９０と同じ構造である。ボビンの外周に、ワイヤが多重に巻かれている。この実施形態では、第二１次コイル１２ｂでのワイヤの巻く方向は、第一１次コイル１２ａでのワイヤ９２の巻く方向とは逆となっている。

図１及び２に示されるように、この変圧器２では、第一巻き部５８及び第三巻き部６８が並列している。これらの第一巻き部５８及び第三巻き部６８を囲むように、環状の第一１次コイル１２ａが配置されている。換言すれば、第一１次コイル１２ａは、第一巻き部５８及び第三巻き部６８の周りに、形成されている。

図９おいて、両矢印Ｃ１は、第一１次コイル１２ａの幅を表す。図５において、両矢印Ｗ１は、第一巻き部５８の幅を表し、両矢印Ｗ３は第三巻き部６８の幅を表す。第一１次コイル１２ａの幅Ｃ１は、第一巻き部５８の幅Ｗ１及び第三巻き部６８の幅Ｗ３と同等である。第一１次コイル１２ａは、第一巻き部５８の外側において、第一巻き部５８の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。第一１次コイル１２ａは、第三巻き部６８の外側において、第三巻き部６８の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。なお、本明細書で「二つの幅が同等である」とは、これらの幅の比が０．８０以上１．２５以下であることを指す。

図１及び２に示されるように、この変圧器２では、第二巻き部６０及び第四巻き部７０が並列している。これらの第二巻き部６０及び第四巻き部７０を囲むように、環状の第二１次コイル１２ｂが配置されている。換言すれば、第二１次コイル１２ｂは、第二巻き部６０及び第四巻き部７０の周りに、形成されている。

図５において、両矢印Ｗ２は第二巻き部６０の幅を表し、両矢印Ｗ４は第四巻き部７０の幅を表す。第二１次コイル１２ｂの幅は、第二巻き部６０の幅Ｗ２及び第四巻き部７０の幅Ｗ４と同等である。第二１次コイル１２ｂは、第二巻き部６０の外側において、第二巻き部６０の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。第二１次コイル１２ｂは、第四巻き部７０の外側において、第四巻き部７０の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。

なお、図３の回路図では、「第一１次コイル１２ａが第一巻き部５８及び第三巻き部６８の外側に巻かれている」との構造と論理的に等価となるように、第一１次コイル１２ａは、順方向鉄心１０ｆに巻かれたコイルと逆方向鉄心１０ｒに巻かれたコイルが並列に繋がれた構造として、描かれている。「第二１次コイル１２ｂが第二巻き部６０及び第四巻き部７０の外側に巻かれている」との構造と論理的に等価となるように、第二１次コイル１２ｂは、順方向鉄心１０ｆに巻かれたコイルと逆方向鉄心１０ｒに巻かれたコイルが並列に繋がれた構造として、描かれている。

図３に示されるように、第一１次コイル１２ａにおいて、第一端子が正側入力電極１８と繋がり、第二端子が負側入力電極２０と繋がっている。第二１次コイル１２ｂにおいて、第一端子が正側入力電極１８と繋がり、第二端子が負側入力電極２０と繋がっている。正側入力電極１８と負側入力電極２０の間の電圧が変化したとき、第一１次コイル１２ａと第二１次コイル１２ｂとは、順方向鉄心１０ｆに対して、同じ方向の磁界を発生させるように、これらと正側入力電極１８と負側入力電極２０との繋ぎ方が決められている。正側入力電極１８と負側入力電極２０の間の電圧が変化したとき、第一１次コイル１２ａと第二１次コイル１２ｂとは、逆方向鉄心１０ｒに対して、同じ方向の磁界を発生させるように、これらと正側入力電極１８と負側入力電極２０との繋ぎ方が決められている。正側入力電極１８と負側入力電極２０の間の電圧が変化したとき、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとに、同じ方向の磁界（例えば、図１の右側からこれらの鉄心１０を見たとき、同じ右周りの磁界）が発生する。

図３に示されるように、第一整流素子２２の第一端子は順方向２次コイル１４ｆの第一端子６４と繋がっている。第二整流素子２４の第一端子は逆方向２次コイル１４ｒの第一端子７４と繋がっている。第一整流素子２２の第二端子及び第一整流素子２２の第二端子はいずれも出力電極２６と繋がっている。この実施形態では、第一整流素子２２及び第二整流素子２４は、いずれもダイオードである。整流素子が、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチ素子であってもよい。この場合、二つのスイッチ素子の一方を導通状態とし他方を遮断状態とし、これらの導通と遮断とが切り替えられる。なお、前述の通り、図１には、第一整流素子２２及び第二整流素子２４及び出力電極２６は、表れていない。

トップカバー４は、二つの鉄心１０、二つの２次コイル１４及び二つの１次コイル１２を上部から覆っている。トップカバー４は、非磁性体で熱伝導性の金属又は非磁性体で熱伝導性のセラミックスよりなる。好ましいトップカバー４の材質として、アルミニウム合金、アルミナ、酸化マグネシウムが例示される。トップカバー４は、内部に冷却液を有していてもよい。典型的な冷却液は、水である。

ボトムカバー６には、二つの鉄心１０、二つの２次コイル１４及び二つの１次コイル１２が載せられている。前述のとおり、ボトムカバー６には基準電極１６の主部７８が埋め込まれている。ボトムカバー６は、熱伝導性の材質よりなる。この実施形態では、ボトムカバー６は導電性であり、基準電極１６と繋がっている。好ましいボトムカバー６の材質として、アルミニウム合金が例示される。ボトムカバー６が、絶縁性の材料からなっていてもよい。ボトムカバー６は、内部に冷却液を有していてもよい。典型的な冷却液は、水である。

図１０に、トップカバー４、ボトムカバー６及びジョイント８が示されている。この実施形態では、二つのジョイント８が存在する。それぞれのジョイント８は、トップカバー４とボトムカバー６との間に位置している。ジョイント８は、トップカバー４とボトムカバー６とを繋いでいる。ジョイント８は、非磁性体で熱伝導性の金属又は非磁性体で熱伝導性のセラミックスよりなる。好ましいジョイント８の材質として、アルミニウム合金、アルミナ、酸化マグネシウムが例示される。ジョイント８は、内部に冷却液を有していてもよい。典型的な冷却液は、水である。

以下では、本変圧器２の動作が説明される。

図３に示されるように、この実施形態では、変圧器２の正側入力電極１８と、負側入力電極２０との間に、交流電源２５が接続されている。例えば正側入力電極１８の電圧が負側入力電極２０の電圧に対して高くなる方向に変化したとき、第一１次コイル１２ａ及び第二１次コイル１２ｂに流れる電流量が変化し、順方向鉄心１０ｆ及び逆方向鉄心１０ｒにおいて磁束が変化する。順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒに、誘電起電力が生じる。順方向２次コイル１４ｆと逆方向２次コイル１４ｒとの巻き方が逆であるので、順方向２次コイル１４ｆと逆方向２次コイル１４ｒとに、逆向きの電圧が発生する。第一整流素子２２と第二整流素子２４の一方に順方向の電圧が付加され、他方に逆方向の電圧が付加される。これにより例えば、第一整流素子２２が導通状態となり、第二整流素子２４が遮断状態となる。順方向２次コイル１４ｆの出力電圧が、出力電極２６に表れる。逆方向２次コイル１４ｒは出力電極２６と絶縁状態となり、逆方向２次コイル１４ｒには誘電起電力で生じたエネルギーが蓄えられる。

次いで正側入力電極１８の電圧が負側入力電極２０の電圧に対して低くなる方向に変化したとき、順方向鉄心１０ｆ及び逆方向鉄心１０ｒにおいて、上記とは逆の磁束の変化が発生する。順方向２次コイル１４ｆと逆方向２次コイル１４ｒとに発生する電圧の方向が、上記とは逆になる。第一整流素子２２に逆方向の電圧が付加され、第二整流素子２４に順方向の電圧が付加される。逆方向２次コイル１４ｒの出力電圧が、出力電極２６に表れる。このとき、誘電起電力によるエネルギーと前回蓄積されたエネルギーとにより、高い電圧が発生する。順方向２次コイル１４ｆは出力電極２６と絶縁状態となり、順方向２次コイル１４ｆには、誘電起電力で生じたエネルギーが蓄えられる。

この変圧器２では、順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒにおいて、一方の２次コイル１４から電圧が出力電極２６に出力され、他方の２次コイル１４にエネルギーが蓄えられる。順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒのそれぞれにおいて、出力電極２６への出力とエネルギーの蓄積とが、繰り返される。この回路は、単相全波整流器として動作している。

以下では、本発明の作用効果が説明される。

本発明に係る変圧器２では、順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒが共に繋がる基準電極１６は、プレート状を呈している。エネルギーの蓄積と放出が繰り返される順方向２次コイル１４ｆ、逆方向２次コイル１４ｒ、順方向鉄心１０ｆ及び逆方向鉄心１０ｒでは、発熱が起こりやすい。プレート状の基準電極１６では、熱伝導に寄与する断面積及び放熱に寄与する表面積を、容易に大きくできる。この基準電極１６は、この鉄心１０及び２次コイル１４からの熱の排出に、効果的に寄与する。この変圧器２では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

この実施形態では、基準電極１６は、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとの間であって、順方向２次コイル１４ｆと逆方向２次コイル１４ｒとの間に位置している。プレート状の基準電極１６を、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとの間であって順方向２次コイル１４ｆと逆方向２次コイル１４ｒとの間に位置させることで、効果的にこれらからの発熱が排出できる。この変圧器２では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

この実施形態では、基準電極１６は順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとの間から外側に突出した突出部８８を備えている。突出部８８は、基準電極１６での放熱を効果的に促進する。この変圧器２では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。また、この突出部８８は、二つの鉄心１０及び二つの２次コイル１４から離れて延びているので、基準電極１６のインダクタンスの増加の要因とはならない。この基準電極１６では、低いインダクタンスが実現されている。

この実施形態では、基準電極１６の主部７８は、順方向鉄心１０ｆの第四柱部４２及び逆方向鉄心１０ｒの第四柱部５６に沿って延びている。基準電極１６の主部７８を流れる電流は、順方向鉄心１０ｆの磁束の方向及び逆方向鉄心１０ｒの磁束の方向と平行となっている。基準電極１６の電流は、順方向鉄心１０ｆの磁束及び逆方向鉄心１０ｒの磁束に影響を与えない。この変圧器２では、高い電力密度が実現されている。

この実施形態では、順方向鉄心１０ｆは、第一柱部３４と第二柱部３６に切断部４８を備えている。第一柱部３４の切断部４８は、順方向２次コイル１４ｆの第一巻き部５８に覆われている。第二柱部３６の切断部４８は、順方向２次コイル１４ｆの第二巻き部６０に覆われている。これにより、順方向鉄心１０ｆでの磁束の漏れが効果的に抑えられている。同様に、逆方向鉄心１０ｒの第一柱部５０の切断部は、逆方向２次コイル１４ｒの第三巻き部６８に覆われている。逆方向鉄心１０ｒの第二柱部５２の切断部は、逆方向２次コイル１４ｒの第四巻き部７０に覆われている。これにより、逆方向鉄心１０ｒでの磁束の漏れが効果的に抑えられている。この変圧器２では、高い電力密度が実現されている。

この実施形態では、順方向２次コイル１４ｆの接続部６２は、順方向鉄心１０ｆの第三柱部４０及び第四柱部４２に平行に延びている。接続部６２を流れる電流は、順方向鉄心１０ｆの磁束の方向と平行となっている。接続部６２の電流は、順方向鉄心１０ｆの磁束に影響を与えない。この変圧器２では、高い電力密度が実現されている。

この実施形態では、逆方向２次コイル１４ｒの接続部７２は、逆方向鉄心１０ｒの第三柱部５４及び第四柱部５６に平行に延びている。接続部７２を流れる電流は、逆方向鉄心１０ｒの磁束の方向と平行となっている。接続部７２の電流は、逆方向鉄心１０ｒの磁束に影響を与えない。この変圧器２では、高い電力密度が実現されている。

この実施形態では、第一１次コイル１２ａは、第一巻き部５８の外側において、第一巻き部５８の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。第一１次コイル１２ａは、第三巻き部６８の外側において、第三巻き部６８の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。これにより、第一１次コイル１２ａと順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒとの、高い結合係数が実現されている。この変圧器２では、高い電力密度が実現されている。

この実施形態では、第二１次コイル１２ｂは、第二巻き部６０の外側において、第二巻き部６０の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。第二１次コイル１２ｂは、第四巻き部７０の外側において、第四巻き部７０の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている。これにより、第二１次コイル１２ｂと順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒとの、高い結合係数が実現されている。この変圧器２では、高い電力密度が実現されている。

順方向鉄心１０ｆと順方向２次コイル１４ｆとは、熱伝導性の絶縁体を介して接触しているのが好ましい。このようにすることで、順方向鉄心１０ｆでの発熱が、順方向２次コイル１４ｆを介して効果的に排出される。逆方向鉄心１０ｒと逆方向２次コイル１４ｒとは、熱伝導性の絶縁体を介して接触しているのが好ましい。このようにすることで、逆方向鉄心１０ｒでの発熱が、逆方向２次コイル１４ｒを介して効果的に排出される。この変圧器２では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

この実施形態では、トップカバー４及びボトムカバー６は、いずれも熱伝導性の材料で形成されている。トップカバー４及びボトムカバー６は、鉄心１０及び２次コイル１４からの熱を、効果的に排出する。さらに、トップカバー４及びボトムカバー６を繋ぐジョイント８が設けられている。ジョイント８は、熱伝導性の材料で形成されている。このジョイント８は、熱の排出に効果的に寄与する。この変圧器２では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

トップカバー４、ボトムカバー６及びジョイント８の少なくとも一つが、冷却液を含むのが好ましい。このようにすることで、さらに効果的に熱が排出される。この変圧器２では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

この実施形態では、平面視において、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとが平行となるように並列され、第一巻き部５８と第三巻き部６８とが並列され、第二巻き部６０と第四巻き部７０とが並列されていている。これにより、第一巻き部５８と第三巻き部６８を覆う第一１次コイル１２ａを、小さく形成することができる。第二巻き部６０と第四巻き部７０を覆う第二１次コイル１２ｂを、小さく形成することができる。この変圧器２では、小型化が達成されている。

この実施形態では、平面視において、順方向２次コイル１４ｆと逆方向２次コイル１４ｒとが、これらの中央において前後に延びる線に対して対称の形状を呈している。これにより、順方向２次コイル１４ｆからの出力電圧と、逆方向２次コイル１４ｒからの出力電圧とは、精度良く反転した波形となる。さらに図２のとおり、この変圧器２では、平面視において、順方向鉄心１０ｆ、逆方向鉄心１０ｒ、第一１次コイル１２ａ、第二１次コイル１２ｂ、順方向２次コイル１４ｆ及び逆方向２次コイル１４ｒを組み合わせた状態で、これらは左右対称な形状となっている。これにより、順方向２次コイル１４ｆからの出力電圧と、逆方向２次コイル１４ｒからの出力電圧とは、さらに精度良く反転した波形となる。この変圧器２では、精度の良い全波整流が可能となっている。

前述の実施形態では、順方向鉄心１０ｆ及び順方向２次コイル１４ｆのペアと、逆方向鉄心１０ｒ及び逆方向２次コイル１４ｒのペアとが、平面視において並列して配置されている。順方向鉄心１０ｆ及び順方向２次コイル１４ｆのペアと、逆方向鉄心１０ｒ及び逆方向２次コイル１４ｒのペアとが並列して配置されていなくてもよい。例えば、順方向鉄心１０ｆと逆方向鉄心１０ｒとが垂直となるように、これらが配置されていてもよい。この変圧器２では、接地される場所に適した形状となるように、順方向鉄心１０ｆ及び順方向２次コイル１４ｆのペアと逆方向鉄心１０ｒ及び逆方向２次コイル１４ｒのペアと配置位置を決めることができる。

図１１は、本発明の他の実施形態に係る変圧器９４の、２次コイル９６が示された平面図である。図１１で示されるように、順方向２次コイル９６ｆ及び逆方向２次コイル９６ｒは、それぞれ接続部１００にキンク９８を備えている。順方向２次コイル９６ｆ及び逆方向２次コイル９６ｒは、大きな電流が流れるため、発熱し易い。順方向２次コイル９６ｆ及び逆方向２次コイル９６ｒは、熱膨張による変形が起こることがある。順方向２次コイル９６ｆ又は逆方向２次コイル９６ｒが変形すると、これが周囲の構成部品と接触することが起こりうる。キンク９８を設けた２次コイル９６では、キンク９８が熱膨張により変形することで、他の部分の変形が抑えられている。なお、キンク９８を設ける位置は、接続部１００に限られない。接続部１００以外の部分にキンク９８が設けられてもよい。

図１２は、本発明のさらに他の実施形態に係る変圧器１１０の、鉄心１１２、１次コイル１１４、２次コイル１１６、及び基準電極１１８が示された斜視図である。図示されないが、この変圧器１１０は、これらを覆うカバーをさらに備えている。図１２において、矢印Ｘで示されるのがこの変圧器２の前方であり、この逆の方向が後方である。矢印Ｙで示されるのがこの変圧器１１０の右方向であり、この逆の方向が左方向である。矢印Ｚで示されるのがこの変圧器１１０の上方であり、この逆の方向が下方である。図１３は、図１２の２次コイル１１６及び基準電極１１８が示された、平面図である。

図１２及び１３で示されるように、この変圧器１１０は、二つの鉄心１１２、二つの２次コイル１１６、二つの１次コイル１１４及び二つの基準電極１１８を備える。鉄心１１２及び１次コイル１１４は、それぞれ図１の変圧器２の鉄心１０及び１次コイル１２と同じである。二つの２次コイル１１６の一方が順方向２次コイル１１６ｆと称され、他方が逆方向２次コイル１１６ｒと称される。順方向２次コイル１１６ｆに接続する基準電極１１８が順方向基準電極１１８ｆと称され、逆方向２次コイル１１６ｒに接続する基準電極１１８が逆方向基準電極１１８ｒと称される。

図１３に示されるように、順方向２次コイル１１６ｆは、第一巻き部１２０、第二巻き部１２２、接続部１２４、第一端子１２６及び第二端子１２８を備えている。第一巻き部１２０及び第二巻き部１２２は、プレート状の導電体が巻かれた構造をしている。第一巻き部１２０は、順方向鉄心１１２ｆの第一柱部１３０の周りに巻かれている。図示されないが、第一巻き部１２０は、第一柱部１３０の切断部を覆っている。第二巻き部１２２は、順方向鉄心１１２ｆの第二柱部１３４の周りに巻かれている。第二巻き部１２２は、第二柱部１３４の切断部を覆っている。

接続部１２４は、第一巻き部１２０と第二巻き部１２２を繋いでいる。接続部１２４は、順方向鉄心１１２ｆの第三柱部１３６及び第四柱部１３８に、平行に延びている。接続部１２４は、プレート状を呈している。接続部１２４は、左右方向（順方向２次コイル１１６ｆから逆方向２次コイル１１６ｒに向かう方向）を幅方向として、第一巻き部１２０から第二巻き部１２２に向かう方向に、延びている。

第一端子１２６は、プレート状を呈している。第一端子１２６は、第二巻き部１２２から前方に突出している。第二端子１２８は、プレート状を呈している。第二端子１２８は、第一巻き部１２０と第二巻き部１２２との間に位置している。第二端子１２８、第一巻き部１２０、接続部１２４、第二巻き部１２２及び第一端子１２６は、この順に直列に繋がっている。

図１３に示されるように、逆方向２次コイル１１６ｒは、第三巻き部１４０、第四巻き部１４２、接続部１４４、第一端子１４６及び第二端子１４８を備えている。第三巻き部１４０及び第四巻き部１４２は、プレート状の導電体が巻かれた構造をしている。図１２で示されるように、第三巻き部１４０は、逆方向鉄心１１２ｒの第一柱部１５０の周りに巻かれている。図示されないが、第三巻き部１４０は、第一柱部１５０の切断部を覆っている。第四巻き部１４２は、逆方向鉄心１１２ｒの第二柱部１５２の周りに巻かれている。第四巻き部１４２は、第二柱部１５２の切断部を覆っている。

接続部１４４は、第三巻き部１４０と第四巻き部１４２を繋いでいる。接続部１４４は、逆方向鉄心１１２ｒの第三柱部１５４及び第四柱部１５６に、平行に延びている。接続部１４４は、プレート状を呈している。接続部１４４は、左右方向（順方向２次コイル１１６ｆから逆方向２次コイル１１６ｒに向かう方向）を幅方向として、第三巻き部１４０から第四巻き部１４２に向かう方向に延びている。

第一端子１４６は、プレート状である。第一端子１４６は、第四巻き部１４２から前方に突出している。第二端子１４８は、プレート状である。第二端子１４８は、第三巻き部１４０と第四巻き部１４２との間に位置している。第二端子１４８、第三巻き部１４０、接続部１４４、第四巻き部１４２及び第一端子１４６は、この順に直列に繋がっている。

順方向基準電極１１８ｆは、図１３に示されるように、第一巻き部１２０と第二巻き部１２２との間に位置している。順方向基準電極１１８ｆは、第一巻き部１２０と第二巻き部１２２との間から、この変圧器１１０の外側に向けて突出している。順方向基準電極１１８ｆは、プレート状を呈する。順方向基準電極１１８ｆは、順方向２次コイル１１６ｆの第二端子１２８と接触している。この実施形態では、順方向基準電極１１８ｆは、第二端子１２８と一体として形成されている。

逆方向基準電極１１８ｒは、図１３に示されるように、第三巻き部１４０と第四巻き部１４２との間に位置している。逆方向基準電極１１８ｒは、第三巻き部１４０と第四巻き部１４２との間から、この変圧器１１０の外側に向けて突出している。逆方向基準電極１１８ｒは、プレート状を呈する。逆方向基準電極１１８ｒは、逆方向２次コイル１１６ｒの第二端子１４８と接触している。この実施形態では、逆方向基準電極１１８ｒは、第二端子１４８と一体として形成されている。

図１２及び図１３で示されるように、この変圧器１１０では、二つの基準電極１１８を備える。これらは、いずれもが外部の負荷の同じ端子と繋がる。順方向基準電極１１８ｆと逆方向基準電極１１８ｒとは、この変圧器１１０の外側において、接続される。この変圧器１１０の回路は、使用時には図３で示された回路図と等価となる。

本発明に係る変圧器１１０では、順方向２次コイル１１６ｆが繋がる順方向基準電極１１８ｆは、プレート状を呈している。さらに逆方向２次コイル１１６ｒが繋がる逆方向基準電極１１８ｒも、プレート状を呈している。プレート状の基準電極１１８では、熱伝導に寄与する断面積及び放熱に寄与する表面積を、容易に大きくできる。これらの基準電極１１８は、鉄心１１２及び２次コイル１１６からの熱の排出に、効果的に寄与する。この変圧器１１０では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

この実施形態では、変圧器１１０は、順方向基準電極１１８ｆと逆方向基準電極１１８ｒとを備える。これらは、変圧器１１０の内部では接続されていない。例えば装置の筐体のような、大きな基準電極（グランド）が存在する場合には、順方向基準電極１１８ｆと逆方向基準電極１１８ｒを容易にこの基準電極に接続することができる。順方向基準電極１１８ｆと逆方向基準電極１１８ｒとが変圧器１１０の内部では接続されていないため、この変圧器１１０の構造は簡易である。この変圧器１１０は、小さく実現されうる。

この実施形態では、順方向２次コイル１１６ｆの接続部１２４は、プレート状を呈している。この接続部１２４は、熱の排出に寄与する。この接続部１２４は、順方向２次コイル１１６ｆから逆方向２次コイル１１６ｒに向かう方向を幅方向としている。順方向２次コイル１１６ｆと逆方向２次コイル１１６ｒとの間隔を調整することで、接続部１２４の幅も調整しうる。この変圧器１１０では、容易に熱の排出性能が調整されうる。この変圧器１１０では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

この実施形態では、逆方向２次コイル１１６ｒの接続部１４４は、プレート状を呈している。この接続部１４４は、熱の排出に寄与する。この接続部１４４は、順方向２次コイル１１６ｆから逆方向２次コイル１１６ｒに向かう方向を幅方向としている。順方向２次コイル１１６ｆと逆方向２次コイル１１６ｒとの間隔を調整することで、接続部１４４の幅も調整しうる。この変圧器１１０では、容易に熱の排出性能が調整されうる。この変圧器１１０では、簡易な構成で発熱による温度上昇が抑えられている。

以上説明されたとおり、本発明によれば、簡易な構成で発熱による温度上昇を抑えたカレントダブラー型の変圧器が提供できる。このことから、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された変圧器は、ＡＣ－ＤＣコンバータ、ＤＣ－ＤＣコンバータ等の種々の電気機器に使用される。

２、９４、１１０・・・変圧器
４・・・トップカバー
６・・・ボトムカバー
８・・・ジョイント
１０、１１２・・・鉄心
１０ｆ・・・順方向鉄心
１０ｒ・・・逆方向鉄心
１２、１１４・・・１次コイル
１２ａ・・・第一１次コイル
１２ｂ・・・第二１次コイル
１４、９６、１１６・・・２次コイル
１４ｆ、９６ｆ、１１６ｆ・・・順方向２次コイル
１４ｒ、９６ｒ、１１６ｒ・・・逆方向２次コイル
１６、１１８・・・基準電極
１１８ｆ・・・順方向基準電極
１１８ｒ・・・逆方向基準電極
１８・・・正側入力電極
２０・・・負側入力電極
２２・・・第一整流素子
２４・・・第二整流素子
２５・・・交流電源
２６・・・出力電極
３０・・・容量
３２・・・負荷
３４、１３０・・・順方向鉄心の第一柱部
３６、１３４・・・順方向鉄心の第二柱部
４０、１３６・・・順方向鉄心の第三柱部
４２、１３８・・・順方向鉄心の第四柱部
４４・・・第一ハーフ
４６・・・第二ハーフ
４８・・・切断部
５０、１５０・・・逆方向鉄心の第一柱部
５２、１５２・・・逆方向鉄心の第二柱部
５４、１５４・・・逆方向鉄心の第三柱部
５６、１５６・・・逆方向鉄心の第四柱部
５８、１２０・・・第一巻き部
６０、１２２・・・第二巻き部
６２、１２４・・・順方向２次コイルの接続部
６４、１２６・・・順方向２次コイルの第一端子
６６、１２８・・・順方向２次コイルの第二端子
６８、１４０・・・第三巻き部
７０、１４２・・・第四巻き部
７２、１４４・・・逆方向２次コイルの接続部
７４、１４６・・・逆方向２次コイルの第一端子
７６、１４８・・・逆方向２次コイルの第二端子
７８・・・主部
８０・・・第一引き出し部
８２・・・第二引き出し部
８４・・・第一側部
８６・・・第二側部
８８・・・突出部
９０・・・ボビン
９２・・・ワイヤ
９８・・・キンク

Claims (17)

1. 正側入力電極、負側入力電極、出力電極、１又は２以上の基準電極、順方向鉄心、逆方向鉄心、第一１次コイル、第二１次コイル、順方向２次コイル、逆方向２次コイル、第一整流素子及び第二整流素子を備え、
   前記第一１次コイルにおいて、第一端子が前記正側入力電極と繋がり、第二端子が前記負側入力電極と繋がっており、
   前記第二１次コイルにおいて、第一端子が前記正側入力電極と繋がり、第二端子が前記負側入力電極と繋がっており、
   前記順方向２次コイルにおいて、第一端子が前記第一整流素子の第一端子と繋がり、第二端子がいずれかの基準電極と繋がっており、
   前記逆方向２次コイルにおいて、第一端子が前記第二整流素子の第一端子と繋がり、第二端子がいずれかの基準電極と繋がっており、
   前記第一整流素子の第二端子及び前記第二整流素子の第二端子が、前記出力電極と繋がっており、
   前記順方向２次コイルが、いずれもが前記順方向鉄心に巻かれた第一巻き部と第二巻き部とを備えており、
   前記逆方向２次コイルが、いずれもが前記逆方向鉄心に巻かれた第三巻き部と第四巻き部とを備えており、
   前記第一１次コイルが、前記第一巻き部及び前記第三巻き部の周りに形成されており、
   前記第二１次コイルが、前記第二巻き部及び前記第四巻き部の周りに形成されており、
   前記基準電極がいずれもプレート状を呈しており、
   前記正側入力電極と前記負側入力電極との間の電圧が変動したときに、前記順方向２次コイルの第一端子と前記逆方向２次コイルの第一端子とに、互いに反転した電圧が発生するように、前記第一１次コイル、前記第二１次コイル、前記第一巻き部、前記第二巻き部、前記第三巻き部及び前記第四巻き部の巻く方向が決められており、
   前記第一整流素子及び前記第二整流素子の一方が導通状態となり他方が遮断状態となることで、前記順方向２次コイルの第一端の電圧及び前記逆方向２次コイルの第一端の電圧のいずれか一方が、前記出力電極から出力される、変圧器。
2. 前記順方向鉄心が切断部を有しており、
   前記第一巻き部又は第二巻き部が、この切断部を覆うように前記順方向鉄心に巻かれている、請求項１に記載の変圧器。
3. 前記順方向鉄心が、外周面の輪郭と内周面の輪郭とが矩形である環状を呈しており、これにより前記順方向鉄心が、互いに対向して平行に延びる第一柱部及び第二柱部と、互いに対向して平行に延びる第三柱部及び第四柱部とを備え、
   前記第一巻き部が前記第一柱部に巻かれ、前記第二巻き部が前記第二柱部に巻かれている、請求項１又は２に記載の変圧器。
4. 前記順方向２次コイルが、前記第一巻き部と前記第二巻き部とを繋ぐ接続部をさらに備えており、
   前記接続部が、前記第三柱部及び第四柱部に平行に延びている、請求項３に記載の変圧器。
5. 前記接続部がプレート状を呈している、請求項４に記載の変圧器。
6. 前記基準電極の数が１であり、
   前記基準電極が、主部と、前記順方向２次コイルの第二端子と繋がる第一引き出し部と、前記逆方向２次コイルの第二端子と繋がる第二引き出し部とを備え、
   前記主部が、前記第四柱部に沿って延びている、請求項３から５のいずれかに記載の変圧器。
7. 前記基準電極の数が１であり、
   前記基準電極が、平面視において、前記順方向鉄心と前記逆方向鉄心との間であって、前記順方向２次コイルと前記逆方向２次コイルとの間に位置している、請求項１から６のいずれかに記載の変圧器。
8. 前記基準電極が、前記順方向鉄心と前記逆方向鉄心との間から外側に突出した突出部を備えている、請求項７に記載の変圧器。
9. 順方向基準電極と逆方向基準電極とを備え、
   前記順方向２次コイルの第二端子が順方向基準電極と繋がり、前記逆方向２次コイルの第二端子が前記逆方向基準電極と繋がっており、
   前記順方向基準電極が前記第一巻き部と前記第二巻き部との間から外側に突出しており、
   前記逆方向基準電極が前記第三巻き部と前記第四巻き部との間から外側に突出している、請求項１から５のいずれかに記載の変圧器。
10. 前記順方向２次コイルがキンクを備える、請求項１から９のいずれかに記載の変圧器。
11. 前記第一巻き部及び第二巻き部がいずれもプレート状の導電体を巻いた形状を呈しており、
    前記第一１次コイルが、前記第一巻き部の外側において、前記第一巻き部の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回され、
    前記第二１次コイルが、前記第二巻き部の外側において、前記第二巻き部の実質的に幅方向の全体にわたって巻き回されている、請求項１から１０のいずれかに記載の変圧器。
12. 前記順方向鉄心と前記順方向２次コイルとが、熱伝導性の絶縁体を介して接触している、請求項１から１１のいずれかに記載の変圧器。
13. 平面視において、前記順方向鉄心と前記逆方向鉄心とが平行となるように並列され、前記第一巻き部と前記第三巻き部とが並列され、前記第二巻き部と前記第四巻き部とが並列されていている、請求項１から１２のいずれかに記載の変圧器。
14. 平面視において、前記順方向２次コイルと前記逆方向２次コイルとが対称の形状を呈する請求項１３に記載の変圧器。
15. 熱伝導性の材質よりなるトップカバー、熱伝導性の材質よりなるボトムカバー及び熱伝導性の材質よりなるジョイントをさらに備え、
    前記順方向鉄心、前記逆方向鉄心、前記第一１次コイル、前記第二１次コイル、前記順方向２次コイル、及び逆方向２次コイルが、前記トップカバーと前記ボトムカバーとの間に位置しており、
    前記トップカバーと前記ボトムカバーとが、前記ジョイントで接続されている、請求項１から１４のいずれかに記載の変圧器。
16. 前記トップカバー、前記ボトムカバー及び前記ジョイントの少なくとも一つが、その内部に冷却液を有する、請求項１５に記載の変圧器。
17. 前記ボトムカバーが導電性であり、前記基準電極と接続されている、請求項１５又は１６に記載の変圧器。

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