JP2531897B2 - 平面変圧器 - Google Patents
平面変圧器Info
- Publication number
- JP2531897B2 JP2531897B2 JP4099326A JP9932692A JP2531897B2 JP 2531897 B2 JP2531897 B2 JP 2531897B2 JP 4099326 A JP4099326 A JP 4099326A JP 9932692 A JP9932692 A JP 9932692A JP 2531897 B2 JP2531897 B2 JP 2531897B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core leg
- central
- windows
- primary
- electrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 61
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 50
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 4
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2866—Combination of wires and sheets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に大電流平面変
圧器に関し、より詳細には、電力密度を増大させるフォ
ーク形二次巻線を有する平面変圧器に関するものであ
る。
圧器に関し、より詳細には、電力密度を増大させるフォ
ーク形二次巻線を有する平面変圧器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】大型データ処理システム用のスイッチン
グ電源が、しばしば数キロワットの範囲の大負荷を供給
するために必要である。これは通常、大電流(たとえば
600A)、低電圧(たとえば5V)である。これらの
変圧器の従来の設計では、寸法、重量、洩れインダクタ
ンスなどが大きくなり、さらに、温度上昇に伴う冷却の
問題を含むため、重くて、かさばった構造となる。
グ電源が、しばしば数キロワットの範囲の大負荷を供給
するために必要である。これは通常、大電流(たとえば
600A)、低電圧(たとえば5V)である。これらの
変圧器の従来の設計では、寸法、重量、洩れインダクタ
ンスなどが大きくなり、さらに、温度上昇に伴う冷却の
問題を含むため、重くて、かさばった構造となる。
【0003】変圧器の寸法を小さくし、電力密度を高め
るための1つの手段として、スイッチング周波数を高く
することが行われている。しかし、周波数を高くする
と、表皮効果および近接効果という厄介な問題が生じ
る。周波数がキロヘルツの範囲になり、電流が数百アン
ペアになると、電流を通す導体の実効交流抵抗を決定す
る際に表皮効果および近接効果が重要な役割を演ずるよ
うになる。
るための1つの手段として、スイッチング周波数を高く
することが行われている。しかし、周波数を高くする
と、表皮効果および近接効果という厄介な問題が生じ
る。周波数がキロヘルツの範囲になり、電流が数百アン
ペアになると、電流を通す導体の実効交流抵抗を決定す
る際に表皮効果および近接効果が重要な役割を演ずるよ
うになる。
【0004】表皮効果および近接効果は、いずれも渦電
流効果であり、導体中を流れる電流が導体の断面積のう
ちのわずかな部分しか使用できなくなる。このため交流
抵抗が増大し、したがって電力損が大きくなり、それに
伴って変圧器の温度が上昇する。
流効果であり、導体中を流れる電流が導体の断面積のう
ちのわずかな部分しか使用できなくなる。このため交流
抵抗が増大し、したがって電力損が大きくなり、それに
伴って変圧器の温度が上昇する。
【0005】電力損失および温度の上昇を克服する従来
の方法は、磁心の寸法を増大し、導線を太くすることで
あった。しかし、変圧器の寸法を大きくすることは、ス
イッチング周波数を高くする主な理由(すなわち寸法の
縮小)と矛盾する。さらに、幾何寸法が大きくなると、
漂遊インダクタンスが増大する。周波数を高くすると、
インダクタンスの増大により、変圧器を介してスイッチ
される電流の値が制限される傾向がある。
の方法は、磁心の寸法を増大し、導線を太くすることで
あった。しかし、変圧器の寸法を大きくすることは、ス
イッチング周波数を高くする主な理由(すなわち寸法の
縮小)と矛盾する。さらに、幾何寸法が大きくなると、
漂遊インダクタンスが増大する。周波数を高くすると、
インダクタンスの増大により、変圧器を介してスイッチ
される電流の値が制限される傾向がある。
【0006】平面型の変圧器では、変圧器の熱の通路の
熱伝導性を改善することにより、電力密度を増大させて
きた。米国特許第4754390号明細書は、熱伝導/
熱伝達を改善し、しかも洩れインダクタンスを減少させ
た変圧器の例を開示している。
熱伝導性を改善することにより、電力密度を増大させて
きた。米国特許第4754390号明細書は、熱伝導/
熱伝達を改善し、しかも洩れインダクタンスを減少させ
た変圧器の例を開示している。
【0007】電力密度を高くするための理想的な解決方
法は、表皮効果および近接効果を減少させて利用可能な
伝導面積の利用効率を高めることである。これにより、
電力密度の増大または磁気装置の寸法の縮小あるいはそ
の両方が可能になる。
法は、表皮効果および近接効果を減少させて利用可能な
伝導面積の利用効率を高めることである。これにより、
電力密度の増大または磁気装置の寸法の縮小あるいはそ
の両方が可能になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、表
皮効果および近接効果を減少させて変圧器の電力定格を
増大させることにある。
皮効果および近接効果を減少させて変圧器の電力定格を
増大させることにある。
【0009】この発明の他の目的は、所与の電力定格に
対する変圧器の寸法を減少させることにある。
対する変圧器の寸法を減少させることにある。
【0010】この発明の他の目的は、利用可能な銅の伝
導面積の使用効率を高めることにより、変圧器のコスト
を減少させることにある。
導面積の使用効率を高めることにより、変圧器のコスト
を減少させることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の平面変圧器は、
フォーク状に分割された単巻の複数の二次巻線プレート
と、これらの二次巻線プレートの間に間挿され、所望の
変圧比に対応する巻数だけ、渦巻状に巻回された多巻一
次巻線コイルとの組合せにより、減少した表皮効果およ
び近接効果を達成できる。
フォーク状に分割された単巻の複数の二次巻線プレート
と、これらの二次巻線プレートの間に間挿され、所望の
変圧比に対応する巻数だけ、渦巻状に巻回された多巻一
次巻線コイルとの組合せにより、減少した表皮効果およ
び近接効果を達成できる。
【0012】「E字形」鉄心は、中央鉄心脚の周囲に第
1および第2の窓を有する。一次および二次巻線が、第
1および第2の窓を通って中央鉄心脚を包囲する。二次
巻線は、第1の電気通路を形成する第1の導電性プレー
トと、第2の電気通路を形成する第2の導電性プレート
を有する。第1および第2の導電性プレートは、実質的
に平行に配置される。
1および第2の窓を有する。一次および二次巻線が、第
1および第2の窓を通って中央鉄心脚を包囲する。二次
巻線は、第1の電気通路を形成する第1の導電性プレー
トと、第2の電気通路を形成する第2の導電性プレート
を有する。第1および第2の導電性プレートは、実質的
に平行に配置される。
【0013】第1の横方向導体部分が、第1の電気通路
の第1の端部が第2の電気通路の第1の端部に接続され
るように、第1および第2の導電性プレートを接続す
る。第2の横方向の導体部分が、第1の電気通路の第2
の端部が第2の電気通路の第2の端部に接続されるよう
に、第1および第2の導電性プレートを接続し、これに
より第1および第2の導電性プレート間に平行な電気接
続を形成する。
の第1の端部が第2の電気通路の第1の端部に接続され
るように、第1および第2の導電性プレートを接続す
る。第2の横方向の導体部分が、第1の電気通路の第2
の端部が第2の電気通路の第2の端部に接続されるよう
に、第1および第2の導電性プレートを接続し、これに
より第1および第2の導電性プレート間に平行な電気接
続を形成する。
【0014】一次巻線は、幅広くて薄いテープ状電線
を、所望の変圧比に対応する巻数だけ、上記中央鉄心脚
を中心にしてテープ縁を揃えて多層状(すなわち渦巻
状)に、巻回した多巻コイルから構成されている。フォ
ーク状の分割した複数の単巻2次巻線プレートの使用に
より、電力損失を減少させながら、一次巻線を単巻から
多巻に変更することが可能になり、平面変圧器を小型化
できる。次に、この発明を良好な実施例について説明す
る。
を、所望の変圧比に対応する巻数だけ、上記中央鉄心脚
を中心にしてテープ縁を揃えて多層状(すなわち渦巻
状)に、巻回した多巻コイルから構成されている。フォ
ーク状の分割した複数の単巻2次巻線プレートの使用に
より、電力損失を減少させながら、一次巻線を単巻から
多巻に変更することが可能になり、平面変圧器を小型化
できる。次に、この発明を良好な実施例について説明す
る。
【0015】
【実施例】上記のように、表皮効果および近接効果はい
ずれも渦電流効果であり、導体中を流れる電流が導体の
断面積のうちのわずかな部分しか使用できなくなる。以
下に表皮効果および近接効果について簡単に説明する。
ずれも渦電流効果であり、導体中を流れる電流が導体の
断面積のうちのわずかな部分しか使用できなくなる。以
下に表皮効果および近接効果について簡単に説明する。
【0016】表皮効果は、電流自体の磁場のため電流が
導体中に集中することによって生じる。電流密度は導体
の表面付近で最大になり、導体の中心に向かって指数関
数的に減少する。表皮効果は下記のように計算すること
ができる。
導体中に集中することによって生じる。電流密度は導体
の表面付近で最大になり、導体の中心に向かって指数関
数的に減少する。表皮効果は下記のように計算すること
ができる。
【0017】導体中の任意の点における伝導電流密度は
次の数式で与えられる。
次の数式で与えられる。
【数1】 J=σ・E・eK・Cos(wt+k) ただし、k=−z(π・f・μ・σ)1/2
【0018】ここで、 J=電流密度 E=電場の強さ z=導体表面からの垂直距離(導体中でz>0) f=交流周波数(Hz) μ=透磁率=1.26x10-6(H/m) σ=導電率(Ω-1/m)
【0019】この式から、導体の内部に入るにつれて、
伝導電流密度と電場の強さが指数関数的に減少すること
が分かる。距離z=1/(π・f・μ・σ)1/2のと
き、指数項(e-1)=0.368となり、電流密度J=
(0.368)・σ・Eが得られる。これは「表皮厚
さ」(δ)と呼ばれるzの特別な値である。表皮厚さ
は、下記の式で与えられる。
伝導電流密度と電場の強さが指数関数的に減少すること
が分かる。距離z=1/(π・f・μ・σ)1/2のと
き、指数項(e-1)=0.368となり、電流密度J=
(0.368)・σ・Eが得られる。これは「表皮厚
さ」(δ)と呼ばれるzの特別な値である。表皮厚さ
は、下記の式で与えられる。
【数2】
【0020】1表皮厚さ(z=δ)では、電流の63
%、すなわち(1−0.368)が深さδまでの導体の
断面に集中する。
%、すなわち(1−0.368)が深さδまでの導体の
断面に集中する。
【0021】銅(σ=5.8x107Ω-1/m)の場
合、この式は、 δ=0.066/(f)1/2 となる。この式から、たとえば動作周波数が100kH
zのとき、銅の導体の表皮厚さは0.21mm程度であ
ることがわかる。
合、この式は、 δ=0.066/(f)1/2 となる。この式から、たとえば動作周波数が100kH
zのとき、銅の導体の表皮厚さは0.21mm程度であ
ることがわかる。
【0022】近接効果は、電流を通す導体が外部磁場に
露出されることにより生じる。導体自体の磁場が表皮効
果の原因になるのと同様に、外部磁場により、導体中の
電流密度が、ある領域で他の領域より大幅に高くなる。
したがって、近接効果により、表皮効果による既存の問
題が一層悪化する。
露出されることにより生じる。導体自体の磁場が表皮効
果の原因になるのと同様に、外部磁場により、導体中の
電流密度が、ある領域で他の領域より大幅に高くなる。
したがって、近接効果により、表皮効果による既存の問
題が一層悪化する。
【0023】変圧器では、近接効果は、巻線当たりの巻
数、巻線技術、変圧器の全体の幾何形状を含む、多数の
様々な変数の関数である。その結果、近接効果を正確に
数学的に特徴づけることができない。しかし、近接効果
は当技術分野で周知のものであり、導体の交流抵抗に対
する表皮効果および近接効果の合成値を予想するのに使
用できるデータが得られる。
数、巻線技術、変圧器の全体の幾何形状を含む、多数の
様々な変数の関数である。その結果、近接効果を正確に
数学的に特徴づけることができない。しかし、近接効果
は当技術分野で周知のものであり、導体の交流抵抗に対
する表皮効果および近接効果の合成値を予想するのに使
用できるデータが得られる。
【0024】この説明では、近接効果が表皮効果を増強
させて、電流を変圧器の一次/二次境界の近くの導体部
分に集中させると仮定すれば十分である。
させて、電流を変圧器の一次/二次境界の近くの導体部
分に集中させると仮定すれば十分である。
【0025】既知の平面変圧器100の展開図を図1に
示す。変圧器100は、鉄心102と巻線片104を有
する。鉄心102は、「E字形」部片106とキャップ
部片108からなる「E字形」鉄心である。「E字形」
部片106とキャップ部片108が破線132および1
34で示すように接触すると、鉄心102は窓128お
よび130を形成する。「E字形」部片106は、窓1
28と130を分離する中心柱110を有する。
示す。変圧器100は、鉄心102と巻線片104を有
する。鉄心102は、「E字形」部片106とキャップ
部片108からなる「E字形」鉄心である。「E字形」
部片106とキャップ部片108が破線132および1
34で示すように接触すると、鉄心102は窓128お
よび130を形成する。「E字形」部片106は、窓1
28と130を分離する中心柱110を有する。
【0026】巻線片104は、二次プレート112、絶
縁プレート114、および一次コイル116を有する。
一次コイル116は、縁に沿って巻いた、比較的幅の広
い、薄い、平坦な導体である「リボン」または「テー
プ」導体に巻かれている。この一次コイルの構成は、洩
れインダクタンスおよび渦電流損を減少させることが当
技術分野で知られている。
縁プレート114、および一次コイル116を有する。
一次コイル116は、縁に沿って巻いた、比較的幅の広
い、薄い、平坦な導体である「リボン」または「テー
プ」導体に巻かれている。この一次コイルの構成は、洩
れインダクタンスおよび渦電流損を減少させることが当
技術分野で知られている。
【0027】一次コイル116は、電気的接続が行える
ようになった第1の端部118と第2の端部120を有
する。絶縁プレート114が、電気的絶縁を維持し、一
次コイル116と二次コイル112の間で熱を伝達させ
る。
ようになった第1の端部118と第2の端部120を有
する。絶縁プレート114が、電気的絶縁を維持し、一
次コイル116と二次コイル112の間で熱を伝達させ
る。
【0028】1対の端子122および124により、二
次プレート112への電気的接続が行われる。二次プレ
ート112、絶縁プレート114、および一次コイル1
16は、それぞれの中心を貫通する開口136、138
および140を有する。中央の開口136、138およ
び140は、中心軸126の周囲に同心円状に位置合わ
せされ、巻線片104を貫通する中央窓を形成する。こ
の中央窓は、鉄心102の中心柱110を受ける。これ
により、一次巻線116および二次プレート112がい
ずれも鉄心窓128および130を貫通する。このよう
にして、鉄心102により一次巻線116と二次プレー
ト112の間に磁気結合が行われる。
次プレート112への電気的接続が行われる。二次プレ
ート112、絶縁プレート114、および一次コイル1
16は、それぞれの中心を貫通する開口136、138
および140を有する。中央の開口136、138およ
び140は、中心軸126の周囲に同心円状に位置合わ
せされ、巻線片104を貫通する中央窓を形成する。こ
の中央窓は、鉄心102の中心柱110を受ける。これ
により、一次巻線116および二次プレート112がい
ずれも鉄心窓128および130を貫通する。このよう
にして、鉄心102により一次巻線116と二次プレー
ト112の間に磁気結合が行われる。
【0029】図2は、既知の変圧器100の一次巻線1
16および二次プレート112の断面図を示す。エレメ
ント202は、一次コイル116を形成する導体リボン
の個々の断面を示す。斜線部204、および二次プレー
ト112上の斜線部206は、一次電流のほぼ全部(6
3%)を通す導体の部分(1表皮厚さまで)を示す。
16および二次プレート112の断面図を示す。エレメ
ント202は、一次コイル116を形成する導体リボン
の個々の断面を示す。斜線部204、および二次プレー
ト112上の斜線部206は、一次電流のほぼ全部(6
3%)を通す導体の部分(1表皮厚さまで)を示す。
【0030】厚さ0.46mm、高さ9.5mm、伝導
電流100kHzの導体リボンでは、図示した全断面積
は、可能な4.38x10-6m2のうち9.66x10
-8m2である。したがって、全電流の63%が利用可能
な導体の2%に集中する。これにより、交流抵抗が高く
なり、電力損が高く、それに伴って温度上昇が大きくな
る。
電流100kHzの導体リボンでは、図示した全断面積
は、可能な4.38x10-6m2のうち9.66x10
-8m2である。したがって、全電流の63%が利用可能
な導体の2%に集中する。これにより、交流抵抗が高く
なり、電力損が高く、それに伴って温度上昇が大きくな
る。
【0031】次に、この発明の好ましい実施例につい
て、図3ないし図9を参照して説明する。図3によれ
ば、平面変圧器300は上に説明したように「E字形」
鉄心102および巻線片304を有する。巻線片304
は、上記のように鉄心102に結合されている。
て、図3ないし図9を参照して説明する。図3によれ
ば、平面変圧器300は上に説明したように「E字形」
鉄心102および巻線片304を有する。巻線片304
は、上記のように鉄心102に結合されている。
【0032】巻線片304は、二次巻線312、一次コ
イル314、絶縁プレート316および318を含む。
二次巻線312は、第1の二次プレート320および第
2の二次プレート322を有する。プレート320およ
び322は、第1の横方向部分324と第2の横方向部
分326を有するフォーク状の構成で配置され、両者の
間で接続を行う。横方向部分324および326は、展
開図に対応するように分解して示してある。端子328
および330がそれぞれ横方向部分324および326
中に形成され、二次巻線312への電気的接続を可能に
する。
イル314、絶縁プレート316および318を含む。
二次巻線312は、第1の二次プレート320および第
2の二次プレート322を有する。プレート320およ
び322は、第1の横方向部分324と第2の横方向部
分326を有するフォーク状の構成で配置され、両者の
間で接続を行う。横方向部分324および326は、展
開図に対応するように分解して示してある。端子328
および330がそれぞれ横方向部分324および326
中に形成され、二次巻線312への電気的接続を可能に
する。
【0033】一次コイル314は、二次巻線312のプ
レート320と322の間に配置され、「リボン」また
は「テープ」導体に巻かれている。絶縁プレート316
および318は、二次プレート320、322と一次巻
線314の間の一次/二次境界面に配置されている。絶
縁プレート316および318は、電気絶縁性で熱伝導
性の材料で製作する。巻線片304の構成要素はすべ
て、中央軸332の周囲に同心円状に位置合わせされ、
巻線片304を貫通する中央窓を形成する。
レート320と322の間に配置され、「リボン」また
は「テープ」導体に巻かれている。絶縁プレート316
および318は、二次プレート320、322と一次巻
線314の間の一次/二次境界面に配置されている。絶
縁プレート316および318は、電気絶縁性で熱伝導
性の材料で製作する。巻線片304の構成要素はすべ
て、中央軸332の周囲に同心円状に位置合わせされ、
巻線片304を貫通する中央窓を形成する。
【0034】巻線片304の横断面図を図4に示す。図
5はその上面図を示す。
5はその上面図を示す。
【0035】図6は二次プレート320と322との間
に配置した一次コイル314を有する二次巻線312を
示す。エレメント602は、一次コイル314を形成す
る導体リボンの個々の断面を示す。一次コイル314お
よび二次巻線312が、上記のように100kHzの電
流を通すとして、斜線部604および二次巻線312の
斜線部606は、一次電流のほぼ全部(63%)を通す
導体の部分(1表皮厚さまで)を示す。図2と比較すれ
ば理解できるように、エレメント602はこの場合、エ
レメント304の断面積の2倍を超える電流を通す。こ
のように、この新規の構成は、交流電流が流れる断面積
が2倍になる。
に配置した一次コイル314を有する二次巻線312を
示す。エレメント602は、一次コイル314を形成す
る導体リボンの個々の断面を示す。一次コイル314お
よび二次巻線312が、上記のように100kHzの電
流を通すとして、斜線部604および二次巻線312の
斜線部606は、一次電流のほぼ全部(63%)を通す
導体の部分(1表皮厚さまで)を示す。図2と比較すれ
ば理解できるように、エレメント602はこの場合、エ
レメント304の断面積の2倍を超える電流を通す。こ
のように、この新規の構成は、交流電流が流れる断面積
が2倍になる。
【0036】この時、電流は一次コイル314の両側を
通っている。すなわち、上記のような寸法の(たとえば
100kHzの電流を通す)導体リボンでは、全電流の
63%が、可能な4.38x10-6m2のうち1.93
x10-7m2の断面積を通る。このとき全電流の63%
が利用できる導体の4%に集中し、伝導面積は100%
増大する。
通っている。すなわち、上記のような寸法の(たとえば
100kHzの電流を通す)導体リボンでは、全電流の
63%が、可能な4.38x10-6m2のうち1.93
x10-7m2の断面積を通る。このとき全電流の63%
が利用できる導体の4%に集中し、伝導面積は100%
増大する。
【0037】電流が流れる断面積を2倍にすると、伝導
面積の抵抗が1/2に減少する。これに対応して、一次
コイルの電力損が50%減少し、変圧器の温度上昇がそ
れに対応して減少する。どの変圧器の最大出力定格も、
最終的には最大許容温度上昇に基づいているため、電力
損の減少により、出力定格のかなり高い設計が可能にな
る。(また、この発明の変圧器を、高い周波数で使用
し、あるいは変圧器の寸法を減少させることもでき
る。)
面積の抵抗が1/2に減少する。これに対応して、一次
コイルの電力損が50%減少し、変圧器の温度上昇がそ
れに対応して減少する。どの変圧器の最大出力定格も、
最終的には最大許容温度上昇に基づいているため、電力
損の減少により、出力定格のかなり高い設計が可能にな
る。(また、この発明の変圧器を、高い周波数で使用
し、あるいは変圧器の寸法を減少させることもでき
る。)
【0038】この発明の他の実施例の展開断面図を図7
に示す。巻線片702は、二次巻線704、一次コイル
706、708、および絶縁プレート710、712、
714、716を有する。二次巻線704は、第1の二
次プレート718、第2の二次プレート720、および
第3の二次プレート722を有する。プレート718、
720、722は、横方向部分723および724を有
するフォーク形構成で配置され、両者の間で接続を行
う。端子728および730がそれぞれ横方向部分72
3および724から外側に延び、二次巻線704への電
気的接続を可能にする。横方向部分723および724
は、展開図に対応するように分解して示してある。
に示す。巻線片702は、二次巻線704、一次コイル
706、708、および絶縁プレート710、712、
714、716を有する。二次巻線704は、第1の二
次プレート718、第2の二次プレート720、および
第3の二次プレート722を有する。プレート718、
720、722は、横方向部分723および724を有
するフォーク形構成で配置され、両者の間で接続を行
う。端子728および730がそれぞれ横方向部分72
3および724から外側に延び、二次巻線704への電
気的接続を可能にする。横方向部分723および724
は、展開図に対応するように分解して示してある。
【0039】第1の一次コイル706は、二次巻線70
4のプレート718と720の間に配置されている。第
2の一次コイル708は、二次巻線704のプレート7
20と722の間に配置されている。一次コイル706
および708は、上記のように「リボン」または「テー
プ」導体に巻かれている。絶縁プレート710、71
2、714、716は、二次プレート718、720、
722と一次巻線706、708の間に形成される一次
/二次境界面に配置される。絶縁プレート710、71
2、714、716は、電気絶縁性で熱伝導性の材料で
製作する。
4のプレート718と720の間に配置されている。第
2の一次コイル708は、二次巻線704のプレート7
20と722の間に配置されている。一次コイル706
および708は、上記のように「リボン」または「テー
プ」導体に巻かれている。絶縁プレート710、71
2、714、716は、二次プレート718、720、
722と一次巻線706、708の間に形成される一次
/二次境界面に配置される。絶縁プレート710、71
2、714、716は、電気絶縁性で熱伝導性の材料で
製作する。
【0040】巻線片702の構成要素はすべて、中心軸
726の周囲に同心円状に位置合わせされ、巻線片70
2を貫通する中央窓を形成する。この中央窓は、上記の
ように鉄心片を受ける。
726の周囲に同心円状に位置合わせされ、巻線片70
2を貫通する中央窓を形成する。この中央窓は、上記の
ように鉄心片を受ける。
【0041】巻線片702の新規の二次巻線704の横
断面図を図8に示す。二次巻線704の上面図は、二次
巻線312を示す図5のものと類似である。
断面図を図8に示す。二次巻線704の上面図は、二次
巻線312を示す図5のものと類似である。
【0042】図9は、それぞれ二次プレート718と7
20の間および720と722の間に配置された一次コ
イル706および708を有する二次巻線704を示
す。エレメント902は、一次コイル706および70
8を形成する導体リボンの個々の断面を示す。斜線部9
04、および二次巻線704の斜線部906は、100
kHzの一次電流のほぼ全部(63%)を通す導体の部
分(1表皮厚さまで)を示す。図2と比較すると分かる
ように、エレメント902はエレメント304の断面積
の2倍を超える電流を通す。さらに、一次コイル706
および708を並列に接続すると、電流は2つの一次コ
イル706および708に分割され、一次損失がさらに
減少する。その結果、一次抵抗は、一次コイル116の
1/4となる。
20の間および720と722の間に配置された一次コ
イル706および708を有する二次巻線704を示
す。エレメント902は、一次コイル706および70
8を形成する導体リボンの個々の断面を示す。斜線部9
04、および二次巻線704の斜線部906は、100
kHzの一次電流のほぼ全部(63%)を通す導体の部
分(1表皮厚さまで)を示す。図2と比較すると分かる
ように、エレメント902はエレメント304の断面積
の2倍を超える電流を通す。さらに、一次コイル706
および708を並列に接続すると、電流は2つの一次コ
イル706および708に分割され、一次損失がさらに
減少する。その結果、一次抵抗は、一次コイル116の
1/4となる。
【0043】この発明を好ましい実施例に関して説明し
たが、当業者には、この発明の原理および範囲から逸脱
することなく形態および詳細に各種の変更を実施できる
ことが理解されるであろう。
たが、当業者には、この発明の原理および範囲から逸脱
することなく形態および詳細に各種の変更を実施できる
ことが理解されるであろう。
【0044】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
表皮効果および近接効果を減少させて、出力定格を高め
た変圧器が提供される。
表皮効果および近接効果を減少させて、出力定格を高め
た変圧器が提供される。
【図1】周知の平面変圧器の展開斜視図である。
【図2】一次巻線116と二次プレート112の動作上
の関係を示す部分断面図である。
の関係を示す部分断面図である。
【図3】この発明の平面変圧器の展開斜視図である。
【図4】巻線片304の断面図である。
【図5】二次巻線312の上面図である。
【図6】一次巻線314と二次巻線312の動作上の関
係を示す断面図である。
係を示す断面図である。
【図7】この発明の平面変圧器の展開斜視図である。
【図8】二次巻線704の断面図である。
【図9】一次巻線706、708と二次巻線704の動
作上の関係を示す断面図である。
作上の関係を示す断面図である。
102 鉄心 106 「E字形」部片 110 中心柱 300 平面変圧器 304 巻線片 314 一次コイル 316 絶縁プレート 318 絶縁プレート 320 二次プレート 322 二次プレート
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−5808(JP,A) 特開 平4−73911(JP,A) 特開 平3−66108(JP,A) 特開 平3−283511(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】中央鉄心脚の周囲に第1および第2の窓を
有するE字形鉄心と、 上記の第1および第2の窓を通って上記中央鉄心脚を包
囲し、上記中央鉄心脚の周囲に第1の電気通路を画定す
る第1の低圧用二次側単巻の導電性プレートと、 上記第1導電性プレートと実質的に平行に配置され、上
記第1および第2の窓を通って上記中央鉄心脚を包囲
し、上記中央鉄心脚の周囲に第2の電気通路を画定する
第2の低圧用二次側単巻の導電性プレートと、 上記第1の電気通路の第1の端部を上記第2の電気通路
の第1の端部に接続することにより、上記第1および第
2の二次側単巻導電性プレートを並列接続する第1の横
方向導体部分と、 上記第1の電気通路の第2の端部を上記第2の電気通路
の第2の端部に接続することにより、上記第1および第
2の二次側単巻導電性プレートを並列接続する第2の横
方向導体部分と、 上記第1および第2の導電性プレートの間に配置され、
上記第1および第2の窓を通って上記中央鉄心脚を包囲
する高圧用一次側導体と、 を備える平面変圧器であって、 上記一次側導体は、幅広くて薄いテープ状電線を、所望
の変圧比に対応する巻数だけ、上記中央鉄心脚を中心に
してテープ縁を揃えて多層状に巻回した多巻コイルから
構成されており、 表皮効果および近接効果の減少した一次側および二次側
の各巻線を有する平面変圧器。 - 【請求項2】中央鉄心脚の周囲に第1および第2の窓を
有するE字形鉄心と、 上記第1および第2の窓を通って上記中央鉄心脚を包囲
し、上記中央鉄心脚の周囲に第1の電気通路を画定する
第1の低圧用二次側単巻の導電性プレートと、 上記第1および第2の窓を通って上記中央鉄心脚を包囲
し、上記中央鉄心脚の周囲に第2の電気通路を画定する
第2の低圧用二次側単巻の導電性プレートと、 上記第1および第2の二次側単巻導電性プレートと実質
的に平行な関係にあり、上記第1および第2の窓を通っ
て上記中央鉄心脚を包囲し、上記中央鉄心脚の周囲に第
3の電気通路を画定する第3の低圧用二次側単巻の導電
性プレートと、 上記第1の電気通路の第1の端部、上記第2の電気通路
の第1の端部、および上記第3の電気通路の第1の端部
を電気的に接続することにより、上記第1、第2および
第3の各二次側単巻導電性プレートを並列接続する第1
の横方向導体部分と、 上記第1の電気通路の第2の端部、上記第2の電気通路
の第2の端部、および上記第3の電気通路の第2の端部
を電気的に接続することにより、上記第1、第2および
第3の各二次側単巻導電性プレートを並列接続する第1
の横方向導体部分と、 上記第1および第2の各二次側単巻導電性プレートの間
に配置され、上記第1および第2の窓を通って上記中央
鉄心脚を包囲する第1の高圧用一次側導体と、 上記第2および第3の各二次側単巻導電性プレートの間
に配置され、上記第1および第2の窓を通って上記中央
鉄心脚を包囲する第2の高圧用一次側導体と、 を備える平面変圧器であって、 上記第1および第2の各一次側導体は、幅広くて薄いテ
ープ状電線を、所望の変圧比に対応する巻数だけ、上記
中央鉄心脚を中心にしてテープ縁を揃えて多層状に巻回
した多巻コイルから構成されていると同時に、供給電源
に並列接続されており、 表皮効果および近接効果の減少した一次側および二次側
の各巻線を有する平面変圧器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US70073491A | 1991-05-15 | 1991-05-15 | |
US700734 | 1991-05-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0689818A JPH0689818A (ja) | 1994-03-29 |
JP2531897B2 true JP2531897B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=24814656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4099326A Expired - Lifetime JP2531897B2 (ja) | 1991-05-15 | 1992-04-20 | 平面変圧器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0514136A1 (ja) |
JP (1) | JP2531897B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4122796A1 (de) * | 1991-07-10 | 1993-01-21 | Abb Patent Gmbh | Induktives bauelement und verfahren zu seiner herstellung |
JPH07235426A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-05 | Fuji Electric Co Ltd | 電源トランス |
JP3494489B2 (ja) * | 1994-11-30 | 2004-02-09 | 株式会社ルネサステクノロジ | 命令処理装置 |
US5781093A (en) * | 1996-08-05 | 1998-07-14 | International Power Devices, Inc. | Planar transformer |
NO320435B1 (no) | 2004-03-11 | 2005-12-05 | Torgeir Hamsund | Anordning ved kuvose |
NO320550B1 (no) * | 2004-06-07 | 2005-12-19 | Applied Plasma Physics Asa | Anordning ved planar hoyspenningstransformator |
DE202006013658U1 (de) * | 2006-09-06 | 2008-01-24 | Vogt Electronic Components Gmbh | Transformator mit Steckblechwicklung |
JP4845199B2 (ja) * | 2006-10-17 | 2011-12-28 | ニチコン株式会社 | トランス |
JP5110735B2 (ja) * | 2008-10-10 | 2012-12-26 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | トランス |
JP2012104724A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Panasonic Corp | インダクタ部品 |
JP5957748B2 (ja) * | 2011-03-11 | 2016-07-27 | 国立大学法人信州大学 | コイルの交流抵抗計算方法 |
JP6049240B2 (ja) * | 2011-07-26 | 2016-12-21 | Necトーキン株式会社 | コイル部品 |
CN104517709B (zh) * | 2013-10-07 | 2017-09-12 | 南京博兰得电子科技有限公司 | 绕组结构及具有该结构的变压器组件和变压器 |
CN105140007A (zh) * | 2015-10-13 | 2015-12-09 | 东莞市昱懋纳米科技有限公司 | 电源变压器 |
CN105405624A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-16 | 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 | 一种印制电路板电流互感器 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2565399B1 (fr) * | 1984-05-29 | 1987-09-11 | Bull Sems | Transformateur a fort couplage primaire-secondaire |
DE3718383A1 (de) * | 1987-06-02 | 1988-12-15 | Vacuumschmelze Gmbh | Hochfrequenz-leistungsuebertrager |
JPH0366108A (ja) * | 1989-08-05 | 1991-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | 静止電磁誘導器 |
-
1992
- 1992-04-20 JP JP4099326A patent/JP2531897B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-12 EP EP92304268A patent/EP0514136A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0689818A (ja) | 1994-03-29 |
EP0514136A1 (en) | 1992-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2531897B2 (ja) | 平面変圧器 | |
US6087922A (en) | Folded foil transformer construction | |
US5592137A (en) | High efficiency, high frequency transformer | |
RU2374713C2 (ru) | Плоский высоковольтный трансформатор | |
US4864266A (en) | High-voltage winding for core-form power transformers | |
JPH0799727B2 (ja) | 電磁装置および電磁コア構造 | |
US5594317A (en) | Inductive charger field shaping using nonmagnetic metallic conductors | |
JP2002237423A (ja) | 漏洩インダクタンス低減トランス、これを用いた高周波回路及びパワーコンバータ並びにトランスにおける漏洩インダクタンスの低減方法 | |
EP0460506B1 (en) | Electric coil device for use as a transformer or the like | |
JP2014535172A (ja) | 誘導部品及び使用方法 | |
JPH0366108A (ja) | 静止電磁誘導器 | |
US4012706A (en) | Sheet-wound transformer coils | |
US5168440A (en) | Transformer/rectifier assembly with a figure eight secondary structure | |
RU49646U1 (ru) | Трансформатор | |
US4937546A (en) | Ring-core transformer | |
JP4711568B2 (ja) | 変成器 | |
CN215834393U (zh) | 一种电流互感器 | |
US3173112A (en) | Three-phase reactor | |
CN110534316B (zh) | 一种谐振式变压器 | |
CN210325464U (zh) | 磁感线圈 | |
JPH0349381Y2 (ja) | ||
JP2505721Y2 (ja) | コンバ―タ―トランス | |
CA1078937A (en) | Sheet-wound transformer coils | |
RU2073275C1 (ru) | Дроссель фильтра | |
JPH0374014B2 (ja) |