JP3206122U - サーバー電源変圧器構造 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率のサーバー電源変圧器構造を提供する。【解決手段】第一鉄心１０と、軸体２０と、第二鉄心３０と、連結部材４０とからなる。第一鉄心１０の一端面には第一凸部１１が設けられる。軸体２０は、第一凸部１１と結合され、軸体２０には、四つの銅板２１と複数の第一線軸２２が設けられる。各銅板２１と各第一線軸２２は、軸体２０を取り囲むように設けられ、各銅板２１の底面は、延伸して、第一連接部２１１及び第二連接部２１２及び第三連接部２１３及び第四連接部２１４とを形成する。また、各第一線軸２２は、各銅板２１の間に設けられる。第二鉄心３０の一端面には第二凸部３１が設けられ、第二凸部３１は、第二線軸３３を取り囲むように設けられ、軸体２０に結合される。連結部材４０は、結合部４１及び複数の第一穿孔及び複数の第二穿孔を備え、各第一穿孔は、第一連接部２１１及び第二連接部２１２に結合され、各第二穿孔は、第三連接部２１３及び第四連接部２１４に結合される。【選択図】図３

Description

本考案は変圧器に関し、特に高効率のサーバー電源変圧器構造に関する。

変圧器は、全ての電源供給機器で必ず使用する重要なコア部品である。現在、世界的にエコが提唱される中、電源供給機器のパワー密度（Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ）を大きくしなければならない、そして、エネルギー効率を高くしなければならない（８０Ｐｌｕｓ認証等）ため、メイン変圧器の設計はますます重要になってきている。従来式の変圧器の改良は、体積を小さくし効率を上げる以外に、如何に生産時にかかる生産時間を短くするか（簡略化性）を考えなければならない。変圧器メーカーにとっては、生産時間の増加によって価格の競争力がなくなり、複雑化する変圧器によって、Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ供給メーカーにとっては製造コストが増加してしまう。

上述した欠点を鑑み、本考案は、高効率のサーバー電源変圧器構造を提供することを目的とする。

本考案のサーバー電源変圧器構造は、第一鉄心と、軸体と、第二鉄心と、連結部材とからなる。第一鉄心の一端面には、第一凸部が設けられる。軸体は、前記第一凸部と結合されるとともに、前記軸体には、少なくとも四つの銅板と複数の第一線軸とが設けられる。各前記銅板及び各前記第一線軸は、前記軸体を取り囲むように設けられるとともに、各前記銅板の底面は、それぞれ延伸して、少なくとも一つの第一連接部と、少なくとも一つの第二連接部と、少なくとも一つの第三連接部と、少なくとも一つの第四連接部を形成する。また、各前記第一線軸は、各前記銅板の間にそれぞれ設けられる。第二鉄心の一端面には、第二凸部が設けられ、前記第二凸部には、第二線軸が取り囲むように設けられ、前記第二凸部は、前記軸体に結合される。連結部材は、結合部と、複数の第一穿孔と、複数の第二穿孔とを備え、各前記第一穿孔は、前記第一連接部及び前記第二連接部に差し込まれて結合され、各前記第二穿孔は、前記第三連接部及び前記第四連接部に差し込まれて結合される。

前記第一鉄心と前記第二鉄心には、さらに第一収容空間と第二収容空間がそれぞれ設けられ、前記第一凸部と前記第二凸部は、それぞれ前記第一収容空間と前記第二収容空間内に設けられる。

各前記第一線軸の外径は各前記銅板的内径より大きく、それにより、各前記銅板の間は所定の間隔を有する。

前記軸体における前記第一鉄心と結合する一端には凸縁が設けられ、前記凸縁は、前記第一鉄心の第一収容空間内に結合され、前記軸体の底端には、さらに二つの第一固定部材が設けられる。

前記軸体と前記第二線軸の底端には、それぞれ、二つの第一固定部材と二つの第二固定部材が設けられる。

前記第一鉄心と前記第二鉄心を結合すると、その長さは３３センチメートルになり、その幅は２７．２センチメートルになる。

本考案の外観の斜視図である。 図１を別の角度から見た概略図である。 本考案の分解斜視図である。 本考案ももう一つの実施例の銅板の外観を示した斜視図である。 本考案の回路図である。

図１から図３を参照する。本考案によるサーバー電源変圧器構造は、第一鉄心１０と、軸体２０と、第二鉄心３０と、連結部材４０とからなる。各部材について、以下に詳細な説明を行う。

第一鉄心１０は、その一端面上に第一凸部１１が設けられる。また、第一鉄心１０には、第一収容空間１２が設けられ、第一凸部１１は第一収容空間１２内に設けられる。

軸体２０は中空状を形成するとともに、第一凸部１１と結合される。軸体２０には、少なくとも四つの銅板２１と複数の第一線軸２２が設けられ、各銅板２１と各第一線軸２２は、軸体２０を取り囲むように設けられ、各銅板２１の底面は、それぞれ延伸して、少なくとも一つの第一連接部２１１と、少なくとも一つの第二連接部２１２と、少なくとも一つの第三連接部２１３と、少なくとも一つの第四連接部２１４を形成する。また、各第一線軸２２は、それぞれ、各銅板２１の間に設けられる。

軸体２０における第一鉄心１０を結合する一端には、さらに凸縁２０１が設けられ、凸縁２０１は、第一鉄心１０の第一収容空間１２内に結合され、凸縁２０１の底端には、さらに二つの第一固定部材２０２が設けられる。

第二鉄心３０は、その一端面上に第二凸部３１が設けられ、第二鉄心３０には、さらに第二収容空間３２が設けられ、第二凸部３１は第二収容空間３２内に設けられる。

第二凸部３１を取り囲むように、第二線軸３３が設けられ、第二凸部３１は、軸体２０と結合される。また、第一鉄心１０と第二鉄心３０を結合した長さと幅が、それぞれ３３センチメートル及び２７．２センチメートルになるのが、最も好ましい構造のサイズである。

本実施例において、各銅板２１はそれぞれ１巻であり、フルブリッジ共振の設計に適用される。本実施例の銅板２１の設計は、＞１ＫＷの条件に使用することができ、また、元々の第一線軸２２と第二線軸３３を変えることなく使用でき、銅板２１の厚さは１．２ｍｍに達する。フルブリッジに使用されている銅板の設計は１ｍｍの厚さのものが多いため、従って、効率のパフォーマンスが従来の設計より優れている、と言える。

現在の市場では、ＡＴＰ ＣＯＲＥ関連はＡＴＰ２７までのサイズしかなく、もし大ワット数の電源（＞１ＫＷ）を開発するのであれば、確実に不十分である。従って、本考案は、ＡＴＰ３３／２７．２のサイズを用いることで、従来の変圧器の欠点（＞１ＫＷ）を解決している。本考案のサイズの規格は、Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ｐｏｗｅｒ内部の空間設計からきており、高さは３４ｍｍを超えてはならず、このＣＯＲＥの高さは３３ｍｍしかないため、板上においても干渉しない。さらには、ＰＣＢに穴を掘って変圧器の高さを下げる必要がない。もし、ＰＣＢに穴を掘るとしたら、振動テストで受ける力によってＰＣＢが破壊される可能性があり、しかも、ＰＣＢのルーティング空間を減らしてしまう。

前記サイズなら、有効な空間内で使用率が最高の変圧器（９８％）を設計できる。この使用率とは、長さに幅を掛けて計算し、使用できる空間のサイズのことである。この空間は第一鉄心１０、第二鉄心３０及び巻ける面積（線巻面積）の空間であり、十分な大きさの断面積及び巻ける面積を両方考えると、変圧器の使用率を最高にまでする必要がある。断面積は、積載可能な最大のワット数に関係し、巻ける面積は、積載可能な最大電流に関係する。

第二線軸３３の底端には、さらに、二つの第二固定部材３３１が設けられる。

本考案は、第一鉄心１０及び第二鉄心３０及び銅板を第一線軸２２及び第二線軸３３を先に加工した後に組み合わせる。また、第一線軸２２及び第二線軸３３は、線軸式の設計を採用し各銅板２１の間の距離を固定することができるため、変圧器工場の生産誤差により不良品が発生し、誤差が大きすぎて電源供給メーカーの生産に問題が生じることを避けることができる。

軸体２０の第一線軸２２及び第二線軸３３は、分離式の設計である。この設計方法は生産しやすく、生産時間を減らすことができる。従来の変圧器は、線を巻きながら組み立てさらに治具で銅板を固定するため、生産誤差が大きく、時間もかかり、製品の単価も高くなる。

図２と図３を参照する。連結部材４０は、結合部４１と、複数の第一穿孔４２と、複数の第二穿孔４３とを備える。各第一穿孔４２は、第一連接部２１１及び第二連接部２１２に差し込まれて結合され、各第二穿孔４３は、第三連接部２１３及び第四連接部２１４に差し込まれて結合される。

連結部材４０（Ｓｏｌｄｅｒ ＢＡＲ。Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｕｓとも言う）の設計も、特性と効率を向上させるためであり、従来の設計は、ハーフブリッジであるかフルブリッジ設計であるかに関わらず、いずれも、いわゆるセンタータップの位置（出力正端子）を有し、一般の設計はＰＣＢ（４層板）を一重ねにした後 メインボードに差し込む方式である。この種のやり方の欠点は、いずれも４層板を使用するためコストが高い。理由としては、許容電流をよくする目的で２ｏｚのＰＣＢを使用するためである。そして、本考案の連結部材４０は、コストがＰＣＢ方式より低く、しかも許容電流はＰＣＢよりはるかに大きく、効率パフォーマンスが更によくなる。しかも、変圧器メーカーに加工した後に出荷することを要求できる。元々の方式（ＰＣＢ）は、電源供給メーカーの加工に時間とコストが増加するため、本考案は、効率を高めるだけでなく生産コストも下げることができる。確かに、コストが変圧器に転嫁されてしまう（Ｃｏｓｔ Ｕｐ）ものの、電源材料の総コストは下がり、もしさらに生産時間を減らせるなら、非常に利点になると言える。

前記各第一線軸２２の外径は、各前記銅板２１の内径より大きく、それにより、各前記銅板２１の間は所定の間隔を有する。

図４を参照する。現在の高効率は、いずれも、ハーフブリッジ共振設計を採用することで効率の向上を達成しているため、本実施例においては、２巻の銅板２１を、ハーフブリッジ共振で２／３巻の形式にする。その後、もし巻き数を３巻或は４巻にする場合は、上に重ねるだけで済むため、活用性が高く、その他のニーズに応じて別途起型する必要がなく、サブモジュールを作るだけですべてに適用できる。

さらに、銅板２１を２／３巻の形式にした時、その底端には、それぞれ二つの第一連接部２１１と、二つの第二連接部２１２と、二つの第三連接部２１３と、二つの第四連接部２１４とが設けられるとともに、それぞれ一つが長く一つが短い。また、連結部材４０は、長い第一連接部２１１、第二連接部２１２、第三連接部２１３及第四連接部２１４と結合される。

図５を参照する。ハーフブリッジ式かフルブリッジ式の設計かに関わらず、その主な特徴は以下の通りである。

１、連結部材４０は、結合部４１と、複数の第一穿孔４２と、複数の第二穿孔４３とを備える。各前記第一穿孔４２は、前記第一連接部２１１と前記第二連接部２１２に差し込まれて結合され、各前記第二穿孔４３は、前記第三連接部２１３と前記第四連接部２１４に差し込まれて結合される。

２、連結部材４０は、長い第一連接部２１１及び第二連接部２１２及び第三連接部２１３及び第四連接部２１４に結合される。連結部材４０によって、各銅板２１の間は並列回路が形成される。

１ サーバー電源変圧器構造
１０ 第一鉄心
１１ 第一凸部
１２ 第一収容空間
２０ 軸体
２１ 銅板
２２ 第一線軸
２１１ 第一連接部
２１２ 第二連接部
２１３ 第三連接部
２１４ 第四連接部
２０１ 凸縁
２０２ 固定部材
３０ 第二鉄心
３１ 第二凸部
３２ 第二収容空間
３３ 第二線軸
３３１ 第二固定部材
４０ 連結部材
４１ 結合部
４２ 第一穿孔
４３ 第二穿孔

Claims (6)

1. 第一鉄心と、軸体と、第二鉄心と、連結部材とからなるサーバー電源変圧器構造であって、
   第一鉄心の一端面には、第一凸部が設けられ、
   軸体は、前記第一凸部と結合されるとともに、前記軸体上には、少なくとも四つの銅板及び複数の第一線軸が設けられ、
   各前記銅板及び各前記第一線軸は、それぞれ、前記軸体を取り囲むように設けられ、各前記銅板の底面はそれぞれ延伸して、少なくとも一つの第一連接部と、少なくとも一つの第二連接部と、少なくとも一つの第三連接部と、少なくとも一つの第四連接部とを形成し、各前記第一線軸は、各前記銅板の間にそれぞれ設けられ、
   第二鉄心の一端面には、第二凸部が設けられ、前記第二凸部には、第二線軸が取り囲むように設けられるとともに、それにより前記第二凸部と前記軸体が結合され、
   連結部材は、結合部と、複数の第一穿孔と、複数の第二穿孔とを備え、前記結合部は、基板に電気的に連結され、
   各前記第一穿孔は、前記第一連接部と前記第二連接部に差し込まれて結合され、各前記第二穿孔は、前記第三連接部と前記第四連接部に差し込まれて結合されることを特徴とする、サーバー電源変圧器構造。
2. 前記第一鉄心と前記第二鉄心には、それぞれ第一収容空間と第二収容空間がそれぞれ設けられ、前記第一凸部と前記第二凸部は、前記第一収容空間と前記第二収容空間内にそれぞれ設けられることを特徴とする、請求項１に記載のサーバー電源変圧器構造。
3. 各前記第一線軸の外径は、各前記銅板の内径より大きく、それにより、各前記銅板の間は所定の間隔を有することを特徴とする、請求項１に記載のサーバー電源変圧器構造。
4. 前記軸体における前記第一鉄心と結合する一端には凸縁が設けられ、前記凸縁は、前記第一鉄心の第一収容空間内に結合され、前記凸縁の底端には、さらに二つの第一固定部材が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のサーバー電源変圧器構造。
5. 前記軸体と前記第二線軸の底端には、それぞれ、二つの第一固定部材及び二つの第二固定部材が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のサーバー電源変圧器構造。
6. 前記第一鉄心と前記第二鉄心を結合すると、その長さは３３センチメートルになり、その幅は２７．２センチメートルになることを特徴とする、請求項１に記載のサーバー電源変圧器構造。