JP5824001B2 - Trance - Google Patents
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Description
この発明は、コアに一次巻線、二次巻線が巻装されたトランスに関する。 The present invention relates to a transformer in which a primary winding and a secondary winding are wound around a core.
電気自動車、ハイブリッド車に搭載されるDCDCコンバータ、充電器を始めとする電力変換装置では、機器の小型化の背景からスイッチング電源回路が用いられているが、スイッチング損失の低減及びEMC(Electro-Magnetic Compatibility)の観点から、キャパシタとインダクタを利用して擬似共振現象を発生させ、電圧あるいは電流がゼロとなるポイントにてスイッチング動作させるソフトスイッチング方式が有効である。
このようなソフトスイッチング方式においては、一次側の共振用インダクタの機能をトランスに持たせることで部品点数削減に伴う機器の小型・軽量化、コスト低減が可能となる複合型のトランスが提案されている。
In power converters such as DCDC converters and chargers mounted on electric vehicles and hybrid vehicles, switching power supply circuits are used due to the downsizing of devices. However, switching loss is reduced and EMC (Electro-Magnetic) From the viewpoint of compatibility, a soft switching method is effective in which a pseudo-resonance phenomenon is generated using a capacitor and an inductor, and a switching operation is performed at a point where the voltage or current becomes zero.
In such a soft switching system, there has been proposed a composite transformer that allows the transformer to function as a primary-side resonance inductor, thereby reducing the size and weight of the equipment and reducing the cost associated with reducing the number of parts. Yes.
このトランスとして、トランスにおける一次側と二次側を巻装部位に分割した上で、第1の一次巻線及び第2の一次巻線と、二次巻線をEEコア等中央磁脚を覆うボビンの上に実装し、またコアの中央磁脚に空隙を設けることで結合係数が0.73の疎結合を実現させ、一次側、及び二次側における共振回路用インダクタとして必要なリーケージインダクタンスをトランスにて生じさせているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As the transformer, the primary side and the secondary side of the transformer are divided into winding parts, and the first primary winding, the second primary winding, and the secondary winding are covered with a central magnetic leg such as an EE core. By mounting on the bobbin and providing a gap in the central magnetic leg of the core, a loose coupling with a coupling coefficient of 0.73 is realized, and a leakage inductance necessary as a resonant circuit inductor on the primary side and secondary side is obtained. What is generated by a transformer is known (for example, see Patent Document 1).
共振回路用インダクタをトランスのリーケージインダクタンスにて生じさせる際、トランスの一次巻線と二次巻線とをボビンで分割させる構造を採用すると、容易に疎結合にでき、リーケージインダクタンスを生じさせることは可能であるが、リーケージインダクタンスの値が離散的になるため、微調整が困難である。 When the inductor for the resonance circuit is generated by the leakage inductance of the transformer, adopting a structure in which the primary winding and the secondary winding of the transformer are divided by the bobbin can be easily loosely coupled, and the leakage inductance can be generated. Although it is possible, fine adjustment is difficult because the value of leakage inductance becomes discrete.
また、一次巻線と二次巻線とをボビンで分割させる分割構成で結合係数を大きくさせる場合、分割数を増加させなければならず、ボビン鍔の枚数が増加してしまうことにより、ボビン内における巻線占積率低下が低下してしまうことから大型化が余儀なくされコストアップにも繋がる。 In addition, when the coupling coefficient is increased in the split configuration in which the primary winding and the secondary winding are split by the bobbin, the number of splits must be increased, and the number of bobbin rods increases, so that Since the decrease in the winding space factor in the case will be reduced, the size will be increased and the cost will be increased.
また、分割数が大きくなるとそれぞれのボビン間の配線が困難になり、複雑な構成とせざるを得ず、組立性の悪化、コストアップの要因となる。
また、ボビン内鍔間の寸法における公差が累積することで、トランス形状の寸法管理が困難、更にコアのサイズを大きくせざるを得ない課題が発生することが懸念となる。
Further, when the number of divisions increases, wiring between the bobbins becomes difficult, and a complicated configuration is unavoidable, resulting in deterioration of assembling property and cost increase.
In addition, accumulation of tolerances in the dimensions between the bobbin inner ribs may cause problems in that it is difficult to manage the dimensions of the transformer shape, and the core size must be increased.
また、結合係数を高める為、ボビン鍔の厚みを低減させる場合、鍔部での剛性が確保できず、組立時に破損してしまう懸念がある。 Further, when the thickness of the bobbin rod is reduced in order to increase the coupling coefficient, there is a concern that the rigidity at the collar portion cannot be ensured and is damaged during assembly.
リーケージインダクタンスを積極的に得る方法としては、前記公報における分割構造以外に、コアを囲ったボビンに一次巻線及び絶縁テープを介して二次巻線を巻装したトランスがある。
このトランスでは、絶縁テープの厚さに応じたリーケージインダクタンスを生じさせる構造であるが、絶縁テープにおける張力のバラツキによる絶縁テープ厚みのバラツキが発生することで、リーケージインダクタンスのバラツキが大きくなるという問題点がある。
As a method of actively obtaining the leakage inductance, there is a transformer in which a secondary winding is wound around a bobbin surrounding a core via a primary winding and an insulating tape, in addition to the divided structure in the above publication.
This transformer has a structure that generates a leakage inductance according to the thickness of the insulating tape, but the variation in the leakage inductance increases due to the variation in the insulating tape thickness due to the tension variation in the insulating tape. There is.
また、大きなリーケージインダクタンスを生じさせる場合、一次巻線と二次巻線との離間距離を増加させることが必要であり、その結果絶縁テープの厚みを大きくする、若しくは絶縁テープの巻回数を増加させることが必要となる。
そのため、テープ厚みが増えることによって、絶縁テープ間での熱抵抗が大きくなることで一次巻線の熱がこもる、つまり放熱性が悪化するという問題点ある。
In addition, when a large leakage inductance is generated, it is necessary to increase the separation distance between the primary winding and the secondary winding. As a result, the thickness of the insulating tape is increased or the number of turns of the insulating tape is increased. It will be necessary.
For this reason, there is a problem that the heat resistance between the insulating tapes increases due to the increase in the thickness of the tape, whereby the heat of the primary winding is trapped, that is, the heat dissipation is deteriorated.
また、一次巻線に対して寸法公差の大きい絶縁テープを併せて積層させてしまうと、寸法公差が累積されてしまい、トランスを積極的に放熱させる際、例えばトランス本体をケースに格納し、絶縁性樹脂を充填させる際には、ケースの壁面との距離を前記公差バラツキに応じて設定することになり、結果として絶縁性樹脂の厚みが大きくなり、放熱性が悪化するという問題点がある。 Also, if an insulating tape with a large dimensional tolerance is laminated together on the primary winding, the dimensional tolerance will accumulate, and when the transformer is actively dissipated, for example, the transformer body is stored in the case and insulated. When filling the conductive resin, the distance from the wall surface of the case is set according to the tolerance variation. As a result, there is a problem that the thickness of the insulating resin is increased and heat dissipation is deteriorated.
また、絶縁テープの巻回数が増加することでは組立性及び寸法精度の悪化とそれに付随するコストアップが課題と成り得る。 Further, when the number of windings of the insulating tape is increased, deterioration of assembling property and dimensional accuracy and accompanying cost increase can be problems.
上記以外に、リーケージインダクタンスを積極的に得る方法として、コア中央磁脚においてギャップを設ける策がある。
しかしこの場合、一次巻線、二次巻線における励磁インダクタンスが小さくなり、一次側巻線電流値が増加し、発熱量が増加してしまうという問題点がある。
また、ギャップをシート等で得た場合、ギャップ管理が求められることでコストアップの課題が発生する。
In addition to the above, as a method for positively obtaining the leakage inductance, there is a measure for providing a gap in the core central magnetic leg.
However, in this case, there is a problem that the excitation inductance in the primary winding and the secondary winding is reduced, the primary winding current value is increased, and the amount of heat generation is increased.
In addition, when the gap is obtained with a sheet or the like, the problem of cost increase arises because gap management is required.
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、リーケージインダクタンスの微調整が容易で、そのバラツキを抑制でき、巻線の占積率の低下を抑制しつつ、放熱性が確保され、小型、軽量化を妨げることなく、安価なトランスを提供することを目的としている。 It is an object of the present invention to solve such a problem, and it is easy to finely adjust the leakage inductance, to suppress the variation, and to reduce the space factor of the winding while suppressing the heat dissipation. The purpose of this is to provide an inexpensive transformer without hindering the reduction in size and weight.
この発明に係るトランスは、コアと、このコアを囲って設けられたボビンと、このボビンに巻装された内側巻線と、この内側巻線を囲って設けられた絶縁部材と、この絶縁部材に巻装された外側巻線と、を備え、前記内側巻線、前記外側巻線の一方の電圧に応じて他方が変圧するトランスであって、
前記絶縁部材は、前記内側巻線と前記外側巻線との間の離間距離を保持する剛体スペーサであり、
前記内側巻線は一次巻線であり、前記外側巻線は二次巻線であり、
前記離間距離は、リーケージインダクタンスに対して下式で得られる値である。
The insulating member is Ri Oh rigid spacer for holding a distance between the outer winding and the inner winding,
The inner winding is a primary winding and the outer winding is a secondary winding;
The separation distance is a value obtained by the following equation with respect to the leakage inductance .
この発明に係るトランスによれば、内側巻線と外側巻線との間に介在した絶縁部材として内側巻線と外側巻線との間の離間距離を保持する剛体スペーサを用いたことにより、リーケージインダクタンスの微調整が容易で、そのバラツキを抑制でき、巻線の占積率の低下を抑制しつつ、放熱性が確保され、小型、軽量化を妨げることなく、安価なトランスが得られる。 According to the transformer of the present invention, a leakage spacer is used as an insulating member interposed between the inner winding and the outer winding so as to maintain a separation distance between the inner winding and the outer winding. Fine adjustment of the inductance is easy, variation thereof can be suppressed, heat dissipation is ensured while suppressing a decrease in the space factor of the winding, and an inexpensive transformer can be obtained without hindering miniaturization and weight reduction.
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1のトランスのトランス本体を示す正断面図である。
このトランスは、ケース内にトランス本体が載置され、そのケース内に絶縁性樹脂が充填されている。
このトランスのトランス本体は、U字状の、第1のコア部1及び第2のコア部2からなるコア3と、コア3の一対の柱部4をそれぞれ囲ったボビン5と、各ボビン5を囲った内側巻線である一次巻線6と、各一次巻線5を囲った筒状の剛体スペーサである樹脂スペーサ7と、各樹脂スペーサ7を囲った外側巻線である二次巻線8と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent members and parts will be described with the same reference numerals.
Embodiment 1.
1 is a front sectional view showing a transformer body of a transformer according to Embodiment 1 of the present invention.
In this transformer, a transformer main body is placed in a case, and the case is filled with an insulating resin.
The transformer body of the transformer includes a
一次巻線6は、規定抵抗値を有する一層構造であって、ボビン5の外周を導線であるエナメル線で規定ターン数巻回して構成されている。
二次巻線8は、規定抵抗値を有する一層構造であって、樹脂スペーサ7の外周を導線であるエナメル線で規定ターン数巻回して構成されている。
The
The
この実施の形態によるコア3に関しては、特開2009-17714号公報に記載された、巻線の外部に磁路を形成するEE型外鉄式コアではなく、巻線の内部に磁路を形成する内鉄式Uコアを使用している。
With respect to the
この実施の形態のトランスにおけるリーケージインダクタンスは、次式にて与えられる。 The leakage inductance in the transformer of this embodiment is given by the following equation.
ここで、Lleakは、リーケージインダクタンス、μは透磁率、Tは一次巻線6ターン数(エナメル線のターン数)、δは離間距離δ(一次巻線6と二次巻線8との間の距離)、Δ1は一次巻線6高さ(ボビン5の径方向の長さ)、Δ2は二次巻線8高さ(ボビン5の径方向の長さ)、hは巻幅(ボビン5の軸線方向の一次巻線6の長さ)、Lは平均周長(一次巻線6及び二次巻線8のそれぞれの周長を加えた値を2で割った長さ)、qは対称鎖交数である。
Here, Lleak is the leakage inductance, μ is the magnetic permeability, T is the number of turns of the primary winding 6 (number of turns of the enamel wire), and δ is the separation distance δ (between the
所望のリーケージインダクタンスを得るためには(1)式の各パラメータを設計することになるが、この実施の形態のトランスでは、離間距離δに着目したものである。
その他のパラメータ、例えば一次巻線6ターン数Tは一次側励磁電流、一次側巻線発熱量、磁束密度、鉄損、変換効率と、巻幅hはサイズ、巻線占有率、巻線発熱量、変換効率、高周波数特性、熱抵抗と、巻線高さΔ1,Δ2はサイズ、巻線発熱量、変換効率とトレードオフの関係であり、トランスの基本性能、サイズ及びそれに付随するコストに大きく影響を与えかねないために、変更が困難である。
また、上記(1)から分かる様に、離間距離δのバラツキは、μ(T2L/qh)倍されてリーケージインダクタンスのバラツキとなるため、リーケージインダクタンスのバラツキを抑制させるためには、離間距離δを如何に安定させるかがポイントとなる。
In order to obtain a desired leakage inductance, each parameter of the equation (1) is designed. In the transformer of this embodiment, the separation distance δ is focused.
Other parameters, for example, the number of
Further, as can be seen from the above (1), the variation in the separation distance δ is multiplied by μ (T 2 L / qh) to be the variation in leakage inductance. Therefore, in order to suppress the variation in leakage inductance, the separation distance The point is how to stabilize δ.
このように、離間距離δの寸法のバラツキがリーケージインダクタンスに大きく影響を与える中で、離間距離δを樹脂スペーサ7で確保するトランスにおいては、樹脂スペーサ7の厚みのバラツキが抑制可能で、リーケージインダクタンスのバラツキを抑制することができる。
Thus, in the transformer in which the separation distance δ is secured by the
この実施の形態のトランスにおいて、巻幅hが66mm(33mm×2脚)、透磁率μが4π×10-7H/m、一次巻線6ターン数Tが36、一次巻線6高さΔ1が2.4mm、二次巻線8高さΔ2が2.3mm、平均周長Lが106mm、対称鎖交数qが1、離間距離δが1.3mmのトランスの場合、リーケージインダクタンスは6.45μHとなる。
従来の絶縁テープでは厚み代表寸法に対して約20%の公差が発生してしまうため、リーケージインダクタンスのバラツキは±0.70μH程度となる。
一方、この実施の形態の樹脂スペーサ7の場合、PPS成形部品である場合、当該部品の場合、厚みが3mm以下の場合、公差は±0.1mmであるため、リーケージインダクタンスのバラツキは±0.26μH程度となり、この実施の形態では約37%のバラツキ低減が可能となった。
In the transformer of this embodiment, the winding width h is 66 mm (33 mm × 2 legs), the magnetic permeability μ is 4π × 10 −7 H / m, the primary winding 6 turns number T is 36, and the primary winding 6 height Δ1. Is 2.4 mm, the secondary winding 8 height Δ2 is 2.3 mm, the average circumference L is 106 mm, the symmetric linkage number q is 1, and the separation distance δ is 1.3 mm, the leakage inductance is 6. 45 μH.
Since the conventional insulating tape has a tolerance of about 20% with respect to the representative thickness, the variation in leakage inductance is about ± 0.70 μH.
On the other hand, in the case of the
上記事項は一例であり、離間距離δが増加していくと、絶縁テープの絶対値としての厚み公差が増加するが、樹脂スペーサ7では殆ど変化しないため、リーケージインダクタンスのバラツキ抑制量は更に大きくなる。
The above is an example, and as the separation distance δ increases, the thickness tolerance as the absolute value of the insulating tape increases. However, since the
また、樹脂スペーサ7により、比較的密結合であるトランスにおいては樹脂スペーサ7の厚みを変更することで、リーケージインダクタンスの微調整が可能になる。
Further, the leakage inductance can be finely adjusted by changing the thickness of the
また、ボビン5内の領域における一次巻線6、二次巻線8の領域割合を大きくすることができ、占積率の低下が抑制されトランスの小型化が実現可能となる。
Moreover, the area ratio of the primary winding 6 and the secondary winding 8 in the area | region in the
また、樹脂スペーサ7で巻厚み公差が抑制できるため、絶縁性樹脂でトランス本体の熱を放熱させる際に、絶縁性樹脂厚みのバラツキを抑制でき、安定した放熱性能を発揮させることが可能となる。
Further, since the winding thickness tolerance can be suppressed by the
また、巻幅hが33mm、離間距離δが1.3mmであるトランスにおいて、離間距離δを汎用絶縁テープのノーメックステープ(熱伝導率:0.12W/m/K)で構成する場合、その熱抵抗の代表値は3.2K/Wであり、一次巻線6での発熱量が12.3Wであるトランスでは絶縁テープが介在した一次巻線6と二次巻線8との間では40K程度の温度差が発生する。 Further, in a transformer having a winding width h of 33 mm and a separation distance δ of 1.3 mm, when the separation distance δ is constituted by a nomex tape (thermal conductivity: 0.12 W / m / K) of a general-purpose insulating tape, the heat The typical value of the resistance is 3.2 K / W, and in the transformer in which the heat generation amount in the primary winding 6 is 12.3 W, about 40 K is provided between the primary winding 6 and the secondary winding 8 in which the insulating tape is interposed. Temperature difference occurs.
一方、離間距離δを樹脂スペーサ7としてPPS成形部品(熱伝導率:0.29W/m/K)で構成する場合、熱抵抗は1.3K/Wであり、一次巻線6での発熱量が12.3Wであるトランスでは、樹脂スペーサ7が介在した一次巻線6と二次巻線8との間では16Kとなり、従来の絶縁テープを用いた場合と比較して温度差を60%低減可能となる。
On the other hand, when the
また、絶縁テープの厚みが20%変動することで、絶縁テープの熱抵抗のバラツキは±0.7K/W程度となり、±9K程度の温度バラツキが発生する。
一方、離間距離δを樹脂スペーサ7としてPPS成形部品、樹脂スペーサ7の厚み公差が±0.1mmであり、熱伝導率を絶縁テープと同一としても熱抵抗バラツキが±0.2K/W、温度バラツキを±2.5K程度に抑制可能となる。
Further, when the thickness of the insulating tape varies by 20%, the variation in the thermal resistance of the insulating tape becomes about ± 0.7 K / W, and a temperature variation of about ± 9 K occurs.
On the other hand, when the separation distance δ is the
上記事項は一例であり、離間距離δが増加していくと、絶縁テープの公差絶対値は増加するのに対して、樹脂スペーサ7では殆ど変化しないため、熱抵抗のバラツキに起因するスペーサ間での温度差の抑制バラツキは更に大きくなり放熱性能を安定させることができる。
The above is an example, and as the separation distance δ increases, the tolerance absolute value of the insulating tape increases, whereas the
また、大きなインダクタンスを創出する際、従来では絶縁テープを複数回巻かなければならなかったが、一次巻線6と二次巻線8との間に樹脂スペーサ7を介在させるのみでよいため、組立性が改善されコストダウンが可能となる。
Moreover, when creating a large inductance, conventionally, the insulating tape had to be wound a plurality of times, but it is only necessary to interpose the
また、上述した分割構成の際課題となっている配線構造の複雑化に関しても、樹脂スペーサ7を使用することで配線構造が簡素化でき組立性が良好となり、更なるコストダウンにも貢献可能となる。
In addition, regarding the complication of the wiring structure, which is a problem in the above-described divided configuration, the use of the
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2のトランスのトランス本体を示す正断面図である。
この実施の形態では、実施の形態1の樹脂スペーサ7の代わりに、非磁性金属スペーサ9及び絶縁テープ10からなる剛体スペーサが用いられている。
この円筒形状の非磁性金属スペーサ9は、リーケージインダクタンスを生じさせるためのものであって、軸線方向の全域に延びたスリットが形成されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a front sectional view showing a transformer body of the transformer according to the second embodiment of the present invention.
In this embodiment, a rigid spacer composed of a
The cylindrical
この実施の形態では、ボビン5の外周を導線であるエナメル線で規定ターン数巻回して一次巻線6を形成した後、この一次巻線6の外周に絶縁テープ10を規定回数巻き、その後、例えばアルミニウムの非磁性金属スペーサ9を装着する。
この後、非磁性金属スペーサ9の外周に絶縁テープ10を規定回数巻いた後、導線であるエナメル線を規定ターン数巻回して二次巻線8を形成する。
In this embodiment, after forming the primary winding 6 by winding the outer periphery of the
Thereafter, the insulating
この実施の形態では、非磁性金属スペーサ9を使用することにより、従来の絶縁テープを使用してリーケージインダクタンスを生じさせる場合に比べ、大きく優れた放熱性を有することができ、一次巻線6の熱を効率よく外部に放出することで、トランスの小型化、軽量化及びコストダウンが可能となる。
In this embodiment, by using the
巻幅hが33mm、離間距離δが1.3mmであるトランスにおいて、離間距離δをアルミニウムの非磁性金属スペーサスペーサ9(熱伝導率:137W/m/K)で構成する場合、非磁性金属スペーサ9の熱抵抗は、2.9×10-3K/W、絶縁テープ10の熱抵抗は、非磁性金属スペーサ9の内側及び外側の合計で0.5K/W(厚み:0.22mm)となる。
一次巻線6での発熱量が12.3Wであるトランスでは、非磁性金属スペーサスペーサ9間での温度差は0.04K、絶縁テープ10間での温度差は6.2Kであり、合計でも4.8Kとなり、従来のノーメックテープを使用する場合と比較して温度差を85%低減可能となる。
In a transformer having a winding width h of 33 mm and a separation distance δ of 1.3 mm, when the separation distance δ is composed of an aluminum nonmagnetic metal spacer 9 (thermal conductivity: 137 W / m / K), a nonmagnetic metal spacer The thermal resistance of 9 is 2.9 × 10 −3 K / W, and the thermal resistance of the insulating
In the transformer in which the heat generation amount in the primary winding 6 is 12.3 W, the temperature difference between the
なお、非磁性金属スペーサ9は、軸線方向の全域に延びたスリットが形成されているので、トランスのワンターンショートが抑制され、正常なトランス動作が確保される。
Since the
また、剛体スペーサは、非磁性金属スペーサ9及び絶縁テープ10で構成されており、非磁性であるので一次巻線6と二次巻線8との離間距離δ間で発生した漏れ磁束に起因する渦電流の発生が抑制される。
In addition, the rigid spacer is composed of the
実施の形態3.
図3は、この実施の形態3のトランスの要部を示す平断面図である。
この実施の形態の非磁性金属スペーサ9及び絶縁テープ10からなる剛体スペーサは、一次巻線6の周方向において互いに離間して分割された複数の分割スペーサ体11で構成されている。
この分割スペーサ体11は、矩形状の一次巻線6の各コーナ部に密接して配置されている。
他の構成は、実施の形態2のトランスと同じである。
FIG. 3 is a plan sectional view showing the main part of the transformer of the third embodiment.
The rigid spacer composed of the
The divided
Other configurations are the same as those of the transformer of the second embodiment.
実施の形態1,2では、円筒状の剛体スペーサを用いており、一次巻線6及び二次巻線8において径方向の巻線高さにバラツキが発生した際に、一次巻線6と剛体スペーサとの間、剛体スペーサと二次巻線8との間における密着性が悪化し、それらの隙間に空気層が形成される。
そして、この後、ケース内にトランス本体を載置し、絶縁性樹脂を充填する際に、そのまま空気層が残ってしまう。
これに対して、この実施の形態では、一次巻線6及び二次巻線8において巻線高さにバラツキが発生しても、分割スペーサ体11を一次巻線6、二次巻線8のコーナ部に密着させることで、上記空気層が生じるのを低減させることができ、ケース内での絶縁性樹脂に含まれる空気層を低減でき、トランスの放熱性が向上する。
In the first and second embodiments, cylindrical rigid spacers are used, and when the radial winding height varies in the primary winding 6 and the secondary winding 8, the primary winding 6 and the rigid body are used. Adhesion between the spacer and the rigid spacer and the secondary winding 8 is deteriorated, and an air layer is formed in the gap therebetween.
After that, when the transformer main body is placed in the case and filled with the insulating resin, the air layer remains as it is.
On the other hand, in this embodiment, even if the winding height varies in the primary winding 6 and the secondary winding 8, the divided
また、剛体スペーサに軸線方向に延びたスリットを形成するだけではワンターンショートは可能でも、共振回路として必要な漏れ磁束を非磁性金属スペーサ9内で微量ではあるが渦電流損失として熱に変換してしまうために、リーケージインダクタンスが低下してしまう。
そのため、剛体スペーサは、分割された分割スペーサ体11で構成することで、非磁性金属スペーサ9への漏れ磁束の通過量を抑制し、リーケージインダクタンスの低下を抑制させることが可能となる。
Even if a one-turn short circuit is possible only by forming a slit extending in the axial direction in the rigid spacer, the leakage magnetic flux necessary for the resonant circuit is converted into heat as eddy current loss in the
For this reason, the rigid spacer is configured by the divided
なお、図4に示すように、分割スペーサ体11を一次巻線6、二次巻線8のコーナ部間の中間部に密着させるようにしてもよい。
また、実施の形態1の樹脂スペーサ7についても、一次巻線6の周方向において互いに離間して分割された複数の分割スペーサ体で構成してもよい。
As shown in FIG. 4, the divided
Further, the
実施の形態4.
この実施の形態では、剛体スペーサとして、非磁性金属スペーサ9に絶縁皮膜が形成された金属スペーサが用いられている。
他の構成は、実施の形態2のトランスと同じである。
Embodiment 4 FIG.
In this embodiment, a metal spacer in which an insulating film is formed on the
Other configurations are the same as those of the transformer of the second embodiment.
非磁性金属スペーサ9を用いた場合、一次巻線6及び二次巻線8との間で絶縁性が確保されない。
例えば、上記非磁性金属スペーサ9のコーナ部が直角の場合、組立時に非磁性金属スペーサ9の外周にエナメル線を巻回して二次巻線8を形成する際に、エナメル線の絶縁皮膜が破損して、非磁性金属スペーサ9と二次巻線8との間で絶縁不良が生じる。
When the
For example, when the corner portion of the
これに対して、この実施の形態の金属スペーサは、非磁性金属スペーサ9に絶縁皮膜が形成されているので、エナメル線の絶縁皮膜が破損しても、非磁性金属スペーサ9と二次巻線8との間で絶縁性が確保され、トランスを正常に動作させることができる。
また、別途絶縁テープ等が不要になる為、トランス内部における熱抵抗及び材料費低減、組立性向上にも寄与できる。
On the other hand, in the metal spacer of this embodiment, since the insulating film is formed on the
In addition, since a separate insulating tape or the like is not required, it is possible to contribute to a reduction in heat resistance and material cost inside the transformer and an improvement in assembly.
実施の形態5.
この実施の形態では、上記金属スペーサのコーナ部が面取りされている。
他の構成は実施の形態4のトランスと同じである。
In this embodiment, the corner portion of the metal spacer is chamfered.
Other configurations are the same as those of the transformer of the fourth embodiment.
この実施の形態の金属スペーサは、コーナ部が面取りされているので、組立時に金属スペーサの外周にエナメル線を巻回した際でのコーナ部でのエナメル線の絶縁皮膜の破損が低減される。
なお、実施の形態1〜3の各剛体スペーサについても、コーナ部を面取りすることで、組立て時のエナメル線の絶縁皮膜の破損が低減される。
In the metal spacer of this embodiment, since the corner portion is chamfered, damage to the insulating film of the enamel wire at the corner portion when the enamel wire is wound around the outer periphery of the metal spacer during assembly is reduced.
In addition, also about each rigid spacer of Embodiment 1-3, the damage of the insulating film of the enamel wire at the time of an assembly is reduced by chamfering a corner part.
なお、上記各実施の形態では、内鉄型トランスについて説明したが、外鉄型トランスについてもこの発明は適用できる。
また、上記各実施の形態では、内側巻線が一次巻線6であり、外側巻線が二次巻線8であったが、内側巻線が二次巻線であり、外側巻線が一次巻線であってもよい。
また、一次巻線6及び二次巻線8は、ともに導線であるエナメル線を巻回した1層構造であったが、一次巻線及び二次巻線は多層構造であってもよい。
また、樹脂スペーサとしてPPS樹脂を用いたが、これは一例であり、例えばPBT樹脂、ABS樹脂、PA樹脂を用いてもよい。
また、非磁性金属スペーサとしてアルミニウムを用いたが、これは一例であり、例えば銅、非磁性ステンレス鋼を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the inner iron type transformer has been described. However, the present invention can also be applied to an outer iron type transformer.
In each of the above embodiments, the inner winding is the primary winding 6 and the outer winding is the secondary winding 8, but the inner winding is the secondary winding and the outer winding is the primary winding. It may be a winding.
In addition, the primary winding 6 and the secondary winding 8 both have a single-layer structure in which enameled wires, which are conductive wires, are wound, but the primary winding and the secondary winding may have a multilayer structure.
Further, although the PPS resin is used as the resin spacer, this is an example, and for example, a PBT resin, an ABS resin, or a PA resin may be used.
Moreover, although aluminum was used as the nonmagnetic metal spacer, this is an example, and for example, copper or nonmagnetic stainless steel may be used.
1 第1のコア部、2 第2のコア部、3 コア、4 柱部、5 ボビン、6 一次巻線(内側巻線)、7 樹脂スペーサ、8 二次巻線(外側巻線)、9 非磁性金属スペーサ、10 絶縁テープ、11 分割スペーサ体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st core part, 2nd core part, 3 core, 4 pillar part, 5 bobbin, 6 primary winding (inner side winding), 7 resin spacer, 8 secondary winding (outer side winding), 9 Nonmagnetic metal spacer, 10 insulating tape, 11 split spacer body.
Claims (7)
このコアを囲って設けられたボビンと、
このボビンに巻装された内側巻線と、
この内側巻線を囲って設けられた絶縁部材と、
この絶縁部材に巻装された外側巻線と、を備え、
前記内側巻線、前記外側巻線の一方の電圧に応じて他方が変圧するトランスであって、
前記絶縁部材は、前記内側巻線と前記外側巻線との間の離間距離を保持する剛体スペーサであり、
前記内側巻線は一次巻線であり、前記外側巻線は二次巻線であり、
前記離間距離は、リーケージインダクタンスに対して下式で得られる値であるトランス。
A bobbin provided around the core;
An inner winding wound around this bobbin,
An insulating member provided around the inner winding;
An outer winding wound around the insulating member,
A transformer in which the other transforms according to the voltage of one of the inner winding and the outer winding,
The insulating member is Ri Oh rigid spacer for holding a distance between the outer winding and the inner winding,
The inner winding is a primary winding and the outer winding is a secondary winding;
The separation distance is a transformer which is a value obtained by the following equation with respect to the leakage inductance .
このコアを囲って設けられたボビンと、
このボビンに巻装された内側巻線と、
この内側巻線を囲って設けられた絶縁部材と、
この絶縁部材に巻装された外側巻線と、を備え、
前記内側巻線、前記外側巻線の一方の電圧に応じて他方が変圧するトランスであって、
前記絶縁部材は、前記内側巻線と前記外側巻線との間の離間距離を保持する剛体スペーサであり、
前記外側巻線は一次巻線であり、前記内側巻線は二次巻線であり、
前記離間距離は、リーケージインダクタンスに対して下式で得られる値であるトランス。
A bobbin provided around the core;
An inner winding wound around this bobbin,
An insulating member provided around the inner winding;
An outer winding wound around the insulating member,
A transformer in which the other transforms according to the voltage of one of the inner winding and the outer winding,
The insulating member is a rigid spacer that maintains a separation distance between the inner winding and the outer winding,
The outer winding is a primary winding, and the inner winding is a secondary winding;
The separation distance is a transformer which is a value obtained by the following equation with respect to the leakage inductance .
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