JP5845227B2

JP5845227B2 - 変圧装置

Info

Publication number: JP5845227B2
Application number: JP2013214363A
Authority: JP
Inventors: 秦新頼; 志澤陳
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-10-15
Also published as: JP2014199906A; US20140292463A1; US8937522B2; TWI473127B; TW201438038A

Description

本発明は、変圧装置に関し、特に、自由に決定できるセンタータップ付き変圧装置に関するものである。

従来の変圧器のセンタータップは固定されているため、一次側コイルおよび二次側コイルは、隣接する従来の変圧器に、通常、固定した側で配置される。複数の変圧器がプリント回路基板上に並べて配置された時、２つの隣接する変圧器は、通常、異なる側のコイルが隣接し（即ち、第１の変圧器の一次側コイルは、第２の変圧器の二次側コイルに隣接する）、２つの変圧器間の間隙は、通常増加されて、異なる変圧器の一次側および二次側コイルによって発生される高電圧放電経路を回避する。しかしながら、２つの変圧器間の間隙が増加された時、より大きな面積のプリント回路基板が必要とされ、プリント回路基板のコストが増加する。よって、より小さいレイアウト面積を用いる変圧器が必要とされる。

特開平５−１５２１４５号公報

本発明は、自由に決定できるセンタータップ付き変圧装置を提供するものである。

詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。

変圧装置の実施形態が提供される。変圧装置は、プリント回路基板、変圧モジュール、および第１〜第４の導電線を含む。変圧モジュールは、プリント回路基板上に配置され、複数のピンセットを有する第１の変圧ユニット、およびプリント回路基板上に配置され、第１の変圧ユニットに隣接する第２の変圧ユニットを含む。第２の変圧ユニットは、複数のピンセットを有する。第１の導電線は、第１の変圧ユニットにおける第１のピンセットの各ピンまたは第３のピンセットの各ピンの何れかに電気的に接続されるように構成される。第２の導電線は、第１の変圧ユニットにおける第２のピンセットの各ピンまたは第４のピンセットの各ピンの何れかに電気的に接続されるように構成される。第３の導電線は、第２の変圧ユニットにおける第６のピンセットの各ピンまたは第８のピンセットの各ピンの何れかに電気的に接続されるように構成される。第４の導電線は、第２の変圧ユニットにおける第５のピンセットの各ピンまたは第７のピンセットの各ピンの何れかに電気的に接続されるように構成される。第１の変圧ユニットの第１のピンセットと第２のピンセット、および第２の変圧ユニットの第５のピンセットと第６のピンセットは、変圧モジュールの第１側に配置され、第１の変圧ユニットの第３のピンセットと第４のピンセット、および第２の変圧ユニットの第７のピンセットと第８のピンセットは、第１側に相対する第２側に配置され、第１の導電線に電気的に接続されるピンセットは、第３の導電線に電気的に接続されるピンセットに隣接する。

本発明の変圧装置は、従来の変圧器の間隙より小さい間隙で高電圧絶縁試験を通過することができる。また、変圧器のレイアウト面積は、効果的に減少されることができる。

本発明は、添付の図面と併せて後に続く詳細な説明と実施例を解釈することによって、より完全に理解されることができる。
本発明の変圧装置の実施形態を表す概略図である。本発明の変圧ユニットの実施形態を表すもう１つの概略図である。本発明のプリント回路基板の接続方法を表すもう１つの概略図である。本発明のプリント回路基板の接続方法を表すもう１つの概略図である。本発明の変圧装置の実施形態を表すもう１つの概略図である。本発明のプリント回路基板の接続方法を表すもう１つの概略図である。本発明の変圧装置の実施形態を表すもう１つの概略図である。本発明のプリント回路基板の接続方法を表すもう１つの概略図である。

以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される。

図１は、本発明の実施形態に基づいた変圧装置の概略図である。図１に表されるように、変圧装置１０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１１ａおよび変圧モジュール１２を含む。変圧モジュール１２は、ＰＣＢ１１ａ上に配置され、第１の変圧ユニット２１および第２の変圧ユニット２２を含む。第１および第２の変圧ユニット２１および２２は、ＰＣＢ１１ａ上に配置され、互いに隣接して配列される（即ち隣接して並べられる）。図１に表されるように、第１のピンセット３１、第２のピンセット３２、第３のピンセット３３、および第４のピンセット３４は、第１の変圧ユニット２１のピンセットと見なされることができ、第５のピンセット４１、第６のピンセット４２、第７のピンセット４３、および第８のピンセット４４は、第２の変圧ユニット２２のピンセットと見なされることができる。図２は、図１の第１の変圧ユニット２１または第２の変圧ユニット２２の構造図である。図２に表されるように、変圧ユニット２０（例として、第１の変圧ユニット２１）は、磁気コア素子６０、第１の巻線セット７１、および第２の巻線セット７２を有する。磁気コア素子６０は、第１の磁気コア６１０および第２の磁気コア６２０を含む。例えば、第１の磁気コア６１０は、ドラム型コアであることができ、第２の磁気コア６２０は、板状コアであることができるが、これに限定されるものではない。特に、第１の磁気コア６１０は、第１のピンセット３１、第２のピンセット３２、第３のピンセット３３、および第４のピンセット３４を有する。第１のピンセット３１および第２のピンセット３２は、第１の磁気コア６１０の同じ側に配置され、第３のピンセット３３および第４のピンセット３４は、第１のピンセット３１および第２のピンセット３２と反対のもう一つの側に配置される。この実施形態では、ピンセットの各々は２つのピンを有するがこれに限定されるものではない。いくつかの実施形態では、ピンセットの各々は、２つ以上のピンを有することができる。

図２では、第１および第２の巻線セット７１および７２は、第１の磁気コア６１０に巻かれている。第１の巻線セット７１は、第１のピンセット３１および第３のピンセット３３に電気的に接続され、第２の巻線セット７２は、第２のピンセット３２および第４のピンセット３４に電気的に接続され、第１および第２の巻線セット７１および７２と、磁気コア素子６０は、電磁気結合の効果を発生するように配置されることができる。特に、この実施形態では、第１の巻線セット７１は、配線７１０および７１１を有する。配線７１０は、第１のピンセット３１のピンの１つおよび第３のピンセット３３のピンの１つに電気的に接続され、配線７１１は、第１のピンセット３１のピンのもう１つおよび第３のピンセット３３のピンのもう１つに電気的に接続される。同様に、第２の巻線セット７２は、配線７２０および７２１を有し、配線７２０と７２１および第２のピンセット３２と第４のピンセット３４の電気的接続方法は、配線７１０と７１１および第１のピンセット３１と第３のピンセット３３の電気的接続方法と同じであるため、その詳細は簡潔にするために省略される。実施形態では、第１の巻線セット７１および第２の巻線セット７２は、逆の方向で第１の磁気コア６１０に巻かれる。例えば、第１の巻線セット７１は、時計回りの方向で第１の磁気コア６１０に巻かれ、第２の巻線セット７２は、反時計回りの方向で第１の磁気コア６１０に巻かれる。

再度図１を参照すると、変圧装置１０の第１の変圧ユニット２１の第１のピンセット３１および第３のピンセット３３は、ＰＣＢ１１ａに対称的に配置され、第２のピンセット３２および第４のピンセット３４も、ＰＣＢ１１ａに対称的に配置される。第２の変圧ユニット２２の第５のピンセット４１および第７のピンセット４３は、ＰＣＢ１１ａに対称的に配置され、第６のピンセット４２および第８のピンセット４４も、ＰＣＢ１１ａに対称的に配置される。更に具体的に言うと、第１のピンセット３１、第２のピンセット３２、第５のピンセット４１、および第６のピンセット４２は、変圧モジュール１２の第１側１３に配置され、第３のピンセット３３、第４のピンセット３４、第７のピンセット４３、および第８のピンセット４４は、変圧モジュール１２の第２側１４に配置される。また、第１の変圧ユニット２１の第１のピンセット３１および第３のピンセット３３は、第２の変圧ユニット２２の第６のピンセット４２および第８のピンセット４４に隣接する。

図３Ａを参照すると、図３Ａは、図１のＰＣＢ１１ａの接続方法の概略図である。図３Ａに示されるように、ＰＣＢ１１ａは、第１の変圧ユニット２１および第２の変圧ユニット２２のピンに対応する複数のはんだパッドを有する。注意するのは、ＰＣＢ１１ａ上に配置されたはんだパッドセットは、変圧器のピンセットに対応する。例えば、はんだパッドセット３１ａ、３２ａ、３３ａ、および３４ａは、第１の変圧ユニット２１の第１のピンセット３１、第２のピンセット３２、第３のピンセット３３、および第４のピンセット３４に各々電気的に接続するように構成される。図３Ａに表されるように、第１の導電線Ｃ１は、ＰＣＢ１１ａ上に配置され、第１の導電線Ｃ１は、はんだパッドセット３１ａの２つのはんだパッドに接続するように構成され、第１の変圧ユニット２１がＰＣＢ１１ａ上に配置された時、第１の導電線Ｃ１が第１の変圧ユニット２１の第１のピンセット３１の２つのピンに電気的に接続し、第１の変圧ユニット２１のセンタータップを形成する。また、第２の導電線Ｃ２は、はんだパッドセット３４ａの２つのはんだパッドに接続し、第１の変圧ユニット２１がＰＣＢ１１ａ上に配置された時、第２の導電線Ｃ２が第１の変圧ユニット２１の第４のピンセット３４の２つのピンに電気的に接続し、第１の変圧ユニット２１のセンタータップを形成する。同様に、第３の導電線Ｃ３は、ＰＣＢ１１ａ上に配置され、第２の変圧ユニット２２がＰＣＢ１１ａ上に配置された時、第３の導電線Ｃ３は、第２の変圧ユニット２２の第６のピンセット４２の２つのピンに接続し、第２の変圧ユニット２２のセンタータップを形成する。第４の導電線Ｃ４は、第２の変圧ユニット２２の第７のピンセット４３の２つのピンに電気的に接続し、第２の変圧ユニット２２のセンタータップを形成する。

図１および図３Ａに表されるように、第１の変圧ユニット２１は、第２の変圧ユニット２２に隣接するため、第１の変圧ユニット２１のセンタータップおよび第２の変圧ユニット２２のセンタータップ（第１と第６のピンセット３１と４２および第１と第３の導電線Ｃ１とＣ３を含む）は、変圧モジュール１２の同じ側（即ち、第１側１３）に位置される。例えば、この実施形態では、第１の変圧ユニット２１の一次側コイルのセンタータップは、第４のピンセット３４および第２の導電線Ｃ２によって形成され、第１の変圧ユニット２１の二次側コイルのセンタータップは、第１のピンセット３１および第１の導電線Ｃ１によって形成される。第３のピンセット３３は、第１の変圧ユニット２１の二次側コイルのピンとして提供することができ、第２のピンセット３２は、第１の変圧ユニット２１の一次側コイルのピンとして提供することができる。同様に、第２の変圧ユニット２２の二次側コイルのセンタータップは、第６のピンセット４２および第３の導電線Ｃ３によって形成され、第２の変圧ユニット２２の一次側コイルのセンタータップは、第７のピンセット４３および第４の導電線Ｃ４によって形成される。第８のピンセット４４は、第２の変圧ユニット２２の二次側コイルのピンとして提供することができ、第５のピンセット４１は、第２の変圧ユニット２２の一次側コイルのピンとして提供することができる。

この実施形態では、第１の変圧ユニット２１の第２のピンセット３２および第３のピンセット３３は、各々一次側コイルのピンおよび二次側コイルのピンとして提供することができる。第４のピンセット３４および第１のピンセット３１は、各々一次側コイルおよび二次側コイルのセンタータップとして提供することができるが、第１の変圧ユニット２１の一次側コイルおよび二次側コイルは、実際のアプリケーションの要件に基づいて、交換されることができ、これに限定されるものではない。例えば、他の実施形態では（図３Ｂに示されるように）、第１の変圧ユニット２１の一次側コイルのセンタータップは、第３のピンセット３３および第１の導電線Ｃ１によって形成され、第１の変圧ユニット２１の二次側コイルのセンタータップは、第２のピンセット３２および第２の導電線Ｃ２によって形成される。第１のピンセット３１は、第１の変圧ユニット２１の一次側コイルのピンとして提供することができ、第４のピンセット３４は、第１の変圧ユニット２１の二次側コイルのピンとして提供することができる。同様に、第２の変圧ユニット２２の一次側コイルのセンタータップは、第８のピンセット４４および第３の導電線Ｃ３によって形成され、第２の変圧ユニット２２の二次側コイルのセンタータップは、第５のピンセット４１および第４の導電線Ｃ４によって形成される。第６のピンセット４２は、第２の変圧ユニット２２の一次側コイルのピンとして提供することができ、第７のピンセット４３は、第２の変圧ユニット２２の二次側コイルのピンとして提供することができる。

図４は、本発明の変圧装置の実施形態を表すもう１つの概略図である。図４に表されるように、変圧装置８０は、図１に表された変圧装置１０と同様であり、異なるのは、変圧装置８０が第３の変圧ユニット２３を更に含み、第３の変圧ユニット２３は、第２の変圧ユニット２２に隣接するところである。第３の変圧ユニット２３の構造は、図２に表された第２の変圧ユニット２０の構造と同様である。この実施形態では、第３の変圧ユニット２３は、変圧モジュール１２の第１側１３に配置されたピンセット５１と５２、および変圧モジュール１２の第２側１４に配置されたピンセット５３と５４を有する。

図５を参照すると、図５は、図４のＰＣＢ１１ｂの概略図である。図５に示されるように、図５のＰＣＢ１１ｂは、図３ａのＰＣＢ１１ａと同様であり、異なるのは、ＰＣＢ１１ａが第３の変圧ユニット２３のピンセットに対応するはんだパッドセット５１ａ、５２ａ、５３ａ、および５４ａを更に含むところである。図４および図５に表されるように、第２の変圧ユニット２２の第５のピンセット４１および第７のピンセット４３は、各々第３の変圧ユニット２３のピンセット５２および５４に隣接し、第４の導電線Ｃ４は、第７のピンセット４３に接続され、センタータップを形成し、第５の導電線Ｃ５は、ピンセット５４に接続され、センタータップを形成し、且つ第６の導電線Ｃ６は、ピンセット５１に接続され、センタータップを形成する。この実施形態では、第２の変圧ユニット２２および第３の変圧ユニット２３の２つの隣接するセンタータップは、全て変圧モジュール１２の第２側１４に配置される。

図６は、本発明の実施形態に基づいた変圧装置のもう１つの概略図である。図６に表されるように、変圧装置１００は、図４に表された変圧装置８０と同様であり、異なるのは、変圧装置１００の変圧モジュール１２が第４の変圧ユニット２４を更に含み、第４の変圧ユニット２４は、第３の変圧ユニット２２に隣接するところである。第４の変圧ユニット２４の構造は、図２に表された変圧ユニット２０の構造と同様である。この実施形態では、第４の変圧ユニット２４は、変圧モジュール１２の第１側１３に配置されたピンセット６１と６２、および変圧モジュール１２の第２側１４に配置されたピンセット６３と６４を有する。

図７を参照すると、図７は、図６に表されたＰＣＢ１１ｃの接続方法の概略図である。図７に表されるように、図７のＰＣＢ１１ｃは、図５のＰＣＢ１１ｂと同様であり、異なるところは、ＰＣＢ１１ｃが第４の変圧ユニット２４のピンセットに対応するはんだパッドセット６１ａ、６２ａ、６３ａ、および６４ａを更に含むところである。図６および図７に表されるように、第３の変圧ユニット２３のピンセット５１および５３は、各々第４の変圧ユニット２４のピンセット６２および６４に隣接し、第６の導電線Ｃ６は、ピンセット５１に接続され、センタータップを形成し、第７の導電線Ｃ７は、ピンセット６２に接続され、センタータップを形成し、且つ第８の導電線Ｃ８は、ピンセット６３に接続され、センタータップを形成する。この実施形態では、第３の変圧ユニット２３および第４の変圧ユニット２４の２つの隣接するセンタータップは、全て変圧モジュール１２の第１側１３に配置される。

図６および図７に表されるように、複数の変圧ユニット２１、２２、２３、および２４が並列して配置（即ち並べて配置）された時、センタータップの位置はＰＣＢの導電線によって決定されることができ、２つの隣接する変圧ユニットが同じ一次側コイル（または二次側コイル）のピンを隣接して有する。よって、異なる変圧器の一次側コイルと二次側コイル間の高電圧放電経路は、保護される。よって、本発明の変圧器の２つの隣接する変圧ユニットは、同じ一次側コイル（または二次側コイル）のピンを隣接して有し、変圧装置は、従来の方法より、より高い高電圧絶縁能力を有する。よって、本発明の変圧装置は、従来の変圧器の間隙より小さい間隙で高電圧絶縁試験を通過することができる。また、変圧器のレイアウト面積は、効果的に減少されることができる。

この発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は、これらを限定するものではないことは理解される。逆に、種々の変更及び同様の配置をカバーするものである（当業者には明白なように）。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。

１０、８０、１００変圧装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ回路基板
１２変圧モジュール
１３第１側
１４第２側
２１、２２、２３、２４変圧ユニット
３１、３２、３３、３４、４１、４２、４３、４４、５１、５２、５３、５４、６１、６２、６３、６４ピンセット
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａはんだパッドセット
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８導電線
６０磁気コア素子
６１０、６２０磁気コア
７１、７２巻線セット
７１０、７１１、７２０、７２１配線

Claims

変圧装置であって、
プリント回路基板、
前記プリント回路基板上に配置され、第１のピンセットと、第２のピンセットと、第３のピンセットと、第４のピンセットとを有し、前記第１、第２、第３および第４のピンセットの各々は、２つのピンからなる第１の変圧ユニット、および前記プリント回路基板上に配置され、前記第１の変圧ユニットに隣接し、且つ第５のピンセットと、第６のピンセットと、第７ピンセットと、第８のピンセットとを有し、前記第５、第６、第７および第８のピンセットの各々は、２つのピンからなる第２の変圧ユニットを含む変圧モジュール、
前記プリント回路基板上に配置され、前記第１のピンセットの各ピンまたは前記第３のピンセットの各ピンの何れかに電気的に接続するように構成される第１の導電線、
前記プリント回路基板上に配置され、前記第２のピンセットの各ピンまたは前記第４のピンセットの各ピンの何れかに電気的に接続するように構成される第２の導電線、
前記プリント回路基板上に配置され、前記第６のピンセットの各ピンまたは前記第８のピンセットの各ピンの何れかに電気的に接続するように構成される第３の導電線、および
前記プリント回路基板上に配置され、前記第５のピンセットの各ピンまたは前記第７のピンセットの各ピンの何れかに電気的に接続するように構成される第４の導電線を含み、
前記第１の変圧ユニットの前記第１のピンセットと前記第２のピンセット、および前記第２の変圧ユニットの前記第５のピンセットと前記第６のピンセットは、前記変圧モジュールの第１側に配置され、
前記第１の変圧ユニットの前記第３のピンセットと前記第４のピンセット、および前記第２の変圧ユニットの前記第７のピンセットと前記第８のピンセットは、前記第１側に相対する第２側に配置され、
前記第１の変圧ユニットの前記第１のピンセットと前記第３のピンセットは、前記第２の変圧ユニットの前記第６のピンセットと前記第８のピンセットに隣接する変圧装置。
前記第１の変圧ユニットは、第１の磁気コアを更に含み、前記第１、第２、第３および第４のピンセットは、前記第１の磁気コアに配置される請求項１に記載の変圧装置。
前記第２の変圧ユニットは、第１の磁気コアを更に含み、前記第５、第６、第７および第８のピンセットは、前記第１の磁気コアに配置される請求項１に記載の変圧装置。
前記第１の変圧ユニットは、各々前記第１の磁気コアに巻かれた第１および第２の巻線セットを更に含み、
前記第１の巻線セットは、前記第１および第３のピンセットに電気的に接続され、
前記第２の巻線セットは、前記第２および第４のピンセットに電気的に接続される請求項２に記載の変圧装置。
前記第２の変圧ユニットは、各々前記第１の磁気コアに巻かれた第１および第２の巻線セットを更に含み、
前記第１の巻線セットは、前記第５および第７のピンセットに電気的に接続され、
前記第２の巻線セットは、前記第６および第８のピンセットに電気的に接続される請求項３に記載の変圧装置。
前記第１および第２の巻線セットは、異なる方向で巻かれる請求項４に記載の変圧装置。
前記第１および第２の巻線セットは、異なる方向で巻かれる請求項５に記載の変圧装置。
前記第１および第２の導電線は、前記第１の変圧ユニットのセンタータップを形成するように構成され、前記第３および第４の導電線は、前記第２の変圧ユニットのセンタータップを形成するように構成される請求項１に記載の変圧装置。