JP7050566B2 - High frequency high output transformer - Google Patents
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Description
本発明は、高周波用高出力トランスに関する。 The present invention relates to a high frequency high output transformer.
電気・電子機器には、消費電力の低減等を図るため、通常、インバータとトランス(変圧器ともいう。)を内蔵している。高周波で使用されるトランスは、一般に、表皮効果に起因する抵抗の増大を抑えるために、周波数によって決まる表皮深さよりも小さな導体半径の電線が芯に巻回されたコイルを備えている。
このようなトランスにおいて、出力を高めるためには、芯に巻回される電線の導体断面積を増やす必要がある。この場合、上述のように表皮効果による抵抗増大を考慮すると大径の導体を有する電線の使用は避けることが重要であり、巻回する電線数を増やすことになる。電線数を増やす方法としては、一般的には、複数の電線を使って並列数を増やす方法、複数の素線をスパイラル状に撚り合わせたリッツ線を電線として使用する方法が挙げられる。
リッツ線を電線として巻回したコイルを備えたトランスとしては、例えば、高周波加熱装置に用いる昇圧トランスが特許文献1に記載されている。具体的には、この昇圧トランスは、絶縁された導体を複数束ねたリッツ線を更に絶縁物で被覆した電線を2次巻線(高圧小電流側コイル)として用いたものである。この昇圧トランスは、2次巻線を上述のように改良したものであり、素線の線径を細くして表皮効果の影響を抑えるとともに、リッツ線を絶縁物で被覆して絶縁性能を確保するものと記載されている。
Electrical and electronic devices usually have built-in inverters and transformers (also called transformers) in order to reduce power consumption. Transformers used at high frequencies generally include a coil around which a wire with a conductor radius smaller than the frequency-determined skin depth is wound around the core in order to suppress the increase in resistance due to the skin effect.
In such a transformer, in order to increase the output, it is necessary to increase the conductor cross section of the electric wire wound around the core. In this case, it is important to avoid the use of electric wires having a large diameter conductor in consideration of the increase in resistance due to the skin effect as described above, and the number of electric wires to be wound is increased. As a method for increasing the number of electric wires, generally, a method of increasing the number of parallel wires by using a plurality of electric wires and a method of using a litz wire obtained by twisting a plurality of strands in a spiral shape as an electric wire can be mentioned.
As a transformer provided with a coil wound by winding a litz wire as an electric wire, for example, a step-up transformer used in a high-frequency heating device is described in
トランスは、通常、入力側(1次側)コイル及び出力側(2次側)コイルを備えており、各コイルに印加される電流の電圧及び電流値が設定される。トランスでは、通常、相対的に、1次側コイル及び2次側コイルのいずれか一方が低圧大電流側コイルとなり、他方が高圧小電流側コイルとなる。
本発明において、低圧大電流側コイルとは、2つのコイルのうち相対的に、低圧大電流値の電流が流れるコイルを意味し、高圧小電流側コイルとは、2つのコイルのうち相対的に、高圧小電流値の電流が流れるコイルを意味する。
A transformer usually includes an input side (primary side) coil and an output side (secondary side) coil, and a voltage and a current value of a current applied to each coil are set. In a transformer, usually, one of the primary side coil and the secondary side coil is a low voltage large current side coil, and the other is a high voltage small current side coil.
In the present invention, the low-voltage high-current side coil means a coil in which a current having a low-pressure high-current value flows relatively among the two coils, and the high-pressure low-current-side coil means a coil in which a low-pressure high-current value current flows relatively. , Means a coil through which a high-voltage, small-current value current flows.
高周波用トランスの低圧大電流側コイルには、従来、上記表皮効果の影響を考慮して設計された導体と、導体の外周を被覆する薄膜の絶縁層とを有する電線が用いられてきた。このように絶縁層が薄膜に形成されるのは、この電線には低圧の電流を流すためである。また、芯の外周面であって互いに異なる外周面に巻回された電線を有してなる1次側コイル及び2次側コイルを備えたトランス(分離巻きトランスともいう。)の場合、1次側コイルと2次側コイルとが芯の同じ外周面に配置されるトランスと異なり、1次側コイルと2次側コイルとが高い絶縁性を保持している。そのため、各コイルに用いる電線の絶縁層は必要最低限の絶縁性を示す程度の厚さに設定されていた。更には、大電流によるジュール損失を防ぐ目的で占積率を高く設定する必要があり、これには絶縁層を可能な限り薄膜に形成することが有効な手段となっていた。 For the low-voltage, high-current side coil of a high-frequency transformer, an electric wire having a conductor designed in consideration of the influence of the skin effect and a thin film insulating layer covering the outer periphery of the conductor has been conventionally used. The reason why the insulating layer is formed in the thin film in this way is that a low voltage current flows through this electric wire. Further, in the case of a transformer (also referred to as a separate winding transformer) having a primary side coil and a secondary side coil having electric wires wound on the outer peripheral surfaces of the core and different from each other, the primary side coil is used. Unlike a transformer in which the side coil and the secondary coil are arranged on the same outer peripheral surface of the core, the primary coil and the secondary coil maintain high insulation. Therefore, the insulating layer of the electric wire used for each coil is set to a thickness sufficient to show the minimum necessary insulating property. Furthermore, it is necessary to set the space factor high for the purpose of preventing Joule loss due to a large current, and for this purpose, forming the insulating layer as thin as possible has been an effective means.
このような高周波用トランスに1000W以上の高出力を要求する場合、特に、低圧大電流側コイルでは抵抗が大きくなり、それに伴ってトランスの損失も大きくなる。そのため、低圧大電流側コイルに用いられる電線数を更に増やす必要がある。これにより、直流抵抗を小さくして損失を低減することができる。しかし、電線数を増すほど、電線間に作用する近接効果による交流抵抗が増大する。このような近接効果による影響は、例えば周波数が30kHz程度以上になると無視できなくなる。そのため、高周波用高出力トランスにおいては、単純に電線数を増やしても、抵抗値を低減する効果には限界があり、損失を十分に低減できない。
このように、低圧大電流側コイルに用いる電線として、上記のような表皮効果と占積率とを考慮して絶縁層を薄く形成するという従来の電線では、トランスの損失を更に低減するには限界があり、改善が望まれていた。
When a high output of 1000 W or more is required for such a high-frequency transformer, the resistance increases especially in the low-voltage large-current side coil, and the transformer loss also increases accordingly. Therefore, it is necessary to further increase the number of electric wires used for the low-voltage high-current side coil. As a result, the DC resistance can be reduced and the loss can be reduced. However, as the number of wires increases, the AC resistance due to the proximity effect acting between the wires increases. The influence of such a proximity effect cannot be ignored when the frequency becomes, for example, about 30 kHz or more. Therefore, in a high-frequency high-output transformer, even if the number of electric wires is simply increased, the effect of reducing the resistance value is limited, and the loss cannot be sufficiently reduced.
As described above, as the electric wire used for the low voltage and large current side coil, the conventional electric wire in which the insulating layer is thinly formed in consideration of the skin effect and the space factor as described above can further reduce the loss of the transformer. There was a limit and improvement was desired.
本発明は、低圧大電流側コイルに生じる抵抗を抑えて、損失が低減された高周波用高出力トランスを提供することを課題とする。
本発明において、トランスについて高周波とは、特に限定されないが、例えば作動周波数が30~150kHzであることをいう。また、トランスについて高出力とは、特に限定されないが、例えば1000W以上の出力をいい、その上限は例えば10kWである。
An object of the present invention is to provide a high-frequency output transformer with reduced loss by suppressing resistance generated in a low-voltage high-current side coil.
In the present invention, the high frequency of the transformer is not particularly limited, but means, for example, that the operating frequency is 30 to 150 kHz. The high output of the transformer is not particularly limited, but is, for example, an output of 1000 W or more, and the upper limit thereof is, for example, 10 kW.
本発明者らは、低圧大電流側コイルに従来用いられる電線とは逆に、電線の絶縁層を厚く形成(電線と導体部との外径差/2を大きく設定)したうえで、導体部と絶縁層との外径比(導体部の外径/電線の外径)を特定の範囲に設定した電線が、低圧大電流側コイルに用いた際に、直流抵抗と交流抵抗とをバランスよく低減して従来の低圧大電流側コイルでは達しえない低抵抗を可能とし、ひいてはトランスの損失を低減できることを見出した。本発明者らはこの知見に基づき更に研究を重ね、本発明をなすに至った。 The present inventors have formed a thick insulating layer of the electric wire (set a large outer diameter difference / 2 between the electric wire and the conductor portion), and then the conductor portion, contrary to the electric wire conventionally used for the low-voltage high-current side coil. When an electric wire with the outer diameter ratio (outer diameter of the conductor / outer diameter of the electric wire) set to a specific range is used for the low-voltage high-current side coil, the DC resistance and AC resistance are well-balanced. We have found that it is possible to reduce the resistance, which cannot be achieved by the conventional low-voltage, high-current side coil, and to reduce the loss of the transformer. Based on this finding, the present inventors have further studied and came to the present invention.
すなわち、本発明の課題は以下の手段によって達成された。
<1>芯の、異なる外周面に巻回された電線を有してなる1次側コイル及び2次側コイルを備えた高周波用高出力トランスであって、
前記1次側コイル及び前記2次側コイルのうち低圧大電流側コイルが有する前記電線が、導体部と該導体部の外周を覆う絶縁層とを有し、前記導体部の外径と前記電線の外径とについて、外径差/2([電線の外径-導体部の外径]/2)が70~260μmの範囲にあり、外径比(導体部の外径/電線の外径)が0.48~0.84の範囲にある高周波用高出力トランス。
<2>前記導体部の外径が、0.35mm以上1.00mm未満である<1>に記載の高周波用高出力トランス。
<3>前記電線が、素線またはリッツ線であって、素線の場合、前記導体部の外周を覆う絶縁層が、導線からなる該導体部に接した絶縁層であって、かつ、熱硬化性樹脂を含む素線絶縁層であり、リッツ線の場合、導線に接して熱硬化性樹脂を含む素線絶縁層を有する撚り線を含む<1>または<2>に記載の高周波用高出力トランス。
<4>前記熱硬化性樹脂を含む素線絶縁層の厚さが、8~18μmである<3>に記載の高周波用高出力トランス。
<5>前記導体部の外周を覆う絶縁層が2層以上の層構成を有し、このうち最外層の絶縁層が熱可塑性樹脂を含む<1>~<4>のいずれか1項に記載の高周波用高出力トランス。
<6>前記導体部の外周を覆う絶縁層が、3層以上の層構成を有する<1>~<5>のいずれか1項に記載の高周波用高出力トランス。
<7>前記導体部の外周を覆う絶縁層が、押出被覆層である<1>~<6>のいずれか1項記載の高周波用高出力トランス。
That is, the subject of the present invention has been achieved by the following means.
<1> A high-frequency high-output transformer provided with a primary side coil and a secondary side coil having electric wires wound around different outer peripheral surfaces of the core.
The electric wire of the primary side coil and the secondary side coil of the low pressure and high current side coil has a conductor portion and an insulating layer covering the outer periphery of the conductor portion, and the outer diameter of the conductor portion and the electric wire. The outer diameter difference / 2 ([outer diameter of the electric wire-outer diameter of the conductor part] / 2) is in the range of 70 to 260 μm, and the outer diameter ratio (outer diameter of the conductor part / outer diameter of the electric wire) is in the range of 70 to 260 μm. ) Is in the range of 0.48 to 0.84, which is a high output transformer for high frequencies.
<2> The high-frequency output transformer according to <1>, wherein the outer diameter of the conductor portion is 0.35 mm or more and less than 1.00 mm.
<3> When the electric wire is a wire or a litz wire and the wire is a wire, the insulating layer covering the outer periphery of the conductor portion is an insulating layer made of a conducting wire in contact with the conductor portion and heat. The high frequency height according to <1> or <2>, which is a wire insulating layer containing a curable resin, and in the case of a litz wire, includes a stranded wire having a wire insulating layer containing a thermosetting resin in contact with a conducting wire. Output transformer.
<4> The high-frequency output transformer according to <3>, wherein the wire insulating layer containing the thermosetting resin has a thickness of 8 to 18 μm.
<5> The item according to any one of <1> to <4>, wherein the insulating layer covering the outer periphery of the conductor portion has a layer structure of two or more, and the insulating layer of the outermost layer contains a thermoplastic resin. High frequency transformer for high frequency.
<6> The high frequency output transformer according to any one of <1> to <5>, wherein the insulating layer covering the outer periphery of the conductor portion has a layer structure of three or more layers.
<7> The high-frequency high-output transformer according to any one of <1> to <6>, wherein the insulating layer covering the outer periphery of the conductor portion is an extrusion coating layer.
本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。 The numerical range represented by using "-" in the present specification means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.
本発明により、低圧大電流側コイルに生じる抵抗を抑えて、損失が低減された高周波用高出力トランスの提供が可能となった。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a high-frequency output transformer with reduced loss by suppressing the resistance generated in the low-voltage high-current side coil.
<<高周波用高出力トランス>>
本発明の高周波用高出力トランス(以下、単に本発明のトランスということがある。)は、芯の外周面であって互いに異なる外周面に巻回された電線を有してなる1次側コイル及び2次側コイルを備えた高周波用高出力トランスである。このトランスにおいて、1次側コイル及び2次側コイルのうち低圧大電流側コイルが有する電線が下記構成(1)~(3)を有する。低圧大電流側コイルにこの電線を用いることにより、このコイルに生じる抵抗値を小さくすることができ、高周波用高出力トランスの損失を従来のトランスよりも更に低減できる。更には、近年の小型軽量化にも資すこともできる。
(1)導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁層とを有する。
(2)導体部の外径と電線の外径との外径差/2([電線の外径-導体部の外径]/2)が70~260μm
(3)導体部の外径と電線の外径との外径比(導体部の外径/電線の外径)が0.48~0.84
<< High-frequency output transformer >>
The high-frequency output transformer of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as the transformer of the present invention) is a primary coil having an electric wire wound on an outer peripheral surface of a core and different from each other. It is a high-frequency output transformer equipped with a secondary coil. In this transformer, among the primary side coil and the secondary side coil, the electric wire contained in the low voltage large current side coil has the following configurations (1) to (3). By using this electric wire for the low-voltage high-current side coil, the resistance value generated in this coil can be reduced, and the loss of the high-frequency high-output transformer can be further reduced as compared with the conventional transformer. Furthermore, it can also contribute to the recent reduction in size and weight.
(1) It has a conductor portion and an insulating layer that covers the outer periphery of the conductor portion.
(2) The difference in outer diameter between the outer diameter of the conductor and the outer diameter of the electric wire / 2 ([outer diameter of the electric wire-outer diameter of the conductor] / 2) is 70 to 260 μm.
(3) The outer diameter ratio (outer diameter of the conductor / outer diameter of the electric wire) between the outer diameter of the conductor and the outer diameter of the electric wire is 0.48 to 0.84.
<電線>
本発明のトランスについて、まず、低圧大電流側コイルに用いる電線について、説明するが、本発明はこれに限定されない。
低圧大電流側コイルに用いる電線は、導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁層とを有していれば、それ例外の構成は特に限定されない。例えば、導体部と絶縁層とからなる素線(単線ともいう。)であってもよく、複数の素線を撚合わせてなる撚り線(リッツ線ともいう。)であってもよい。
電線が素線である場合、電線は、導体部としての導線と、この導線の外周を覆う絶縁層とを有する。
<Electric wire>
Regarding the transformer of the present invention, first, the electric wire used for the low-voltage high-current side coil will be described, but the present invention is not limited thereto.
The electric wire used for the low-voltage high-current side coil is not particularly limited as long as it has a conductor portion and an insulating layer covering the outer periphery of the conductor portion. For example, it may be a strand of wire (also referred to as a single wire) composed of a conductor portion and an insulating layer, or may be a stranded wire (also referred to as a litz wire) formed by twisting a plurality of strands.
When the electric wire is a wire, the electric wire has a conducting wire as a conductor portion and an insulating layer covering the outer periphery of the conducting wire.
電線が撚り線である場合、例えば図2を参照して説明すると、電線10Bは複数の素線10aが撚り合わされてなる撚り線部13Aと、撚り線部13Aの外周を(複数の素線10aを一体的に)覆う外部絶縁層14Aとを有している。撚り線部13Aを形成する素線10aは、導線11と、この導線11の外周を覆う素線絶縁層(内部絶縁層ともいう。)12Aを有している。
撚り線において、導体部とは、撚り線の軸線に垂直な断面において、撚り線部の半径方向に対して最外列に配置された複数の素線(図17においては中央に配列された素線以外の6本の素線10a)中の各導線に外接する仮想外接円(図17において破線で示す円)で規定される部分をいう。換言すると、撚り線部の半径方向に対して最外列に配置された素線の、半径方向外側に存在する素線絶縁層を除外した部分それぞれに外接する仮想外接円で規定される部分をいう。また、絶縁層とは、撚り線の軸線に垂直な断面において、上記仮想外接円で規定される部分の外側に存在する層をいう。すなわち、この断面において、撚り線部の半径方向に対して最外列に配置された素線の、半径方向外側に存在する素線絶縁層と外部絶縁層とからなる層をいう。
ここで、上述の、撚り線部の半径方向に対して最外列に配置された素線とは、撚り線部の半径方向に互いに隣接して配置された素線のうち最外列に位置する素線をいう。
When the electric wire is a stranded wire, for example, to explain with reference to FIG. 2, the
In the stranded wire, the conductor portion is a plurality of strands arranged in the outermost row with respect to the radial direction of the stranded wire portion in a cross section perpendicular to the axis of the stranded wire (elements arranged in the center in FIG. 17). A portion defined by a virtual circumscribed circle (a circle shown by a broken line in FIG. 17) circumscribing each conducting wire in six
Here, the above-mentioned strands arranged in the outermost row with respect to the radial direction of the stranded wire portion are located in the outermost row among the strands arranged adjacent to each other in the radial direction of the stranded wire portion. The wire to be used.
本発明のトランスに用いる電線(以下、本発明に用いる電線ということがある。)は、導体部の外径と電線の外径との外径差の0.5倍([電線の外径-導体部の外径]/2、以下、半径差ともいう。)が70~260μmである。この半径差が小さすぎると導体部の外径が大きくなりすぎるため、交流抵抗の低減が十分ではなく、一方、半径差が大きすぎると導体部の外径が小さくなりすぎるため、交流抵抗の低減は可能であるが、直流抵抗の低減が十分ではなく、いずれにしても直流抵抗と交流抵抗をバランスよく低減できない。すなわち、上述のように、従来、薄い層厚に形成される電線の絶縁層を、上記範囲を満たす厚い層厚に形成することにより、後述する外径比の設定と相まって、直流抵抗と交流抵抗とをバランスよく低減できる。そのため、コイルの抵抗及びトランスの損失を低減できる。更には、コイル及びトランスの小型軽量化にも資すこともできる。
上記トランスの損失低減の点で、上記半径差は、電線が素線の場合、90~260μmが好ましく、電線がリッツ線の場合、70~240μmが好ましい。さらに上記半径差が大きいということは絶縁層が厚いということであり、導体に比べて弾性が大きい絶縁層が厚いと、電線同士の接触面が大きくなり、熱抵抗が小さくなる効果も見込まれる。
導体部と電線との半径差は、電線の外径と導体部の外径との差分の半分(図1及び図17に示すDd)であり、導体部よりも外側に形成された絶縁層の厚さ、すなわち、撚り線部の最外列に配置された素線の素線絶縁層と上記外部絶縁層との合計厚さということもできる。
The electric wire used for the transformer of the present invention (hereinafter, may be referred to as an electric wire used in the present invention) is 0.5 times the outer diameter difference between the outer diameter of the conductor portion and the outer diameter of the electric wire ([Outer diameter of electric wire-]. The outer diameter of the conductor portion] / 2, hereinafter also referred to as a radius difference) is 70 to 260 μm. If this radius difference is too small, the outer diameter of the conductor portion becomes too large, so the reduction of AC resistance is not sufficient. On the other hand, if the radius difference is too large, the outer diameter of the conductor portion becomes too small, so that the AC resistance is reduced. However, the reduction of DC resistance is not sufficient, and in any case, the DC resistance and AC resistance cannot be reduced in a well-balanced manner. That is, as described above, by forming the insulating layer of the electric wire, which is conventionally formed with a thin layer thickness, into a thick layer thickness satisfying the above range, the DC resistance and the AC resistance are combined with the setting of the outer diameter ratio described later. Can be reduced in a well-balanced manner. Therefore, the resistance of the coil and the loss of the transformer can be reduced. Furthermore, it can also contribute to reducing the size and weight of coils and transformers.
In terms of reducing the loss of the transformer, the radius difference is preferably 90 to 260 μm when the electric wire is a strand, and 70 to 240 μm when the electric wire is a litz wire. Further, the fact that the radius difference is large means that the insulating layer is thick, and if the insulating layer having a larger elasticity than the conductor is thick, the contact surface between the electric wires becomes large, and the effect of reducing the thermal resistance is expected.
The radius difference between the conductor portion and the electric wire is half of the difference between the outer diameter of the electric wire and the outer diameter of the conductor portion (Dd shown in FIGS. 1 and 17), and the insulating layer formed outside the conductor portion. It can also be said to be the thickness, that is, the total thickness of the wire insulating layer of the wire arranged in the outermost row of the stranded wire portion and the external insulating layer.
電線の外径は、電線が素線の場合、素線の外径をいい、電線がリッツ線の場合、撚り線の軸線に垂直な断面において、外部絶縁層の外周面に外接する仮想外接円の直径とする。電線の半径は電線の外径の0.5倍とする。電線の外径は、素線の外径や外部絶縁層の厚さ等により調整でき、定法により測定又は算出することができる。
導体部の外径は、電線が素線の場合、後述する導線の外径Dc(図1参照)をいい、電線がリッツ線の場合、撚り線の軸線に垂直な断面において、導体部を規定する上記仮想外接円の直径Dc(図17参照)とする。導体部の半径は導体部の外径Dcの0.5倍とする。導体部の外径Dcは、導線の外径や素線絶縁層の厚さ等により調整でき、定法により測定又は算出することができる。
電線及び導体部の上記断面における仮想外接円が真円でない場合、外径は、それぞれ、仮想外接円と等面積の真円における直径とする。本発明において、仮想外接円の直径という場合、同じとする。
When the wire is a wire, the outer diameter of the wire is the outer diameter of the wire, and when the wire is a litz wire, it is a virtual circumscribed circle that circumscribes the outer peripheral surface of the outer insulating layer in a cross section perpendicular to the axis of the stranded wire. The diameter of. The radius of the wire shall be 0.5 times the outer diameter of the wire. The outer diameter of the electric wire can be adjusted by the outer diameter of the wire, the thickness of the external insulating layer, and the like, and can be measured or calculated by a conventional method.
The outer diameter of the conductor part refers to the outer diameter Dc (see FIG. 1) of the conducting wire described later when the electric wire is a wire, and when the electric wire is a litz wire, the conductor part is defined in the cross section perpendicular to the axis of the stranded wire. The diameter Dc of the virtual circumscribed circle (see FIG. 17). The radius of the conductor portion is 0.5 times the outer diameter Dc of the conductor portion. The outer diameter Dc of the conductor portion can be adjusted by the outer diameter of the conducting wire, the thickness of the wire insulating layer, and the like, and can be measured or calculated by a conventional method.
If the virtual circumscribed circle in the above cross section of the electric wire and the conductor portion is not a perfect circle, the outer diameter shall be the diameter of the perfect circle having the same area as the virtual circumscribed circle, respectively. In the present invention, the diameter of the virtual circumscribed circle is the same.
本発明に用いる電線は、導体部の外径と電線の外径との外径比(導体部の外径/電線の外径)が0.48~0.84である。外径比が小さすぎると、導体径が小さくなりすぎ、直流抵抗が大きくなってしまうため、コイルの抵抗を低減できなくなる。一方、外径比が大きすぎると、コイルのサイズを保持したままでは抵抗の低減は見込めない。すなわち、上記外径比を上記範囲に設定することにより、上述の半径差の設定と相まって、必要によりコイル及びトランスの小型軽量化に応えつつも、直流抵抗と交流抵抗とをバランスよく低減できる。上記のように半径差を大きくすることに対して外径比を小さくすると、大型化を避けるとともに導体部の外径を小さくできる。これにより、直流抵抗の増大が見込まれるが、磁界の影響が低減され、加えて導体部同士の距離が増して近接効果の発生を抑えることができ、交流抵抗を効果的に低減できる。そのため、コイルの抵抗及びトランスの損失を低減できる。
上記トランスの損失低減の点で、上記外径比は、電線が素線の場合、0.48~0.82が好ましく、電線がリッツ線の場合、0.51~0.84が好ましい。
The electric wire used in the present invention has an outer diameter ratio (outer diameter of the conductor portion / outer diameter of the electric wire) of 0.48 to 0.84 between the outer diameter of the conductor portion and the outer diameter of the electric wire. If the outer diameter ratio is too small, the conductor diameter becomes too small and the DC resistance becomes large, so that the resistance of the coil cannot be reduced. On the other hand, if the outer diameter ratio is too large, the resistance cannot be expected to be reduced while maintaining the coil size. That is, by setting the outer diameter ratio in the above range, in combination with the setting of the radius difference described above, it is possible to reduce the DC resistance and the AC resistance in a well-balanced manner while responding to the miniaturization and weight reduction of the coil and the transformer as necessary. By reducing the outer diameter ratio with respect to the larger radius difference as described above, it is possible to avoid an increase in size and reduce the outer diameter of the conductor portion. As a result, the DC resistance is expected to increase, but the influence of the magnetic field is reduced, and in addition, the distance between the conductor portions is increased to suppress the occurrence of the proximity effect, and the AC resistance can be effectively reduced. Therefore, the resistance of the coil and the loss of the transformer can be reduced.
In terms of reducing the loss of the transformer, the outer diameter ratio is preferably 0.48 to 0.82 when the electric wire is a strand, and 0.51 to 0.84 when the electric wire is a litz wire.
電線の外径及び導体部の外径は、上述した通りである。
上記外径比は、電線及び導体部の外径をそれぞれ求め、電線の外径に対する導体部の外径の比を算出することにより、求めることができる。上記外径比は、電線及び導体部の外径をそれぞれ調整することにより、設定できる。
本発明では、上記構成(2)および(3)において、導体部の外径は、0.35mm以上1.00mm未満が好ましい。
なかでも、導体部の外径は、電線が素線である場合、0.35~0.9mmがより好ましく、0.4~0.9mmがさらに好ましい。一方、電線がリッツ線の場合である場合、0.35~0.85mmがより好ましく、0.4~0.85mmがさらに好ましい。
The outer diameter of the electric wire and the outer diameter of the conductor portion are as described above.
The outer diameter ratio can be obtained by obtaining the outer diameters of the electric wire and the conductor portion, respectively, and calculating the ratio of the outer diameter of the conductor portion to the outer diameter of the electric wire. The outer diameter ratio can be set by adjusting the outer diameters of the electric wire and the conductor portion, respectively.
In the present invention, in the above configurations (2) and (3), the outer diameter of the conductor portion is preferably 0.35 mm or more and less than 1.00 mm.
Among them, the outer diameter of the conductor portion is more preferably 0.35 to 0.9 mm, still more preferably 0.4 to 0.9 mm when the electric wire is a wire. On the other hand, when the electric wire is a litz wire, 0.35 to 0.85 mm is more preferable, and 0.4 to 0.85 mm is further preferable.
上記構成(1)~(3)を満たす電線を低圧大電流側コイルに用いることにより、コイルにおいて、電線間の距離を十分に確保して近接効果を低減でき、しかも直流抵抗値と交流抵抗とのバランスが取れることにより、抵抗値が低減できる。その結果、高周波用高出力トランスの損失を従来のトランスよりも更に低減できる。
低圧大電流側コイルに用いる従来の電線は、上述のように絶縁性能確保のために必要な薄層に形成されている。しかし、本発明では、用いる電線の絶縁層を厚くすることで導体間の距離を大きくし、近接効果を低減して、コイルの抵抗値を低減する。その一方で、単に絶縁層を厚くするだけでは、コイルないしはトランスのサイズが大きくなってしまうので、導体部の外径を細くする。導体部の外径を細くすると、直流抵抗は増加するが、細い分だけ磁界を受けにくくなる要因と、導体間距離が大きくなる要因により近接効果による交流抵抗は低減する。本発明では、上記半径差を満たしたうえで、更に導体部の外径と電線の外径との外径比を特定の範囲に設定することにより、直流抵抗と交流抵抗のバランスを取り、コイルの抵抗値を低減可能とする。上記半径差及び外径比を規定する本発明では、導線を形成する銅等よりも絶縁層を形成する樹脂の使用比率が高くなり、上記抵抗の低減効果及び小型化に加えて、コストダウンを図るという効果も奏する。
By using the electric wire satisfying the above configurations (1) to (3) for the low voltage and large current side coil, it is possible to secure a sufficient distance between the electric wires in the coil and reduce the proximity effect, and also to reduce the DC resistance value and the AC resistance. The resistance value can be reduced by balancing the above. As a result, the loss of the high-frequency output transformer can be further reduced as compared with the conventional transformer.
The conventional electric wire used for the low-voltage high-current side coil is formed in a thin layer necessary for ensuring the insulation performance as described above. However, in the present invention, by thickening the insulating layer of the electric wire used, the distance between the conductors is increased, the proximity effect is reduced, and the resistance value of the coil is reduced. On the other hand, simply thickening the insulating layer increases the size of the coil or transformer, so the outer diameter of the conductor portion is reduced. When the outer diameter of the conductor portion is reduced, the DC resistance is increased, but the AC resistance due to the proximity effect is reduced due to the factor that the magnetic field is less likely to be received due to the smaller diameter and the factor that the distance between the conductors is increased. In the present invention, the coil is balanced between DC resistance and AC resistance by satisfying the above radius difference and further setting the outer diameter ratio between the outer diameter of the conductor portion and the outer diameter of the electric wire to a specific range. It is possible to reduce the resistance value of. In the present invention that defines the radius difference and the outer diameter ratio, the ratio of the resin that forms the insulating layer is higher than that of copper or the like that forms the conducting wire, and in addition to the resistance reduction effect and miniaturization, cost reduction is achieved. It also has the effect of trying.
本発明に用いる電線の外径は、上記半径差及び外径比を満たす限り特に限定されない。その一例を挙げると、例えば0.5~1.2mmが好ましい。
本発明に用いる電線において、導体部の外径は、上記半径差及び外径比を満たす限り特に限定されない。その一例を挙げると、例えば0.2~1.0mmが好ましい。
本発明に用いる電線は、表皮効果を防ぐため、また大電流に必要な導体断面積を確保するため、更にはコイルの大型化を抑制するため、複数の素線を撚り合わせたリッツ線が好ましい。
本発明に用いる電線の断面形状は、特に限定されず、円形でも矩形(平角形状)でもよいが、円形(丸線)が好ましい。
The outer diameter of the electric wire used in the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned radius difference and outer diameter ratio are satisfied. As an example, for example, 0.5 to 1.2 mm is preferable.
In the electric wire used in the present invention, the outer diameter of the conductor portion is not particularly limited as long as the above-mentioned radius difference and outer diameter ratio are satisfied. As an example, for example, 0.2 to 1.0 mm is preferable.
The electric wire used in the present invention is preferably a litz wire obtained by twisting a plurality of strands in order to prevent a skin effect, to secure a conductor cross section required for a large current, and to suppress an increase in the size of a coil. ..
The cross-sectional shape of the electric wire used in the present invention is not particularly limited and may be circular or rectangular (flat shape), but circular (round wire) is preferable.
本発明において、電線を形成する層は、いずれも、単層であっても2層以上の複数層であってもよい。本発明において、層の層数は、層を形成する樹脂及び添加剤の種類及び含有量の異同にかかわらず、層を断面観察することによって、決定される。具体的には、ある層の断面を倍率200倍で観察したときに、年輪状の境界を確認できない場合、ある層の総数は1とし、年輪状の境界を確認できる場合、ある層の層数は(境界数+1)とする。 In the present invention, the layer forming the electric wire may be a single layer or a plurality of two or more layers. In the present invention, the number of layers is determined by observing a cross section of the layer regardless of the type and content of the resin and the additive forming the layer. Specifically, when the cross section of a certain layer is observed at a magnification of 200 times, if the annual ring-shaped boundary cannot be confirmed, the total number of the certain layers is set to 1, and if the annual ring-shaped boundary can be confirmed, the number of layers of the certain layer. Is (number of boundaries + 1).
- 素線 -
本発明に用いる電線が素線である場合、この素線は、導線と絶縁層とを有し、上記構成(2)及び(3)を満足するものであれば、それ以外の構成は特に限定されない。
-Strand wire-
When the electric wire used in the present invention is a wire, the wire has a conducting wire and an insulating layer, and if the wires satisfy the above configurations (2) and (3), the other configurations are particularly limited. Not done.
(導線)
導線としては、従来、コイル用等の巻線で用いられているものを使用することができる。好ましくは、酸素含有量が30ppm以下(より好ましくは20ppm以下)の低酸素銅若しくは素銅からなる銅線が挙げられる。
導線の断面形状は、円形でも矩形(平角形状)でもよいが、円形が好ましい。
導線の外径φ(線径)は、上記構成(2)及び(3)を満足するものであれば特に限定されない。
本発明では、特に、リッツ線の場合、0.1~0.3mmが好ましく、0.15~0.25mmがより好ましい。
(Conductor)
As the conducting wire, those conventionally used for windings for coils and the like can be used. Preferred are copper wires made of low oxygen copper or plain copper having an oxygen content of 30 ppm or less (more preferably 20 ppm or less).
The cross-sectional shape of the conducting wire may be circular or rectangular (flat shape), but circular shape is preferable.
The outer diameter φ (wire diameter) of the conducting wire is not particularly limited as long as it satisfies the above configurations (2) and (3).
In the present invention, particularly in the case of litz wire, 0.1 to 0.3 mm is preferable, and 0.15 to 0.25 mm is more preferable.
(絶縁層)
素線が有する絶縁層は、導線の外周に形成される。この絶縁層は、樹脂成分として好ましくは熱硬化性樹脂を含む素線絶縁層(エナメル層ともいう。)を有していることが好ましく、更に、図1に示されるように、エナメル層12Aの外周に、樹脂成分として好ましくは熱可塑性樹脂を含有する外部絶縁層12Bを有していてもよい。
(Insulation layer)
The insulating layer of the wire is formed on the outer periphery of the conductor. This insulating layer preferably has a wire insulating layer (also referred to as an enamel layer) containing a thermosetting resin as a resin component, and further, as shown in FIG. 1, of the
素線絶縁層を形成する熱硬化性樹脂としては、電線で通常用いられる熱硬化性樹脂であれば、特に制限されることなく、用いることができる。例えば、ポリアミドイミド(PAI)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエステルイミド(PEsI)、ポリウレタン(PU)、ポリエステル(PEst)、ポリベンゾイミダゾール、メラミン樹脂又はエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリウレタン又はポリエステルが好ましい。熱硬化性樹脂は、1種又は2種以上含有していてもよい。 As the thermosetting resin forming the wire insulating layer, any thermosetting resin usually used for electric wires can be used without particular limitation. For example, polyamide-imide (PAI), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), polyesterimide (PEsI), polyurethane (PU), polyester (PEst), polybenzoimidazole, melamine resin, epoxy resin and the like can be mentioned. Of these, polyamideimide, polyimide, polyetherimide, polyesterimide, polyurethane or polyester are preferable. The thermosetting resin may be contained alone or in combination of two or more.
この素線絶縁層は、電線で通常用いられる各種の添加剤を含有していてもよい。この場合、添加剤の含有量としては、特に限定されないが、樹脂成分100質量部に対して、5質量以下が好ましく、3質量部以下がより好ましい。 This wire insulating layer may contain various additives usually used for electric wires. In this case, the content of the additive is not particularly limited, but is preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the resin component.
素線絶縁層の厚さは、特に限定されないが、電線間の絶縁性を確保し、更には導線の占積率を高める点で、例えば、8~18μmが好ましい。 The thickness of the wire insulating layer is not particularly limited, but is preferably 8 to 18 μm in terms of ensuring the insulating property between the electric wires and further increasing the space factor of the conducting wire.
素線絶縁層は、公知の方法により、形成できる。例えば、導線等の外周に、熱硬化性樹脂等の樹脂成分のワニスを塗布して焼付けする方法が好ましい。このワニスは樹脂成分と、溶媒と、必要により、樹脂成分の硬化剤又は各種の添加剤とを含有する。溶媒は、有機溶媒が好ましく、樹脂成分を溶解又は分散できるものが適宜に選択される。
ワニスの塗布方法は、通常の方法を選択することができ、例えば、導線の断面形状と相似形若しくは略相似形の開口を有するワニス塗布用ダイスを用いる方法等が挙げられる。ワニスの焼付けは、通常、焼付炉で行われる。このときの条件は、樹脂成分又は溶媒の種類等に応じて一義的に決定できないが、例えば、炉内温度400~650℃にて通過時間を10~90秒の条件が挙げられる。
The wire insulating layer can be formed by a known method. For example, a method of applying a varnish of a resin component such as a thermosetting resin to the outer periphery of a conducting wire or the like and baking it is preferable. This varnish contains a resin component, a solvent, and if necessary, a curing agent for the resin component or various additives. The solvent is preferably an organic solvent, and a solvent capable of dissolving or dispersing the resin component is appropriately selected.
As the method for applying the varnish, a normal method can be selected, and examples thereof include a method using a varnish coating die having an opening similar to or substantially similar to the cross-sectional shape of the conducting wire. The varnish is usually baked in a baking oven. The conditions at this time cannot be uniquely determined depending on the type of resin component or solvent, and examples thereof include conditions where the furnace temperature is 400 to 650 ° C. and the transit time is 10 to 90 seconds.
素線が有していてもよい外部絶縁層としては、電線が通常有する絶縁層であれば特に限定されない。素線が有していてもよい外部絶縁層は、1本の導線を被覆すること以外は、例えば後述するリッツ線が有する外部絶縁層と同義であり、好ましい態様も同じである。 The external insulating layer that the wire may have is not particularly limited as long as it is an insulating layer that an electric wire usually has. The external insulating layer that the strands may have is synonymous with, for example, the external insulating layer of the litz wire described later, except that it covers one conducting wire, and the preferred embodiment is also the same.
特に限定されるものではないが、本発明に用いる好ましい素線の一例として図1に示す素線が挙げられる。
この素線10Aは、導線11と、導線11の外周面に配置された素線絶縁層12Aと、素線絶縁層12Aの外周面に配置された外部絶縁層12Bとからなる。この素線10Aにおいて、絶縁層12は素線絶縁層12Aと外部絶縁層12Bとからなる。
Although not particularly limited, the wire shown in FIG. 1 is mentioned as an example of a preferable wire used in the present invention.
The
- リッツ線 -
リッツ線は、上述のように、複数の素線が撚り合わされてなる撚り線部と、撚り線部の外周を覆う外部絶縁層とを有し、上記構成(2)及び(3)を満足するものであれば、それ以外の構成は特に限定されない。
リッツ線を形成する素線は、上記素線と同義であるが、導線と素線絶縁層とからなるもの(外部絶縁層を有さないもの)が好ましい。
-Ritz line-
As described above, the litz wire has a stranded wire portion in which a plurality of strands are twisted together and an external insulating layer covering the outer periphery of the stranded wire portion, and satisfies the above configurations (2) and (3). As long as it is a thing, other configurations are not particularly limited.
The strands forming the litz wire are synonymous with the above strands, but those composed of a conducting wire and a strand insulating layer (those having no external insulating layer) are preferable.
(撚り線部)
撚り線部を形成する素線の数としては、2本以上であれば特に限定されないが、素線の整列性を考えると1本の周囲に6本を配置した7本以上が好ましく、交流抵抗と実用的な加工性を考えると100本以下が好ましい。特に整列性を考えると、より好ましくは7~37本である。
素線を撚り合わせる際の、素線の配置、撚り方向、撚りピッチ等は、用途等に応じて、適宜に設定できる。
(Strand wire part)
The number of strands forming the stranded wire portion is not particularly limited as long as it is two or more, but considering the alignment of the strands, seven or more wires in which six wires are arranged around one wire are preferable, and AC resistance. Considering practical workability, 100 or less is preferable. Especially considering the alignment, the number is more preferably 7 to 37.
The arrangement, twisting direction, twisting pitch, etc. of the strands when twisting the strands can be appropriately set according to the application and the like.
(外部絶縁層)
外部絶縁層は、複数本の素線を被覆する層であればよく、樹脂成分として後述する熱可塑性樹脂を含有する層が好ましい。外部絶縁層の厚さは、上述の半径差及び外径比を満たす限り、特に限定されない。例えば、外部絶縁層の厚さは、52~252μmが好ましい。
外部絶縁層は、複数本の素線を被覆することができれば、素線の被覆態様等は特に限定されない。この外部絶縁層は、押出成形(押出被覆)することにより形成された層(押出被覆層)が好ましい。
(External insulation layer)
The external insulating layer may be a layer that covers a plurality of strands, and a layer containing a thermoplastic resin described later as a resin component is preferable. The thickness of the external insulating layer is not particularly limited as long as the above-mentioned radius difference and outer diameter ratio are satisfied. For example, the thickness of the external insulating layer is preferably 52 to 252 μm.
As long as the external insulating layer can cover a plurality of strands, the mode of covering the strands is not particularly limited. The external insulating layer is preferably a layer (extruded coating layer) formed by extrusion molding (extrusion coating).
外部絶縁層は、上述のように2層以上の積層構造とすることができるが、好ましくは3層以上、より好ましくは3~5層の積層構造とすることができる。3層以上の積層構造とすると、電線の十分な沿面距離を確保できるので、本発明のトランスにおいて、通常絶縁性を確保するために用いられる絶縁テープを省略することができる。これにより、トランスの小型化にも効果的である。
外部絶縁層が積層構造を有する場合、各層の厚さは、各層の合計厚さが上述の半径差及び外径比を満たすものであれば特に限定されない。例えば、内側層、中間層及び外側層を有する場合、各層の厚さは13~130μmが好ましい。各層の厚さは同じでもよく、それぞれが異なっていてもよい。
The external insulating layer may have a laminated structure of two or more layers as described above, but may preferably have a laminated structure of three or more layers, more preferably three to five layers. When the laminated structure has three or more layers, a sufficient creepage distance of the electric wire can be secured, so that the insulating tape normally used for ensuring the insulating property can be omitted in the transformer of the present invention. This is also effective in reducing the size of the transformer.
When the external insulating layer has a laminated structure, the thickness of each layer is not particularly limited as long as the total thickness of each layer satisfies the above-mentioned radius difference and outer diameter ratio. For example, when having an inner layer, an intermediate layer and an outer layer, the thickness of each layer is preferably 13 to 130 μm. The thickness of each layer may be the same or different.
外部絶縁層は、樹脂成分として、好ましくは熱可塑性樹脂を含有する。熱可塑性樹脂としては、電線又は巻線で通常用いられる熱可塑性樹脂であれば、特に限定されることなく、用いることができる。例えば、ポリアミド(ナイロン)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンエーテル(PPE、変性ポリフェニレンエーテルを含む)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、超高分子量ポリエチレン等の汎用エンジニアリングプラスチックの他、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリレート(PAR)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK、変性PEEKを含む)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、熱可塑性ポリイミド樹脂(TPI)、熱可塑性ポリアミドイミド(TPAI)、液晶ポリエステル等のスーパーエンジニアリングプラスチック、更に、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートをベース樹脂とするポリマーアロイ、ABS/ポリカーボネート、ナイロン6,6、芳香族ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル/ナイロン6,6、ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン、ポリブチレンテレフタレート/ポリカーボネート等の上記エンジニアリングプラスチックを含むポリマーアロイが挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種又は2種以上含有していてもよい。
The external insulating layer preferably contains a thermoplastic resin as a resin component. The thermoplastic resin is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin usually used for electric wires or windings. For example, polyamide (nylon), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polyphenylene ether (including PPE and modified polyphenylene ether), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), super In addition to general-purpose engineering plastics such as high-molecular-weight polyethylene, polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate (PAR), polyetherketone (PEK), polyaryletherketone (PAEK), Tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE), polyetheretherketone (including PEEK and modified PEEK), polyetherketoneketone (PEKK), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetra Super engineering plastics such as fluoroethylene (PTFE), thermoplastic polyimide resin (TPI), thermoplastic polyamideimide (TPAI), liquid crystal polyester, and polymer alloys based on polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, ABS / polycarbonate, Examples thereof include polymer alloys containing the above engineering plastics such as
外部絶縁層が積層構造を有する場合、各層に最大含有量で含まれる樹脂成分は、互いに、同じでも異なるものでもよい。 When the external insulating layer has a laminated structure, the resin components contained in each layer at the maximum content may be the same or different from each other.
外部絶縁層は、電線で通常用いられる各種の添加剤を含有していてもよい。この場合、添加剤の含有量としては、特に限定されないが、樹脂成分100質量部に対して、5質量以下が好ましく、3質量部以下がより好ましい。 The external insulating layer may contain various additives usually used for electric wires. In this case, the content of the additive is not particularly limited, but is preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the resin component.
外部絶縁層は、撚り線部の外周に、樹脂組成物を押出成形することにより、形成することが好ましい。樹脂組成物は、上述の樹脂成分と、必要により各種の添加剤とを含有する。押出方法は、樹脂成分の種類等に応じて一義的に決定できないが、例えば、撚り線部の断面形状と相似形若しくは略相似形の開口を有する押出ダイスを用いて、樹脂成分の溶融温度以上の温度で押出す方法が挙げられる。
外部絶縁層は、押出成形に限定されず、上述の熱可塑性樹脂と溶媒等と必要により各種の添加剤とを含有するワニスを用いて、上記エナメル層と同様にして、形成することもできる。
本発明においては、上述のように、従来の電線とは逆に絶縁層の層厚を厚くするものであるから、生産性の点で、外部絶縁層は押出成形により形成することが好ましい。
従来よりも厚い絶縁層を形成する場合、テープ巻きだと旋回する回数が増加し、生産速度が低下する。これに対して、押出成形の場合の加工速度は被覆の厚みに依存しないため、生産速度が低下しない。
また、テープ巻きだと押出被覆層に比べ可撓性が損なわれ、径の小さなボビンに巻線することができなくなる恐れがある。
The external insulating layer is preferably formed by extruding a resin composition on the outer periphery of the stranded wire portion. The resin composition contains the above-mentioned resin component and, if necessary, various additives. The extrusion method cannot be uniquely determined depending on the type of the resin component, etc., but for example, using an extrusion die having an opening similar to or substantially similar to the cross-sectional shape of the stranded wire portion, the temperature of the resin component is higher than the melting temperature. The method of extruding at the temperature of is mentioned.
The external insulating layer is not limited to extrusion molding, and can be formed in the same manner as the enamel layer by using a varnish containing the above-mentioned thermoplastic resin, a solvent and the like, and if necessary, various additives.
In the present invention, as described above, the thickness of the insulating layer is increased contrary to the conventional electric wire. Therefore, from the viewpoint of productivity, it is preferable to form the external insulating layer by extrusion molding.
When forming an insulating layer thicker than before, the number of turns increases when the tape is wound, and the production speed decreases. On the other hand, in the case of extrusion molding, the processing speed does not depend on the thickness of the coating, so that the production speed does not decrease.
Further, if the tape is wound, the flexibility is impaired as compared with the extruded coating layer, and there is a possibility that the bobbin with a small diameter cannot be wound.
(リッツ線の構造)
本発明に用いるリッツ線の具体的な構造について、図面を参照して、具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
なお、各図において、電線の輪郭形状を輪環状に図示したが、本発明に用いる電線においては、外側輪郭線の形状は輪環状に限らず適宜に決定できる。例えば、電線の輪郭形状として、円形以外にも、楕円形、平目ローレット状(歯車形状もしくは波形状)等が挙げられる。
(Litz wire structure)
The specific structure of the litz wire used in the present invention will be specifically described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
In each figure, the contour shape of the electric wire is shown in an annular shape, but in the electric wire used in the present invention, the shape of the outer contour line is not limited to the annular shape and can be appropriately determined. For example, examples of the contour shape of the electric wire include an elliptical shape, a flat knurled shape (gear shape or a wavy shape), and the like, in addition to the circular shape.
本発明に用いる好ましいリッツ線の一例としてリッツ線10Bが挙げられる。
このリッツ線10Bは、図2に示されるように、素線10aを7本撚り合わせてなる撚り線部13Aと、撚り線部13Aの外周を被覆する外部絶縁層14Aとを有する。この撚り線部13Aは、1本の素線10aの周囲に6本の素線10aを配置したパターンで7本の素線10aを撚り合わせてなる。上記6本の素線10aは、いずれも、半径方向に対して最外列に配置された素線であって導体部を確定する素線である。各素線10aは、導線11と、導線11の外周面に配置された素線絶縁層12Aとを有している。
An example of a preferable litz wire used in the present invention is the
As shown in FIG. 2, the
本発明における、電線の絶縁層を厚くして交流抵抗及び直流抵抗をバランスよく低減する方法は、上記構成(2)及び(3)を満たしていればよいので、絶縁層を積層構造とすることもできる。このようなリッツ線として、図3に示されるリッツ線10Cが挙げられる。このリッツ線10Cは、3層積層構造の外部絶縁層14Bを有していること以外は上記リッツ線10Bと同じである。この外部絶縁層14Bを構成する各構成層14b1、14b2及び14b3は、いずれも、同一の厚さに設定されている。なお、本発明においては、積層構造の外部絶縁層において、各構成層の厚さの関係は特に限定されない。
In the present invention, the method of thickening the insulating layer of the electric wire to reduce the AC resistance and the DC resistance in a well-balanced manner only needs to satisfy the above configurations (2) and (3), so that the insulating layer has a laminated structure. You can also. Examples of such a litz wire include the
本発明に用いる別の好ましいリッツ線の一例としてリッツ線10Dが挙げられる。
図4に示すリッツ線10Dは、19本の素線10aで形成された撚り線部13Bと、外部絶縁層14Aとを有していること以外は上記リッツ線10Bと同じである。このリッツ線10Dの撚り線部13Bは、リッツ線10Bの撚り線部13Aの外部に、図4に示す断面において六角形となるように合計12本の素線10a(10a-1及び10a-2)を配置して撚り合わせた構造を有している。この配置においては、最外列に配列された12本の素線10aのうち、図4に示す断面において六角形の頂点に位置する6本の素線10a-1が、半径方向に対して最外列に配置された素線であって導体部を確定する素線である。一方、残りの6本の素線、すなわち、図4に示す断面において六角形の各辺中央に位置する6本の素線10a-2は、最外列に配置された素線であって導体部を確定しない素線である。このリッツ線10Dは、リッツ線10Aと同様に、1本の素線の周囲に6本の素線10aを配置したパターンを有するので、導体部の占積率はリッツ線10Bと同様であり、抵抗値を低減できる。ここで、導体部の占積率とは、電線の断面形状における、単位格子の面積に対する導体の断面積の面積率(導体の断面積/単位格子の面積)をいう。電線の単位格子は、電線の断面形状が円形である場合、電線の外形に外接する正六角形とし、電線の断面形状が矩形である場合、電線の外形に外接する四角形をする。
Another preferred example of the litz wire used in the present invention is the
The
本発明においては、本発明に用いるリッツ線の構造として、上記リッツ線10B~10Dの各構造を適宜に組み合わせた構造とすることもできる。また、上記リッツ線10B~10Dにおいて、素線10aの全部又は一部に図1に示す素線を用いることもできる。
In the present invention, the litz wire structure used in the present invention may be a structure in which the structures of the
<高圧小電流側コイルに用いる電線>
本発明のトランスにおける高圧小電流側コイルに用いる電線は、特に限定されず、トランスの高圧小電流側コイルに用いられる通常の電線を用いることができる。このような電線として、例えば、特許文献1に記載の、2次巻線に用いるリッツ線が挙げられる。また、上述の本発明に用いる電線を用いることもできる。
<Electric wire used for high voltage and small current side coil>
The electric wire used for the high-voltage small-current side coil in the transformer of the present invention is not particularly limited, and a normal electric wire used for the high-voltage small-current side coil of the transformer can be used. Examples of such an electric wire include the litz wire used for the secondary winding described in
<コイル>
本発明のトランスが有する低圧大電流側コイルは、上述の、本発明に用いる電線を芯の外周面に巻回したものである。よって、この低圧大電流側コイルは、上述の本発明に用いる電線を用いていること以外は、従来の低圧大電流側コイルと同じである。
低圧大電流側コイルとしては、特に限定されず、例えば、図6又は図11に示されるように、芯6の外周面(ボビン5に形成されたスロット7の内周面)に巻回された、上述の、本発明に用いる電線10A又は10Bを有するコイル4A及び4Bが好ましく挙げられる。図6又は図11において、電線10A及び10Bが有する素線絶縁層12Aは薄層であって導線11の輪郭線と明確に示せないため、図示していない。図5及び図12についても同じ。
また、本発明のトランスが有する高圧小電流側コイルは上述した公知の電線又は本発明に用いる上記電線を、低圧大電流側コイルに用いる電線が巻回された芯の外周面とは異なる外周面に巻回したものである。
本発明において、各電線が巻回される芯(コアともいう。)については、材質(鉄芯、磁性体芯又は空気芯等)やサイズは、用途等に応じて、適宜に選択される。また、電線の巻き方、巻数(2巻以上)及びピッチ等についても、用途等に応じて、適宜に選択される。
<Coil>
The low-voltage, high-current-side coil of the transformer of the present invention is the above-mentioned electric wire used in the present invention wound around the outer peripheral surface of the core. Therefore, this low voltage large current side coil is the same as the conventional low voltage large current side coil except that the electric wire used in the present invention described above is used.
The low-voltage high-current side coil is not particularly limited, and is wound around the outer peripheral surface of the core 6 (the inner peripheral surface of the
Further, the high-voltage small-current side coil of the transformer of the present invention is an outer peripheral surface different from the outer peripheral surface of the core in which the above-mentioned known electric wire or the above-mentioned electric wire used in the present invention is wound with the electric wire used for the low-voltage high-current side coil. It is wound around.
In the present invention, the material (iron core, magnetic core, air core, etc.) and size of the core (also referred to as core) around which each electric wire is wound are appropriately selected according to the intended use and the like. Further, the winding method, the number of turns (two or more turns), the pitch, etc. of the electric wire are also appropriately selected according to the application and the like.
<本発明のトランス>
本発明のトランスは、低圧大電流側コイルに上述の本発明に用いる電線を用いていること以外は、従来のトランスと同じである。
トランスとは、交流電力の電圧の高さを、電磁誘導を利用して変換するための装置である。トランスは、一般に、2つのコイル、すなわち、入力側コイル(1次側コイル)及び出力側コイル(2次側コイル)を有している。トランスにおいては、1次側コイルに交流電流を流して交流磁場を発生させ、それを磁気的に結合された2次側コイルが受け取り、再び電流を発生させて、出力する。このときの1次側コイルと2次側コイルとに発生する電圧の比は、各コイルにおける電線の巻き数の比と同じになるので、目的とする電圧の比に応じて、各コイルにおける電線の巻数が決定される。
1次側コイルの電圧が2次側コイルに対して相対的に高く設定されるトランスを降圧トランスという。この降圧トランスでは、1次側コイルに高圧小電流の電流が流れ(高圧小電流側コイル)、2次側コイルに低圧大電流の電流が流れる(低圧大電流側コイル)。一方、1次側コイルの電圧が2次側コイルに対して相対的に低く設定されるトランスを昇圧トランスという。この昇圧トランスでは、1次側コイルに低圧大電流の電流が流れ(低圧大電流側コイル)、2次側コイルに高圧小電流の電流が流れる(高圧小電流側コイル)。
<Transformer of the present invention>
The transformer of the present invention is the same as the conventional transformer except that the electric wire used in the present invention described above is used for the low voltage and large current side coil.
A transformer is a device for converting the high voltage of AC power by using electromagnetic induction. A transformer generally has two coils, namely an input side coil (primary side coil) and an output side coil (secondary side coil). In the transformer, an alternating current is passed through the primary coil to generate an alternating magnetic field, which is received by the magnetically coupled secondary coil, and the current is generated again to be output. At this time, the ratio of the voltage generated between the primary side coil and the secondary side coil is the same as the ratio of the number of turns of the electric wire in each coil. The number of turns is determined.
A transformer in which the voltage of the primary coil is set relatively higher than that of the secondary coil is called a step-down transformer. In this step-down transformer, a high-voltage small-current current flows through the primary side coil (high-pressure small-current side coil), and a low-voltage large-current current flows through the secondary side coil (low-voltage large-current side coil). On the other hand, a transformer in which the voltage of the primary coil is set relatively lower than that of the secondary coil is called a step-up transformer. In this step-up transformer, a low-voltage large-current current flows through the primary side coil (low-pressure large-current side coil), and a high-pressure small-current current flows through the secondary side coil (high-pressure small-current side coil).
本発明のトランスは、降圧トランス及び昇圧トランスのいずれであっても、低圧大電流側コイルとして、本発明に用いる上記電線を巻回したコイルを用いる。
本発明のトランスは、低圧大電流側コイルとして本発明に用いる上記電線を巻回したコイルを有していれば、その構造又はサイズ等は特に限定されない。例えば、1次側コイル及び2次側コイルは、電流の電圧及び電流値が相対的に決定されるものであるから、低圧大電流側コイルに加えて高圧小電流側コイルとしても、本発明に用いる上記電線を巻回したコイルを用いることもできる。
In the transformer of the present invention, whether it is a step-down transformer or a step-up transformer, a coil wound with the above-mentioned electric wire used in the present invention is used as the low-voltage large-current side coil.
The structure or size of the transformer of the present invention is not particularly limited as long as it has a coil around which the above-mentioned electric wire used in the present invention is wound as a low-voltage high-current side coil. For example, in the primary side coil and the secondary side coil, the voltage and the current value of the current are relatively determined. Therefore, in addition to the low voltage large current side coil, the high pressure small current side coil may be used in the present invention. It is also possible to use a coil wound around the above-mentioned electric current to be used.
本発明のトランスにおいて、各コイルに流れる電流は上述のように、用途や特性に応じて、適宜に決定される。特に限定されるものではないが、その一例を挙げると、例えば、低圧大電流側コイルに流れる電流は、電圧が100V以上500V未満であり、電流値が1A以上30A以下であることが好ましく、また、高圧小電流側コイルに流れる電流は、電圧が500V以上4000V以下であり、電流値が0.3A以上1A未満であることが好ましい。 In the transformer of the present invention, the current flowing through each coil is appropriately determined according to the application and characteristics as described above. Although not particularly limited, for example, the current flowing through the low-voltage large-current side coil is preferably 100 V or more and less than 500 V, and the current value is preferably 1 A or more and 30 A or less. The current flowing through the high-voltage small-current side coil preferably has a voltage of 500 V or more and 4000 V or less, and a current value of 0.3 A or more and less than 1 A.
本発明のトランスの構成としては、1次側コイルと2次側コイルとを有していれば原理的に成立するが、通常、電線を巻きつける芯(ボビン)を有することが好ましい。また、1次側コイルと2次側コイルの磁気的な結合を強めるため、ボビンは芯を有していることが好ましく、この芯は磁性体で形成されたもの(空気芯ではない。)が好ましい。
本発明のトランスは、1次側コイルと2次側コイルとを、芯の、異なる外周面に巻き付けて、空間によって絶縁を確保したトランス(分割巻トランスともいう。)である。具体的には、軸線方向に離間する2つのスロット(芯を形成)を有する1つのボビンを用いて、1次側コイルと2次側コイルとをそれぞれ別のスロットに巻きつけて絶縁性を確保した態様が挙げられる。また、1次側コイルと2側次コイルとをそれぞれ別のボビン(通常1つのスロットを有している。)に巻きつけ、これら2つのボビンの軸を揃えて軸方向に一列に配置して、絶縁性を確保した態様が挙げられる。上述の分割巻トランスにより、高周波用高出力であっても、各コイルに巻回した電線の絶縁破壊を避けることができる。分割巻トランスにおいては、芯は、上記各態様のように、一体型であってその異なる外周面に電線が巻回されるものであってもよく、別々の芯を用いたものであって各芯の外周面それぞれに電線が巻回されたものであってもよい。
The transformer configuration of the present invention is established in principle if it has a primary coil and a secondary coil, but it is usually preferable to have a core (bobbin) around which an electric wire is wound. Further, in order to strengthen the magnetic coupling between the primary side coil and the secondary side coil, it is preferable that the bobbin has a core, and this core is made of a magnetic material (not an air core). preferable.
The transformer of the present invention is a transformer (also referred to as a split winding transformer) in which a primary side coil and a secondary side coil are wound around different outer peripheral surfaces of the core to ensure insulation by space. Specifically, using one bobbin having two slots (forming a core) separated in the axial direction, the primary side coil and the secondary side coil are wound around different slots to ensure insulation. Examples are mentioned. Further, the primary side coil and the secondary side coil are wound around different bobbins (usually having one slot), and the axes of these two bobbins are aligned and arranged in a line in the axial direction. , An embodiment in which insulation is ensured can be mentioned. With the above-mentioned split winding transformer, it is possible to avoid dielectric breakdown of the electric wire wound around each coil even at a high output for high frequency. In the split winding transformer, the core may be an integral type and the electric wire may be wound around different outer peripheral surfaces thereof as in each of the above-mentioned aspects, or the core may be one using separate cores. An electric wire may be wound around each of the outer peripheral surfaces of the core.
本発明のトランスにおいて、芯及びボビンは、通常のトランスに用いられる形状、寸法ないしは材料を適宜に選択できる。 In the transformer of the present invention, the shape, dimensions, or material of the core and bobbin used in a normal transformer can be appropriately selected.
本発明のトランスは、上記構成を有していればよく、例えば、図6又は図11で示されるコイル4A及び/又は4Bを有するトランスが挙げられる。本発明のトランスは、低圧大電流側コイルと高圧小電流側コイルとがそれぞれ芯の、異なる外周面に巻回されている。低圧大電流側コイルと高圧小電流側コイルとは、互いの芯の軸線方向に芯(ボビン)が隣接するように配置され、トランスとなっている。低圧大電流側コイルには、芯の外周面に、本発明に用いる電線が巻回され、高圧小電流側コイルには、上述した公知の電線又は本発明に用いる上記電線等が巻き回されている。
The transformer of the present invention may have the above configuration, and examples thereof include a
本発明の好ましいトランスの一例として、図5に示すトランス1が挙げられる。このトランス1は、1次側コイル2として図11に示す低圧大電流側コイル4Bと、2次コイル3として従来の高圧小電流側コイルとを有し、1次側コイル2と2次側コイル3とは、互いに軸を揃えて軸方向に一列に配置されている。低圧大電流側コイル4Bは、後述するように、ボビン5Aの芯6Aの外周面にリッツ線10Bが巻き回されており、高圧小電流側コイル3は、ボビン5Bの芯6Bの外周面に従来の電線(リッツ線)101が巻き回されている。
An example of a preferred transformer of the present invention is the
本発明のトランスは、低圧大電流側コイルとして上記構成(1)~(3)を有する電線が巻回されたコイルを有しているから、高周波用高出力トランスであっても、上述のように、損失を効果的に抑えることができる。また、本発明のトランスは、電線の巻回数や、リッツ線の素線数を増大させるのではなく、上記のように導体部及び電線の外径を設定した電線を用いる。よって、コイルやトランスを大型化することなく、近年の小型ないしは軽量化にも応えることができ、またコスト削減にも資することができる。 Since the transformer of the present invention has a coil in which an electric wire having the above configurations (1) to (3) is wound as a low-voltage high-current side coil, even a high-frequency high-output transformer is described above. In addition, the loss can be effectively suppressed. Further, the transformer of the present invention uses an electric wire in which the conductor portion and the outer diameter of the electric wire are set as described above, instead of increasing the number of windings of the electric wire and the number of strands of the litz wire. Therefore, it is possible to respond to the recent miniaturization or weight reduction without increasing the size of the coil or transformer, and it is also possible to contribute to cost reduction.
<用途>
本発明のトランスは、高周波用高出力が求められる用途、更には大電流値の電流が流れる用途に好適に用いられる。例えば、交流の商用電源を変圧して整流し、電気・電子機器に適した電圧の直流に変換する、交流(AC)/直流(DC)コンバータ用としてより好ましく用いられ、具体的には電子レンジ用の電源基板において、マグネトロンに供給するための高電圧を生み出すための各トランスとして好適に用いられる。
<Use>
The transformer of the present invention is suitably used in applications where high output for high frequency is required, and further in applications in which a current having a large current value flows. For example, it is more preferably used for an alternating current (AC) / direct current (DC) converter that transforms and rectifies an alternating current commercial power source and converts it into a direct current with a voltage suitable for electrical and electronic equipment, specifically a microwave oven. It is suitably used as each transformer for producing a high voltage for supplying a magnetron in a power supply board for a current device.
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.
<実施例1>
本例では、本発明に用いる電線として素線を用いた、図6に示すコイル4Aを製造して、評価した。
- 実施例1-1 -
まず、低圧大電流側コイル4Aに用いる、図1に示す電線(素線)10Aを作製した。
外径0.85mmの導線(断面円形の銅線)11の表面に、ポリアミドイミド樹脂ワニスを塗布して焼き付ける工程にて、厚さ16μmの素線絶縁層(エナメル層)12Aを形成した。その後、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂を厚さ77μmになるように押出成形して、外部絶縁層12Bを形成した。これにより、導線11と、合計の厚さ93μmの絶縁層12とを有する電線(素線)10Aを作製した。
作製した電線10Aは、導線(導体部)11の外径が0.85mmであり、絶縁層12の厚さが0.093mmであり、電線10Aの外径(仕上がり径)が1.036mmであった。この電線10Aにおける半径差は93μmであり、外径比は0.82である。また、用いた芯6及びボビン5は電線10Aを巻回す外周面(スロット7の内周面)の直径が30.2mm、軸線長さが6mmであった(図6(概略断面図)に示す芯6及びボビン5の寸法は実施例1-1に記載の上記寸法と正確に一致していない。)。この芯6の外周面に、図6に示すように、上記電線10Aを、5ターンからなる一列を2列(並列数2)、合計10ターン(巻き数)巻回して、低圧大電流側コイル4Aを作製した。
<Example 1>
In this example, the
-Example 1-1-
First, the electric wire (wire) 10A shown in FIG. 1 used for the low voltage and large
A wire insulating layer (enamel layer) 12A having a thickness of 16 μm was formed in a step of applying a polyamide-imide resin varnish to the surface of a lead wire (copper wire having a circular cross section) 11 having an outer diameter of 0.85 mm and baking it. Then, polyethylene terephthalate (PET) resin was extruded to a thickness of 77 μm to form an external insulating layer 12B. As a result, an electric wire (elementary wire) 10A having a
The manufactured
実施例1-2~1-4
電線の半径差及び外径比を下記のように変更したこと以外は、実施例1-1と同様にして、実施例1-2~1-4の低圧大電流側コイル4Aを製造した。
実施例1-2のコイルに用いた電線は、導線(導体部)11の外径が0.8mmであり、絶縁層12の厚さが118μm(エナメル層12Aの厚さは不変とし、外部絶縁層12Bの厚さを変更した。)であり、電線10Aの外径(仕上がり径)が1.036mmであった。この電線10Aにおける半径差は118μmであり、外径比は0.77である。
実施例1-3のコイルに用いた電線は、導線(導体部)11の外径が0.6mmであり、絶縁層12の厚さが218μm(エナメル層12Aの厚さは不変とし、外部絶縁層12Bの厚さを変更した。)であり、電線10Aの外径(仕上がり径)が1.036mmであった。この電線10Aにおける半径差は218μmであり、外径比は0.58である。
実施例1-4のコイルに用いた電線は、導線(導体部)11の外径が0.5mmであり、絶縁層12の厚さが268μm(エナメル層12Aの厚さは不変とし、外部絶縁層12Bの厚さを変更した。)であり、電線10Aの外径(仕上がり径)が1.036mmであった。この電線10Aにおける半径差は268μmであり、外径比は0.48である。
Examples 1-2 to 1-4
The low-voltage large-current side coils 4A of Examples 1-2 to 1-4 were manufactured in the same manner as in Example 1-1 except that the radius difference and the outer diameter ratio of the electric wires were changed as follows.
In the electric wire used for the coil of Example 1-2, the outer diameter of the conducting wire (conductor portion) 11 is 0.8 mm, the thickness of the insulating
In the electric wire used for the coil of Example 1-3, the outer diameter of the conducting wire (conductor portion) 11 is 0.6 mm, the thickness of the insulating
In the electric wire used for the coil of Example 1-4, the outer diameter of the conducting wire (conductor portion) 11 is 0.5 mm, the thickness of the insulating
<比較例1>
- 比較例1-1 -
比較例1-1は、半径差が本発明で規定する範囲よりも小さく、かつ外径比が本発明で規定する範囲よりも大きな電線110Aを用いた例である。
電線110Aについて導線の外径を1.0mmとし、かつ素線絶縁層の厚さを18μm(外部絶縁層を設けていない。)に設定したこと以外は、実施例1-1と同様にして、図7に示す比較例1-1の低圧大電流側コイル104Aを作製した。この低圧大電流側コイル104Aにおける電線110Aは、外径(仕上がり径)が1.036mmであり、半径差が18μmであり、外径比が0.97であった。
<Comparative Example 1>
-Comparative Example 1-1-
Comparative Example 1-1 is an example using the
In the same manner as in Example 1-1, except that the outer diameter of the conductor of the
- 比較例1-2 -
比較例1-2は、半径差が本発明で規定する範囲よりも大きく、かつ外径比が本発明で規定する範囲よりも小さな電線を用いた例である。
電線について導線の外径を0.2mmとし、かつ絶縁層の厚さを418μm(エナメル層12Aの厚さは不変とし、外部絶縁層12Bの厚さを変更した。)に設定したこと以外は、実施例1-1と同様にして、比較例1-2の低圧大電流側コイルを作製した。この低圧大電流側コイルにおける電線は、外径(仕上がり径)が1.036mmであり、半径差が418μmであり、外径比が0.19であった。
-Comparative example 1-2-
Comparative Example 1-2 is an example in which an electric wire having a radius difference larger than the range specified by the present invention and an outer diameter ratio smaller than the range specified by the present invention is used.
Except for the fact that the outer diameter of the conductor was set to 0.2 mm and the thickness of the insulating layer was set to 418 μm (the thickness of the
<抵抗の測定>
実施例1-1~1-4並びに比較例1-1及び1-2で製造したコイルを用いて、周波数を変更してコイルに生じる抵抗値を、プレジションLCRメータ(商品名:E4980A、KEY SIGHT TECHNOLOGIES社(旧Agilent社)製)を用いて、測定した。
具体的には、各低圧大電流側コイルの両端部から40mmほどの範囲は、外部絶縁層及び素線絶縁層を剥がしてむき出しになった導線をハンダで覆った。そのハンダ部分をプレジションLCRメータの測定治具に挟みこんで、押さえつけることによって、接触抵抗を十分に小さくし、抵抗値を測定した。得られた抵抗値を、ハンダ部分を除いたコイル長さで割って、1mあたりの抵抗値(Ω/m)を算出した。
<Measurement of resistance>
Using the coils manufactured in Examples 1-1 to 1-4 and Comparative Examples 1-1 and 1-2, the resistance value generated in the coil is measured by changing the frequency with a precision LCR meter (trade name: E4980A, KEY SIGHT). Measurements were made using TECHNOLOGIES (formerly Agilent).
Specifically, in the range of about 40 mm from both ends of each low-voltage and high-current side coil, the exposed conductor wire after peeling off the external insulating layer and the wire insulating layer was covered with solder. The contact resistance was sufficiently reduced and the resistance value was measured by sandwiching the soldered portion between the measuring jigs of the precision LCR meter and pressing the soldered portion. The obtained resistance value was divided by the coil length excluding the solder portion to calculate the resistance value (Ω / m) per 1 m.
30Hz、50Hz及び150Hzの周波数における抵抗値について、外径比との関係を図8~図10に示した。なお、図8~図10においては、比較例1-2の低圧大電流側コイルに発生した抵抗値は表1に示すように大きすぎるため、図示していない。
実施例1及び比較例1において、抵抗値と半径差との関係については、各図において、横軸を半径差とすることにより、理解できる。
また、各周波数において、実施例1-1~1-4の最小となる抵抗値を表1に示した。具体的には、周波数が30kHzの場合、実施例1-1で作製した低圧大電流側コイル4Bの抵抗値を、周波数が50kHzの場合、実施例1-3で作製した低圧大電流側コイル4Bの抵抗値を、周波数が150kHzの場合、実施例1-4で作製した低圧大電流側コイル4Bの抵抗値を示した。
更に、上記の最小となる各抵抗値について、比較例1-1及び1-2のコイルの各抵抗値に対する抵抗比(実施例コイルの最小となる抵抗値/比較例のコイルの抵抗値)を表1に示す。
なお、抵抗比は下記の対応する抵抗値から求め、小数点以下5桁を四捨五入した値である。
The relationship between the resistance values at frequencies of 30 Hz, 50 Hz and 150 Hz and the outer diameter ratio is shown in FIGS. 8 to 10. In FIGS. 8 to 10, the resistance value generated in the low-voltage large-current side coil of Comparative Example 1-2 is not shown because it is too large as shown in Table 1.
In Example 1 and Comparative Example 1, the relationship between the resistance value and the radius difference can be understood by setting the horizontal axis as the radius difference in each figure.
Table 1 shows the minimum resistance values of Examples 1-1 to 1-4 at each frequency. Specifically, when the frequency is 30 kHz, the resistance value of the low-voltage high-
Further, for each of the above-mentioned minimum resistance values, the resistance ratio (minimum resistance value of the example coil / resistance value of the coil of the comparative example) to each resistance value of the coils of Comparative Examples 1-1 and 1-2 is set. It is shown in Table 1.
The resistivity ratio is obtained from the corresponding resistance values below and is rounded off to five decimal places.
図8~図10及び表1から以下のことが分かる。
30kHz以上の高周波数では、近接効果が無視できなくなるものの、低圧大電流側コイルに用いる電線の半径差及び外径比が本発明で規定する特定の範囲内にあると、直流抵抗と交流抵抗のバランスがよくなり、比較例1-1及び1-2に対して、抵抗値を小さく抑えることができている。また、周波数が高くなるほど近接効果が大きくなってコイルに生じる抵抗値も増大するが、実施例1の低圧大電流側コイルは、比較例1-1のコイルに対する抵抗比について周波数が高くなるほど小さくなっており、抵抗値の低減効果に優れることが分かる。インバータ式電子レンジに使われる昇圧トランスの場合、30~150kHzの作動周波数が一般的である。したがって、インバータ式電子レンジに実施例1の上記低圧大電流側コイルを有する昇圧トランスを用いると、低圧大電流側コイルの抵抗を効果的に低減でき、昇圧トランスの損失を低減できることが分かる。
The following can be seen from FIGS. 8 to 10 and Table 1.
At high frequencies of 30 kHz or higher, the proximity effect cannot be ignored, but when the radius difference and outer diameter ratio of the wires used for the low voltage and large current side coils are within the specific ranges specified in the present invention, the DC resistance and AC resistance The balance is improved, and the resistance value can be suppressed to be smaller than that of Comparative Examples 1-1 and 1-2. Further, the higher the frequency, the larger the proximity effect and the higher the resistance value generated in the coil, but the low voltage and large current side coil of Example 1 becomes smaller as the frequency increases with respect to the resistance ratio to the coil of Comparative Example 1-1. It can be seen that the effect of reducing the resistance value is excellent. In the case of a step-up transformer used in an inverter type microwave oven, an operating frequency of 30 to 150 kHz is common. Therefore, it can be seen that when the step-up transformer having the low-voltage large-current side coil of Example 1 is used in the inverter type microwave oven, the resistance of the low-voltage large-current side coil can be effectively reduced and the loss of the step-up transformer can be reduced.
<実施例2>
本例では、本発明に用いる電線として図3に示すリッツ線10Cを用いた、図11に示すコイル4Bを製造して、評価した。
- 実施例2-1 -
次のようにして作製した素線を用いて撚り線部13Aを作製した。
まず、外径0.25mmの導線(断面円形の銅線)11の表面にポリウレタン樹脂ワニスを塗布して焼き付ける工程にて、厚さ11μmの素線絶縁層(エナメル層)12Aを有する素線10aを作製した。作製した素線10aは、導線11の外径が0.25mmであり、素線絶縁層12Aの厚さが11μmであり、素線10aの外径(仕上がり径)が0.272mmであった。
このようにして作製した1本の素線10aを中心として、その周囲に6本の素線10aを配置した状態で、これら素線10aを撚りピッチ18mmで撚り合わせて、撚り線部13Aを作製した。
次いで、この撚り線部13Aの外周にPET樹脂を厚さ26μmとなるように押出成形した。この押出成形を3回繰り返して、撚り線部13Aと、厚さ78μmの外部絶縁層14Bからなる3層構造の押出被覆層とを有する電線(リッツ線)10Cを製造した。このリッツ線10Cにおける導体部の外径は0.794mmであり、リッツ線10Cの外径(仕上がり径)は0.972mmであった。よって、半径差は89μmであり、外径比は0.82であった。
用いた芯6及びボビン5は、リッツ線10Cを巻回す外周面の直径が30.2mm、軸線長さが6mmであった(図11(概略断面図)に示す芯6及びボビン5の寸法は実施例2-1に記載の上記寸法と正確に一致していない。)。この芯6の外周面に、図11に示すように、上記リッツ線10Cを一列が5ターンからなる二列を2並列(並列数2)、合計20ターン(巻き数)で巻回して、低圧大電流側コイル4Bを作製した。
<Example 2>
In this example, the
-Example 2-1-
The stranded
First, in a step of applying a polyurethane resin varnish to the surface of a conductor wire (copper wire having a circular cross section) 11 having an outer diameter of 0.25 mm and baking it, the
With the one
Next, PET resin was extruded on the outer periphery of the stranded
The
実施例2-2及び2-3
リッツ線の半径差及び外径比を下記のように変更したこと以外は、実施例2-1と同様にして、実施例2-2~2-4の低圧大電流側コイル4Bを製造した。
実施例2-2のコイルに用いた電線は、導線11の外径が0.2mmであり、素線絶縁層12Aの厚さが10μmであり、素線10aの外径が0.22mmであった。また、リッツ線10Cにおける導体部の外径は0.64mmであり、リッツ線10Cの外径(仕上がり径)は、外部絶縁層14Bの厚さを調整して0.972mmとした。よって、半径差は166μmであり、外径比は0.66であった。
実施例2-3のコイルに用いた電線は、導線11の外径が0.15mmであり、素線絶縁層12Aの厚さが8μmであり、素線10aの外径が0.166mmであった。また、リッツ線10Cにおける導体部の外径は0.482mmであり、リッツ線10Cの外径(仕上がり径)は、外部絶縁層14Bの厚さを調整して0.972mmとした。よって、半径差は245μmであり、外径比は0.50であった。
Examples 2-2 and 2-3
The low voltage large
In the electric wire used for the coil of Example 2-2, the outer diameter of the
In the electric wire used for the coil of Example 2-3, the outer diameter of the
<比較例2>
- 比較例2-1 -
比較例2-1は、半径差が本発明で規定する範囲よりも小さく、かつ外径差が本発明で規定する範囲よりも大きな電線110Bを用いた例である。
素線について、導線の外径を0.3mm、素線絶縁層の厚さを9μmとし、導体部の外径を0.936mm、リッツ線110Bの外径を外部絶縁層の厚さを調整して0.972mmに設定したこと以外は、実施例2-1と同様にして、図12に示す比較例2-1の低圧大電流側コイル104Bを作製した。この低圧大電流側コイル104Bにおける電線110Bは、半径差が18μmであり、外径比が0.96であった。
<Comparative Example 2>
-Comparative example 2-1-
Comparative Example 2-1 is an example using the
For the wire, adjust the outer diameter of the conductor wire to 0.3 mm, the thickness of the wire insulating layer to 9 μm, the outer diameter of the conductor to 0.936 mm, and the outer diameter of the
- 比較例2-2 -
比較例2-2は、半径差が本発明で規定する範囲よりも大きく、かつ外径差が本発明で規定する範囲よりも小さな電線を用いた例である。
素線について、導線の外径を0.1mm、素線絶縁層の厚さを7μmとし、導体部の外径を0.328mm、リッツ線の外径を外部絶縁層の厚さを調整して0.972mmに設定したこと以外は、実施例2-1と同様にして、比較例2-2の低圧大電流側コイルを作製した。この低圧大電流側コイルにおける電線は、半径差が322μmであり、外径比が0.34であった。
-Comparative example 2-2-
Comparative Example 2-2 is an example in which an electric wire having a radius difference larger than the range specified by the present invention and an outer diameter difference smaller than the range specified by the present invention is used.
For the wire, adjust the outer diameter of the conductor to 0.1 mm, the thickness of the wire insulating layer to 7 μm, the outer diameter of the conductor to 0.328 mm, and the outer diameter of the litz wire to the thickness of the outer insulating layer. A low-voltage, high-current-side coil of Comparative Example 2-2 was produced in the same manner as in Example 2-1 except that it was set to 0.972 mm. The electric wire in the low voltage and large current side coil had a radius difference of 322 μm and an outer diameter ratio of 0.34.
<抵抗の測定>
実施例2-1~2-3並びに比較例2-1及び2-2で製造したコイルを用いて、実施例1と同様にして、周波数を変更してコイルに生じる抵抗を測定した。
<Measurement of resistance>
Using the coils manufactured in Examples 2-1 to 2-3 and Comparative Examples 2-1 and 2-2, the resistance generated in the coil was measured by changing the frequency in the same manner as in Example 1.
30Hz、50Hz及び150Hzの周波数における抵抗値について、外径比との関係を図13~図15に示した。なお、図13及び図14においては、比較例2-2の低圧大電流側コイルに発生した抵抗値は表2に示すように大きすぎるため、図示していない。
実施例2及び比較例2において、抵抗値と半径差との関係については、各図において、横軸を半径差とすることにより、理解できる。
また、各周波数において、実施例2-1~2-3の最小となる抵抗値を表2に示した。具体的には、周波数が30kHzの場合、実施例2-1で作製した低圧大電流側コイル4Bの抵抗値を、周波数が50kHzの場合、実施例2-2で作製した低圧大電流側コイル4Bの抵抗値を、周波数が150kHzの場合、実施例2-3で作製した低圧大電流側コイル4Bの抵抗値を示した。
更に、上記の最小となる各抵抗値について、比較例2-1及び2-2のコイルの各抵抗値に対する抵抗比(実施例のコイルの最小となる抵抗値/比較例のコイルの抵抗値)を表2に示す。
The relationship between the resistance values at frequencies of 30 Hz, 50 Hz and 150 Hz and the outer diameter ratio is shown in FIGS. 13 to 15. In FIGS. 13 and 14, the resistance value generated in the low voltage and large current side coil of Comparative Example 2-2 is not shown because it is too large as shown in Table 2.
In Example 2 and Comparative Example 2, the relationship between the resistance value and the radius difference can be understood by setting the horizontal axis as the radius difference in each figure.
Table 2 shows the minimum resistance values of Examples 2-1 to 2-3 at each frequency. Specifically, when the frequency is 30 kHz, the resistance value of the low-voltage high-
Further, for each of the above-mentioned minimum resistance values, the resistance ratio to each resistance value of the coils of Comparative Examples 2-1 and 2-2 (minimum resistance value of the coil of the example / resistance value of the coil of the comparative example). Is shown in Table 2.
実施例2のコイルは、実施例1のコイルよりも素線の使用数(巻回数)が多くなっているので、電線間の近接効果が強まって大きな交流抵抗が発生する。しかし、図13~図15及び表2に示されるように、本発明で規定する電線を巻き回した低圧大電流側コイルは、実施例1と同様に、30kHz以上の高周波数において、抵抗値の増大を抑えることができている。また、周波数が高くなるほど比較例2-1のコイルに対する抵抗比が小さくなり、抵抗値の低減効果に優れている。したがって、インバータ式電子レンジに実施例2の上記低圧大電流側コイルを有する昇圧トランスを用いると、低圧大電流側コイルの抵抗を効果的に低減でき、昇圧トランスの損失を低減できることが分かる。 Since the coil of the second embodiment uses more strands (number of turns) than the coil of the first embodiment, the proximity effect between the electric wires is strengthened and a large AC resistance is generated. However, as shown in FIGS. 13 to 15 and Table 2, the low-voltage, high-current-side coil around which the electric wire specified in the present invention is wound has a resistance value at a high frequency of 30 kHz or higher, as in the first embodiment. The increase can be suppressed. Further, as the frequency becomes higher, the resistance ratio to the coil of Comparative Example 2-1 becomes smaller, and the effect of reducing the resistance value is excellent. Therefore, it can be seen that when the step-up transformer having the low-voltage large-current side coil of Example 2 is used in the inverter type microwave oven, the resistance of the low-voltage large-current side coil can be effectively reduced and the loss of the step-up transformer can be reduced.
<実施例3>
実施例2で製造したコイルと、特許文献1に記載のトランスに用いたコイル(特許文献1のコイルという。)との比較を行った。
実施例2で製造したコイルは、上述の通りである。実施例3においては、周波数を30kHzに設定した場合、実施例2-1で作製した低圧大電流側コイル4Bを使用した。同様に、周波数を50kHzに設定した場合、実施例2-2で作製した低圧大電流側コイル4Bを使用し、周波数を150kHzに設定した場合、実施例2-3で作製した低圧大電流側コイル4Bを使用した。
特許文献1のコイルは、特許文献1の段落[0010]に記載の電線を用いたこと以外は、実施例2-1と同様にして、製造した。特許文献1の段落[0010]に記載の電線は、半径差が33μmで外径比が0.83である。
上記コイルについて、実施例1と同様にして、周波数を変更してコイルに生じる抵抗を測定した。
30Hz、50Hz及び150Hzの周波数における抵抗値と、特許文献1のコイルの抵抗値に対する、実施例2で製造したコイルの抵抗値の比(実施例2で製造したコイルの抵抗値/特許文献1のコイルの抵抗値)を、表3に示す。
<Example 3>
A comparison was made between the coil manufactured in Example 2 and the coil used for the transformer described in Patent Document 1 (referred to as the coil of Patent Document 1).
The coil manufactured in Example 2 is as described above. In Example 3, when the frequency was set to 30 kHz, the low voltage large
The coil of
For the above coil, the resistance generated in the coil was measured by changing the frequency in the same manner as in Example 1.
The ratio of the resistance value at frequencies of 30 Hz, 50 Hz and 150 Hz to the resistance value of the coil manufactured in
表3から明らかなように、特許文献1に記載の電線を低圧大電流側コイルに用いても、抵抗値の増大を十分に抑制できない。これに対して、本発明で規定する電線を低圧大電流側コイルに用いると、いずれの周波数であっても、抵抗値の増大を効果的に抑制でき、特許文献1に記載の電線を用いたコイルに対して抵抗値の低減効果が高く(抵抗比が大きく)、トランスの損失を効果的に抑制できることが分かる。
As is clear from Table 3, even if the electric wire described in
<実施例4>
実施例2と同様にして下記方法により製造した電線(リッツ線)10Cを巻き回したコイルを作製し、抵抗値を測定した。また、比較用のコイルとして、スチームレンジER-ND7(商品名、作動周波数30Hz、出力1430W、東芝製)に内蔵されたトランスの低圧大電流側コイルについても、抵抗値を測定した。
更に、下記のようにして製造した実施例4の低圧大電流側コイルを、上記スチームレンジに搭載してあるトランスの低圧大電流側コイルとして装着(本発明のトランスを作製)して、スチームレンジの損失を測定した。なお、高圧小電流側のコイルは、上記スチームレンジに搭載されたトランスのものをそのまま用いた。スチームレンジの損失は、スチームレンジを最大出力の設定にて1分間作動させたときの入力から出力を引くことで、算出した。入力のワット数は電力計:パワーハイテスタ3334(商品名、日置電機社製)を用いて測定し、出力のワット数は1分間に加熱された水の温度上昇から算出した。
<Example 4>
A coil in which an electric wire (litz wire) 10C manufactured by the following method was wound in the same manner as in Example 2 was produced, and the resistance value was measured. In addition, as a coil for comparison, the resistance value was also measured for the low-voltage, high-current side coil of the transformer built in the steam range ER-ND7 (trade name, operating frequency 30 Hz, output 1430 W, manufactured by Toshiba).
Further, the low-voltage large-current side coil of Example 4 manufactured as described below is mounted as the low-voltage large-current side coil of the transformer mounted on the steam range (the transformer of the present invention is manufactured) to form a steam range. Loss was measured. As the coil on the high voltage and small current side, the coil of the transformer mounted on the steam range was used as it was. The steam range loss was calculated by subtracting the output from the input when the steam range was operated for 1 minute at the maximum output setting. The input wattage was measured using a power meter: Power High Tester 3334 (trade name, manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.), and the output wattage was calculated from the temperature rise of the water heated in 1 minute.
- 実施例4の電線及びコイルの製造 -
実施例4に用いる電線として図3に示すリッツ線10Cを製造した。
外径0.18mmの導線(断面円形の銅線)11の表面に、ポリウレタン樹脂ワニスを塗布して焼き付ける工程により、厚さ0.010mmの素線絶縁層12Aを有する素線10aを作製した。作製した素線10aは、導線11の外径が0.18mmであり、素線絶縁層12Aの厚さが0.010mmであり、素線10aの外径(仕上がり径)が0.20mmであった。
このようにして作製した1本の素線10aを中心として、その周囲に6本の素線10aを配置した状態で、これら素線10aを撚りピッチ18mmで撚り合わせて、撚り線部13Aを作製した。
次いで、この撚り線部13Aの外周にPET樹脂を押出成形した。この押出成形を3回繰り返して、撚り線部13Aと、厚さ0.10mmの外部絶縁層(3層構造の押出被覆層、各構成層の厚さは同じ。)14Bを有する電線(リッツ線)10Cを製造した。このリッツ線10Cにおける導体部の外径は0.58mmであり、リッツ線10Cの外径(仕上がり径)は0.8mmであった。よって、半径差は110μmであり、外径比は0.73である。
用いた芯は、リッツ線10Cを巻回す外周面の直径が22mm、軸線長さが15mmであった。上記電線10Cを10本束ねて撚りピッチ10mmで撚り合わせたものを、この芯の外周面に5ターン巻き付け、折り返して更に4ターン、折り返して5ターン、折り返して4ターンの合計4層18ターンを巻きつけ、低圧大電流側コイルを作成した。
-Manufacturing of the electric wire and coil of Example 4-
The
A
With the one
Next, PET resin was extruded on the outer circumference of the stranded
The core used had a diameter of the outer peripheral surface around which the
比較用の低圧大電流側のコイルとして、上記電子レンジにもともと搭載してあるコイルを比較対象とした。このコイルに巻き回されている電線は外径0.20mmの導線(断面円形の銅線)の表面に厚さ0.017mmの素線絶縁層を有する素線16本を撚りピッチ10mmで撚り合わせたものであった。この電線における外径(仕上がり径)は1.17mmであり、半径差は17μmであり、外径比は0.97である。
実施例4で用いた芯と同じ芯の外周面に、上記比較用のリッツ線5本を束ねて撚りピッチ10mmで撚り合わせたものを、この芯の外周面に5ターン巻き付け、折り返して更に4ターン、折り返して5ターン、折り返して4ターンの合計4層18ターンを巻きつけ、低圧大電流側コイルを製造した。
As a coil on the low voltage and high current side for comparison, the coil originally mounted on the microwave oven was used as a comparison target. The electric wire wound around this coil is made by twisting 16 strands having a wire insulating layer with a thickness of 0.017 mm on the surface of a conductor wire (copper wire having a circular cross section) having an outer diameter of 0.20 mm at a twist pitch of 10 mm. It was a thing. The outer diameter (finished diameter) of this electric wire is 1.17 mm, the radius difference is 17 μm, and the outer diameter ratio is 0.97.
Five litz wires for comparison are bundled on the outer peripheral surface of the same core as the core used in Example 4, twisted at a twist pitch of 10 mm, wound around the outer peripheral surface of this core for 5 turns, folded back, and further 4 A total of 4 layers and 18 turns were wound with turns, folded back for 5 turns, and turned back for 4 turns to manufacture a low-voltage, high-current side coil.
実施例4の低圧大電流側コイル及び比較用の低圧大電流側コイルについて、実施例1と同様にして、低圧大電流側コイルに生じる抵抗値を測定した。その結果を図16に示す。
図16から、実施例4の低圧大電流側コイルは、比較用の低圧大電流側コイルに対して、周波数が50Hz以上において抵抗値が小さくなることが分かる。ここで、電子レンジの作動周波数は30kHzであるが、矩形波であるため、90kHzや150kHzの高調波が載っている。そのため、実際の周波数は、平均すると50kHz程度となる。よって、実施例4の低圧大電流側コイルは、高周波トランスに用いられると、その損失を低減できることが分かる。
しかも、実施例4で作製した電線10Cは、比較用の低圧大電流側コイルに用いた電線よりも、導線量(銅使用量)が質量比で30%も少ない。そのため、実施例4で製造した低圧大電流側コイル及びトランスは、比較用のコイル及びトランスに対して、小型軽量で廉価なものとなる。
With respect to the low voltage large current side coil of Example 4 and the low voltage large current side coil for comparison, the resistance value generated in the low voltage large current side coil was measured in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG.
From FIG. 16, it can be seen that the low voltage large current side coil of Example 4 has a smaller resistance value than the comparative low voltage large current side coil at a frequency of 50 Hz or higher. Here, the operating frequency of the microwave oven is 30 kHz, but since it is a rectangular wave, harmonics of 90 kHz and 150 kHz are carried. Therefore, the actual frequency is about 50 kHz on average. Therefore, it can be seen that the low-voltage, high-current-side coil of Example 4 can reduce its loss when used in a high-frequency transformer.
Moreover, the
実施例4及び比較用のコイルを低圧大電流側コイルとしてトランスに組み込んで、電子レンジを最大出力で1分間作動させたときの電子レンジの損失を測定した。その結果、比較用のコイルを用いた場合も、実施例4のコイルを用いた場合も、損失は621Wとなり、効率は46%であった。このように、実施例4の低圧大電流側コイルは、比較用の低圧大電流側コイルに対して、小型軽量であっても同等の性能を示し、更には廉価に製造できることも分かる。言い換えると、実施例4の低圧大電流側コイルを、比較用の低圧大電流側コイルと同じ銅使用量となるように巻線数(並列数)を増やして用いる場合、上記導線量からすると10/7だけ増やせることになるので、抵抗値はその逆数の7/10になる。つまり、実施例4のコイルに発生する抵抗値を、比較用の低圧大電流側コイルに対して、30%も小さくできることが分かる。 The loss of the microwave oven when the microwave oven was operated at the maximum output for 1 minute was measured by incorporating the coil of Example 4 and the comparison coil into a transformer as a low-voltage high-current side coil. As a result, both when the coil for comparison was used and when the coil of Example 4 was used, the loss was 621 W and the efficiency was 46%. As described above, it can be seen that the low-voltage large-current side coil of Example 4 exhibits the same performance as the comparative low-voltage large-current side coil even if it is small and lightweight, and can be manufactured at a low cost. In other words, when the low-voltage large-current side coil of Example 4 is used with an increased number of windings (number of parallels) so that the amount of copper used is the same as that of the comparative low-voltage large-current side coil, it is 10 in terms of the above-mentioned conducting dose. Since it can be increased by / 7, the resistance value becomes 7/10 of the reciprocal. That is, it can be seen that the resistance value generated in the coil of the fourth embodiment can be reduced by 30% with respect to the low-voltage large-current side coil for comparison.
実施例1~4により、本発明で規定する電線を用いたコイルは、低圧大電流側コイルとしてトランスに用いられると、小さな抵抗を示し、トランスの損失を効果的に低減できることが分かる。
実施例1~4は、いずれも、昇圧トランスを製造し、その優れた特性を評価した。この昇圧トランスについて上述の優れた特性が得られていれば降圧トランスについても同様に優れた特性を発揮することが分かる。
From Examples 1 to 4, it can be seen that the coil using the electric wire specified in the present invention exhibits a small resistance when used in a transformer as a low voltage and large current side coil, and can effectively reduce the loss of the transformer.
In each of Examples 1 to 4, a step-up transformer was manufactured and its excellent characteristics were evaluated. It can be seen that if the above-mentioned excellent characteristics are obtained for this step-up transformer, the step-down transformer also exhibits excellent characteristics as well.
1 トランス
2 一次側コイル
3 二次側コイル(高圧小電流側コイル)
4A、4B、104A、104B (低圧大電流側)コイル
5、5A、5B ボビン
6、6A、6B 芯
7 スロット
10A、110A 電線(素線)
10B、10C、10D、101、110B 電線(リッツ線)
11 導線
12 絶縁層
12A 素線絶縁層(エナメル層)
12B 外部絶縁層
13A、13B 撚り線部
10a 素線
10a-1 半径方向に対して最外列に配置された素線であって導体部を確定する素線
10a-2 半径方向に対して最外列に配置された素線であって導体部を確定しない素線
14A、14B 外部絶縁層
14b1、14b2、14b3 構成層
Dc 導体部の外径
Dd 外径差/2(半径差)
1
4A, 4B, 104A, 104B (low voltage, large current side)
10B, 10C, 10D, 101, 110B electric wire (litz wire)
11
12B
Claims (7)
前記1次側コイル及び前記2次側コイルのうち低圧大電流側コイルが有する前記電線が、導体部と該導体部の外周を覆う絶縁層とを有し、前記導体部の外径と前記電線の外径とについて、外径差/2([電線の外径-導体部の外径]/2)が70~260μmの範囲にあり、外径比(導体部の外径/電線の外径)が0.48~0.84の範囲にある高周波用高出力トランス。 A high-frequency high-output transformer provided with a primary coil and a secondary coil having wires wound around different outer peripheral surfaces of the core.
The electric wire of the primary side coil and the secondary side coil of the low pressure and high current side coil has a conductor portion and an insulating layer covering the outer periphery of the conductor portion, and the outer diameter of the conductor portion and the electric wire. The outer diameter difference / 2 ([outer diameter of the electric wire-outer diameter of the conductor part] / 2) is in the range of 70 to 260 μm, and the outer diameter ratio (outer diameter of the conductor part / outer diameter of the electric wire) is in the range of 70 to 260 μm. ) Is in the range of 0.48 to 0.84, which is a high output transformer for high frequencies.
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