JP7457779B2 - Trance - Google Patents

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JP7457779B2 JP2022185010A JP2022185010A JP7457779B2 JP 7457779 B2 JP7457779 B2 JP 7457779B2 JP 2022185010 A JP2022185010 A JP 2022185010A JP 2022185010 A JP2022185010 A JP 2022185010A JP 7457779 B2 JP7457779 B2 JP 7457779B2
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本開示は、磁束キャンセル方式のトランスに関する。 The present disclosure relates to a magnetic flux cancellation type transformer.

多相LLCコンバータは、3相動作させる際、トランスの1次巻線を共振コンデンサを介してスター結線として、各相の電流位相が互いに120°ずれるように各コンバータのスイッチをオンオフさせている(例えば、特許文献1を参照。)。 When a multi-phase LLC converter operates in three phases, the primary winding of the transformer is star-connected via a resonant capacitor, and the switches of each converter are turned on and off so that the current phase of each phase is shifted by 120 degrees from each other ( For example, see Patent Document 1).

米国特許第9780678号US Patent No. 9780678 特許第6696617号Patent No. 6696617

通常、多相LLCコンバータは、磁束キャンセル方式のトランスを備える(例えば、特許文献2を参照。)。特許文献2には、磁束キャンセル方式のトランス(3相)を説明する図が記載されている。特許文献2のように、磁束キャンセル方式のトランスのコアは、巻線のない外脚と巻線が巻かれる中脚とで構成される。そして、中脚のそれぞれはギャップを有している。 Typically, a multiphase LLC converter includes a magnetic flux cancellation type transformer (see, for example, Patent Document 2). Patent Document 2 describes a diagram illustrating a magnetic flux cancellation type transformer (three-phase). As in Patent Document 2, the core of a magnetic flux cancellation type transformer is composed of an outer leg without a winding and a middle leg around which a winding is wound. Each of the middle legs has a gap.

このギャップは次のような効果を生む。
中脚はそれぞれ各相に割り当てられているので、1つの中脚には他の相の磁束をできるだけ少なくしておくことが望ましい。そこで、中脚にギャップを設ける。ギャップは磁気抵抗が高い。このため、ある一つの中脚の磁束は他の中脚を通過せず、ギャップのない外脚を通過する。つまり、ギャップによりある1つの中脚を通過する他の相の磁束を低減することができる。さらに、外脚はそれぞれの相の磁束によって共有されることになり、三相動作で外脚の磁束を相殺でき、鉄損を低減することができる。
This gap produces the following effects.
Since each middle leg is assigned to each phase, it is desirable to minimize the magnetic flux of other phases to one middle leg. Therefore, a gap is created between the middle legs. The gap has high magnetic resistance. Therefore, the magnetic flux of one middle leg does not pass through the other middle legs, but passes through the outer leg with no gap. In other words, the gap can reduce the magnetic flux of other phases passing through one middle leg. Furthermore, the outer leg is shared by the magnetic flux of each phase, so the magnetic flux of the outer leg can be canceled out in three-phase operation, and iron loss can be reduced.

一方、LLCコンバータのスイッチをZVS(ゼロボルトスイッチング)するためには、トランスの励磁インダクタンスを当該ギャップ長により調整する必要がある。ここで、中脚のギャップが広くなると、高周波動作の場合や大電流が流れる場合、ギャップ近傍に発生する漏れ磁束と巻線とが鎖交することで損失による発熱が大きくなる。つまり、磁束キャンセル方式のトランスには、高周波動作や大電流での使用が困難という課題があった。 On the other hand, in order to achieve ZVS (zero volt switching) of the LLC converter switch, the excitation inductance of the transformer needs to be adjusted according to the gap length. Here, if the gap in the center leg is widened, in the case of high frequency operation or when a large current flows, the leakage flux generated near the gap will link with the winding, resulting in increased heat generation due to losses. In other words, a problem with transformers that use the magnetic flux cancellation method is that they are difficult to use in high frequency operation or with large currents.

前記課題を解決するために、本発明は、高周波動作の場合や大電流が流れる場合であっても巻線の発熱を抑えることができる磁束キャンセル方式のトランスを提供することを目的とする。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a magnetic flux cancellation type transformer that can suppress heat generation in the windings even when operating at high frequencies or when a large current flows.

上記目的を達成するために、本発明に係るトランスは、中脚において巻線の巻く位置とギャップを設ける位置とをずらすこととした。 In order to achieve the above object, in the transformer according to the present invention, the position where the winding is wound and the position where the gap is provided are shifted in the middle leg.

具体的には、本発明に係るトランスは、
磁性体であって、矩形の枠である外脚と、
磁性体であって、前記外脚の前記枠内に一方向の格子状に配置された複数の中脚と、
前記中脚毎に巻き付けられる1次巻線及び2次巻線と、
を備えるトランスであって、
前記中脚は、長手方向において前記1次巻線及び前記2次巻線が巻き付けられていない位置にギャップを有することを特徴とする。
Specifically, the transformer according to the present invention has:
An outer leg that is a rectangular frame made of a magnetic material;
A plurality of center legs, which are magnetic bodies and are arranged in a unidirectional grid pattern within the frame of the outer legs;
A primary winding and a secondary winding wound around each of the middle legs;
A transformer comprising:
The middle leg has a gap in the longitudinal direction at a position where the primary winding and the secondary winding are not wound.

中脚において巻線の巻く位置とギャップを設ける位置とをずらすことでギャップ近傍に生じる漏れ磁束が巻線に与える影響を低減することができる。従って、本発明は、高周波動作の場合や大電流が流れる場合であっても巻線の発熱を抑えることができる磁束キャンセル方式のトランスを提供することができる。 By shifting the position where the winding is wound and the position where the gap is provided in the middle leg, it is possible to reduce the influence of leakage magnetic flux generated near the gap on the winding. Therefore, the present invention can provide a magnetic flux cancellation type transformer that can suppress heat generation in the windings even when operating at a high frequency or when a large current flows.

本発明は、高周波動作の場合や大電流が流れる場合であっても巻線の発熱を抑えることができる磁束キャンセル方式のトランスを提供することができる。 The present invention can provide a magnetic flux cancellation type transformer that can suppress heat generation in the windings even when operating at high frequencies or when a large current flows.

本発明に係るトランスを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a transformer according to the present invention. 本発明に係るトランスを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a transformer according to the present invention. 本発明に係るトランスを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a transformer according to the present invention. 本発明に係るトランスのコアの外脚を説明する図である。It is a figure explaining the outer leg of the core of the transformer based on this invention. 本発明に係るトランスを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a transformer according to the present invention. 本発明に係るトランスを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a transformer according to the present invention.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。また、本実施形態では、3相のトランスで説明するが、相数は3に限定されない。 Embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. Note that components with the same reference numerals in this specification and the drawings indicate the same components. Further, in this embodiment, a three-phase transformer will be described, but the number of phases is not limited to three.

(実施形態1)
図1は、本実施形態のトランス100を説明する図である。トランス100は、
磁性体であって、矩形の枠である外脚10と、
磁性体であって、外脚10の前記枠内に一方向(図1の場合、Y方向)の格子状に配置された複数の中脚20#nと、
中脚20#n毎に巻き付けられる1次巻線Pn及び2次巻線Snと、
を備えるトランスであって、
中脚20#nは、長手方向(図1の場合、Y方向)において1次巻線Pn及び2次巻線Snが巻き付けられていない位置にギャップGPを有することを特徴とする。
nは相番号であり、3相であればn=1、2、3である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a transformer 100 according to the present embodiment. The transformer 100 includes:
An outer leg 10 which is a rectangular frame made of a magnetic material;
A plurality of center legs 20#n, which are made of a magnetic material and are arranged in a lattice pattern in one direction (Y direction in the case of FIG. 1 ) within the frame of the outer leg 10;
A primary winding Pn and a secondary winding Sn are wound around each of the center legs 20#n;
A transformer comprising:
The middle leg 20#n is characterized by having a gap GP in the longitudinal direction (Y direction in the case of FIG. 1) at a position where the primary winding Pn and the secondary winding Sn are not wound.
n is the phase number, and for three phases, n=1, 2, 3.

外枠10や中脚20の磁性体は、例えば、ケイ素鋼板やフェライトである。両者を同じ種類の磁性体としてもよいし、互いに異なる磁性体としてもよい。
なお、ギャップGPは空間であってもよいが、絶縁シートのようなギャップ材が嵌められていてもよい。ギャップ材があることで、コアの強度が向上する。
また、本実施形態では、Y方向が長手方向となるように中脚20を設置しているが、X方向が長手方向となるように中脚20を設置してもよい。
The magnetic material of the outer frame 10 and the middle leg 20 is, for example, a silicon steel plate or ferrite. Both may be the same type of magnetic material, or may be different magnetic materials.
Note that the gap GP may be a space, but a gap material such as an insulating sheet may be fitted therein. The presence of the gap material improves the strength of the core.
Further, in this embodiment, the middle legs 20 are installed so that the Y direction is the longitudinal direction, but the middle legs 20 may be installed so that the X direction is the longitudinal direction.

ここで、外脚10は、前記磁性体の複数のパーツ10-i(図1の場合、i=1~8)で構成されている。また、3相なので、中脚は20#1、20#2、及び20#3の3本、一次巻線はP1、P2、P3の3つ、二次巻線はS1、S2、S3の3つである。 Here, the outer leg 10 is composed of a plurality of parts 10-i (i=1 to 8 in the case of FIG. 1) made of the magnetic material. Also, since it is 3-phase, there are three middle legs, 20#1, 20#2, and 20#3, three primary windings, P1, P2, and P3, and three secondary windings, S1, S2, and S3. It is one.

なお、ギャップGPの位置は、図2や図3に示す位置でもよい(図2は、ギャップGPが中脚20の上端(外脚と接する箇所)にある例。)。すなわち、図1や図2に示すように、1次巻線Pn及び2次巻線Snは、共にギャップGPに対して一方側の中脚20に巻き付けられていること(図1、図2の場合、ギャップGPが1次巻線Pn側にあるが、ギャップGPが2次巻線Sn側にあってもよい)でもよいし、図3に示すように、ギャップGPを挟んだ両側の中脚20に巻き付けられていること(図3の場合、ギャップGPが1次巻線Pnと2次巻線Snとの間にある)でもよい。 Note that the position of the gap GP may be the position shown in FIG. 2 or 3 (FIG. 2 is an example in which the gap GP is located at the upper end of the middle leg 20 (at the location where it contacts the outer leg)). That is, as shown in FIGS. 1 and 2, both the primary winding Pn and the secondary winding Sn are wound around the middle leg 20 on one side with respect to the gap GP (as shown in FIGS. 1 and 2). In this case, the gap GP is on the primary winding Pn side, but the gap GP may be on the secondary winding Sn side), or as shown in Figure 3, the gap GP is on the side of the secondary winding Sn. 20 (in the case of FIG. 3, the gap GP is between the primary winding Pn and the secondary winding Sn).

つまり、トランス100は次のような特徴を有する。
(1)ギャップGPを持つ複数の中脚20#n(本実施形態ではn=3)とギャップの無い外脚10で構成される。
(2)中脚20#nのうちギャップGP以外の位置に1次巻線Pnと2次巻線Snが巻かれる。1次巻線Pnや2次巻線Snと鎖交する、ギャップGPにおける漏れ磁束の量が低減され、巻線の損失を低減することができる。
(3)ギャップGPの磁気抵抗が大きい為、各々の中脚20#nで発生した磁束は互いに干渉せず、磁気抵抗の低い外脚10を通過する。
(4)トランス100は、この構造により1つでn個のトランスと同様に動作することができる。
(5)各々の巻線に流れる電流の位相を360/n度ずらして動作させることにより、外脚10の磁束が相殺され、鉄損を低減することができる。
(6)トランス100は、外脚10を各相で共通化することでコア体積を削減することができ、複数(n個)のトランスを備える場合より小型化することができる。
That is, the transformer 100 has the following characteristics.
(1) It is composed of a plurality of middle legs 20#n (n=3 in this embodiment) having a gap GP and an outer leg 10 without a gap.
(2) The primary winding Pn and the secondary winding Sn are wound at positions other than the gap GP on the middle leg 20#n. The amount of leakage magnetic flux in the gap GP that interlinks with the primary winding Pn and the secondary winding Sn is reduced, and winding loss can be reduced.
(3) Since the magnetic resistance of the gap GP is large, the magnetic flux generated in each middle leg 20#n does not interfere with each other and passes through the outer leg 10 with low magnetic resistance.
(4) Due to this structure, one transformer 100 can operate in the same manner as n transformers.
(5) By operating the currents flowing through each winding with a phase shift of 360/n degrees, the magnetic flux of the outer leg 10 is canceled out, and iron loss can be reduced.
(6) The core volume of the transformer 100 can be reduced by using the outer leg 10 in common for each phase, and the transformer 100 can be made smaller than when a plurality of (n) transformers are provided.

トランス100は、コアが複数のパーツ(外脚のパーツ10-1~10-8、中脚20#1~20#3)で構成されている。このため、中脚20が設置されるパーツ(10-1、10-2、10-3、10-5、10-6、10-7)を中脚20の長手方向(Y方向)に移動させることでギャップGP間の距離を調整可能である。 The core of the transformer 100 is composed of a plurality of parts (outer leg parts 10-1 to 10-8 and middle leg parts 20#1 to 20#3). For this reason, the parts (10-1, 10-2, 10-3, 10-5, 10-6, 10-7) on which the middle leg 20 is installed are moved in the longitudinal direction (Y direction) of the middle leg 20. This allows the distance between the gaps GP to be adjusted.

つまり、トランス100は、コアが複数のパーツで構成されるので、中脚毎にギャップGPのギャップ長を調整可能である。これは、コアの製造誤差によるギャップ長のずれを吸収できるという効果と、励磁インダクタンスを所望値に調整可能という効果を得られる。
さらに、複数のパーツ(外脚のパーツ10-1~10-8、中脚20#1~20#3)でコアを構成することで、各パーツをシンプルな形状(角柱や円柱)とすることができ、製造コストの低減を図ることができる。
In other words, since the core of the transformer 100 is composed of a plurality of parts, the gap length of the gap GP can be adjusted for each middle leg. This has the effect of being able to absorb gap length deviations due to manufacturing errors of the core, and the effect of being able to adjust the excitation inductance to a desired value.
Furthermore, by configuring the core with multiple parts (outer leg parts 10-1 to 10-8, middle leg parts 20#1 to 20#3), each part can be made into a simple shape (prismatic or cylindrical). It is possible to reduce manufacturing costs.

<補足>
巻線に大電流が流れるような場合、飽和を避けるために巻き数を多くするが、インダクタンス値が大きくなる。このため、コアにギャップを設けてインダクタンス値を下げる。そして、このコアのギャップ間距離でインダクタンス値を調整することができる。具体的には、トランス100において、ギャップGPを広げると励磁インダクタンスは小さくなる。
一方、コアにギャップを設けることで漏れ磁束が発生し、巻線に鎖交して損失が生じる。そこで、トランス100では、図1から図3のようにギャップGPの位置と巻線(Pn、Sn)の位置をずらすことで漏れ磁束の影響を低減している。
<補足終了>
<Additional Information>
When a large current flows through the winding, the number of turns is increased to avoid saturation, but the inductance value becomes large. For this reason, a gap is provided in the core to reduce the inductance value. The inductance value can be adjusted by adjusting the gap distance of the core. Specifically, in the transformer 100, widening the gap GP reduces the excitation inductance.
On the other hand, providing a gap in the core generates leakage flux that interlinks with the windings and causes loss. Therefore, in the transformer 100, the position of the gap GP and the position of the windings (Pn, Sn) are shifted as shown in Figures 1 to 3 to reduce the effect of leakage flux.
<End of supplement>

なお、中脚20#nが設置される対向する辺のうち一方が1つのパーツで構成されていることであってもよい。具体的には、外脚のパーツ(10-5、10-6、10-7)は分割されずに一体のパーツであってもよい。外脚のパーツ(10-1、10-2、10-3)でそれぞれのギャップ長を調整可能だからである。また、パーツの分割数を少なくすることでコアの剛性が高まるという効果もある。 Note that one of the opposing sides on which the middle leg 20#n is installed may be made of one part. Specifically, the outer leg parts (10-5, 10-6, 10-7) may be an integral part without being divided. This is because each gap length can be adjusted using the outer leg parts (10-1, 10-2, 10-3). Additionally, reducing the number of divided parts has the effect of increasing the rigidity of the core.

トランス100は、外脚10が前記複数のパーツが卍組みされていることを特徴とする。卍組とは、図4(A)のような組み方である。具体的には、外脚のパーツ(10-1、10-2、10-3)の一端が外脚のパーツ10-4の側面に設置され、外脚のパーツ10-4の一端が外脚のパーツ(10-5、10-6、10-7)の側面に設置され、外脚のパーツ(10-5、10-6、10-7)の一端が外脚のパーツ10-8の側面に設置され、外脚のパーツ10-8の一端が外脚のパーツ(10-1、10-2、10-3)の側面に設置される構造である。
なお、図4(C)にパーツ10-nの「一端」と「側面」の説明を示す。「一端」は角柱のパーツ10-nの一方の底面を意味し、「側面」は角柱のパーツ10-nの1つの側面(組み上げたときに内側を向く側面)を意味する。
また、図4(A)のようなパーツ10-nの組み上げを「右回り卍組」とすれば、外脚10は「左回りの卍組」であってもよい。
The transformer 100 is characterized in that the outer leg 10 is configured by interlacing the above-mentioned multiple parts. Interlacing is an assembly method as shown in Fig. 4(A). Specifically, one end of the outer leg parts (10-1, 10-2, 10-3) is installed on the side of the outer leg part 10-4, one end of the outer leg part 10-4 is installed on the side of the outer leg part (10-5, 10-6, 10-7), one end of the outer leg parts (10-5, 10-6, 10-7) is installed on the side of the outer leg part 10-8, and one end of the outer leg part 10-8 is installed on the side of the outer leg parts (10-1, 10-2, 10-3).
4(C) shows an explanation of the "one end" and "side" of part 10-n. "One end" means one bottom surface of prismatic part 10-n, and "side" means one side surface of prismatic part 10-n (the side surface that faces inward when assembled).
Also, if the assembly of parts 10-n as shown in FIG. 4(A) is a "clockwise swastika" assembly, the outer leg 10 may be a "counterclockwise swastika" assembly.

図4(B)は、複数のパーツで構成される外脚10を卍組しない場合の図である。卍組をしない場合、例えば、製造誤差などにより外脚のパーツ(10-1、10-2、10-3)と外脚のパーツ(10-5、10-6、10-7)の長さが異なると、外脚のパーツ10-4と外脚のパーツ(10-1、10-2、10-3)との接触部41にギャップ(隙間)GRが生じる。このギャップGRにより各相の磁気抵抗が不均一となり、磁束キャンセル効果が低減することになる。 FIG. 4(B) is a diagram when the outer leg 10 composed of a plurality of parts is not assembled. If swastika is not used, for example, the lengths of the outer leg parts (10-1, 10-2, 10-3) and outer leg parts (10-5, 10-6, 10-7) may differ due to manufacturing errors. If they are different, a gap GR will occur at the contact portion 41 between the outer leg part 10-4 and the outer leg parts (10-1, 10-2, 10-3). This gap GR causes the magnetic resistance of each phase to become non-uniform, reducing the magnetic flux canceling effect.

図4(A)のように卍組をした場合、製造誤差などにより各パーツの長さにずれが生じていても各接触部42においてギャップを生じさせない。外脚10においてギャップレスとなるので不要な磁気抵抗が発生しない。このため、外脚10において各相の磁気抵抗が均一になり、磁束キャンセル効果が高まる。 When a kaji is formed as shown in FIG. 4(A), no gap is created at each contact portion 42 even if the lengths of each part are deviated due to manufacturing errors or the like. Since the outer leg 10 is gapless, unnecessary magnetic resistance does not occur. Therefore, the magnetic resistance of each phase in the outer leg 10 becomes uniform, and the magnetic flux canceling effect is enhanced.

(実施例)
本実施形態のトランス100は、特許文献1や2に記載される多相LLCコンバータの多脚トランスとして利用することができる。
(Example)
The transformer 100 of this embodiment can be used as a multi-leg transformer of a multi-phase LLC converter described in Patent Documents 1 and 2.

(実施形態2)
図5は、本実施形態のトランス101を説明する図である。トランス101は、
磁性体であって、矩形の枠である外脚10と、
磁性体であって、外脚10の前記枠内に一方向(図5の場合、Y方向)の格子状に配置された複数の中脚20#nと、
中脚20#n毎に巻き付けられる1次巻線Pn及び2次巻線Snと、
を備えるトランスであって、
それぞれの中脚20#nは、長手方向(図5の場合、Y方向)において1次巻線Pn及び2次巻線Snが巻き付けられている区間の両外側にギャップGPを有することを特徴とする。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a diagram illustrating the transformer 101 of this embodiment. The transformer 101 is
an outer leg 10 made of a magnetic material and having a rectangular frame;
A plurality of middle legs 20#n made of a magnetic material and arranged in a grid shape in one direction (in the case of FIG. 5, the Y direction) within the frame of the outer leg 10;
A primary winding Pn and a secondary winding Sn wound around each middle leg 20#n,
A transformer comprising:
Each middle leg 20#n is characterized by having a gap GP on both sides of the section around which the primary winding Pn and the secondary winding Sn are wound in the longitudinal direction (Y direction in the case of FIG. 5). do.

トランスの両側(1次側と2次側)からみたインダクタンスを等しくするためには、図3のトランス100のようにギャップGPを中脚20#nの中央(1次巻線Pnと2次巻線Snとの間)に設ける構造が好ましい。前述の「補足」で説明したとおり、励磁インダクタンスはギャップGPで調整できる。しかし、この構造の場合、励磁インダクタンスを小さくするためにギャップGPを広げるとギャップGPの近傍に発生する漏れ磁束による損失が大きくなる。つまり、この構造であると、ギャップGPによる損失を避けつつ励磁インダクタンスを調整することが困難という課題があった。 In order to equalize the inductance seen from both sides of the transformer (primary side and secondary side), the gap GP should be placed at the center of the middle leg 20#n (the primary winding Pn and the secondary winding A structure provided between the line Sn and the line Sn is preferable. As explained in the "Supplementary" section above, the excitation inductance can be adjusted by the gap GP. However, in the case of this structure, when the gap GP is widened in order to reduce the excitation inductance, the loss due to leakage magnetic flux generated near the gap GP increases. In other words, with this structure, there is a problem in that it is difficult to adjust the excitation inductance while avoiding loss due to the gap GP.

そこで、トランスの両側からみたインダクタンスを等しくでき、かつギャップGPによる損失を避けつつ励磁インダクタンスを容易に調整できる構造として、トランス101のように中脚20#nの両端にギャップGPを設けることとした。外脚10を広げることで中脚20#nの両端にギャップGPを広げることができるので、ギャップGPの近傍に発生する漏れ磁束が1次巻線Pnや2次巻線Snに干渉させずに(損失を大きくせずに)、ギャップGPを広げることができる(励磁インダクタンスを低減できる。)。 Therefore, we decided to provide a gap GP at both ends of the middle leg 20#n, as in the transformer 101, in order to create a structure in which the inductance seen from both sides of the transformer can be made equal, and the excitation inductance can be easily adjusted while avoiding loss due to the gap GP. . By widening the outer leg 10, the gap GP can be widened at both ends of the middle leg 20#n, so that leakage magnetic flux generated near the gap GP can be prevented from interfering with the primary winding Pn and the secondary winding Sn. The gap GP can be widened (the excitation inductance can be reduced) (without increasing the loss).

なお、ギャップGPは空間であってもよいが、図6のように絶縁シートのようなギャップ材15が嵌められていてもよい。ギャップ材15をギャップGPに嵌め込むことで、中脚20#nを外脚10に固定できる。
実施形態1で説明したトランス100についても、ギャップGPにギャップ材15を嵌めてもよい。
図6において、上側と下側のギャップ材15はそれぞれ一体構造であるが、中脚20#n毎に分割された構造であってもよい。
Although the gap GP may be a space, a gap material 15 such as an insulating sheet may be fitted therein as shown in FIG. By fitting the gap material 15 into the gap GP, the middle leg 20#n can be fixed to the outer leg 10.
Also in the transformer 100 described in the first embodiment, the gap material 15 may be fitted into the gap GP.
In FIG. 6, the upper and lower gap members 15 each have an integral structure, but may have a structure in which they are divided into each middle leg 20#n.

トランス101も、実施形態1で説明したトランス100の特徴(1)~(6)を有する。また、次のような構造とすることで、実施形態1で説明したトランス100の効果も得られる。 The transformer 101 also has the characteristics (1) to (6) of the transformer 100 described in the first embodiment. Moreover, the effects of the transformer 100 described in the first embodiment can also be obtained by having the following structure.

・コアが複数のパーツ(外脚のパーツ10-1~10-8、中脚20#1~20#3)で構成されている構造。
トランス101も、中脚20#nの長手方向にあるパーツ(10-1、10-2、10-3、10-5、10-6、10-7)を中脚20#nの長手方向に移動させることで外脚10を広げてギャップGP間の距離を調整可能である。
-The core is made up of multiple parts (outer leg parts 10-1 to 10-8, middle legs 20#1 to 20#3).
In the transformer 101, the parts (10-1, 10-2, 10-3, 10-5, 10-6, 10-7) located in the longitudinal direction of the middle leg 20#n can also be moved in the longitudinal direction of the middle leg 20#n to widen the outer legs 10 and adjust the distance between the gaps GP.

・中脚20#nが設置される対向する辺のうち一方が1つのパーツで構成されている構造。
・外脚10が前記複数のパーツが卍組みされている構造。
- A structure in which one of the opposing sides on which the middle leg 20#n is installed is composed of one part.
・The outer leg 10 has a structure in which the plurality of parts are assembled in a swastika pattern.

10:外脚
10-1、10-2、・・・、10-8、10-i:外脚のパーツ(iはパーツ番号)
20、20#1、20#2、20#3、・・・、20#n:中脚、nは相の数
41、42:接触部
GP:ギャップ
P1、P2、P3、・・・、Pn:1次側巻線、nは相の数
S1、S2、S3、・・・、Sn:2次側巻線、nは相の数
、E、E、・・・、E:直流電源、nは相の数
R1、CR2:共振コンデンサ
Ca:コンデンサ
SW1:第1スイッチ
SW2:第2スイッチ
CP:接続点
NP:中性点
To:出力端
GP1、LGP2、LGP3、・・・、LGPn:共振リアクトル、nは相の数
10: Outer legs 10-1, 10-2, ..., 10-8, 10-i: Outer leg parts (i is part number)
20, 20#1, 20#2, 20#3,..., 20#n: Middle leg, n is the number of phases 41, 42: Contact part GP: Gap P1, P2, P3,..., Pn : Primary winding, n is the number of phases S1, S2, S3, ..., Sn: Secondary winding, n is the number of phases E 1 , E 2 , E 3 , ..., E n : DC power supply, n is the number of phases C R1 , C R2 : Resonant capacitor Ca: Capacitor SW1: First switch SW2: Second switch CP: Connection point NP: Neutral point To: Output end L GP1 , L GP2 , L GP3 ,...,L GPn : Resonant reactor, n is the number of phases

Claims (5)

磁性体であって、矩形の枠である外脚と、
磁性体であって、前記外脚の前記枠内に一方向の格子状に配置された複数の中脚と、
前記中脚毎に隣り合うように巻き付けられる1次巻線及び2次巻線と、
を備える磁束キャンセル方式のトランスであって、
それぞれの前記中脚は、長手方向において前記1次巻線及び前記2次巻線が巻き付けられていない位置にギャップを1つ有し、
前記外脚は、前記磁性体の複数のパーツで構成され、前記中脚が設置される前記パーツを前記中脚の長手方向に移動させることで前記ギャップ間の距離を調整可能であること、及び
前記1次巻線及び前記2次巻線は、それぞれ前記ギャップに対して一方側の前記中脚及び他方側の前記中脚に巻き付けられ、1次側と2次側からみたインダクタンスに対称性があること
を特徴とするトランス。
an outer leg that is a magnetic material and has a rectangular frame;
a plurality of middle legs that are magnetic and arranged in a unidirectional grid within the frame of the outer legs;
A primary winding and a secondary winding that are wound adjacent to each other on each of the middle legs;
A magnetic flux cancellation type transformer comprising:
Each of the middle legs has one gap in the longitudinal direction at a position where the primary winding and the secondary winding are not wound,
The outer leg is composed of a plurality of parts made of the magnetic material, and the distance between the gaps can be adjusted by moving the part on which the middle leg is installed in the longitudinal direction of the middle leg .
The primary winding and the secondary winding are respectively wound around the middle leg on one side and the middle leg on the other side with respect to the gap, and the inductances seen from the primary side and the secondary side are symmetrical. There is something
A transformer featuring
磁性体であって、矩形の枠である外脚と、
磁性体であって、前記外脚の前記枠内に一方向の格子状に配置された複数の中脚と、
前記中脚毎に隣り合うように巻き付けられる1次巻線及び2次巻線と、
を備える磁束キャンセル方式のトランスであって、
それぞれの前記中脚は、長手方向において前記1次巻線及び前記2次巻線が巻き付けられていない位置にギャップを2つ有し、
前記外脚は、前記磁性体の複数のパーツで構成され、前記中脚が設置される前記パーツを前記中脚の長手方向に移動させることで前記ギャップ間の距離を調整可能であること、及び
それぞれの前記中脚は、長手方向において前記1次巻線及び前記2次巻線が巻き付けられている区間の両外側にギャップを有し、1次側と2次側からみたインダクタンスに対称性があること
を特徴とするトランス。
An outer leg that is a rectangular frame made of a magnetic material;
A plurality of center legs, which are magnetic bodies and are arranged in a unidirectional grid pattern within the frame of the outer legs;
a primary winding and a secondary winding wound adjacent to each other for each of the middle legs;
A magnetic flux cancellation type transformer comprising:
Each of the middle legs has two gaps in a longitudinal direction at positions where the primary winding and the secondary winding are not wound,
The outer leg is composed of a plurality of parts of the magnetic material, and the distance between the gaps can be adjusted by moving the part on which the middle leg is installed in the longitudinal direction of the middle leg ; and
Each of the center legs has a gap on both outer sides of the section in which the primary winding and the secondary winding are wound in the longitudinal direction, and the inductance as viewed from the primary side and the secondary side is symmetrical.
A transformer characterized by:
前記外脚は、前記中脚が設置される対向する辺のうち一方が1つの前記パーツで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のトランス。 3. The transformer according to claim 1, wherein one of the opposing sides of the outer leg on which the middle leg is installed is composed of one of the parts. 前記外脚は、前記磁性体の複数のパーツで構成され、前記磁性体の複数のパーツが卍組みされていることを特徴とする請求項1又は2に記載のトランス。 3. The transformer according to claim 1 , wherein the outer leg is composed of a plurality of parts made of the magnetic material, and the plurality of parts made of the magnetic material are assembled into a kamanshi. 前記ギャップは、ギャップ材が嵌められていることを特徴とする請求項1又は2に記載のトランス。 The transformer according to claim 1 or 2 , wherein the gap is fitted with a gap material.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003174775A (en) 2001-12-04 2003-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Power supply and electronic equipment using such
JP2006067699A (en) 2004-08-26 2006-03-09 Sanken Electric Co Ltd Switching power unit
JP2010161868A (en) 2009-01-08 2010-07-22 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Forward converter
JP2010263238A (en) 2002-11-01 2010-11-18 Metglas Inc Bulk amorphous metal inductive device
JP3189478U (en) 2013-12-27 2014-03-13 関口電気株式会社 Assembly structure of steel core
CN104183369A (en) 2013-05-27 2014-12-03 上海稳得新能源科技有限公司 Transformer of zero-clearance magnetic circuit and less-clearance magnetic circuit
JP2017184336A (en) 2016-03-28 2017-10-05 コニカミノルタ株式会社 Power supply device and image formation device
JP2018064010A (en) 2016-10-12 2018-04-19 オムロン株式会社 Coil component and power supply device including the same
JP6696617B1 (en) 2019-08-27 2020-05-20 サンケン電気株式会社 Multi-phase LLC converter

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003174775A (en) 2001-12-04 2003-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Power supply and electronic equipment using such
JP2010263238A (en) 2002-11-01 2010-11-18 Metglas Inc Bulk amorphous metal inductive device
JP2006067699A (en) 2004-08-26 2006-03-09 Sanken Electric Co Ltd Switching power unit
JP2010161868A (en) 2009-01-08 2010-07-22 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Forward converter
CN104183369A (en) 2013-05-27 2014-12-03 上海稳得新能源科技有限公司 Transformer of zero-clearance magnetic circuit and less-clearance magnetic circuit
JP3189478U (en) 2013-12-27 2014-03-13 関口電気株式会社 Assembly structure of steel core
JP2017184336A (en) 2016-03-28 2017-10-05 コニカミノルタ株式会社 Power supply device and image formation device
JP2018064010A (en) 2016-10-12 2018-04-19 オムロン株式会社 Coil component and power supply device including the same
JP6696617B1 (en) 2019-08-27 2020-05-20 サンケン電気株式会社 Multi-phase LLC converter

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