TW202009956A - 變壓器以及電力變換裝置 - Google Patents

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石橋寛基
長岡真吾
財津俊行
上松武
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日商歐姆龍股份有限公司
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Abstract

第一繞組於第一區間內捲繞於主芯上。第二繞組於第二區間內捲繞於主芯上。第一旁路芯沿著第一區間設置於第一繞組的外側。第三繞組於第一區間內捲繞於主芯及第一旁路芯上。第二旁路芯沿著第二區間設置於第二繞組的外側。第四繞組於第二區間內捲繞於主芯及第二旁路芯上。間隙以在與第一區間及第二區間兩者分離的位置上與主芯的迴路交叉的方式形成於主芯上。

Description

變壓器以及電力變換裝置
本揭示是有關於一種變壓器以及電力變換裝置。
為了提昇變壓器的電力變換的性能，而增大其漏電感已為人所知。漏電感藉由僅與變壓器的一次繞組及二次繞組的一者交叉的磁通來產生。為了產生此種磁通，先前，例如如專利文獻1及專利文獻2中所揭示般，已知有一種除主芯以外，包括作為用於引導已自主芯中洩漏的磁通的磁路的旁路芯的變壓器。
專利文獻1揭示如下的電源變壓器：在變壓器的一次繞組與二次繞組間插入經電絕緣的磁性體間隙片，藉由該間隙片來進行繞組的冷卻，並且具有由各繞組間的漏磁通的增加所產生的電感效應。
專利文獻2揭示一種包括主芯、第一繞組、第二繞組、及一個以上的通過芯的洩漏磁通型變壓器。主芯是形成閉合磁路的第一磁性體，且具有外腳及中腳。第一繞組將中腳的長邊方向作為軸，以圍繞該中腳的方式捲繞。第二繞組將中腳的長邊方向作為軸，以圍繞第一繞組的方式捲繞。通過芯是沿著軸方向貫穿自第一繞組的最內周至第二繞組的最外周為止的區域中的一部分的第二磁性體，且該第二磁性體延伸至自該第二磁性體的兩側的端部分別洩漏的磁通中的穿過第一繞組內部的磁通變成臨限值以下的位置為止。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開昭53-024530號公報 專利文獻2：日本專利特開2016-219540號公報
[發明所欲解決之課題] 包括變壓器的電力變換裝置的增益等特性根據勵磁電感與漏電感而變化。為了達成高的電力密度並滿足所期望的電路常數，必須達成大的漏電感，並調整勵磁電感。勵磁電感藉由在芯中設置間隙來調整。但是，若於芯中設置間隙，則產生漏磁通。該漏磁通與繞組交叉，藉此產生損失。因此，需要一種可不使損失增大而調整勵磁電感，且具有大的漏電感的變壓器。
本揭示的目的在於提供一種可不使損失增大而調整勵磁電感，並可使漏電感增大的變壓器。另外，本揭示的目的在於提供一種包括此種變壓器的電力變換裝置。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題，本揭示的形態的變壓器及電力變換裝置具有以下的結構。
本揭示的一形態的變壓器包括： 主芯，具有迴路的形狀； 第一繞組，於所述主芯的迴路中的第一區間內捲繞於所述主芯上； 第二繞組，於所述主芯的迴路中的與所述第一區間分離的第二區間內捲繞於所述主芯上； 至少一個第一旁路芯，沿著所述主芯的所述第一區間，且設置於所述第一繞組的外側； 第三繞組，於所述主芯的所述第一區間內捲繞於所述主芯及所述第一旁路芯上； 至少一個第二旁路芯，沿著所述主芯的所述第二區間，且設置於所述第二繞組的外側； 第四繞組，於所述主芯的所述第二區間內捲繞於所述主芯及所述第二旁路芯上；以及 至少一個間隙，以於所述主芯的與所述第一區間及所述第二區間兩者分離的位置上與所述主芯的迴路交叉的方式，形成於所述主芯上。
此處，亦可將「第一繞組」及「第二繞組」用作變壓器的一次繞組，將「第三繞組」及「第四繞組」用作變壓器的二次繞組。作為替代，亦可將「第一繞組」及「第二繞組」用作變壓器的二次繞組，將「第三繞組」及「第四繞組」用作變壓器的一次繞組。
根據本揭示的一形態的變壓器，藉由設置旁路芯，產生自主芯經過旁路芯後再次返回主芯的磁通（即，穿過旁路芯的磁通）。穿過旁路芯的磁通不與第三繞組及第四繞組交叉，僅與第一繞組及第二繞組交叉。藉由產生穿過旁路芯的磁通，可產生大的漏電感。另外，根據本揭示的一形態的變壓器，於形成在與第一繞組～第四繞組分離的位置上的間隙中產生漏磁通，藉此可一面防止漏磁通與繞組交叉，而防止由漏磁通與繞組交叉所引起的損失的增大，一面調整勵磁電感。如此，根據本揭示的一形態的變壓器，可不使損失增大，而使漏電感增大。
於本揭示的一形態的變壓器中， 所述第一旁路芯亦可以長度橫跨超過所述第一區間的長度進行延伸， 所述第二旁路芯亦可以長度橫跨超過所述第二區間的長度進行延伸。
根據本揭示的一形態的變壓器，使穿過旁路芯的磁通的量對應於第一旁路芯及第二旁路芯的長度而變化，因此可使由穿過旁路芯的磁通所產生的漏電感變化。
於本揭示的一形態的變壓器中， 所述第一旁路芯及所述第二旁路芯亦可沿著所述主芯延伸，於兩端朝向所述主芯彎曲或沿著所述主芯彎曲。
根據本揭示的一形態的變壓器，藉由使所述第一旁路芯及所述第二旁路芯的兩端彎曲，與包括於兩端不彎曲的旁路芯的情況相比，使穿過旁路芯的磁通的量增大，因此可使由穿過旁路芯的磁通所產生的漏電感增大。
本揭示的一形態的變壓器亦可包括多個第一旁路芯及多個第二旁路芯。
根據本揭示的一形態的變壓器，與包括一個第一旁路芯及一個第二旁路芯的情況相比，使穿過旁路芯的磁通的量增大，因此可使由穿過旁路芯的磁通所產生的漏電感增大。
於本揭示的一形態的變壓器中， 所述第一繞組及所述第三繞組亦可分別以每一圈與所述主芯的表面接觸、且於所述主芯的表面上交替地配置的方式捲繞， 所述第二繞組及所述第四繞組亦可分別以每一圈與所述主芯的表面接觸、且於所述主芯的表面上交替地配置的方式捲繞。
根據本揭示的一形態的變壓器，以於主芯的表面上交替地配置的方式捲繞一次繞組與二次繞組，藉此與不如此進行捲繞的情況相比，可減少由繞組的接近效應所引起的損失。
本揭示的一形態的變壓器亦可包括： 在所述主芯的迴路中的所述第一區間的一端與所述第二區間的一端之間的第三區間內，以與所述主芯的迴路交叉的方式形成於所述主芯上的至少一個間隙；以及 在所述主芯的迴路中的所述第一區間的另一端與所述第二區間的另一端之間的第四區間內，以與所述主芯的迴路交叉的方式形成於所述主芯上的至少一個間隙。
根據本揭示的一形態的變壓器，於形成在與第一繞組～第四繞組分離的位置的間隙中產生漏磁通，藉此可一面防止由漏磁通與繞組交叉所引起的損失的增大，一面調整勵磁電感。
本揭示的一形態的變壓器亦可於所述第三區間及所述第四區間中的至少一者中，包括以與所述主芯的迴路交叉的方式形成於所述主芯上的多個間隙。
根據本揭示的一形態的變壓器，藉由增加間隙的個數，漏磁通的漏出範圍變小，而變得難以與繞組交叉。
本揭示的一形態的變壓器亦可包括第一端子、第二端子、第三端子及第四端子，且 所述第一繞組及所述第二繞組以當電流在所述第一端子與所述第二端子之間流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第一端子與所述第二端子之間串聯連接， 所述第三繞組及所述第四繞組以當電流在所述第三端子與所述第四端子之間流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第三端子與所述第四端子之間串聯連接。
根據本揭示的一形態的變壓器，亦可朝第一端子及第二端子中供給輸入電流，並自第三端子及第四端子中產生輸出電流。另外，根據本揭示的一形態的變壓器，亦可朝第三端子及第四端子中供給輸入電流，並自第一端子及第二端子中產生輸出電流。
本揭示的一形態的變壓器亦可包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子及第五端子，且 所述第一繞組及所述第二繞組以當電流在所述第一端子與所述第二端子之間流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第一端子與所述第二端子之間串聯連接， 所述第三繞組連接於所述第三端子與所述第五端子之間， 所述第四繞組連接於所述第四端子與所述第五端子之間， 所述第三繞組及所述第四繞組以當電流自所述第五端子分別朝所述第三端子及所述第四端子中流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式相互連接。
根據本揭示的一形態的變壓器，亦可朝第一端子及第二端子中供給輸入電流，並自第三端子及第五端子中產生第一輸出電流，自第四端子及第五端子中產生第二輸出電流。
本揭示的一形態的變壓器亦可包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子及第五端子，且 所述第一繞組連接於所述第一端子與所述第五端子之間， 所述第二繞組連接於所述第二端子與所述第五端子之間， 所述第一繞組及所述第二繞組以當電流自所述第五端子分別朝所述第一端子及所述第二端子中流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式相互連接， 所述第三繞組及所述第四繞組以當電流在所述第三端子與所述第四端子之間流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第三端子與所述第四端子之間串聯連接。
根據本揭示的一形態的變壓器，亦可朝第三端子及第四端子中供給輸入電流，並自第一端子及第五端子中產生第一輸出電流，自第二端子及第五端子中產生第二輸出電流。
本揭示的一形態的電力變換裝置包括本揭示的各形態的變壓器。
根據本揭示的一形態的電力變換裝置，可不使變壓器的損失增大，而使變壓器的漏電感增大。藉此，可增大電力變換裝置的增益，並增大其電力密度。 [發明的效果]
根據本揭示的一形態的變壓器，可不使損失增大而調整勵磁電感，並可使漏電感增大。
以下，參照圖式對本揭示的一形態的實施方式（以下，亦表述成「本實施方式」）進行說明。於各圖式中，相同的符號表示相同的構成元件。
[第一實施方式] 參照圖1～圖22對第一實施方式的變壓器進行說明。
[第一實施方式的結構例] 圖1是示意性地例示第一實施方式的變壓器10的結構的一例的正面圖。變壓器10包括：主芯1，至少一個旁路芯2a，至少一個旁路芯2b，繞組3a、繞組3b、繞組4a、繞組4b，以及至少一個間隙G。
主芯1包含多個主芯部分1a、主芯部分1b。多個主芯部分1a、主芯部分1b例如包含肥粒鐵（ferrite）等磁性體。各主芯部分1a、主芯部分1b例如形成為U字形。多個主芯部分1a、主芯部分1b以於兩者之間形成規定距離B1的至少一個間隙G的方式，例如經由間隔件5而相互機械式地連結。主芯1作為其整體，具有迴路（loop）的形狀。
於圖1的例子中，沿著主芯1的迴路設置區間A1～區間A4。此處，區間A1及區間A2分別具有規定長度B3，設置於相互分離的位置上。區間A3設置於區間A1的一端與區間A2的一端之間。區間A4設置於區間A1的另一端與區間A2的另一端之間。
於本說明書中，將區間A1～區間A4分別亦稱為「第一區間」、「第二區間」、「第三區間」、及「第四區間」。
繞組3a於主芯1的迴路中的區間A1內捲繞於主芯1（於圖1的例子中，主芯部分1a）上。繞組3a於其兩端包括端部T1、端部T2。繞組3b於主芯1的迴路中的與區間A1分離的區間A2內捲繞於主芯1（於圖1的例子中，主芯部分1b）上。繞組3b於其兩端包括端部T3、端部T4。
於本說明書中，將繞組3a亦稱為「第一繞組」，將繞組3b亦稱為「第二繞組」。
旁路芯2a沿著主芯1的區間A1，且設置於繞組3a的外側。旁路芯2b沿著主芯1的區間A2，且設置於繞組3b的外側。旁路芯2a、旁路芯2b例如包含肥粒鐵等磁性體。於圖1的例子中，旁路芯2a、旁路芯2b形成為直線狀。旁路芯2a、旁路芯2b例如經由間隔件6，具有規定距離B2而與主芯1機械式地連結。於圖1的例子中，旁路芯2a與主芯部分1a機械式地連結，旁路芯2b與主芯部分1b機械式地連結。
旁路芯2a以其長度B4橫跨超過區間A1的長度B3進行延伸。旁路芯2b以其長度B4橫跨超過區間A2的長度B3進行延伸。
於本說明書中，將旁路芯2a亦稱為「第一旁路芯」，將旁路芯2b亦稱為「第二旁路芯」。
繞組4a於主芯1的區間A1內捲繞於主芯1（於圖1的例子中，主芯部分1a）及旁路芯2a上。繞組4a於其兩端包括端部T5、端部T6。繞組4b於主芯1的區間A2內捲繞於主芯1（於圖1的例子中，主芯部分1b）及旁路芯2b上。繞組4b於其兩端包括端部T7、端部T8。
於本說明書中，將繞組4a亦稱為「第三繞組」，將繞組4b亦稱為「第四繞組」。
繞組3a、繞組4a分別以每一圈與主芯1的表面接觸、且於主芯1的表面上交替地配置的方式捲繞。繞組3b、繞組4b分別以每一圈與主芯1的表面接觸、且於主芯1的表面上交替地配置的方式捲繞。
間隙G以於主芯1的與區間A1及區間A2兩者分離的位置上與主芯1的迴路交叉的方式，形成於主芯1上。於圖1的例子中，變壓器10包括形成於區間A3內的一個間隙G與形成於區間A4內的一個間隙G。
如其後參照圖7～圖12進行敍述般，亦可將繞組3a、繞組3b用作一次繞組，將繞組4a、繞組4b用作二次繞組。另外，亦可將繞組4a、繞組4b用作一次繞組，將繞組3a、繞組3b用作二次繞組。
亦可使用支持框或樹脂模具等其他連結部件來代替間隔件5，將多個主芯部分1a、主芯部分1b相互機械式地連結。亦可使用支持框或樹脂模具等其他連結部件來代替間隔件6，將旁路芯2a、旁路芯2b與主芯1機械式地連結。於圖1以外的各圖式中，為了圖示的簡單化，省略間隔件5、間隔件6（或其他連結部件）。
圖2是示意性地例示圖1的變壓器10的結構的一例的俯視圖。如所述般，繞組3a捲繞於主芯部分1a上，繞組3b捲繞於主芯部分1b上，繞組4a捲繞於主芯部分1a及旁路芯2a上，繞組4b捲繞於主芯部分1b及旁路芯2b上。於圖2中，為了說明，將繞組4a顯示於繞組3a的外側，但繞組3a、繞組4a分別如所述般，以與主芯1的表面接觸的方式捲繞。同樣地，於圖2中，為了說明，將繞組4b顯示於繞組3b的外側，但繞組3b、繞組4b分別如所述般，以與主芯1的表面接觸的方式捲繞。
[第一實施方式的動作例] 圖3是示意性地例示圖1的變壓器10中產生的磁通的一例的剖面圖。主芯1及旁路芯2a、旁路芯2b上所示的箭頭表示磁通。若電流流入繞組3a、繞組3b或繞組4a、繞組4b中，則如圖3所示，沿著主芯1的迴路產生磁通，且於間隙G中產生漏磁通。間隙G的距離B1（參照圖1）變得越大，漏磁通變得越大。如所述般，若漏磁通與繞組交叉，則產生損失。於本實施方式的變壓器10中，將間隙G形成於與繞組3a～繞組4b分離的位置上，因此防止間隙G中產生的漏磁通與繞組3a～繞組4b交叉，因此可防止由漏磁通與繞組3a～繞組4b交叉所引起的損失的增大。
另外，若參照圖3，則產生自主芯1經過旁路芯2a、旁路芯2b後再次返回主芯1的磁通（即，穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通）。穿過旁路芯2a的磁通形成穿過螺線管（solenoid）狀的繞組3a的內部及外部的閉迴路而與繞組3a交叉，但該磁通實質上僅於螺線管狀的繞組4a的內部往返，因此不形成穿過繞組4a的內部及外部的閉迴路，而不與繞組4a交叉。同樣地，穿過旁路芯2b的磁通形成穿過螺線管狀的繞組3b的內部及外部的閉迴路而與繞組3b交叉，但該磁通實質上僅於螺線管狀的繞組4b的內部往返，因此不形成穿過繞組4b的內部及外部的閉迴路，而不與繞組4b交叉。藉由產生穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通，與無旁路芯的情況相比，可使變壓器10的漏電感增大。主芯1與旁路芯2a、旁路芯2b的距離B2（參照圖1）越小（即，圖1的間隔件6越薄），越容易產生穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通。另外，穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通的量對應於旁路芯2a、旁路芯2b的長度B4（參照圖1）而變化。詳細而言，主芯1與旁路芯2a、旁路芯2b相互相向的區域的面積越增大，穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通的量越增大。因此，例如可藉由使主芯1與旁路芯2a、旁路芯2b的距離B2變化，及/或使旁路芯2a、旁路芯2b的長度B4變化，而調整變壓器10的勵磁電感。
圖4是示意性地例示比較例的變壓器100的結構的一例的正面圖。圖4表示先前技術的包括一般的漏磁通的產生源的變壓器的例子。圖4的變壓器100包括芯101、一次繞組103、及二次繞組104，芯101在捲繞一次繞組103的部分與捲繞二次繞組104的部分之間包括間隙G。於間隙G中產生漏磁通。於圖4的變壓器100中，為了使漏電感增大而使一次繞組103與二次繞組104之間的距離增大。因此，於維持一次繞組103及二次繞組104的卷數的狀態下增大漏電感存在極限。另外，於圖4的變壓器100中，間隙G接近一次繞組103及二次繞組104，因此自間隙G中產生的漏磁通與一次繞組103或二次繞組104交叉而產生損失。
另一方面，於本實施方式的變壓器10中，藉由產生穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通，與無旁路芯的情況相比，可產生大的漏電感。另外，於本實施方式的變壓器10中，可藉由主芯1的區間A3及區間A4中的間隙G來調整勵磁電感。此處，如所述般，將間隙G形成於與繞組3a～繞組4b分離的位置上，因此可防止由漏磁通與繞組3a～繞組4b交叉所引起的損失的增大。
另外，如圖3所示，繞組3a、繞組4a以於主芯1的表面上交替地配置的方式捲繞，繞組3b、繞組4b以於主芯1的表面上交替地配置的方式捲繞。藉此，於本實施方式的變壓器10中，可減少繞組3a～繞組4b中產生的「接近效應」。繼而，參照圖5及圖6對接近效應的減少進行說明。
圖5是示意性地例示比較例的包括繞組103、繞組104的變壓器的動作的一例的圖表。於圖5的例子中表示如下的情況：繞組103、繞組104並非以於芯的表面上交替地配置的方式捲繞，繞組103橫跨芯的表面的規定區間連續地捲繞，繞組104橫跨芯的表面的另一規定區間連續地捲繞。繞組103、繞組104分別於芯的表面上以單層且卷數M捲繞。磁動勢（magnetomotive force）與流入繞組中的電流i、及卷數m成比例。因此，電流i朝同一方向流動的繞組的卷數m越增加（m＝1、2、…、M），磁動勢越增大，另外，由接近效應所引起的損失亦增大。
圖6是示意性地例示圖1的變壓器10的動作的一例的圖表。於圖6中，符號「3」表示繞組3a或繞組3b，符號「4」表示繞組4a或繞組4b。如所述般，將於主芯1的表面上交替地配置的繞組3a、繞組4a中的一者用作一次繞組，將另一者用作二次繞組。同樣地，將於主芯1的表面上交替地配置的繞組3b、繞組4b中的一者用作一次繞組，將另一者用作二次繞組。與流入一次繞組中的電流相反方向的電流流入二次繞組中。因此，彼此相反方向的電流流入於主芯1的表面上交替地配置的繞組3及繞組4中。因此，根據本實施方式的變壓器10，藉由將一次繞組及二次繞組交替地配置，磁動勢變得難以增大，另外，與如圖5般捲繞繞組的情況相比，可減少由接近效應所引起的損失。
繼而，參照圖7～圖12對繞組3a～繞組4b的接線進行說明。
圖7是示意性地例示圖1的變壓器10中的繞組3a～繞組4b的接線的一例的圖。繞組3a的端部T2與繞組3b的端部T4相互連接。繞組4a的端部T6與繞組4b的端部T8相互連接。繞組3a的端部T1、繞組3b的端部T3、繞組4a的端部T5、及繞組4b的端部T7用作變壓器10的輸入輸出端子。
於圖7的例子中，將繞組3a的端部T1亦稱為「第一端子」，將繞組3b的端部T3亦稱為「第二端子」，將繞組4a的端部T5亦稱為「第三端子」，將繞組4b的端部T7亦稱為「第四端子」。
繞組3a、繞組3b以當電流在繞組3a的端部T1與繞組3b的端部T3之間流動時，藉由繞組3a、繞組3b而沿著主芯1的迴路產生相同方向的磁通的方式，在端部T1、端部T3之間串聯連接。繞組4a、繞組4b以當電流在繞組4a的端部T5與繞組4b的端部T7之間流動時，藉由繞組4a、繞組4b而沿著主芯1的迴路產生相同方向的磁通的方式，在端部T5、端部T7之間串聯連接。因此，於將繞組3a、繞組3b用作一次繞組，將繞組4a、繞組4b用作二次繞組的情況下，當輸入電流I1在端部T1、端部T3之間流動時，對應於沿著主芯1的迴路的磁通的變化，輸出電流I2在端部T5、端部T7之間流動。另外，於將繞組4a、繞組4b用作一次繞組，將繞組3a、繞組3b用作二次繞組的情況下，當輸出電流I2在端部T5、端部T7之間流動時，對應於沿著主芯1的迴路的磁通的變化，輸出電流I1在端部T1、端部T3之間流動。
圖8是示意性地例示包括圖7的變壓器10的電力變換裝置的部分的一例的電路圖。於將繞組3a、繞組3b用作一次繞組，將繞組4a、繞組4b用作二次繞組的情況下，亦可於繞組4a的端部T5及繞組4b的端部T7上連接包括包含二極體D1～二極體D4的二極體電橋的整流電路。
於圖7及圖8的例子中，繞組3a、繞組3b的卷數可相互相等，亦可相互不同。另外，於圖7及圖8的例子中，繞組4a、繞組4b的卷數可相互相等，亦可相互不同。
圖9是示意性地例示圖1的變壓器10中的繞組3a～繞組4b的接線的另一例的圖。繞組3a的端部T2與繞組3b的端部T4相互連接。繞組4a的端部T6與繞組4b的端部T7相互連接。繞組3a的端部T1及繞組3b的端部T3用作變壓器10的輸入端子，繞組4a的端部T5及繞組4b的端部T8用作變壓器10的輸出端子。另外，相互連接的繞組4a的端部T6及繞組4b的端部T7亦用作變壓器10的輸出端子。於圖9的例子中，將繞組3a、繞組3b用作一次繞組，將繞組4a、繞組4b用作二次繞組。
於圖9的例子中，將繞組3a的端部T1亦稱為「第一端子」，將繞組3b的端部T3亦稱為「第二端子」，將繞組4a的端部T5亦稱為「第三端子」，將繞組4b的端部T8亦稱為「第四端子」，將相互連接的繞組4a的端部T6及繞組4b的端部T7亦稱為「第五端子」。
繞組3a、繞組3b以當電流在繞組3a的端部T1與繞組3b的端部T3之間流動時，藉由繞組3a、繞組3b而沿著主芯1的迴路產生相同方向的磁通的方式，在端部T1、端部T3之間串聯連接。繞組4a、繞組4b以當電流自繞組4a的端部T6朝端部T5流動且電流自繞組4b的端部T7朝端部T8流動時（或者，當電流自繞組4a的端部T5朝端部T6流動且電流自繞組4b的端部T8朝端部T7流動時），藉由繞組4a、繞組4b而沿著主芯1的迴路產生相同方向的磁通的方式相互連接。因此，當輸入電流I1在繞組3a的端部T1與繞組3b的端部T3之間流動時，對應於沿著主芯1的迴路的磁通的變化，輸出電流I2a自繞組4a的端部T6朝端部T5流動、且輸出電流I2b自繞組4b的端部T7朝端部T8流動（或者，輸出電流I2a自繞組4a的端部T5朝端部T6流動、且輸出電流I2b自繞組4b的端部T8朝端部T7流動）。
圖10是示意性地例示包括圖9的變壓器10的電力變換裝置的部分的一例的電路圖。於繞組4a、繞組4b的卷數相互相等的情況下，相互連接的繞組4a的端部T6及繞組4b的端部T7成為二次繞組的中心分接頭（center tap）。於此情況下，亦可於繞組4a、繞組4b的端部T5～端部T8上連接包含二極體D5、二極體D6的利用中心分接頭的整流電路。
於圖9及圖10的例子中，繞組3a、繞組3b的卷數可相互相等，亦可相互不同。另外，於圖9及圖10的例子中，繞組4a、繞組4b的卷數如所述般設定成相互相等。
圖11是示意性地例示圖1的變壓器10中的繞組3a～繞組4b的接線的又一例的圖。繞組3a的端部T2與繞組3b的端部T3相互連接。繞組4a的端部T6與繞組4b的端部T8相互連接。繞組4a的端部T5及繞組4b的端部T7用作變壓器10的輸入端子，繞組3a的端部T1及繞組3b的端部T4用作變壓器10的輸出端子。另外，相互連接的繞組3a的端部T2及繞組3b的T3亦用作變壓器10的輸出端子。於圖11的例子中，將繞組4a、繞組4b用作一次繞組，將繞組3a、繞組3b用作二次繞組。
於圖11的例子中，將繞組3a的端部T1亦稱為「第一端子」，將繞組3b的端部T4亦稱為「第二端子」，將繞組4a的端部T5亦稱為「第三端子」，將繞組4b的端部T7亦稱為「第四端子」，將相互連接的繞組3a的端部T2及繞組3b的T3亦稱為「第五端子」。
繞組3a、繞組3b以當電流自繞組3a的端部T2朝端部T1流動且電流自繞組3b的端部T3朝端部T4流動時（或者，當電流自繞組3a的端部T1朝端部T2流動且電流自繞組3b的端部T4朝端部T3流動時），藉由繞組3a、繞組3b而沿著主芯1的迴路產生相同方向的磁通的方式相互連接。繞組4a、繞組4b以當電流在繞組4a的端部T5與繞組4b的端部T7之間流動時，藉由繞組4a、繞組4b而沿著主芯1的迴路產生相同方向的磁通的方式，在端部T5、端部T7之間串聯連接。因此，當輸入電流I2在繞組4a的端部T5與繞組4b的端部T7之間流動時，對應於沿著主芯1的迴路的磁通的變化，輸出電流I1a自繞組3a的端部T2朝端部T1流動、且輸出電流I1b自繞組3b的端部T3朝端部T4流動（或者，輸出電流I1a自繞組3a的端部T1朝端部T2流動、且輸出電流I1b自繞組3b的端部T4朝端部T3流動）。
圖12是示意性地例示包括圖11的變壓器10的電力變換裝置的部分的一例的電路圖。於繞組3a、繞組3b的卷數相互相等的情況下，相互連接的繞組3a的端部T2及繞組3b的T3成為二次繞組的中心分接頭。於此情況下，亦可於繞組3a、繞組3b的端部T1～端部T4上連接包含二極體D7、二極體D8的利用中心分接頭的整流電路。
於圖11及圖12的例子中，繞組3a、繞組3b的卷數如所述般設定成相互相等。另外，於圖11及圖12的例子中，繞組4a、繞組4b的卷數可相互相等，亦可相互不同。
如參照圖7～圖12所說明般，本實施方式的變壓器10例如可應用於包括包含二極體電橋的整流電路的電力變換裝置，另外，亦可應用於包括利用中心分接頭的整流電路的電力變換裝置。
[第一實施方式的效果] 本實施方式的變壓器10藉由產生穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通，可產生大的漏電感。另外，本實施方式的變壓器10於形成在與繞組3a～繞組4b分離的位置上的間隙G中產生漏磁通，藉此可一面防止漏磁通與繞組3a～繞組4b交叉，而防止由漏磁通與繞組3a～繞組4b交叉所引起的損失的增大，一面調整勵磁電感。如此，根據本實施方式的變壓器10，可不使損失增大，而使漏電感增大。
另外，於本實施方式的變壓器10中，可使漏磁通的量對應於間隙G的距離而變化。另外，於本實施方式的變壓器10中，使穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通的量對應於主芯1與旁路芯2a、旁路芯2b的距離B2，及/或對應於旁路芯2a、旁路芯2b的長度而變化，因此可使由穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通所產生的漏電感變化。
另外，於本實施方式的變壓器10中，以於主芯1的表面上交替地配置的方式捲繞一次繞組與二次繞組，藉此與不如此進行捲繞的情況相比，可減少由繞組的接近效應所引起的損失。
另外，於本實施方式的變壓器10中，繞組3a～繞組4b以每一圈與主芯1的表面接觸的方式（即以單層）捲繞，因此可使由繞組3a～繞組4b所產生的熱良好地散熱。雖然繞組3a、繞組3b的一部分由主芯1及旁路芯2a、旁路芯2b夾持，但其並不大幅度地妨礙繞組3a、繞組3b的散熱。
另外，於本實施方式的變壓器10中，如所述般各繞組3a～繞組4b於主芯1的表面上以單層捲繞，但因於沿著主芯1的迴路的多個區間A1、區間A2內捲繞繞組3a～繞組4b，故可有效地利用主芯1的表面來增加繞組3a～繞組4b的卷數。
另外，本實施方式的變壓器10可藉由其簡單的結構而容易地組裝入旁路芯2a、旁路芯2b。
於專利文獻1中，未考慮由漏磁通與繞組交叉所引起的損失，因此，無法減少此種由漏磁通所引起的損失。
另外，於專利文獻1中，磁性體間隙片位於一次繞組及二次繞組之間，因此磁通被繞組屏蔽，難以穿過磁性體間隙片。因此，可認為即便包括磁性體間隙片，增加漏電感的效果亦薄弱。
另外，根據專利文獻1，將一次繞組捲繞於具有矩形的迴路的形狀的鐵芯的一邊的周圍，將二次繞組捲繞於一次繞組的周圍，按照各規定的角度將磁性體間隙片插入一次繞組及二次繞組之間。磁性體間隙片的長度被限制於一次繞組及二次繞組的寬度以下。因此，於專利文獻1中，無法為了使漏磁通的量變化而使磁性體間隙片的長度任意地變化。
另外，根據專利文獻1，如所述般，將一次繞組捲繞於鐵芯上，將二次繞組捲繞於一次繞組的周圍，可認為於一次繞組及二次繞組中分別產生接近效應。於專利文獻1中，無法減少由接近效應所引起的損失。
另外，於專利文獻1中，將一次繞組捲繞於鐵芯上，將二次繞組捲繞於一次繞組的周圍，因此可認為難以使由一次繞組及二次繞組所產生的熱散熱，變壓器的溫度容易上升。
根據專利文獻2，將第一繞組及第二繞組捲繞於第一磁性體的中腳上，因此於第一磁性體中，無法在與第一繞組及第二繞組分離的位置上形成間隙。因此，無法以漏磁通難以與繞組交叉的方式形成間隙，難以不使損失增大而使漏磁通增大。
另外，根據專利文獻2，將第一繞組捲繞於第一磁性體上，將第二繞組捲繞於第一繞組的周圍，可認為於第一繞組及第二繞組中分別產生接近效應。於專利文獻2中，無法減少由接近效應所引起的損失。
另外，根據專利文獻2，將第一繞組捲繞於第一磁性體上，將第二繞組捲繞於第一繞組的周圍，因此可認為難以使由第一繞組及第二繞組所產生的熱散熱，變壓器的溫度容易上升。
另一方面，於本實施方式的變壓器10中，同時達成增大漏電感、防止由漏磁通與繞組交叉所引起的損失的增大、及減少由接近效應所引起的損失。想到同時達成該些必要條件的變壓器並不容易。
[第一實施方式的變形例] 繼而，參照圖13～圖22對第一實施方式的變形例進行說明。
[第一實施方式的第一變形例] 圖13是示意性地例示第一實施方式的第一變形例的變壓器10A的結構的一例的正面圖。圖13的變壓器10A包括主芯1A來代替圖1的主芯1。主芯1A包含多個主芯部分1Aa、主芯部分1Ab。於圖1中，將區間A3的間隙G及區間A4的間隙G顯示於自區間A1、區間A2起等距離的位置上，但各間隙G亦可於區間A3、區間A4內形成在任意的位置上。於圖13的例子中，變壓器10A包括：於區間A3內與區間A2相比接近區間A1來形成的一個間隙G、及於區間A4內與區間A1相比接近區間A2來形成的一個間隙G。間隙G只要以間隙G中產生的漏磁通實質上不與繞組3a～繞組4b交叉、且於主芯1A的與區間A1及區間A2兩者分離的位置上與主芯1A的迴路交叉的方式，形成於主芯1A上，則可形成於任意的位置上。
[第一實施方式的第二變形例] 圖14是示意性地例示第一實施方式的第二變形例的變壓器10B的結構的一例的正面圖。圖14的變壓器10B包括主芯1B來代替圖1的主芯1。主芯1B包含多個主芯部分1Ba、主芯部分1Bb。主芯1B包括形成於區間A3內的一個間隙G。本實施方式的變壓器亦可對應於所期望的漏磁通的量，僅包括一個間隙。主芯1B亦可包括形成於區間A4內的一個間隙G來代替形成於區間A3內的間隙G。
當主芯1B僅包括一個間隙G時，主芯1B亦可一體地形成，而不是包含多個主芯部分。
[第一實施方式的第三變形例] 圖15是示意性地例示第一實施方式的第三變形例的變壓器10C的結構的一例的正面圖。圖15的變壓器10C包括主芯1C來代替圖1的主芯1。主芯1C包含多個主芯部分1Ca、主芯部分1Cb、主芯部分1Cc。於圖15的例子中，變壓器10C包括形成於區間A3內的多個間隙G、及形成於區間A4內的多個間隙G。本實施方式的變壓器亦可對應於所期望的漏磁通的量，於區間A3、區間A4的至少一者中，包括以與主芯1的迴路交叉的方式形成於主芯1上的多個間隙G。若各間隙G的距離小，則漏磁通的漏出範圍變小，而變得難以與繞組交叉。
亦可於區間A3、區間A4的一者中包括多個間隙G，於區間A3、區間A4的另一者中包括一個間隙G。另外，亦可於區間A3、區間A4的一者中包括多個間隙G，於區間A3、區間A4的另一者中不包括間隙G。
[第一實施方式的第四變形例] 圖16是示意性地例示第一實施方式的第四變形例的變壓器10D的結構的一例的正面圖。於圖16的變壓器10D中，將圖1的繞組3b、繞組4b及旁路芯2b去除。另外，圖16的變壓器10D包括主芯1D來代替圖1的主芯1。主芯1D包含多個主芯部分1Da、主芯部分1Db。主芯部分1Da與圖1的主芯部分1a同樣地，例如形成為U字形，主芯部分1Db例如形成為I字形。多個主芯部分1Da、主芯部分1Db以於兩者之間形成至少一個間隙G的方式相互機械式地連結。主芯1D作為其整體，具有迴路的形狀。
另外，圖16的變壓器10D亦與圖1的變壓器10同樣地產生穿過旁路芯2a的磁通，藉此可產生大的漏電感。另外，圖16的變壓器10D亦與圖1的變壓器10同樣地，於形成在與繞組3a、繞組4a分離的位置上的間隙G中產生漏磁通，藉此可一面防止漏磁通與繞組3a、繞組4a交叉，而防止由漏磁通與繞組3a、繞組4a交叉所引起的損失的增大，一面調整勵磁電感。如此，根據圖16的變壓器10D，可不使損失增大，而使漏電感增大。
另外，圖16的變壓器10D亦與圖1的變壓器10同樣地，可使漏磁通的量對應於間隙G的距離而變化。另外，圖16的變壓器10D亦與圖1的變壓器10同樣地，使穿過旁路芯2a的磁通的量對應於主芯1D及旁路芯2a的距離、及/或對應於旁路芯2a的長度而變化，因此可使由穿過旁路芯2a的磁通所產生的漏電感變化。
另外，圖16的變壓器10D亦與圖1的變壓器10同樣地，以於主芯1的表面上交替地配置的方式捲繞一次繞組與二次繞組，藉此與不如此進行捲繞的情況相比，可減少由繞組的接近效應所引起的損失。
另外，圖16的變壓器10D亦與圖1的變壓器10同樣地，以每一圈與主芯1的表面接觸的方式（即以單層）捲繞繞組3a、繞組4a，因此可使由繞組3a、繞組4a所產生的熱良好地散熱。
另外，圖16的變壓器10D亦與圖1的變壓器10同樣地，可藉由其簡單的結構而容易地組裝入旁路芯2a。
[第一實施方式的第五變形例] 圖17是示意性地例示第一實施方式的第五變形例的變壓器10E的結構的一例的側面圖。圖18是示意性地例示圖17的變壓器10E的結構的一例的俯視圖。圖17的變壓器10E包括旁路芯2a1～旁路芯2b2來代替圖1的旁路芯2a、旁路芯2b。
旁路芯2a1、旁路芯2a2沿著捲繞有繞組3a的主芯1的區間，且設置於繞組3a的外側。旁路芯2b1、旁路芯2b2沿著捲繞有繞組3b的主芯1的區間，且設置於繞組3b的外側。繞組4a於捲繞有繞組3a的主芯1的區間內捲繞於主芯1及旁路芯2a1、旁路芯2a2上。繞組4b於捲繞有繞組3b的主芯1的區間內捲繞於主芯1及旁路芯2b1、旁路芯2b2上。
於圖18的例子中，將旁路芯2a1、旁路芯2a2亦稱為「第一旁路芯」，將旁路芯2b1、旁路芯2b2亦稱為「第二旁路芯」。
圖17的變壓器10E包括與繞組3a、繞組4a相關聯的兩個旁路芯2a1、旁路芯2a2，且包括與繞組3b、繞組4b相關聯的兩個旁路芯2b1、旁路芯2b2。藉此，與如圖1般包括各一個的旁路芯2a、旁路芯2b的情況相比，可增大穿過旁路芯2a、旁路芯2b的磁通的量。
亦可包括與繞組3a、繞組4a相關聯的三個以上的旁路芯，且包括與繞組3b、繞組4b相關聯的三個以上的旁路芯。
[第一實施方式的第六變形例] 圖19是示意性地例示第一實施方式的第六變形例的變壓器10F的結構的一例的正面圖。圖19的變壓器10F包括旁路芯2Fa、旁路芯2Fb來代替圖1的旁路芯2a、旁路芯2b。
旁路芯2Fa、旁路芯2Fb沿著主芯1延伸，於兩端朝向主芯1彎曲。
於圖19的例子中，將旁路芯2Fa亦稱為「第一旁路芯」，將旁路芯2Fb亦稱為「第二旁路芯」。
於主芯與旁路芯的距離不足夠小的情況下，難以產生穿過旁路芯2Fa、旁路芯2Fb的磁通。根據圖19的變壓器10F，使各旁路芯2Fa、旁路芯2Fb的兩端彎曲，藉此主芯1與各旁路芯2Fa、旁路芯2Fb的距離變短。藉此，與圖1的變壓器10的情況相比，磁通容易穿過旁路芯2Fa、旁路芯2Fb，可增大穿過旁路芯2Fa、旁路芯2Fb的磁通的量。因此，與圖1的變壓器10的情況相比，可使漏電感增大。
[第一實施方式的第七變形例] 圖20是示意性地例示第一實施方式的第七變形例的變壓器10G的結構的一例的正面圖。圖20的變壓器10G包括旁路芯2Ga、旁路芯2Gb來代替圖1的旁路芯2a、旁路芯2b。
旁路芯2Ga、旁路芯2Gb沿著主芯1延伸，於兩端沿著主芯1彎曲。
於圖20的例子中，將旁路芯2Ga亦稱為「第一旁路芯」，將旁路芯2Gb亦稱為「第二旁路芯」。
如所述般，主芯與旁路芯相互相向的區域的面積越增大，穿過旁路芯2Ga、旁路芯2Gb的磁通的量越增大。根據圖20的變壓器20G，使各旁路芯2Ga、旁路芯2Gb的兩端彎曲，藉此主芯1與旁路芯2Ga、旁路芯2Gb相互相向的區域的面積增大。藉此，與圖1的變壓器10的情況相比，磁通容易穿過旁路芯2Ga、旁路芯2Gb，可增大穿過旁路芯2Ga、旁路芯2Gb的磁通的量。因此，與圖1的變壓器10的情況相比，可使漏電感增大。
[第一實施方式的第八變形例] 圖21是示意性地例示第一實施方式的第八變形例的變壓器10H的結構的一例的側面圖。圖22是示意性地例示圖21的變壓器10H的結構的一例的俯視圖。圖21的變壓器10H包括旁路芯2Ha1～旁路芯2Hb2來代替圖1的旁路芯2a、旁路芯2b。變壓器10H相當於第五變形例與第七變形例的組合。
旁路芯2Ha1、旁路芯2Ha2沿著捲繞有繞組3a的主芯1的區間，且設置於繞組3a的外側。旁路芯2Hb1、旁路芯2Hb2沿著捲繞有繞組3b的主芯1的區間，且設置於繞組3b的外側。繞組4a於捲繞有繞組3a的主芯1的區間內捲繞於主芯1及旁路芯2Ha1、旁路芯2Ha2上。繞組4b於捲繞有繞組3b的主芯1的區間內捲繞於主芯1及旁路芯2Hb1、旁路芯2Hb2上。旁路芯2Ha1～旁路芯2Hb2沿著主芯1延伸，於兩端沿著主芯1彎曲。
如圖21所示，各旁路芯2Ha1、旁路芯2Ha2亦可於其兩端相互接觸。同樣地，各旁路芯2Hb1、旁路芯2Hb2亦可於其兩端相互接觸。
於圖21的例子中，將旁路芯2Ha1、旁路芯2Ha2亦稱為「第一旁路芯」，將旁路芯2Hb1、旁路芯2Hb2亦稱為「第二旁路芯」。
根據圖21的變壓器20H，與圖17的變壓器10E的情況相比、且與圖20的變壓器10G的情況相比，可增大漏電感。
[第二實施方式] 參照圖23～圖24對第二實施方式的電力變換裝置進行說明。
[第二實施方式的結構例] 圖23是示意性地例示第二實施方式的電力變換裝置的一例的電路圖。圖23的電力變換裝置表示電流共振型的DC/DC轉換器的一例。圖23的電力變換裝置包括：變壓器10，直流電源21，驅動電路22，負載23，電容器C1、電容器C2，二極體D5、二極體D6，以及開關元件Q1、開關元件Q2。
直流電源21供給直流的輸入電壓Vin。開關元件Q1、開關元件Q2於驅動電路22的控制下進行動作。圖23的變壓器10例如與圖1的變壓器10同樣地構成。變壓器10等效地包含電感器Lr、電感器Lm。電感器Lr、電感器Lm及電容器C1構成共振電路。變壓器10如參照圖9及圖10所說明般，與包含二極體D5、二極體D6的利用中心分接頭的整流電路連接。經整流的電壓藉由電容器C2來平滑化，經平滑化的輸出電壓Vout及輸出電流Iout被供給至負載23中。
圖24是示意性地例示圖23的電力變換裝置的共振電路的動作的一例的圖表。圖24的圖表表示作為圖23的包含電感器Lr、電感器Lm及電容器C1的共振電路的頻率特性，且電感器Lr的電感小時及電感大時的頻率特性。於圖23的電力變換裝置中，藉由降低開關元件Q1、開關元件Q2的開關頻率來增大共振電路的增益。藉由該控制法，可應對輸入電壓Vin的變動，另外，可應對負載23的變動。但是，根據圖24可知，藉由調節電感器Lr的電感，不使開關頻率變化而增加共振電路的最大增益。於頻率f1中，電感器Lr的電感大時的增益比電感器Lr的電感小時的增益提高。另一方面，於頻率f2中，電感器Lr的電感小時的增益比電感器Lr的電感大時的增益提高。藉此，可不大幅度地提高或大幅度地降低開關頻率，而達成輸入電壓及負載的廣域化。
根據本揭示的實施方式的變壓器10，變壓器10的漏電感作為電感器Lr發揮作用。因此，於圖23的電力變換裝置中，可不追加電感器Lr的零件，而調節共振電路的電感。藉由不需要追加的電感器Lr，可增大電力變換裝置的電力密度。
根據本實施方式的電力變換裝置，藉由包括變壓器10，可不使變壓器10的損失增大而調整勵磁電感，並可使變壓器10的漏電感增大。另外，藉由變壓器10的漏電感進行共振，可增大電力變換裝置的增益。因此，根據本實施方式，可實現具有高的電力密度的電力變換裝置。
於本實施方式的電力變換裝置中，亦可使用其他變形例的變壓器10A～變壓器10H來代替圖1的變壓器10。
根據本揭示的實施方式，並不限定於圖23中所示的電路，亦可提供包含變壓器的其他電力變換裝置。
根據本揭示的實施方式，並不限定於電力變換裝置，亦可提供包含變壓器的其他電子電路。
[其他變形例] 以上，對本揭示的實施方式進行了詳細說明，但目前為止的說明於所有方面僅為本揭示的例示。當然可不脫離本揭示的範圍而進行各種改良或變形。例如，可進行如下的變更。再者，以下關於與所述實施方式相同的構成元件，使用相同的符號，關於與所述實施方式的相同點，適宜省略說明。
所述各實施方式及各變形例亦可任意地組合。
本說明書中所說明的實施方式於所有方面僅為本揭示的例示。當然可不脫離本揭示的範圍而進行各種改良或變形。即，於實施本揭示時，亦可適宜採用對應於實施方式的具體結構。
於圖1等中，表示了矩形的主芯，但並不限定於此。主芯亦可具有矩形以外的形狀，例如環形狀。
於圖1等中，對主芯包含兩個主芯部分的情況進行了說明，但並不限定於此。主芯亦可包含三個以上的主芯部分。
於圖1等中，對繞組3a～繞組4b捲繞於兩個區間A1、區間A2內的情況進行了說明，但並不限定於此。繞組3a～繞組4b亦可於主芯的迴路中的相互分離的三個以上的區間內捲繞於主芯上，亦可如圖16所示，於一個區間內捲繞於主芯上。亦可對應於捲繞有繞組3a～繞組4b的區間的個數，設置三個以上的旁路芯，亦可如圖16所示，設置一個旁路芯。
只要產生自主芯經過旁路芯後再次返回主芯的磁通（即，穿過旁路芯的磁通），則旁路芯的形狀及個數並不限定於圖1、圖17～圖22等中所示者，亦可為其他任意的形狀及個數。
[總結] 本揭示的各形態的變壓器及電力變換裝置亦可如以下般表達。
本揭示的第一形態的變壓器（10、10A～10H）包括： 主芯（1、1A～1C），具有迴路的形狀； 第一繞組（3a），於所述主芯（1、1A～1C）的迴路中的第一區間（A1）內捲繞於所述主芯（1、1A～1C）上； 第二繞組（3b），於所述主芯（1、1A～1C）的迴路中的與所述第一區間（A1）分離的第二區間（A2）內捲繞於所述主芯（1、1A～1C）上； 至少一個第一旁路芯（2a），沿著所述主芯（1、1A～1C）的所述第一區間（A1），且設置於所述第一繞組（3a）的外側； 第三繞組（4a），於所述主芯（1、1A～1C）的所述第一區間（A1）內捲繞於所述主芯（1、1A～1C）及所述第一旁路芯（2a）上； 至少一個第二旁路芯（2b），沿著所述主芯（1、1A～1C）的所述第二區間（A2），且設置於所述第二繞組（3b）的外側； 第四繞組（4b），於所述主芯（1、1A～1C）的所述第二區間（A2）內捲繞於所述主芯（1、1A～1C）及所述第二旁路芯（2b）上；以及 至少一個間隙（G），以於所述主芯（1、1A～1C）的與所述第一區間及所述第二區間（A1、A2）兩者分離的位置上與所述主芯（1、1A～1C）的迴路交叉的方式，形成於所述主芯（1、1A～1C）上。
根據本揭示的第二形態的變壓器（10、10A～10H），於第一形態的變壓器中， 所述第一旁路芯（2a）以長度橫跨超過所述第一區間（A1）的長度進行延伸， 所述第二旁路芯（2b）以長度橫跨超過所述第二區間（A2）的長度進行延伸。
根據本揭示的第三形態的變壓器（10、10A～10H），於第二形態的變壓器中， 所述第一旁路芯及所述第二旁路芯（2a、2b）沿著所述主芯（1、1A～1C）延伸，於兩端朝向所述主芯（1、1A～1C）彎曲或沿著所述主芯（1、1A～1C）彎曲。
本揭示的第四形態的變壓器（10、10A～10H）是於第一形態～第三形態中的一個形態的變壓器中， 包括多個第一旁路芯（2a1、2a2；2Ha1、2Ha2）及多個第二旁路芯（2b1、2b2；2Hb1、2Hb2）。
根據本揭示的第五形態的變壓器（10、10A～10H），於第一形態～第四形態中的一個形態的變壓器中， 所述第一繞組及所述第三繞組（3a、4a）分別以每一圈與所述主芯（1、1A～1C）的表面接觸、且於所述主芯（1、1A～1C）的表面上交替地配置的方式捲繞， 所述第二繞組及所述第四繞組（3b、4b）分別以每一圈與所述主芯（1、1A～1C）的表面接觸、且於所述主芯（1、1A～1C）的表面上交替地配置的方式捲繞。
本揭示的第六形態的變壓器（10、10A～10H）是於第一形態～第五形態中的一個形態的變壓器中，包括： 在所述主芯（1、1A～1C）的迴路中的所述第一區間（A1）的一端與所述第二區間（A2）的一端之間的第三區間（A3）內，以與所述主芯（1、1A～1C）的迴路交叉的方式形成於所述主芯（1、1A～1C）上的至少一個間隙（G）； 在所述主芯（1、1A～1C）的迴路中的所述第一區間（A1）的另一端與所述第二區間（A2）的另一端之間的第四區間（A4）內，以與所述主芯（1、1A～1C）的迴路交叉的方式形成於所述主芯（1、1A～1C）上的至少一個間隙（G）。
本揭示的第七形態的變壓器（10、10A～10H）是於第六形態的變壓器中， 於所述第三區間及所述第四區間（A3、A4）中的至少一者中，包括以與所述主芯（1C）的迴路交叉的方式形成於所述主芯（1C）上的多個間隙（G）。
本揭示的第八形態的變壓器（10、10A～10H）是於第一形態～第七形態中的一個形態的變壓器中， 所述變壓器包括第一端子～第四端子，且 所述第一繞組及所述第二繞組（3a、3b）以當電流在所述第一端子與所述第二端子之間流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組（3a、3b）而沿著所述主芯（1、1A～1C）的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第一端子與所述第二端子之間串聯連接， 所述第三繞組及所述第四繞組（4a、4b）以當電流在所述第三端子與所述第四端子之間流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組（4a、4b）而沿著所述主芯（1、1A～1C）的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第三端子與所述第四端子之間串聯連接。
本揭示的第九形態的變壓器（10、10A～10H）是於第一形態～第七形態中的一個形態的變壓器中， 所述變壓器包括第一端子～第五端子，且 所述第一繞組及所述第二繞組（3a、3b）以當電流在所述第一端子與所述第二端子之間流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組（3a、3b）而沿著所述主芯（1、1A～1C）的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第一端子與所述第二端子之間串聯連接， 所述第三繞組（4a）連接於所述第三端子與所述第五端子之間， 所述第四繞組（4b）連接於所述第四端子與所述第五端子之間， 所述第三繞組及所述第四繞組（4a、4b）以當電流自所述第五端子分別朝所述第三端子及所述第四端子中流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組（4a、4b）而沿著所述主芯（1、1A～1C）的迴路產生相同方向的磁通的方式相互連接。
本揭示的第十形態的變壓器（10、10A～10H）是於第一形態～第七形態中的一個形態的變壓器中， 所述變壓器包括第一端子～第五端子，且 所述第一繞組（3a）連接於所述第一端子與所述第五端子之間， 所述第二繞組（3b）連接於所述第二端子與所述第五端子之間， 所述第一繞組及所述第二繞組（3a、3b）以當電流自所述第五端子分別朝所述第一端子及所述第二端子中流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組（3a、3b）而沿著所述主芯（1、1A～1C）的迴路產生相同方向的磁通的方式相互連接， 所述第三繞組及所述第四繞組（4a、4b）以當電流在所述第三端子與所述第四端子之間流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組（4a、4b）而沿著所述主芯（1、1A～1C）的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第三端子與所述第四端子之間串聯連接。
本揭示的第十一形態的電力變換裝置包括第一形態～第十形態中的一個形態的變壓器（10、10A～10H）。 [產業上之可利用性]
本揭示的各形態的變壓器例如可應用於具有高的電力密度的電力變換裝置。
1、1A～1D‧‧‧主芯 1a、1b、1Aa～1Da、1Ab～1Db、1Cc‧‧‧主芯部分 2a、2b‧‧‧旁路芯 2a1、2a2、2Fa、2Ga、2Ha1、2Ha2‧‧‧旁路芯/第一旁路芯 2b1、2b2、2Fb、2Gb、2Hb1、2Hb2‧‧‧旁路芯/第二旁路芯 3、4‧‧‧繞組 3a‧‧‧繞組/第一繞組 3b‧‧‧繞組/第二繞組 4a‧‧‧繞組/第三繞組 4b‧‧‧繞組/第四繞組 5、6‧‧‧間隔件 10、10A～10H、100‧‧‧變壓器 21‧‧‧直流電源 22‧‧‧驅動電路 23‧‧‧負載 101‧‧‧芯 103‧‧‧一次繞組 104‧‧‧二次繞組 A1‧‧‧區間/第一區間 A2‧‧‧區間/第二區間 A3‧‧‧區間/第三區間 A4‧‧‧區間/第四區間 B1、B2‧‧‧距離 B3、B4‧‧‧長度 C1、C2‧‧‧電容器 D1～D8‧‧‧二極體 G‧‧‧間隙 i‧‧‧電流 I1‧‧‧輸入電流 I1a、I1b、I2、I2a、I2b、Iout‧‧‧輸出電流 Lr、Lm‧‧‧電感器 M‧‧‧卷數 Q1、Q2‧‧‧開關元件 T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8‧‧‧端部 Vin‧‧‧輸入電壓 Vout‧‧‧輸出電壓
圖1是示意性地例示第一實施方式的變壓器10的結構的一例的正面圖。 圖2是示意性地例示圖1的變壓器10的結構的一例的俯視圖。 圖3是示意性地例示圖1的變壓器10中產生的磁通的一例的剖面圖。 圖4是示意性地例示比較例的變壓器100的結構的一例的正面圖。 圖5是示意性地例示比較例的包括繞組103、繞組104的變壓器的動作的一例的圖表。 圖6是示意性地例示圖1的變壓器10的動作的一例的圖表。 圖7是示意性地例示圖1的變壓器10中的繞組3a～繞組4b的接線的一例的圖。 圖8是示意性地例示包括圖7的變壓器10的電力變換裝置的部分的一例的電路圖。 圖9是示意性地例示圖1的變壓器10中的繞組3a～繞組4b的接線的另一例的圖。 圖10是示意性地例示包括圖9的變壓器10的電力變換裝置的部分的一例的電路圖。 圖11是示意性地例示圖1的變壓器10中的繞組3a～繞組4b的接線的又一例的圖。 圖12是示意性地例示包括圖11的變壓器10的電力變換裝置的部分的一例的電路圖。 圖13是示意性地例示第一實施方式的第一變形例的變壓器10A的結構的一例的正面圖。 圖14是示意性地例示第一實施方式的第二變形例的變壓器10B的結構的一例的正面圖。 圖15是示意性地例示第一實施方式的第三變形例的變壓器10C的結構的一例的正面圖。 圖16是示意性地例示第一實施方式的第四變形例的變壓器10D的結構的一例的正面圖。 圖17是示意性地例示第一實施方式的第五變形例的變壓器10E的結構的一例的側面圖。 圖18是示意性地例示圖17的變壓器10E的結構的一例的俯視圖。 圖19是示意性地例示第一實施方式的第六變形例的變壓器10F的結構的一例的正面圖。 圖20是示意性地例示第一實施方式的第七變形例的變壓器10G的結構的一例的正面圖。 圖21是示意性地例示第一實施方式的第八變形例的變壓器10H的結構的一例的側面圖。 圖22是示意性地例示圖21的變壓器10H的結構的一例的俯視圖。 圖23是示意性地例示第二實施方式的電力變換裝置的一例的電路圖。 圖24是示意性地例示圖23的電力變換裝置的共振電路的動作的一例的圖表。
1‧‧‧主芯
1a、1b‧‧‧主芯部分
2a、2b‧‧‧旁路芯
3a‧‧‧繞組/第一繞組
3b‧‧‧繞組/第二繞組
4a‧‧‧繞組/第三繞組
4b‧‧‧繞組/第四繞組
5、6‧‧‧間隔件
10‧‧‧變壓器
A1‧‧‧區間/第一區間
A2‧‧‧區間/第二區間
A3‧‧‧區間/第三區間
A4‧‧‧區間/第四區間
B1、B2‧‧‧距離
B3、B4‧‧‧長度
G‧‧‧間隙
T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8‧‧‧端部

Claims (11)

  1. 一種變壓器，包括： 主芯，具有迴路的形狀； 第一繞組，於所述主芯的迴路中的第一區間內捲繞於所述主芯上； 第二繞組，於所述主芯的迴路中的與所述第一區間分離的第二區間內捲繞於所述主芯上； 至少一個第一旁路芯，沿著所述主芯的所述第一區間，且設置於所述第一繞組的外側； 第三繞組，於所述主芯的所述第一區間內捲繞於所述主芯及所述第一旁路芯上； 至少一個第二旁路芯，沿著所述主芯的所述第二區間，且設置於所述第二繞組的外側； 第四繞組，於所述主芯的所述第二區間內捲繞於所述主芯及所述第二旁路芯上；以及 至少一個間隙，以於所述主芯的與所述第一區間及所述第二區間兩者分離的位置上與所述主芯的迴路交叉的方式，形成於所述主芯上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的變壓器，其中所述第一旁路芯以長度橫跨超過所述第一區間的長度進行延伸， 所述第二旁路芯以長度橫跨超過所述第二區間的長度進行延伸。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的變壓器，其中所述第一旁路芯及所述第二旁路芯沿著所述主芯延伸，於兩端朝向所述主芯彎曲或沿著所述主芯彎曲。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的變壓器，包括多個第一旁路芯及多個第二旁路芯。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的變壓器，其中所述第一繞組及所述第三繞組分別以每一圈與所述主芯的表面接觸、且於所述主芯的表面上交替地配置的方式捲繞， 所述第二繞組及所述第四繞組分別以每一圈與所述主芯的表面接觸、且於所述主芯的表面上交替地配置的方式捲繞。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的變壓器，包括： 在所述主芯的迴路中的所述第一區間的一端與所述第二區間的一端之間的第三區間內，以與所述主芯的迴路交叉的方式形成於所述主芯上的至少一個間隙；以及 在所述主芯的迴路中的所述第一區間的另一端與所述第二區間的另一端之間的第四區間內，以與所述主芯的迴路交叉的方式形成於所述主芯上的至少一個間隙。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的變壓器，其中於所述第三區間及所述第四區間中的至少一者中，包括以與所述主芯的迴路交叉的方式形成於所述主芯上的多個間隙。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的變壓器，其中所述變壓器包括第一端子、第二端子、第三端子及第四端子，且 所述第一繞組及所述第二繞組以當電流在所述第一端子與所述第二端子之間流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第一端子與所述第二端子之間串聯連接， 所述第三繞組及所述第四繞組以當電流在所述第三端子與所述第四端子之間流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第三端子與所述第四端子之間串聯連接。
  9. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的變壓器，其中所述變壓器包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子及第五端子，且 所述第一繞組及所述第二繞組以當電流在所述第一端子與所述第二端子之間流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第一端子與所述第二端子之間串聯連接， 所述第三繞組連接於所述第三端子與所述第五端子之間， 所述第四繞組連接於所述第四端子與所述第五端子之間， 所述第三繞組及所述第四繞組以當電流自所述第五端子分別朝所述第三端子及所述第四端子中流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式相互連接。
  10. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的變壓器，其中所述變壓器包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子及第五端子，且 所述第一繞組連接於所述第一端子與所述第五端子之間， 所述第二繞組連接於所述第二端子與所述第五端子之間， 所述第一繞組及所述第二繞組以當電流自所述第五端子分別朝所述第一端子及所述第二端子中流動時，藉由所述第一繞組及所述第二繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式相互連接， 所述第三繞組及所述第四繞組以當電流在所述第三端子與所述第四端子之間流動時，藉由所述第三繞組及所述第四繞組而沿著所述主芯的迴路產生相同方向的磁通的方式，在所述第三端子與所述第四端子之間串聯連接。
  11. 一種電力變換裝置，其包括如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的變壓器。
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