WO2019087466A1 - 変圧器及び電力変換装置 - Google Patents

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secondary coil
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coil
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拓志 地道
ニルス ゾルタウ
ムラット カイマーク
ドンカー リック ヴェー デ
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a transformer and a power converter.
  • U.S. Pat. No. 5,027,264 discloses a DC / DC transformer including a transformer.
  • the object of the present invention is to provide a transformer and a power converter with improved breakdown voltage and improved power efficiency.
  • the transformer of the present invention comprises a first core, a first primary coil, a first secondary coil, and a first insulating member.
  • the first primary coil includes a first conductor wound on a first core.
  • the first secondary coil includes a second conductor wound around the first core.
  • the first insulating member covers the first secondary coil.
  • the first secondary coil is configured to be applied with a higher voltage than the first primary coil.
  • the second conductor In a first cross section of the second conductor perpendicular to the direction in which the second conductor extends, the second conductor has the shape of a first polygon.
  • the first corner of the first polygon has a first radius of curvature of 0.1 mm or more.
  • the power converter of the present invention is provided with the above-mentioned transformer.
  • the first corner has a first radius of curvature of 0.1 mm, an increase in electric field strength due to the electric field concentration at the first corner can be suppressed. Therefore, the dielectric breakdown of the first insulating member due to the electric field concentration at the first corner can be prevented. Also, the first secondary coil can be miniaturized and the first core can be miniaturized.
  • the transformer of the present invention and the power converter of the present invention have improved breakdown voltage and improved power efficiency.
  • FIG. 5 is a diagram showing an electric field intensity distribution between AB shown in FIG. 1 of the transformer of one example of the first embodiment. It is a figure which shows the electric field strength distribution between AB of the transformer concerning a comparative example.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a transformer in a variation of Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a power conversion device according to Embodiment 1 and Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a partially enlarged circuit diagram of the power conversion device according to Embodiment 1 and Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a transformer in accordance with a second embodiment.
  • FIG. 9 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of a region IX shown in FIG. 8 of the transformer in accordance with the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an electric field intensity distribution between AB shown in FIG. 8 of the transformer of one example of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a transformer in accordance with a modification of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a circuit diagram of a power conversion device according to Embodiment 3 to Embodiment 5; FIG.
  • FIG. 10 is a partially enlarged circuit diagram of a power conversion device according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a partially enlarged circuit diagram of a power conversion device according to a third embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a transformer in accordance with a fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of a region XVI shown in FIG. 15 of the transformer in accordance with the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of a region XVII shown in FIG. 15 of the transformer in accordance with the fourth embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a transformer in accordance with a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a transformer in accordance with a fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of a region XVI shown in FIG. 15 of the transformer in accordance with the fourth embodiment
  • FIG. 18 is a partially enlarged circuit diagram of a power conversion device according to Embodiment 4 and Embodiment 5;
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a transformer in accordance with a fifth embodiment.
  • FIG. 21 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of a region XXI shown in FIG. 20 of the transformer in accordance with the fifth embodiment.
  • FIG. 21 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of a region XXII shown in FIG. 20 of the transformer in accordance with the fifth embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a transformer in a variation of Embodiment 5;
  • the transformer 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the transformer 1 includes a first core 13, a first primary coil 11, a first secondary coil 12, and a first insulating member 15.
  • transformer 1 may further include second core 14 and may be a shell-type transformer.
  • the transformer 1 may be an inner iron type transformer.
  • the first core 13 may include a first leg 13a and a second leg 13b opposed to the first leg 13a.
  • the first core 13 may be a first ring core.
  • the first core 13 may be formed of a magnetic material having low power loss, such as a first amorphous magnetic material or a first nanocrystalline magnetic material.
  • the first nanocrystalline magnetic material may be, for example, an iron-based nanocrystalline magnetic material or a cobalt-based nanocrystalline magnetic material.
  • the first amorphous magnetic material may be, for example, an iron-based amorphous magnetic material or a cobalt-based amorphous magnetic material. Even if the frequency of the power input to the transformer 1 and the frequency of the power output from the transformer 1 increase, the first amorphous magnetic material or the first nanocrystalline magnetic material contained in the first core 13 is , Power loss in the first core 13 can be reduced.
  • the second core 14 may include a third leg 14a facing the first leg 13a and a fourth leg 14b facing the third leg 14a.
  • the second core 14 may be a second ring core.
  • the second core 14 may be formed of a magnetic material having low power loss, such as a second amorphous magnetic material or a second nanocrystalline magnetic material.
  • the second nanocrystalline magnetic material may be, for example, an iron-based nanocrystalline magnetic material or a cobalt-based nanocrystalline magnetic material.
  • the second amorphous magnetic material may be, for example, an iron-based amorphous magnetic material or a cobalt-based amorphous magnetic material.
  • the second amorphous magnetic material or the second nanocrystalline magnetic material contained in the second core 14 is , Power loss in the second core 14 can be reduced.
  • the material of the second core 14 may be the same as or different from the material of the first core 13.
  • the first primary coil 11 includes a first conductor 16 wound around a first core 13.
  • the first conductor 16 is wound around the first leg 13a.
  • the first conductor 16 may also be wound around the second core 14.
  • the first conductor 16 may also be wound around the third leg 14a.
  • the first conductor 16 may be a conductive foil.
  • conductive foil means a conductor whose width is greater than the thickness of the conductor. The first conductor 16 formed by the conductive foil can reduce the power loss in the first primary coil 11 due to the skin effect and proximity effect in the first primary coil 11.
  • the first secondary coil 12 includes a second conductor 17 wound around the first core 13.
  • the second conductor 17 is wound around the first leg 13a.
  • the second conductor 17 may also be wound around the second core 14.
  • the second conductor 17 may also be wound around the third leg 14a.
  • the first secondary coil 12 may be disposed inside the first primary coil 11.
  • the first secondary coil 12 may be disposed between the first primary coil 11 and the first leg 13a and between the first primary coil 11 and the third leg 14a.
  • the second conductor 17 may be a first conductive foil.
  • the second conductor 17 formed by the first conductive foil can reduce power loss in the first secondary coil 12 due to the skin effect and proximity effect in the first secondary coil 12.
  • the first secondary coil 12 is configured to be applied with a voltage higher than that of the first primary coil 11.
  • a voltage of 25 kV or more may be applied to the first secondary coil 12. Since a lower voltage is applied to the first primary coil 11 than to the first secondary coil 12, the first primary coil 11 may not be covered with the insulating member.
  • the first core 13 and the second core 14 can be miniaturized since the first primary coil 11 is not covered with the insulating member.
  • the second conductor 17 has a first polygonal shape There is.
  • polygons include polygons whose corners have a curvature.
  • the first polygonal first corner 17p has a first radius of curvature r1 of 0.1 mm or more.
  • the first radius of curvature r 1 is less than the first thickness d 1 half of the second conductor 17.
  • the first insulating member 15 covers the first secondary coil 12.
  • the first insulating member 15 may seal the first secondary coil 12.
  • the first secondary coil 12 may be molded by the first insulating member 15.
  • the first insulating member 15 may be formed of a resin material such as epoxy resin or polyurethane resin.
  • FIG. 3 shows the electric field intensity distribution in the region shown by the line AB in FIG. 1 in the transformer 1 according to one example of the present embodiment.
  • the first secondary coil 12, voltage of 25kV are applied, first corner 17p may have a first radius of curvature r 1 of 0.1mm
  • the first insulating member 15 is made of epoxy resin.
  • the epoxy resin has a withstand voltage of 15 kV / mm.
  • the maximum value of the electric field strength around the first secondary coil 12 is less than the electric field strength (15 kV / mm) that causes dielectric breakdown in the first insulating member 15.
  • First corner 17p since having a first radius of curvature r 1 of 0.1 mm, an increase of the electric field intensity at the first insulating member 15 due to the electric field concentration at the first corner portion 17p is suppressed As a result, dielectric breakdown of the first insulating member 15 can be prevented.
  • the first secondary coil 12 and the first core in a region where the electric field strength between the first secondary coil 12 and the first core 13 is maximum.
  • the shortest distance to 13 is 6 mm or more. If the distance between the first secondary coil 12 and the first core 13 is constant around the first secondary coil 12, the first secondary coil 12 and the first core 13
  • the region in which the electric field strength is maximized is the region shown by the line AB in FIG.
  • FIG. 4 shows the electric field intensity distribution in the region indicated by line AB in the transformer of the comparative example.
  • the first corner 17p has an angle of 90 °.
  • the maximum value of the electric field strength around the first secondary coil 12 is larger than the electric field strength (15 kV / mm) that causes dielectric breakdown in the first insulating member 15.
  • dielectric breakdown of the first insulating member 15 may occur due to the concentration of the electric field at the first corner 17 p.
  • Transformer 1 has improved power efficiency.
  • power efficiency refers to the ratio of the power output from the transformer to the power input to the transformer.
  • first core 13 and second core 14 are miniaturized. Therefore, as a material of the first core 13, a magnetic material having low power loss such as a first amorphous magnetic material or a first nanocrystalline magnetic material may be used. As a material of the second core 14, a magnetic material having low power loss such as a second amorphous magnetic material or a second nanocrystalline magnetic material may be used.
  • the first primary coil 11 and the first primary coil 11 extend in the direction in which the first leg 13a and the third leg 14a extend.
  • the first secondary coil 12 may be arranged.
  • spacing G 1 between first primary coil 11 and first secondary coil 12 can be relatively increased more than transformer 1.
  • the magnetic coupling between first primary coil 11 and first secondary coil 12 may be weaker than in transformer 1. Therefore, transformer 1 a has a relatively larger leakage inductance than transformer 1.
  • the power conversion device 25 may be applied to, for example, an offshore wind generator or a DC power transmission and distribution network.
  • the power converter 25 mainly includes a plurality of DC / DC converters 30.
  • the power conversion device 25 may further include primary side DC terminals 27a and 27b and secondary side DC terminals 28a and 28b.
  • the plurality of DC / DC converters 30 includes a DC / AC conversion circuit 33 connected to the primary side terminals 31a and 31b and the primary side terminals 31a and 31b, a transformer 1 (or transformer 1a), and AC / It includes a DC conversion circuit 34 and secondary side terminals 32a and 32b connected to the AC / DC conversion circuit 34.
  • Each of the plurality of DC / DC converters 30 further includes a first capacitor 38 connected in parallel to the primary side terminals 31a and 31b, and a second capacitor 39 connected in parallel to the secondary side terminals 32a and 32b. May be.
  • the DC / AC conversion circuit 33 is connected to the first primary coil 11 and is a first single-phase bridge circuit.
  • the DC / AC conversion circuit 33 may be a first single-phase full bridge circuit.
  • the DC / AC conversion circuit 33 may include a first switching circuit 45.
  • the first switching circuit 45 includes a plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d and a plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d connected in anti-parallel to each other. And one diode 42a, 42b, 42c, 42d.
  • the first switching elements 41a, 41b, 41c and 41d may be transistors such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • the first switching circuit 45 includes two first legs 46a and 46b connected in parallel to one another.
  • the first leg 46a includes two first switching elements 41a and 41b connected in series with each other, and two first diodes connected antiparallel to each of the two first switching elements 41a and 41b. 42a and 42b.
  • the first leg 46b includes two first switching elements 41c and 41d connected in series with each other, and two first diodes connected in antiparallel to each of the two first switching elements 41c and 41d. 42c and 42d.
  • Both ends (DC ends) of each of the two first legs 46 a and 46 b are connected to the first capacitor 38.
  • the middle point (AC end) of each of the two first legs 46a, 46b is connected to the first primary coil 11 (first conductor 16) of the transformer 1, 1a.
  • the middle point (AC end) of the first leg 46a is between the first switching elements 41a and 41b.
  • the middle point (AC end) of the first leg 46b is between the first switching elements 41c and 41d.
  • the AC / DC conversion circuit 34 is connected to the first secondary coil 12 and is a second single-phase bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34 may be a second single-phase full bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34 may include a second switching circuit 47.
  • the second switching circuit 47 includes a plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d and a plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d connected in anti-parallel to each other. And two diodes 44a, 44b, 44c and 44d.
  • the second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d may be transistors such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • the second switching circuit 47 includes two second legs 48a and 48b connected in parallel to each other.
  • the second leg 48a includes two second switching elements 43a and 43b connected in series with each other, and two second diodes connected in anti-parallel to each of the two second switching elements 43a and 43b. 44a and 44b.
  • the second leg 48b includes two second switching elements 43c and 43d connected in series with each other, and two second diodes connected in antiparallel to the two second switching elements 43c and 43d, respectively. 44c and 44d.
  • Both ends (DC ends) of each of the two second legs 48 a and 48 b are connected to the second capacitor 39.
  • the middle point (AC end) of each of the two second legs 48a and 48b is connected to the first secondary coil 12 (second conductor 17) of the transformers 1 and 1a.
  • the middle point (AC end) of the second leg 48a is between the second switching elements 43a and 43b.
  • the middle point (AC end) of the second leg 48b is between the second switching elements 43c and 43d.
  • the plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d and the plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d may be configured to be able to operate at a frequency of 100 Hz or more, and 200 Hz or more It may be configured to be able to operate at a frequency, and may be configured to be able to operate at a frequency of 1 kHz or more.
  • the plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d and the plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d may be configured to be able to operate at a frequency of 2 kHz or less.
  • the plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d and the plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d are configured to be able to operate at a high frequency, so a plurality of DC / DC converters Each of the thirty may be miniaturized.
  • the first core 13 and the second core 13 are operated by operating the plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d and the plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d at a frequency of 1 kHz or more, for example.
  • the core 14 can be miniaturized. Therefore, a magnetic material having a low power loss such as a first amorphous magnetic material or a first nanocrystalline magnetic material may be used as the material of the first core 13.
  • a magnetic material having a low power loss, such as a second amorphous magnetic material or a second nanocrystalline magnetic material, may be used as the material of the second core 14.
  • the plurality of DC / DC converters 30 are connected to the primary side DC terminals 27a and 27b and the secondary side DC terminals 28a and 28b.
  • the primary side terminals 31a and 31b of the plurality of DC / DC converters 30 are connected to the primary side DC terminals 27a and 27b.
  • the primary side terminals 31a and 31b of the plurality of DC / DC converters 30 are connected in parallel to each other. Therefore, the power converter 25 can handle large current power.
  • the secondary terminals 32a and 32b of the plurality of DC / DC converters 30 are connected to the secondary DC terminals 28a and 28b.
  • the secondary side terminals 32a and 32b of the plurality of DC / DC converters 30 are connected in series with each other. Therefore, the power conversion device 25 can handle high voltage power.
  • the power conversion device 25 can convert low-voltage direct current power of 1 kV to 3 kV into high-voltage direct current power of 25 kV or more.
  • Transformers 1 and 1 a of the present embodiment include a first core 13, a first primary coil 11, a first secondary coil 12, and a first insulating member 15.
  • the first primary coil 11 includes a first conductor 16 wound around a first core 13.
  • the first secondary coil 12 includes a second conductor 17 wound around the first core 13.
  • the first insulating member 15 covers the first secondary coil 12.
  • the first secondary coil 12 is configured to be applied with a voltage higher than that of the first primary coil 11.
  • the second conductor 17 has a first polygonal shape.
  • the first polygonal first corner 17p has a first radius of curvature r1 of 0.1 mm or more.
  • First corner 17p since having a first radius of curvature r 1 of 0.1 mm, an increase of the electric field intensity at the first insulating member 15 due to the electric field concentration at the first corner portion 17p is suppressed obtain. Therefore, dielectric breakdown of the first insulating member 15 can be prevented.
  • Transformers 1 and 1a of the present embodiment have an improved breakdown voltage.
  • the first secondary coil 12 can be miniaturized.
  • the first core 13 can be miniaturized and power loss in the first core 13 is reduced.
  • Transformers 1 and 1a of the present embodiment have an improved power efficiency.
  • second conductor 17 may be a first conductive foil. Therefore, power loss in the first secondary coil 12 due to the skin effect and proximity effect in the first secondary coil 12 can be reduced. Transformers 1 and 1a of the present embodiment have an improved power efficiency.
  • first core 13 may be formed of a first amorphous magnetic material or a first nanocrystalline magnetic material. Therefore, even if the frequency of the power input to the transformers 1 and 1a and the frequency of the power output from the transformers 1 and 1a increase, the power loss in the first core 13 can be reduced. Transformers 1 and 1a of the present embodiment have an improved power efficiency.
  • the transformers 1 and 1a of the present embodiment may further include the second core 14.
  • the first core 13 may include a first leg 13a and a second leg 13b opposed to the first leg 13a.
  • the second core 14 may include a third leg 14a facing the first leg 13a and a fourth leg 14b facing the third leg 14a.
  • the first conductor 16 may be wound around the first leg 13a and the third leg 14a.
  • the second conductor 17 may be wound around the first leg 13a and the third leg 14a.
  • Transformers 1 and 1a of the present embodiment have an improved breakdown voltage.
  • the distance g 1 between the second conductor 17 adjacent may be shortened.
  • the first core 13 and the second core 14 can be miniaturized, and the power loss in the first core 13 and the second core 14 is reduced.
  • Transformers 1 and 1a of the present embodiment have an improved power efficiency.
  • the first secondary coil 12 may be disposed inside the first primary coil 11. Therefore, distance G 1 between the first primary coil 11 and the first secondary coil 12 may be relatively reduced. The magnetic coupling between the first primary coil 11 and the first secondary coil 12 can be intensified. A transformer 1 having a relatively small leakage inductance can be provided.
  • first primary coil 11 and first secondary coil 12 are arranged along the direction in which first leg 13a and third leg 14a extend. It is also good. Therefore, distance G 1 between the first primary coil 11 and the first secondary coil 12 may be relatively increased. The magnetic coupling between the first primary coil 11 and the first secondary coil 12 can be weakened. A transformer 1a having a relatively large leakage inductance can be provided.
  • second core 14 may be formed of a second amorphous magnetic material or a second nanocrystalline magnetic material. Therefore, even if the frequency of the power input to the transformers 1 and 1a and the frequency of the power output from the transformers 1 and 1a increase, the power loss in the second core 14 can be reduced. Transformers 1 and 1a of the present embodiment have an improved power efficiency.
  • Power converter 25 of the present embodiment includes a plurality of DC / DC converters 30.
  • the plurality of DC / DC converters 30 are DC / AC conversion circuits 33, transformers 1 and 1a, and AC / DC conversion circuits 34 connected to the primary side terminals 31a and 31b and the primary side terminals 31a and 31b, respectively.
  • secondary side terminals 32a and 32b connected to the AC / DC conversion circuit 34.
  • the DC / AC conversion circuit 33 is connected to the first primary coil 11 and is a first single-phase bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34 is connected to the first secondary coil 12 and is a second single-phase bridge circuit.
  • the primary side terminals 31a and 31b of the plurality of DC / DC converters 30 are connected in parallel to each other.
  • the secondary side terminals 32a and 32b of the plurality of DC / DC converters 30 are connected in series with each other.
  • Power converter 25 of the present embodiment has an improved breakdown voltage and improved power efficiency.
  • Transformer 1 b according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • Transformer 1 b of the present embodiment has the same configuration as transformer 1 of the first embodiment, but differs mainly in the following points.
  • the second conductor 18 is a first litz wire formed by twisting together a plurality of first conductive wires 19.
  • the plurality of first conductive strands 19 each have a circular shape having a first radius R1 of 0.1 mm or more.
  • the shape of the circle includes not only the shape of the circle but also the shape of an ellipse having the ratio of the major axis to the minor axis of 1.0 or more and 1.5 or less, and the first radius R 1 means a minor diameter of 0.1 mm or more. Therefore, the second conductor 18 has a first corner 18 p having a first radius of curvature r 1 defined by the first radius R 1 of the first conductive wire 19.
  • FIG. 10 shows the electric field intensity distribution in the region shown by the line AB in FIG. 8 in the transformer 1b of one example of the present embodiment.
  • the maximum value of the electric field strength around the first secondary coil 12 is less than the electric field strength (15 kV / mm) that causes dielectric breakdown in the first insulating member 15.
  • the plurality of first conductive strands 19 each have the shape of a circle having a first radius R1 of 0.1 mm or more, the first insulating member resulting from the electric field concentration at the first corner 18p The increase of the electric field strength at 15 can be suppressed to prevent the dielectric breakdown of the first insulating member 15.
  • transformer 1 b of the present embodiment can be manufactured at lower cost than transformer 1 of the first embodiment.
  • the first primary coil 11 and the first primary coil 11 extend in the direction in which the first leg 13a and the third leg 14a extend.
  • the first secondary coil 12 may be arranged.
  • spacing G 1 between first primary coil 11 and first secondary coil 12 can be relatively increased, compared to transformer 1 b.
  • the magnetic coupling between first primary coil 11 and first secondary coil 12 can be weakened more than transformer 1b. Therefore, transformer 1c has a relatively larger leakage inductance than transformer 1b.
  • a power converter 25b according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • Power converter 25b of the present embodiment has the same configuration as power converter 25 of the first embodiment, but transformers 1 and 1a of the first embodiment are transformers 1b and 1c of the present embodiment. It differs in that it has been replaced by.
  • Transformers 1b and 1c and power converter 25b according to the present embodiment have the following effects similar to those of transformers 1 and 1a and power conversion device 25 of the first embodiment.
  • the second conductor 18 is a first litz wire formed by twisting together a plurality of first conductive wires 19.
  • the plurality of first conductive strands 19 each have a circular shape having a first radius R1 of 0.1 mm or more. Therefore, the increase in the electric field strength in the first insulating member 15 due to the electric field concentration at the first corner 18p of the second conductor 18 can be suppressed.
  • Transformers 1b and 1c and power conversion device 25b of the present embodiment have an improved breakdown voltage and an improved power efficiency.
  • Power converter 25d according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 14.
  • Power converter 25d of the present embodiment has the same configuration as power converter 25 of the first embodiment, but differs mainly in the following points.
  • Power converter 25d of this embodiment is provided with a plurality of DC / DC converters 30d.
  • the plurality of DC / DC converters 30 d have DC / AC conversion circuits 33 d connected to the primary side terminals 31 a and 31 b and the primary side terminals 31 a and 31 b respectively, and a transformer 40, an AC / DC conversion circuit 34d, and secondary side terminals 32a and 32b connected to the AC / DC conversion circuit 34d.
  • transformer unit 40 includes any one of transformers 1, 1 a, 1 b and 1 c of the first embodiment and second embodiment.
  • the DC / AC conversion circuit 33 d is connected to the first primary coil 11 of the transformer 40 (three transformers 1, 1 a, 1 b, 1 c). Specifically, one terminal of the first primary coil 11 of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c is connected to the DC / AC conversion circuit 33d. The other terminals of the first primary coils 11 of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c are connected to one another.
  • the DC / AC conversion circuit 33 d is a first three-phase bridge circuit.
  • the DC / AC conversion circuit 33 d may be a first three-phase full bridge circuit.
  • the DC / AC conversion circuit 33 d may include a first switching circuit 45 d.
  • the first switching circuit 45 d includes a plurality of first switching elements 41 a, 41 b, 41 c, 41 d, 41 e and 41 f and a plurality of first switching elements 41 a, 41 b, 41 c and 41 d. , 41e, and 41f, and includes a plurality of first diodes 42a, 42b, 42c, 42d, 42e, and 42f connected in reverse parallel.
  • the first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d, 41e and 41f may be transistors such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • the first switching circuit 45d includes three first legs 46a, 46b, 46c connected in parallel to one another.
  • the first leg 46a includes two first switching elements 41a and 41b connected in series with each other, and two first diodes connected antiparallel to each of the two first switching elements 41a and 41b. 42a and 42b.
  • the first leg 46b includes two first switching elements 41c and 41d connected in series with each other, and two first diodes connected in antiparallel to each of the two first switching elements 41c and 41d. 42c and 42d.
  • the first leg 46c includes two first switching elements 41e and 41f connected in series with each other, and two first diodes connected antiparallel to each of the two first switching elements 41e and 41f. 42e and 42f.
  • Both ends (DC ends) of each of the three first legs 46 a, 46 b, 46 c are connected to the first capacitor 38.
  • the middle point (AC end) of each of the three first legs 46a, 46b, 46c is respectively the three first primary coils 11 (first conductor 16) of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c. )It is connected to the.
  • the middle point (AC end) of the first leg 46a is between the two first switching elements 41a and 41b.
  • the middle point (AC end) of the first leg 46b is between the two first switching elements 41c and 41d.
  • the middle point (AC end) of the first leg 46c is between the two first switching elements 41e and 41f.
  • the AC / DC conversion circuit 34 d is connected to the first secondary coil 12 of the transformer 40 (three transformers 1, 1 a, 1 b, 1 c). Specifically, one terminal of the first secondary coil 12 of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c is connected to the AC / DC conversion circuit 34d. The other terminals of the first secondary coils 12 of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c are connected to one another.
  • the AC / DC conversion circuit 34d is a second three-phase bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34d may be a second three-phase full bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34d may include a second switching circuit 47d.
  • the second switching circuit 47 d includes a plurality of second switching elements 43 a, 43 b, 43 c, 43 d, 43 e, 43 f and a plurality of second switching elements 43 a, 43 b, 43 c, 43 d. , 43e, 43f, and a plurality of second diodes 44a, 44b, 44c, 44d, 44e, 44f connected in anti-parallel to each other.
  • the second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f may be transistors such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • the second switching circuit 47d includes three second legs 48a, 48b, 48c connected in parallel to one another.
  • the second leg 48a includes two second switching elements 43a and 43b connected in series with each other, and two second diodes connected in anti-parallel to each of the two second switching elements 43a and 43b. 44a and 44b.
  • the second leg 48b includes two second switching elements 43c and 43d connected in series with each other, and two second diodes connected in antiparallel to the two second switching elements 43c and 43d, respectively. 44c and 44d.
  • the second leg 48c includes two second switching elements 43e and 43f connected in series with each other, and two second diodes connected antiparallel to each of the two second switching elements 43e and 43f. And 44e and 44f.
  • Both ends (DC ends) of each of the three second legs 48 a, 48 b and 48 c are connected to the second capacitor 39.
  • the middle point (AC end) of each of the three second legs 48a, 48b, 48c is the three first secondary coils 12 (second conductors) of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c, respectively. 17) is connected.
  • the middle point (AC end) of the second leg 48a is between the two second switching elements 43a and 43b.
  • the middle point (AC end) of the second leg 48b is between the two second switching elements 43c and 43d.
  • the middle point (AC end) of the second leg 48c is between the two second switching elements 43e and 43f.
  • the plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f and the plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f are configured to be able to operate at a frequency of 100 Hz or more And may be configured to be capable of operating at a frequency of 200 Hz or higher, and may be configured to be capable of operating at a frequency of 1 kHz or higher.
  • the plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f and the plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f are configured to operate at a frequency of 2 kHz or less It may be done.
  • the plurality of first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f and the plurality of second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f are configured to be able to operate at high frequency. Therefore, each of the plurality of DC / DC converters 30d can be miniaturized.
  • the one core 13 and the second core 14 can be miniaturized. Therefore, a magnetic material having a low power loss such as a first amorphous magnetic material or a first nanocrystalline magnetic material may be used as the material of the first core 13.
  • a magnetic material having a low power loss, such as a second amorphous magnetic material or a second nanocrystalline magnetic material, may be used as the material of the second core 14.
  • the plurality of DC / DC converters 30d are connected to the primary side DC terminals 27a and 27b and the secondary side DC terminals 28a and 28b.
  • the primary side terminals 31a and 31b of the plurality of DC / DC converters 30d are connected to the primary side DC terminals 27a and 27b.
  • the primary side terminals 31a and 31b of the plurality of DC / DC converters 30d are connected in parallel to each other. Therefore, the power conversion device 25d can handle large current power.
  • the secondary terminals 32a and 32b of the plurality of DC / DC converters 30d are connected to the secondary DC terminals 28a and 28b.
  • the secondary side terminals 32a and 32b of the plurality of DC / DC converters 30d are connected in series with each other. Therefore, the power conversion device 25d can handle high voltage power.
  • the power conversion device 25d can convert low voltage direct current power of 1 kV to 3 kV into high voltage direct current power of 25 kV or more.
  • power conversion device 25d of the present embodiment has the following effects.
  • Power converter 25d of this embodiment is provided with a plurality of DC / DC converters 30d.
  • the plurality of DC / DC converters 30d include a DC / AC conversion circuit 33d connected to the primary side terminals 31a and 31b and the primary side terminals 31a and 31b, a transformer 40, and an AC / DC conversion circuit 34d, It includes secondary side terminals 32a and 32b connected to the AC / DC conversion circuit 34d.
  • the transformer 40 includes three of the transformers 1, 1a, 1b and 1c of the first embodiment and the second embodiment.
  • the DC / AC conversion circuit 33d is connected to the first primary coil 11 of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c, and is a first three-phase bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34d is connected to the first secondary coil 12 of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c, and is a second three-phase bridge circuit.
  • the primary side terminals 31a and 31b of the plurality of DC / DC converters 30d are connected in parallel to each other.
  • the secondary side terminals 32a and 32b of the plurality of DC / DC converters 30d are connected in series with each other.
  • Power converter 25d of the present embodiment has an improved breakdown voltage and an improved power efficiency.
  • power converter 25d of the present embodiment is a three-phase power converter, the current flowing through one transformer 1, 1a, 1b, 1c can be reduced. Therefore, the power loss in the first switching elements 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f and the second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f, and the first primary coil 11 and the first The power loss in the secondary coil 12 of Furthermore, since the capacity of each of the three transformers 1, 1a, 1b, 1c can be reduced, the first core 13 and the second core 14 can be miniaturized. Therefore, a magnetic material having a low power loss such as a first amorphous magnetic material or a first nanocrystalline magnetic material may be used as the material of the first core 13. A magnetic material having a low power loss, such as a second amorphous magnetic material or a second nanocrystalline magnetic material, may be used as the material of the second core 14. Power converter 25d of the present embodiment has improved power efficiency.
  • Transformer 1 e of the present embodiment has the same configuration as transformer 1 of the first embodiment, but differs mainly in the following points.
  • the transformer 1 e of the present embodiment includes a second primary coil 51, a second secondary coil 52, a second insulating member 55, a third primary coil 61, and a third secondary coil 62. And a third insulating member 65.
  • the second primary coil 51 includes a third conductor 56 wound around the first core 13.
  • the third conductor 56 is wound around the second leg 13 b.
  • the third conductor 56 may be a conductive foil.
  • the third conductor 56 formed by the conductive foil can reduce the power loss in the second primary coil 51 due to the skin effect and proximity effect in the second primary coil 51.
  • the second secondary coil 52 includes a fourth conductor 57 wound around the first core 13.
  • the fourth conductor 57 is wound around the second leg 13 b.
  • the second secondary coil 52 may be disposed inside the second primary coil 51.
  • the second secondary coil 52 may be disposed between the second primary coil 51 and the second leg 13 b.
  • the fourth conductor 57 may be a second conductive foil.
  • the fourth conductor 57 formed by the second conductive foil can reduce power loss in the second secondary coil 52 due to the skin effect and proximity effect in the second secondary coil 52.
  • the second secondary coil 52 is configured to be applied with a higher voltage than the second primary coil 51.
  • a voltage of 25 kV or more may be applied to the second secondary coil 52.
  • the second primary coil 51 may not be covered by the insulating member because a voltage lower than that of the second secondary coil 52 is applied to the second primary coil 51. Since the second primary coil 51 is not covered by the insulating member, the first core 13 can be miniaturized.
  • the fourth conductor 57 has the shape of a second polygon.
  • the second polygonal second corner 57p has a second radius of curvature r2 of 0.1 mm or more. Therefore, an increase in electric field strength due to electric field concentration at the second corner 57p can be suppressed, and dielectric breakdown of the second insulating member 55 can be prevented.
  • the second radius of curvature r 2 is equal to or less than half the thickness d 2 of the fourth conductor 57.
  • Second radius of curvature r 2 may be equal to the first radius of curvature r 1, or greater than the first radius of curvature r 1, be smaller than the first radius of curvature r 1 Good.
  • the second insulating member 55 covers the second secondary coil 52.
  • the second insulating member 55 may seal the second secondary coil 52.
  • the second secondary coil 52 may be molded by the second insulating member 55.
  • the second insulating member 55 may be formed of a resin material such as an epoxy resin or a polyurethane resin.
  • the third primary coil 61 includes a fifth conductor 66 wound around the second core 14.
  • the fifth conductor 66 is wound around the fourth leg 14 b.
  • the fifth conductor 66 may be a conductive foil.
  • the fifth conductor 66 formed by the conductive foil can reduce power loss in the third primary coil 61 due to the skin effect and proximity effect in the third primary coil 61.
  • the third secondary coil 62 includes a sixth conductor 67 wound around the second core 14.
  • the sixth conductor 67 is wound around the fourth leg 14 b.
  • the third secondary coil 62 may be disposed inside the third primary coil 61.
  • the third secondary coil 62 may be disposed between the third primary coil 61 and the fourth leg 14 b.
  • the sixth conductor 67 may be a third conductive foil.
  • the sixth conductor 67 formed by the third conductive foil can reduce power loss in the third secondary coil 62 due to the skin effect and proximity effect in the third secondary coil 62.
  • the third secondary coil 62 is configured to be applied with a voltage higher than that of the third primary coil 61.
  • a voltage of 25 kV or more may be applied to the third secondary coil 62.
  • the third primary coil 61 may not be covered with the insulating member because a lower voltage is applied to the third primary coil 61 than the third secondary coil 62. Since the third primary coil 61 is not covered with the insulating member, the second core 14 can be miniaturized.
  • the sixth conductor 67 has the shape of a third polygon.
  • the third corner of the third polygon 67p has a third radius of curvature r3 of 0.1 mm or more. Therefore, an increase in electric field intensity due to electric field concentration at the third corner 67p can be suppressed, and dielectric breakdown of the third insulating member 65 can be prevented.
  • the third radius of curvature r 3 is equal to or less than half the thickness d 3 of the sixth conductor 67.
  • a sixth conductor 67 having a third corner 67p having a third radius of curvature r3 may be formed.
  • the third radius of curvature r 3 of may be equal to the first radius of curvature r 1, or greater than the first radius of curvature r 1, be smaller than the first radius of curvature r 1 Good.
  • the third radius of curvature r 3 of may be equal to the second radius of curvature r 2, or greater than the second radius of curvature r 2, even smaller than the second radius of curvature r 2 Good.
  • the third insulating member 65 covers the third secondary coil 62.
  • the third insulating member 65 may seal the third secondary coil 62.
  • the third secondary coil 62 may be molded by the third insulating member 65.
  • the third insulating member 65 may be formed of a resin material such as an epoxy resin or a polyurethane resin.
  • transformer 1e the electric field strength applied to second insulating member 55 covering second secondary coil 52 can be reduced. Distance g 2 between adjacent fourth conductor 57 is obtained is shortened, the second secondary coil 52 may be miniaturized.
  • the first core 13 can be miniaturized and power loss in the first core 13 is reduced.
  • Transformer 1e has improved power efficiency. In general, it is difficult to enlarge the core formed by the amorphous magnetic material or the nanocrystalline magnetic material. Since the first core 13 is miniaturized in the transformer 1e, as a material of the first core 13, a magnetic material having a low power loss such as a first amorphous magnetic material or a first nanocrystalline magnetic material is used. It can be used.
  • transformer 1e the electric field strength applied to third insulating member 65 covering third secondary coil 62 can be reduced. Distance g 3 between the sixth conductor 67 adjacent is obtained is shortened, the third secondary coil 62 may be miniaturized. As such, the second core 14 can be miniaturized and power loss in the second core 14 is reduced. Transformer 1e has improved power efficiency. In general, it is difficult to enlarge the core formed by the amorphous magnetic material or the nanocrystalline magnetic material. Since the second core 14 is miniaturized in the transformer 1e, as a material of the second core 14, a magnetic material having a low power loss such as a second amorphous magnetic material or a second nanocrystalline magnetic material is used. It can be used.
  • the second primary coil 51 and the second secondary coil 52 are arranged along the direction in which the second leg 13b extends. May be arranged.
  • the third primary coil 61 and the third secondary coil 62 may be arranged along the direction in which the fourth leg 14 b extends.
  • gap G 2 between second primary coil 51 and second secondary coil 52 can be relatively increased, compared to transformer 1 e.
  • spacing G 3 between third primary coil 61 and third secondary coil 62 can be relatively increased, compared to transformer 1 e.
  • the magnetic coupling between second primary coil 51 and second secondary coil 52 may be weaker than in transformer 1 e.
  • the magnetic coupling between third primary coil 61 and third secondary coil 62 can be weakened more than transformer 1 e.
  • Transformer 1 f has a relatively larger leakage inductance than transformer 1 e.
  • the power conversion device 25e according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 12, 13 and 19.
  • the power conversion device 25e of the present embodiment has the same configuration as the power conversion device 25d of the third embodiment, but in the power conversion device 25e of the present embodiment, the transformer 40 of the third embodiment The main difference is that the embodiment is replaced by the transformer 1 e or the transformer 1 f of the embodiment.
  • Power converter 25e of the present embodiment includes a plurality of DC / DC converters 30e.
  • the DC / DC converter 30e of the present embodiment includes the same configuration as the DC / DC converter 30d of the third embodiment, but the transformer 40 of the third embodiment is the transformer 1e of the present embodiment. Or it mainly differs in the point replaced with the transformer 1f.
  • the plurality of DC / DC converters 30e are DC / AC conversion circuits 33d connected to the primary side terminals 31a and 31b and the primary side terminals 31a and 31b, transformers 1e and 1f, and AC, respectively.
  • DC conversion circuit 34d, and secondary side terminals 32a and 32b connected to AC / DC conversion circuit 34d.
  • the DC / AC conversion circuit 33d is connected to the first primary coil 11, the second primary coil 51, and the third primary coil 61, and is a first three-phase bridge circuit.
  • the DC / AC conversion circuit 33 d may be a first three-phase full bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34d is connected to the first secondary coil 12, the second secondary coil 52, and the third secondary coil 62, and is a second three-phase bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34d may be a second three-phase full bridge circuit.
  • the primary side terminals 31a and 31b of the plurality of DC / DC converters 30e are connected in parallel to each other. Therefore, the power conversion device 25e can handle large current power.
  • the secondary side terminals 32a and 32b of the plurality of DC / DC converters 30e are connected in series. Therefore, the power conversion device 25e can handle high voltage power.
  • the power conversion device 25e can convert low-voltage direct current power of 1 kV to 3 kV into high-voltage direct current power of 25 kV or more.
  • transformers 1e and 1f and the power converter 25e of the present embodiment will be described.
  • transformers 1 e and 1 f and power conversion device 25 e of the present embodiment have the following effects.
  • the transformers 1e and 1f of the present embodiment include the second primary coil 51, the second secondary coil 52, the second insulating member 55, the third primary coil 61, and the third secondary.
  • the coil 62 and the third insulating member 65 are further provided.
  • the second primary coil 51 includes a third conductor 56 wound around the second leg 13b.
  • the second secondary coil 52 includes a fourth conductor 57 wound around the second leg 13 b.
  • the second insulating member 55 covers the second secondary coil 52.
  • the third primary coil 61 includes a fifth conductor 66 wound around the fourth leg 14b.
  • the third secondary coil 62 includes a sixth conductor 67 wound around the fourth leg 14b.
  • the third insulating member 65 covers the third secondary coil 62.
  • the second secondary coil 52 is configured to be applied with a higher voltage than the second primary coil 51.
  • the third secondary coil 62 is configured to be applied with a voltage higher than that of the third primary coil 61.
  • the fourth conductor 57 has the shape of a second polygon.
  • the second polygonal second corner 57p has a second radius of curvature r2 of 0.1 mm or more.
  • the sixth conductor 67 has the shape of a third polygon.
  • the third corner of the third polygon 67p has a third radius of curvature r3 of 0.1 mm or more.
  • transformers 1e and 1f of the present embodiment have an improved breakdown voltage.
  • the distance g 3 between the interval g 2 and adjacent sixth conductor 67 between the fourth conductor 57 adjacent to each other could be shortened, the second secondary coil 52 and the third secondary coil 62 Can be miniaturized. Therefore, the first core 13 and the second core 14 can be miniaturized, and the power loss in the first core 13 and the second core 14 is reduced.
  • Transformers 1e and 1f of the present embodiment have improved power efficiency.
  • the coil 61 and the third secondary coil 62 can be compactly disposed in the first core 13 and the second core 14. According to transformers 1e and 1f of the present embodiment, a compact three-phase transformer can be obtained.
  • fourth conductor 57 may be a second conductive foil
  • sixth conductor 67 may be a third conductive foil. Therefore, power loss in the second secondary coil 52 and the third secondary coil 62 due to the skin effect and proximity effect in the second secondary coil 52 and the third secondary coil 62 can be reduced. Transformers 1e and 1f of the present embodiment have improved power efficiency.
  • the second secondary coil 52 may be disposed inside the second primary coil 51.
  • the third secondary coil 62 may be disposed inside the third primary coil 61. Therefore, distance G 2 between the second primary coil 51 and the second secondary coil 52 may be relatively reduced.
  • the magnetic coupling between the second primary coil 51 and the second secondary coil 52 may be intensified. Spacing G 3 can be relatively reduced between the third primary coil 61 and the third secondary coil 62.
  • the magnetic coupling between the third primary coil 61 and the third secondary coil 62 can be enhanced.
  • a transformer 1e having a relatively small leakage inductance can be provided.
  • second primary coil 51 and second secondary coil 52 may be arranged along the direction in which second leg 13 b extends.
  • the third primary coil 61 and the third secondary coil 62 may be arranged along the direction in which the fourth leg 14 b extends. Therefore, a second primary coil 51 is distance G 2 between the second secondary coil 52 may relatively increase.
  • the magnetic coupling between the second primary coil 51 and the second secondary coil 52 can be weakened.
  • a third primary coil 61 spacing G 3 can be relatively increased between the third secondary coil 62.
  • the magnetic coupling between the third primary coil 61 and the third secondary coil 62 can be weakened.
  • a transformer 1f can be provided having a relatively large leakage inductance.
  • Power converter 25e of the present embodiment includes a plurality of DC / DC converters 30e.
  • the plurality of DC / DC converters 30e are a DC / AC conversion circuit 33d connected to the primary side terminals 31a and 31b and the primary side terminals 31a and 31b, transformers 1e and 1f, and an AC / DC conversion circuit 34d, respectively. And secondary side terminals 32a and 32b connected to the AC / DC conversion circuit 34d.
  • the DC / AC conversion circuit 33d is connected to the first primary coil 11, the second primary coil 51, and the third primary coil 61, and is a first three-phase bridge circuit.
  • the AC / DC conversion circuit 34d is connected to the first secondary coil 12, the second secondary coil 52, and the third secondary coil 62, and is a second three-phase bridge circuit.
  • the primary side terminals 31a and 31b of the plurality of DC / DC converters 30e are connected in parallel to each other.
  • the secondary side terminals 32a and 32b of the plurality of DC / DC converters 30e are connected in series.
  • Power converter 25e of the present embodiment has an improved breakdown voltage and improved power efficiency.
  • Embodiment 5 A transformer 1g according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 20 to 22.
  • the transformer 1g of the present embodiment has the same configuration as the transformer 1e of the fourth embodiment, but differs mainly in the following points.
  • the fourth conductor 58 is a second litz wire formed by twisting together a plurality of second conductive wires 59. is there.
  • the plurality of second conductive wires 59 each have a circular shape having a second radius R2 of 0.1 mm or more. Therefore, the fourth conductor 58 has a second corner 58p having defined by the second radius R 2 of the second conductive wires 59, a second radius of curvature r 2.
  • Second radius R 2 may be equal to the first radius R 1, may be greater than the first radius R 1, may be smaller than the first radius R 1.
  • the sixth conductor 68 is a third litz wire formed by twisting together a plurality of third conductive wires 69. is there.
  • the plurality of third conductive wires 69 each have a circular shape having a third radius R3 of 0.1 mm or more. Therefore, the conductor 68 of the sixth, a third corner 68p having a third defined by the radius R 3, the third radius of curvature r 3 of the third conductive wire 69.
  • An increase in electric field strength due to electric field concentration at the third corner 68p can be suppressed, and dielectric breakdown of the third insulating member 65 can be prevented.
  • the third radius R 3 can be equal to the first radius R 1, may be greater than the first radius R 1, may be smaller than the first radius R 1.
  • the third radius R 3 can be equal to the second radius R 2, may be greater than the second radius R 2, may be smaller than the second radius R 2.
  • transformer 1g of the present embodiment can be manufactured at lower cost than transformer 1e of the fourth embodiment.
  • the second primary coil 51 and the second secondary coil 52 are arranged along the direction in which the second leg 13b extends. May be arranged.
  • spacing G 2 between second primary coil 51 and second secondary coil 52 can be relatively increased, compared to transformer 1 g.
  • the magnetic coupling between second primary coil 51 and second secondary coil 52 can be weakened more than transformer 1 g.
  • the third primary coil 61 and the third secondary coil 62 may be arranged along the direction in which the fourth leg 14 b extends.
  • the transformer 1h, than transformers 1g, spacing G 3 between the third primary coil 61 and the third secondary coil 62 may be relatively increased.
  • the magnetic coupling between third primary coil 61 and third secondary coil 62 can be weakened more than transformer 1 g. Therefore, transformer 1 h has a relatively larger leakage inductance than transformer 1 g.
  • a power converter 25g according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 12, 13 and 19.
  • the power conversion device 25g of the present embodiment has the same configuration as the power conversion device 25e of the fourth embodiment, but the transformers 1e and 1f of the fourth embodiment are the transformer 1g or the transformer of the fourth embodiment. It differs in that it is replaced by the container 1h.
  • the power conversion device 25g of the present embodiment includes a plurality of DC / DC converters 30g.
  • the DC / DC converter 30g includes the same configuration as the DC / DC converter 30e of the fourth embodiment, but the transformers 1e and 1f of the fourth embodiment are the transformer 1g or the transformer of the present embodiment. It differs mainly in that it has been replaced by 1h.
  • Transformers 1g and 1h and the power conversion device 25g of the present embodiment exhibit the following effects similar to those of transformer 1e and power conversion device 25e of the fourth embodiment.
  • fourth conductor 58 may be a second litz wire formed by twisting a plurality of second conductive wires 59. .
  • the sixth conductor 68 may be a third litz wire formed by twisting together a plurality of third conductive wires 69.
  • the plurality of second conductive wires 59 may have a circular shape having a second radius R2 of 0.1 mm or more.
  • the plurality of third conductive wires 69 may have a circular shape having a third radius R3 of 0.1 mm or more.
  • Transformers 1g and 1h and power converter 25g of the present embodiment have an improved breakdown voltage and an improved power efficiency.
  • the transformer 1i of the present embodiment has the same configuration as the transformer 1 of the first embodiment, but differs mainly in the following points.
  • the first inductance of the first primary coil 11 is equal to the second inductance of the first secondary coil 12.
  • the first inductance of the first primary coil 11 opens all the coils (including the first secondary coil 12) except the first primary coil 11, and both ends of the first primary coil 11 (see FIG. Measurement by directly connecting a measuring instrument such as an LCR meter to the first primary coil 11 of FIG.
  • the second inductance of the first secondary coil 12 opens all the coils (including the first primary coil 11) except the first secondary coil 12, and both ends of the first secondary coil 12. It is measured by directly connecting a measuring instrument such as an LCR meter (see the white circle of the first secondary coil 12 in FIG. 7).
  • the inductance of the coil depends on the length of the coil, the shape of the coil and the distance between the core and the coil. For example, the shorter the length of the coil along the core, the smaller the inductance of the coil. The greater the distance between the coil and the core, the smaller the inductance of the coil.
  • the length of the first primary coil 11 along the first leg 13a of the first core 13 and the third leg 14a of the second core 14 is the same as that of the first leg 13a.
  • the length of the first secondary coil 12 along the third leg 14a is equal to the distance between the first leg 13a and the third leg 14a and the first secondary coil 12. Longer than the distance between.
  • the first inductance of the first primary coil 11 can be made equal to the second inductance of the first secondary coil 12.
  • a voltage is applied to the first primary coil 11 via the DC / AC conversion circuit 33.
  • the first primary coil 11 to which a voltage is applied excites a magnetic flux in the first leg 13 a of the first core 13 and the third leg 14 a of the second core 14.
  • This magnetic flux generates an induced voltage in the first secondary coil 12. Since the first inductance of the first primary coil 11 is equal to the second inductance of the first secondary coil 12, the same magnetic flux as the first primary coil 11 is also excited in the first secondary coil 12.
  • the induced voltage is equal to the voltage applied to the first secondary coil 12 by the second switching circuit 47.
  • the reactive current is prevented from flowing through the second switching circuit 47, and the power loss in the second switching elements 43a, 43b, 43c, 43d is prevented.
  • transformer 1i of the present embodiment has the effect of having further improved power efficiency.
  • the first inductance of the first primary coil 11 is equal to the second inductance of the first secondary coil 12 in the transformer 1 of the first embodiment.
  • the inductance of the second primary coil 51 and the inductance of the second secondary coil 52 may be equal to each other.
  • the inductance of the three secondary coils 62 may be equal.

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Abstract

変圧器（１）は、第１のコア（１３）と、第１の一次コイル（１１）と、第１の二次コイル（１２）と、第１の絶縁部材（１５）とを備える。第１の二次コイル（１２）は、第１のコア（１３）に巻回されている第２の導体（１７）を含む。第１の絶縁部材（１５）は、第１の二次コイル（１２）を覆う。第２の導体（１７）の断面において、第２の導体（１７）は、第１の多角形の形状を有している。第１の多角形の第１の角部（１７ｐ）は、０．１ｍｍ以上の第１の曲率半径を有している。そのため、変圧器（１）は、向上された絶縁破壊耐圧及び向上された電力効率を有する。

Description

変圧器及び電力変換装置
　本発明は、変圧器及び電力変換装置に関する。
　米国特許第５０２７２６４号明細書（特許文献１）は、変圧器を含むＤＣ／ＤＣ変圧器を開示している。
米国特許第５０２７２６４号明細書
　本発明の目的は、向上された絶縁破壊耐圧及び向上された電力効率を有する変圧器及び電力変換装置を提供することである。
　本発明の変圧器は、第１のコアと、第１の一次コイルと、第１の二次コイルと、第１の絶縁部材とを備える。第１の一次コイルは、第１のコアに巻回されている第１の導体を含む。第１の二次コイルは、第１のコアに巻回されている第２の導体を含む。第１の絶縁部材は、第１の二次コイルを覆う。第１の二次コイルは、第１の一次コイルよりも高い電圧が印加されるように構成されている。第２の導体が延在する方向に垂直な第２の導体の第１断面において、第２の導体は、第１の多角形の形状を有している。第１の多角形の第１の角部は、０．１ｍｍ以上の第１の曲率半径を有している。
　本発明の電力変換装置は、上記変圧器を備える。
　第１の角部は０．１ｍｍの第１の曲率半径を有するため、第１の角部での電界集中に起因する電界強度の増加が抑制され得る。そのため、第１の角部での電界集中に起因する第１の絶縁部材の絶縁破壊が防止され得る。また、第１の二次コイルが小型化され得て、第１のコアが小型化され得る。本発明の変圧器及び本発明の電力変換装置は、向上された絶縁破壊耐圧及び向上された電力効率を有する。
実施の形態１及び実施の形態６に係る変圧器の概略断面図である。 実施の形態１及び実施の形態６に係る変圧器の、図１に示される領域ＩＩの部分拡大概略断面図である。 実施の形態１の一実施例の変圧器の、図１に示されるＡ－Ｂ間における電界強度分布を示す図である。 比較例に係る変圧器のＡ－Ｂ間における電界強度分布を示す図である。 実施の形態１の変形例に係る変圧器の概略断面図である。 実施の形態１及び実施の形態２に係る電力変換装置の回路図である。 実施の形態１及び実施の形態２に係る電力変換装置の部分拡大回路図である。 実施の形態２に係る変圧器の概略断面図である。 実施の形態２に係る変圧器の、図８に示される領域ＩＸの部分拡大概略断面図である。 実施の形態２の一実施例の変圧器の、図８に示されるＡ－Ｂ間における電界強度分布を示す図である。 実施の形態２の変形例に係る変圧器の概略断面図である。 実施の形態３から実施の形態５に係る電力変換装置の回路図である。 実施の形態３に係る電力変換装置の部分拡大回路図である。 実施の形態３に係る電力変換装置の部分拡大回路図である。 実施の形態４に係る変圧器の概略断面図である。 実施の形態４に係る変圧器の、図１５に示される領域ＸＶＩの部分拡大概略断面図である。 実施の形態４に係る変圧器の、図１５に示される領域ＸＶＩＩの部分拡大概略断面図である。 実施の形態４の変形例に係る変圧器の概略断面図である。 実施の形態４及び実施の形態５に係る電力変換装置の部分拡大回路図である。 実施の形態５に係る変圧器の概略断面図である。 実施の形態５に係る変圧器の、図２０に示される領域ＸＸＩの部分拡大概略断面図である。 実施の形態５に係る変圧器の、図２０に示される領域ＸＸＩＩの部分拡大概略断面図である。 実施の形態５の変形例に係る変圧器の概略断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
　実施の形態１．
　図１及び図２を参照して、実施の形態１に係る変圧器１を説明する。変圧器１は、第１のコア１３と、第１の一次コイル１１と、第１の二次コイル１２と、第１の絶縁部材１５とを備える。本実施の形態では、変圧器１は、第２のコア１４をさらに備えてもよく、外鉄型の変圧器であってもよい。変圧器１は、内鉄型の変圧器であってもよい。
　第１のコア１３は、第１の脚部１３ａと、第１の脚部１３ａに対向する第２の脚部１３ｂとを含んでもよい。第１のコア１３は、第１のリングコアであってもよい。第１のコア１３は、第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料によって形成されてもよい。第１のナノ結晶磁性材料は、例えば、鉄基ナノ結晶磁性材料またはコバルト基ナノ結晶磁性材料であってもよい。第１のアモルファス磁性材料は、例えば、鉄基アモルファス磁性材料またはコバルト基アモルファス磁性材料であってもよい。変圧器１に入力される電力の周波数及び変圧器１から出力される電力の周波数が増加しても、第１のコア１３に含まれる第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料は、第１のコア１３における電力損失を低減させることができる。
　第２のコア１４は、第１の脚部１３ａに面する第３の脚部１４ａと、第３の脚部１４ａに対向する第４の脚部１４ｂとを含んでもよい。第２のコア１４は、第２のリングコアであってもよい。第２のコア１４は、第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料によって形成されてもよい。第２のナノ結晶磁性材料は、例えば、鉄基ナノ結晶磁性材料またはコバルト基ナノ結晶磁性材料であってもよい。第２のアモルファス磁性材料は、例えば、鉄基アモルファス磁性材料またはコバルト基アモルファス磁性材料であってもよい。変圧器１に入力される電力の周波数及び変圧器１から出力される電力の周波数が増加しても、第２のコア１４に含まれる第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料は、第２のコア１４における電力損失を低減させることができる。第２のコア１４の材料は、第１のコア１３の材料と同じであってもよいし、異なってもよい。
　第１の一次コイル１１は、第１のコア１３に巻回されている第１の導体１６を含む。第１の導体１６は、第１の脚部１３ａに巻回されている。第１の導体１６は、第２のコア１４にも巻回されてもよい。第１の導体１６は、第３の脚部１４ａにも巻回されてもよい。第１の導体１６は、導電フォイルであってもよい。本明細書において、導電フォイルは、導体の幅が導体の厚さよりも大きい導体を意味する。導電フォイルによって形成される第１の導体１６は、第１の一次コイル１１における表皮効果及び近接効果に起因する第１の一次コイル１１における電力損失が低減され得る。
　第１の二次コイル１２は、第１のコア１３に巻回されている第２の導体１７を含む。第２の導体１７は、第１の脚部１３ａに巻回されている。第２の導体１７は、第２のコア１４にも巻回されてもよい。第２の導体１７は、第３の脚部１４ａにも巻回されてもよい。第１の二次コイル１２は、第１の一次コイル１１の内側に配置されてもよい。第１の二次コイル１２は、第１の一次コイル１１と第１の脚部１３ａとの間並びに第１の一次コイル１１と第３の脚部１４ａとの間に配置されてもよい。第２の導体１７は、第１の導電フォイルであってもよい。第１の導電フォイルによって形成される第２の導体１７は、第１の二次コイル１２における表皮効果及び近接効果に起因する第１の二次コイル１２における電力損失が低減され得る。
　第１の二次コイル１２は、第１の一次コイル１１よりも高い電圧が印加されるように構成されている。第１の二次コイル１２には、２５ｋＶ以上の電圧が印加されてもよい。第１の一次コイル１１は第１の二次コイル１２よりも低い電圧が印加されるため、第１の一次コイル１１は絶縁部材で被覆されなくてもよい。第１の一次コイル１１は絶縁部材で被覆されないため、第１のコア１３及び第２のコア１４は小型化され得る。
　図２に示されるように、第２の導体１７が延在する方向に垂直な第２の導体１７の第１断面において、第２の導体１７は、第１の多角形の形状を有している。本明細書において、多角形は、角部が曲率を有する多角形を含む。第１の多角形の第１の角部１７ｐは、０．１ｍｍ以上の第１の曲率半径ｒ1を有している。第１の曲率半径ｒ1は、第２の導体１７の第１の厚さｄ1の半分以下である。ダイスを用いて第２の導体１７を加工することによって、第１の曲率半径ｒ1を有する第１の角部１７ｐを有する第２の導体１７が形成されてもよい。
　図１に示されるように、第１の絶縁部材１５は、第１の二次コイル１２を覆う。第１の絶縁部材１５は、第１の二次コイル１２を封止してもよい。第１の二次コイル１２は、第１の絶縁部材１５によってモールドされてもよい。第１の絶縁部材１５は、エポキシ樹脂またはポリウレタン樹脂のような樹脂材料で形成されてもよい。
　図３に、本実施の形態の一実施例の変圧器１における、図１のＡ－Ｂ線で示される領域の電界強度分布を示す。本実施の形態の一実施例では、第１の二次コイル１２には、２５ｋＶの電圧が印加されており、第１の角部１７ｐは、０．１ｍｍの第１の曲率半径ｒ1を有しており、第１の絶縁部材１５は、エポキシ樹脂で形成されている。エポキシ樹脂は、１５ｋＶ／ｍｍの絶縁耐圧を有している。本実施の形態の一実施例では、第１の二次コイル１２の周囲における電界強度の最大値は、第１の絶縁部材１５に絶縁破壊を生じさせる電界強度（１５ｋＶ／ｍｍ）未満である。第１の角部１７ｐは０．１ｍｍの第１の曲率半径ｒ1を有するため、第１の角部１７ｐでの電界集中に起因する第１の絶縁部材１５での電界強度の増加が抑制され得て、第１の絶縁部材１５の絶縁破壊が防止され得る。
　なお、本実施の形態の一実施例では、第１の二次コイル１２と第１のコア１３との間の電界強度が最大となる領域における、第１の二次コイル１２と第１のコア１３との間の最短距離は、６ｍｍ以上である。第１の二次コイル１２の周囲において第１の二次コイル１２と第１のコア１３との間の距離が一定である場合には、第１の二次コイル１２と第１のコア１３との間の電界強度が最大となる領域は、図１のＡ－Ｂ線で示される領域である。
　図４に、比較例の変圧器におけるＡ－Ｂ線で示される領域の電界強度分布を示す。比較例では、第１の角部１７ｐは、９０°の角度を有している。比較例では、第１の二次コイル１２の周囲における電界強度の最大値は、第１の絶縁部材１５に絶縁破壊を生じさせる電界強度（１５ｋＶ／ｍｍ）よりも大きい。比較例では、第１の角部１７ｐは９０°の角度を有するため、第１の角部１７ｐでの電界集中に起因する第１の絶縁部材１５の絶縁破壊が生じ得る。
　このように、変圧器１では、第１の二次コイル１２を被覆する第１の絶縁部材１５に印加される電界強度が減少され得る。隣り合う第２の導体１７の間の間隔ｇ1は短縮され得て、第１の二次コイル１２は小型化され得る。そのため、第１のコア１３及び第２のコア１４は小型化され得て、第１のコア１３及び第２のコア１４における電力損失が減少する。本実施の形態の変圧器１は、向上された電力効率を有する。本明細書において、電力効率は、変圧器に入力される電力に対する変圧器から出力される電力の割合を意味する。
　一般的に、アモルファス磁性材料またはナノ結晶磁性材料によって形成されるコアを大型化することは難しい。本実施の形態の変圧器１によれば、第１のコア１３及び第２のコア１４は小型化される。そのため、第１のコア１３の材料として、第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。第２のコア１４の材料として、第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。
　図５に示されるように、本実施の形態の変形例の変圧器１ａでは、第１の脚部１３ａ及び第３の脚部１４ａが延在する方向に沿って、第１の一次コイル１１及び第１の二次コイル１２が配列されてもよい。変圧器１ａでは、変圧器１よりも、第１の一次コイル１１と第１の二次コイル１２との間の間隔Ｇ1が相対的に増加され得る。変圧器１ａでは、変圧器１よりも、第１の一次コイル１１と第１の二次コイル１２との間の磁気的な結合が弱められ得る。そのため、変圧器１ａは、変圧器１よりも、相対的に大きな漏れインダクタンスを有する。
　図６及び図７を参照して、実施の形態１に係る電力変換装置２５を説明する。電力変換装置２５は、例えば、洋上風力発電機または直流電力の送配電網に適用され得る。電力変換装置２５は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０を主に備える。電力変換装置２５は、一次側直流端子２７ａ，２７ｂと、二次側直流端子２８ａ，２８ｂとをさらに備えてもよい。
　複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、それぞれ、一次側端子３１ａ，３１ｂと、一次側端子３１ａ，３１ｂに接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路３３と、変圧器１（または変圧器１ａ）と、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４と、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４に接続される二次側端子３２ａ，３２ｂとを含む。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、それぞれ、一次側端子３１ａ，３１ｂに並列接続される第１のコンデンサ３８と、二次側端子３２ａ，３２ｂに並列接続される第２のコンデンサ３９とをさらに含んでもよい。
　図７に示されるように、ＤＣ／ＡＣ変換回路３３は、第１の一次コイル１１に接続されており、かつ、第１の単相ブリッジ回路である。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３は、第１の単相フルブリッジ回路であってもよい。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３は、第１のスイッチング回路４５を含んでもよい。
　第１のスイッチング回路４５は、複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄと、複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄのそれぞれに逆並列接続されている複数の第１のダイオード４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄとを含む。第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄは、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のようなトランジスタであってもよい。
　第１のスイッチング回路４５は、互いに並列に接続された２つの第１のレグ４６ａ，４６ｂを含む。第１のレグ４６ａは、互いに直列に接続された２つの第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂと、２つの第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂのそれぞれに逆並列接続されている２つの第１のダイオード４２ａ，４２ｂとを含む。第１のレグ４６ｂは、互いに直列に接続された２つの第１のスイッチング素子４１ｃ，４１ｄと、２つの第１のスイッチング素子４１ｃ，４１ｄのそれぞれに逆並列接続されている２つの第１のダイオード４２ｃ，４２ｄとを含む。
　２つの第１のレグ４６ａ，４６ｂの各々の両端（直流端）は、第１のコンデンサ３８に接続される。２つの第１のレグ４６ａ，４６ｂの各々の中間点（交流端）は、変圧器１，１ａの第１の一次コイル１１（第１の導体１６）に接続される。第１のレグ４６ａの中間点（交流端）は、第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂの間にある。第１のレグ４６ｂの中間点（交流端）は、第１のスイッチング素子４１ｃ，４１ｄの間にある。
　ＡＣ／ＤＣ変換回路３４は、第１の二次コイル１２に接続されており、かつ、第２の単相ブリッジ回路である。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４は、第２の単相フルブリッジ回路であってもよい。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４は、第２のスイッチング回路４７を含んでもよい。
　第２のスイッチング回路４７は、複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄと、複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄのそれぞれに逆並列接続されている複数の第２のダイオード４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄとを含む。第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄは、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のようなトランジスタであってもよい。
　第２のスイッチング回路４７は、互いに並列に接続された２つの第２のレグ４８ａ，４８ｂを含む。第２のレグ４８ａは、互いに直列に接続された２つの第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂと、２つの第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂのそれぞれに逆並列接続されている２つの第２のダイオード４４ａ，４４ｂとを含む。第２のレグ４８ｂは、互いに直列に接続された２つの第２のスイッチング素子４３ｃ，４３ｄと、２つの第２のスイッチング素子４３ｃ，４３ｄのそれぞれに逆並列接続されている２つの第２のダイオード４４ｃ，４４ｄとを含む。
　２つの第２のレグ４８ａ，４８ｂの各々の両端（直流端）は、第２のコンデンサ３９に接続される。２つの第２のレグ４８ａ，４８ｂの各々の中間点（交流端）は、変圧器１，１ａの第１の二次コイル１２（第２の導体１７）に接続される。第２のレグ４８ａの中間点（交流端）は、第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂの間にある。第２のレグ４８ｂの中間点（交流端）は、第２のスイッチング素子４３ｃ，４３ｄの間にある。
　複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ及び複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄは、１００Ｈｚ以上の周波数で動作し得るように構成されてもよく、２００Ｈｚ以上の周波数で動作し得るように構成されてもよく、１ｋＨｚ以上の周波数で動作し得るように構成されてもよい。複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ及び複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄは、２ｋＨｚ以下の周波数で動作し得るように構成されてもよい。複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ及び複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄが高周波数で動作し得るように構成されているため、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０の各々は小型化され得る。
　複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ及び複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを例えば１ｋＨｚ以上の周波数で動作させることにより、第１のコア１３及び第２のコア１４は小型化され得る。そのため、第１のコア１３の材料として第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。第２のコア１４の材料として第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。
　図６に示されるように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、一次側直流端子２７ａ，２７ｂと、二次側直流端子２８ａ，２８ｂとに接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０の一次側端子３１ａ，３１ｂは、一次側直流端子２７ａ，２７ｂに接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０の一次側端子３１ａ，３１ｂは、互いに並列接続されている。そのため、電力変換装置２５は、大電流の電力を取り扱うことができる。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０の二次側端子３２ａ，３２ｂは、二次側直流端子２８ａ，２８ｂに接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０の二次側端子３２ａ，３２ｂは、互いに直列接続されている。そのため、電力変換装置２５は、高電圧の電力を取り扱うことができる。電力変換装置２５は、１ｋＶから３ｋＶの低電圧の直流電力を、２５ｋＶ以上の高電圧の直流電力に変換し得る。
　本実施の形態の変圧器１，１ａ及び電力変換装置２５の効果を説明する。
　本実施の形態の変圧器１，１ａは、第１のコア１３と、第１の一次コイル１１と、第１の二次コイル１２と、第１の絶縁部材１５とを備える。第１の一次コイル１１は、第１のコア１３に巻回されている第１の導体１６を含む。第１の二次コイル１２は、第１のコア１３に巻回されている第２の導体１７を含む。第１の絶縁部材１５は、第１の二次コイル１２を覆う。第１の二次コイル１２は、第１の一次コイル１１よりも高い電圧が印加されるように構成されている。第２の導体１７が延在する方向に垂直な第２の導体１７の第１断面において、第２の導体１７は、第１の多角形の形状を有している。第１の多角形の第１の角部１７ｐは、０．１ｍｍ以上の第１の曲率半径ｒ1を有している。
　第１の角部１７ｐは０．１ｍｍの第１の曲率半径ｒ1を有するため、第１の角部１７ｐでの電界集中に起因する第１の絶縁部材１５での電界強度の増加が抑制され得る。そのため、第１の絶縁部材１５の絶縁破壊が防止され得る。本実施の形態の変圧器１，１ａは、向上された絶縁破壊耐圧を有する。また、第１の二次コイル１２は小型化され得る。そのため、第１のコア１３は小型化され得て、第１のコア１３における電力損失が減少する。本実施の形態の変圧器１，１ａは、向上された電力効率を有する。
　本実施の形態の変圧器１，１ａでは、第２の導体１７は、第１の導電フォイルであってもよい。そのため、第１の二次コイル１２における表皮効果及び近接効果に起因する第１の二次コイル１２における電力損失が低減され得る。本実施の形態の変圧器１，１ａは、向上された電力効率を有する。
　本実施の形態の変圧器１，１ａでは、第１のコア１３は、第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料によって形成されてもよい。そのため、変圧器１，１ａに入力される電力の周波数及び変圧器１，１ａから出力される電力の周波数が増加しても、第１のコア１３における電力損失を低減させることができる。本実施の形態の変圧器１，１ａは、向上された電力効率を有する。
　本実施の形態の変圧器１，１ａは、第２のコア１４をさらに備えてもよい。第１のコア１３は、第１の脚部１３ａと、第１の脚部１３ａに対向する第２の脚部１３ｂとを含んでもよい。第２のコア１４は、第１の脚部１３ａに面する第３の脚部１４ａと、第３の脚部１４ａに対向する第４の脚部１４ｂとを含んでもよい。第１の導体１６は、第１の脚部１３ａと第３の脚部１４ａとに巻回されてもよい。第２の導体１７は、第１の脚部１３ａと第３の脚部１４ａとに巻回されてもよい。本実施の形態の変圧器１，１ａでは、第１の角部１７ｐでの電界集中に起因する第１の絶縁部材１５での電界強度の増加が抑制され得る。そのため、第１の絶縁部材１５の絶縁破壊が防止され得る。本実施の形態の変圧器１，１ａは、向上された絶縁破壊耐圧を有する。また、隣り合う第２の導体１７の間の間隔ｇ1は短縮され得る。そのため、第１のコア１３及び第２のコア１４は小型化され得て、第１のコア１３及び第２のコア１４における電力損失は減少する。本実施の形態の変圧器１，１ａは、向上された電力効率を有する。
　本実施の形態の変圧器１では、第１の二次コイル１２は、第１の一次コイル１１の内側に配置されてもよい。そのため、第１の一次コイル１１と第１の二次コイル１２との間の間隔Ｇ1が相対的に減少し得る。第１の一次コイル１１と第１の二次コイル１２との間の磁気的な結合が強められ得る。相対的に小さな漏れインダクタンスを有する変圧器１が提供され得る。
　本実施の形態の変圧器１ａでは、第１の脚部１３ａ及び第３の脚部１４ａが延在する方向に沿って、第１の一次コイル１１及び第１の二次コイル１２が配列されてもよい。そのため、第１の一次コイル１１と第１の二次コイル１２との間の間隔Ｇ1が相対的に増加し得る。第１の一次コイル１１と第１の二次コイル１２との間の磁気的な結合が弱められ得る。相対的に大きな漏れインダクタンスを有する変圧器１ａが提供され得る。
　本実施の形態の変圧器１，１ａでは、第２のコア１４は、第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料によって形成されてもよい。そのため、変圧器１，１ａに入力される電力の周波数及び変圧器１，１ａから出力される電力の周波数が増加しても、第２のコア１４における電力損失を低減させることができる。本実施の形態の変圧器１，１ａは、向上された電力効率を有する。
　本実施の形態の電力変換装置２５は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０を備える。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、それぞれ、一次側端子３１ａ，３１ｂと、一次側端子３１ａ，３１ｂに接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路３３と、変圧器１，１ａと、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４と、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４に接続される二次側端子３２ａ，３２ｂとを含む。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３は、第１の一次コイル１１に接続されており、かつ、第１の単相ブリッジ回路である。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４は、第１の二次コイル１２に接続されており、かつ、第２の単相ブリッジ回路である。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０の一次側端子３１ａ，３１ｂは、互いに並列接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０の二次側端子３２ａ，３２ｂは、互いに直列接続されている。本実施の形態の電力変換装置２５は、向上された絶縁破壊耐圧及び向上された電力効率を有する。
　実施の形態２．
　図８及び図９を参照して、実施の形態２に係る変圧器１ｂを説明する。本実施の形態の変圧器１ｂは、実施の形態１の変圧器１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
　本実施の形態の変圧器１ｂでは、第２の導体１８は、複数の第１導電素線１９が撚り合わされて形成されている第１のリッツ線である。第２の導体１８の第１断面において、複数の第１導電素線１９は、各々、０．１ｍｍ以上の第１の半径Ｒ1を有する円の形状を有する。本明細書において、円の形状は、円の形状ばかりでなく、１．０以上１．５以下の短径に対する長径の比を有する楕円の形状も含み、０．１ｍｍ以上の第１の半径Ｒ1は、０．１ｍｍ以上の短径を意味する。そのため、第２の導体１８は、第１導電素線１９の第１の半径Ｒ1で規定される、第１の曲率半径ｒ1を有する第１の角部１８ｐを有する。
　図１０に、本実施の形態の一実施例の変圧器１ｂにおける、図８のＡ－Ｂ線で示される領域の電界強度分布を示す。本実施の形態の一実施例では、第１の二次コイル１２の周囲における電界強度の最大値は、第１の絶縁部材１５に絶縁破壊を生じさせる電界強度（１５ｋＶ／ｍｍ）未満である。複数の第１導電素線１９は、各々、０．１ｍｍ以上の第１の半径Ｒ1を有する円の形状を有するため、第１の角部１８ｐでの電界集中に起因する第１の絶縁部材１５での電界強度の増加が抑制され得て、第１の絶縁部材１５の絶縁破壊が防止され得る。さらに、本実施の形態では、実施の形態１のように、第２の導体１８を加工する必要がない。そのため、本実施の形態の変圧器１ｂは、実施の形態１の変圧器１よりも、低コストで製造され得る。
　図１１に示されるように、本実施の形態の変形例の変圧器１ｃでは、第１の脚部１３ａ及び第３の脚部１４ａが延在する方向に沿って、第１の一次コイル１１及び第１の二次コイル１２が配列されてもよい。変圧器１ｃでは、変圧器１ｂよりも、第１の一次コイル１１と第１の二次コイル１２との間の間隔Ｇ1が相対的に増加され得る。変圧器１ｃでは、変圧器１ｂよりも、第１の一次コイル１１と第１の二次コイル１２との間の磁気的な結合が弱められ得る。そのため、変圧器１ｃは、変圧器１ｂよりも、相対的に大きな漏れインダクタンスを有する。
　図６及び図７を参照して、実施の形態２に係る電力変換装置２５ｂを説明する。本実施の形態の電力変換装置２５ｂは、実施の形態１の電力変換装置２５と同様の構成を備えるが、実施の形態１の変圧器１，１ａが、本実施の形態の変圧器１ｂ，１ｃに置き換えられている点で異なる。
　本実施の形態の変圧器１ｂ，１ｃ及び電力変換装置２５ｂの効果を説明する。本実施の形態の変圧器１ｂ，１ｃ及び電力変換装置２５ｂは、実施の形態１の変圧器１，１ａ及び電力変換装置２５と同様の以下の効果を奏する。
　本実施の形態の変圧器１ｂ，１ｃ及び電力変換装置２５ｂでは、第２の導体１８は、複数の第１導電素線１９が撚り合わされて形成されている第１のリッツ線である。第２の導体１８の第１断面において、複数の第１導電素線１９は、各々、０．１ｍｍ以上の第１の半径Ｒ1を有する円の形状を有する。そのため、第２の導体１８の第１の角部１８ｐでの電界集中に起因する第１の絶縁部材１５での電界強度の増加が抑制され得る。本実施の形態の変圧器１ｂ，１ｃ及び電力変換装置２５ｂは、向上された絶縁破壊耐圧及び向上された電力効率を有する。
　実施の形態３．
　図１２から図１４を参照して、実施の形態３に係る電力変換装置２５ｄを説明する。本実施の形態の電力変換装置２５ｄは、実施の形態１の電力変換装置２５と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
　本実施の形態の電力変換装置２５ｄは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄを備える。図１２及び図１３に示されるように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄは、それぞれ、一次側端子３１ａ，３１ｂと、一次側端子３１ａ，３１ｂに接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄと、変圧部４０と、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄと、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄに接続される二次側端子３２ａ，３２ｂとを含む。
　図１２から図１４に示されるように、変圧部４０は、実施の形態１及び実施の形態２の変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃのいずれかを３つ含む。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄは、変圧部４０（３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃ）の第１の一次コイル１１に接続されている。具体的には、３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの第１の一次コイル１１の一方の端子は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄに接続されている。３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの第１の一次コイル１１の他方の端子は、互いに接続されている。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄは、第１の三相ブリッジ回路である。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄは、第１の三相フルブリッジ回路であってもよい。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄは、第１のスイッチング回路４５ｄを含んでもよい。
　図１３に示されるように、第１のスイッチング回路４５ｄは、複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆと、複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆのそれぞれに逆並列接続されている複数の第１のダイオード４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆとを含む。第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆは、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のようなトランジスタであってもよい。
　第１のスイッチング回路４５ｄは、互いに並列に接続された３つの第１のレグ４６ａ，４６ｂ，４６ｃを含む。第１のレグ４６ａは、互いに直列に接続された２つの第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂと、２つの第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂのそれぞれに逆並列接続されている２つの第１のダイオード４２ａ，４２ｂとを含む。第１のレグ４６ｂは、互いに直列に接続された２つの第１のスイッチング素子４１ｃ，４１ｄと、２つの第１のスイッチング素子４１ｃ，４１ｄのそれぞれに逆並列接続されている２つの第１のダイオード４２ｃ，４２ｄとを含む。第１のレグ４６ｃは、互いに直列に接続された２つの第１のスイッチング素子４１ｅ，４１ｆと、２つの第１のスイッチング素子４１ｅ，４１ｆのそれぞれに逆並列接続されている２つの第１のダイオード４２ｅ，４２ｆとを含む。
　３つの第１のレグ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの各々の両端（直流端）は、第１のコンデンサ３８に接続されている。３つの第１のレグ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの各々の中間点（交流端）は、それぞれ、３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの３つの第１の一次コイル１１（第１の導体１６）に接続されている。第１のレグ４６ａの中間点（交流端）は、２つの第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂの間にある。第１のレグ４６ｂの中間点（交流端）は、２つの第１のスイッチング素子４１ｃ，４１ｄの間にある。第１のレグ４６ｃの中間点（交流端）は、２つの第１のスイッチング素子４１ｅ，４１ｆの間にある。
　図１２から図１４に示されるように、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄは、変圧部４０（３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃ）の第１の二次コイル１２に接続されている。具体的には、３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの第１の二次コイル１２の一方の端子は、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄに接続されている。３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの第１の二次コイル１２の他方の端子は、互いに接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄは、第２の三相ブリッジ回路である。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄは、第２の三相フルブリッジ回路であってもよい。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄは、第２のスイッチング回路４７ｄを含んでもよい。
　図１３に示されるように、第２のスイッチング回路４７ｄは、複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆと、複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆのそれぞれに逆並列接続されている複数の第２のダイオード４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆとを含む。第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆは、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のようなトランジスタであってもよい。
　第２のスイッチング回路４７ｄは、互いに並列に接続された３つの第２のレグ４８ａ，４８ｂ，４８ｃを含む。第２のレグ４８ａは、互いに直列に接続された２つの第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂと、２つの第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂのそれぞれに逆並列接続されている２つの第２のダイオード４４ａ，４４ｂとを含む。第２のレグ４８ｂは、互いに直列に接続された２つの第２のスイッチング素子４３ｃ，４３ｄと、２つの第２のスイッチング素子４３ｃ，４３ｄのそれぞれに逆並列接続されている２つの第２のダイオード４４ｃ，４４ｄとを含む。第２のレグ４８ｃは、互いに直列に接続された２つの第２のスイッチング素子４３ｅ，４３ｆと、２つの第２のスイッチング素子４３ｅ，４３ｆのそれぞれに逆並列接続されている２つの第２のダイオード４４ｅ，４４ｆとを含む。
　３つの第２のレグ４８ａ，４８ｂ，４８ｃの各々の両端（直流端）は、第２のコンデンサ３９に接続されている。３つの第２のレグ４８ａ，４８ｂ，４８ｃの各々の中間点（交流端）は、それぞれ、３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの３つの第１の二次コイル１２（第２の導体１７）に接続されている。第２のレグ４８ａの中間点（交流端）は、２つの第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂの間にある。第２のレグ４８ｂの中間点（交流端）は、２つの第２のスイッチング素子４３ｃ，４３ｄの間にある。第２のレグ４８ｃの中間点（交流端）は、２つの第２のスイッチング素子４３ｅ，４３ｆの間にある。
　複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ及び複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆは、１００Ｈｚ以上の周波数で動作し得るように構成されてもよく、２００Ｈｚ以上の周波数で動作し得るように構成されてもよく、１ｋＨｚ以上の周波数で動作し得るように構成されてもよい。複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ及び複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆは、２ｋＨｚ以下の周波数で動作し得るように構成されてもよい。複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ及び複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆが高周波数で動作し得るように構成されているため、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄの各々は小型化され得る。
　複数の第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ及び複数の第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆを例えば１ｋＨｚ以上の周波数で動作させることにより、第１のコア１３及び第２のコア１４は小型化され得る。そのため、第１のコア１３の材料として第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。第２のコア１４の材料として第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。
　図１２に示されるように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄは、一次側直流端子２７ａ，２７ｂと、二次側直流端子２８ａ，２８ｂとに接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄの一次側端子３１ａ，３１ｂは、一次側直流端子２７ａ，２７ｂに接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄの一次側端子３１ａ，３１ｂは互いに並列接続されている。そのため、電力変換装置２５ｄは、大電流の電力を取り扱うことができる。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄの二次側端子３２ａ，３２ｂは、二次側直流端子２８ａ，２８ｂに接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄの二次側端子３２ａ，３２ｂは互いに直列接続されている。そのため、電力変換装置２５ｄは、高電圧の電力を取り扱うことができる。電力変換装置２５ｄは、１ｋＶから３ｋＶの低電圧の直流電力を、２５ｋＶ以上の高電圧の直流電力に変換し得る。
　本実施の形態の電力変換装置２５ｄの効果を説明する。本実施の形態の電力変換装置２５ｄは、実施の形態１の電力変換装置２５の効果に加えて、以下の効果を奏する。
　本実施の形態の電力変換装置２５ｄは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄを備える。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄは、それぞれ、一次側端子３１ａ，３１ｂと、一次側端子３１ａ，３１ｂに接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄと、変圧部４０と、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄと、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄに接続される二次側端子３２ａ，３２ｂとを含む。変圧部４０は、実施の形態１及び実施の形態２の変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃのいずれかを３つ含む。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄは、３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの第１の一次コイル１１に接続されており、かつ、第１の三相ブリッジ回路である。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄは、３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの第１の二次コイル１２に接続されており、かつ、第２の三相ブリッジ回路である。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄの一次側端子３１ａ，３１ｂは互いに並列接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄの二次側端子３２ａ，３２ｂは互いに直列接続されている。本実施の形態の電力変換装置２５ｄは、向上された絶縁破壊耐圧及び向上された電力効率を有する。
　本実施の形態の電力変換装置２５ｄは、三相の電力変換装置であるため、１つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃに流れる電流が減少され得る。そのため、第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ及び第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆにおける電力損失、並びに、第１の一次コイル１１及び第１の二次コイル１２における電力損失が減少する。さらに、３つの変圧器１，１ａ，１ｂ，１ｃの各々の容量を小さくすることができるため、第１のコア１３及び第２のコア１４は小型化され得る。そのため、第１のコア１３の材料として第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。第２のコア１４の材料として第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。本実施の形態の電力変換装置２５ｄは、向上された電力効率を有する。
　実施の形態４．
　図１５から図１７を参照して、実施の形態４に係る変圧器１ｅを説明する。本実施の形態の変圧器１ｅは、実施の形態１の変圧器１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。本実施の形態の変圧器１ｅは、第２の一次コイル５１と、第２の二次コイル５２と、第２の絶縁部材５５と、第３の一次コイル６１と、第３の二次コイル６２と、第３の絶縁部材６５とをさらに備える。
　第２の一次コイル５１は、第１のコア１３に巻回されている第３の導体５６を含む。第３の導体５６は、第２の脚部１３ｂに巻回されている。第３の導体５６は、導電フォイルであってもよい。導電フォイルによって形成される第３の導体５６は、第２の一次コイル５１における表皮効果及び近接効果に起因する第２の一次コイル５１における電力損失が低減され得る。
　第２の二次コイル５２は、第１のコア１３に巻回されている第４の導体５７を含む。第４の導体５７は、第２の脚部１３ｂに巻回されている。第２の二次コイル５２は、第２の一次コイル５１の内側に配置されてもよい。第２の二次コイル５２は、第２の一次コイル５１と第２の脚部１３ｂとの間に配置されてもよい。第４の導体５７は、第２の導電フォイルであってもよい。第２の導電フォイルによって形成される第４の導体５７は、第２の二次コイル５２における表皮効果及び近接効果に起因する第２の二次コイル５２における電力損失が低減され得る。
　第２の二次コイル５２は、第２の一次コイル５１よりも高い電圧が印加されるように構成されている。第２の二次コイル５２には、２５ｋＶ以上の電圧が印加されてもよい。第２の一次コイル５１は第２の二次コイル５２よりも低い電圧が印加されるため、第２の一次コイル５１は絶縁部材で被覆されなくてもよい。第２の一次コイル５１は絶縁部材で被覆されないため、第１のコア１３は小型化され得る。
　図１６に示されるように、第４の導体５７が延在する方向に垂直な第４の導体５７の第２断面において、第４の導体５７は、第２の多角形の形状を有している。第２の多角形の第２の角部５７ｐは、０．１ｍｍ以上の第２の曲率半径ｒ2を有している。そのため、第２の角部５７ｐでの電界集中に起因する電界強度の増加が抑制され得て、第２の絶縁部材５５の絶縁破壊が防止され得る。第２の曲率半径ｒ2は、第４の導体５７の厚さｄ2の半分以下である。ダイスを用いて第４の導体５７を加工することによって、第２の曲率半径ｒ2を有する第２の角部５７ｐを有する第４の導体５７が形成されてもよい。第２の曲率半径ｒ2は、第１の曲率半径ｒ1に等しくてもよいし、第１の曲率半径ｒ1よりも大きくてもよいし、第１の曲率半径ｒ1よりも小さくてもよい。
　第２の絶縁部材５５は、第２の二次コイル５２を覆う。第２の絶縁部材５５は、第２の二次コイル５２を封止してもよい。第２の二次コイル５２は、第２の絶縁部材５５によってモールドされてもよい。第２の絶縁部材５５は、エポキシ樹脂またはポリウレタン樹脂のような樹脂材料で形成されてもよい。
　第３の一次コイル６１は、第２のコア１４に巻回されている第５の導体６６を含む。第５の導体６６は、第４の脚部１４ｂに巻回されている。第５の導体６６は、導電フォイルであってもよい。導電フォイルによって形成される第５の導体６６は、第３の一次コイル６１における表皮効果及び近接効果に起因する第３の一次コイル６１における電力損失が低減され得る。
　第３の二次コイル６２は、第２のコア１４に巻回されている第６の導体６７を含む。第６の導体６７は、第４の脚部１４ｂに巻回されている。第３の二次コイル６２は、第３の一次コイル６１の内側に配置されてもよい。第３の二次コイル６２は、第３の一次コイル６１と第４の脚部１４ｂとの間に配置されてもよい。第６の導体６７は、第３の導電フォイルであってもよい。第３の導電フォイルによって形成される第６の導体６７は、第３の二次コイル６２における表皮効果及び近接効果に起因する第３の二次コイル６２における電力損失が低減され得る。
　第３の二次コイル６２は、第３の一次コイル６１よりも高い電圧が印加されるように構成されている。第３の二次コイル６２には、２５ｋＶ以上の電圧が印加されてもよい。第３の一次コイル６１は第３の二次コイル６２よりも低い電圧が印加されるため、第３の一次コイル６１は絶縁部材で被覆されなくてもよい。第３の一次コイル６１は絶縁部材で被覆されないため、第２のコア１４は小型化され得る。
　図１７に示されるように、第６の導体６７が延在する方向に垂直な第６の導体６７の第３断面において、第６の導体６７は、第３の多角形の形状を有している。第３の多角形の第３の角部６７ｐは、０．１ｍｍ以上の第３の曲率半径ｒ3を有している。そのため、第３の角部６７ｐでの電界集中に起因する電界強度の増加が抑制され得て、第３の絶縁部材６５の絶縁破壊が防止され得る。第３の曲率半径ｒ3は、第６の導体６７の厚さｄ3の半分以下である。ダイスを用いて第６の導体６７を加工することによって、第３の曲率半径ｒ3を有する第３の角部６７ｐを有する第６の導体６７が形成されてもよい。第３の曲率半径ｒ3は、第１の曲率半径ｒ1に等しくてもよいし、第１の曲率半径ｒ1よりも大きくてもよいし、第１の曲率半径ｒ1よりも小さくてもよい。第３の曲率半径ｒ3は、第２の曲率半径ｒ2に等しくてもよいし、第２の曲率半径ｒ2よりも大きくてもよいし、第２の曲率半径ｒ2よりも小さくてもよい。
　第３の絶縁部材６５は、第３の二次コイル６２を覆う。第３の絶縁部材６５は、第３の二次コイル６２を封止してもよい。第３の二次コイル６２は、第３の絶縁部材６５によってモールドされてもよい。第３の絶縁部材６５は、エポキシ樹脂またはポリウレタン樹脂のような樹脂材料で形成されてもよい。
　変圧器１ｅでは、第２の二次コイル５２を被覆する第２の絶縁部材５５に印加される電界強度が減少され得る。隣り合う第４の導体５７の間の間隔ｇ2は短縮され得て、第２の二次コイル５２は小型化され得る。そのため、第１のコア１３は小型化され得て、第１のコア１３における電力損失が減少する。変圧器１ｅは、向上された電力効率を有する。一般的に、アモルファス磁性材料またはナノ結晶磁性材料によって形成されるコアを大型化することは難しい。変圧器１ｅでは第１のコア１３が小型化されるため、第１のコア１３の材料として、第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。
　変圧器１ｅでは、第３の二次コイル６２を被覆する第３の絶縁部材６５に印加される電界強度が減少され得る。隣り合う第６の導体６７の間の間隔ｇ3は短縮され得て、第３の二次コイル６２は小型化され得る。そのため、第２のコア１４は小型化され得て、第２のコア１４における電力損失が減少する。変圧器１ｅは、向上された電力効率を有する。一般的に、アモルファス磁性材料またはナノ結晶磁性材料によって形成されるコアを大型化することは難しい。変圧器１ｅでは第２のコア１４が小型化されるため、第２のコア１４の材料として、第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料のような低電力損失を有する磁性材料が用いられ得る。
　図１８に示されるように、本実施の形態の変形例の変圧器１ｆでは、第２の脚部１３ｂが延在する方向に沿って、第２の一次コイル５１及び第２の二次コイル５２が配列されてもよい。第４の脚部１４ｂが延在する方向に沿って、第３の一次コイル６１及び第３の二次コイル６２が配列されてもよい。変圧器１ｆでは、変圧器１ｅよりも、第２の一次コイル５１と第２の二次コイル５２との間の間隔Ｇ2が相対的に増加され得る。変圧器１ｆでは、変圧器１ｅよりも、第３の一次コイル６１と第３の二次コイル６２との間の間隔Ｇ3が相対的に増加され得る。変圧器１ｆでは、変圧器１ｅよりも、第２の一次コイル５１と第２の二次コイル５２との間の磁気的な結合が弱められ得る。変圧器１ｆでは、変圧器１ｅよりも、第３の一次コイル６１と第３の二次コイル６２との間の磁気的な結合が弱められ得る。変圧器１ｆは、変圧器１ｅよりも、相対的に大きな漏れインダクタンスを有する。
　図１２、図１３及び図１９を参照して、実施の形態４に係る電力変換装置２５ｅを説明する。本実施の形態の電力変換装置２５ｅは、実施の形態３の電力変換装置２５ｄと同様の構成を備えるが、本実施の形態の電力変換装置２５ｅでは、実施の形態３の変圧部４０が、本実施の形態の変圧器１ｅまたは変圧器１ｆに置き換えられている点で主に異なる。
　本実施の形態の電力変換装置２５ｅは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅを備える。本実施の形態のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅは、実施の形態３のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｄと同様の構成を含んでいるが、実施の形態３の変圧部４０が、本実施の形態の変圧器１ｅまたは変圧器１ｆに置き換えられている点で主に異なる。具体的には、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅは、それぞれ、一次側端子３１ａ，３１ｂと、一次側端子３１ａ，３１ｂに接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄと、変圧器１ｅ，１ｆと、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄと、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄに接続される二次側端子３２ａ，３２ｂとを含む。
　ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄは、第１の一次コイル１１、第２の一次コイル５１及び第３の一次コイル６１に接続されており、かつ、第１の三相ブリッジ回路である。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄは、第１の三相フルブリッジ回路であってもよい。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄは、第１の二次コイル１２、第２の二次コイル５２及び第３の二次コイル６２に接続されており、かつ、第２の三相ブリッジ回路である。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄは、第２の三相フルブリッジ回路であってもよい。
　複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅの一次側端子３１ａ，３１ｂは互いに並列接続されている。そのため、電力変換装置２５ｅは、大電流の電力を取り扱うことができる。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅの二次側端子３２ａ，３２ｂは互いに直列接続されている。そのため、電力変換装置２５ｅは、高電圧の電力を取り扱うことができる。電力変換装置２５ｅは、１ｋＶから３ｋＶの低電圧の直流電力を、２５ｋＶ以上の高電圧の直流電力に変換し得る。
　本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆ及び電力変換装置２５ｅの効果を説明する。本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆ及び電力変換装置２５ｅは、実施の形態３の変圧器１ｄ及び電力変換装置２５ｄの効果に加えて、以下の効果を奏する。
　本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆは、第２の一次コイル５１と、第２の二次コイル５２と、第２の絶縁部材５５と、第３の一次コイル６１と、第３の二次コイル６２と、第３の絶縁部材６５とをさらに備える。第２の一次コイル５１は、第２の脚部１３ｂに巻回されている第３の導体５６を含む。第２の二次コイル５２は、第２の脚部１３ｂに巻回されている第４の導体５７を含む。第２の絶縁部材５５は、第２の二次コイル５２を覆う。第３の一次コイル６１は、第４の脚部１４ｂに巻回されている第５の導体６６を含む。第３の二次コイル６２は、第４の脚部１４ｂに巻回されている第６の導体６７を含む。第３の絶縁部材６５は、第３の二次コイル６２を覆う。第２の二次コイル５２は、第２の一次コイル５１よりも高い電圧が印加されるように構成されている。第３の二次コイル６２は、第３の一次コイル６１よりも高い電圧が印加されるように構成されている。
　第４の導体５７が延在する方向に垂直な第４の導体５７の第２断面において、第４の導体５７は、第２の多角形の形状を有している。第２の多角形の第２の角部５７ｐは、０．１ｍｍ以上の第２の曲率半径ｒ2を有している。第６の導体６７が延在する方向に垂直な第６の導体６７の第３断面において、第６の導体６７は、第３の多角形の形状を有している。第３の多角形の第３の角部６７ｐは、０．１ｍｍ以上の第３の曲率半径ｒ3を有している。
　第２の角部５７ｐは０．１ｍｍの第２の曲率半径ｒ2を有しかつ第３の角部６７ｐは０．１ｍｍの第３の曲率半径ｒ3を有するため、第２の角部５７ｐ及び第３の角部６７ｐでの電界集中に起因する電界強度の増加が抑制され得て、第２の絶縁部材５５及び第３の絶縁部材６５の絶縁破壊が防止され得る。そのため、本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆは、向上された絶縁破壊耐圧を有する。また、隣り合う第４の導体５７の間の間隔ｇ2及び隣り合う第６の導体６７の間の間隔ｇ3は短縮され得て、第２の二次コイル５２及び第３の二次コイル６２は小型化され得る。そのため、第１のコア１３及び第２のコア１４は小型化され得て、第１のコア１３及び第２のコア１４における電力損失が減少する。本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆは、向上された電力効率を有する。
　本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆでは、第１の一次コイル１１と、第１の二次コイル１２と、第２の一次コイル５１と、第２の二次コイル５２と、第３の一次コイル６１と、第３の二次コイル６２とが、第１のコア１３と第２のコア１４とにコンパクトに配置され得る。本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆによれば、コンパクトな三相の変圧器が得られる。
　本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆでは、第４の導体５７は、第２の導電フォイルであってもよく、第６の導体６７は、第３の導電フォイルであってもよい。そのため、第２の二次コイル５２及び第３の二次コイル６２における表皮効果及び近接効果に起因する第２の二次コイル５２及び第３の二次コイル６２における電力損失が低減され得る。本実施の形態の変圧器１ｅ，１ｆは、向上された電力効率を有する。
　本実施の形態の変圧器１ｅでは、第２の二次コイル５２は、第２の一次コイル５１の内側に配置されてもよい。第３の二次コイル６２は、第３の一次コイル６１の内側に配置されてもよい。そのため、第２の一次コイル５１と第２の二次コイル５２との間の間隔Ｇ2が相対的に減少し得る。第２の一次コイル５１と第２の二次コイル５２との間の磁気的な結合が強められ得る。第３の一次コイル６１と第３の二次コイル６２との間の間隔Ｇ3が相対的に減少し得る。第３の一次コイル６１と第３の二次コイル６２との間の磁気的な結合が強められ得る。相対的に小さな漏れインダクタンスを有する変圧器１ｅが提供され得る。
　本実施の形態の変圧器１ｆでは、第２の脚部１３ｂが延在する方向に沿って、第２の一次コイル５１及び第２の二次コイル５２が配列されてもよい。第４の脚部１４ｂが延在する方向に沿って、第３の一次コイル６１及び第３の二次コイル６２が配列されてもよい。そのため、第２の一次コイル５１と第２の二次コイル５２との間の間隔Ｇ2が相対的に増加し得る。第２の一次コイル５１と第２の二次コイル５２との間の磁気的な結合が弱められ得る。第３の一次コイル６１と第３の二次コイル６２との間の間隔Ｇ3が相対的に増加し得る。第３の一次コイル６１と第３の二次コイル６２との間の磁気的な結合が弱められ得る。相対的に大きな漏れインダクタンスを有する変圧器１ｆが提供され得る。
　本実施の形態の電力変換装置２５ｅは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅを備える。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅは、それぞれ、一次側端子３１ａ，３１ｂと、一次側端子３１ａ，３１ｂに接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄと、変圧器１ｅ，１ｆと、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄと、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄに接続される二次側端子３２ａ，３２ｂとを含む。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３ｄは、第１の一次コイル１１、第２の一次コイル５１及び第３の一次コイル６１に接続されており、かつ、第１の三相ブリッジ回路である。ＡＣ／ＤＣ変換回路３４ｄは、第１の二次コイル１２、第２の二次コイル５２及び第３の二次コイル６２に接続されており、かつ、第２の三相ブリッジ回路である。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅの一次側端子３１ａ，３１ｂは互いに並列接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅの二次側端子３２ａ，３２ｂは互いに直列接続されている。本実施の形態の電力変換装置２５ｅは、向上された絶縁破壊耐圧及び向上された電力効率を有する。
　実施の形態５．
　図２０から図２２を参照して、実施の形態５に係る変圧器１ｇを説明する。本実施の形態の変圧器１ｇは、実施の形態４の変圧器１ｅと同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
　図２０及び図２１に示されるように、本実施の形態の変圧器１ｇでは、第４の導体５８は、複数の第２導電素線５９が撚り合わされて形成されている第２のリッツ線である。第２断面において、複数の第２導電素線５９は、各々、０．１ｍｍ以上の第２の半径Ｒ2を有する円の形状を有している。そのため、第４の導体５８は、第２導電素線５９の第２の半径Ｒ2で規定される、第２の曲率半径ｒ2を有する第２の角部５８ｐを有する。第２の角部５８ｐでの電界集中に起因する電界強度の増加が抑制され得て、第２の絶縁部材５５の絶縁破壊が防止され得る。第２の半径Ｒ2は、第１の半径Ｒ1に等しくてもよいし、第１の半径Ｒ1より大きくてもよいし、第１の半径Ｒ1より小さくてもよい。
　図２０及び図２２に示されるように、本実施の形態の変圧器１ｇでは、第６の導体６８は、複数の第３導電素線６９が撚り合わされて形成されている第３のリッツ線である。第３断面において、複数の第３導電素線６９は、各々、０．１ｍｍ以上の第３の半径Ｒ3を有する円の形状を有している。そのため、第６の導体６８は、第３導電素線６９の第３の半径Ｒ3で規定される、第３の曲率半径ｒ3を有する第３の角部６８ｐを有する。第３の角部６８ｐでの電界集中に起因する電界強度の増加が抑制され得て、第３の絶縁部材６５の絶縁破壊が防止され得る。第３の半径Ｒ3は、第１の半径Ｒ1に等しくてもよいし、第１の半径Ｒ1より大きくてもよいし、第１の半径Ｒ1より小さくてもよい。第３の半径Ｒ3は、第２の半径Ｒ2に等しくてもよいし、第２の半径Ｒ2より大きくてもよいし、第２の半径Ｒ2より小さくてもよい。
　本実施の形態では、実施の形態４のように、第４の導体５８及び第６の導体６８を加工する必要がない。そのため、本実施の形態の変圧器１ｇは、実施の形態４の変圧器１ｅよりも、低コストで製造され得る。
　図２３に示されるように、本実施の形態の変形例の変圧器１ｈでは、第２の脚部１３ｂが延在する方向に沿って、第２の一次コイル５１及び第２の二次コイル５２が配列されてもよい。変圧器１ｈでは、変圧器１ｇよりも、第２の一次コイル５１と第２の二次コイル５２との間の間隔Ｇ2が相対的に増加され得る。変圧器１ｈでは、変圧器１ｇよりも、第２の一次コイル５１と第２の二次コイル５２との間の磁気的な結合が弱められ得る。変圧器１ｈでは、第４の脚部１４ｂが延在する方向に沿って、第３の一次コイル６１及び第３の二次コイル６２が配列されてもよい。変圧器１ｈでは、変圧器１ｇよりも、第３の一次コイル６１と第３の二次コイル６２との間の間隔Ｇ3が相対的に増加され得る。変圧器１ｈでは、変圧器１ｇよりも、第３の一次コイル６１と第３の二次コイル６２との間の磁気的な結合が弱められ得る。そのため、変圧器１ｈは、変圧器１ｇよりも、相対的に大きな漏れインダクタンスを有する。
　図１２、図１３及び図１９を参照して、実施の形態５に係る電力変換装置２５ｇを説明する。本実施の形態の電力変換装置２５ｇは、実施の形態４の電力変換装置２５ｅと同様の構成を備えるが、実施の形態４の変圧器１ｅ，１ｆが、本実施の形態の変圧器１ｇまたは変圧器１ｈに置き換えられている点で異なる。具体的には、本実施の形態の電力変換装置２５ｇは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｇを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｇは、実施の形態４のＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｅと同様の構成を含んでいるが、実施の形態４の変圧器１ｅ，１ｆが、本実施の形態の変圧器１ｇまたは変圧器１ｈに置き換えられている点で主に異なる。
　本実施の形態の変圧器１ｇ，１ｈ及び電力変換装置２５ｇの効果を説明する。本実施の形態の変圧器１ｇ，１ｈ及び電力変換装置２５ｇは、実施の形態４の変圧器１ｅ及び電力変換装置２５ｅと同様の以下の効果を奏する。
　本実施の形態の変圧器１ｇ，１ｈ及び電力変換装置２５ｇでは、第４の導体５８は、複数の第２導電素線５９が撚り合わされて形成されている第２のリッツ線であってもよい。第６の導体６８は、複数の第３導電素線６９が撚り合わされて形成されている第３のリッツ線であってもよい。第４の導体５８の第２断面において、複数の第２導電素線５９は、各々、０．１ｍｍ以上の第２の半径Ｒ2を有する円の形状を有してもよい。第６の導体６８の第３断面において、複数の第３導電素線６９は、各々、０．１ｍｍ以上の第３の半径Ｒ3を有する円の形状を有してもよい。そのため、第２の角部５８ｐ及び第３の角部６８ｐでの電界集中に起因する電界強度の増加が抑制され得て、第３の絶縁部材６５の絶縁破壊が防止され得る。本実施の形態の変圧器１ｇ，１ｈ及び電力変換装置２５ｇは、向上された絶縁破壊耐圧及び向上された電力効率を有する。
　実施の形態６．
　図１及び図２を参照して、実施の形態６に係る変圧器１ｉを説明する。本実施の形態の変圧器１ｉは、実施の形態１の変圧器１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
　本実施の形態の変圧器１ｉでは、第１の一次コイル１１の第１のインダクタンスは、第１の二次コイル１２の第２のインダクタンスに等しい。第１の一次コイル１１の第１のインダクタンスは、第１の一次コイル１１を除く全てのコイル（第１の二次コイル１２を含む）を開放して、第１の一次コイル１１の両端（図７の第１の一次コイル１１の白丸を参照）にＬＣＲメータのような測定器を直接接続することによって測定される。第１の二次コイル１２の第２のインダクタンスは、第１の二次コイル１２を除く全てのコイル（第１の一次コイル１１を含む）を開放して、第１の二次コイル１２の両端（図７の第１の二次コイル１２の白丸を参照）にＬＣＲメータのような測定器を直接接続することによって測定される。
　一般に、コイルのインダクタンスは、コイルの長さ、コイルの形状及びコアとコイルとの間の距離などに依存する。例えば、コアに沿うコイルの長さ短くなるほど、コイルのインダクタンスは小さくなる。コイルとコアとの間の距離が長くなるほど、コイルのインダクタンスは小さくなる。本実施の形態では、第１のコア１３の第１の脚部１３ａ及び第２のコア１４の第３の脚部１４ａに沿う第１の一次コイル１１の長さは、第１の脚部１３ａ及び第３の脚部１４ａに沿う第１の二次コイル１２の長さよりも長い。第１の脚部１３ａ及び第３の脚部１４ａと第１の一次コイル１１との間の距離は、第１の脚部１３ａ及び第３の脚部１４ａと第１の二次コイル１２との間の距離よりも長い。こうして、本実施の形態では、第１の一次コイル１１の第１のインダクタンスを、第１の二次コイル１２の第２のインダクタンスに等しくすることができる。
　図７に示されるように、一次側端子３１ａ，３１ｂ間に電圧を印加すると、ＤＣ／ＡＣ変換回路３３を介して、第１の一次コイル１１に電圧が印加される。電圧が印加された第１の一次コイル１１は、第１のコア１３の第１の脚部１３ａ及び第２のコア１４の第３の脚部１４ａに磁束を励起する。この磁束は、第１の二次コイル１２に誘導電圧を発生させる。第１の一次コイル１１の第１のインダクタンスは第１の二次コイル１２の第２のインダクタンスに等しいため、第１の二次コイル１２にも第１の一次コイル１１と同じ磁束が励起されて、誘導電圧は、第２のスイッチング回路４７によって第１の二次コイル１２に印加される電圧に等しくなる。第２のスイッチング回路４７に無効電流が流れることが防止され、第２のスイッチング素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄにおける電力損失が防止される。
　図７に示されるように、二次側端子３２ａ，３２ｂ間に電圧を印加すると、ＡＣ／ＤＣ変換回路３４を介して、第１の二次コイル１２に電圧が印加される。電圧が印加された第１の二次コイル１２は、第１のコア１３の第１の脚部１３ａ及び第２のコア１４の第３の脚部１４ａに磁束を励起する。この磁束は、第１の一次コイル１１に誘導電圧を発生させる。第１の一次コイル１１の第１のインダクタンスは第１の二次コイル１２の第２のインダクタンスに等しいため、第１の一次コイル１１にも第１の二次コイル１２と同じ磁束が励起されて、誘導電圧は、第１のスイッチング回路４５によって第１の一次コイル１１に印加される電圧に等しくなる。第１のスイッチング回路４５に無効電流が流れることが防止され、第１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにおける電力損失が防止される。
　本実施の形態の変圧器１ｉは、実施の形態１の変圧器１の効果に加えて、さらに向上された電力効率を有するという効果を奏する。なお、本実施の形態では、実施の形態１の変圧器１において、第１の一次コイル１１の第１のインダクタンスを第１の二次コイル１２の第２のインダクタンスに等しくしたが、実施の形態２から実施の形態５及び実施の形態１から実施の形態５の変形例においても、第１の一次コイル１１の第１のインダクタンスは第１の二次コイル１２の第２のインダクタンスに等しくてもよい。実施の形態４及びその変形例並びに実施の形態５において、第２の一次コイル５１のインダクタンスと第２の二次コイル５２のインダクタンスとは等しくてもよく、第３の一次コイル６１のインダクタンスと第３の二次コイル６２のインダクタンスとは等しくてもよい。
　今回開示された実施の形態１－６及びそれらの変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１－６及びそれらの変形例の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ　変圧器、１１　第１の一次コイル、１２　第１の二次コイル、１３　第１のコア、１３ａ　第１の脚部、１３ｂ　第２の脚部、１４　第２のコア、１４ａ　第３の脚部、１４ｂ　第４の脚部、１５　第１の絶縁部材、１６　第１の導体、１７，１８　第２の導体、１７ｐ，１８ｐ　第１の角部、１９　第１導電素線、２５，２５ｂ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｇ　電力変換装置、２７ａ，２７ｂ　一次側直流端子、２８ａ，２８ｂ　二次側直流端子、３０，３０ｄ，３０ｅ，３０ｇ　ＤＣ／ＤＣコンバータ、３１ａ，３１ｂ　一次側端子、３２ａ，３２ｂ　二次側端子、３３，３３ｄ　ＤＣ／ＡＣ変換回路、３４，３４ｄ　ＡＣ／ＤＣ変換回路、３８　第１のコンデンサ、３９　第２のコンデンサ、４０　変圧部、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ　第１のスイッチング素子、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ　第１のダイオード、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ　第２のスイッチング素子、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ　第２のダイオード、４５，４５ｄ　第１のスイッチング回路、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ　第１のレグ、４７，４７ｄ　第２のスイッチング回路、４８ａ，４８ｂ，４８ｃ　第２のレグ、５１　第２の一次コイル、５２　第２の二次コイル、５５　第２の絶縁部材、５６　第３の導体、５７，５８　第４の導体、５７ｐ，５８ｐ　第２の角部、５９　第２導電素線、６１　第３の一次コイル、６２　第３の二次コイル、６５　第３の絶縁部材、６６　第５の導体、６７，６８　第６の導体、６７ｐ，６８ｐ　第３の角部、６９　第３導電素線。

Claims (17)

  1. 　第１のコアと、
    　第１の一次コイルとを備え、前記第１の一次コイルは前記第１のコアに巻回されている第１の導体を含み、さらに、
    　第１の二次コイルを備え、前記第１の二次コイルは前記第１のコアに巻回されている第２の導体を含み、さらに、
    　前記第１の二次コイルを覆う第１の絶縁部材を備え、
    　前記第１の二次コイルは、前記第１の一次コイルよりも高い電圧が印加されるように構成されており、
    　前記第２の導体が延在する方向に垂直な前記第２の導体の第１断面において、前記第２の導体は第１の多角形の形状を有し、前記第１の多角形の第１の角部は、０．１ｍｍ以上の第１の曲率半径を有する、変圧器。
  2. 　前記第２の導体は、第１の導電フォイルである、請求項１に記載の変圧器。
  3. 　前記第２の導体は、複数の第１導電素線が撚り合わされて形成されている第１のリッツ線であり、
    　前記第１断面において、前記複数の第１導電素線は、各々、０．１ｍｍ以上の第１の半径を有する円の形状を有する、請求項１に記載の変圧器。
  4. 　前記第１のコアは、第１のアモルファス磁性材料または第１のナノ結晶磁性材料によって形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の変圧器。
  5. 　前記第１の一次コイルの第１のインダクタンスは、前記第１の二次コイルの第２のインダクタンスに等しい、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の変圧器。
  6. 　第２のコアをさらに備え、
    　前記第１のコアは、第１の脚部と、前記第１の脚部に対向する第２の脚部とを含み、
    　前記第２のコアは、前記第１の脚部に面する第３の脚部と、前記第３の脚部に対向する第４の脚部とを含み、
    　前記第１の導体は、前記第１の脚部と前記第３の脚部とに巻回されており、
    　前記第２の導体は、前記第１の脚部と前記第３の脚部とに巻回されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の変圧器。
  7. 　前記第１の二次コイルは、前記第１の一次コイルの内側に配置されている、請求項６に記載の変圧器。
  8. 　前記第１の脚部及び前記第３の脚部が延在する方向に沿って、前記第１の一次コイル及び前記第１の二次コイルが配列されている、請求項６に記載の変圧器。
  9. 　前記第２のコアは、第２のアモルファス磁性材料または第２のナノ結晶磁性材料によって形成されている、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の変圧器。
  10. 　第２の一次コイルをさらに備え、前記第２の一次コイルは前記第２の脚部に巻回されている第３の導体を含み、
    　第２の二次コイルをさらに備え、前記第２の二次コイルは前記第２の脚部に巻回されている第４の導体を含み、
    　前記第２の二次コイルを覆う第２の絶縁部材と、
    　第３の一次コイルとをさらに備え、前記第３の一次コイルは前記第４の脚部に巻回されている第５の導体を含み、
    　第３の二次コイルをさらに備え、前記第３の二次コイルは前記第４の脚部に巻回されている第６の導体を含み、
    　前記第３の二次コイルを覆う第３の絶縁部材をさらに備え、
    　前記第２の二次コイルは、前記第２の一次コイルよりも高い電圧が印加されるように構成されており、
    　前記第３の二次コイルは、前記第３の一次コイルよりも高い電圧が印加されるように構成されており、
    　前記第４の導体が延在する方向に垂直な前記第４の導体の第２断面において、前記第４の導体は第２の多角形の形状を有し、前記第２の多角形の第２の角部は、０．１ｍｍ以上の第２の曲率半径を有しており、
    　前記第６の導体が延在する方向に垂直な前記第６の導体の第３断面において、前記第６の導体は第３の多角形の形状を有し、前記第３の多角形の第３の角部は、０．１ｍｍ以上の第３の曲率半径を有している、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の変圧器。
  11. 　前記第４の導体は、第２の導電フォイルであり、
    　前記第６の導体は、第３の導電フォイルである、請求項１０に記載の変圧器。
  12. 　前記第４の導体は、複数の第２導電素線が撚り合わされて形成されている第２のリッツ線であり、
    　前記第６の導体は、複数の第３導電素線が撚り合わされて形成されている第３のリッツ線であり、
    　前記第２断面において、前記複数の第２導電素線は、各々、０．１ｍｍ以上の第２の半径を有する円の形状を有しており、
    　前記第３断面において、前記複数の第３導電素線は、各々、０．１ｍｍ以上の第３の半径を有する円の形状を有する、請求項１０に記載の変圧器。
  13. 　前記第２の二次コイルは、前記第２の一次コイルの内側に配置されており、
    　前記第３の二次コイルは、前記第３の一次コイルの内側に配置されている、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の変圧器。
  14. 　前記第２の脚部が延在する方向に沿って、前記第２の一次コイル及び前記第２の二次コイルが配列されており、
    　前記第４の脚部が延在する方向に沿って、前記第３の一次コイル及び前記第３の二次コイルが配列されている、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の変圧器。
  15. 　複数のＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、一次側端子と、前記一次側端子に接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路と、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の前記変圧器と、ＡＣ／ＤＣ変換回路と、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路に接続される二次側端子とを含み、
    　前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、前記第１の一次コイルに接続されており、かつ、第１の単相ブリッジ回路であり、
    　前記ＡＣ／ＤＣ変換回路は、前記第１の二次コイルに接続されており、かつ、第２の単相ブリッジ回路であり、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの前記一次側端子は互いに並列接続されており、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの前記二次側端子は互いに直列接続されている、電力変換装置。
  16. 　複数のＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、一次側端子と、前記一次側端子に接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路と、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の前記変圧器を３つ含む変圧部と、ＡＣ／ＤＣ変換回路と、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路に接続される二次側端子とを含み、
    　前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、３つの前記変圧器の前記第１の一次コイルに接続されており、かつ、第１の三相ブリッジ回路であり、
    　前記ＡＣ／ＤＣ変換回路は、３つの前記変圧器の前記第１の二次コイルに接続されており、かつ、第２の三相ブリッジ回路であり、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの前記一次側端子は互いに並列接続されており、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの前記二次側端子は互いに直列接続されている、電力変換装置。
  17. 　複数のＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、一次側端子と、前記一次側端子に接続されるＤＣ／ＡＣ変換回路と、請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の前記変圧器と、ＡＣ／ＤＣ変換回路と、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路に接続される二次側端子とを含み、
    　前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、前記第１の一次コイル、前記第２の一次コイル及び前記第３の一次コイルに接続されており、かつ、第１の三相ブリッジ回路であり、
    　前記ＡＣ／ＤＣ変換回路は、前記第１の二次コイル、前記第２の二次コイル及び前記第３の二次コイルに接続されており、かつ、第２の三相ブリッジ回路であり、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの前記一次側端子は互いに並列接続されており、
    　前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの前記二次側端子は互いに直列接続されている、電力変換装置。
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