JP2014049681A - Transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低圧用コイルに大電流が流れる電源トランス等として用いられるトランスに関するものである。 The present invention relates to a transformer used as a power transformer or the like in which a large current flows through a low voltage coil.
電気自動車や大型サーバー等に使用される電源トランスやDC−DCコンバーターとして、2次側の低圧用コイルに100A以上の大電流が流れるトランスが用いられている。
このようなトランスにおいては、通常、低圧用コイルとして、抵抗値が小さい金属製の平板を用いることにより上記大電流化の対応を行っている。
As a power transformer or a DC-DC converter used for an electric vehicle, a large server, or the like, a transformer in which a large current of 100 A or more flows in a secondary side low voltage coil is used.
In such a transformer, normally, the above-described increase in current is handled by using a metal flat plate having a low resistance value as the low voltage coil.
ところで、上記低圧用コイルを金属製の平板で構成した場合には、2次側の低圧用コイルと1次側の高圧用コイルとを層巻き構造にすることができないため、低圧用コイルと高圧用コイルとを分割して配置させる構造を採っていたが、当該構造によっては結合が悪く、所望の特性を得ることが難しいという問題点があった。 By the way, when the low voltage coil is formed of a metal flat plate, the secondary low voltage coil and the primary high voltage coil cannot be formed into a layer winding structure. However, depending on the structure, there is a problem that coupling is poor and it is difficult to obtain desired characteristics.
そこで、従来、図7および図8に示すように、金属製の平板からなるリング状の2枚の低圧用コイル1の間に、ボビン2aに巻線2bを施した高圧用コイル2を配置したトランスが用いられていた。なお、図中符号3は、低圧用コイル1および高圧用コイル2を囲繞して日字状の閉磁路を形成する一対のE型フェライトコアであり、符号4は、フェライトコア3と低圧用コイル1との間に介装された絶縁板である。
Therefore, conventionally, as shown in FIGS. 7 and 8, a
上記構成からなる従来のトランスによれば、高圧用コイル2を2枚の低圧用コイル1で挟んで結合を高めることにより、優れた特性を得ることが可能になる。
上記構成を備えた電源トランスは、例えば下記特許文献1にも開示されている。
According to the conventional transformer having the above-described configuration, it is possible to obtain excellent characteristics by sandwiching the
A power transformer having the above configuration is also disclosed in, for example,
このような構成のトランスにおいて、さらに結合を良くして特性を向上させようとする場合には、図9および図10に示すように、高圧用コイル2も分割構造にして、これら高圧用コイル2によって低圧用コイル1を挟み込むことにより、複数の低圧用コイル1と高圧用コイル2とを軸線方向に交互に積層した構成を採用することが考えられる。
In the transformer having such a configuration, when the characteristics are improved by further improving the coupling, the
しかしながら、上記トランスにあっては、ボビン2aに線材2bを巻回して個々の高圧用コイル2を組み立てた後に、これら高圧用コイル2の線材2bの端末2c同士を、半田処理等によって接続して、当該接続部分に絶縁カバー5を施工する必要があるために、これらの作業に多大の手間を要するという問題点があった。
However, in the transformer, after the
加えて、低圧用コイル1との間に所定の絶縁距離を確保する必要がある場合には、さらにボビン2aに外方に突出する鍔部2dを形成して、当該鍔部2dの外側において端末2cを接続することにより対応する必要があり、この結果、端末2cの引き出し長さ寸法Lが大きくなって、全体としての大型化を招いてしまうという問題点もあった。
In addition, when it is necessary to secure a predetermined insulation distance from the low-
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、接続部における半田処理等の余分な手間を削減することができ、しかも容易に絶縁距離を確保し、かつ小型化を実現することができる複数の高圧用コイルを備えたトランスを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce an extra effort such as a soldering process at a connection portion, easily secure an insulation distance, and realize downsizing. It is an object of the present invention to provide a transformer including a plurality of high voltage coils.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、複数の高圧用コイルおよび低圧用コイルが互いの軸線方向に交互に積層されてなるトランスにおいて、上記複数の高圧用コイルは、継ぎ目が無い線材が上記複数の高圧用コイルに跨って連続して巻き線されてなることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記複数の高圧用コイルは、それぞれα巻きによって巻き線されていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of high voltage coils are each wound by α winding.
さらに、請求項3に記載の発明は、上記高圧用コイルを構成する線材が、三層絶縁電線であることを特徴とするものである。
Furthermore, the invention described in
請求項1〜3のいずれかに記載の発明によれば、複数の高圧用コイルに、継ぎ目が無い線材をこれら複数の高圧用コイルに跨って連続して巻き線しているために、従来のように高圧用コイル間の引出線の接続加工が不要になり、よって接続部における半田処理等の余分な手間を削減することができる。
According to the invention described in any one of
また、低圧用コイルとの間に所定の絶縁距離を必要とする仕様の場合にも、複数の高圧用コイル間に線材の接続部分が無いために、当該絶縁距離を考慮する必要が無く、この結果トランス全体としての小型化を図ることができる。したがって、請求項3に記載の発明のように、高圧コイルに絶縁距離対策として三層絶縁電線を用いた場合にも、トランスの過度の大型化を招くことなく、そのまま対応することができる。
In addition, even in the case of a specification that requires a predetermined insulation distance between the low voltage coils, there is no connection part of the wire material between the plurality of high voltage coils, so there is no need to consider the insulation distance. As a result, the overall transformer can be reduced in size. Therefore, even when a three-layer insulated wire is used as a measure against the insulation distance in the high voltage coil as in the invention described in
さらに、請求項2に記載の発明のように、上記複数の高圧用コイルを、それぞれα巻きによって構成すれば、ボビン内周からの引出線を無くし、かつボビンに所定のターン数の巻線を密に巻回することが出来ることから、一層の小型化を達成することが可能になる。
Further, as in the invention described in
図1〜図6は、本発明に係るトランスの一実施形態を示すもので、このトランスは、1次側となる2つの高圧用コイル10と、2次側となる3つの低圧用コイル11と、これら高圧用コイル10および低圧用コイル11を囲繞して閉磁路を形成するフェライトコア12とから概略構成されたものである。
1 to 6 show an embodiment of a transformer according to the present invention. This transformer includes two high-
ここで、高圧用コイル10は、絶縁性を有するボビン14に三層絶縁電線(線材)15が巻回された外観略円筒状のものである。他方、低圧用コイル11は、銅板を打ち抜き加工することによって形成された開環リング状の平板部材であり、その両端部には外方に延出する端子11aが一体に形成されている。そして、これら高圧用コイル10および低圧用コイル11は、互いの軸線を一致させて当該軸線方向に交互に積層されている。
Here, the high-
この結果、軸線方向の両端部および中央部に低圧用コイル11が配置され、これら低圧用コイル11間に、高圧用コイル10が配置されている。そして、これら高圧用コイル10および低圧用コイル11の外周に対向配置されて、当該外周を囲繞するとともに中央開口に挿入されて全体として日字状の閉磁路を形成する一対のE型フェライトコア12が配置されている。なお、符号13は、フェライトコア12と低圧用コイル11との間に介装された絶縁板である。
As a result, the
そして、このトランスにおいては、2つの高圧用コイル10に、継ぎ目の無い1本の三層絶縁電線15が、これら2つの高圧用コイル10に跨って連続して巻き線されている。この三層絶縁電線15は、各々の高圧用コイル10のボビン14にα巻きによって、かつ互いに同じ方向に巻回されている。
In this transformer, a single three-layer insulated
また、高圧用コイル10のボビン14の外周には、三層絶縁電線15が一方の高圧用コイル10から他方の高圧用コイル10に架け渡される部分15aに、当該三層絶縁電線15の位置決め用の小突部14aが形成されている。ちなみに、この小突部14aに、三層絶縁電線15の案内および位置決めを行うための溝部または突起部を形成すれば、より一層安定的に三層絶縁電線15を一方の高圧用コイル10から他方の高圧用コイル10に架け渡すことができて好適である。
Further, on the outer periphery of the
上記構成からなるトランスを組み立てる際には、先ず一方の高圧用コイル10のボビン14に三層絶縁電線15をα巻きし、次いで当該一方の高圧用コイル10から延出する三層絶縁電線15を他方の高圧用コイル10のボビン14にα巻きすることにより、図4に示すように、1本の三層絶縁電線15が連続して巻回された2つの高圧用コイル10を作成する。
When assembling the transformer having the above structure, first, the three-layer insulated
次いで、図6に示すように、2つの高圧用コイル10を各々間に挟むようにして3枚の低圧用コイル11を配置し、さらに絶縁板13を外側の低圧用コイル11の外面に配置して、一対のE型ファライトコア12によってこれら高圧用コイル10および低圧用コイル11を囲繞することにより、上記トランスの組み立てが完了する。
Next, as shown in FIG. 6, the three
以上の構成からなるトランスにおいては、2つの高圧用コイル10に、継ぎ目が無い1本の三層絶縁電線15を、これら2つの高圧用コイル10に跨って連続して巻き線しているために、高圧用コイル間の引出線の接続加工が不要になり、よって接続部における半田処理等の余分な手間を削減することができる。
In the transformer having the above configuration, a single three-layer insulated
また、低圧用コイル11との間に所定の絶縁距離を必要とする場合にも、高圧用コイル10の線材として三層絶縁電線15を用いるとともに、さらに1本の三層絶縁電線15を、2つの高圧用コイル10に継ぎ目無く連続して巻回しているために、低圧用コイル11との間の絶縁距離を考慮する必要が無く、この結果トランス全体としての小型化を図ることができる。
Further, when a predetermined insulation distance is required between the low-
加えて、2つの高圧用コイル10のボビン14に、それぞれ三層絶縁電線15をα巻きによって巻回しているために、ボビン14の内周からの三層絶縁電線15の引出線を無くし、かつボビン14に所定のターン数の巻線を密に巻回することが出来る。これにより、一層の小型化を達成することもできる。
In addition, since the three-layer insulated
なお、上記実施形態においては、本発明に係るトランスを、2つの高圧用コイル10と3枚の低圧用コイル11とを軸線方向に交互に積層配置した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多くの高圧用コイル10と低圧用コイル11とを組み合わせることによって構成することもできる。
In the above embodiment, the transformer according to the present invention has been described only in the case where two
また、高圧用コイル10を形成するための線材としても、上述した三層絶縁電線15に限らず、トランスの仕様に基づいて、様々な線種の線材を用いることができる。
さらに、低圧用コイル11についても、流れる電流の大きさによっては、上述した開環リング状の平板部材に代えて、線径の大きな線材を用いることも可能である。
Further, the wire rod for forming the high-
Further, for the
10 高圧用コイル
11 低圧用コイル
14 ボビン
15 三層絶縁電線(線材)
10 High-
Claims (3)
上記複数の高圧用コイルは、継ぎ目が無い線材が上記複数の高圧用コイルに跨って連続して巻き線されてなることを特徴とするトランス。 In a transformer in which a plurality of high voltage coils and low voltage coils are alternately stacked in the axial direction of each other,
The transformer, wherein the plurality of high voltage coils are formed by continuously winding a seamless wire across the plurality of high voltage coils.
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JP2017130613A (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | Tdk株式会社 | Coil device |
CN112259361A (en) * | 2020-10-19 | 2021-01-22 | 无锡汇普电子有限公司 | Winding method for boosting electronic transformer |
Citations (2)
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US20070273465A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-11-29 | Delta Electronics, Inc. | Transformer |
US7830237B1 (en) * | 2009-08-19 | 2010-11-09 | Intelextron Inc. | Transformer |
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