[go: up one dir, main page]

JP2019029454A - コア、トランス - Google Patents

コア、トランス Download PDF

Info

Publication number
JP2019029454A
JP2019029454A JP2017145763A JP2017145763A JP2019029454A JP 2019029454 A JP2019029454 A JP 2019029454A JP 2017145763 A JP2017145763 A JP 2017145763A JP 2017145763 A JP2017145763 A JP 2017145763A JP 2019029454 A JP2019029454 A JP 2019029454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
transformer
corner
winding
shaft portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017145763A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7269699B2 (ja
Inventor
武 渡邉
Takeshi Watanabe
武 渡邉
岡本　健次
Kenji Okamoto
健次 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2017145763A priority Critical patent/JP7269699B2/ja
Priority to US15/987,304 priority patent/US10923271B2/en
Publication of JP2019029454A publication Critical patent/JP2019029454A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7269699B2 publication Critical patent/JP7269699B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/327—Encapsulating or impregnating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2866—Combination of wires and sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325—Coil bobbins
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

【課題】小型化の要求と、高い絶縁耐性とを両立することが可能なコアを提供する。
【解決手段】トランス１においてコア１０は、軸部１１に巻き回される巻線に面する角部１２ｄを備える。角部１２ｄは、曲面状に面取りされる。また、コア１０と軸部１１の回りに巻き回される一次巻線が、樹脂封止されたボビンと、金属板が軸部１１の回りにエッジワイズ巻きにより巻き回される態様で構成される二次巻線３０と、を備える。ボビン及び二次巻線３０は、それぞれ、複数あり、軸部１１の軸方向にサンドイッチ構造により積層される。
【選択図】図１

Description

本発明は、コア等に関する。
例えば、データセンタ等の施設において、電気設備の簡素化のため、施設外の受電設備を省略し、直接、数ｋＶ以上の比較的高い系統交流電力を受電し、比較的低い所定電圧（例えば、１００Ｖ）の直流電力を出力する電源システムへのニーズがある。かかる電源システムでは、数ｋＶ以上の比較的高い電圧に対する高い絶縁耐圧を有するトランスが必要になる。
従来、このような高い絶縁耐圧に対する要求に対して、コア以外を合成樹脂のケースに収めた上で樹脂封止したり、一次巻線と二次巻線との間に隔離空間を設けたり等、巻線等の周囲の空間を利用した技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００４−２４０７２７号公報 特開２０１１−２５８８７６号公報
しかしながら、上述のような施設内の電源システムは、比較的小型であることが要求されるため、プリント基板に実装可能なレベルの小型のトランスが必要になる。そのため、例えば、トランスの一次巻線と該一次巻線に面するコアの角部との間の距離を十分に確保することができず、コアの角部に発生し易い電界集中に起因する部分放電によって、要求される高い絶縁耐性を確保できない可能性がある。
そこで、上記課題に鑑み、小型化の要求と、高い絶縁耐性とを両立することが可能なコア等を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
軸部に巻き回される巻線に面する角部を備え、
前記角部は、曲面状に面取りされる、
コアが提供される。
また、他の実施形態では、
前記コアと、
前記軸部の回りに巻き回される一次巻線が樹脂封止されたボビンと、
金属板が前記軸部の回りにエッジワイズ巻きにより巻き回される態様で構成される二次巻線と、を備え、
前記ボビン及び前記二次巻線は、それぞれ、複数あり、前記軸部の軸方向にサンドイッチ構造により積層される、
トランスが提供される。
本実施の形態によれば、小型化の要求と、高い絶縁耐性とを両立することが可能なコア等を提供することができる。
本実施形態に係るトランスの構成の一例を示す上面図である。 本実施形態に係るトランスの構成の一例を示す断面図である。 本実施形態に係るトランスの作用を説明する図である。 本実施形態に係るトランスを含む電力変換装置の一例を示す回路図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
［トランスの構成］
まず、図１、図２を参照して、本実施形態に係るトランス１について説明する。
図１は、本実施形態に係るトランス１の構成の一例を示す上面図である。図２は、本実施形態に係るトランス１の構成の一例を示す断面図である。具体的には、図２は、本実施形態に係るトランス１の図１におけるＡ−Ａ断面図である。
本実施形態のトランス１は、例えば、数ｋＶ以上の比較的高い電圧を、例えば、１００Ｖの比較的低い出力電圧として出力する降圧用であり、例えば、データセンタ等の施設内で利用される、プリント基板に実装可能な比較的小さいサイズを有する。トランス１は、図１、図２に示すように、コア１０と、一次巻線２０と、二次巻線３０を含む。
コア１０は、比較的高い透磁率を有する材料、例えば、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトで形成される。コア１０は、一次巻線２０及び二次巻線３０が巻き回される軸部１１と、軸部１１（具体的には、軸Ａｘ）を中心として略軸対称に設けられる、一次巻線２０及び二次巻線３０の外側に隣接する脚部１２と、軸部１１と脚部１２との間を連結する橋架部１３とを含む。
軸部１１は、軸Ａｘを中心とする略円筒形状を有する。
脚部１２は、一対の脚部１２の間で略平行な平面で構成される外側面１２ａと、一次巻線２０及び二次巻線３０の外縁に沿った曲面で構成される内側面１２ｂと、外側面１２ａに略直交し、外側面１２ａ及び内側面１２ｂを接続する平面で構成される接続側面１２ｃとにより平面視で見たときの断面形状が構成される。脚部１２は、平面視で、軸部１１及び一対の脚部１２の並び方向（以下、単に並び方向と称する）に直交する方向（以下、幅方向と称する）の寸法が、軸部１１の外径よりも大きくなっている。
また、内側面１２ｂと接続側面１２ｃとの連結部分である角部１２ｄは、一次巻線２０及び二次巻線３０に面しており、図２中の一点鎖線で示す略直角形状に対して、曲面状に面取りされている。当該面取りの作用については、後述する。
橋架部１３は、平面視で、軸部１１と、軸部１１の外径より幅方向の寸法が大きい脚部１２との間を接続する略扇形状を有する。
尚、コア１０は、軸部１１の軸方向の略中間付近で二つに分割可能な構成を有する。
一次巻線２０は、丸線が軸部１１の回りに巻き回される。一次巻線２０は、例えば、三層絶縁電線（強化絶縁電線）であってよい。これにより、トランス１に対して、数ｋＶ以上の比較的高い入力電圧が印加されうるところ、一次巻線２０とコア１０及び二次巻線３０との間の絶縁耐性を向上させることができる。
また、一次巻線２０は、樹脂封止され、略円筒形状の中心軸付近に軸部１１より若干大きい円筒状の貫通孔を有する略ドーナツ形状のボビン２５に内包（封止）される。ボビン２５は、高絶縁耐性、低誘電率、低吸湿性、高耐熱等の特性を有する樹脂材料、例えば、オレフィン系熱硬化性樹脂等により形成されてよい。これにより、トランス１には、数ｋＶ以上の比較的高い入力電圧が印加されうるところ、一次巻線２０の樹脂封止の作用により、絶縁耐性を更に向上させることができる。また、トランス１は、上述の如く、プリント基板に実装可能な程度の小型化が要求されるため、コア１０と一次巻線２０との間の空間距離が十分に確保されにくい。具体的には、数ｋＶ以上の入力電圧に対する絶縁耐性を空間距離で確保する場合、コア１０と一次巻線２０との間に４０ｍｍ程度が必要なところ、プリント基板に実装可能なサイズのトランス１では、一般に、コア１０と一次巻線２０との間の空間距離を数ｍｍ程度しか確保できない。これに対して、一次巻線２０の樹脂封止により、空間距離が不足する分の少なくとも一部を補うことができる。
二次巻線３０は、軸部１１の回りに金属板（平角線）がエッジワイズ巻により巻き回される態様で構成される。
また、一次巻線２０を内包するボビン２５及び二次巻線３０は、それぞれ、複数あり、ボビン２５及び二次巻線３０は、軸部１１の軸方向にサンドイッチ構造により交互に積層される。本実施形態では、一次巻線２０が３個、且つ、二次巻線３０が４個あり、二次巻線３０が軸部１１の軸方向の端部に配置される態様で、軸方向に交互に積層される。
［トランスの特徴的な作用］
次に、図３を参照して、本実施形態に係るトランス１の特徴的な作用について説明する。
図３は、本実施形態に係るトランス１の作用を説明する図である。具体的には、図３は、コア１０の角部１２ｄに施される面取りの曲率半径をパラメータとする、コア１０及び二次巻線３０と、一次巻線２０との間の部分放電試験の結果を示すグラフである。
図３の部分放電試験は、所定の試験モードの一例である、電気学会の電機規格調査会標準規格であるＪＥＣ−０４０１（部分放電測定）に基づき実施され、印加電圧の交流周波数を５０Ｈｚ、コア１０及び二次巻線３０を同電位としたときの一次巻線２０とコア１０及び二次巻線３０との間で部分放電が開始される電圧（部分放電開始電圧）が測定されている。また、図３の部分放電試験に供されたトランス１は、コア１０がフェライトで構成されると共に、絶縁耐性に関連する仕様として、一次巻線２０が三層絶縁電線で構成され、ボビン２５がオレフィン系橋架タイプ熱硬化性樹脂で構成されている。
尚、部分放電試験の結果は、コア１０、一次巻線２０、及びボビン２５の各種特性だけでなく、トランス１のサイズに起因する各部の寸法、例えば、コア１０（角部１２ｄ）と一次巻線２０との空間距離の大小等によって変動する。また、図３のプロットＰ１〜Ｐ４は、それぞれ、コア１０の角部１２ｄの曲率半径が０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍの場合に対応する。
図３に示すように、プロットＰ１〜Ｐ３について、コア１０の角部１２ｄの曲率半径の増加に応じて、略線形的に部分放電開始電圧が上昇している。具体的には、曲率半径が０．８ｍｍ、１．０ｍｍ（プロットＰ１，Ｐ２）の場合、それぞれ、部分放電開始電圧が約３．８ｋＶ、約４．１ｋＶであるのに対して、曲率半径が２．０ｍｍ（プロットＰ３）の場合、約５．０ｋＶに上昇している。つまり、コア１０の角部１２ｄの曲率半径を０．８ｍｍから２．０ｍｍに増加させることにより、入力電圧に対する絶縁耐性が約２０％向上している。角部１２ｄは、通常、先鋭化するほど、電界集中が生じ易く、コア１０の角部１２ｄと一次巻線２０との間での部分放電開始電圧が相対的に低くなり易いところ、角部１２ｄに曲面状の面取りが施され、曲率半径が相対的に大きくなることにより、電界集中が抑制されるからである。
一方、プロットＰ３，Ｐ４について、コア１０の角部１２ｄの曲率半径の増加に応じて、部分放電開始電圧が上昇している。具体的には、曲率半径３．０ｍｍ（プロットＰ４）の場合、約５．２ｋＶまで上昇しているが、プロットＰ３，Ｐ４に対応する曲率半径の範囲における放電開始電圧の上昇率は、プロットＰ１〜Ｐ３に対応する曲率半径の範囲より大きく鈍化している。つまり、図３の部分放電試験に供されたトランス１は、角部１２ｄの曲率半径が２．０ｍｍ以上の範囲で、部分放電特性開始電圧が飽和している。角部１２ｄの曲率半径がある程度大きくなると、電界集中が略解消され、それ以上大きくしても電界集中に起因する部分放電の抑制効果の余地がほどんどないと考えられるからである。
よって、例えば、コア１０の角部１２ｄの曲率半径は、部分放電開始電圧が飽和する範囲の値に設定されてよく、本例の場合、２ｍｍ以上に設定されてよい。部分放電開始電圧が飽和する範囲で設定されるコア１０の角部１２ｄの曲率半径は、コア１０の角部１２ｄの曲面状の面取りにより得られる絶縁特性に関する効果の上限レベルだからである。
また、コア１０の角部１２ｄの曲率半径は、トランス１に要求される絶縁耐性の限界値（耐電圧）から適宜設定されうる、部分放電開始電圧の許容値を満足するように、設定されてもよい。例えば、部分放電開始電圧の許容値が５ｋＶ以上である場合、コア１０の角部１２ｄは、２ｍｍ以上の曲率半径で面取りされるとよい。
部分放電開始電圧の許容値は、通常、耐電圧よりある程度低い値に設定される。例えば、部分放電開始電圧が５ｋＶ以上である場合のトランス１の耐電圧は、５ｋＶを超える値であり、通常、一桁のｋＶオーダーの略全域の入力電圧に対する絶縁耐性を十分に確保可能な値である。つまり、トランス１は、コア１０の角部１２ｄが２ｍｍ以上の曲率半径で面取りされることにより、数ｋＶ以上の入力電圧に対する絶縁耐性を確保することができる。
このように、本実施形態に係るトランス１のコア１０は、軸部１１に巻き回される、数ｋＶ以上の比較的高い電圧が印加される巻線（一次巻線２０）に面する角部１２ｄを備え、角部１２ｄは、曲面状に面取りされている。
これにより、コア１０の角部１２ｄにおける電界集中を抑制し、コア１０の角部１２ｄと一次巻線２０との間の部分放電を抑制することができる。そのため、プリント基板に実装可能なサイズのトランス１について、コア１０の角部１２ｄが曲面状に面取りされることにより、絶縁耐性を確保する上でのコア１０と一次巻線２０との間の空間距離が不足する分を補うことができる。つまり、小型化の要求と、高い絶縁耐性との両立を図ることができる。
また、本実施形態では、コア１０の角部１２ｄは、所定の試験モード（例えば、ＪＥＣ−０４０１等）において、巻線のうちの相対的に電圧が高い一方（一次巻線２０）と、当該コア１０及び巻線のうちの相対的に電圧が低い他方（二次巻線３０）との間の部分放電開始電圧の許容値に基づき規定される、所定値以上の曲率半径で面取りされる。
これにより、トランス１の絶縁耐性を、具体的に、部分開始電圧の許容値に適合させることができる。
また、本実施形態に係るトランス１のコア１０は、２ｍｍ以上の曲率半径で面取りされる。
これにより、上述の如く、具体的に、数ｋＶ以上の比較的高い入力電圧に対する絶縁耐性を確保することができる。
また、本実施形態に係るトランス１は、コア１０と、コア１０の軸部１１の回りに巻き回される一次巻線２０が樹脂封止されたボビン２５と、金属板がコア１０の軸部１１の回りにエッジワイズ巻きにより巻き回される態様で構成される二次巻線３０と、を備える。そして、ボビン２５及び二次巻線３０は、それぞれ、複数あり、コア１０の軸部１１の軸方向にサンドイッチ構造により積層される。
これにより、具体的に、数ｋＶ以上の比較的高い入力電圧に対する絶縁耐性を確保可能な小型のトランス１を構成することができる。
［トランスを含む電力変換装置の構成］
次に、本実施形態に係るトランス１を含む電力変換装置１００について説明する。
図４は、本実施形態に係るトランス１を含む電力変換装置１００の一例を示す回路図である。
尚、図４の回路図中におけるトランス１は、簡略表記されており、ボビン２５（一次巻線２０）及び二次巻線３０が軸方向に積層されるサンドイッチ構造等の詳細は反映されていない。
電力変換装置１００は、所謂スイッチング電源であり、系統交流電源１３０から入力される、数ｋＶ以上の比較的高い電圧の交流電力を、比較的低い所定電圧（例えば、１００Ｖ）の直流電力として出力し、負荷１４０（例えば、データセンタ等のサーバコンピュータ等）に供給する。電力変換装置１００は、系統交流電源１３０の交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ１１０と、ＡＣ−ＤＣコンバータ１１０から出力される直流電力を、比較的低い所定電圧の直流電力に変換し、負荷１４０に供給する降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を含む。
ＡＣ−ＤＣコンバータ１１０は、コンバータ回路ＣＮ１と、平滑コンデンサＣ１を含む。
コンバータ回路ＣＮ１は、４つのダイオードを含むＨブリッジ回路で構成される単相全波整流器であり、系統交流電源１３０の交流電力を直流電力に変換する。
平滑コンデンサＣ１は、コンバータ回路ＣＮ１から出力される直流電力を平滑化する。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０は、インバータ回路ＩＮ１と、トランス１と、コンバータ回路ＣＮ２と、リアクトルＬ１及びコンデンサＣ２により構成される平滑回路を含む。
インバータ回路ＩＮ１は、４組のスイッチング素子及び還流ダイオードの並列接続体を含むフルブリッジ回路で構成され、ＡＣ−ＤＣコンバータ１１０から出力される直流電力を高周波の交流電力に変換する。
トランス１は、インバータ回路ＩＮ１から出力される高周波の交流電力を所定の交流電圧に降圧する。電力変換装置１００におけるトランス１の前段において、降圧動作はなされないため、トランス１、具体的には、一次巻線２０には、数ｋＶ以上の比較的高い電圧が印加される。
コンバータ回路ＣＮ２は、４組のスイッチング素子及び還流ダイオードの並列接続体を含むフルブリッジ回路で構成され、トランス１から出力される交流電力を所定電圧の直流電力に変換する。
インダクタＬ２及びコンデンサＣ２を含む平滑回路は、コンバータ回路ＣＮ２の出力電圧を平滑化し、負荷１４０に出力する。
このように、数ｋＶ以上の比較的高い絶縁耐性を有する小型のトランス１を利用することにより、データセンタ等の施設内において、直接、数ｋＶ以上の比較的高い電圧を受電し、比較的低い所定電圧の直流電力をサーバコンピュータ等の負荷に出力する電源システム（電力変換装置１００）を実現することができる。
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
［変形例］
例えば、上述した実施形態では、ＰＱコア（図１、図２参照）を例示するが、他の形状のコア（例えば、ＥＩコア、ＥＥコア、ＥＰコア、ＲＭコア等）の一次巻線及び二次巻線に面する角部に同様の面取りを施してもよい。かかる場合も、同様の作用・効果を奏する。
また、例えば、上述した実施形態では、コア１０の角部１２ｄにおける曲面状の面取りの曲率半径は全域で一定であるが、段階的に、或いは、連続的に変化する態様であってもよい。
また、例えば、上述した実施形態では、数ｋＶ以上の比較的高い入力電圧を降圧する降圧トランスを例示したが、逆に、数ｋＶ以上の比較的高い出力電圧を出力する昇圧トランスであってもよい。かかる場合も、巻線（具体的には、相対的に電圧が高い二次巻線）に面するコアの角部に同様の面取りを施すことにより、比較的高い出力電圧に対して、巻線に面するコアの角部の電界集中、即ち、角部と二次巻線との間での部分放電を抑制し、高い絶縁耐性を確保することができる。
１ トランス
１０ コア
１１ 軸部
１２ 脚部
１２ａ 外側面
１２ｂ 内側面
１２ｃ 接続側面
１２ｄ 角部
１３ 橋架部
２０ 一次巻線
２５ ボビン
３０ 二次巻線
１００ 電力変換装置
１１０ ＡＣ−ＤＣコンバータ
１２０ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３０ 系統交流電源
１４０ 負荷

Claims (4)

  1. トランス用のコアであって、
    軸部に巻き回される巻線に面する角部を備え、
    前記角部は、曲面状に面取りされている、
    コア。
  2. 前記角部は、所定の試験モードにおいて、前記巻線のうちの相対的に電圧が高い一方と、当該コア及び前記巻線のうちの相対的に電圧が低い他方との間の部分放電が開始されるときの前記一方の電圧の許容値に基づき規定される、所定値以上の曲率半径で面取りされる、
    請求項１に記載のコア。
  3. 前記角部は、２ｍｍ以上の曲率半径で面取りされる、
    請求項１又は２に記載のコア。
  4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載のコアと、
    前記軸部の回りに巻き回される一次巻線が樹脂封止されたボビンと、
    金属板が前記軸部の回りにエッジワイズ巻きにより巻き回される態様で構成される二次巻線と、を備え、
    前記ボビン及び前記二次巻線は、それぞれ、複数あり、前記軸部の軸方向にサンドイッチ構造により積層される、
    トランス。
JP2017145763A 2017-07-27 2017-07-27 コア、トランス Active JP7269699B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017145763A JP7269699B2 (ja) 2017-07-27 2017-07-27 コア、トランス
US15/987,304 US10923271B2 (en) 2017-07-27 2018-05-23 Core and transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017145763A JP7269699B2 (ja) 2017-07-27 2017-07-27 コア、トランス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019029454A true JP2019029454A (ja) 2019-02-21
JP7269699B2 JP7269699B2 (ja) 2023-05-09

Family

ID=65038971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017145763A Active JP7269699B2 (ja) 2017-07-27 2017-07-27 コア、トランス

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10923271B2 (ja)
JP (1) JP7269699B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023519447A (ja) * 2020-03-30 2023-05-10 ヒ チェ、ウ 非回転式直流発電機

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114914063A (zh) * 2021-02-09 2022-08-16 台达电子工业股份有限公司 磁性装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175525A (en) * 1991-06-11 1992-12-29 Astec International, Ltd. Low profile transformer
JP2002134330A (ja) * 2000-10-30 2002-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd コイル部品
JP2007067268A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Densei Lambda Kk トランス構造
JP2008124433A (ja) * 2006-10-20 2008-05-29 Meidensha Corp パルス電源用巻線機器及びパルス電源
JP2010055965A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 巻線用絶縁電線およびコイルの製造方法
WO2012111153A1 (ja) * 2011-02-18 2012-08-23 トヨタ自動車株式会社 リアクトル
JP2014029927A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk トランス
JP2014127650A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Fdk Corp トランス
JP2014179516A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Denso Corp トランス
JP2017130613A (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 Tdk株式会社 コイル装置
JP2017224766A (ja) * 2016-06-16 2017-12-21 富士電機株式会社 高電圧高周波絶縁トランス

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6310533B2 (en) * 1999-07-20 2001-10-30 Cliftronics, Inc. Water-resistant encapsulation of solenoid
JP3963848B2 (ja) 2003-02-06 2007-08-22 富士通株式会社 交通情報提供システム
JP2005286117A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Tdk Corp プレーナー型フェライトコア
TW200820276A (en) * 2007-08-14 2008-05-01 Acbel Polytech Inc Thin transformer
US8427267B1 (en) * 2009-06-29 2013-04-23 VI Chip, Inc. Encapsulation method and apparatus for electronic modules
JP5649075B2 (ja) * 2009-09-03 2015-01-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 コイル部品
JP2011258876A (ja) 2010-06-11 2011-12-22 Mitsubishi Electric Corp 高耐電圧平面トランス
JP5391168B2 (ja) * 2010-09-03 2014-01-15 本田技研工業株式会社 複合型変圧器
TWM428475U (en) * 2011-09-23 2012-05-01 Yujing Technology Co Ltd Biaxial core and transformer structure consisting of the same
TWI438794B (zh) * 2013-03-13 2014-05-21 Yujing Technology Co Ltd The improved structure of the transformer
US9633772B2 (en) * 2013-03-14 2017-04-25 Gentex Corporation Solderable planar magnetic components
TWI451457B (zh) * 2013-05-03 2014-09-01 Delta Electronics Inc 初級側模組及其適用之變壓器
US20150310979A1 (en) * 2014-04-29 2015-10-29 Chang-Yu Pan Building-block-combined-type high power transformer
JP6531355B2 (ja) * 2014-06-05 2019-06-19 スミダコーポレーション株式会社 コイル部品
JP6305293B2 (ja) * 2014-09-17 2018-04-04 株式会社豊田中央研究所 磁気結合リアクトル及び電力変換装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175525A (en) * 1991-06-11 1992-12-29 Astec International, Ltd. Low profile transformer
JP2002134330A (ja) * 2000-10-30 2002-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd コイル部品
JP2007067268A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Densei Lambda Kk トランス構造
JP2008124433A (ja) * 2006-10-20 2008-05-29 Meidensha Corp パルス電源用巻線機器及びパルス電源
JP2010055965A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 巻線用絶縁電線およびコイルの製造方法
WO2012111153A1 (ja) * 2011-02-18 2012-08-23 トヨタ自動車株式会社 リアクトル
US20130320757A1 (en) * 2011-02-18 2013-12-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Reactor
JP2014029927A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk トランス
JP2014127650A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Fdk Corp トランス
JP2014179516A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Denso Corp トランス
JP2017130613A (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 Tdk株式会社 コイル装置
JP2017224766A (ja) * 2016-06-16 2017-12-21 富士電機株式会社 高電圧高周波絶縁トランス

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023519447A (ja) * 2020-03-30 2023-05-10 ヒ チェ、ウ 非回転式直流発電機

Also Published As

Publication number Publication date
US20190035540A1 (en) 2019-01-31
US10923271B2 (en) 2021-02-16
JP7269699B2 (ja) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10381148B2 (en) Transformer and power converter using the same
JP6038385B2 (ja) デュアルモードチョークコイル及びそれを用いた高周波フィルタ並びに車載用モータ一体型電動パワーステアリング及び車載用充電装置
US8847719B2 (en) Transformer with split primary winding
KR101259778B1 (ko) 3상 고주파 트랜스포머
JPWO2012157053A1 (ja) リアクトル装置及びそれを用いた電力変換器
WO2013065095A1 (ja) リアクトル、変圧器およびこれを用いた電力変換器
US10347417B2 (en) Three-phase AC reactor capable of reducing leakage of magnetic flux
JP5939274B2 (ja) 電源装置
JP2010045110A (ja) リアクトル集合体
US20150085532A1 (en) Reactor and power conversion device
CN103765535A (zh) 电抗器及电气设备
CN104465035A (zh) 电抗器和电力转换器
CN111937286A (zh) Llc谐振转换器
CN115943469B (zh) 一种电气元件、电路板及开关电源
JP5110735B2 (ja) トランス
JP7269699B2 (ja) コア、トランス
JP2016115864A (ja) コイル部品
JP4391584B1 (ja) 三相高周波トランス
JP5945002B2 (ja) 変圧器および変換器
JP2019179904A (ja) コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、ワイヤレス電力伝送システム
JP2019080020A (ja) コイル
JP6424710B2 (ja) 非接触電力伝送用コイルおよび非接触電力伝送装置
JP2015188019A (ja) ギャップ部材、磁性コア及びリアクトル
WO2023166914A1 (ja) 結合インダクタおよび回路
JP2018081960A (ja) コイルユニット、及び、非接触給電システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200615

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210706

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210818

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220427

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20220427

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20220506

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20220510

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20220617

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20220621

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20230117

C23 Notice of termination of proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23

Effective date: 20230228

C03 Trial/appeal decision taken

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03

Effective date: 20230328

C30A Notification sent

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012

Effective date: 20230328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230424

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7269699

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150