(57)【要約】【課題】薄型でかつ巻線抵抗が低く高効率なトランスを提供する。【解決手段】樹脂モールドにより断面が少なくとも一辺を有する柱状体に形成された一次巻線ユニット１０２と、該一次巻線の中に収容される二次巻線ユニット１０３と、を備えるトランス１０１において、一次巻線の全ての端子を該一次巻線の下側となる面に形成し、二次巻線の全ての端子を一次巻線の端子と略同一面上に形成して、表面実装可能な構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂モールドにより断面が少なくとも一辺を有する柱状体に形成された一次巻線と、
前記一次巻線の中に収容された二次巻線と、を備えるトランスであって、
前記一次巻線の全ての端子が該一次巻線の一側面に形成されており、前記二次巻線の全ての端子が前記一次巻線の端子と略同一面上に形成されており、表面実装可能に構成されていることを特徴とするトランス。
【請求項２】
前記一次巻線が一本の導線で構成され、前記端子が形成されている一側面が樹脂で覆われていないことを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項３】
前記一次巻線が１本の導線で構成され、前記端子は前記樹脂から突出していることを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項４】
前記二次巻線が貫通孔を有し、
前記貫通孔を挿通するように配置されたコアを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項５】
前記コアは複数の脚部を有し、その１つが前記貫通孔を挿通するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載のトランス。
【請求項６】
前記１つの脚部のみが前記端子が形成されている側にオフセットされていることを特徴とする請求項５に記載のトランス。
【請求項７】
昇圧比が１２５以上であることを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項８】
請求項１に記載のトランスを用いた電力変換装置。
【請求項９】
太陽電池と、請求項８に記載の電力変換装置とを含み、前記太陽電池から発生した直流電力を高電圧の直流電力あるいは交流電力に変換する太陽光発電装置。
【請求項１０】
貫通孔を有し断面が少なくとも一辺を有する柱状体に一次巻線を形成し、
該一次巻線を一側面を露出させた状態で樹脂によって封止し、
貫通孔を有し断面が少なくとも一辺を有する柱状体に二次巻線を形成すると共に、その一側面に端子を設け、
前記一次巻線の一側面と前記二次巻線の端子とが同一面となるように、前記二次巻線を前記一次巻線の貫通孔に挿通し、
２つに分離されたコア部材を、前記二次巻線の貫通孔の両側から挿通して内部で接するように固定することを特徴とするトランスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトランス及び該トランスを用いた装置、並びにトランスの製造方法に関し、より詳細には、太陽電池などから発生する低電圧の電力を高い昇圧比で商用交流電力に変換する装置に用いるトランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への取り組みなどから、太陽電池または燃料電池で発電した直流電力を、電力変換装置により、交流電力に変換して家庭内の負荷（以下「負荷」と呼ぶ）及び／または商用電力系統（以下「系統」と呼ぶ）に供給する、あるいは、所定の直流電圧に変換して負荷の駆動に利用すること、などが行われている。
【０００３】
上記で用いる電力変換装置のほとんどは、太陽電池の出力電圧を所定電圧まで昇圧する機能を有し、昇圧後の電力は直流負荷に使用されるか、あるいは直流−交流変換装置に入力され、交流に変換された後、系統に接続される。
【０００４】
この場合、太陽電池自体を直列化（直列接続）して太陽電池の出力電圧を所定電圧まで高める方法もあるが、太陽電池の直列化には作業工程が多くなりコストが高くなることに加え、太陽光発電装置の非発電領域が多くなる、更には部分影の影響が大きくなるなどの欠点がある。
【０００５】
そこで太陽電池の直列数を極力少なくし、太陽電池の出力電圧を高い電圧まで昇圧することにより、高電圧小電流の出力電力を取り出す太陽光発電装置が提案されている。
【０００６】
このような太陽光発電装置の例としては、Ｍａｒｋｕｓ  Ｗｕｅｓｔ、Ｐｅｔｅｒ  Ｔｏｇｇｗｅｉｌｅｒ、Ｊｏｎ  Ｒｉａｔｓｃｈ  ：  ＳＩＮＧＬＥ  ＣＥＬＬ  ＣＯＮＶＥＲＴＥＲ  ＳＹＳＴＥＭ（ＳＣＣＳ）、Ｆｉｒｓｔ  ＷＣＰＥＣ、Ｈａｗａｉｉ、Ｄｅｃ５−９、ｐ．８１３−８１５、１９９４がある。
【０００７】
このような太陽光発電装置では、太陽電池は、一枚あたり１Ｖ前後の低電圧しか出力できないため、電力変換装置には低電圧大電流が入力され、高電圧小電流の出力電力を作り出すためには、１００以上のかなり高い昇圧比が必要であり、内部には高昇圧トランスが必要となる。特に、出力電力を交流に変換して系統に接続する場合、太陽電池の出力電圧を約１７５Ｖ程度に昇圧する必要があるため、トランスの昇圧比は１２５以上であることが望まれる。
【０００８】
上述のような電力変換装置のうち高昇圧の直流−直流変換装置の内部回路の一例としてプッシュプル回路がある。
【０００９】
本回路方式で用いられるトランスは、図２及び図３に示すような構成であり、一次巻線２０１、２０２、３０１及び３０２は太陽電池が接続される側の巻線、二次巻線２０３、３０３及び３０４は負荷が接続される側の巻線である。また、図中ａ、ｂ点は一次巻線及び二次巻線の中間端子部を示す。
【００１０】
なお、出力側へ直流電力を供給する場合、図２に示すトランスでは全波（ブリッジ）型の整流回路が、図３に示すトランスでは全波型または二相半波形の整流回路が用いられる。
【００１１】
このようなトランスの例として、一次側巻線と一次側中間端子を一体の導電板で形成し一次巻線の低抵抗化を図った高効率のトランスが特許文献１に提案されている。
【００１２】
また、薄型化した昇圧比の高いトランスの例としては、特許文献２には自動車放電灯点灯装置で用いられるトランスの一例が示されている。
【００１３】
このトランスにおいては一次巻線を一面が開口したケースの内側面に設けてその内側にボビンに巻回した二次巻線を収納することにより、トランスの小型・薄型化を実現している。また、同時に一次巻線に銅板を用いることにより低抵抗化を図っている。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−３３２２０号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９７５４７号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように太陽電池に接続する直流−直流変換装置は、太陽電池の外形形状にあわせて極力薄くすることが求められる。特に、一次側に１０Ａ以上の大電流を流すことができ、かつ昇圧比を１００以上とする場合には、用いる材料にも様々な制約が課される。
【００１６】
そのために直流−直流変換装置の内部部品の薄型化は必須であり、トランスにおいても例外なく薄型のものが要求され、上記の特許文献１に記載されたトランスでは構造的に薄型にするのが困難である。
【００１７】
一方、上記特許文献２に記載されたトランスにおいては、より低抵抗化のために厚膜の一次巻線銅板を用いた場合、二次巻線を収納した後に銅板の折り曲げを行う工程においてトランスを破損してしまう恐れがある。
【００１８】
また、一次巻線銅板を折り曲げた後に一次巻線同士の接続を半田付けや溶接などにより行う必要があるが、トランスが小型になると接続作業性が困難となるとともに、一次巻線の導体断面積が大きいものになるとその熱容量も大きくなり更に困難となる。
【００１９】
また、更にこのトランスにおいては磁気コアがケースの内側に収納されるために閉磁気回路が構成できず、トランスの効率低下すなわち直流−直流変換装置の変換効率低下につながる。
【００２０】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、薄型でかつ巻線抵抗が低く高効率なトランス及び該トランスを用いた装置、並びにトランスの製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の一態様としてのトランスは、樹脂モールドにより断面が少なくとも一辺を有する柱状体に形成された一次巻線と、
前記一次巻線の中に収容された二次巻線と、を備えるトランスであって、
前記一次巻線の全ての端子が該一次巻線の一側面に形成されており、前記二次巻線の全ての端子が前記一次巻線の端子と略同一面上に形成されており、表面実装可能に構成されている。
【００２２】
また、本発明の別の態様としてのトランスの製造方法は、貫通孔を有し断面が少なくとも一辺を有する柱状体に一次巻線を形成し、
該一次巻線を一側面を露出させた状態で樹脂によって封止し、
貫通孔を有し断面が少なくとも一辺を有する柱状体に二次巻線を形成すると共に、その一側面に端子を設け、
前記一次巻線の一側面と前記二次巻線の端子とが同一面となるように、前記二次巻線を前記一次巻線の貫通孔に挿通し、
２つに分離されたコア部材を、前記二次巻線の貫通孔の両側から挿通して内部で接するように固定する。
【００２３】
すなわち、本発明では、樹脂モールドにより断面が一辺を有する柱状体に形成された一次巻線と、該一次巻線の中に収容された二次巻線と、を備えるトランスにおいて、一次巻線の全ての端子を該一次巻線の一側面に形成し、二次巻線の全ての端子を一次巻線の端子と略同一面上に形成して、表面実装可能な構成とする。
【００２４】
このようにすると、一次側に大電流を流す高昇圧のトランスにおいても、小型化、高効率を実現できるとともに、その製造を容易とすることができる。
【００２５】
一次巻線は一本の導線で構成され、一側面を樹脂で覆わないようにして端子を形成する、あるいは、端子を樹脂から突出させるように形成してもよい。
【００２６】
二次巻線が貫通孔を有し、該貫通孔を挿通するように配置されたコアを更に備えるのが好適である。
【００２７】
この場合、コアが複数の脚部を有し、その１つが二次巻線の貫通孔を挿通するように配置されているのが好ましい。
【００２８】
このとき、１つの脚部のみが端子が形成されている側にオフセットされ、上面部が略フラットとなっていると筐体に組み込む際に好ましい。
【００２９】
本発明のトランスは、昇圧比を１２５以上とすることができ、太陽電池等の低電圧の出力電圧を太陽光発電装置を系統に接続するために必要な値まで昇圧することができる。
【００３０】
なお、上記のトランスは、直流電力を高電圧の直流電力に変換する電力変換装置に用いるのが好適であり、太陽電池と、このような電力変換装置と、インバータで、太陽電池から発生した直流電力を交流電力に変換する太陽光発電装置を構成するのも好適である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。始めに、本発明に係るトランスの基本的構成について説明する。なお、以下で説明するトランスは、昇圧比を１２５以上と高くすることができ、一次側に１０Ａ以上の電流を流すことが可能な、高昇圧比、高効率のトランスである。
【００３２】
［構成］
図１は、本発明に係るトランス１０１の分解例を示す図で、該トランスは一次巻線ユニット１０２、二次巻線ユニット１０３、コア１０４により構成される。
【００３３】
また、図４は図１に示したトランスの組み立てた状態を示す外観斜視図であり、図示されたように、二次巻線ユニット４０３を一次巻線ユニット４０２の貫通孔部に挿入し、更に二次巻線ユニット貫通孔部の両側からコア４０４を挿入し、該コアの側面を粘着テープ４０５により締め付け固定することにより本発明のトランス４０１を簡単に形成することができる。
【００３４】
組み立て後のトランスの側面図及び下面図を図５、図６にそれぞれ示す。図５に示すように、一次巻線ユニット４０２、二次巻線ユニット４０３によりコア４０４は基板（取り付け面）から中空に浮いた状態を保つことができ、基板との所望の空間距離が確保できる。ここで必要に応じてユニット同士をテープ止めしてもよい。
【００３５】
更に図６に示すように一次巻線ユニット４０２はトランスの一次側端子６０１、６０２、６０３を有し、二次巻線ユニット４０３は二次側端子６０４、６０５をそれぞれ有する。
【００３６】
これらの端子は、図２のプッシュプルトランスの基本図に示す、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８にそれぞれ対応する。
【００３７】
また、これらの端子はユニット同士が組みつけられるとともに、回路基板への実装上不具合が生じない程度の同一面を形成しており、各々の端子は所望の実装方法により回路基板に半田付けされ、電力変換回路を形成する。
【００３８】
更に、ここで用いられる一次巻線ユニット、二次巻線ユニットについて詳細に説明を行う。
【００３９】
［一次巻線ユニット］
図７は一次巻線ユニット７０１の構成を示す部分透視図であり、図示されたように一次巻線ユニット７０１の形状は、一次巻線７０２を樹脂７０３の内部に封止固定した断面が少なくとも一辺を有する柱状体（本例では四角柱）であり、内部に二次巻線ユニットを挿通できるだけの大きさを有する貫通孔部７０４を形成している。
【００４０】
ここで一次巻線７０２の略同一面上に樹脂封止しない露出した部分を設け、これを端子として使用する。
【００４１】
図７においては紙面奥側の巻線の一部が露出されており、それらは図６における端子６０１、６０２、６０３にそれぞれ対応する。
【００４２】
ここで一次巻線７０２に用いる導体としては、低抵抗であることが望まれるため、限られたスペースでより断面積が大きくとれる形状が好ましく、スペース効率が高い断面が矩形の平角銅線、あるいは長尺状の銅板を使用するのが好適である。
【００４３】
平角銅線としては、あらかじめ絶縁皮膜を有したものを使用してもよいが、加工性、寸法安定性などを考慮すると、裸銅線あるいはすずめっき銅線が好ましい。
【００４４】
本トランスの一次巻線７０２は、一次巻線ユニットの貫通孔に挿入される２次巻線ユニットの形状にあわせて円形、角形などの形状に沿ってらせん状に曲げられた後、更にポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、フェノールあるいはエポキシなどの樹脂７０３により、断面図である図８に示すように所望の樹脂厚を用いて封止される。
【００４５】
ここで上記のような樹脂の種類をあげたが、使用に耐えるだけの耐熱性、成型時の寸法安定性などを有するものであればこれらに限る必要はなく、ガラス繊維などを混入して機械的強度を向上させたものも使用できる。
【００４６】
またここでは図７に示すように一次巻線を連続した１本の平角銅線で構成した例について述べたが、図９に示すように一次巻線を２つの平角銅線９０２、９０３で構成することもできる。
【００４７】
この場合は、２つの平角銅線を一体に樹脂封止することにより、平角銅線を所望の回路レイアウトに応じて正確に固定することができる。
【００４８】
［二次巻線ユニット］
二次巻線ユニット１００１は、図１０に示すように、二次巻線１００２をボビン１００３に巻回し二次巻線の端部をそれぞれの端子１００５、１００６に固定しており、巻線部１０８の形状は断面が少なくとも一辺を有する柱状体（本例では四角柱）であり、内部にコアを挿通できるだけの大きさを有する貫通孔部１０９（図１参照）を形成している。
【００４９】
本トランスで二次巻線として使用する導体は、特に限定されないが、トランスの使用条件、作成条件に合う耐熱性、可撓性、耐油性、はんだ付け性、絶縁耐久性などをもつ電線を用いればよい。具体的には、ＪＩＳ  Ｃ  ３２０２「エナメル線」に記載されている１種及び２種油性エナメル銅線、０種、１種及び２種ホルマール銅線、０種及び１種ホルマールアルミニウム線、ホルマール平角銅線、０種、１種及び２種ポリエステル銅線、１種、２種及び３種ポリウレタン銅線、０種、１種及び２種融着性ポリウレタン銅線、並びに、０種、１種及び２種ポリエステルイミド銅線が使用できる。
【００５０】
本トランスの二次巻線ユニット１０３は、例えば、図１０に示すように二次巻線１００２を所定の巻き数巻回して端子１００５、１００６にそれぞれ半田付けする工程により接続して形成される。
【００５１】
ここで二次巻線ユニットのボビン１００３に用いられる材料としては、一次巻線ユニットの樹脂材料と同様のものを用いることができる。
【００５２】
そして貫通孔及び全体の形状は四角、楕円、円など、挿入する磁気コアの断面形状に応じて決定される。
【００５３】
［コア］
本発明で用いられるコアに限定はないが使用温度や、所望の形状を形成し易いなどから、Ｍｎ−Ｚｎ系やＮｉ−Ｚｎ系のフェライトコアが好ましく、なかでも透磁率が大きいコアが好ましい。
【００５４】
また、トランスの昇圧比が高い場合には、一次巻線の巻き数に応じて二次巻線の巻き数も大きくなってしまうので、一次巻線の巻き数は可能な限り少ない方が好ましいが、一次巻線の巻き数が少なくなるとコアの使用磁束密度が大きくなるので、ここで用いるコアとしては、飽和磁束密度が大きい材料が好ましい。
【００５５】
コアは、上記構成で説明したコアのように、二次巻線ユニットの貫通孔に差し込まれる主磁脚と一次巻線ユニットと二次巻線ユニットの周りに配置される側磁脚、並びに主磁脚と側磁脚とを結ぶ橋絡部を有する形状が好ましい。
【００５６】
例えば、ＪＩＳ  Ｃ  ２５１４「Ｅ形フェライト磁心」に記載されているＥＥ形、ＥＩ形、ＥＥＲ形、ＥＩＲ形などの形状、あるいは、ＪＩＳ  Ｃ  ２５１６「ポット形フェライト磁心」に記載されているＲＭ形、ＥＰ形などの形状を用いることができる。
【００５７】
また、ＴＤＫ株式会社製のフェライトコア、ＥＥＭ形、ＬＰ形、ＥＰＣ形などの形状も適宜用いることができる。
【００５８】
以下、上記で説明した構成のトランス及び該トランスを用いた電力変換装置の様々な実施形態について説明する。
【００５９】
＜第１の実施形態＞
本発明に係るトランスの第１の実施形態は、上記で図１、図４〜１０に関して説明したような構成であり、一次巻線は１ターン、二次巻線は１７５ターンとして高い昇圧比を得る構成である。また、コアとしてＴＤＫ株式会社のＰＣ４０ＥＥ１９−Ｚを使用する。
【００６０】
以下に、このトランスの具体的な製造方法を順を追って説明する。
【００６１】
まず、コア１０４の中脚部（断面５．０ｍｍ×４．５５ｍｍ）が貫通できるように、５．２ｍｍ×４．７ｍｍの貫通孔部１０９を有するボビン１１０に、二次巻線として直径０．１ｍｍの１種ポリウレタン電線（１ＵＥＷ）の一端を片方の端子部に半田付けし、該電線をボビンの巻胴部に多層で整列させて１７５回巻きつけた後、電線の多端をもう片方の端子に半田付けして、二次巻線ユニット１０３を構成する。
【００６２】
また、一次巻線としては幅２ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの銅板を用いて、図７に示すように四角柱状に巻線加工を行い、それをフェノール樹脂にて図８のように一次巻線と外郭部の間を０．４ｍｍ厚の樹脂１０７で封止することにより、図１に示すような一次巻線ユニット１０２を形成する。
【００６３】
ただし、一次巻線ユニットの基板に実装される側の面においては、一次巻線が厚さ０．３ｍｍで露出され、図６に示すような端子６０１、６０２、６０３を形成する。
【００６４】
また、ここで一次巻線ユニット１０２には、二次巻線ユニットの巻線部１０８を挿通できるように６．７ｍｍ×６．２ｍｍのサイズの貫通孔部１０６が設けられる。なお、一次巻線ユニット１０２に二次巻線ユニットの巻線部１０８を挿通したときに、一次巻線ユニットの外郭面と、二次巻線ユニットのボビン１１０の外郭面とは略同一面となる。
【００６５】
また、一次巻線ユニット１０２の大きさは、コア断面方向で９．５ｍｍ×９．０ｍｍの大きさであり、高さ約９．０ｍｍのトランスが形成できる。
【００６６】
トランスの組み立て手順としては、二次巻線ユニット１０３にまずコア１０４の片側部材を通し、続けて一次巻線ユニット１０２内に二次巻線ユニット１０３の巻線部１０８を挿通し、更にコアのもう片側の部材を二次巻線ユニットの貫通孔部１０９に挿通し、コアの側面を基材５５μｍ、粘着剤２５μｍの日東電工株式会社製のポリエステル粘着テープＮｏ．３１Ｃ  ４０５を用いて二重に貼り付け固定してトランスを組み立てる。図４は、このようにして組み立てたトランス４０１の外観を示す斜視図である。
【００６７】
このように、本実施形態によれば、トランスの昇圧比を高くすると共に効率を高くし、かつ、トランスのサイズ、特に、実装面における高さを小さくすることができる。また、トランスの製造を容易とすることができる。
【００６８】
次に、上記のトランスを用いた太陽光発電装置について説明する。
【００６９】
図１１は、上記のトランスを用いた太陽光発電装置の回路構成を示す図である。図中１１０１は太陽電池、１１０２は上記トランス１０１を組み込んだ電力変換装置、１１１２は負荷である。また、１１０３及び１１０４はスイッチング素子としてのＭＯＳＦＥＴ、１１０５は整流ダイオードブリッジ、１１０６は出力平滑化コンデンサ、１１０７は入力平滑化コンデンサ、１１０８は制御回路、１１０９は制御用電源部、１１１０は基準波生成部、１１１１はドライバである。
【００７０】
図１２は、電力変換装置１１０２の回路基板１２０１に設けられるトランス１０１を実装するためのランドパターンの配置を示す図で、トランス１０１はこれらのパターンにより回路基板１２０１の表面（紙面上）に実装される。
【００７１】
なお、回路基板１２０１上には、図１１に示す電力変換装置１１０２を構成する部品を実装するランド及びパターンなども存在するが、説明を簡単にするため図１２ではトランスの実装に必要なランド及びパターン以外は省略してある。
【００７２】
本実施形態での実装方法としては、あらかじめパターンを作成し、必要な部分にクリーム半田を印刷した回路基板に部品を固定した後に、はんだリフローすることにより各部品を回路基板に実装する。
【００７３】
ここで、図６の端子６０１、６０２、６０３、６０４及び６０５は、プリント基板上のランドパターン１２０２、１２０３、１２０４、１２０５及び１２０６にそれぞれ対応して接続され、１２０３はトランスの中間端子となる。
【００７４】
また、図１１に示すスイッチング素子１１０３及び１１０４が接続されるパターンはランド１２０２及び１２０４と接続されている。
【００７５】
更に、ランド１２０５、１２０６は図１１に示す整流器（ダイオードブリッジ）１１０５の端子に接続されている。
【００７６】
次に、図１１に示す電力変換装置１１０２の動作の概要を説明する。
【００７７】
太陽電池１１０１から電力変換装置１１０２の入力端子へ入力される直流電力は、キャパシタ１１０７によって平滑化され、トランス１０１を介してスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）１１０３及び１１０４へ供給される。
【００７８】
そして、スイッチング素子１１０３及び１１０４を、例えば５０％デューティで交互にオン／オフすることで直流電力が交流電力に変換される。
【００７９】
トランス１０１に入力される交流電力は、トランス１０１の変圧比（本実施形態では１：１７５）に応じて昇圧され、整流器１１０５によって整流されて直流電力に変換される。
【００８０】
更に、直流電力は、キャパシタ１１０６によって平滑化された後、負荷１１１２へ供給される。
【００８１】
なお、負荷１１１２へ供給される直流電力の脈流成分やノイズ成分の周波数や波形に応じて、整流器１１０５とキャパシタ１１０６との間にフィルタとして動作するインダクタを設けてもよく、インダクタ及びキャパシタ１１０６の双方を省略してもよい場合もある。
【００８２】
更に、図１１にはスイッチング素子を二つしか示していないが、実際には日立製作所製ＨＡＴ２１６４Ｈをそれぞれ四つ並列で使用した。この場合、スイッチング素子のゲートに５Ｖを加えると、スイッチング素子のドレイン−ソース間の抵抗値を約０．７ｍΩと非常に低くすることができる。
【００８３】
従って、トランス１１０１の一次巻線の抵抗値が、回路中の全抵抗に占める割合が大きくなり、電力変換装置１１０２の変換効率に更に大きな影響を及ぼすことになるため、本実施形態のトランスを用いることにより得られる効果が一層大きくなる。
【００８４】
次に、制御回路の動作について説明する。図１１に示す制御回路１１０８は、制御用電源部１１０９、基準波生成部１１１０及びドライバ１１１１から構成される。電力変換装置１１０２の入力電圧が制御用電源部１１０９が起動する電圧に達すると、制御用電源部１１０９から基準波生成部１１１０及びドライバ１１１１に電力が供給される。
【００８５】
基準波生成部１１１０は、予め設定された周波数の基準矩形波を生成し、基準矩形波をドライバ１１１１へ供給する。ドライバ１１１１は、基準矩形波に基づき、スイッチング素子１１０３及び１１０４を交互にオン／オフさせるゲートドライブ信号Ｓ１及びＳ２を生成してスイッチング素子１１０３及び１１０４のゲートへ供給し、スイッチング素子のオン／オフ動作を制御する。
【００８６】
図１３は、上記の電力変換装置１３０２を筐体内に収容し、太陽電池１３０１に取り付けられた太陽光発電装置１３０３を示す図である。
【００８７】
太陽電池１３０１は、ソーラシミュレータを使用して、１ｓｕｎの照射強度において、最適動作電圧１Ｖ、最適動作電流１０Ａで動作し、適当に負荷を調整することにより電力変換装置１３０２からは１７５Ｖ、５５ｍＡの出力を得ることができた。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態のトランスは、低抵抗の一次巻線をあらかじめ断面が少なくとも一辺を有する柱状体に加工して樹脂封止することにより形成した一次巻線ユニットと、一次巻線ユニット内に収容される二次巻線を用いてトランスを形成することにより、一次側に大電流を流す高昇圧トランスにおいても小型化、高効率を実現できるとともに、その製造を容易とすることができる。
【００８９】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係るトランスの第２の実施形態について説明するが、以下では上記第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
【００９０】
図１４は、本実施形態のトランス１４０１の概略分解図を図１と同様に示した図である。なお、一次巻線ユニット及び二次巻線ユニットの巻線のターン数、端子構成は第１の実施形態と同様である。また、二次巻線の電線種も第１の実施形態と同様である。
【００９１】
本実施形態のトランス１４０１の構成は、第１の実施形態と同様であり、一次巻線ユニット１４０２、二次巻線ユニット１４０３、コア１４０４が、第１の実施形態のトランス１０１における一次巻線ユニット１０２、二次巻線ユニット１０３、コア１０４にそれぞれ対応している。
【００９２】
本実施形態に用いられるコア１４０４の形状は、第１の実施形態と異なり、中脚部のみが５．０ｍｍ×２．５ｍｍの断面を有し、その中心が基板と接する面（基板実装面）側にオフセットされている構造となっている。すなわち、基板に実装したときのコアの両側の脚部の垂直方向の高さｈ１＝４．５５ｍｍであるが、中脚部の高さｈ２＝２．５ｍｍであり、各脚部の基板実装面側の面が略同一面となるように、中脚部の中心が基板実装面側にオフセットされている。
【００９３】
本実施形態の二次巻線ユニット１４０３は外形寸法だけが第１の実施形態と異なり、その貫通孔部１４０９は５．２ｍｍ×２．７ｍｍの大きさである。
【００９４】
また、一次巻線ユニット１４０２に用いられる銅線、樹脂についても第１の実施形態と同様であり、コア断面方向の寸法だけが第１の実施形態と異なり、９．５ｍｍ×７．０ｍｍとなっている。
【００９５】
図１５は、第１の実施形態と同様の手順で組み立てたトランス１５０１の外観を示す斜視図である。上述のように、本実施形態のトランスは、コアの中脚部が両側の脚部よりも薄くなっており、各脚部の基板実装面側の面が略同一面となるように、中脚部の中心が基板実装面側にオフセットされており、組み立てた際にはトランス上面部が略フラットとなる。
【００９６】
以上説明したように、本実施形態のトランスによれば、第１の実施形態と同様な効果に加え、該トランスを用いた装置（例えば、電力変換装置）の筐体を作成する際に、トランス上面部がフラットになり、邪魔な突出部分がないので、製造が容易となるという効果が得られる。
【００９７】
＜他の実施形態＞
以上説明した実施形態においては、電力変換装置におけるプッシュプル回路に用いられるトランスを例に挙げて説明したが、本発明のトランスは、もちろん他の回路方式のトランスにも適用できる。
【００９８】
また、一次巻線の形状は、上記実施形態では四角柱としたが、断面が少なくとも一辺を有する柱状体であり、底部に基板接続用の端子が設けられる形状であれば、他の形状（多角柱、あるいは断面がかまぼこ型や半円となる形状など）でもかまわない。同様に、二次巻線の巻線部の形状は、一次巻線の中空部分に収容可能であり、更に貫通孔部にコアを挿通可能な形状であればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
【００９９】
なお、本発明は、一つの機器からなる装置（例えば、トランス）に適用しても、複数の機器（例えば、電力変換装置、太陽電池、燃料電池、制御回路など）から構成されるシステムに適用してもよい。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一次側に大電流を流す高昇圧のトランスにおいても、小型化、高効率を実現できるとともに、その製造を容易とすることができる。また、このようなトランスを用いる装置の高さを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトランスの第１の実施形態の構成を示す分解図である。
【図２】一般的なプッシュプルトランスの回路図である。
【図３】一般的なプッシュプルトランスの回路図である。
【図４】図１のトランスの構成を示す外観斜視図である。
【図５】図１のトランスの側面図である。
【図６】図１のトランスの下面図である。
【図７】一次巻線ユニットの構成例を示す図である。
【図８】一次巻線ユニットの断面図である。
【図９】一次巻線ユニットの別の構成例を示す図である。
【図１０】二次巻線ユニットの構成例を示す図である。
【図１１】電力変換回路の例を示す回路図である。
【図１２】トランスの回路基板パターンの例を示す図である。
【図１３】太陽光発電装置の例を示す外観斜視図である。
【図１４】第２の実施形態のトランスの分解図である。
【図１５】図１４のトランスの外観斜視図である。
【符号の説明】
１０１、４０１、１４０１、１５０１トランス
１０２、４０２、１４０２、１５０２一次巻線ユニット
１０３、４０３、１４０３、１５０３二次巻線ユニット
１０４、４０４、１４０４、１５０４  コア
１０６、１０９、１４０６、１４０９  貫通孔部
１０７、１４０７  樹脂
１０８、１４０８  巻線部
１１０、１４１０  ボビン
２０１、２０２、３０１、３０２  一次巻線
２０３、３０３、３０４  二次巻線
２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５  端子
４０５、１５０５  テープ
７０１  一次巻線ユニット
７０２  一次巻線
７０３  樹脂
７０４  貫通孔部
９０１  一次巻線ユニット
９０２、９０３  一次巻線
９０４  樹脂
９０５  貫通孔部
１００１  二次巻線ユニット
１００２  二次巻線
１００３  ボビン
１００５、１００６  端子
１１０１  太陽電池
１１０２  電力変換装置
１１０３、１１０４  ＭＯＳＦＥＴ
１１０５  整流ダイオードブリッジ
１１０６  コンデンサ
１１０７  平滑コンデンサ
１１０８  制御回路
１１０９  制御用電源部
１１１０  基準波生成部
１１１１  ドライバ
１２０１  回路基板
１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６  ランド
１３０１  太陽電池
１３０２  電力変換装置
１３０３  太陽光発電装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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