(57)【要約】【課題】漏れインダクタンスを利用する変圧器で、所望のインダクタンス値を容易に得られるようにする。【解決手段】コア７に巻かれる一次巻線を例えば１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇに７分割、二次巻線を例えば２ａ，２ｂに２分割し、巻線２ａ，１ａ，２ｂ，１ｂのように一次巻線と二次巻線を交互に配置する第１の部分３と、巻線１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇのように一次巻線のみを配置する第２の部分４とに分け、この第１の部分３と第２の部分４との比率（割合）を適宜変えられるようにすることで、漏れインダクタンス値を容易に調整できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアに巻回される一次巻線または二次巻線の少なくとも一方が複数に分割されたコイルからなる変圧器において、
その巻線部分を、前記一次巻線と二次巻線とを交互に配置する第１の部分と、一次巻線または二次巻線のいずれか一方のみを配置する第２の部分とから構成し、前記第１の部分と第２の部分との比率を変えることにより、変圧器の漏れインダクタンスの調整を容易にしたことを特徴とする変圧器の巻線構造。
【請求項２】
前記一次巻線または二次巻線の少なくとも一方を、前記コアの窓枠部分から突出させ、巻線の冷却のために利用することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の巻線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インバータなどに使用される変圧器、特に漏れインダクタンスを利用した変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
漏れインダクタンスを利用する変圧器は、例えば特許文献1〜３等により公知である。
図９に、その特許文献1の例を示す。図示のように、一対のＥ形コア７の中央部に空隙を設け、一方のＥ形コア７の中央脚部に一次巻線１を巻装する一方、他方のＥ形コア７の中央脚部に二次巻線２を巻装し、中央脚の空隙部にＥ形コア７とは別体の磁気分路部８を形成している。
【０００３】
上記の構成により、一次巻線１または二次巻線２により発生する磁束は、中央脚部→外側脚部の磁気通路だけでなく、中央脚部→磁気分路部→外側脚部の磁気通路を介しても磁束が流れやすくなるため、所望の漏れインダクタンス値を確保し易くなり、磁気分路部８や空隙部の寸法を変更することにより、設計の自由度が向上する。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１７６４３９号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−３４０４４１号公報（第３頁、図２）
【特許文献３】特公平０６−０７０９２９号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図９の例では、１）より小さな漏れインダクタンス値を確保しようとしても、磁気分路部８の存在により漏れインダクタンス値を小さくできない、２）仕様の異なる変圧器に対応する場合、磁気分路部８を仕様ごとに形状を変更する必要がある、３）一次巻線または二次巻線からの放熱は、巻装されている表面積部分からのみとなる、などの問題がある。
したがって、この発明の課題は、より小さな漏れインダクタンス値を確保するとともに、仕様の異なる変圧器に対して柔軟な対応を可能とし、かつ巻線からの放熱効率を向上させて変圧器の温度上昇を抑制することなどにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するため、請求項１の発明では、コアに巻回される一次巻線または二次巻線の少なくとも一方が複数に分割されたコイルからなる変圧器において、
その巻線部分を、前記一次巻線と二次巻線とを交互に配置する第１の部分と、一次巻線または二次巻線のいずれか一方のみを配置する第２の部分とから構成し、前記第１の部分と第２の部分との比率を変えることにより、変圧器の漏れインダクタンスの調整を容易にしたことを特徴とする。
請求項１の発明においては、前記一次巻線または二次巻線の少なくとも一方を、前記コアの窓枠部分から突出させ、巻線の冷却のために利用することができる（請求項２の発明）。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、磁気分路部を無くしたため、より小さな漏れインダクタンス値を確保することができる。また、仕様の異なる変圧器に対しては、分割されたコイルの接続方法を変更するだけで柔軟に対応できる。さらに、巻線をコアの窓枠部分よりも突出させ、巻線からの放熱効率を向上させることで、変圧器の温度上昇を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１はこの発明の第１の実施の形態を示す変圧器の断面図である。
図示のように、これは一次巻線を１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇの７つに分割し、二次巻線を２ａ，２ｂの２つに分割した例である。このとき、コア７の窓枠部（巻線部）は二次巻線２ａ，一次巻線１ａ，二次巻線２ｂ，一次巻線１ｂのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４とで構成する。なお、一次，二次の巻線分割数により、二次巻線のみで構成し一次巻線を交えないように配置する部分も出てくる。
【０００９】
図２に巻線部の種々の例を示す。
図２（ａ）は図1の場合と同じである（したがって、説明は省略する）。
図２（ｂ）は一次巻線１ａ，二次巻線２ａ，一次巻線１ｂ，二次巻線２ｂ，一次巻線１ｃのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４とで構成する例である。
【００１０】
図２（ｃ）は一次巻線１ｂ，二次巻線２ａ，一次巻線１ｃ，二次巻線２ｂ，一次巻線１ｄのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ａのみで構成し二次巻線と交互に配置しない部分４ａと、一次巻線１ｅ，１ｆ，１ｇのみで構成し二次巻線と交互に配置しない部分４ｂとで構成する例である。
図２（ｄ）は一次巻線１ｃ，二次巻線２ａ，一次巻線１ｄ，二次巻線２ｂ，一次巻線１ｅのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ａ，１ｂのみで構成し二次巻線と交互に配置しない部分４ａと、一次巻線１ｆ，１ｇのみで構成し二次巻線と交互に配置しない部分４ｂとで構成する例である。
【００１１】
図３に図1,図２の回路例を示す。
図分割された一次巻線１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇおよび二次巻線２ａ，２ｂの端子間をそれぞれ直列，並列または直並列に接続して用いることができる。
図１の構成では磁気分路部が存在しないので、より小さな漏れインダクタンス値を確保することが可能である。
【００１２】
図３の回路で一次巻線をそれぞれ直列に、二次巻線を並列に接続した場合の、図２（ａ）に示す巻線構造の漏れインダクタンス値をＬａ、図２（ｂ）のそれをＬｂ、図２（ｃ）のそれをＬｃ、また図２（ｄ）のそれをＬｄとすると、これらの値の関係はＬａ＞Ｌｂ＞Ｌｃ＞Ｌｄであり、交互に配置する部分と交互に配置しない部分との比率（割合）を変えることにより、変圧器の漏れインダクタンス値を容易に調整することができる。
さらに、分割された一次巻線または二次巻線の端子間をそれぞれ直列，並列または直並列のように組み合わせて接続することで、仕様の異なる変圧器に対して柔軟に対応できるようになる。
【００１３】
図４に一次巻線を１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇの７分割に、二次巻線を２ａ，２ｂ，５ａ，５ｂの４分割にした場合の回路図を示し、図５，図６，図７にその巻線構造例を示す。
図５（ａ）は二次巻線２ａ，一次巻線１ａ，二次巻線２ｂ，一次巻線１ｂのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｆ，二次巻線５ａ，一次巻線１ｇ，二次巻線５ｂのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分６と、一次巻線１ｃ，１ｄ，１ｅのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４とで構成する例である。
【００１４】
図５（ｂ）は一次巻線１ａ，二次巻線２ａ，一次巻線１ｂ，二次巻線２ｂ，一次巻線１ｃのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｅ，二次巻線５ａ，一次巻線１ｆ，二次巻線５ｂ，一次巻線１ｇのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分６と、一次巻線１ｄのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４とで構成する例である。
【００１５】
図５（ｃ）は一次巻線１ｂ，二次巻線２ａ，一次巻線１ｃ，二次巻線２ｂ，一次巻線１ｄのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｄ，二次巻線５ａ，一次巻線１ｅ，二次巻線５ｂ，一次巻線１ｆのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分６と、一次巻線１ａのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４ａと、一次巻線１ｇのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４ｂとで構成する例である。なお、一次巻線１ｄは一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と６の共通の巻線になっている。
【００１６】
図５（ｄ）は一次巻線１ｄ，二次巻線２ａ，一次巻線１ｅ，二次巻線２ｂ，一次巻線１ｆのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｆ，二次巻線５ａ，一次巻線１ｇ，二次巻線５ｂのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分６と、一次巻線１ａ，１ｂ，１ｃのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４とで構成する例である。なお、一次巻線１ｆは一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と６の共通の巻線になっている。
【００１７】
また、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）において、二次巻線２ｂと二次巻線５ａとを互いに入れ替えただけで、構造上は全く同じと言える。
【００１８】
図７（ａ）は一次巻線１ａ，二次巻線２ａと２ｂ，一次巻線１ｂのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｆ，二次巻線５ａと５ｂ，一次巻線１ｇのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分６と、一次巻線１ｃ，１ｄ，１ｅのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４とで構成する例である。
図７（ｂ）は一次巻線１ｂ，二次巻線２ａおよび２ｂ，一次巻線１ｃのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｅ，二次巻線５ａおよび５ｂ，一次巻線１ｆのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分６と、一次巻線１ａのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４ａと、一次巻線１ｄのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４ｂと、一次巻線１ｇのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４ｃとで構成する例である。
【００１９】
図７（ｃ）は一次巻線１ｃ，二次巻線２ａおよび２ｂ，一次巻線１ｄのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ｄ，二次巻線５ａおよび５ｂ，一次巻線１ｅのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分６と、一次巻線１ａ，１ｂのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４ａと、一次巻線１ｆ，１ｇのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４ｂとで構成する例である。一次巻線１ｄは、一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と６の共通の巻線になっている。
図７（ｄ）は一次巻線１ｆ，二次巻線２ａと２ｂおよび二次巻線５ａと５ｂ，一次巻線１ｇのように一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分３と、一次巻線１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅのみで構成し二次巻線を交えないように配置する部分４とで構成する例である。
【００２０】
図４の回路で一次巻線をそれぞれ直列に、第１の二次巻線２ａ，２ｂおよび第２の二次巻線５ａ，５ｂをそれぞれ並列に接続した場合において、図５（ａ）に示す巻線構造の第１の二次巻線２ａ，２ｂに対する漏れインダクタンス値をＬａ１、図５（ｂ）に示す巻線構造の場合のそれをＬｂ１、図５（ｃ）に示す巻線構造の場合のそれをＬｃ１、図５（ｄ）に示す巻線構造の場合のそれをＬｄ１とすると、これらの関係はＬａ１＞Ｌｂ１＞Ｌｃ１＞Ｌｄ１であり、交互に配置する部分と交互に配置しない部分との比率（割合）を変えることにより、変圧器の漏れインダクタンス値を容易に調整できる。
【００２１】
また、図５（ｄ）に示す巻線構造の場合の、第２の二次巻線５ａ，５ｂに対する漏れインダクタンス値をＬａ１’とすると、Ｌａ１との間にはＬａ１’＞Ｌａ１の関係があることから、交互に配置される部分の、全体に対する位置関係を変えることによっても、各巻線に対する変圧器の漏れインダクタンス値を容易に調整できる。さらに、分割された一次巻線または二次巻線の端子間をそれぞれ直列，並列，直並列により組み合わせて接続することで、仕様の異なる変圧器に対し柔軟に対応できる。このような関係は図６，図７の巻線構造に対しても同様なので、その説明は省略する。
【００２２】
図８はこの発明の第２の実施の形態を示す変圧器構成図である。
これは、先の図２（ａ）に対応する立体的構成図で、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は側面図、図８（ｃ）は上面図を示す。図示のように、二次巻線２ａ，２ｂをコア７の窓枠部分よりも突出させた構造としている。これにより、巻線の表面積が増加し、冷却効果が増大することになる。なお、コア７の窓枠部分よりも突出させるのは二次巻線に限らず一次巻線でも良く、または一次巻線，二次巻線とも突出させるようにしても良い。また、ここではコア７の片側に突出させたが、両側に突出させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す変圧器断面図
【図２】図１の変形例を示す巻線部断面図
【図３】図１，図２の回路例を示す回路図
【図４】この発明による別の変圧器回路図
【図５】図４の第１の構成例を示す巻線部断面図
【図６】図４の第２の構成例を示す巻線部断面図
【図７】図４の第３の構成例を示す巻線部断面図
【図８】この発明の第２の実施の形態を示す変圧器構成図
【図９】従来例を示す変圧器断面図
【符号の説明】
【００２４】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ…一次巻線、２ａ，２ｂ，５ａ，５ｂ…二次巻線、３，６…一次巻線と二次巻線とを交互に配置する部分、４，４ａ，４ｂ，４ｃ…一次巻線と二次巻線とを交互に配置しない部分（一次巻線のみを配置する部分）、７…コア。
【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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