变压器的制作方法

文档序号:31311654发布日期:2022-08-30 23:43阅读:77来源:国知局
变压器的制作方法
变压器
相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2021年2月26日在日本提交的专利申请第2021-030544号的优先权和权益。这些日本专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
2.本发明公开了一种变压器。具体而言,本发明涉及一种电流倍增器型的变压器。


背景技术:

3.近年来,电流倍增器型的变压器被用作dc-dc变换器或ac-dc变换器。在该变压器中,具备两个次级线圈,该次级线圈通过对初级线圈的输入电压的变化而输出相互反向的电压(在此,一个称为正向次级线圈,另一个称为反向次级线圈)。例如,在正向次级线圈的输出成为正电压时,反向次级线圈的输出成为负电压。来自各个次级线圈的输出与二极管等整流元件连接,并且将它们连接到输出端子。由此,例如正向次级线圈的输出是从输出端子输出,反向次级线圈成为与输出端子绝缘的状态。
4.在该变压器中,在一个次级线圈与输出端子成为绝缘状态的期间,能量蓄积在该次级线圈中。在所述的例中,能量存储在反向次级线圈中。当对初级线圈的输入电压变化,并且反向次级线圈的输出电压变为正电压时,从输出端子输出来自反向次级线圈的电压。此时,由于感应电动势的能量和蓄积的能量,输出的电流变大。关于电流倍增器型变压器的研究在
““
a novel integrated current doubler rectifier”apec2000.fifteenth annual ieee applied power electronics conference and exposition.”中公开。
5.在电流倍增器型的变压器中,由于流过大的电流,所以发热变大。为了抑制发热引起的温度上升,在框体上附加散热片等成为变压器大型化和高成本化的主要原因。需要一种以简单的构成来抑制发热引起的温度上升的变压器。
6.本发明人的意图在于提供一种以简单的构成来抑制发热引起的温度上升的电流倍增器型的变压器。


技术实现要素:

7.优选的变压器具备正侧输入电极、负侧输入电极、输出电极、一个或两个以上的基准电极、正向铁芯、反向铁芯、第一初级线圈、第二初级线圈、正向次级线圈、反向次级线圈、第一整流元件以及第二整流元件。在所述第一初级线圈中,第一端子与所述正侧输入电极连接,第二端子与所述负侧输入电极连接。在所述第二初级线圈中,第一端子与所述正侧输入电极连接,第二端子与所述负侧输入电极连接。在所述正向次级线圈中,第一端子与所述第一整流元件的第一端子连接,第二端子与任一个基准电极连接。在所述反向次级线圈中,第一端子与所述第二整流元件的第一端子连接,第二端子与任一个基准电极连接。所述第一整流元件的第二端子以及所述第二整流元件的第二端子与所述输出电极连接。所述正向次级线圈均具备卷绕在所述正向铁芯上的第一卷绕部和第二卷绕部。所述反向次级线圈均
具备卷绕在所述反向铁芯上的第三卷绕部和第四卷绕部。所述第一初级线圈形成在所述第一卷绕部以及所述第三卷绕部的周围。所述第二初级线圈形成在所述第二卷绕部以及所述第四卷绕部的周围。所述基准电极均呈板状。在所述正侧输入电极和所述负侧输入电极之间的电压变动时,以在所述正向次级线圈的第一端子和所述反向次级线圈的第一端子上产生相互反向的电压的方式,决定所述第一初级线圈、所述第二初级线圈、所述第一卷绕部、所述第二卷绕部、所述第三卷绕部以及所述第四卷绕部的卷绕方向。所述第一整流元件以及所述第二整流元件中的一个成为导通状态而另一个成为截止状态,从而从所述输出电极输出所述正向次级线圈的第一端的电压以及所述反向次级线圈的第一端的电压中的任一个。
8.该变压器具备正向次级线圈、反向次级线圈、卷绕有正向次级线圈的正向铁芯、卷绕有反向次级线圈的反向铁芯以及一个或两个以上的基准电极。基准电极均呈板状。在该基准电极中,能够容易地增大有助于热传导的截面积和有助于散热的表面积。该基准电极有效地排出在这些次级线圈以及铁芯中产生的热。在该变压器中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
附图说明
9.图1是表示一实施方式的变压器的立体图。
10.图2是表示图1的变压器的、拆下了顶盖、底盖以及接头的状态的俯视图。
11.图3是图1的变压器的等效电路图。
12.图4a是表示图1的变压器的铁芯的立体图,图4b是表示该铁芯的分解图。
13.图5是表示图1的变压器的次级线圈的立体图。
14.图6是表示图1的变压器的次级线圈、铁芯以及基准电极的立体图。
15.图7是图6的次级线圈、铁芯以及基准电极的俯视图。
16.图8是表示图1的变压器的基准电极的立体图。
17.图9a是表示图1的变压器的初级线圈的立体图,图9b是沿着图9a的ixb-ixb线的截面图。
18.图10是表示图1的变压器的顶盖、底盖以及接头的立体图。
19.图11是表示其他实施方式的次级线圈的俯视图。
20.图12是表示另一实施方式的变压器的铁芯、初级线圈、次级线圈以及基准电极的立体图。
21.图13是表示图12的变压器的次级线圈以及基准电极的俯视图。
具体实施方式
22.以下,参照适当的附图,基于优选的实施方式详细地说明本发明。
23.图1是表示一实施方式的变压器2的立体图。在图1中,用箭头x表示的是该变压器2的前方,与其相反的方向是后方。用箭头y表示的是该变压器2的右方向,与其相反的方向是左方向。用箭头z表示的是该变压器2的上方,与其相反的方向是下方。该变压器2具备顶盖4、底盖6、接头8、铁芯10、初级线圈12以及次级线圈14。图2是表示从图1的变压器2中拆下了顶盖4、底盖6以及接头8的状态的俯视图。该变压器2还具备基准电极16。
24.如图1以及2所示,该变压器2具备两个铁芯10、两个次级线圈14以及两个初级线圈12。如后文所述,一个次级线圈14的输出电压与另一个次级线圈14的输出电压相互反向。因此,在本说明书中,两个次级线圈14中的一个被称为正向次级线圈14f,另一个被称为反向次级线圈14r。在此,将图1以及图2右侧的次级线圈14称为“正向”,但也可以将两个次级线圈14中的任一个称为“正向”。卷绕有正向次级线圈14f的铁芯10被称为正向铁芯10f,卷绕有反向次级线圈14r的铁芯10被称为反向铁芯10r。两个初级线圈12中的一个被称为第一初级线圈12a,另一个被称为第二初级线圈12b。
25.图3是图1的变压器2的等效电路。虽然在图1以及图2中未示出,但是该变压器2还具备正侧输入电极18、负侧输入电极20、第一整流元件22、第二整流元件24以及输出电极26。在图3的电路图中没有示出顶盖4、底盖6以及接头8。图3的电路图还示出了与该变压器2的正侧输入电极18以及负侧输入电极20连接的交流电源25和与该变压器2的输出电极26以及基准电极16连接的电容30和负载32。
26.图4a是表示图1的正向铁芯10f的立体图。正向铁芯10f呈外周面的轮廓和内周面的轮廓为矩形的环状。由此,正向铁芯10f具备相互相对且平行地延伸的第一柱部34以及第二柱部36、与它们垂直地延伸且相互相对且平行地延伸的第三柱部40以及第四柱部42。
27.如图4b所示,正向铁芯10f通过将半环状的第一半44和半环状的第二半46组合而形成。在第一半44和第二半46之间设置有间隙。换言之,正向铁芯10f具备两个切断部48。在该实施方式中,一个切断部48位于第一柱部34,而另一个切断部48位于第二柱部36。正向铁芯10f由磁性体构成。典型地,正向铁芯10f由铁氧体构成。正向铁芯10f也可以由非晶磁性体或硅钢构成。
28.反向铁芯10r具有与正向铁芯10f相同的构造。即,反向铁芯10r呈外周面的轮廓和内周面的轮廓为矩形的环状。由此,反向铁芯10r具备相互相对且平行地延伸的第一柱部50以及第二柱部52和与它们垂直地延伸且相互相对且平行地延伸的第三柱部54以及第四柱部56(参照后述的图6)。虽然未图示,但反向铁芯10r通过将半环状的第一半和半环状的第二半组合而形成。在第一半和第二半之间设置有间隙。反向铁芯10r具备两个切断部。在该实施方式中,一个切断部位于第一柱部50,另一个切断部位于第二柱部52。反向铁芯10r由磁性体构成。典型地,反向铁芯10r由铁氧体构成。反向铁芯10r也可以由非晶磁性体或硅钢构成。如图2所示,正向铁芯10f与反向铁芯10r并列配置。在俯视观察时,反向铁芯10r与正向铁芯10f平行地配置。
29.图5是表示正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r的立体图。图6是正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r与正向铁芯10f以及反向铁芯10r组合的立体图。图7是图6所示的正向次级线圈14f、反向次级线圈14r、正向铁芯10f以及反向铁芯10r的俯视图。此外,在图6和图7中还示出了基准电极16。
30.正向次级线圈14f由导电性材料(导电体)构成。正向次级线圈14f典型地由铜合金或铝合金构成。如图5所示,正向次级线圈14f具备第一卷绕部58、第二卷绕部60、连接部62、第一端子64以及第二端子66。第一卷绕部58以及第二卷绕部60具有卷绕有板状的导电体的构造。如图6以及7所示,第一卷绕部58卷绕在正向铁芯10f的第一柱部34的周围。第一卷绕部58覆盖第一柱部34的切断部48。第二卷绕部60卷绕在正向铁芯10f的第二柱部36的周围。第二卷绕部60覆盖第二柱部36的切断部48。另外,在本说明书中,“导电性”是指电阻率为
1.0
×
10-5
ω/m以下。
31.在该实施方式中,在正向铁芯10f与第一卷绕部58之间以及正向铁芯10f与第二卷绕部60之间存在间隙。虽然未图示,但在第一柱部34中,在第一卷绕部58与正向铁芯10f的外周面或内周面之间也可以存在热传导性的绝缘体。即,第一卷绕部58也可以在第一柱部34隔着热传导性的绝缘体与正向铁芯10f的外周面或内周面接触。在第二柱部36中,在第二卷绕部60与正向铁芯10f的外周面或内周面之间也可以存在热传导性的绝缘体。即,第二卷绕部60也可以在第二柱部36隔着热传导性的绝缘体与正向铁芯10f的外周面或内周面接触。另外,在本说明书中,“热传导性”是指热传导率为1.0w/m
·
k以上。
32.连接部62连接第一卷绕部58和第二卷绕部60。连接部62与正向铁芯10f的第三柱部40以及第四柱部42平行地延伸。第一端子64为板状。第一端子64从第二卷绕部60向前方突出。第二端子66为板状。第二端子66位于第一卷绕部58和第二卷绕部60之间。第二端子66、第一卷绕部58、连接部62、第二卷绕部60以及第一端子64按照该顺序串联连接。
33.如图5以及图7所示,第一卷绕部58的卷绕方向与第二卷绕部60的卷绕方向相反。由于第一柱部34与第二柱部36相对,因此第一柱部34内的磁通的方向与第二柱部36内的磁通的方向相反。因此,在正向铁芯10f内的磁通变化时,在第一卷绕部58中产生的感应电动势的方向与在第二卷绕部60中产生的感应电动势的方向相同。由感应电动势产生的正向次级线圈14f的第一端子64和第二端子66之间的电压是由第一卷绕部58产生的电压和由第二卷绕部60产生的电压之和。因此,在图3的电路图中,正向次级线圈14f被描绘为与第一卷绕部58对应的线圈和与第二卷绕部60对应的线圈串联连接的构造。
34.反向次级线圈14r由导电体构成。反向次级线圈14r典型地由铜合金或铝合金构成。如图5所示,反向次级线圈14r具备第三卷绕部68、第四卷绕部70、连接部72、第一端子74以及第二端子76。第三卷绕部68以及第四卷绕部70具有卷绕有板状的导电体的构造。如图6以及7所示,第三卷绕部68卷绕在反向铁芯10r的第一柱部50周围。第三卷绕部68覆盖第一柱部50的切断部。第四卷绕部70卷绕在反向铁芯10r的第二柱部52的周围。第四卷绕部70覆盖第二柱部52的切断部。
35.在该实施方式中,反向铁芯10r与第三卷绕部68之间、以及反向铁芯10r与第四卷绕部70之间存在间隙。虽然未图示,但在第一柱部50中,在第三卷绕部68与反向铁芯10r的外周面或内周面之间也可以存在热传导性的绝缘体。即,第三卷绕部68也可以在第一柱部50隔着热传导性的绝缘体与反向铁芯10r的外周面以及内周面接触。在第二柱部52中,在第四卷绕部70与反向铁芯10r的外周面或内周面之间也可以存在热传导性的绝缘体。即,第四卷绕部70也可以在第二柱部52隔着热传导性的绝缘体与反向铁芯10r的外周面以及内周面接触。
36.连接部72连接第三卷绕部68和第四卷绕部70。连接部72与反向铁芯10r的第三柱部54以及第四柱部56平行地延伸。第一端子74为板状。第一端子74从第四卷绕部70向前方突出。第二端子76为板状。第二端子76位于第三卷绕部68和第四卷绕部70之间。第二端子76、第三卷绕部68、连接部72、第四卷绕部70以及第一端子74按照该顺序串联连接。
37.如图5以及图7所示,第三卷绕部68的卷绕方向与第四卷绕部70的卷绕方向相反。由于第一柱部50与第二柱部52相对,因此第一柱部50内的磁通方向与第二柱部52内的磁通方向相反。因此,在反向铁芯10r内的磁通变化时,在第三卷绕部68中产生的感应电动势的
方向与在第四卷绕部70中产生的感应电动势的方向相同。由感应电动势产生的反向次级线圈14r的第一端子74与第二端子76之间的电压是由第三卷绕部68产生的电压和由第四卷绕部70产生的电压之和。因此,在图3的电路图中,反向次级线圈14r被描绘为与第三卷绕部68对应的线圈和与第四卷绕部70对应的线圈串联连接的构造。
38.如图6以及图7所示,在俯视观察时,反向次级线圈14r相对于正向次级线圈14f和在它们的中央前后延伸的线呈对称的形状。即,第一卷绕部58的卷绕方向与第三卷绕部68的卷绕方向相反。第二卷绕部60的卷绕方向与第四卷绕部70的卷绕方向相反。
39.图8是表示基准电极16的立体图。基准电极16由导电体构成。基准电极16典型地由铜合金或铝合金构成。基准电极16整体呈板状。如图6以及图7所示,在俯视观察时,基准电极16位于正向次级线圈14f和反向次级线圈14r之间。在俯视观察时,基准电极16位于正向铁芯10f和反向铁芯10r之间。如图8所示,基准电极16具备主部78、第一引出部80、第二引出部82、第一侧部84以及第二侧部86。
40.如图6以及图7所示,主部78在正向铁芯10f与反向铁芯10r之间在前后方向上延伸。主部78沿着正向铁芯10f的第四柱部42以及反向铁芯10r的第四柱部56延伸。主部78具备从正向铁芯10f与反向铁芯10r之间向外侧突出的突出部88。主部78嵌入底盖6中。因此,在图1中看不到主部78。主部78与底盖6直接接触。在主体78和底盖6之间可以存在热传导性的绝缘体。主部78可以隔着该绝缘体与底盖6接触。
41.第一引出部80、第二引出部82、第一侧部84以及第二侧部86从底盖6向上方突出。第一引出部80从主部78朝向正向次级线圈14f延伸。第一引线部80与正向次级线圈14f的第二端子66接触。由此,如图3的电路图所示,正向次级线圈14f与基准电极16连接。第二引出部82从主部78朝向反向次级线圈14r延伸。第二引线部82与反向次级线圈14r的第二端子76接触。由此,如图3的电路图所示,反向次级线圈14r与基准电极16连接。第一侧部84从主体78向上方延伸。如图6所示,第一侧部84沿着正向铁芯10f的第二柱部36延伸。虽然在图6中看不见,但是第二侧部86沿着反向铁芯10r的第二柱部52延伸。
42.图9a是表示第一初级线圈12a的立体图。图9b是沿着图9a的ixb-ixb线的截面图。第一初级线圈12a具备线圈架90和导线92。虽然未图示,但第一初级线圈12a还具备与导线92的一端连接的第一端子和与导线92的另一端连接的第二端子。线圈架90呈环状。在线圈架90的外周多重卷绕有导线92。图9b表示线圈架90的截面以及卷绕在线圈架90上的导线92的截面。导线92的典型材料是铜(cu)。
43.第二初级线圈12b与第一初级线圈12a同样地具备线圈架、导线、第一端子以及第二端子。第二初级线圈12b的线圈架是与第一初级线圈12a的线圈架90相同的构造。在线圈架的外周多重卷绕有导线。在该实施方式中,第二初级线圈12b中的导线的卷绕方向与第一初级线圈12a中的导线92的卷绕方向相反。
44.如图1以及图2所示,在该变压器2中,第一卷绕部58以及第三卷绕部68并列。以包围这些第一卷绕部58以及第三卷绕部68的方式配置有环状的第一初级线圈12a。换言之,第一初级线圈12a形成在第一卷绕部58以及第三卷绕部68的周围。
45.在图9中,双箭头c1表示第一初级线圈12a的宽度。在图5中,双箭头w1表示第一卷绕部58的宽度,双箭头w3表示第三卷绕部68的宽度。第一初级线圈12a的宽度c1与第一卷绕部58的宽度w1以及第三卷绕部68的宽度w3同等。第一初级线圈12a在第一卷绕部58的外侧,
在第一卷绕部58的实质上整个宽度方向上卷绕。第一初级线圈12a在第三卷绕部68的外侧,在第三卷绕部68的实质上整个宽度方向上卷绕。另外,在本说明书中,“两个宽度同等”是指这些宽度的比为0.80以上1.25以下。
46.如图1以及图2所示,在该变压器2中,第二卷绕部60以及第四卷绕部70并列。以包围这些第二卷绕部60以及第四卷绕部70的方式配置有环状的第二初级线圈12b。换言之,第二初级线圈12b形成在第二卷绕部60以及第四卷绕部70的周围。
47.在图5中,双箭头w2表示第二卷绕部60的宽度,双箭头w4表示第四卷绕部70的宽度。第二初级线圈12b的宽度与第二卷绕部60的宽度w2以及第四卷绕部70的宽度w4同等。第二初级线圈12b在第二卷绕部60的外侧,在第二卷绕部60的实质上整个宽度方向上卷绕。第二初级线圈12b在第四卷绕部70的外侧,在第四卷绕部70的实质上整个宽度方向上卷绕。
48.另外,在图3的电路图中,以与“第一初级线圈12a卷绕在第一卷绕部58以及第三卷绕部68的外侧”的构造在逻辑上等效的方式,将第一初级线圈12a描绘为卷绕在正向铁芯10f上的线圈和卷绕在反向铁芯10r上的线圈并联连接的构造。以与“第二初级线圈12b卷绕在第二卷绕部60以及第四卷绕部70的外侧”的构造在逻辑上等效的方式,将第二初级线圈12b描绘为卷绕在正向铁芯10f上的线圈和卷绕在反向铁芯10r上的线圈并联连接的构造。
49.如图3所示,在第一初级线圈12a中,第一端子与正侧输入电极18连接,第二端子与负侧输入电极20连接。在第二初级线圈12b中,第一端子与正侧输入电极18连接,第二端子与负侧输入电极20连接。在正侧输入电极18和负侧输入电极20之间的电压变化时,以第一初级线圈12a和第二初级线圈12b相对于正向铁芯10f产生相同方向的磁场的方式决定它们与正侧输入电极18和负侧输入电极20的连接方法。在正侧输入电极18和负侧输入电极20之间的电压变化时,以第一初级线圈12a和第二初级线圈12b相对于反向铁芯10r产生相同方向的磁场的方式决定它们与正侧输入电极18和负侧输入电极20的连接方法。在正侧输入电极18和负侧输入电极20之间的电压变化时,在正向铁芯10f和反向铁芯10r上产生相同方向的磁场(例如,从图1的右侧观察这些铁芯10时,相同的右旋的磁场)。
50.如图3所示,第一整流元件22的第一端子与正向次级线圈14f的第一端子64连接。第二整流元件24的第一端子与反向次级线圈14r的第一端子74连接。第一整流元件22的第二端子以及第二整流元件24的第二端子均与输出电极26连接。在该实施方式中,第一整流元件22以及第二整流元件24均是二极管。整流元件也可以是mosfet等开关元件。在这种情况下,使两个开关元件的一个为导通状态,使另一个为截止状态,切换它们导通和截止。如上所述,在图1中未示出第一整流元件22、第二整流元件24和输出电极26。
51.顶盖4从上部覆盖两个铁芯10、两个次级线圈14以及两个初级线圈12。顶盖4由非磁性体且热传导性的金属或非磁性体且热传导性的陶瓷构成。作为优选的顶盖4的材质,可例示铝合金、氧化铝、氧化镁。顶盖4也可以在内部具有冷却液。典型的冷却液是水。
52.在底盖6上载置有两个铁芯10、两个次级线圈14以及两个初级线圈12。如上所述,基准电极16的主部78嵌入到底盖6中。底盖6由导热性的材质构成。在该实施方式中,底盖6为导电性,与基准电极16连接。作为优选的底盖6的材质,例示有铝合金。底盖6可以由绝缘性的材料构成。底盖6也可以在内部具有冷却液。典型的冷却液是水。
53.图10示出顶盖4、底盖6以及接头8。在该实施方式中,存在两个接头8。各个接头8位于顶盖4和底盖6之间。接头8连接顶盖4和底盖6。接头8由非磁性体且热传导性的金属或非
磁性体且热传导性的陶瓷构成。作为优选的接头8的材质,可以例示铝合金、氧化铝、氧化镁。接头8也可以在内部具有冷却液。典型的冷却液是水。
54.以下,说明本变压器2的动作。
55.如图3所示,在该实施方式中,在变压器2的正侧输入电极18和负侧输入电极20之间连接有交流电源25。例如,在正侧输入电极18的电压相对于负侧输入电极20的电压向变高的方向变化时,流过第一初级线圈12a以及第二初级线圈12b的电流量变化,在正向铁芯10f和反向铁芯10r中磁通变化。在正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r中产生感应电动势。由于正向次级线圈14f和反向次级线圈14r的卷绕方法相反,所以在正向次级线圈14f和反向次级线圈14r中产生相反方向的电压。正向电压被附加到第一整流元件22和第二整流元件24中的一个,而反向电压被附加到另一个。由此,例如,第一整流元件22成为导通状态,第二整流元件24成为截止状态。正向次级线圈14f的输出电压出现在输出电极26上。反向次级线圈14r与输出电极26成为绝缘状态,在反向次级线圈14r中蓄积由感应电动势产生的能量。
56.接着,在正侧输入电极18的电压相对于负侧输入电极20的电压向变低的方向变化时,在正向铁芯10f以及反向铁芯10r中,产生与上述相反的磁通变化。在正向次级线圈14f和反向次级线圈14r中产生的电压的方向与上述相反。反向电压被附加到第一整流元件22,正向电压被附加到第二整流元件24。反向次级线圈14r的输出电压出现在输出电极26上。此时,由于由感应电动势的能量和上次蓄积的能量,产生高电压。正向次级线圈14f与输出电极26成为绝缘状态,在正向次级线圈14f中蓄积由感应电动势产生的能量。
57.在该变压器2中,在正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r中,从一个次级线圈14向输出电极26输出电压,在另一个次级线圈14中蓄积能量。在正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r中的每一个中,重复对输出电极26的输出和能量的蓄积。该电路作为单相全波整流器而动作。
58.以下,对本实施方式的作用效果进行说明。
59.在本发明的变压器2中,正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r共同连接的基准电极16呈板状。在反复能量的蓄积和放出的正向次级线圈14f、反向次级线圈14r、正向铁芯10f以及反向铁芯10r中,容易引起发热。在板状的基准电极16中,能够容易地增大有助于热传导的截面积以及有助于散热的表面积。该基准电极16有效地有助于来自铁芯10以及次级线圈14的热的排出。在该变压器2中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
60.在该实施方式中,基准电极16位于正向铁芯10f与反向铁芯10r之间,且位于正向次级线圈14f与反向次级线圈14r之间。通过使板状的基准电极16位于正向铁芯10f和反向铁芯10r之间,且位于正向次级线圈14f和反向次级线圈14r之间,能够有效地排出来自它们的发热。在该变压器2中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
61.在该实施方式中,基准电极16具备从正向铁芯10f和反向铁芯10r之间向外侧突出的突出部88。突出部88有效地促进了基准电极16处的散热。在该变压器2中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。另外,由于该突出部88从两个铁芯10以及两个次级线圈14离开而延伸,所以不会成为基准电极16的电感增加的主要原因。在该基准电极16中,实现了低电感。
62.在该实施方式中,基准电极16的主部78沿着正向铁芯10f的第四柱部42以及反向
铁芯10r的第四柱部56延伸。流过基准电极16的主部78的电流与正向铁芯10f的磁通方向以及反向铁芯10r的磁通方向成为平行。基准电极16的电流不影响正向铁芯10f的磁通以及反向铁芯10r的磁通。在该变压器2中,实现了高的功率密度。
63.在该实施方式中,正向铁芯10f在第一柱部34和第二柱部36上具备切断部48。第一柱部34的切断部48被正向次级线圈14f的第一卷绕部58覆盖。第二柱部36的切断部48被正向次级线圈14f的第二卷绕部60覆盖。由此,能够有效地抑制正向铁芯10f处的磁通泄漏。同样地,反向铁芯10r的第一柱部50的切断部被反向次级线圈14r的第三卷绕部68覆盖。反向铁芯10r的第二柱部52的切断部被反向次级线圈14r的第四卷绕部70覆盖。由此,能够有效地抑制反向铁芯10r处的磁通泄漏。在该变压器2中,实现了高的功率密度。
64.在该实施方式中,正向次级线圈14f的连接部62与正向铁芯10f的第三柱部40以及第四柱部42平行地延伸。流过连接部62的电流与正向铁芯10f的磁通方向成为平行。连接部62的电流不影响正向铁芯10f的磁通。在该变压器2中,实现了高的功率密度。
65.在该实施方式中,反向次级线圈14r的连接部72与反向铁芯10r的第三柱部54以及第四柱部56平行地延伸。流过连接部72的电流与反向铁芯10r的磁通方向成为平行。连接部72的电流不影响反向铁芯10r的磁通。在该变压器2中,实现了高的功率密度。
66.在该实施方式中,第一初级线圈12a在第一卷绕部58的外侧,在第一卷绕部58的实质上整个宽度方向上卷绕。第一初级线圈12a在第三卷绕部68的外侧,在第三卷绕部68的实质上整个宽度方向上卷绕。由此,实现了第一初级线圈12a与正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r的高耦合系数。在该变压器2中,实现了高的功率密度。
67.在该实施方式中,第二初级线圈12b在第二卷绕部60的外侧,在第二卷绕部60的实质上整个宽度方向上卷绕。第二初级线圈12b在第四卷绕部70的外侧,在第四卷绕部70的实质上整个宽度方向上卷绕。由此,实现了第二初级线圈12b与正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r的高耦合系数。在该变压器2中,实现了高的功率密度。
68.正向铁芯10f和正向次级线圈14f优选隔着热传导性的绝缘体接触。这样,正向铁芯10f处的发热经由正向次级线圈14f有效地排出。优选地,反向铁芯10r和反向次级线圈14r隔着热传导性的绝缘体接触。这样,反向铁芯10r处的发热经由反向次级线圈14r有效地排出。在该变压器2中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
69.在该实施方式中,顶盖4以及底盖6均由热传导性的材料形成。顶盖4以及底盖6有效地排出来自铁芯10以及次级线圈14的热。此外,设有连接顶盖4以及底盖6的接头8。接头8由热传导性的材料形成。该接头8有效地有助于热的排出。在该变压器2中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
70.优选地,顶盖4、底盖6以及接头8中的至少一个包含冷却液。由此,能够更有效地排出热。在该变压器2中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
71.在该实施方式中,在俯视观察时,正向铁芯10f和反向铁芯10r以成为平行的方式并列,第一卷绕部58和第三卷绕部68并列,第二卷绕部60和第四卷绕部70并列。由此,能够将覆盖第一卷绕部58和第三卷绕部68的第一初级线圈12a形成得小。可以将覆盖第二卷绕部60和第四卷绕部70的第二初级线圈12b形成得小。在该变压器2中,达成了小型化。
72.在该实施方式中,在俯视观察时,正向次级线圈14f和反向次级线圈14r相对于在它们的中央前后延伸的线呈对称的形状。由此,来自正向次级线圈14f的输出电压和来自反
向次级线圈14r的输出电压成为高精度反向的波形。进而,如图2所示,在该变压器2中,在俯视观察时,在将正向铁芯10f、反向铁芯10r、第一初级线圈12a、第二初级线圈12b、正向次级线圈14f以及反向次级线圈14r组合的状态下,它们成为左右对称的形状。由此,来自正向次级线圈14f的输出电压和来自反向次级线圈14r的输出电压成为更高精度反向的波形。在该变压器2中,能够进行高精度的全波整流。
73.在所述实施方式中,正向铁芯10f以及正向次级线圈14f的对和反向铁芯10r以及反向次级线圈14r的对在俯视观察时并列配置。也可以不将正向铁芯10f以及正向次级线圈14f的对和反向铁芯10r以及反向次级线圈14r的对并列配置。例如,也可以以正向铁芯10f和反向铁芯10r成为垂直的方式配置它们。在该变压器2中,能够以成为适合于接地的场所的形状的方式,确定正向铁芯10f以及正向次级线圈14f的对和反向铁芯10r以及反向次级线圈14r的对的配置位置。
74.图11是表示其他实施方式的变压器94的次级线圈96的俯视图。如图11所示,正向次级线圈96f以及反向次级线圈96r分别在连接部100具备弯折98。正向次级线圈96f以及反向次级线圈96r由于流过大电流而容易发热。正向次级线圈96f以及反向次级线圈96r可能由于热膨胀而引起变形。当正向次级线圈96f或反向次级线圈96r变形时,这可能引起与周围的构成部件接触。在设置有弯折98的次级线圈96中,弯折98因热膨胀而变形,由此抑制其他部分的变形。另外,设置弯折98的位置不限于连接部100。也可以在连接部100以外的部分设置弯折98。
75.图12是表示另一实施方式的变压器110的铁芯112、初级线圈114、次级线圈116以及基准电极118的立体图。虽然未图示,但该变压器110还具备覆盖它们的罩。在图12中,用箭头x表示的是该变压器110的前方,与其相反的方向是后方。用箭头y表示的是该变压器110的右方向,与其相反的方向是左方向。用箭头z表示的是该变压器110的上方,与其相反的方向是下方。图13是表示图12的次级线圈116以及基准电极118的俯视图。
76.如图12以及13所示,该变压器110具备两个铁芯112、两个次级线圈116、两个初级线圈114以及两个基准电极118。铁芯112和初级线圈114分别与图1的变压器2的铁芯10和初级线圈12相同。两个次级线圈116中的一个被称为正向次级线圈116f,另一个被称为反向次级线圈116r。与正向次级线圈116f连接的基准电极118被称为正向基准电极118f,与反向次级线圈116r连接的基准电极118被称为反向基准电极118r。
77.如图13所示,正向次级线圈116f具备第一卷绕部120、第二卷绕部122、连接部124、第一端子126以及第二端子128。第一卷绕部120以及第二卷绕部122具有卷绕有板状的导电体的构造。第一卷绕部120卷绕在正向铁芯112f的第一柱部130的周围。虽然未图示,但第一卷绕部120覆盖第一柱部130的切断部。第二卷绕部122卷绕在正向铁芯112f的第二柱部134的周围。第二卷绕部122覆盖第二柱部134的切断部。
78.连接部124连接第一卷绕部120和第二卷绕部122。连接部124与正向铁芯112f的第三柱部136及第四柱部138平行地延伸。连接部124呈板状。连接部124以左右方向(从正向次级线圈116f朝向反向次级线圈116r的方向)为宽度方向,向从第一卷绕部120朝向第二卷绕部122的方向延伸。
79.第一端子126呈板状。第一端子126从第二卷绕部122向前方突出。第二端子128呈板状。第二端子128位于第一卷绕部120和第二卷绕部122之间。第二端子128、第一卷绕部
120、连接部124、第二卷绕部122以及第一端子126按照该顺序串联连接。
80.如图13所示,反向次级线圈116r具备第三卷绕部140、第四卷绕部142、连接部144、第一端子146以及第二端子148。第三卷绕部140以及第四卷绕部142具有卷绕有板状的导电体的构造。如图12所示,第三卷绕部140卷绕在反向铁芯112r的第一柱部150的周围。虽然未图示,但第三卷绕部140覆盖第一柱部150的切断部。第四卷绕部142卷绕在反向铁芯112r的第二柱部152的周围。第四卷绕部142覆盖第二柱部152的切断部。
81.连接部144连接第三卷绕部140和第四卷绕部142。连接部144与反向铁芯112r的第三柱部154以及第四柱部156平行地延伸。连接部144呈板状。连接部144以左右方向(从正向次级线圈116f朝向反向次级线圈116r的方向)为宽度方向,向从第三卷绕部140朝向第四卷绕部142的方向延伸。
82.第一端子146为板状。第一端子146从第四卷绕部142向前方突出。第二端子148为板状。第二端子148位于第三卷绕部140和第四卷绕部142之间。第二端子148、第三卷绕部140、连接部144、第四卷绕部142以及第一端子146按照该顺序串联连接。
83.如图13所示,正向基准电极118f位于第一卷绕部120和第二卷绕部122之间。正向基准电极118f从第一卷绕部120和第二卷绕部122之间朝向该变压器110的外侧突出。正向基准电极118f呈板状。正向基准电极118f与正向次级线圈116f的第二端子128接触。在该实施方式中,正向基准电极118f与第二端子128一体形成。
84.如图13所示,反向基准电极118r位于第三卷绕部140和第四卷绕部142之间。反向基准电极118r从第三卷绕部140和第四卷绕部142之间朝向该变压器110的外侧突出。反向基准电极118r呈板状。反向基准电极118r与反向次级线圈116r的第二端子148接触。在该实施方式中,反向基准电极118r与第二端子148一体形成。
85.如图12以及13所示,在该变压器110中具备两个基准电极118。它们均与外部负载的相同端子连接。正向基准电极118f和反向基准电极118r在该变压器110的外侧连接。该变压器110的电路在使用时与图3所示的电路图等效。
86.在本发明的变压器110中,正向次级线圈116f所连接的正向基准电极118f呈板状。进而,反向次级线圈116r所连接的反向基准电极118r也呈板状。在板状的基准电极118中,能够容易地增大有助于热传导的截面积和有助于散热的表面积。这些基准电极118有效地有助于来自铁芯112以及次级线圈116的热的排出。在该变压器110中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
87.在该实施方式中,变压器110具备正向基准电极118f和反向基准电极118r。它们在变压器110的内部不连接。例如在存在装置的壳体那样大的基准电极(接地)的情况下,能够容易地将正向基准电极118f和反向基准电极118r与该基准电极连接。由于正向基准电极118f和反向基准电极118r在变压器110的内部不连接,所以该变压器110的构造简单。该变压器110可以实现得小。
88.在该实施方式中,正向次级线圈116f的连接部124呈板状。该连接部124有助于热的排出。该连接部124将从正向次级线圈116f朝向反向次级线圈116r的方向作为宽度方向。通过调整正向次级线圈116f和反向次级线圈116r之间的间隔,也能够调整连接部124的宽度。在该变压器110中,能够容易地调整热的排出性能。在该变压器110中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
89.在该实施方式中,反向次级线圈116r的连接部144呈板状。该连接部144有助于热的排出。该连接部144将从正向次级线圈116f朝向反向次级线圈116r的方向作为宽度方向。通过调整正向次级线圈116f和反向次级线圈116r之间的间隔,也能够调整连接部144的宽度。在该变压器110中,能够容易地调整热的排出性能。在该变压器110中,以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升。
90.如以上说明,根据本发明,能够提供一种以简单的构成来抑制由发热引起的温度上升的电流倍增器型的变压器。由此可知,本变压器的优越性非常明显。
91.以上说明的变压器用于ac-dc变换器、dc-dc变换器等各种电气设备。
92.[公开项目]以下项目是优选的实施方式的公开。
[0093]
[项目1]一种变压器,其具备正侧输入电极、负侧输入电极、输出电极、一个或两个以上的基准电极、正向铁芯、反向铁芯、第一初级线圈、第二初级线圈、正向次级线圈、反向次级线圈、第一整流元件以及第二整流元件,该变压器的特征在于,在所述第一初级线圈中,第一端子与所述正侧输入电极连接,第二端子与所述负侧输入电极连接,在所述第二初级线圈中,第一端子与所述正侧输入电极连接,第二端子与所述负侧输入电极连接,在所述正向次级线圈中,第一端子与所述第一整流元件的第一端子连接,第二端子与任一个基准电极连接,在所述反向次级线圈中,第一端子与所述第二整流元件的第一端子连接,第二端子与任一个基准电极连接,所述第一整流元件的第二端子以及所述第二整流元件的第二端子与所述输出电极连接,所述正向次级线圈均具备卷绕在所述正向铁芯上的第一卷绕部和第二卷绕部,所述反向次级线圈均具备卷绕在所述反向铁芯上的第三卷绕部和第四卷绕部,所述第一初级线圈形成在所述第一卷绕部以及所述第三卷绕部的周围,所述第二初级线圈形成在所述第二卷绕部以及所述第四卷绕部的周围,所述基准电极均呈板状,在所述正侧输入电极和所述负侧输入电极之间的电压变动时,以在所述正向次级线圈的第一端子和所述反向次级线圈的第一端子上产生相互反向的电压的方式,来决定所述第一初级线圈、所述第二初级线圈、所述第一卷绕部、所述第二卷绕部、所述第三卷绕部以及所述第四卷绕部的卷绕方向,所述第一整流元件以及所述第二整流元件中的一个成为导通状态而另一个成为截止状态,由此,从所述输出电极输出所述正向次级线圈的第一端的电压以及所述反向次级线圈的第一端的电压中的任一个。
[0094]
[项目2]根据项目1所述的变压器,所述正向铁芯具有切断部,
所述第一卷绕部或第二卷绕部以覆盖该切断部的方式卷绕在所述正向铁芯上。
[0095]
[项目3]根据项目1或2所述的变压器,所述正向铁芯呈外周面的轮廓和内周面的轮廓为矩形的环状,由此,所述正向铁芯具备相互相对且平行地延伸的第一柱部以及第二柱部和相互相对且平行地延伸的第三柱部以及第四柱部,所述第一卷绕部卷绕在所述第一柱部上,所述第二卷绕部卷绕在所述第二柱部上。
[0096]
[项目4]根据项目3所述的变压器,所述正向次级线圈还具备连接所述第一卷绕部和所述第二卷绕部的连接部,所述连接部与所述第三柱部以及第四柱部平行地延伸。
[0097]
[项目5]根据项目4所述的变压器,所述连接部呈板状。
[0098]
[项目6]根据项目3~5中任一项所述的变压器,所述基准电极的数量为1,所述基准电极具备主部、与所述正向次级线圈的第二端子连接的第一引出部以及与所述反向次级线圈的第二端子连接的第二引出部,所述主部沿着所述第四柱部延伸。
[0099]
[项目7]根据项目1~6中任一项所述的变压器,所述基准电极的数量为1,所述基准电极在俯视观察时,位于所述正向铁芯和所述反向铁芯之间,且位于所述正向次级线圈和所述反向次级线圈之间。
[0100]
[项目8]根据项目7所述的变压器,所述基准电极具备从所述正向铁芯和所述反向铁芯之间向外侧突出的突出部。
[0101]
[项目9]根据项目1~5中任一项所述的变压器,具备正向基准电极和反向基准电极,所述正向次级线圈的第二端子与正向基准电极连接,所述反向次级线圈的第二端子与所述反向基准电极连接,所述正向基准电极从所述第一卷绕部和所述第二卷绕部之间向外侧突出,所述反向基准电极从所述第三卷绕部和所述第四卷绕部之间向外侧突出。
[0102]
[项目10]根据项目1~9中任一项所述的变压器,所述正向次级线圈具备弯折。
[0103]
[项目11]根据项目1~10中任一项所述的变压器,所述第一卷绕部以及第二卷绕部均呈卷绕有板状的导电体的形状,所述第一初级线圈在所述第一卷绕部的外侧,在所述第一卷绕部的实质上整个宽度方向上卷绕,所述第二初级线圈在所述第二卷绕部的外侧,在所述第二卷绕部的实质上整个宽度方向上卷绕。
[0104]
[项目12]根据项目1~11中任一项所述的变压器,所述正向铁芯和所述正向次级线圈隔着热传导性的绝缘体接触。
[0105]
[项目13]根据项目1~12中任一项所述的变压器,在俯视观察时,所述正向铁芯和所述反向铁芯以成为平行的方式并列,所述第一卷绕部和所述第三卷绕部并列,所述第二卷绕部和所述第四卷绕部并列。
[0106]
[项目14]根据项目13所述的变压器,在俯视观察时,所述正向次级线圈和所述反向次级线圈呈对称的形状。
[0107]
[项目15]根据项目1~14中任一项所述的变压器,还具备由热传导性的材质构成的顶盖、由热传导性的材质构成的底盖以及由热传导性的材质构成的接头,所述正向铁芯、所述反向铁芯、所述第一初级线圈、所述第二初级线圈、所述正向次级线圈以及反向次级线圈位于所述顶盖和所述底盖之间,所述顶盖和所述底盖通过所述接头连接。
[0108]
[项目16]根据项目15所述的变压器,所述顶盖、所述底盖以及所述接头的至少一个在其内部具有冷却液。
[0109]
[项目17]根据项目15或16所述的变压器,所述底盖为导电性,与所述基准电极连接。
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