变压器及具备该变压器的电力转换器制造技术

变压器(1)具备：铁芯(10)，其形成磁路，并且至少一部分设置有间隙(11)；绕线架(20)，其被安装于该铁芯(10)；第一绕组(31)，其被成两层以上进行卷绕，所述两层以上包括被卷绕在该绕线架(20)的离间隙(11)最近的一侧的层(31a)和被卷绕在比该层(31a)离间隙(11)远的一侧的层(31b)；和第二绕组(32)，其包括被卷绕在第一绕组(31)侧的层(31a)与层(31b)之间的第二绕组(32)侧的层(32a)，与第一绕组(31)绝缘，所述第一绕组(31)的层(31a)与层(31b)被串联连接。

Transformers and power converters equipped with them

The transformer (1) has: an iron core (10), which forms a magnetic circuit, and at least part of it is provided with a gap (11); a winding frame (20), which is mounted on the iron core (10); a first winding (31), which is wound up in more than two layers, the two layers above which include a layer (31a) winded on the nearest side of the clearance (11) of the winding frame (20) and a layer (31a) winded on the side far from the clearance (11) of the winding frame (31a). Layer (31b); and second winding (32), comprising layer (32a) on the second winding (32) side winded between layer (31a) on the first winding (31) side and layer (31b), are insulated from the first winding (31), and layer (31a) of the first winding (31) is connected in series with layer (31b).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变压器及具备该变压器的电力转换器
本专利技术涉及变压器(transformer)及具备该变压器的电力转换器，特别是涉及具有适合于绝缘型转换器等电力转换器的绕组结构的变压器及具备该变压器的电力转换器。
技术介绍
作为高效率的绝缘型转换器，实际使用了LLC(逻辑链路控制)电流谐振转换器。近年来，出现了如下的情况：LLC被用于如太阳光功率调节器等那样要求宽范围的电压变动的转换器。在该情况下，为了应对宽的输入输出电压范围，LLC的励磁电流需要设计成较大。为了增大励磁电流，需要减小变压器的励磁电感，存在变压器的间隙增大的倾向。此外，提出有漏感低、可抑制浪涌电压的产生并能够减少噪声的变压器(例如，参照专利文献1)。并且，还提出有减少涡流损耗并减少发热的变压器(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-62399号公报专利文献2：日本特开2010-232272号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1所述的变压器的绕组结构中，层叠的各绕组层被并联连接。因此，存在这样的课题：在变压器的铁芯间隙大的情况下，来自该间隙的泄漏磁通使并联绕组之间产生电流波动，一部分绕组异常发热。另一方面，在专利文献2所述的变压器中，需要将两处铁芯间隙设置在各个泄漏磁通因磁干扰而彼此消除那样的地方。鉴于以往技术的这样的课题，本专利技术的目的在于，提供利用简单的结构而无需在两处设置铁芯间隙就能够抑制来自铁芯间隙的泄漏磁通导致的绕组的异常发热的变压器及具备那样的变压器的电力转换器。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术的变压器的特征在于，所述变压器具备：铁芯，其形成磁路，并且至少一部分设置有空隙；绕线架，其被安装于所述铁芯；第一绕组，其被分成两层以上进行卷绕，所述两层以上包括被卷绕在所述绕线架的离所述空隙最近的一侧的第一绕组第一层和被卷绕在比所述第一绕组第一层离所述空隙远的一侧的第一绕组第二层；和第二绕组，其包括被卷绕在所述第一绕组第一层与所述第一绕组第二层之间的第二绕组第一层，与所述第一绕组绝缘，所述第一绕组第一层与所述第一绕组第二层被串联连接。这里，第一绕组也可以是包括第一绕组第一层和第一绕组第二层以外的层的三层以上，第二绕组也可以是包括第二绕组第一层以外的层的两层以上。例如，铁芯具有两个外脚和中脚，在该中脚设置有空隙的情况下，绕线架的最内侧的绕组层相当于第一绕组第一层。相反地，在两个外脚分别设置有空隙的情况下，绕线架的最外侧的绕组层相当于第一绕组第一层。根据这样的结构的变压器，即使来自空隙的泄漏磁通在第一绕组与第二绕组之间交链，也不会产生环电流，因此，可抑制绕组的异常发热。在本专利技术的变压器中，也可以这样：所述第二绕组也被分成两层以上进行卷绕，所述第一绕组的各层与所述第二绕组的各层被交替地层叠在所述绕线架上，所述第一绕组的各层和所述第二绕组的各层分别被串联连接。根据这样的结构的变压器，层叠的层越多，表示变压器的第一绕组和第二绕组的结合程度的结合系数越高，因此，可减小漏感。在本专利技术的变压器中，也可以这样：所述第一绕组的各层和所述第二绕组的各层被交替地层叠在所述绕线架上，在所述第一绕组中，第一绕组特定层和比该第一绕组特定层离所述空隙近的一侧的各层被串联连接，并且所述第一绕组特定层和比该第一绕组特定层离所述空隙远的一侧的各层被并联连接，在所述第二绕组中，第二绕组特定层和比该第二绕组特定层离所述空隙近的一侧的各层被串联连接，并且所述第二绕组特定层和比该第二绕组特定层离所述空隙远的一侧的各层被并联连接。根据这样的结构的变压器，来自空隙的泄漏磁通的影响减少，并能够进一步增大变压器的结合系数。在本专利技术的变压器中，优选的是，在所述绕线架设置有绕组保持部，所述绕组保持部对所述第一绕组或所述第二绕组的各层之间的串联连接线进行保持。根据这样的结构的变压器，由于将作为各自分开的绕组的各层串联连接起来无需焊接等的连接，因此，能够减少工时和空间。在本专利技术的变压器中，优选的是，所述第一绕组的各层之间的线的出入口与所述第二绕组的各层之间的线的出入口被分离地配置。根据这样的结构的变压器，能够防止第一绕组与第二绕组之间的绝缘破坏。另外，具备上述的任一变压器的电力转换器也是本专利技术的范畴。专利技术效果根据本专利技术的变压器，即使来自空隙的泄漏磁通在第一绕组与第二绕组之间交链，也不会产生环电流，因此，可抑制绕组的异常发热。此外，根据具备本专利技术的变压器的电力转换器，能够应对宽的输入输出电压范围。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施方式的变压器1的概观结构的剖视图。图2是示出变压器1的绕组部30的具体情况的剖视图。图3是示出变压器1的第一绕组31和第二绕组32的各层之间的电连接的剖视图。图4是示出以往的变压器101的第一绕组31和第二绕组32的各层之间的电连接的剖视图。图5是例示变压器1的来自间隙11的泄漏磁通Φ的剖视图。图6是例示以往的变压器101的泄漏磁通Φ的影响的剖视图。图7是例示变压器1的泄漏磁通Φ的影响的剖视图。图8是例示变压器1和以往的变压器101动作时的绕组的温度上升的图表。图9是例示本专利技术的第二实施方式的变压器1A的第一绕组31和第二绕组32的各层之间的电连接的剖视图。图10是示出本专利技术的第三实施方式的变压器1B的概观结构及第一绕组31和第二绕组32的各层之间的电连接的剖视图。图11是示出本专利技术的第四实施方式的变压器1C的概观结构的剖视图。图12是示出变压器1C的第一绕组31的各层之间的电连接的剖视图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的几个实施方式进行说明。<第一实施方式>1.1概略结构图1是示出本专利技术的第一实施方式的变压器1的概观结构的剖视图。图2是示出变压器1的绕组部30的具体情况的剖视图。如图1所示，变压器1具备：铁芯10，其形成磁路，并且在中脚10b设置有间隙11；绕线架(卷绕框)20，其被安装于该铁芯10的中脚10b；和绕组部30，其被分成多层地卷绕在该绕线架20上。铁芯10具有一个中脚10b和从该中脚10b分支成两个的外脚10a、10c(在需要的情况下分别称为左脚10a、右脚10c来区别)，其中，在中脚10b设置有间隙11。设置该间隙11是用于防止铁芯10的磁饱和、或调整变压器1的励磁电感，但也可以不设置在中脚10b。可将例如两个E型铁芯组合起来构成铁芯10，但需要将与中脚对应的部分缩短相当于间隙11的间隔G的长度。在该情况下，既可以例如将与两方的E型铁芯的外脚对应的部分分别各缩短相当于间隙间隔G的1/2的长度，也可以仅将与一方的E型铁芯的外脚对应的部分缩短相当于间隙间隔G的长度。另外，铁芯10的材质是一般的材质即可。如图2所示，被电绝缘的第一绕组31的各层和第二绕组32的各层以交替层叠的方式被卷绕在绕线架20上。具体而言，从绕线架20的内侧(离间隙11近的一侧)起按下面的顺序卷绕。1)第一绕组31的层31a2)第二绕组32的层32a3)第一绕组31的层31b4)第二绕组32的层32b5)第一绕组31的层31c但是，并非限于第一绕组31为三层、第二绕组32为两层的共计五层。另外，在该情况下，按离间隙11近的顺序，关于第一绕组31，层31a相当于本专利技术的“第一绕组第一层”，层31b相当于“第一绕组第二层”。关于第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器，其特征在于，所述变压器具备：铁芯，其形成磁路，并且至少一部分设置有空隙；绕线架，其被安装于所述铁芯；第一绕组，其被分成两层以上进行卷绕，所述两层以上包括被卷绕在所述绕线架的离所述空隙最近的一侧的第一绕组第一层和被卷绕在比所述第一绕组第一层离所述空隙远的一侧的第一绕组第二层；和第二绕组，其包括被卷绕在所述第一绕组第一层与所述第一绕组第二层之间的第二绕组第一层，与所述第一绕组绝缘，所述第一绕组第一层与所述第一绕组第二层被串联连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.12 JP 2016-2006941.一种变压器，其特征在于，所述变压器具备：铁芯，其形成磁路，并且至少一部分设置有空隙；绕线架，其被安装于所述铁芯；第一绕组，其被分成两层以上进行卷绕，所述两层以上包括被卷绕在所述绕线架的离所述空隙最近的一侧的第一绕组第一层和被卷绕在比所述第一绕组第一层离所述空隙远的一侧的第一绕组第二层；和第二绕组，其包括被卷绕在所述第一绕组第一层与所述第一绕组第二层之间的第二绕组第一层，与所述第一绕组绝缘，所述第一绕组第一层与所述第一绕组第二层被串联连接。2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述第二绕组也被分成两层以上进行卷绕，所述第一绕组的各层与所述第二绕组的各层被交替地层叠在所述绕线架上，所述第一绕组的各层和所述第二绕组的各层分别被串联连接。3.根据权利要求2所述的变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：西川武男，横井都司如，俵木隆圭，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP