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公開番号2025021008
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124685
出願日2023-07-31
発明の名称トランス
出願人国立大学法人信州大学
代理人個人
主分類H01F 37/00 20060101AFI20250205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】低磁気結合でありながら交流抵抗の小さなトランスを提供することを目的とする。
【解決手段】トランス1は、一次巻線2と、二次巻線3と、一次巻線2と二次巻線3とが間を開けて巻回されている中央脚部71、並びに、一次巻線2及び二次巻線3の外周側に設けられている側脚部72を有するコア7とを備え、一次巻線2の巻線材表面の少なくとも一部に接して配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第1磁性部材21と、二次巻線3の巻線材表面の少なくとも一部に接して配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第2磁性部材31と、一次巻線2と二次巻線3との間に配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第3磁性部材4とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一次巻線と、
二次巻線と、
前記一次巻線と前記二次巻線とが間を開けて巻回されている中央脚部、並びに、前記一次巻線及び前記二次巻線の外周側に設けられている側脚部を有するコアとを備えるトランスであって、
前記一次巻線の巻線材表面の少なくとも一部に接して配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第１磁性部材と、
前記二次巻線の巻線材表面の少なくとも一部に接して配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第２磁性部材と、
一次巻線と二次巻線との間に配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第３磁性部材とを、備えることを特徴とするトランス。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記一次巻線の巻線材表面に接してその巻線材表面を覆うように前記第１磁性部材が層状に付されていて隣接し合う層状の前記第１磁性部材同士が接触しないように設けられており、
前記二次巻線の巻線材表面に接してその巻線材表面を覆うように前記第２磁性部材が層状に付されていて隣接し合う層状の前記第２磁性部材同士が接触しないように設けられ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３】
前記一次巻線を封止するように前記第１磁性部材が設けられており、
前記二次巻線を封止するように前記第２磁性部材が設けられ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】
前記一次巻線の巻線材表面の外周部側及び内周部側の端部に接して前記第１磁性部材が設けられており、
前記二次巻線の巻線材表面の外周部側及び内周部側の端部に接して前記第２磁性部材が設けられ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５】
前記第３磁性部材が、前記中央脚部及び前記側脚部に接触しないように設けられ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６】
前記二次巻線が、前記一次巻線を間に挟む位置関係で配置されるように２分割されて構成されており、
２分割されたうちの一方の前記二次巻線と前記一次巻線との間に第１の前記第３磁性部材が配置され、
２分割されたうちの他方の前記二次巻線と前記一次巻線との間に第２の前記第３磁性部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のトランス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリーケージトランスのような低磁気結合のトランスに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【０００２】
トランスは種々の電気回路に用いられている。例えば、電気回路としてＤＣ－ＤＣ（直流－直流）コンバータなどの電源回路が挙げられる。ＤＣ－ＤＣコンバータの小型化には、スイッチング周波数の高周波化が有効である。シリコン系パワーデバイスを超える特性を有する窒化ガリウム（GaN）系や炭化ケイ素（SiC）系のパワーデバイスの開発により、ＤＣ－ＤＣコンバータは、より高いスイッチング周波数で機能することが可能になった。パワーデバイスは、周波数が高くなるにつれてスイッチング損失が発生する。ＬＬＣ共振型ＤＣ－ＤＣコンバータは、ソフトスイッチングにより高周波でのスイッチング損失を低減できる低損失なＤＣ－ＤＣコンバータである。ＬＬＣ共振型ＤＣ－ＤＣコンバータは、２つのＬ（インダクタ）と１つのＣ（キャパシタ）による共振を利用することからこの名前が付いている。
【０００３】
ＬＬＣ共振型ＤＣ－ＤＣコンバータには、共振用インダクタ及びトランスが使用される。この共振用インダクタ及びトランスとして、低磁気結合のトランスであるリーケージトランスが使用されている（例えば、特許文献１）。リーケージトランスのリーケージインダクタンス（漏れインダクタンス）を共振用インダクタとして代用できるからである。リーケージトランスを使用すると、共振用インダクタを部品として備えなくてもよいため、部品点数を削減でき、コンバータの小型化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－１２５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リーケージトランスのような低磁気結合のトランスには、一次巻線と二次巻線の結合係数が小さいため、高い漏れ磁束を生じ、この漏れ磁束がトランスの巻線導体を貫通すると導体内部で発生する渦電流によって交流抵抗が増加するという問題がある。このため、交流抵抗の増加を抑制することが課題となっている。
【０００６】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、低磁気結合でありながら交流抵抗の小さなトランスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のトランスは、一次巻線と、二次巻線と、前記一次巻線と前記二次巻線とが間を開けて巻回されている中央脚部、並びに、前記一次巻線及び前記二次巻線の外周側に設けられている側脚部を有するコアとを備えるトランスであって、前記一次巻線の巻線材表面の少なくとも一部に接して配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第１磁性部材と、前記二次巻線の巻線材表面の少なくとも一部に接して配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第２磁性部材と、一次巻線と二次巻線との間に配置された、磁性紛及びマトリックス材を含む磁性複合材で形成された第３磁性部材とを、備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載のトランスは、請求項１に記載のものであり、前記一次巻線の巻線材表面に接してその巻線材表面を覆うように前記第１磁性部材が層状に付されていて隣接し合う層状の前記第１磁性部材同士が接触しないように設けられており、前記二次巻線の巻線材表面に接してその巻線材表面を覆うように前記第２磁性部材が層状に付されていて隣接し合う層状の前記第２磁性部材同士が接触しないように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のトランスは、請求項１に記載のものであり、前記一次巻線を封止するように前記第１磁性部材が設けられており、記二次巻線を封止するように前記第２磁性部材が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載のトランスは、請求項１に記載のものであり、前記一次巻線の巻線材表面の外周部側及び内周部側の端部に接して前記第１磁性部材が設けられており、前記二次巻線の巻線材表面の外周部側及び内周部側の端部に接して前記第２磁性部材が設けられていることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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