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变压器集合体、使用它的电力变换装置和太阳能发电装置.pdf

  • 上传人:奻奴
  • 文档编号:635649
  • 上传时间:2018-02-28
  • 格式:PDF
  • 页数:34
  • 大小:1.27MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN200410042142.0

    申请日:

    2004.05.09

    公开号:

    CN1551256A

    公开日:

    2004.12.01

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    IPC分类号:

    H01F38/16

    主分类号:

    H01F38/16

    申请人:

    佳能株式会社;

    发明人:

    丰村文隆

    地址:

    日本东京

    优先权:

    2003.05.09 JP 132158/2003

    专利代理机构:

    中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

    代理人:

    付建军

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    内容摘要

    提供一种变压器集合体、使用它的电力变换装置和太阳能发电装置。该变压器集合体用多个在卷芯上缠绕有一次线圈和二次线圈的变压器构成,把各线圈和各端子配置成上述一次线圈的一个端子和另一端子隔着上述卷芯对置排列,上述二次线圈的一个端子和另一端子隔着上述卷芯对置排列,且使连结上述一次线圈的一个端子和另一端子的线、与连结上述二次线圈的一个端子和另一端子的线相交叉的变压器,在上述一次线圈端子的导出方向上并排排列N个、在上述二次线圈端子的导出方向上并排排列M个。

    权利要求书

    1: 一种变压器集合体,是用多个在卷芯上缠绕有一次线圈(104、904、 1206)和二次线圈的变压器构成的变压器集合体(101、901、1201),其 特征在于如下构成: 在上述一次线圈的端子的导出方向上并排排列N个变压器,在上述 二次线圈的端子的导出方向上并排排列M个变压器,上述变压器的各线 圈和各端子配置成上述一次线圈的一个端子(102a、902a、1202a)和另 一端子(102c、902c、1202c)隔着上述卷芯对置排列,上述二次线圈的 一个端子(102e、902e、1202e)和另一端子(102f、902f、1202f)隔着 上述卷芯对置排列,且使连结上述一次线圈的一个端子和另一端子的线、 与连结上述二次线圈的一个端子和另一端子的线交叉。
    2: 根据权利要求1所述的变压器集合体,其特征在于:上述多个变压 器具有基本上相同的结构。
    3: 根据权利要求1所述的变压器集合体,其特征在于:上述一次线圈 向卷芯上的缠绕方向和上述一次线圈的端子的导出方向大致相同。
    4: 根据权利要求1所述的变压器集合体,其特征在于:在上述一次线 圈的端子的导出方向上排列上述多个变压器时,在上述相邻排列的各变 压器之间,分别连接上述一次线圈的缠绕方向彼此相反的一次线圈(图 11、图13)。
    5: 根据权利要求4所述的变压器集合体,其特征在于:在上述连接中, 各端子通过印刷基板(1101、1301)上的接合区(1107、1108、1313、1314、 1315、1616)连接。
    6: 根据权利要求1~5中任一项所述的变压器集合体,其特征在于:上 述变压器是推挽变压器。
    7: 根据权利要求6所述的变压器集合体,其特征在于:上述变压器具 有至少2个一次线圈,上述一次线圈向上述变压器的上述卷芯上的缠绕 方向相互不同(图3)。
    8: 根据权利要求6所述的变压器集合体,其特征在于:在上述一次线 圈的端子的导出方向上排列上述多个变压器时,上述变压器每隔1个翻 转180°来排列。
    9: 根据权利要求1所述的变压器集合体,其特征在于:上述一次线圈 和二次线圈的各端子在同一个面上形成,上述变压器落入到在印刷基板 上形成的孔部(802、1102、1302)中,该端子分别与印刷基板上的接合 区连接。
    10: 一种使用根据权利要求1所述的变压器集合体的电力变换装置 (702、1002、1402)。
    11: 一种使用根据权利要求10所述的电力变换装置和太阳能电池的 太阳能发电装置(701、1001、1401)。

    说明书


    变压器集合体、使用它的电力 变换装置和太阳能发电装置

        【技术领域】

        本发明涉及连接多个高升压、低背形的变压器而成的变压器集合体、使用它的电力变换装置以及太阳能发电装置,例如,涉及在利用太阳能电池进行发电的电力变换装置中使用的变压器集合体。

        背景技术

        近年来,从致力于环境问题等出发,进行了利用电力变换装置把使用太阳能电池或燃料电池发电的直流电力变换成交流电力,向家庭内的负载(下面,在本申请的说明书中只称为“负载”)或商用电力系统(下面,在本申请的说明书中只称为“系统”)供给的,或者变换成规定的直流电压在直流负载的驱动中利用的尝试。

        在上述情况下利用的电力变换装置大都具有把太阳能电池的输出电压升压到规定电压的功能,升压后的电力在直流负载中使用,或输入到直流-交流变换装置,变换成交流后与系统连接。

        此时,还有把太阳能电池本身串联化把太阳能电池的输出电压提高到规定电压的方法,但是,在太阳能电池的串联化中除了作业工序多、成本高之外,还存在着太阳能发电装置地非发电区增多,以及部分影子的影响大等的缺点。

        因此,开发了尽量减少太阳能电池的串联个数、对太阳能电池的输出电压进行高升压,由此,取出高电压、小电流的输出电力的太阳能发电装置。

        在这样的太阳能发电装置中,由于每一个太阳能电池只能输出1伏左右的低电压,故作为直流-直流变换装置需要很高的升压装置,在内部需要高升压变压器。

        作为上述那样的高升压的直流-直流变换装置的电路方式的一个例子,迄今使用推挽电路。

        作为上述那样从低电压产生高电压的例子,提出一种逆变器装置,该装置利用使用多个变压器,把各一次线圈并联连接、把各二次线圈串联连接来实现高升压的变压器集合体。此外,还提出实现与此相似的变压器集合体的结构。

        但是,如上所述,为了降低太阳能电池发电电力的馈电损耗,优选地,把与太阳能电池连接而利用的直流-直流变换装置配置在太阳能电池最近处,要求其形状与太阳能电池的薄型形状相符,作成尽可能薄型。

        特别是,作为其结构部件的变压器是对直流-直流变换装置的厚度造成重大影响的部件,希望减小其厚度,但是,在现有的变压器结构下,减小厚度是困难的。

        此外,图5示出具有用于在迄今使用的印刷基板上进行安装的引线端子503的推挽变压器501。在该变压器中,在卷芯上缠绕一次线圈504、505结束之后,朝向引线端子503的方向引出,把端部与引线端子503的各端子501a-d连接,由此,来形成输出端子。

        在此,在把低电压大电流的太阳能电池作为电源使用的情况下,由于大电流在变压器的一次线圈中流动,故作为一次线圈使用扁平铜线、厚铜箔等是优选的,但是,使用这些材料像上述现有的变压器那样,在缠绕结束之后朝向引线端子的方向引出来形成输出端子,是非常困难的。

        此外,图6A、B示出上述现有的变压器在印刷基板上并联连接(图6A)或串联连接(图6B)的例子。

        在此,图6A、B中,601-604表示变压器,605-608表示推挽电路的输入端子,609表示通孔,用联结变压器的引线端子或输入端子的实线包围起来的部分表示印刷基板表面的接合区(land),用虚线包围起来的部分表示印刷基板背面的接合区。

        此外,图16、图17示出各自的变压器与输入端子的连接电路的概略图。

        再有,在此,为了简单起见,在图6A、B中,省略了图16、17中描述的,与端子601c、602d、604c、604d连接的开关元件1601、1602、1701、1702。

        如上所述,如图6A、B所示,在印刷基板上串联连接或并联连接变压器时,在把输入端子605-608与各端子连接的情况下,由于连结端子间的导体在基板上进行交叉,故需要通过通孔607等延伸到基板背面来连接导体之间,这导致布线电阻变得非常大,效率降低。此外,由于连接变压器的端子间的布线图形的缘故,印刷基板大型化了。

        在此,变更每一个变压器的一次线圈与引线端子的连接位置时,也产生同样的问题。

        【发明内容】

        本发明提供一种变压器集合体,该集合体用多个在卷芯上缠绕有一次线圈和二次线圈的变压器构成,其特征在于:把各线圈和各端子配置成上述一次线圈的一个端子和另一端子隔着上述卷芯对置排列,上述二次线圈的一个端子和另一端子隔着上述卷芯对置排列,且使连结上述一次线圈的一个端子和另一端子的线、与连结上述二次线圈的一个端子和另一端子的线交叉的变压器,在上述一次线圈端子的导出方向上并排排列N个、在上述二次线圈端子的导出方向上并排排列M个。

        本发明的其它特点和优点,在下面的结合附图所作的详述中将变得显而易见,在所有的图中,相同的附图标记表示相同或类似的部件。

        【附图说明】

        合并到说明书中并构成其一部分的这些附图,说明本发明的实施方式,并且,与详述一起用于解释本发明的原理。

        图1为示出与本发明实施方式对应的变压器集合体结构的一个例子的图。

        图2为示出推挽变压器的结构的电路图。

        图3为示出与本发明实施方式对应的变压器结构的一个例子的图。

        图4为示出把与本发明实施方式对应的变压器分解时的一个例子的图。

        图5为现有推挽变压器的概略图。

        图6为现有推挽变压器的连接图。

        图7为示出与本发明第1实施方式对应的太阳能发电装置的一个例子的电路图。

        图8为示出与本发明第1实施方式对应的电力变换装置安装基板的一个例子的部件配置图。

        图9为示出与本发明第2实施方式对应的变压器集合体的一个例子的图。

        图10为示出与本发明第2实施方式对应的太阳能发电装置的一个例子的电路图。

        图11为示出与本发明第2实施方式对应的电力变换装置安装基板的一个例子的部件配置图。

        图12为示出与本发明第3实施方式对应的变压器集合体的一个例子的图。

        图13为示出与本发明第3实施方式对应的电力变换装置安装基板的一个例子的部件配置图。

        图14为示出与本发明第3实施方式对应的太阳能发电装置的一个例子的电路图。

        图15为示出多个变压器连接的例子的图。

        图16为示出变压器并联连接的例子的图。

        图17为示出变压器串联连接的例子的图。

        【具体实施方式】

        下面,参照附图详细地描述本发明的优选实施方式。

        [结构]

        图1为示出实施方式的变压器集合体101的图。本集合体把作为相同结构的变压器102和103在二次线圈的导出方向上通过接合区108连接起来而构成。在此,变压器102、103为推挽电路用变压器,图2示出其电路图。

        此外,104-107示出一次线圈,102a-102d、103a-103d示出一次线圈各自的端子,102e、102f、103e、103f示出二次线圈各自的端子。此外,图3示出变压器102的详图,图4示出其分解图。

        在此,参照上述图1、图3、图4,交叉描述本实施方式中使用的变压器的结构和作成方法。

        二次线圈首先与和线轴303一体成形的端子102e连接,在线轴上缠绕规定圈数以便输出所希望的高电压之后,与设置在隔着线轴对置的一侧的端子102f连接。

        然后,在缠绕有二次线圈的线轴上缠绕几圈一次线圈104,以使连结其两端端子102a和102c的线与连结上述二次线圈的两侧端子102e和102f的线交叉。

        此外,另一个一次线圈105也同样在线轴上与一次线圈104并排缠绕,以使其与上述104不重叠。在此,缠上一次线圈104和105,以使它们相对于线轴的缠绕方向互相不同。进而,把铁心301和铁心302插入线轴的中孔401中、碰上后用胶带卷固定,由此构成变压器102。此时,为了一次线圈与铁心间的绝缘,也可以使绝缘膜、绝缘纸等夹在中间。

        把如上所述作成的变压器102、103,如图1所示,在印刷基板上两个并排地,用设置在印刷基板上的接合区连接每一个的二次线圈102f和103e,由此构成变压器集合体。

        在本实施方式中,说明了在印刷基板上进行变压器互相间的连接的情况,但是,也可以把端子之间直接连接来作成变压器集合体。此外,也可以用环氧树脂等密封直接连接上述变压器端子之间的变压器集合体,如一个元件那样来使用变压器集合体。此时,也可以对变压器的端子和开关元件、二极管等半导体元件或裸芯片等进行布线、密封。

        此外,在本实施方式中,描述了在二次线圈端子的导出方向上把变压器两个并排的变压器集合体,但是,变压器的配置不限于此,当然也可以构成在一次线圈端子的导出方向上把变压器两个并排的变压器集合体,或者,在一次线圈端子的导出方向上把变压器两个并排且在二次线圈端子的导出方向上把变压器两个并排的变压器集合体。

        有关这些,在后述的各实施方式中有详述。在此,还可以考虑,如图15所示,把二次线圈的导出方向作成在同一侧导出,利用接合区1508连接端子1502f的1503f,由此构成变压器集合体1501,但是,如果二次线圈端子间的电压差变大就需要相应的空间距离,由于与此相应地需要增大每一个变压器,故优选地,二次线圈的端子隔着铁心对置设置。

        通过利用使用了上述那样的变压器的变压器集合体,可期待下述那样的作用效果。

        由于使一次线圈和二次线圈的端子导出方向交叉以便隔着铁心对置地设置端子,故可作成使用了扁平铜线等的除了缠绕方向之外加工就困难的低电阻导体且高效率、高升压的变压器。

        而且,由于能够通过把上述变压器多个排列、把对应的端子互相连接而简单地构成高升压的变压器集合体,并能够不使用基板上的通孔等、以最短距离在同一个接合区上连接各端子之间,故可提高使用了变压器集合体的电力变换装置的效率。

        而且,由于上述变压器集合体能够使用结构完全相同的变压器,故可省掉对每一个变压器进行管理的工夫。

        下面,详细地说明构成在此使用的一次线圈、二次线圈的绕组、铁心、作为卷芯使用的线轴。

        [绕组]

        其次,详细地说明本发明中使用的绕组。对本发明中使用的绕组没有特别限定,只要是在变压器的使用条件、作成条件下具有耐热性、挠性、耐油性、锡焊性、绝缘耐久性等的绕组就可以使用。

        具体地说,可以使用JIS C 3202“漆包线”中列举的,1类油性漆包铜线、2类油性漆包铜线、0类缩甲醛绝缘铜线、1类缩甲醛绝缘铜线、2类缩甲醛绝缘铜线、0类缩甲醛绝缘铝线、1类缩甲醛绝缘铝线、缩甲醛绝缘扁平铜线、0类聚酯铜线、1类聚酯铜线、2类聚酯铜线、1类聚氨基甲酸乙酯铜线、2类聚氨基甲酸乙酯铜线、3类聚氨基甲酸乙酯铜线、0类熔接性聚氨基甲酸乙酯铜线、1类聚氨基甲酸乙酯铜线、2类熔粘性聚氨基甲酸乙酯铜线、0类聚酯亚胺铜线、1类聚酯亚胺铜线、或2类聚酯亚胺铜线。

        进而,作为本发明的一次线圈,从流过大电流时呈低损耗、空间效率高等出发,使用扁平铜线是优选的。作为扁平铜线,也可以使用预先具有绝缘覆盖膜的扁平铜线,但是,如果考虑到加工制造、尺寸稳定性等,也可以使用裸铜线或镀锡铜线等。

        此外,作为一次线圈还优选地,使用由多条在上述“漆包线”中列举的线材合成的线(辫编线),来降低集肤效应所引起的损耗。此外,作为另一个一次线圈的例子,还可以使用把多条上述“漆包线”平行地一体化的多条平行漆包线等。

        进而,通过使用具有3层绝缘覆盖层的线材可以省略一次线圈和二次线圈间的绝缘用层间胶带卷等,可以节省变压器作成的工夫,同时,变压器能够更加小型化。此外,作为卷芯不使用线轴,而是把二次线圈作成空心线圈,也能够把变压器小型化。

        [线轴]

        对本发明中使用的线轴没有限定,但是,其通孔和整体形状根据四方、椭圆、园等插入磁芯的剖面形状来确定。而且,作为线轴的材料,可使用聚对苯二甲酸丁二酯、聚酰胺、酚或环氧等树脂,可根据需要来使用玻璃填充等级。

        此外,通过使用熔接型的绕组,利用二次线圈构成插入铁心的通孔,可作成省略了线轴的变压器。

        [铁心]

        对本发明中使用的铁心没有限定,但是,从使用温度和容易形成所希望的形状等出发,Mn-Zn系或Ni-Zn系的铁淦氧磁心是优选的,尤其是导磁率、饱和磁通密度大的铁心是优选的。

        而且,优选地,是具有插入到线轴通孔中的主磁脚、配置在二次线圈和一次线圈周围的侧磁脚、以及连结主磁脚和侧磁脚的桥路部的形状。可以使用例如在JIS C 2514“E形铁淦氧磁心”中所述的EE形、EI形、EER形、EIR形等形状,或者在JIS C 2516“罐形铁淦氧磁心”中所述的RM形、EP形等形状。此外,也可以适当使用日本TDK株式会社制的铁淦氧磁心、EEM形、LP形、EPC形等形状。

        下面说明基于上述结构的作为实施本发明的一个例子的实施方式。

        [第1实施方式]

        在本实施方式中,说明本发明的变压器集合体、使用它的电力变换装置和太阳能发电装置。

        图8为说明本实施方式的在一次线圈输出端子的导出方向上1个、在二次线圈输出端子的导出方向上2个,即N=1、M=2的变压器集合体的图,各变压器102、103以一次线圈的圈数为3圈、二次线圈的圈数为225圈来构成高升压变压器。这样,在本实施方式中,一次线圈相互间并联连接。

        下面,按照顺序说明该变压器的具体作成方法。

        在本实施方式中,作为铁心使用日立铁淦氧电子株式会社的EE12-17、7-3型铁心。首先,图3示出本实施方式中使用的变压器的详图。

        在与该铁心适应的线轴303上把直径0.1mm的1类聚氨基甲酸乙酯电线(1UEW)的一端锡焊到一个端子部102e上,在线轴303的卷体部上把该电线以多层并列缠225圈之后,把该电线的另一端锡焊到另一个端子102f上,构成二次线圈304。

        此外,如图4所示,作为一次线圈104、105使用宽1mm×厚0.7mm的扁平导线,在上述二次线圈上以长方形分别改变缠绕方向进行绕组加工,作成一次线圈。

        其次,把铁心301、302从线轴303通孔的两侧分别插入,利用基体材料55μm、粘接剂25μm的日东电工株式会社制的聚酯粘胶带No.31c粘贴两层进行固定,由此,作成变压器102和103。

        在此,一次线圈从铁心的外形伸出3mm,通过对前端进行焊锡处理,构成端子102a-d、103a-d。接着,把上述变压器配置在图8所示的电力变换装置的电路基板801上。

        在该基板上预先设有用于使上述变压器落入的孔部802、803,把变压器102、103落入该孔部,进行排列。

        在此,把端子102a、102b和端子103a、103b配置到接合区804上,把端子102c、102d、103c、103d分别配置到所连接的MOSFET 805a-805d被配置的接合区807-810上。

        此外,把端子102e、103f分别配置到接合区811和813上,把端子102f和103e配置到接合区812上。在此,通过分别锡焊上述接合区部分和端子,构成本实施方式的变压器集合体101。

        由此,变压器102、103的端子102c、102d、103c、103d分别与分开的日立制作所制MOSFET HTA2164H 805a-d连接。此外,端子102e、103f通过未图示的布线图形与二极管桥806连接。

        在此,使用图7示出使用了上面说明的变压器集合体101的电力变换装置702、和把太阳能电池703、负载704与该装置连接起来的太阳能发电装置701的概略电路图,并说明电力变换装置702的工作概要。

        首先,从太阳能电池703输入到电力变换装置702的输入端子的直流电力被电容器705平滑化,通过变压器集合体101,向MOSFET等开关元件805供给。然后,通过使开关元件805交互地进行通/断,把直流电力变换成交流电力。

        输入到变压器集合体101的交流电力,根据变压器集合体701的变压比(在本实施方式中,为3∶450)进行升压,被二极管桥406整流,变换成直流电力。

        进而,直流电力在被电容器706平滑化之后,供给到负载704。再有,根据供给到负载704的直流电力的脉动电流分量或噪声分量的规格,在二极管桥806和电容器706之间设置滤波用的电感器,或者也有省略电感器和电容器此二者的情况。

        其次,说明控制电路818的工作。图7示出的控制电路818由控制用电源部707、基准波生成部708和驱动器709构成。电力变换装置702的输入电压达到控制用电源部707起动的电压时,就从控制用电源部707向基准波生成部708和驱动器709供给电力。

        基准波生成部708生成预先设定频率的基准矩形波,把基准矩形波供给到驱动器709。驱动器709基于基准矩形波生成使开关元件805交互地进行通/断的栅极驱动信号S1和S2,把栅极驱动信号S1和S2供给到开关元件805的栅极,进行开关元件的通/断工作。

        在此使用的太阳能电池703是使用太阳仿真器,在1个太阳的照射强度下,在最佳工作电压1V、最佳工作电流10A下工作的太阳能电池,通过适当地调整负载,可从电力变换装置得到150V、61mA的输出。这样,按照第1实施方式变压器集合体的结构,把夹着铁心设置一次线圈的两端子和二次线圈的两端子的变压器在横向上并排,把它们连接起来,由此,能够构成高效率且薄型的高升压变压器集合体,能够提供使用了该集合体的高效率且薄型的高升压电力交换装置。

        下面,说明在第2实施方式中使用的变压器集合体,但是,对于与上述第1实施方式大致一样的结构,省略其详细说明。

        图9为实施方式2的在一次线圈输出端子的导出方向上2个、在二次线圈输出端子的导出方向上1个,即N=2、M=1的变压器集合体901的概略图。在此,以各变压器902、903以各一次线圈的圈数为2圈、二次线圈的圈数为225圈来构成高升压变压器。这样,在本实施方式中,一次线圈相互间串联连接。

        在本实施方式中使用的变压器902、903除了一次线圈的圈数之外与第1实施方式中说明的相同,故省略其说明。

        在此,把每一个变压器配置到图11所示那样的电力变换装置的电路基板1101上。在该基板上预先设有用于使上述变压器落入的孔部1102、1103,把变压器902、903落入该孔部并进行排列。

        在此,变压器902和903是完全相同的结构,但是,在落入上述孔部中时把变压器903相对于变压器902翻转180°落入,以使端子902c、902d与端子903d、903c面对面。

        此外,在此,把端子902a、902b配置到接合区1104上,把端子903a、903b分别配置到被连接的MOSFET1105a-b所配置的接合区1113、1112上。

        此外,把端子902c和903d、端子902d和903c分别配置到接合区1107、1108上,把端子903e、903f配置到接合区1109上,把端子902e、903f分别配置到接合区1111、1110上。在此,通过分别锡焊上述接合区部分和端子,来构成把缠绕方向不同的一次线圈相互间直接连接的本实施方式的变压器集合体。

        然后,变压器903的端子903a、903b分别与分开的日立制作所制MOSFET HAT2164H 1105a-b连接。此外,端子902e、903f通过未图示的布线图形与二极管桥1106连接。

        然后,作成利用了使用图11示出的电路基板作成的变压器集合体901的电力变换装置1002、和把太阳能电池1003、负载1004与该装置连接起来的、图10示出的太阳能发电装置1001。

        在此,对于电路的详细工作,由于与在第1实施方式中使用的电力变换装置大致相同,故省略其说明。

        此外,在本实施方式中,太阳能电池1003使用了把pin结构层叠3层的结构的太阳能电池。该太阳能电池与第1实施方式中使用的太阳能电池相比较,每一个的输出电压大,即电力变换装置的输入电压变大。

        但是,在本实施方式的变压器集合体中,由于变压器的一次线圈相互间串联连接,故1个变压器一次线圈上出现的电压约为输入电压的1/2,由于可减少铁心的使用磁通密度,故与第1实施方式相比,可以把圈数减少到2/3,并且,能够减少铁心损耗。

        上述的太阳能电池使用太阳仿真器,在1个太阳的照射强度下,在最佳工作电压1.4V、最佳工作电流10A下工作,通过适当地调整负载根据变压器集合体的升压比进行升压,可从电力变换装置得到157V、87mA的输出。

        这样,按照第2实施方式变压器集合体的结构,把夹着铁心设置一次线圈的两端子和二次线圈的两端子的变压器在一次线圈端子的导出方向上并排,并且在变压器在接合区1107、1108上连接面对面的缠绕方向不同的一次线圈,在接合区1109上连接二次线圈,由此,能够构成高效率且薄型的高升压变压器集合体,能够提供使用了该集合体的高效率且薄型的高升压电子变换装置。

        [第3实施方式]

        下面,说明在第3实施方式中使用的变压器集合体,但是,对于与第1实施方式或第2实施方式大致一样的结构,省略其详细说明。

        图12为本实施方式的在一次线圈输出端子的导出方向上2个、在二次线圈输出端子的导出方向上2个,即N=2、M=2的变压器集合体1201的概略图。在此,各变压器1202、1203、1204、1205以各一次线圈的圈数为2圈、二次线圈的圈数为225圈来构成高升压变压器。

        在本实施方式中使用的变压器1202-1205由于与第1实施方式中说明的相同,故省略其说明。

        在此,把每一个变压器配置到图13所示那样的电力变换装置的电路基板1301上。在该基板上预先设有用于使上述变压器落入的孔部1302-1305,把变压器1202-1205落入该孔部并进行排列。

        在此,变压器1202-1205是完全相同的结构,但是,在落入上述孔部中时把变压器1204相对于变压器1202翻转180°落入,以使端子1202c、1202d与端子1204d、1204c面对面,把变压器1205相对于变压器1203翻转180°落入,以使端子1203c、1203d与端子1205d、1205c面对面。

        在此,把端子1202a、1202b、1203a、1203b配置到接合区1306上,把端子1204b、1204a、1205b、1205a分别配置到所连接的MOSFET1307a-d被配置的接合区1309-1312。

        此外,把端子1202c和1204d、端子1202d和1204c、端子1203c和1205d、端子1203d和1205c分别配置到接合区1313-1316上。

        进而,把端子1203f和1205e配置到接合区1317上,把端子1205f和1204e、端子1203e和1202f分别配置到接合区1318、1319上,把端子1202e配置到接合区1325上,把端子1204f配置到接合区1326上。

        在此,通过分别锡焊上述接合区部分和端子,来构成本实施方式的变压器集合体。然后,变压器1204、1205的端子1204b、1204a、1205b、1205a分别与分开的日立制作所制MOSFET HAT2164H 1307a-d连接。

        此外,端子1202e、1204f与二极管桥1308连接。然后,作成图14那样的利用了使用图13示出的电路基板作成的变压器集合体1301的电力变换装置1402、和把太阳能电池1403、负载1404与该装置连接起来的、图14示出的太阳能发电装置1401。

        在此,对于电路的详细工作,由于与在第1实施方式中使用的电力变换装置大致相同,故省略其说明。此外,在本实施方式中,太阳能电池1403使用与实施方式2中使用的一样的太阳能电池,使用太阳仿真器,在1个太阳的照射强度下,在最佳工作电压1.4V、最佳工作电流10A下工作,通过适当地调整负载根据变压器集合体的升压比进行升压,可从电力变换装置得到315V、43mA的输出。

        这样,按照第3实施方式的变压器集合体的结构,把夹着铁心设置一次线圈的两端子和二次线圈的两端子的变压器在一次线圈端子的导出方向和二次线圈端子的导出方向上各并排2个,并且,在一次线圈端子的导出方向上排列的变压器1202和1204、1203和1205间在接合区1313-1316上连接面对面的缠绕方向不同的一次线圈,在二次线圈端子的导出方向上排列的变压器1202和1203、1204和1205间在接合区1318、1319上连接二次线圈,由此,能够构成高效率且薄型的高升压变压器集合体,能够提供使用了该集合体的高效率且薄型的高升压电力变换装置。

        [其它实施方式]

        在上面说明的本发明实施方式中,描述了在电力变换装置的推挽电路中使用的变压器,但是,本发明的变压器和变压器集合体当然也能应用于其它电路方式。

        此外,在本实施方式中,描述了用一台太阳能发电装置与电阻负载联结的情况,但是,也可以把多台同样的太阳能发电装置并联连接,连接系统联结逆变器,把从太阳能电池输出的直流电力变换成交流电力,来构成与系统联结的系统。

        正如上面说明了的那样,按照上述的与实施方式对应的本发明,可容易地作成使用了高升压、低背形的变压器,且由于使一次线圈和二次线圈的端子导出方向交叉以便隔着铁心对置设置端子,从而可使用扁平铜线等除了缠绕方向之外加工就困难的低电阻导体作成高效率、高升压的变压器。

        此外,由于能够通过把上述变压器多个排列、把对应的端子相互间连接而简单地形成高升压的变压器集合体,并能够不使用基板上的通孔等,以最短距离在同一个接合区上连接各端子间,故可提高使用了变压器集合体的、高升压的电力变换装置的效率。

        进而,由于上述变压器集合体能够使用结构完全相同的变压器,故可省掉对每一个变压器进行管理的工夫。

        正如上面说明了的那样,按照本发明,在降低变压器厚度的同时,能够防止变压器端子间连接中的布线电阻引起的效率降低。

        因为在不脱离本发明精神和范围的情况下,可以作出很多不同的实施方式,故应该理解,除了在所附的权利要求中所限定的方式外,本发明并不限于具体的实施方式。

    关 键  词:
    变压器 集合体 使用 电力 变换 装置 太阳能 发电
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