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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022179963
(43)【公開日】2022-12-06
(54)【発明の名称】電力変換装置およびトランス
(51)【国際特許分類】
H01F 30/10 20060101AFI20221129BHJP
H01F 27/32 20060101ALI20221129BHJP
H01F 41/12 20060101ALI20221129BHJP
H01F 27/28 20060101ALI20221129BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20221129BHJP
【ＦＩ】
H01F30/10 J
H01F30/10 M
H01F30/10 S
H01F30/10 E
H01F30/10 G
H01F30/10 C
H01F27/32 150
H01F41/12 D
H01F27/28 K
H01F30/10 R
H02M3/28 Y
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021086804
(22)【出願日】2021-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(74)【代理人】
【識別番号】100202728
【弁理士】
【氏名又は名称】三森 智裕
(72)【発明者】
【氏名】藤田 悟
(72)【発明者】
【氏名】長野 剛
【テーマコード（参考）】
5E043
5E044
5H730
【Ｆターム（参考）】
5E043BA02
5E044AD07
5E044BA04
5H730BB21
5H730DD03
5H730DD04
5H730EE04
5H730EE07
5H730ZZ07
5H730ZZ16
(57)【要約】
【課題】絶縁耐力を向上することが可能であるとともに、大型化を抑制しながら温度上昇を抑制することが可能な電力変換装置およびトランスを提供する。
【解決手段】この電力変換装置１００は、磁路を形成する脚部２１を有するコア２０と、コア２０の脚部２１に巻き回される巻線１０と、を含むトランス２を備える。巻線１０は、一次側の巻線１１および二次側の巻線１２を有する。そして、巻線１１は、コア２０の脚部２１に巻き回された状態でコア２０の一部と共に樹脂部材５０によって封止されている。また、巻線１２は、コア２０の脚部２１に巻き回された状態で露出している。
【選択図】図２
【解決手段】この電力変換装置１００は、磁路を形成する脚部２１を有するコア２０と、コア２０の脚部２１に巻き回される巻線１０と、を含むトランス２を備える。巻線１０は、一次側の巻線１１および二次側の巻線１２を有する。そして、巻線１１は、コア２０の脚部２１に巻き回された状態でコア２０の一部と共に樹脂部材５０によって封止されている。また、巻線１２は、コア２０の脚部２１に巻き回された状態で露出している。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力された直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部からの交流電力を変圧するトランスと、を備え、
前記トランスは、磁路を形成する脚部を有するコアと、前記コアの前記脚部に巻き回される巻線と、を含み、
前記巻線は、一次側の一次巻線および二次側の二次巻線のいずれかの一方である高圧側巻線と、前記一次巻線および前記二次巻線のいずれかの他方である低圧側巻線とを有し、
前記高圧側巻線は、前記コアの前記脚部に巻き回された状態で前記コアの一部と共に樹脂部材によって封止されており、
前記低圧側巻線は、前記コアの前記脚部に巻き回された状態で露出している、電力変換装置。
前記電力変換部からの交流電力を変圧するトランスと、を備え、
前記トランスは、磁路を形成する脚部を有するコアと、前記コアの前記脚部に巻き回される巻線と、を含み、
前記巻線は、一次側の一次巻線および二次側の二次巻線のいずれかの一方である高圧側巻線と、前記一次巻線および前記二次巻線のいずれかの他方である低圧側巻線とを有し、
前記高圧側巻線は、前記コアの前記脚部に巻き回された状態で前記コアの一部と共に樹脂部材によって封止されており、
前記低圧側巻線は、前記コアの前記脚部に巻き回された状態で露出している、電力変換装置。
【請求項2】
前記トランスは、前記巻線の前記高圧側巻線を収容する高圧側巻線用筐体をさらに含み、
前記高圧側巻線は、前記高圧側巻線用筐体に収容された状態で、前記高圧側巻線用筐体の内部に充填された前記樹脂部材によって前記コアの一部と共に封止されている、請求項１に記載の電力変換装置。
前記高圧側巻線は、前記高圧側巻線用筐体に収容された状態で、前記高圧側巻線用筐体の内部に充填された前記樹脂部材によって前記コアの一部と共に封止されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記コアの前記脚部に前記巻線を巻き回すために、前記巻線を保持するボビンをさらに備え、
前記高圧側巻線は、前記ボビンに保持されながら前記コアの前記脚部に巻き回された状態で、前記ボビンおよび前記コアの一部と共に前記樹脂部材によって封止されている、請求項１または２に記載の電力変換装置。
前記高圧側巻線は、前記ボビンに保持されながら前記コアの前記脚部に巻き回された状態で、前記ボビンおよび前記コアの一部と共に前記樹脂部材によって封止されている、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記高圧側巻線および前記低圧側巻線は、前記コアの前記脚部の延びる方向において互いに分割された状態で、前記脚部に巻き回されており、
前記高圧側巻線は、前記脚部の一方側に寄せて巻き回された状態で、前記コアの一部と共に前記樹脂部材によって封止されており、
前記低圧側巻線は、前記脚部の他方側に寄せて巻き回された状態で露出している、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記高圧側巻線は、前記脚部の一方側に寄せて巻き回された状態で、前記コアの一部と共に前記樹脂部材によって封止されており、
前記低圧側巻線は、前記脚部の他方側に寄せて巻き回された状態で露出している、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記高圧側巻線は、２つに分割されて前記コアの前記脚部に巻き回された第１高圧側巻線および第２高圧側巻線を有し、
前記低圧側巻線は、前記コアの前記脚部の延びる方向において、前記第１高圧側巻線と前記第２高圧側巻線とに挟まれるように前記脚部に巻き回されており、
前記第１高圧側巻線および前記第２高圧側巻線は、各々、前記低圧側巻線を挟むように前記脚部に巻き回された状態で、前記コアの一部と共に前記樹脂部材によって封止されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記低圧側巻線は、前記コアの前記脚部の延びる方向において、前記第１高圧側巻線と前記第２高圧側巻線とに挟まれるように前記脚部に巻き回されており、
前記第１高圧側巻線および前記第２高圧側巻線は、各々、前記低圧側巻線を挟むように前記脚部に巻き回された状態で、前記コアの一部と共に前記樹脂部材によって封止されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記トランスは、前記巻線の前記高圧側巻線を収容する高圧側巻線用筐体をさらに含み、
前記高圧側巻線用筐体は、前記脚部の一方側から前記第１高圧側巻線を収容する第１筐体と、前記第１筐体と対向するように前記脚部の他方側から前記第２高圧側巻線を収容する第２筐体とを有し、
前記第１高圧側巻線は、前記第１筐体に収容された状態で、前記第１筐体の内部に充填された前記樹脂部材によって前記コアの一部と共に封止されており、
前記第２高圧側巻線は、前記第２筐体に収容された状態で、前記第２筐体の内部に充填された前記樹脂部材によって前記コアの一部と共に封止されている、請求項５に記載の電力変換装置。
前記高圧側巻線用筐体は、前記脚部の一方側から前記第１高圧側巻線を収容する第１筐体と、前記第１筐体と対向するように前記脚部の他方側から前記第２高圧側巻線を収容する第２筐体とを有し、
前記第１高圧側巻線は、前記第１筐体に収容された状態で、前記第１筐体の内部に充填された前記樹脂部材によって前記コアの一部と共に封止されており、
前記第２高圧側巻線は、前記第２筐体に収容された状態で、前記第２筐体の内部に充填された前記樹脂部材によって前記コアの一部と共に封止されている、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記高圧側巻線は、複数に分割された部分高圧側巻線を有し、
前記低圧側巻線は、複数に分割された部分低圧側巻線を有し、
複数の前記部分高圧側巻線と複数の前記部分低圧側巻線とは、前記コアの前記脚部の延びる方向において交互に前記脚部に巻き回されており、
前記複数の部分高圧側巻線の各々は、前記複数の部分低圧側巻線と交互に前記コアの前記脚部に巻き回された状態で、前記コアの一部と共に前記樹脂部材によって封止されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記低圧側巻線は、複数に分割された部分低圧側巻線を有し、
複数の前記部分高圧側巻線と複数の前記部分低圧側巻線とは、前記コアの前記脚部の延びる方向において交互に前記脚部に巻き回されており、
前記複数の部分高圧側巻線の各々は、前記複数の部分低圧側巻線と交互に前記コアの前記脚部に巻き回された状態で、前記コアの一部と共に前記樹脂部材によって封止されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記トランスは、前記巻線の前記高圧側巻線を収容する高圧側巻線用筐体をさらに含み、
前記高圧側巻線用筐体は、前記複数の部分高圧側巻線の各々を収容する複数の部分筐体を有し、
前記複数の部分高圧側巻線の各々は、前記複数の部分筐体の各々に収容された状態で、前記複数の部分筐体の各々の内部に充填された前記樹脂部材によって前記コアの一部と共に封止されている、請求項７に記載の電力変換装置。
前記高圧側巻線用筐体は、前記複数の部分高圧側巻線の各々を収容する複数の部分筐体を有し、
前記複数の部分高圧側巻線の各々は、前記複数の部分筐体の各々に収容された状態で、前記複数の部分筐体の各々の内部に充填された前記樹脂部材によって前記コアの一部と共に封止されている、請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記トランスの前記低圧側巻線を冷却する送風ファンをさらに備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項10】
磁路を形成する脚部を有するコアと、
前記コアの前記脚部に巻き回される巻線と、を備え、
前記巻線は、一次側の一次巻線および二次側の二次巻線のいずれかの一方である高圧側巻線と、前記一次巻線および前記二次巻線のいずれかの他方である低圧側巻線とを有し、
前記高圧側巻線は、前記コアの前記脚部に巻き回された状態で前記コアの一部と共に樹脂部材によって封止されており、
前記低圧側巻線は、前記コアの前記脚部に巻き回された状態で露出している、トランス。
前記コアの前記脚部に巻き回される巻線と、を備え、
前記巻線は、一次側の一次巻線および二次側の二次巻線のいずれかの一方である高圧側巻線と、前記一次巻線および前記二次巻線のいずれかの他方である低圧側巻線とを有し、
前記高圧側巻線は、前記コアの前記脚部に巻き回された状態で前記コアの一部と共に樹脂部材によって封止されており、
前記低圧側巻線は、前記コアの前記脚部に巻き回された状態で露出している、トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、電力変換装置およびトランスに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、１次巻線である第１のコイルと２次巻線である第２のコイルとを備えるトランスが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【0003】
上記特許文献１に記載のトランスは、コイルの磁路を形成するコアを備える。そして、１次巻線である第１のコイルと２次巻線である第２のコイルとが、コアに巻き回されるように配置されている。そして、上記特許文献１に記載のトランスでは、第１のコイルと第２のコイルとコアとの全体が、絶縁耐力を向上させるためにケースに組み込まれた状態で絶縁樹脂によって封入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－１９１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１に記載のトランスでは、第１のコイル（一次巻線）および第２のコイル（二次巻線）と、コアとの全体が、絶縁耐力を向上させるために絶縁樹脂（樹脂部材）によって封入（封止）されていることに起因して、トランス全体の冷却性能が低下する。これにより、樹脂部材で封止された巻線に対して高電圧を印加する場合には、温度の上昇を抑制するために巻線およびコアを大きくする必要がある。そのため、高耐圧化（高電圧を印加）する場合には、絶縁耐力を向上させるとともに温度上昇を抑制するために、トランスが大型化するという問題点がある。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、絶縁耐力を向上することが可能であるとともに、大型化を抑制しながら温度上昇を抑制することが可能な電力変換装置およびトランスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電力変換装置は、入力された直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、電力変換部からの交流電力を変圧するトランスと、を備え、トランスは、磁路を形成する脚部を有するコアと、コアの脚部に巻き回される巻線と、を含み、巻線は、一次側の一次巻線および二次側の二次巻線のいずれかの一方である高圧側巻線と、一次巻線および二次巻線のいずれかの他方である低圧側巻線とを有し、高圧側巻線は、コアの脚部に巻き回された状態でコアの一部と共に樹脂部材によって封止されており、低圧側巻線は、コアの脚部に巻き回された状態で露出している。
【0008】
この発明の第１の局面による電力変換装置では、上記のように、高圧側巻線は、コアの脚部に巻き回された状態でコアの一部と共に樹脂部材によって封止されている。これにより、誘電率の小さい（絶縁性能が高い）樹脂部材によって高圧側巻線およびコアの一部を封止することができるので、高圧側巻線が露出している場合に比べて高圧側巻線における絶縁耐力を向上させることができる。また、上記のように、低圧側巻線は、コアの脚部に巻き回された状態で露出している。これにより、露出している低圧側巻線と、低圧側巻線が巻き回されているコアの一部とから、熱を放出することができる。そのため、高圧側巻線と低圧側巻線との両方がコアの全体と共に樹脂部材によって封止されている場合に比べて、トランスの温度上昇を抑制することができる。これらの結果、温度上昇を抑制するために巻線およびコアを大型化する必要がなくなるので、絶縁耐力を向上することができるとともに、大型化を抑制しながら温度上昇を抑制することができる。
【0009】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、トランスは、巻線の高圧側巻線を収容する高圧側巻線用筐体をさらに含み、高圧側巻線は、高圧側巻線用筐体に収容された状態で、高圧側巻線用筐体の内部に充填された樹脂部材によってコアの一部と共に封止されている。このように構成すれば、コアの脚部に巻き回した高圧側巻線を、コアと共に高圧側巻線用筐体に収容した状態で、高圧側巻線用筐体の内部に樹脂材料を充填することができる。そのため、高圧側巻線をコアの一部と共に樹脂部材によって容易に封止することができる。
【0010】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、コアの脚部に巻線を巻き回すために、巻線を保持するボビンをさらに備え、高圧側巻線は、ボビンに保持されながらコアの脚部に巻き回された状態で、ボビンおよびコアの一部と共に樹脂部材によって封止されている。このように構成すれば、ボビンによって巻線を保持することによって、巻線をコアに巻き回されるように容易に配置することができる。また、高圧側巻線が、ボビンおよびコアの一部と共に樹脂部材によって封止されているので、高圧側巻線、ボビン、コアを一体的に封止することができる。そのため、たとえば、コアとボビンとの間に空気の層が存在することに起因して絶縁耐力が低下することを抑制することができる。その結果、ボビンによって巻線をコアの周りに巻き回されるように容易に配置することができるとともに、絶縁性の低下を抑制することによって高耐圧化することができる。
【0011】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、高圧側巻線および低圧側巻線は、コアの脚部の延びる方向において互いに分割された状態で、脚部に巻き回されており、高圧側巻線は、脚部の一方側に寄せて巻き回された状態で、コアの一部と共に樹脂部材によって封止されており、低圧側巻線は、脚部の他方側に寄せて巻き回された状態で露出している。このように構成すれば、高圧側巻線が脚部の一方側に寄せて巻き回されているため、脚部の一方側のみを樹脂部材によって封止することによって、他方側に寄せて巻き回された低圧側巻線を露出させながら高圧側巻線をより容易に封止することができる。そのため、低圧側巻線を露出させながら高圧側巻線を封止するための作業負担をより軽減することができる。
【0012】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、高圧側巻線は、２つに分割されてコアの脚部に巻き回された第１高圧側巻線および第２高圧側巻線を有し、低圧側巻線は、コアの脚部の延びる方向において、第１高圧側巻線と第２高圧側巻線とに挟まれるように脚部に巻き回されており、第１高圧側巻線および第２高圧側巻線は、各々、低圧側巻線を挟むように脚部に巻き回された状態で、コアの一部と共に樹脂部材によって封止されている。このように構成すれば、第１高圧側巻線および第２高圧側巻線によって低圧側巻線が挟まれるように巻き回されているため、高圧側と低圧側との巻線同士の磁気結合を向上させることができる。そのため、巻線からの漏れインダクタンス（リーケージインダクタンス）を低減させることができるので、漏れインダクタンスに起因する電気的な損失を低減することができる。
【0013】
この場合、好ましくは、トランスは、巻線の高圧側巻線を収容する高圧側巻線用筐体をさらに含み、高圧側巻線用筐体は、脚部の一方側から第１高圧側巻線を収容する第１筐体と、第１筐体と対向するように脚部の他方側から第２高圧側巻線を収容する第２筐体とを有し、第１高圧側巻線は、第１筐体に収容された状態で、第１筐体の内部に充填された樹脂部材によってコアの一部と共に封止されており、第２高圧側巻線は、第２筐体に収容された状態で、第２筐体の内部に充填された樹脂部材によってコアの一部と共に封止されている。このように構成すれば、第１高圧側巻線をコアと共に第１筐体に収容した状態で、第１筐体内部に樹脂材料を充填することによって、第１高圧側巻線をコアの一部と共に容易に封止することができる。また、第２高圧側巻線をコアと共に第２筐体に収容した状態で、第２筐体内部に樹脂材料を充填することによって、第２高圧側巻線をコアの一部と共に容易に封止することができる。そのため、２つの高圧側巻線によって１つの低圧側巻線が挟まれるように配置する場合にも、２つの高圧側巻線の各々を容易に封止することができる。
【0014】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、高圧側巻線は、複数に分割された部分高圧側巻線を有し、低圧側巻線は、複数に分割された部分低圧側巻線を有し、複数の部分高圧側巻線と複数の部分低圧側巻線とは、コアの脚部の延びる方向において交互に脚部に巻き回されており、複数の部分高圧側巻線の各々は、複数の部分低圧側巻線と交互にコアの脚部に巻き回された状態で、コアの一部と共に樹脂部材によって封止されている。このように構成すれば、複数の部分高圧側巻線が複数の部分低圧側巻線と交互に並ぶように配置されているため、２つの高圧側巻線によって１つの低圧側巻線が挟まれるように配置されている場合に比べて、高圧側と低圧側との巻線同士の磁気結合をより向上させることができる。そのため、巻線からの漏れインダクタンス（リーケージインダクタンス）をより低減させることができるので、漏れインダクタンスに起因する電気的な損失をより低減することができる。また、高圧側巻線および低圧側巻線がそれぞれ複数に分割されているため、巻線からの発熱を分散させることができる。そのため、巻線からの発熱に起因する温度上昇をより抑制することができる。
【0015】
この場合、好ましくは、トランスは、巻線の高圧側巻線を収容する高圧側巻線用筐体をさらに含み、高圧側巻線用筐体は、複数の部分高圧側巻線の各々を収容する複数の部分筐体を有し、複数の部分高圧側巻線の各々は、複数の部分筐体の各々に収容された状態で、複数の部分筐体の各々の内部に充填された樹脂部材によってコアの一部と共に封止されている。このように構成すれば、複数の部分高圧側巻線の各々をコアと共に複数の部分筐体にそれぞれ収容した状態で、複数の部分筐体の各々の内部に樹脂材料を充填することによって、複数の部分高圧側巻線の各々をコアの一部と共に容易に封止することができる。そのため、複数の部分高圧側巻線が複数の部分低圧側巻線と交互に並ぶように配置されている場合にも、複数の部分高圧側巻線の各々を容易に封止することができる。
【0016】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、トランスの低圧側巻線を冷却する送風ファンをさらに備える。このように構成すれば、露出している低圧側巻線に対して送風ファンから冷却風を送風することによって、低圧側巻線と、コアの脚部のうちの低圧側巻線が巻き回されている部分とを効果的に冷却することができる。そのため、トランス全体の温度が上昇することを効果的に抑制することができる。
【0017】
この発明の第２の局面によるトランスは、磁路を形成する脚部を有するコアと、コアの脚部に巻き回される巻線と、を備え、巻線は、一次側の一次巻線および二次側の二次巻線のいずれかの一方である高圧側巻線と、一次巻線および二次巻線のいずれかの他方である低圧側巻線とを有し、高圧側巻線は、コアの脚部に巻き回された状態でコアの一部と共に樹脂部材によって封止されており、低圧側巻線は、コアの脚部に巻き回された状態で露出している。
【0018】
この発明の第２の局面によるトランスでは、上記のように、高圧側巻線は、コアの脚部に巻き回された状態でコアの一部と共に樹脂部材によって封止されている。これにより、誘電率の小さい（絶縁性能が高い）樹脂部材によって高圧側巻線およびコアの一部を封止することができるので、高圧側巻線が露出している場合に比べて高圧側巻線における絶縁耐力を向上させることができる。また、上記のように、低圧側巻線は、コアの脚部に巻き回された状態で露出している。これにより、露出している低圧側巻線と、低圧側巻線が巻き回されているコアの一部とから、熱を放出することができる。そのため、高圧側巻線と低圧側巻線との両方がコアの全体と共に樹脂部材によって封止されている場合に比べて、トランスの温度上昇を抑制することができる。これらの結果、温度上昇を抑制するために巻線およびコアを大型化する必要がなくなるので、絶縁耐力を向上することが可能であるとともに、大型化を抑制しながら温度上昇を抑制することが可能なトランスを提供することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、上記のように、絶縁耐力を向上することが可能であるとともに、大型化を抑制しながら温度上昇を抑制することが可能な電力変換装置およびトランスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】第１実施形態による電力変換装置の全体構成を示す図である。
【図2】第１実施形態によるトランスの構成を説明するための斜視図である。
【図3】第１実施形態によるトランスを分解した模式図である。
【図5】第１実施形態による樹脂材料の充填を説明するための図である。
【図6】第２実施形態による電力変換装置の全体構成を示す図である。
【図7】第２実施形態によるトランスの構成を説明するための図である。
【図8】第２実施形態によるトランスの組み立て方法を説明するための図である。
【図9】第３実施形態による電力変換装置の全体構成を示す図である。
【図10】第３実施形態によるトランスの構成を説明するための図である。
【図11】第３実施形態によるトランスの組み立て方法を説明するための図である。
【図12】第１～第３実施形態の変形例によるトランスを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
［第１実施形態］
図１～図５を参照して、第１実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。電力変換装置１００は、入力された直流電力の電圧を変換するとともに、電圧が変換された直流電力を出力するＤＣＤＣコンバータを含む。電力変換装置１００は、たとえば、太陽電池などの電源１０１からの直流電力を変換する太陽光ＰＣＳ（パワーコンディショナシステム）に用いられる。
図１～図５を参照して、第１実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。電力変換装置１００は、入力された直流電力の電圧を変換するとともに、電圧が変換された直流電力を出力するＤＣＤＣコンバータを含む。電力変換装置１００は、たとえば、太陽電池などの電源１０１からの直流電力を変換する太陽光ＰＣＳ（パワーコンディショナシステム）に用いられる。
【0023】
図１に示すように、第１実施形態による電力変換装置１００は、インバータ部１と、トランス２と、コンバータ部３と、送風ファン４とを備える。なお、電力変換装置１００は、平滑回路などが設けられていてもよい。また、インバータ部１は、特許請求の範囲における「電力変換部」の一例である。
【0024】
インバータ部１は、電源１０１から入力された直流電力を交流電力に変換する。インバータ部１は、たとえば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）またはＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング素子を有するインバータ回路を含む。インバータ部１は、図示しない制御部からの制御信号（ゲート信号）に基づいて、スイッチング素子のスイッチング動作によって、入力された直流電力を交流電力に変換する。そして、インバータ部１は、変換した交流電力をトランス２に対して出力する。
【0025】
トランス２は、インバータ部１からの交流電力を変圧する。そして、トランス２は、変圧された交流電力をコンバータ部３に対して出力する。トランス２は、高周波の交流電力を変圧する高周波トランスである。なお、トランス２の詳細については後述する。
【0026】
コンバータ部３は、トランス２からの交流電力を直流電力に変換する。コンバータ部３は、たとえば、ダイオードを有する整流回路（ダイオードブリッジ回路）を含む。そして、コンバータ部３は、変換した直流電力を出力する。なお、コンバータ部３の整流回路では、ダイオードの替わりにＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子を用いてもよい。
【0027】
送風ファン４は、トランス２を冷却する。具体的には、送風ファン４は、トランス２の巻線１２（図２参照）を冷却するための冷却風を送風するように構成されている。
【0028】
（トランスの構成）
図２に示すように、第１実施形態によるトランス２は、巻線１０と、コア２０と、ボビン３０と、筐体４０とを含む。
図２に示すように、第１実施形態によるトランス２は、巻線１０と、コア２０と、ボビン３０と、筐体４０とを含む。
【0029】
図３に示すように、巻線１０は、巻線１１および巻線１２を含む。巻線１１は、トランス２の一次側の巻線（コイル）である。巻線１２は、トランス２の二次側の巻線（コイル）である。また、トランス２では、巻線１１が高圧側であり、巻線１２が低圧側である。すなわち、トランス２は、入力された交流電圧の電圧を降圧する。巻線１１および巻線１２は、たとえば、エナメル線またはリッツ線などである。なお、巻線１１は、特許請求の範囲における「一次巻線」および「高圧側巻線」の一例である。また、巻線１２は、特許請求の範囲における「二次巻線」および「低圧側巻線」の一例である。
【0030】
コア２０は、一対のコア部材２０ａおよび２０ｂを含む。一対のコア部材２０ａおよび２０ｂは、ＥＥ形状のフェライトコアを含む。コア２０は、一対のコア部材２０ａおよび２０ｂが組み合わされた状態で、巻線１０に流れる電流によって磁路を形成する脚部２１（図４参照）を有する。すなわち、コア部材２０ａおよび２０ｂが組み合わされた状態で、１本の四角柱状の脚部２１が形成される。巻線１０（巻線１１および巻線１２）は、四角柱状の脚部２１の周りに巻き回されるように配置される。トランス２では、一次側の巻線１１に流れる電流によって、脚部２１（コア２０）に磁界が生じる。そして、脚部２１に生じた磁界によって、二次側の巻線１２に誘導起電力が発生して、巻線１２に電流が流れる。
【0031】
また、コア２０は、巻線１０が巻き回される脚部２１と、脚部２１のＹ１方向側とＹ２方向側との各々において、巻線１０の外側に配置される外脚部とによって、磁気回路（磁路）が形成される環状コアである。ここで、「環状コア」とは、完全に閉じた状態を意味するのみならず、一対のコア部材２０ａおよび２０ｂが互いにギャップを隔てて配置されている場合をも含む概念として記載している。
【0032】
図３に示すように、ボビン３０は、部材３１、３２、および、３３を有する。ボビン３０は、部材３１～３３が組み合わされることによって、糸巻き状の形状を有する。第１実施形態では、ボビン３０は、コア２０の脚部２１に巻線１０（巻線１１および巻線１２）を巻き回すために、巻線１０を保持する。すなわち、巻線１０は、ボビン３０に保持された状態で、コア２０の脚部２１に巻き回されるように配置されている。また、ボビン３０は、誘電率が低く、絶縁性が高い樹脂材料によって形成されている。ボビン３０は、たとえば、オレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂によって形成されている。
【0033】
図４に示すように、第１実施形態では、巻線１１および巻線１２は、コア２０の脚部２１の延びる方向（Ｚ方向）において互いに分割された状態で、脚部２１に巻き回されている。具体的には、巻線１１は、脚部２１の一方側（Ｚ２方向側）に寄せて巻き回されている。そして、巻線１２は、脚部２１の他方側（Ｚ１方向側）に寄せて巻き回されている。すなわち、巻線１１は、ボビン３０の下側（Ｚ２方向側）において部材３３の部分に保持された状態で、コア部材２０ｂ側の脚部２１に巻き回されている。そして、巻線１２は、ボビン３０の上側（Ｚ１方向側）において部材３２の部分に保持された状態で、コア部材２０ａ側の脚部２１に巻き回されている。トランス２は、一次側の巻線１１と二次側の巻線１２とが、各々分割されている分割巻きのトランスである。なお、巻線１１の端部は、Ｘ１方向側（図２参照）に引き出されている。そして、巻線１２の端部は、Ｘ２方向側（図２参照）に引き出されている。
【0034】
筐体４０は、巻線１１を収容する。具体的には、筐体４０は、巻線１１と、巻線１１が巻き回されている脚部２１の一部を含むコア２０およびボビン３０の下側半分（コア部材２０ｂ側半分）とを収容する。すなわち、筐体４０は、トランス２の下側（Ｚ２方向側）の半分を内部に収容する。また、巻線１２およびトランス２の上側（Ｚ１方向側）は筐体４０に収容されず露出している。
【0035】
第１実施形態では、巻線１１は、ボビン３０に保持されながら脚部２１の一方側（Ｚ２方向側）に寄せて巻き回された状態で、ボビン３０およびコア２０の一部（コア部材２０ｂ）と共に樹脂部材５０によって封止されている。そして、巻線１２は、コア２０の脚部２１の他方側（Ｚ１方向側）に寄せて巻き回された状態で露出している。具体的には、第１実施形態では、巻線１１は、筐体４０に収容された状態で、筐体４０の内部に充填された樹脂部材５０によってボビン３０およびコア２０の一部であるコア部材２０ｂと共に封止されている。
【0036】
すなわち、筐体４０内部に収容されている巻線１１と、巻線１１が巻き回されている脚部２１の一部を含むコア２０およびボビン３０の下側（Ｚ２方向側）の半分とが、樹脂部材５０によって気密封止されている。一方で、巻線１２と、コア２０の上側（Ｚ１方向側）の半分とは、樹脂部材５０に封止されずに露出している。露出しているトランス２の上側（Ｚ１方向側）は、送風ファン４によって冷却されるように構成されている。
【0037】
また、筐体４０および樹脂部材５０は、ボビン３０と同様の樹脂材料によって形成されている。すなわち、ボビン３０、筐体４０、および、樹脂部材５０の熱膨張率は、互いに略等しい大きさとなる。このため、樹脂部材５０は、樹脂部材５０を形成するための樹脂材料の硬化時において、熱膨張による亀裂に起因したボイド（成形不良）を抑制可能に構成されている。
【0038】
【0039】
図３に示すように、まず、ボビン３０に巻線１０（巻線１１および巻線１２）が保持させられる。具体的には、ボビン３０の部材３３に巻線１１が保持させられる。そして、ボビン３０の部材３２に巻線１２が保持させられる。そして、巻線１０、コア２０、および、ボビン３０が組み合わせられる。具体的には、巻線１０を保持させながら、ボビン３０の部材３１～３３と、コア２０の一対のコア部材２０ａおよび２０ｂとが組み合わされる。また、巻線１０、コア２０、および、ボビン３０は、組み合わされた状態でテープなどにより固定される。
【0040】
そして、図５に示すように、組み合わされた巻線１０、コア２０、および、ボビン３０が、筐体４０に収容される。具体的には、巻線１０のうちの巻線１２の部分が露出した状態で、巻線１０のうちの巻線１１の部分が筐体４０の内部に収容される。また、巻線１１の端部が筐体４０の外に引き出される。
【0041】
そして、巻線１１を引き出すための筐体４０の孔を塞いだ後に、筐体４０の内部に樹脂材料が充填される。すなわち、筐体４０に収容された状態の巻線１１、コア２０の一部（コア部材２０ｂの部分）、およびボビン３０（ボビン３０の下側半分）が、樹脂材料によって封止される。なお、樹脂材料を充填する場合に、ボイドなどの成形不良の発生を抑制するために、真空引きを行ってもよい。すなわち、真空雰囲気において筐体４０内部に樹脂材料を充填するようにしてもよい。
【0042】
［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0043】
第１実施形態では、上記のように、巻線１１（高圧側巻線）は、コア２０の脚部２１に巻き回された状態でコア２０の一部と共に樹脂部材５０によって封止されている。これにより、誘電率の小さい（絶縁性能が高い）樹脂部材５０によって巻線１１およびコア２０の一部を封止することができるので、巻線１１が露出している場合に比べて巻線１１における絶縁耐力を向上させることができる。また、上記のように、巻線１２（低圧側巻線）は、コア２０の脚部２１に巻き回された状態で露出している。これにより、露出している巻線１２と、巻線１２が巻き回されているコア２０の一部とから、熱を放出することができる。そのため、巻線１１と巻線１２との両方がコア２０の全体と共に樹脂部材５０によって封止されている場合に比べて、トランス２の温度上昇を抑制することができる。これらの結果、温度上昇を抑制するために巻線１０（巻線１１および巻線１２）およびコア２０を大型化する必要がなくなるので、絶縁耐力を向上することができるとともに、大型化を抑制しながら温度上昇を抑制することができる。
【0044】
また、第１実施形態では、上記のように、トランス２は、巻線１０の巻線１１（高圧側巻線）を収容する筐体４０（高圧側巻線用筐体）をさらに含み、巻線１１は、筐体４０に収容された状態で、筐体４０の内部に充填された樹脂部材５０によってコア２０の一部と共に封止されている。これにより、コア２０の脚部２１に巻き回した巻線１１を、コア２０と共に筐体４０に収容した状態で、筐体４０の内部に樹脂材料を充填することができる。そのため、巻線１１をコア２０の一部と共に樹脂部材５０によって容易に封止することができる。
【0045】
また、第１実施形態では、上記のように、コア２０の脚部２１に巻線１０を巻き回すために、巻線１０を保持するボビン３０をさらに備え、巻線１１（高圧側巻線）は、ボビン３０に保持されながらコア２０の脚部２１に巻き回された状態で、ボビン３０およびコア２０の一部と共に樹脂部材５０によって封止されている。これにより、ボビン３０によって巻線１０を保持することによって、巻線１０をコア２０に巻き回されるように容易に配置することができる。また、巻線１１が、ボビン３０およびコア２０の一部と共に樹脂部材５０によって封止されているので、巻線１１、ボビン３０、コア２０を一体的に封止することができる。そのため、たとえば、コア２０とボビン３０との間に空気の層が存在することに起因して絶縁耐力が低下することを抑制することができる。その結果、ボビン３０によって巻線１０をコア２０の周りに巻き回されるように容易に配置することができるとともに、絶縁性の低下を抑制することによって高耐圧化することができる。
【0046】
また、第１実施形態では、上記のように、巻線１１（高圧側巻線）および巻線１２（低圧側巻線）は、コア２０の脚部２１の延びる方向（Ｚ方向）において互いに分割された状態で、脚部２１に巻き回されており、巻線１１は、脚部２１の一方側（Ｚ２方向側）に寄せて巻き回された状態で、コア２０の一部と共に樹脂部材５０によって封止されており、巻線１２は、脚部２１の他方側（Ｚ１方向側）に寄せて巻き回された状態で露出している。これにより、巻線１１が脚部２１の一方側に寄せて巻き回されているため、脚部２１の一方側のみを樹脂部材５０によって封止することによって、他方側に寄せて巻き回された巻線１２を露出させながら巻線１１をより容易に封止することができる。そのため、巻線１２を露出させながら巻線１１を封止するための作業負担をより軽減することができる。
【0047】
また、第１実施形態では、上記のように、トランス２の巻線１２（低圧側巻線）を冷却する送風ファン４をさらに備える。これにより、露出している巻線１２に対して送風ファン４から冷却風を送風することによって、巻線１２と、コア２０の脚部２１のうちの巻線１２が巻き回されている部分とを効果的に冷却することができる。そのため、トランス２全体の温度が上昇することを効果的に抑制することができる。
【0048】
［第２実施形態］
次に、図６～図８を参照して、第２実施形態による電力変換装置２００の構成について説明する。第２実施形態では、分割された一次側の２つの巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂに挟まれるように二次側の巻線２１２が巻き回されている。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。
次に、図６～図８を参照して、第２実施形態による電力変換装置２００の構成について説明する。第２実施形態では、分割された一次側の２つの巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂに挟まれるように二次側の巻線２１２が巻き回されている。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。
【0049】
（第２実施形態による電力変換装置の構成）
図６に示すように、第２実施形態による電力変換装置２００は、インバータ部１と、トランス２０２と、コンバータ部３と、送風ファン４とを備える。そして、電力変換装置２００は、第１実施形態と同様に、入力された直流電力の電圧を変換するとともに、電圧が変換された直流電力を出力するＤＣＤＣコンバータを含む。トランス２０２は、第１実施形態によるトランス２と同様に、インバータ部１からの交流電力を変圧する。そして、トランス２０２は、変圧された交流電力をコンバータ部３に対して出力する。
図６に示すように、第２実施形態による電力変換装置２００は、インバータ部１と、トランス２０２と、コンバータ部３と、送風ファン４とを備える。そして、電力変換装置２００は、第１実施形態と同様に、入力された直流電力の電圧を変換するとともに、電圧が変換された直流電力を出力するＤＣＤＣコンバータを含む。トランス２０２は、第１実施形態によるトランス２と同様に、インバータ部１からの交流電力を変圧する。そして、トランス２０２は、変圧された交流電力をコンバータ部３に対して出力する。
【0050】
図７に示すように、第２実施形態では、トランス２０２は、巻線２１０と、コア２２０と、ボビン２３０と、筐体２４０ａおよび筐体２４０ｂとを含む。なお、筐体２４０ａは、特許請求の範囲における「高圧側巻線用筐体」および「第１筐体」の一例である。また、筐体２４０ｂは、特許請求の範囲における「高圧側巻線用筐体」および「第２筐体」の一例である。
【0051】
第２実施形態では、巻線２１０は、巻線２１１ａ、巻線２１１ｂ、および巻線２１２を含む。巻線２１１ａおよび２１１ｂは、トランス２０２の一次側の巻線（コイル）である。そして、巻線２１２は、トランス２０２の二次側の巻線（コイル）である。また、トランス２０２では、巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂが高圧側であり、巻線２１２が低圧側である。なお、巻線２１１ａは、特許請求の範囲における「一次巻線」、「高圧側巻線」および「第１高圧側巻線」の一例である。また、巻線２１１ｂは、特許請求の範囲における「一次巻線」、「高圧側巻線」および「第２高圧側巻線」の一例である。また、巻線２１２は、特許請求の範囲における「二次巻線」および「低圧側巻線」の一例である。
【0052】
コア２２０は、第１実施形態と同様に、一対のＥ形状のコア部材２２０ａおよび２２０ｂを組み合わせたＥＥ型フェライトコアである。コア２２０は、第１実施形態のコア２０と同様に、一対のコア部材２２０ａおよび２２０ｂが組み合わされた状態において、巻線２１０に流れる電流によって磁路を形成する脚部２２１を有する。巻線２１１ａ、２１１ｂおよび巻線２１２は、四角柱状の脚部２２１の周りに巻き回されるように配置される。なお、図７では、コア２２０の巻線２１０の外側に配置される外脚部の図示を省略している。
【0053】
ボビン２３０は、第１実施形態のボビン３０と同様に、コア２２０の脚部２２１に巻線２１０を巻き回すために、巻線２１０（巻線２１１ａ、２１１ｂ、および、巻線２１２）を保持する。
【0054】
第２実施形態では、巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂは、２つに分割されてコア２２０の脚部２２１に巻き回される。そして、巻線２１２は、コア２２０の脚部２２１の延びる方向（Ｚ方向）において、巻線２１１ａと巻線２１１ｂとに挟まれるように脚部２２１に巻き回されている。具体的には、巻線２１１ａは、ボビン２３０の上側（Ｚ１方向側）において、ボビン２３０に保持された状態で脚部２２１に巻き回されている。そして、巻線２１１ｂは、ボビン２３０の下側（Ｚ２方向側）において、ボビン２３０に保持された状態で脚部２２１に巻き回されている。そして、巻線２１２は、Ｚ方向における中央において、ボビン２３０に保持された状態で脚部２２１に巻き回されている。
【0055】
また、第２実施形態では、筐体２４０ａは、脚部２２１の一方側（Ｚ１方向側）から巻線２１１ａを収容する。そして、筐体２４０ｂは、筐体２４０ａと対向するように脚部２２１の他方側（Ｚ２方向側）から巻線２１１ｂを収容する。具体的には、筐体２４０ａは、巻線２１１ａと、巻線２１１ａが巻き回されている脚部２２１の一部を含むコア２２０およびボビン２３０の部分とを収容する。そして、筐体２４０ｂは、巻線２１１ｂと、巻線２１１ｂが巻き回されている脚部２２１の一部を含むコア２２０およびボビン２３０の部分とを収容する。
【0056】
そして、第２実施形態では、巻線２１１ａおよび２１１ｂは、各々、巻線２１２を挟むように脚部２２１に巻き回された状態で、コア２２０の一部と共に、樹脂部材２５０によって封止されている。具体的には、巻線２１１ａは、筐体２４０ａに収容された状態で、筐体２４０ａの内部に充填された樹脂部材２５０によってコア２２０の一部と共に封止されている。そして、巻線２１１ｂは、筐体２４０ｂに収容された状態で、筐体２４０ｂの内部に充填された樹脂部材２５０によってコア２２０の一部と共に封止されている。
【0057】
すなわち、巻線２１１ａと、ボビン２３０のうちの巻線２１１ａを保持している部分と、巻線２１１ａが巻き回されているコア２２０の一部（Ｚ１方向側の部分）とが、筐体２４０ａの内部に配置された状態で一体的に樹脂部材２５０によって封止されている。そして、巻線２１１ｂと、ボビン２３０のうちの巻線２１１ｂを保持している部分と、巻線２１１ｂが巻き回されているコア２２０の一部（Ｚ２方向側の部分）とが、筐体２４０ｂの内部に配置された状態で一体的に樹脂部材２５０によって封止されている。なお、巻線２１２は、筐体２４０ａおよび２４０ｂには収容されずに、露出した状態である。すなわち、巻線２１２は、樹脂部材２５０によって封止されず露出している。
【0058】
また、第２実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0059】
（第２実施形態によるトランスの組み立て方法）
次に、図８を参照して、第２実施形態によるトランス２０２の組み立て方法（製造方法）について説明する。
次に、図８を参照して、第２実施形態によるトランス２０２の組み立て方法（製造方法）について説明する。
【0060】
図８に示すように、第２実施形態では、まず、一次側のコイルである巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂがボビン２３０と共にコア２２０に巻き回されるように配置される。たとえば、下側（Ｚ２方向側）の巻線２１１ｂは、ボビン２３０の一部と、コア部材２２０ｂとともに、筐体２４０ｂに収容される。そして、内部に巻線２１１ｂ、ボビン２３０、および、コア部材２２０ｂが収容された状態の筐体２４０ｂに対して樹脂材料が充填される。巻線２１１ａについても、巻線２１１ｂと同様に、ボビン２３０およびコア部材２２０ａとともに筐体２４０ａに収容される。そして、内部に巻線２１１ａ、ボビン２３０の一部、および、コア部材２２０ａが収容された状態の筐体２４０ａに対して樹脂材料が充填される。
【0061】
そして、一次側の巻線２１１ａおよび２１１ｂを、それぞれ樹脂部材２５０によって封止した後に、２つの一次側の巻線２１１ａおよび２１１ｂの間に二次側の巻線２１２が挟まれるように組み合わされる。
【0062】
［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0063】
第２実施形態では、上記のように、電力変換装置２００は、２つに分割されてコア２２０の脚部２２１に巻き回された巻線２１１ａ（第１高圧側巻線）および巻線２１１ｂ（第２高圧側巻線）を有し、巻線２１２（低圧側巻線）は、コア２２０の脚部２２１の延びる方向（Ｚ方向）において、巻線２１１ａと巻線２１１ｂとに挟まれるように脚部２２１に巻き回されており、巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂは、各々、巻線２１２を挟むように脚部２２１に巻き回された状態で、コア２２０の一部と共に樹脂部材２５０によって封止されている。これにより、巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂによって巻線２１２が挟まれるように巻き回されているため、高圧側と低圧側との巻線同士の磁気結合を向上させることができる。そのため、巻線２１０からの漏れインダクタンス（リーケージインダクタンス）を低減させることができるので、漏れインダクタンスに起因する電気的な損失を低減することができる。
【0064】
また、第２実施形態では、上記のように、トランス２０２は、脚部２２１の一方側（Ｚ１方向側）から巻線２１１ａ（第１高圧側巻線）を収容する筐体２４０ａ（第１筐体）と、筐体２４０ａと対向するように脚部２２１の他方側（Ｚ２方向側）から巻線２１１ｂ（第２高圧側巻線）を収容する筐体２４０ｂ（第２筐体）とを有し、巻線２１１ａは、筐体２４０ａに収容された状態で、筐体２４０ａの内部に充填された樹脂部材２５０によってコア２２０の一部と共に封止されており、巻線２１１ｂは、筐体２４０ｂに収容された状態で、筐体２４０ｂの内部に充填された樹脂部材２５０によってコア２２０の一部と共に封止されている。これにより、巻線２１１ａをコア２２０と共に筐体２４０ａに収容した状態で、筐体２４０ａ内部に樹脂材料を充填することによって、巻線２１１ａをコア２２０の一部と共に容易に封止することができる。また、巻線２１１ｂをコア２２０と共に筐体２４０ｂに収容した状態で、筐体２４０ｂ内部に樹脂材料を充填することによって、巻線２１１ｂをコア２２０の一部と共に容易に封止することができる。そのため、２つの巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂによって１つの巻線２１２（低圧側巻線）が挟まれるように配置する場合にも、２つの巻線２１１ａおよび巻線２１１ｂの各々を容易に封止することができる。
【0065】
また、第２実施形態によるその他の効果は、第１実施形態と同様である。
【0066】
［第３実施形態］
次に、図９～図１１を参照して、第３実施形態による電力変換装置３００の構成について説明する。第３実施形態では、一次側の複数の巻線３１１ａ～３１１ｃと、二次側の複数の巻線３１２ａ～３１２ｃとを、コア３２０の脚部３２１の延びる方向において交互に配置する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。
次に、図９～図１１を参照して、第３実施形態による電力変換装置３００の構成について説明する。第３実施形態では、一次側の複数の巻線３１１ａ～３１１ｃと、二次側の複数の巻線３１２ａ～３１２ｃとを、コア３２０の脚部３２１の延びる方向において交互に配置する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。
【0067】
（第３実施形態による電力変換装置の構成）
図９に示すように、第３実施形態による電力変換装置３００は、インバータ部１と、トランス３０２と、コンバータ部３と、送風ファン４とを備える。そして、電力変換装置３００は、第１実施形態と同様に、入力された直流電力の電圧を変換するとともに、電圧が変換された直流電力を出力するＤＣＤＣコンバータを含む。トランス３０２は、第１実施形態によるトランス２と同様に、インバータ部１からの交流電力を変圧する。そして、トランス３０２は、変圧された交流電力をコンバータ部３に対して出力する。
図９に示すように、第３実施形態による電力変換装置３００は、インバータ部１と、トランス３０２と、コンバータ部３と、送風ファン４とを備える。そして、電力変換装置３００は、第１実施形態と同様に、入力された直流電力の電圧を変換するとともに、電圧が変換された直流電力を出力するＤＣＤＣコンバータを含む。トランス３０２は、第１実施形態によるトランス２と同様に、インバータ部１からの交流電力を変圧する。そして、トランス３０２は、変圧された交流電力をコンバータ部３に対して出力する。
【0068】
図１０に示すように、第３実施形態では、トランス３０２は、巻線３１０と、コア３２０と、ボビン３３０ａ、３３０ｂ、および、３３０ｃと、筐体３４０ａ、３４０ｂ、および、３４０ｃとを含む。なお、筐体３４０ａ～３４０ｃは、特許請求の範囲における「高圧側巻線用筐体」および「複数の部分筐体」の一例である。
【0069】
第３実施形態では、巻線３１０は、トランス３０２の複数に分割された一次側の巻線（コイル）である巻線３１１ａ、巻線３１１ｂ、および、巻線３１１ｃを含む。また、巻線３１０は、トランス３０２の複数に分割された二次側の巻線（コイル）である巻線３１２ａ、巻線３１２ｂ、および、巻線３１２ｃを含む。また、トランス３０２では、一次側の巻線３１１ａ～３１１ｃが高圧側であり、二次側の巻線３１２ａ～３１２ｃが低圧側である。なお、巻線３１１ａ～３１１ｃは、特許請求の範囲における「一次巻線」、「高圧側巻線」および「複数の部分高圧側巻線」の一例である。また、巻線３１２ａ～３１２ｃは、特許請求の範囲における「二次巻線」、「低圧側巻線」および「複数の部分低圧側巻線」の一例である。
【0070】
コア３２０は、Ｅ形状のコア部材３２０ａとＩ形状のコア部材３２０ｂとを組み合わせたＥＩ型フェライトコアである。コア３２０は、第１実施形態のコア２０と同様に、２つのコア部材３２０ａおよび３２０ｂが組み合わされた状態において巻線３１０に流れる電流によって磁路を形成する脚部３２１を有する。巻線３１１ａ～３１１ｃおよび巻線３１２ａ～３１２ｃは、四角柱状の脚部３２１の周りに巻き回されるように配置される。なお、図１０では、コア３２０の巻線３１０の外側に配置される外脚部の図示を省略している。
【0071】
ボビン３３０ａ～３３０ｃは、第１実施形態のボビン３０と同様に、コア３２０の脚部３２１に巻線３１０を巻き回すために、巻線３１０を保持する。具体的には、ボビン３３０ａは、巻線３１１ａおよび巻線３１１ｂを保持する。ボビン３３０ｂは、巻線３１１ｂおよび巻線３１２ｂを保持する。そして、ボビン３３０ｃは、巻線３１１ｃおよび巻線３１２ｃを保持する。
【0072】
第３実施形態では、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃと複数の巻線３１２ａ～３１２ｃとは、コア３２０の脚部３２１の延びる方向（Ｚ方向）において交互に脚部３２１に巻き回されている。具体的には、脚部３２１のＺ２方向側から、巻線３１１ａ、巻線３１２ａ、巻線３１１ｂ、巻線３１２ｂ、巻線３１１ｃ、および、巻線３１２ｃ、がこの順に脚部３２１の延びる方向（Ｚ方向）に沿うように並んで配置されている。
【0073】
また、第３実施形態では、筐体３４０ａ～３４０ｃは、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃの各々を収容する。具体的には、筐体３４０ａは、巻線３１１ａ、ボビン３３０ａの一部、および、コア３２０（コア部材３２０ａ）の一部を収容する。同様に、筐体３４０ｂは、巻線３１１ｂ、ボビン３３０ｂの一部、および、コア３２０（コア部材３２０ａ）の一部を収容する。そして、筐体３４０ｃは、巻線３１１ｃ、ボビン３３０ｃの一部、および、コア３２０（コア部材３２０ａ）の一部を収容する。なお、筐体３４０ａのＺ方向における長さ（厚さ）は、筐体３４０ｂおよび筐体３４０ｃのＺ方向における長さ（厚さ）よりも大きい。
【0074】
そして、第３実施形態では、巻線３１１ａ～３１１ｃの各々は、巻線３１２ａ～３１２ｃと交互にコア３２０の脚部３２１に巻き回された状態で、コア３２０の一部と共に樹脂部材３５０（図１１参照）によって封止されている。具体的には、巻線３１１ａ～３１１ｃの各々は、筐体３４０ａ～３４０ｃの各々に収容された状態で、筐体３４０ａ～３４０ｃの各々の内部に充填された樹脂部材３５０によってコア３２０の一部と共に封止されている。
【0075】
すなわち、巻線３１１ａと、ボビン３３０ａのうちの巻線３１１ａを保持している部分と、巻線３１１ａが巻き回されているコア３２０の一部とが、筐体３４０ａの内部に配置された状態で一体的に樹脂部材３５０によって封止されている。同様に、巻線３１１ｂと、ボビン３３０ｂのうちの巻線３１１ｂを保持している部分と、巻線３１１ｂが巻き回されているコア３２０の一部とが、筐体３４０ｂの内部に配置された状態で一体的に樹脂部材３５０によって封止されている。そして、巻線３１１ｃと、ボビン３３０ｃのうちの巻線３１１ｃを保持している部分と、巻線３１１ｃが巻き回されているコア３２０の一部とが、筐体３４０ｃの内部に配置された状態で一体的に樹脂部材３５０によって封止されている。
【0076】
また、第３実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0077】
（第３実施形態によるトランスの組み立て方法）
次に、図１１を参照して、第３実施形態によるトランス３０２の組み立て方法（製造方法）について説明する。
次に、図１１を参照して、第３実施形態によるトランス３０２の組み立て方法（製造方法）について説明する。
【0078】
図１１に示すように、第３実施形態では、まず、ボビン３３０ａに保持された状態の巻線３１１ａおよび巻線３１２ａが、コア３２０（コア部材３２０ａ）の脚部３２１に巻き回されるように配置される。そして、巻線３１１ａおよびコア３２０（コア部材３２０ａ）の一部が筐体３４０ａに収容される。
【0079】
そして、内部に巻線３１１ａ、ボビン３３０ａ、および、コア部材３２０ａが収容された状態の筐体３４０ａに対して樹脂材料が充填される。
【0080】
次に、巻線３１１ａおよび巻線３１２ａに重なるように、ボビン３３０ｂに保持された状態の巻線３１１ｂおよび巻線３１２ｂが、コア３２０（コア部材３２０ａ）の脚部３２１に巻き回されるように配置される。ここで、巻線３１１ｂおよびコア３２０の一部は、筐体３４０ｂに収容されるように配置される。そして、内部に巻線３１１ｂ、ボビン３３０ｂ、および、コア部材３２０ａが収容された状態の筐体３４０ｂに対して樹脂材料が充填される。
【0081】
そして、巻線３１１ｂおよび巻線３１２ｂに重なるように、ボビン３３０ｃに保持された状態の巻線３１１ｃおよび巻線３１２ｃが、コア３２０（コア部材３２０ａ）の脚部３２１に巻き回されるように配置される。巻線３１１ｂと同様に、巻線３１１ｃおよびコア３２０の一部は、筐体３４０ｃに収容されるように配置される。そして、内部に巻線３１１ｃ、ボビン３３０ｃ、および、コア部材３２０ａが収容された状態の筐体３４０ｃに対して樹脂材料が充填される。そして、Ｉ形状のコア部材３２０ｂを組み合わせることによって、コア部材３２０ａおよびコア部材３２０ｂによって、コア３２０の磁路が形成される。
【0082】
［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0083】
第３実施形態では、上記のように、トランス３０２は、複数に分割された巻線３１１ａ～３１１ｃ（部分高圧側巻線）と、複数に分割された巻線３１２ａ～３１２ｃ（部分低圧側巻線）を有し、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃと複数の巻線３１２ａ～３１２ｃとは、コア３２０の脚部３２１の延びる方向において交互に脚部３２１に巻き回されており、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃの各々は、複数の巻線３１２ａ～３１２ｃと交互にコア３２０の脚部３２１に巻き回された状態で、コア３２０の一部と共に樹脂部材３５０によって封止されている。これにより、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃが複数の巻線３１２ａ～３１２ｃと交互に並ぶように配置されているため、２つの巻線によって１つの巻線が挟まれるように配置されている場合に比べて、高圧側と低圧側との巻線同士の磁気結合をより向上させることができる。そのため、巻線３１０からの漏れインダクタンス（リーケージインダクタンス）をより低減させることができるので、漏れインダクタンスに起因する電気的な損失をより低減することができる。また、巻線３１１ａ～３１１ｃおよび巻線３１２ａ～３１２ｃがそれぞれ複数に分割されているため、巻線３１０からの発熱を分散させることができる。そのため、巻線３１０からの発熱に起因する温度上昇をより抑制することができる。
【0084】
また、第３実施形態では、トランス３０２は、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃの各々を収容する複数の筐体３４０ａ～３４０ｃ（部分筐体）を有し、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃの各々は、複数の筐体３４０ａ～３４０ｃの各々に収容された状態で、複数の筐体３４０ａ～３４０ｃの各々の内部に充填された樹脂部材３５０によってコア３２０の一部と共に封止されている。これにより、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃの各々をコア３２０と共に複数の筐体３４０ａ～３４０ｃにそれぞれ収容した状態で、複数の筐体３４０ａ～３４０ｃの各々の内部に樹脂材料を充填することによって、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃの各々をコア３２０の一部と共に容易に封止することができる。そのため、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃが複数の巻線３１２ａ～３１２ｃと交互に並ぶように配置されている場合にも、複数の巻線３１１ａ～３１１ｃの各々を容易に封止することができる。
【0085】
また、第３実施形態によるその他の効果は、第１および第２実施形態と同様である。
【0086】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【0087】
たとえば、上記第１～第３実施形態では、一対のコア部材２０ａおよび２０ｂ（２２０ａおよび２２０ｂ、３２０ａおよび３２０ｂ）によってコア２０（２２０、３２０）が構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１２に示す変形例によるトランス４０２および５０２のように、一対に限らず、３つ以上の複数のコアを連結させるように構成してもよい。
【0088】
また、上記第１および第２実施形態では、コア２０（２２０）は、ＥＥ形状を有し、上記第３実施形態では、コア３２０は、ＥＩ形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コアは、ＥＥＲ形状、ＰＱ形状、ＵＵ形状、または、ＵＩ形状などの形状を有していてもよい。
【0089】
また、上記第１～第３実施形態では、高圧側の巻線１１（２１１ａおよび２１１ｂ、３１１ａ～３１１ｃ）は、筐体４０（２４０ａおよび２４０ｂ、３４０ａ～３４０ｃ）に収容された状態で、筐体４０（２４０ａおよび２４０ｂ、３４０ａ～３４０ｃ）の内部に充填された樹脂部材５０（２５０、３５０）によってコア２０（２２０、３２０）の一部と共に封止されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、トランスに筐体を設けずに、巻線１１（２１１ａおよび２１１ｂ、３１１ａ～３１１ｃ）とコア２０（２２０、３２０）の一部とを一体的に樹脂部材５０（２５０、３５０）によって封止するようにしてもよい。
【0090】
また、上記第１～第３実施形態では、コア２０（２２０、３２０）の脚部２１（２２１、３２１）に巻線１０（２１０、３２０）を巻き回すために、巻線１０（２１０、３２０）を保持するボビン３０（２３０、３３０ａ～３３０ｃ）を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ボビンではなく板状の絶縁部材などによって、巻線同士、または、巻線とコアとの間を絶縁するようにしてもよい。その場合に、高圧側の巻線と、絶縁部材と、コアの一部とを、一体的に樹脂材料によって封止するようにしてもよい。
【0091】
また、上記第２実施形態では、巻線２１１ａおよび２１１ｂ（高圧側巻線）は、各々、巻線２１２（低圧側巻線）を挟むように脚部２２１に巻き回された状態で、コア２２０の一部と共に樹脂部材２５０によって封止されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、２つに分割された低圧側の巻線が、１つの高圧側の巻線を挟み込むように配置されていてもよい。
【0092】
また、上記第３実施形態では、一次側の巻線３１１ａ～３１１ｃと、二次側の巻線３１２ａ～３１２ｃとが、それぞれ３分割されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、一次側の巻線と二次側の巻線とを４つ以上に分割するようにしてもよい。また、一次側の分割の個数と二次側の分割の個数とを、異なる個数となるように構成してもよい。
【0093】
また、上記第１～第３実施形態では、巻線１２（２１２、３１２ａ～３１２ｃ）を冷却する送風ファン４を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、送風ファン４による空冷式の冷却ではなく、水冷式の冷却が行われるようにしてもよい。また、フィンなどの放熱部材をコア２０（２２０、３２０）の露出している部分などに設けるようにしてもよい。
【0094】
また、上記第１～第３実施形態では、一次側の巻線１１（２１１ａおよび２１１ｂ、３１１ａ～３１１ｃ）が、高圧側であり、二次側の巻線１２（２１２、３１２ａ～３１２ｃ）が低圧側である例を示したが本発明はこれに限られない。たとえば、一次側が低圧であり、二次側が高圧であるように構成してもよい。その場合には、高圧側である二次側の巻線をコアの一部と共に樹脂部材によって封止するとともに、低圧側である一次側の巻線を露出させるように構成する。
【0095】
また、上記第１～第３実施形態では、巻線１０（２１０、３１０）が、円形状のエナメル線またはリッツ線などである例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、巻線１０（２１０、３１０）は、平角線または偏素線などの平板型（エッジワイズ）の巻線であってもよい。また、トランス２（２０２、３０２）は、巻線１０（２１０、３１０）をプリント基板によって構成したプレーナトランスであってもよい。
【符号の説明】
【0096】
１ インバータ部（電力変換部）
２、２０２、３０２、４０２、５０２ トランス
４ 送風ファン
１０、２１０、３１０ 巻線
１１ 巻線（一次巻線、高圧側巻線）
１２、２１２ 巻線（二次巻線、低圧側巻線）
２０、２２０、３２０ コア
２１、２２１、３２１ 脚部
３０、２３０、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ ボビン
４０ 筐体（高圧側巻線用筐体）
５０、２５０、３５０ 樹脂部材
１００、２００、３００ 電力変換装置
２１１ａ 巻線（一次巻線、高圧側巻線、第１高圧側巻線）
２１１ｂ 巻線（一次巻線、高圧側巻線、第２高圧側巻線）
２４０ａ 筐体（高圧側巻線用筐体、第１筐体）
２４０ｂ 筐体（高圧側巻線用筐体、第２筐体）
３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ 巻線（一次巻線、高圧側巻線、部分高圧側巻線）
３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ 巻線（二次巻線、低圧側巻線、部分低圧側巻線）
３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ 筐体（高圧側巻線用筐体、部分筐体）
２、２０２、３０２、４０２、５０２ トランス
４ 送風ファン
１０、２１０、３１０ 巻線
１１ 巻線（一次巻線、高圧側巻線）
１２、２１２ 巻線（二次巻線、低圧側巻線）
２０、２２０、３２０ コア
２１、２２１、３２１ 脚部
３０、２３０、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ ボビン
４０ 筐体（高圧側巻線用筐体）
５０、２５０、３５０ 樹脂部材
１００、２００、３００ 電力変換装置
２１１ａ 巻線（一次巻線、高圧側巻線、第１高圧側巻線）
２１１ｂ 巻線（一次巻線、高圧側巻線、第２高圧側巻線）
２４０ａ 筐体（高圧側巻線用筐体、第１筐体）
２４０ｂ 筐体（高圧側巻線用筐体、第２筐体）
３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ 巻線（一次巻線、高圧側巻線、部分高圧側巻線）
３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ 巻線（二次巻線、低圧側巻線、部分低圧側巻線）
３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ 筐体（高圧側巻線用筐体、部分筐体）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】