CN110419085B - 变压器 - Google Patents

Abstract

在第二盖部(7)的与第二芯体(9)和次级线圈(5)相向的部分设置有两个贯穿孔(7a)，在贯穿孔(7a)设置有散热构件(11)。次级线圈(5)产生的热量通过散热构件(11)向第二芯体(9)发散。

Description

变压器

技术领域

本发明涉及一种变压器。

背景技术

目前，关于变压器，例如，已知具有专利文献1公开的结构的变压器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-311394号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

伴随着车载充电器的高电压化以及大电流化，用于该车载充电器的变压器逐渐无法获得充分的散热效果。实际上，下一代车载充电器所要求的输出电流变大，无法充分地确保变压器的额定温度与饱和温度之间的裕度。这样，存在下述技术问题：如何高效地进行变压器的发热的散热、特别是线圈的发热的散热。

本发明是为了解决上述技术问题而形成的，其目的是使线圈产生的热量高效地发散。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的变压器包括：多个线圈，多个线圈沿绕组轴向配置；第一盖部和第二盖部，第一盖部和第二盖部从绕组轴向的两侧将多个线圈夹入；第一芯体和第二芯体，第一芯体和第二芯体从绕组轴向的两侧将第一盖部和第二盖部夹入；贯穿孔，贯穿孔设置于第一盖部的与第一芯体和多个线圈中的一个相向的部分或者第二盖部的与第二芯体和多个线圈中的一个相向的部分中的至少一方；以及散热构件，散热构件设置于贯穿孔，散热构件的导热系数比第一盖部和第二盖部的导热系数高。

发明效果

根据本发明，包括贯穿孔和散热构件，贯穿孔设置于第一盖部的与第一芯体和多个线圈中的一个相向的部分或者第二盖部的与第二芯体和多个线圈中的一个相向的部分中的至少一方，散热构件设置于贯穿孔，散热构件的导热系数比第一盖部和第二盖部的导热系数高，因此，能够使线圈产生的热量通过散热构件高效地向芯体发散。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的变压器的结构例的分解立体图。

图2是表示本发明实施方式一的变压器的结构例的俯视图。

图3是表示设置于本发明实施方式一的变压器的第二盖部的贯穿孔的一例的俯视图。

图4A和图4B是表示设置于本发明实施方式一的变压器的第二盖部的贯穿孔的变形例的俯视图。

图5是表示设置于本发明实施方式一的变压器的第二盖部的散热构件的一例的俯视图。

图6是表示在本发明实施方式一的变压器的第二盖部设置了次级线圈的状态的俯视图。

图7是将本发明实施方式一的变压器沿图2的B-B线剖开后的剖视图，示出了在贯穿孔处没有散热构件的状态。

图8是将本发明实施方式一的变压器沿图2的B-B线剖开后的剖视图，示出了在贯穿孔处有散热构件的状态。

图9是表示将本发明实施方式一的变压器设置于车载充电器的状态的主视图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式一

图1是表示本发明实施方式一的变压器1的结构例的分解立体图。图2是表示本发明实施方式一的变压器1的结构例的俯视图。变压器1包括初级线圈2、绕线管3、次级线圈4、5、第一盖部6、第二盖部7、第一芯体8、第二芯体9、带体10以及散热构件11。

初级线圈2是以绕组轴向A为中心卷绕而成的线材。上述初级线圈2设置于筒状的绕线管3，端子部2a、2b从绕线管3引出。绕线管3例如由具有绝缘性的树脂材料形成。次级线圈4是以绕组轴向A为中心的环状金属板，金属板的一端为端子部4a，另一端为连结部4b。次级线圈5也是以绕组轴向A为中心的环状金属板，金属板的一端为端子部5a，另一端为连结部5b。次级线圈4的连结部4b与次级线圈5的连结部5b连结。

次级线圈4设置于绕线管3的上表面，并且被第一盖部6覆盖。次级线圈5设置于绕线管3的下表面，并且被第二盖部7覆盖。上述第一盖部6和第二盖部7例如由具有绝缘性的树脂材料形成。

第一芯体8和第二芯体9的截面为近似E字形状，在各E字的凹部收容有初级线圈2、绕线管3、次级线圈4、5、第一盖部6以及第二盖部7。此外，第一芯体8和第二芯体9通过带体10保持为各E字的凸部相向的状态。

图1所例示的变压器1具有下述结构：在第二盖部7的内部依次设置有次级线圈5、绕线管3以及次级线圈4，第二盖部7的开口被第一盖部6封闭，第一盖部6和第二盖部7被第一芯体8和第二芯体9从绕组轴向A的两侧夹入。另外，变压器1不限定于上述结构，只要由初级线圈2和次级线圈4、5、第一盖部6和第二盖部7、第一芯体8和第二芯体9构成，其中，上述初级线圈2和次级线圈4、5沿绕组轴向A配置，上述第一盖部6和第二盖部7从绕组轴向A的两侧将初级线圈2和次级线圈4、5夹入，上述第一芯体8和第二芯体9从绕组轴向A的两侧将第一盖部6和第二盖部7夹入即可。

图3是表示设置于本发明实施方式一的变压器1的第二盖部7的贯穿孔7a的一例的俯视图。在图3中省略了次级线圈5、绕线管3、第一盖部6以及第一芯体8等的图示。在图1和图3所示的示例中，在第二盖部7的、与第二芯体9和次级线圈5相向的部分设置有两个长孔状的贯穿孔7a。两个贯穿孔7a使次级线圈5与第二芯体9连通。在施加至次级线圈5的电压为低电压的情况下，即使在用于使上述次级线圈5与第二芯体9之间绝缘的第二盖部7上设置有贯穿孔7a，绝缘性能也不会产生问题。

图4A和图4B是表示设置于本发明实施方式一的变压器1的第二盖部7的贯穿孔7a的变形例的俯视图。在图4A的示例中，在第二盖部7设置有环状的贯穿孔7a。另外，虽然省略了图示，但也可在环状的贯穿孔7a的一部分形成有连接第二盖部7的外周侧与内周侧的部位，以使第二盖部7的外周侧和内周侧不被环状的贯穿孔7a完全分割开。在图4B的示例中，在第二盖部7的、与第二芯体9和次级线圈5相向的部分设置有多个较小的贯穿孔7a。另外，虽然省略了图示，但贯穿孔7a也可以是网眼等。

图5是表示设置于本发明实施方式一的变压器1的第二盖部7的散热构件11的一例的俯视图。图6是表示在本发明实施方式一的变压器1的第二盖部7设置了次级线圈5的状态的俯视图。在上述图6中，在次级线圈5的下侧存在有散热构件11。

在图5的示例中，散热构件11是化合物(compound)，该化合物涂敷于贯穿孔7a的内部及其周边。散热构件11不限定于化合物，也可以是片材等。较为理想的是，上述散热构件11的导热系数比第一盖部6和第二盖部7的导热系数高，并且该散热构件11具有粘接性。

图7是将本发明实施方式一的变压器1沿图2的B-B线剖开后的剖视图，示出了在贯穿孔7a处没有散热构件11的状态。在图7的示例中，在次级线圈5与第二芯体9之间存在有导热系数较低的第二盖部7。例如，在第二盖部7由聚对苯二甲酸丁二醇树脂形成的情况下，其导热系数为0.27[W/m·K]。在次级线圈5由铜形成的情况下，其导热系数为350[W/m·K]。因此，次级线圈5产生的热量不容易向第二芯体9发散。

此外，在图7的示例中，在第二盖部7与第二芯体9之间存在有空气层12。上述空气层12是用于在将构成变压器1的各构件组合时吸收各构件的尺寸偏差的空间。空气层12的导热系数低达约0.025[W/m·K]。在次级线圈5与第二芯体9之间不仅存在有第二盖部，而且还存在有空气层12的情况下，散热性进一步变差。

图8是将本发明实施方式一的变压器1沿图2的B-B线剖开后的剖视图，示出了在贯穿孔7a处有散热构件11的状态。在图8的示例中，散热构件11填充贯穿孔7a和空气层12的空间。在散热构件11的导热系数例如为2.2[W/m·K]的情况下，次级线圈5产生的热量在散热构件11中传递，从而高效地向第二芯体9散热。此外，在实施方式一中，由于次级线圈5与次级线圈4通过连结部4b、5b连结，因此，次级线圈4产生的热量向第一芯体8发散，并且上述热量还在连结部4b、5b、次级线圈5以及散热构件11中传递，从而也向第二芯体9发散。

如图8所示，由于次级线圈4、5为平板，因此，散热构件11即化合物在从贯穿孔7a露出的次级线圈5上均匀地扩展。此外，次级线圈5、散热构件11以及第二芯体9面接触。因此，散热构件11能够将次级线圈5的热量高效地传递至第二芯体9。

图9是表示将本发明实施方式一的变压器1设置于车载充电器20的状态的主视图。车载充电器20例如是用于对装设于电动车以及插电式混合动力车的电池进行充电的OBC(充电桩(On Board Charger))。车载充电器20的壳体21由铝等导热系数较高的构件形成。此外，在壳体21的内部设置有用于冷却的水路22。变压器1是用于车载充电器20的降压用变压器。次级线圈4、5是低电压侧，并且由于流动有大电流而处于高温。

变压器1的第二芯体9通过散热构件23设置于车载充电器20的壳体21。次级线圈4、5产生的热量从第二芯体9发散至壳体21。接着，次级线圈4、5产生的热量经由第二芯体9和壳体21持续地发散至水路22的冷却水。因此，能够降低变压器1的工作温度。

如上所述，实施方式一的变压器1包括：初级线圈2和次级线圈4、5，上述初级线圈2和次级线圈4、5沿绕组轴向A配置；第一盖部6和第二盖部7，上述第一盖部6和第二盖部7从绕组轴向A的两侧将初级线圈2和次级线圈4、5夹入；第一芯体8和第二芯体9，上述第一芯体8和第二芯体9从绕组轴向A的两侧将第一盖部6和第二盖部7夹入；两个贯穿孔7a，上述两个贯穿孔7a设置于第二盖部7的、与第二芯体9和次级线圈5相向的部分；散热构件11，上述散热构件11设置于贯穿孔7a，并且该散热构件11的导热系数比第二盖部7的导热系数高。由此，能够使次级线圈4、5产生的热量通过散热构件11高效地向第二芯体9发散。

此外，实施方式一的散热构件11具有粘接性。由此，次级线圈5、散热构件11以及第二芯体9紧密接触，散热性得到提高。此外，即使变压器1振动，也能够获得稳定的散热性能，因而作为车载用变压器是理想的。

此外，实施方式一的变压器1是降压用变压器，次级线圈5通过散热构件11向第二芯体9散热。在降压用的变压器1中，次级线圈5是低电压侧，因此，即使在第二盖部7设置贯穿孔7a，在实际使用时，绝缘性能也不会产生问题。此外，在降压用的变压器1中，次级线圈5流动有大电流而处于高温，不过，能够使上述热量高效地向第二芯体9发散。

此外，实施方式一的次级线圈5是金属板。由此，次级线圈5、散热构件11以及第二芯体9面接触，能够使次级线圈5的热量高效地向第二芯体9发散。

此外，实施方式一的变压器1例如用于车载充电器20。上述车载充电器20具有设置有用于冷却的水路22的壳体21。变压器1中设置有贯穿孔7a一侧的第二芯体9设置于车载充电器20的壳体21。由此，变压器1中产生的热量通过第二铁芯9和壳体21持续地发散至水路22的冷却水，因此，变压器1的工作温度降低。若变压器1的工作温度降低，则构成变压器1的各构件的寿命延长，作为结果，车载充电器20的寿命也延长，并且车载充电器20的可靠性提高。

另外，在实施方式一中，对在第二盖部7的与第二芯体9和次级线圈5相向的部分设置有贯穿孔7a的结构进行了说明，但贯穿孔7a的位置不限定于此。例如，也可构成为在第一盖部6的与第一芯体8和次级线圈4相向的部分设置有贯穿孔7a。此外，还可构成为在第二盖部7的与第二芯体9和次级线圈5相向的部分以及第一盖部6的与第一芯体8和次级线圈4相向的部分设置有贯穿孔7a。

另外，若如图7所示那样存在有空气层12，则散热性变差，因此，较为理想的是，在存在有空气层12的一侧设置贯穿孔7a，并且在贯穿孔7a和空气层12中填充散热构件11。

此外，在第一盖部6的与第一芯体8和次级线圈4相向的部分设置有贯穿孔7a的情况下，为了提高散热性，较为理想的是，设置有贯穿孔7a一侧的第一芯体8设置于车载充电器20的壳体21。

另外，本发明能在其保护范围内对实施方式中的任意结构要素进行变形，或是对实施方式中的任意结构要素进行省略。

(工业上的可利用性)

本发明的变压器能够将线圈产生的热量高效地发散，因此，用于电压不断变高以及电流不断变大的车载充电器等是理想的。

符号说明

1：变压器；2：初级线圈；2a、2b：端子部；3：绕线管；4、5：次级线圈；4a、5a：端子部；4b、5b：连结部；6：第一盖部；7：第二盖部；7a：贯穿孔；8：第一芯体；9：第二芯体；10：带体；11：散热构件；12：空气层；20：车载充电器；21：壳体；22：水路；23：散热构件；A：绕组轴向。

Claims (6)

1.一种变压器，其特征在于，包括：

多个线圈，多个所述线圈沿绕组轴向配置；

第一盖部和第二盖部，所述第一盖部和所述第二盖部从所述绕组轴向的两侧将多个所述线圈夹入；

第一芯体和第二芯体，所述第一芯体和所述第二芯体从所述绕组轴向的两侧将所述第一盖部和所述第二盖部夹入；

贯穿孔，所述贯穿孔设置于所述第一盖部的、与所述第一芯体和多个所述线圈中的一个线圈相向的部分，或者/以及，所述贯穿孔设置于所述第二盖部的、与所述第二芯体和多个所述线圈中的一个线圈相向的部分；以及

散热构件，所述散热构件设置于所述贯穿孔，所述散热构件的导热系数比所述第一盖部和所述第二盖部的导热系数高。

2.如权利要求1所述的变压器，其特征在于，

所述散热构件具有粘接性。

3.如权利要求1所述的变压器，其特征在于，

所述变压器是降压用变压器，多个所述线圈中的次级线圈通过所述散热构件向所述第一芯体或所述第二芯体散热。

4.如权利要求3所述的变压器，其特征在于，

所述次级线圈是金属板。

5.如权利要求1所述的变压器，其特征在于，

所述变压器用于车载充电器。

6.如权利要求5所述的变压器，其特征在于，

所述车载充电器具有壳体，所述壳体设置有用于冷却的水路，

设置有所述贯穿孔的所述第一盖部或所述第二盖部一侧的所述第一芯体或所述第二芯体设置于所述车载充电器的壳体。

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