[實用新型]變壓器

有效

• 申請號: 201420492771.2
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN204119041U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 中幡英章;志賀信夫;弘津研一;大平孝;山田恭平
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社;國立大學法人豐橋技術科學大學
• 主分類號: H02M5/06
• 分類號: H02M5/06
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 韓峰;孫志湧

技術領域

本發明涉及變壓器。

背景技術

在商用AC輸電和配電系統中，使用變壓器。就在消費者的房子附近，使用柱式變壓器，其將例如6600V(50Hz或60Hz)變換為200V(參見非專利文獻1)。這樣的柱式變壓器具有圍繞鐵芯纏繞的作為導線的厚線圈，并且因此具有相當大的重量。例如，具有直徑40cm和高度80cm的柱式變壓器具有大約200kg的重量，包括絕緣油和外殼。

另一方面，為了實現作為下一代電力系統的智能電網，正在進行SST(固態變壓器)的研究。對于SST，使用高頻變壓器(例如，參見非專利文獻2)。

引用列表

[非專利文獻]

非專利文獻1：Chubu?Electric?Power?Co.,Inc.的主頁,[Pole?Transformer(柱式變壓器)],[在線],[2013年7月19日搜索],因特網

<URL:http://www.chuden.co.jp/e-museum/guide/3floor/exhibit_c23.html>

非專利文獻2：Falcones,S.:等人.,Power?and?Energy?Society?General?Meeting,2010?IEEE,pp.1-8,Minneapolis,2010年7月

發明內容

[技術問題]

傳統的柱式變壓器沉重，并且因此不容易處理。另外，在柱上需要大得足以包含變壓器的外部尺寸的附加空間。

另一方面，高頻變壓器不能避免寄生電容的影響，并且在設計上具有困難。

考慮到這樣的傳統問題，本發明的目的是提供一種具有小尺寸和輕重量的創新的下一代變壓器，其不需要在傳統變壓器中使用的、用于磁耦合、電磁感應或互感的線圈和鐵芯等。

[對于問題的解決方案]

本發明是在具有頻率f的AC電源和具有電阻值R的負載之間設置的分布常數型變壓器，該變壓器包括：第一轉換器，該第一轉換器連接到AC電源，并且具有長度λ/4；以及，第二轉換器，該第二轉換器被設置在第一轉換器的終端和負載之間，并且具有長度λ/4，其中，在頻率f處的波長是λ。

[本發明的有益效果]

使用本發明的變壓器作為電力變壓器使得不必使用包括線圈和鐵芯等的傳統變壓器。因此，變得有可能實現變壓器的顯著的尺寸減小和重量減小，并且由此實現成本減小。

附圖說明

圖1是示出使用分布常數電路的變壓器的連接圖。

圖2是示出具有另一種配置的變壓器的電路圖。

圖3是電路圖，其中，(a)示出當在圖2中的四個開關中的、在上側上的兩個開關接通并且在下側上的兩個開關斷開時的大體連接狀態，以及，(b)以階梯狀形狀示出與(a)中相同的電路圖。

圖4是電路圖，其中，(a)示出當在圖2中的四個開關中的、在下側上的兩個開關接通并且在上側上的兩個開關斷開時的大體連接狀態，以及，(b)以階梯狀形狀示出與(a)中相同的電路圖。

圖5是分別示出向圖2中的變壓器的輸入電壓和輸入電流的波形圖。

圖6是分別示出圖2中的變壓器中的變換的中間級處的電壓和電流的波形圖。

圖7是分別示出從在圖2中的變壓器的輸出電壓和輸出電流的波形圖。

圖8是示出了在圖1中所示的變壓器和在圖2中所示的變壓器的組合的電路圖。

具體實施方式

[實施例的總結]

本發明的實施例的總結至少包括下面的內容。

(1)分布常數型變壓器被設置在具有頻率f的AC電源和具有電阻值R的負載之間，并且包括：第一轉換器，其連接到AC電源，并且具有長度λ/4；以及，第二轉換器，其被設置在第一轉換器的終端和負載之間，并且具有長度λ/4，其中，在頻率f處的波長是λ。

在上面的變壓器中，在第一轉換器的阻抗是Z_c1并且第二轉換器的阻抗是Z_c2的情況下，輸入阻抗Z_in被示出如下。

Z_in＝(Z_c1²/Z_c2²)·R＝k·R