CN110832764B - 功率转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功率转换装置，是具备绝缘变压器的功率转换装置，绝缘变压器包括：初级绕组；次级绕组；以及磁屏蔽部，该磁屏蔽部通过阻断在初级绕组和次级绕组中分别流过的电流所产生的磁通来抑制初级绕组与次级绕组之间的磁干扰。磁屏蔽部例如由设置在初级绕组与次级绕组之间的磁屏蔽板构成。

Description

功率转换装置
技术领域
本发明涉及具备绝缘变压器的功率转换装置。
背景技术
系统之间或电源之间等广泛地使用能够在输入与输出之间实现电气分离的绝缘型功率转换装置(参照例如专利文献1)。例如，近年来，正在开发电动汽车、插电式混合动力汽车等之类的电动车辆。在这样的电动车辆中，使用绝缘型功率转换装置作为从家用电源向高压电池进行充电的车载充电器。这样的功率转换装置常被要求小型化，用以提高对电动车辆的承载性。
绝缘型功率转换装置中使用绝缘变压器，用以在输入侧的电源与输出侧的负载之间实现电气分离和进行电压变换。绝缘变压器由以铁为主要成分的铁心(也称为变压器铁心)和卷绕在铁心上的初级绕组和次级绕组构成。绝缘变压器中，初级绕组和次级绕组还分别设定与目标变压比相应的匝数。
通常，用于实现功率转换装置小型化的方法是使用提高开关元件的开关频率的方法。这是因为，通过提高开关频率，能够减小绝缘变压器的电压时间积(VT积)和铁心的损耗(铁损)，其结果是能够将铁心小型化。
然而，随着开关频率的增加，集肤效应、初级绕组与次级绕组之间的磁干扰(邻近效应)会导致绕组的电阻值增大，从而导致绕组的损耗(铜损)增大。这种情况下，随着铜损的增大，绕组的温度会上升。由于绕组的温度被设定为不会超过绕组的温度上限，因此需要增大绕组的截面积以降低绕组损耗、或者为绕组设置冷却机构，其结果是导致绝缘变压器大型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016－208560号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，功率转换装置需要进一步小型化，为此，作为主要器件的绝缘变压器必须小型化。绝缘变压器要实现小型化，则需要增大开关元件的开关频率。然而，随着开关频率的增大，绕组的电阻值和绕组的损耗都会增大，从而限制了绝缘变压器的小型化。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种通过改进绝缘变压器的结构来实现小型化的功率转换装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的功率转换装置是具备绝缘变压器的功率转换装置，绝缘变压器包括：初级绕组；次级绕组；以及磁屏蔽部，该磁屏蔽部通过阻断在初级绕组和次级绕组中分别流过的电流所产生的磁通来抑制初级绕组与次级绕组之间的磁干扰。
发明效果
根据本发明，通过改进绝缘变压器的结构，能够得到实现小型化的功率转换装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的功率转换装置的简要结构图。
图2是表示用于控制图1的半导体开关元件的控制信号、绝缘变压器的初级绕组电压和次级绕组电压、绝缘变压器的铁心磁通密度、滤波电抗器的电压和电流的时间变化的一例的时序图。
图3是表示图1的绝缘变压器的初级绕组中流过的电流的频谱的一例的说明图。
图4是表示图1的绝缘变压器的初级绕组的电阻值的频率特性的一例的说明图。
图5是表示本发明的实施方式1中的绝缘变压器的结构的一例的结构图。
图6是本发明的实施方式1中的绝缘变压器的磁屏蔽板的结构图。
图7是本发明的实施方式2中的功率转换装置的简要结构图。
图8是表示本发明的实施方式2中的绝缘变压器的结构的一例的结构图。
图9是表示用于控制图7的半导体开关元件的控制信号、绝缘变压器的初级绕组和第一次级绕组及第二次级绕组中各自流过的电流、滤波电抗器中流过的电流的时间变化的一例的时序图。
具体实施方式
下面，利用附图，根据优选实施方式来说明本发明的功率转换装置。另外，在附图的说明中，对相同部分或相当部分标注相同标号，并省略重复说明。
实施方式1
图1是本发明的实施方式1中的功率转换装置10的简要结构图。图1中，例示了在功率转换装置10的输入侧从直流电源1输入了输入电压Vi，在功率转换装置10的输出侧输出了输出电压Vo的情况。
图1中，功率转换装置10由全桥型的DC/DC转换器电路构成。功率转换装置10具备多个部件，具体包括：滤波电容器11、构成开关元件对的半导体开关元件12a、12b、构成开关元件对的半导体开关元件12c、12d、构成整流电路的整流二极管13a～13d、滤波电抗器14、滤波电容器15、具有初级绕组和次级绕组的绝缘变压器100和控制部200。
在绝缘变压器100的初级侧设有滤波电容器11、半导体开关元件12a～12d。在绝缘变压器100的次级侧设有由整流二极管13a～13d构成的整流电路，在整流电路的后级设有滤波电抗器14和滤波电容器15。在主电路的外部设有控制部200。
半导体开关元件12a～12d例如由源极与漏极之间内置有二极管的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。半导体开关元件12a、12c的漏极端子经由滤波电容器11的一个端子连接至直流电源1的正极。半导体开关元件12b、12d的源极端子经由滤波电容器11的另一个端子连接至直流电源1的负极。
绝缘变压器100的初级绕组的一个端子连接至半导体开关元件12a的源极端子和半导体开关元件12b的漏极端子。绝缘变压器100的初级绕组的另一个端子连接至半导体开关元件12c的源极端子和半导体开关元件12d的漏极端子。
绝缘变压器100的次级绕组的一个端子连接至整流二极管13a的阳极端子和整流二极管13b的阴极端子。绝缘变压器100的次级绕组的另一个端子连接至整流二极管13c的阳极端子和整流二极管13d的阴极端子。
滤波电抗器14的一个端子连接至整流二极管13a和整流二极管13c的阴极端子。滤波电抗器14的另一个端子经由滤波电容器15的一个端子连接至输出侧的正极。整流二极管13b和整流二极管13d的阳极端子经由滤波电容器15的另一个端子连接至输出侧的负极。
控制部200例如由执行运算处理的微型计算机、存储程序数据、固定值数据等数据的ROM(只读存储器)和对所存储的数据进行更新并依次改写的RAM(随机存取存储器)等来实现。控制部200对半导体开关元件12a～12d进行开关控制，从而能够对直流电源1所提供的功率进行转换。具体而言，控制部200通过发送控制信号201a～201d，对半导体开关元件12a～12d的导通和截止进行切换控制，以使输出电压Vo达到目标值。
接着，参照图2对图1的功率转换装置10的基本动作原理进行说明。图2是表示用于控制图1的半导体开关元件12a～12d的控制信号201a～201d、绝缘变压器100的初级绕组电压和次级绕组电压、绝缘变压器100的铁心磁通密度B、滤波电抗器14的电压和电流的时间变化的一例的时序图。
图2中，将半导体开关元件12a～12d的开关频率记为Fsw，将开关周期记为Tsw，将电流接通率记为D。Np、Ns分别是绝缘变压器100的初级绕组和次级绕组的匝数。Bm是绝缘变压器100的铁心的工作磁通密度。
如图2所示，控制部200对半导体开关元件12a、12d和半导体开关元件12b、12c的导通和截止进行切换控制，以使各开关元件在相同的导通时间开关定时具有180°的相位差(1/2Tsw)。
通过对半导体开关元件12a～12d的导通和截止进行切换，绝缘变压器100的初级绕组上被施加来自直流电源1的输入电压Vi所对应的电压，并且绝缘变压器100的次级绕组上产生输入电压Vi与初级绕组和次级绕组的匝数比(＝Ns/Np)之积的电压。
绝缘变压器100的次级绕组上产生的电压经过整流二极管13a～13d整流，并经过滤波电抗器14和滤波电容器15滤波，作为输出电压Vo输出。
这里，经过滤波电抗器14和滤波电容器15滤波后的输出电压Vo用下式(1)来表示。为了简化，这里不考虑整流二极管13a～13d上的正向电压降。
[数学式1]
Figure GDA0003109726590000061
由式(1)可知，绝缘变压器100的初级绕组和次级绕组的匝数被设定为满足功率转换装置10的输入输出电压范围。
绝缘变压器100的铁心工作磁通密度Bm需要设在针对铁心磁性材料的最大工作磁通密度Bs考虑了设计余量后的值(通常为Bm＜2×Bs左右)以下，以使铁心不会磁饱和。
绝缘变压器100的铁心工作磁通密度Bm与绝缘变压器100的绕组上的施加电压与施加时间之积即电压时间积(VT积)成比例，使用输出电压Vo可用下式(2)表示。Ae是绝缘变压器100的铁心的截面积。
[数学式2]
Figure GDA0003109726590000062
由式(2)可知，通过增大开关频率Fsw，能够减小铁心的截面积Ae，其结果是，能够实现绝缘变压器100的铁心小型化。
绝缘变压器100的铁心的损耗密度Pcv用下式(3)表示。k、α、β各系数是取决于铁心磁性材料的损耗系数。
[数学式3]
Pcv＝k·Fsw α·Bm β (3)
式(3)中，一般的磁性材料的损耗系数α小于β。因此，由式(2)可知，通过增大开关频率Fsw来减小工作磁通密度Bm的情况下，能够降低铁心的损耗密度Pcv。此外，除了铁心的小型化，还能一并实现铁心损耗(铁损)的降低。
接下来，参照图3，对绝缘变压器100的初级绕组中流过的电流的频谱Itr1进行说明。图3是表示图1的绝缘变压器100的初级绕组中流过的电流的频谱Itr1的一例的说明图。
图3中，F是频率，绝缘变压器100的初级绕组中，以开关频率Fsw为基本频率，在整数倍的频率处产生电流频谱。因此，在增大开关频率Fsw的情况下，绝缘变压器100的绕组中流过的电流的频谱Itr1向高频方向移动。
接着，参照图4，对绝缘变压器100的初级绕组的电阻值Rtr1的频率特性进行说明。图4是表示图1的绝缘变压器100的初级绕组的电阻值Rtr1的频率特性的一例的说明图。
如图4所示，频率F越大，初级绕组的电阻值Rtr1越大。这里，将初级绕组的损耗记为Wcoil1，Wcoil1为初级绕组的电阻值Rtr1和电流的频谱分量Itr1之积，用下式(4)表示。
[数学式4]
Wcoil1＝∑Rtrl(F)·Itrl(F)2 (4)
由式(4)可知，若初级绕组中流过的电流的频谱Itrl向高频方向移动，则由于初级绕组的电阻值Rtr1变大，因此初级绕组的损耗Wcoil1增大。绝缘变压器100的次级绕组也具有与初级绕组相同的特性。
绝缘变压器100的初级绕组和次级绕组的损耗增大时，绕组的温度会上升。当绕组的温度超过由绕组、绕组的绝缘构件等决定的温度上限时，绕组将受损。因此，需要采用通过增大绕组的直径来降低绕组的电阻值以减轻损耗的方法、或者另外设置冷却机构来冷却绕组的方法。然而，增大绕组的直径或者增加冷却机构会导致绝缘变压器100大型化的问题。
上述问题涉及半导体开关元件的开关频率高频化，会大大降低通过开关频率高频化来实现绝缘变压器小型化的效果。
着眼于上述问题，本实施方式1中，对能够降低初级绕组和次级绕组的电阻值的绝缘变压器100的结构进行说明。本实施方式1中的绝缘变压器100的技术特征在于，在结构上具备磁屏蔽部，该磁屏蔽部通过阻断初级绕组和次级绕组中各自流过的电流所产生的磁通，来抑制初级绕组与次级绕组之间的磁干扰。本实施方式1中，例示这样的磁屏蔽部由配置在初级绕组与次级绕组之间的磁屏蔽板构成的情况。
如下文说明那样，绝缘变压器100所具备的上述技术特征使得即使在半导体开关元件12a～12d的开关频率增大的情况下，也能抑制绕组的大型化从而实现绝缘变压器100的小型化，并且能够实现功率转换装置10的高效化。
而专利文献1所记载的现有技术采用在初级绕组与次级绕组之间配置屏蔽板的结构。这一结构的目的在于抑制噪声，因此将抑制初级绕组与次级绕组之间的电位干扰的静电屏蔽板用作为屏蔽板，需要将静电屏蔽的电位固定到电源线或接地线上。因此，可以明确专利文献1所记载的现有技术在原理上是不同于上述技术特征的。
接着，参照图5和图6对绝缘变压器100的结构进行说明。图5是表示本发明的实施方式1中的绝缘变压器100的结构的一例的结构图。图6是本发明的实施方式1中的绝缘变压器100的磁屏蔽板104a的结构图。图5中，绝缘变压器100的结构用分解立体图来图示，图6中，磁屏蔽板104a的结构用俯视图来图示。
图5中，绝缘变压器100具备：初级绕组102，该初级绕组102分为由绕组部102a、102b构成的第一绕组层和由绕组部102c、102d构成的第二绕组层这两层；配置在初级绕组102的层间的次级绕组103；配置在第一绕组层与次级绕组103之间的磁屏蔽板104a；配置在次级绕组103与第二绕组层之间的磁屏蔽板104b；以及由截面形状均为E形状的铁心片101a和铁心片101b构成的铁心。
初级绕组102、次级绕组103、磁屏蔽板104a和磁屏蔽板104b插入到铁心片101a和铁心片101b各自从中央突出的突出部中，铁心片101a和铁心片101b的端面相互连接。从而，初级绕组102、次级绕组103、磁屏蔽板104a和磁屏蔽板104b被收纳在铁心内。
图6中，磁屏蔽板104a采用圆周方向上不导通的结构，设有切口105。磁屏蔽板104b采用与图6所示的磁屏蔽板104a相同的结构。
接下来，对图5所示的绝缘变压器100的结构中的初级绕组和次级绕组的电阻值降低的原理进行说明。
首先，考虑图5所示的绝缘变压器100中没有设置磁屏蔽板104a、104b的情况。该情况下，当初级绕组和次级绕组变为导通状态时，初级绕组中流过的电流所产生的磁通将与次级绕组交链，次级绕组中流过的电流所产生的磁通将与初级绕组交链。
导体中将产生与交链的磁通的变化量相应的感应电压从而流过电流，且导体内流过的电流有偏差。由于磁通的变化量依赖于频率，因此频率越高，导体内电流的偏差越大。这样的磁干扰作为邻近效应而为公众所知，例如在绝缘变压器100的初级绕组和次级绕组中，初级绕组和次级绕组中的电流相对地流过，因此在相互流过的电流彼此靠近的方向上，会在绕组的内部发生电流的偏差。绕组内部发生了电流偏差的情况等同于绕组的截面缩小的情况，其结果是绕组的电阻值增大。
对此，图5所示的绝缘变压器100中采用在初级绕组与次级绕组之间配置了用于阻断各个绕组中流过的电流所产生的磁通的磁屏蔽板的结构。通过这样来构成绝缘变压器100，能够抑制初级绕组与次级绕组之间的磁干扰(邻近效应)，其结果能够抑制绕组的电阻值增大。
绝缘变压器100的结构中，只要配置在初级绕组与次级绕组之间的磁屏蔽板的数量有一个以上，就能实现上述效果，该数量越多，效果越好。
在绝缘变压器100的结构中，也可以采用磁屏蔽板104a、104b连接至用于收纳功率转换装置10的构成部件的壳体的结构。或者，磁屏蔽板104a、104b也可以采用与对功率转换装置10的构成部件进行冷却的散热器相连接的结构。通过这样构成绝缘变压器100，能够利用壳体或散热器，将初级绕组和次级绕组产生的热量经由磁屏蔽板进行冷却。其结果是能够实现绝缘变压器100的进一步小型化。
若磁屏蔽板104a、104b与壳体或散热器的连接是电连接，则能将磁屏蔽板直接固定在壳体或散热器上，因此能够进一步简化功率转换装置10的结构。
实施方式1中，对于配置在由铁心片101a、101b构成的铁心上的绕组，采用了将初级绕组分为两层绕组层且在绕组层之间夹着次级绕组的结构，但并不限定于此。即，也可以采用将初级绕组分为三层以上的绕组层且在各绕组层之间夹着次级绕组的结构。这种情况下，各个次级绕组与绕组层之间配置有磁屏蔽板。另外，也可以不将初级绕组分成多个绕组层，而是采用初级绕组与次级绕组相邻的结构。这种情况下，在相邻的初级绕组与次级绕组之间配置有磁屏蔽板。
实施方式1中，例示了将本发明应用到由全桥型的DC/DC转换器电路构成的功率转换装置10的情况，但并不限于此，只要是具备绝缘变压器100的功率转换装置，就可以将本发明应用到任意的功率转换装置，且能够起到相同的效果。
如上所述，根据本实施方式1，功率转换装置的绝缘变压器构成为具备配置在初级绕组与次级绕组之间、且阻断初级绕组和次级绕组各自流过的电流所产生的磁通的磁屏蔽部。实施方式1中，例示了磁屏蔽部由磁屏蔽板构成的情况。
由此，通过在绝缘型功率转换装置的绝缘变压器的初级绕组与次级绕组之间设置作为磁屏蔽部的磁屏蔽板，能够防止初级绕组与次级绕组之间的磁干扰。其结果是，能够抑制由于功率转换装置的开关元件的开关频率增大而造成的绕组电阻值和绕组损耗的增大。因此，能够实现绝缘变压器的小型化而不会增大绕组尺寸，其结果是能够得到小型且高效的功率转换装置。
另外，通过采用磁屏蔽板与功率转换装置的壳体或散热器相连接的结构，能够抑制绕组的温度上升，实现绝缘变压器的进一步小型化。
实施方式1中，例示了将本发明应用于由一个初级绕组和一个次级绕组构成的绝缘变压器100的情况，但并不限于此，在将本发明应用于由多个初级绕组和多个次级绕组构成的绝缘变压器100的情况下，也能够得到相同的效果。即，本发明可以应用于初级绕组和次级绕组各自的数量在一个以上的绝缘变压器100。
实施方式2
在之前的实施方式1中，说明了磁屏蔽部由磁屏蔽板104a、104b构成的绝缘变压器100。而在本发明的实施方式2中，说明具备与之前的实施方式1的结构不同的磁屏蔽部的绝缘变压器110。另外，在本实施方式2中，省略与之前的实施方式1相同的点的说明，以与之前的实施方式1的不同点为中心进行说明。
图7是本发明的实施方式2中的功率转换装置20的简要结构图。这里，功率转换装置20的基本电路结构与之前的实施方式1中的功率转换装置10相同，由全桥型的DC/DC转换器电路构成。另外，功率转换装置20具备在次级侧采用中心抽头方式的绝缘变压器即绝缘变压器110，来代替之前的实施方式1中的绝缘变压器100。
绝缘变压器110的次级绕组由第一次级绕组和第二次级绕组这两个绕组同相串联连接而构成。构成次级绕组的两个绕组的连接点经由滤波电容器15的一个电极连接至输出侧的负极。次级绕组的两端连接至整流二极管13a、13b的阳极端子，以对次级绕组上产生的电压进行整流。
整流二极管13a和整流二极管13b的阴极端子相互连接，其连接点经由滤波电容器15的另一个电极连接至输出侧的正极。
接着，对图7的功率转换装置20的基本动作原理进行说明。功率转换装置20的绝缘变压器110的一次绕组所连接的电路的结构与之前的实施方式1中功率转换装置10的绝缘变压器100的一次绕组所连接的电路的结构相同，对电路的基本控制也相同。下面，对与之前的实施方式1的功率转换装置10的不同之处进行说明。
图8是表示本发明的实施方式2中的绝缘变压器110的结构的一例的结构图。图8中，绝缘变压器110的结构用分解立体图来图示。
图8中，绝缘变压器110具备：初级绕组112，该初级绕组112分为由绕组部112a、112b构成的第一绕组层和由绕组部112c、112d构成的第二绕组层这两层；配置在初级绕组112的层间的第一次级绕组113a和第二次级绕组113b；以及由截面形状均为E形状的铁心片111a和铁心片111b构成的铁心。
初级绕组112、构成次级绕组的第一次级绕组113a和第二次级绕组113b插入到铁心片111a和铁心片111b各自从中央突出的突出部中，铁心片111a和铁心片111b的端面相互连接。从而，初级绕组112、第一次级绕组113a和第二次级绕组113b被收纳在铁心中。
由此，初级绕组112由被分为两层的绕组层构成，第一次级绕组113a和第二次级绕组113b配置在初级绕组112的绕组层间。
图8中，例示了将初级绕组分为两层绕组层的结构，但也可以是将初级绕组分为三层以上绕组层的结构。即，初级绕组只要是分为至少两层绕组层的结构即可。
图9是表示用于控制图7的半导体开关元件12a～12d的控制信号201a～201d、绝缘变压器110的初级绕组和第一次级绕组及第二次级绕组中各自流过的电流、滤波电抗器14中流过的电流的时间变化的一例的时序图。
如图9所示，通过切换半导体开关元件12a～12d的导通和截止，在绝缘变压器110的初级绕组中流过正负矩形波状的电流。绝缘变压器110的初级绕组中流过电流时，通过铁心在初级绕组与第一次级绕组及第二次级绕组之间发生磁耦合，从而在第一次级绕组和第二次级绕组中流过感应电流。
这里，第一次级绕组和第二次级绕组分别与整流二极管13a和13b连接。因此，根据初级绕组中流过的电流的正负，第一次级绕组和第二次级绕组的各状态在导通与不导通之间切换，第一次级绕组和第二次级绕组中的一方变为导通状态，另一方变为不导通状态。
在半导体开关元件12a～12d全部截止的状态下，初级绕组为不导通的状态，第一次级绕组和第二次级绕组中分别均等地分担并流过滤波电抗器14的电流。
接下来，对图8所示的绝缘变压器110的结构中的初级绕组和次级绕组的电阻值降低的原理进行说明。
如上所述，绝缘变压器110中，在初级绕组处于导通状态的情况下，构成次级绕组的第一次级绕组和第二次级绕组中的一方为导通状态，另一方为不导通状态。
绝缘变压器110的结构中，初级绕组与第一次级绕组及第二次级绕组中处于导通状态的次级绕组之间必定插入不导通状态的次级绕组。因此，不导通状态的次级绕组作为磁屏蔽部发挥功能。因此，与之前的实施方式1不同，即使不另外设置磁屏蔽板，也能够利用作为磁屏蔽部发挥功能的不导通状态的次级绕组来抑制初级绕组与次级绕组之间的磁干扰，其结果是能够降低绕组的电阻值。
功率转换装置20中，在壳体或散热器的电位为输出侧的负极电位的情况下，也可以将绝缘变压器110的第一次级绕组和第二次级绕组这两个绕组的连接点与壳体或散热器直接连接。在采用这一结构的情况下，磁屏蔽部与壳体或散热器相邻接。通过这样构成绝缘变压器110，能够直接冷却第一次级绕组和第二次级绕组的发热，还能有助于初级绕组的发热的冷却，因此能够实现绝缘变压器110的进一步小型化。
以上，根据本实施方式2，在功率转换装置的绝缘变压器中，初级绕组由分为至少两层的绕组层构成，次级绕组由第一次级绕组和第二次级绕组构成。第一次级绕组和第二次级绕组配置在初级绕组的绕组层之间，在初级绕组处于导通状态的情况下，第一次级绕组和第二次级绕组中的一方变为导通状态，另一方为不导通状态。而且，磁屏蔽部由初级绕组为导通状态的情况下第一次级绕组和第二次级绕组中处于不导通状态的那个次级绕组构成。即使在采用上述结构的情况下，也可得到与之前的实施方式1相同的效果。
实施方式2中，例示了将本发明应用于由一个初级绕组和具有两个绕组的次级绕组构成的绝缘变压器110的情况，但并不限于此，在将本发明应用于由多个初级绕组和多个次级绕组构成的绝缘变压器110的情况下，也能够得到相同的效果。即，本发明可以应用于初级绕组和次级绕组各自的数量在一个以上的绝缘变压器110。
功率转换装置10、20中，绝缘变压器100、110的初级绕组和次级绕组的匝数越多，初级绕组与次级绕组之间产生的磁干扰越大，因此应用本发明更能够发挥其效果。另一方面，绝缘变压器100、110的初级绕组和次级绕组的匝数越少，绕组中流过的电流因电流自身造成的磁气影响而产生偏向绕组表面的作用力(集肤效应)的影响越占据支配地位，应用本发明时的效果将被削弱。因此，为了得到充分的效果，希望初级绕组和次级绕组任一方的匝数大于1。
在功率转换装置10、20包含半导体开关元件作为其构成部件的情况下，半导体开关元件只要是由例如硅半导体、宽带隙半导体等形成的元件即可。宽带隙半导体是使用碳化硅、氮化镓类材料或金刚石的半导体。由宽带隙半导体形成的半导体开关元件能够在对于硅半导体来说难以进行单极动作的高压区域中使用，并且适合用于高速开关和超高载波频率动作，因此能够实现开关频率的高频化。因而，通过将本发明应用于具备由宽带隙半导体形成的半导体开关元件的功率转换装置10、20，能够进一步发挥效果，并且能够实现绝缘变压器的进一步小型化。
以上，作为本发明的实施例，分别说明了实施方式1和实施方式2，但本发明可以在其发明的范围内将各实施方式自由地组合，也可以将各实施方式适当地变形或省略。
标号说明
1直流电源；10、20功率转换装置；11滤波电容器；12a～12d半导体开关元件；13a～13d整流二极管；14滤波电抗器；15滤波电容器；100绝缘变压器；101a、101b铁心片；102初级绕组；102a～102d绕组部；103次级绕组；104a、104b磁屏蔽板；105切口；110绝缘变压器；111a、111b铁心片；112初级绕组；112a～112d绕组部；113a第一次级绕组；113b第二次级绕组；200控制部；201a～201d控制信号。

Claims (8)

1.一种功率转换装置，具备绝缘变压器，其特征在于，
所述绝缘变压器包括：
初级绕组；
次级绕组；
磁屏蔽部，该磁屏蔽部由配置在所述初级绕组与所述次级绕组之间的磁屏蔽板构成，通过阻断在所述初级绕组和所述次级绕组中分别流过的电流所产生的磁通来抑制所述初级绕组与所述次级绕组之间的磁干扰；以及
铁心，该铁心由截面形状均为E形状的一对铁心片构成，
所述初级绕组、所述次级绕组和所述磁屏蔽板插入到所述一对铁心片各自从中央突出的突出部中，所述一对铁心片的端面相互连接。
2.一种功率转换装置，具备绝缘变压器，其特征在于，
所述绝缘变压器包括：
初级绕组；
次级绕组；以及
磁屏蔽部，该磁屏蔽部通过阻断在所述初级绕组和所述次级绕组中分别流过的电流所产生的磁通来抑制所述初级绕组与所述次级绕组之间的磁干扰，
所述绝缘变压器是次级侧采用中心插头方式的绝缘变压器，所述次级绕组包括第一次级绕组和第二次级绕组而构成，
所述初级绕组由至少分成两层的绕组层构成，
所述第一次级绕组和所述第二次级绕组配置在所述绕组层之间，在所述初级绕组处于导通状态的情况下，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组中的一方变为导通状态，另一方为不导通状态，
所述磁屏蔽部由所述第一次级绕组和所述第二次级绕组中处于所述不导通状态的一方构成。
3.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
所述功率转换装置还具备将所述功率转换装置的构成部件收纳在内的壳体，
所述磁屏蔽部与所述壳体相连接。
4.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
所述功率转换装置还具备对所述功率转换装置的构成部件进行冷却的散热器，
所述磁屏蔽部与所述散热器相连接。
5.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
所述初级绕组和所述次级绕组各自的个数为一个以上。
6.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
所述初级绕组和所述次级绕组中的任一方的匝数大于1。
7.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
所述功率转换装置的构成部件包括半导体开关元件，
所述半导体开关元件是由宽带隙半导体形成的元件。
8.如权利要求7所述的功率转换装置，其特征在于，
所述宽带隙半导体是使用碳化硅、氮化镓类材料或金刚石的半导体。
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