CN113874970B - 磁性部件和包括该磁性部件的电力转换装置 - Google Patents
磁性部件和包括该磁性部件的电力转换装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113874970B CN113874970B CN202080038192.9A CN202080038192A CN113874970B CN 113874970 B CN113874970 B CN 113874970B CN 202080038192 A CN202080038192 A CN 202080038192A CN 113874970 B CN113874970 B CN 113874970B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coil
- coils
- axial direction
- magnetic
- gravity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 149
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 155
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 110
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 29
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 238000007430 reference method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
- H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/08—High-leakage transformers or inductances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
- H01F2027/2809—Printed windings on stacked layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
- H01F2027/2814—Printed windings with only part of the coil or of the winding in the printed circuit board, e.g. the remaining coil or winding sections can be made of wires or sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
- H01F2027/2819—Planar transformers with printed windings, e.g. surrounded by two cores and to be mounted on printed circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
磁性部件(1)包括:彼此磁耦合的第一线圈和第二线圈;以及形成闭合磁路的芯部(2)。第一线圈和第二线圈各自的内周侧的区域配置成使得一部分彼此沿线圈轴向重叠。在从线圈轴向观察的状态下,将线圈径向上的从第一线圈的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第一线圈区域(41)。在从线圈轴向观察的状态下,将线圈径向上的从第二线圈的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第二线圈区域(42)。第一线圈区域(41)具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第二线圈沿线圈轴向重叠的部分。第二线圈区域(42)具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第一线圈沿线圈轴向重叠的部分。
Description
相关申请的援引
本申请以2019年5月24日申请的日本专利申请2019-097771号的申请为基础,在此援引其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种磁性部件和包括该磁性部件的电力转换装置。
背景技术
专利文献1公开了作为磁性部件的变压器电抗器一体型磁性元件。上述变压器电抗器一体型磁性元件包括:具有中央的腿部和两端的腿部的芯部;卷绕于芯部的两端的腿部中的一方的第一初级侧变压器线圈;卷绕于另一方的第二初级侧变压器线圈;以及输出侧的次级侧变压器线圈。上述变压器电抗器一体型磁性元件通过对第一初级侧变压器线圈和第二初级侧变压器线圈供给同相电流而作为电抗器发挥功能,另一方面,通过供给反相电流而作为变压器发挥功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2017-60285号公报
发明内容
在上述变压器电抗器一体型磁性元件中,通过切换分别对第一初级侧变压器线圈和第二初级侧变压器线圈供给的电流的相位,来切换是作为变压器发挥功能还是作为电抗器发挥作用。因此,在上述变压器电抗器一体型磁性元件中,无法同时发挥变压器和电抗器这两个功能,存在改善的余地。
本公开提供一种能够同时实现变压器和电抗器这两个功能的磁性部件和包括该磁性部件的电力转换装置。
本公开的一个方式是一种磁性部件,包括:彼此磁耦合的多个线圈;以及
形成闭合磁路的芯部,多个上述线圈各自的内周侧的区域配置成使得至少一部分彼此互相沿线圈轴向重叠,
在从线圈轴向观察的状态下,当将作为多个上述线圈的至少一个的特定线圈的线圈径向上的从内周端缘到外周端缘为止的区域设为特定线圈区域时,上述特定线圈区域具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与构成该特定线圈区域的上述特定线圈以外的至少一个上述线圈沿线圈轴向重叠的部分。
本发明的另一方式是包括上述磁性部件的电力转换装置,其中,上述电力转换装置包括:
多个电压部;
多个电力转换用电路部,上述多个电力转换用电路部分别与多个上述电压部连接;以及
磁性部件,上述磁性部件具有分别连接到多个上述电力转换用电路部的多个上述线圈。
在上述一个方式的磁性部件中,多个线圈彼此磁耦合。因此,多个线圈作为变压器发挥功能。而且,上述特定线圈区域具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与构成该特定线圈区域的特定线圈以外的至少一个线圈沿线圈轴向重叠的部分。由此,容易确保仅在该部分的周围流动的磁通。因此,容易确保磁性部件的漏电感,容易在磁性部件中发挥作为电抗器的功能。
如上所述,根据上述各方式,能够提供一种能够同时地实现变压器和电抗器这两个功能的磁性部件。
附图说明
参照附图和以下详细的记述,可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是实施方式1中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图2是图1的II-II线向视剖视图。
图3是与图2相同的剖视图,并且是表示芯部、第一线圈区域和第二线圈区域的图。
图4是与图2相同的剖视图,并且是用于说明偏心量r和可动长度L的图。
图5是实施方式1中的包括磁性部件的双向充电器的电路结构图。
图6是与图1相同的剖视图,并且是表示所形成的磁通的示意图。
图7是参考方式中的包括彼此分体的变压器和电抗器的电路的电路结构图。
图8的(a)是表示参考方式中的电路中流动的交流电流的电流值成为最大的时刻t1的图表、图8的(b)是表示参考方式中的时刻t1处的形成于电抗器的磁通的示意剖视图、图8的(c)表示参考方式中的时刻t1处的形成于变压器的磁通的示意剖视图。
图9的(a)是表示参考方式中的电路中流动的交流电流的电流值成为0的时刻t2的图表、图9的(b)是表示参考方式中的时刻t2处的在电抗器中未形成磁通的情况的示意剖视图、图9的(c)表示参考方式中的时刻t2处的形成于变压器的磁通的示意剖视图。
图10是表示实验例中的比率r/L与漏电感的关系的图表。
图11是实施方式2中的与图2对应的剖视图。
图12是实施方式3中的与图2对应的剖视图。
图13是实施方式4中的与图2对应的剖视图。
图14是实施方式5中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图15是图14的XV-XV线向视图。
图16是实施方式6中的与图15对应的图。
图17是实施方式7中的与图15对应的图。
图18是实施方式8中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图19是图18的XIX-XIX线向视图。
图20是实施方式9中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图21是实施方式10中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图22是图21的XXII-XXII线向视剖视图。
图23是实施方式11中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图24是图23的XXIV-XXIV线向视剖视图。
图25是实施方式12中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图26是图25的XXVI-XXVI线向视剖视图。
图27是实施方式13中的与图26对应的图。
图28是实施方式14中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图29是表示图28的XXIX-XXIX线向视剖视图中的芯部、第一线圈、第二线圈和第三线圈的图。
图30是与图29相同的剖视图,是表示芯部、第一线圈区域、第二线圈区域和第三线圈区域的图。
图31是实施方式15中的与图11对应的剖视图。
图32是实施方式16中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图33是表示图32中的XXXIII-XXXIII线向视剖视图中的芯部、第一线圈、第二线圈和第三线圈的图。
图34是与图33相同的剖视图,是表示芯部、第一线圈区域、第二线圈区域和第三线圈区域的图。
图35是实施方式17中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图36是表示图35中的XXXVI-XXXVI线向视剖视图中的芯部、第一线圈、第二线圈和第三线圈的图。
图37是与图36相同的剖视图,是表示芯部、第一线圈区域、第二线圈区域和第三线圈区域的图。
图38是实施方式18中的与线圈轴向平行的磁性部件的剖视图。
图39是表示图38的XXXIX-XXXIX线向视剖视图中的芯部、第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈的图。
图40是与图39相同的剖视图,是表示芯部、第一线圈区域、第二线圈区域、第三线圈区域和第四线圈区域的图。
图41是变形方式中的与图11对应的剖视图。
具体实施方式
(实施方式1)
使用图1~图6,对磁性部件的实施方式进行说明。
如图1和图2所示,本实施方式的磁性部件1包括彼此磁耦合的多个线圈和形成闭合磁路的芯部2。
多个线圈各自的内周侧的区域配置成使得至少一部分彼此互相沿线圈轴向Z重叠。在从线圈轴向Z观察的状态下,将作为多个线圈的至少一个的特定线圈的线圈径向上的从内周端缘到外周端缘为止的区域设为特定线圈区域。此时,特定线圈区域具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与构成该特定线圈区域的特定线圈以外的至少一个线圈沿线圈轴向Z重叠的部分。
如图1和图2所示,在本实施方式中,磁性部件1包括第一线圈31和第二线圈32这两个线圈。如图3所示,在从线圈轴向Z观察的状态下,将线圈径向上的从第一线圈31的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第一线圈区域41。另外,在从线圈轴向Z观察的状态下,将线圈径向上的从第二线圈32的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第二线圈区域42。另外,在图3中,为了方便,对第一线圈区域41和第二线圈区域42标注阴影线。
而且,在本实施方式中,第一线圈31和第二线圈32分别构成特定线圈,第一线圈区域41和第二线圈区域42分别构成特定线圈区域。即,第一线圈区域41具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第二线圈32沿线圈轴向Z重叠的部分,并且第二线圈区域42具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第一线圈31沿线圈轴向Z重叠的部分。
以下,对本实施方式进行详细说明。
另外,在本说明书中,线圈轴向Z是指第一线圈31的卷绕轴所延伸的方向。另外,将与线圈轴向Z正交的一个方向称为横向X。横向X是芯部2的后述的一对外腿部23所排列的方向。另外,将与线圈轴向Z和横向X这两者正交的方向称为纵向Y。
芯部2包括铁氧体等磁性体。如图1所示,芯部2是将分别配置于线圈轴向Z的两侧的一对分割芯部20组合而成的。在本实施方式中,一对分割芯部20具有彼此相同的形状。分割芯部20具有:基部21;以及从基部21延伸设置的内腿部22和一对外腿部23。
基部21形成在与线圈轴向Z正交的面上。如图3所示,基部21形成为在横向X上具有长边且在线圈轴向Z上具有厚度的长方形板状。如图1所示,一对分割芯部20使各自的基部21彼此沿线圈轴向Z相对。
各分割芯部20的内腿部22和一对外腿部23从各分割芯部20的基部21朝向线圈轴向Z上的对方的分割芯部20侧突出。
如图2所示,内腿部22呈与线圈轴向Z正交的截面形状为圆形的圆柱状。内腿部22形成于横向X和纵向Y这两个方向的基部21的中央。
内腿部22配置于第一线圈31和第二线圈32的内周侧。内腿部22形成为从线圈轴向Z观察时位于第一线圈31和第二线圈32这两者的内周侧。内腿部22配置于不与第一线圈31和第二线圈32这两者沿线圈轴向Z重叠的位置。
如图2所示,外腿部23的与线圈轴向Z正交的截面形状呈在纵向Y上具有长边且在横向X上具有短边的长方形形状。一对外腿部23形成于横向X上的基部21的两端。外腿部23从基部21的纵向Y的整体突出。一对腿部23形成于横向X上的第一线圈31和第二线圈32的两外侧。
如图1所示,各分割芯部20配置成使得内腿部22中的与基部21相反一侧的面及外腿部23中的与基部21相反一侧的面彼此相向。而且,在线圈轴向Z上的一对基部21之间且横向X上的一对外腿部23之间的区域配置有包括第一线圈31的印刷配线基板3和包括第二线圈32的印刷配线基板3。
印刷配线基板3配置成在线圈轴向Z上具有厚度,并且彼此沿线圈轴向Z重叠。伴随于此,第一线圈31和第二线圈32形成于线圈轴向Z上的不同位置。印刷配线基板3在其中央部具有沿线圈轴向Z贯穿的孔部35,芯部2的内腿部22插入到孔部35的内侧。
印刷配线基板3例如由多层基板构成。第一线圈31由一个印刷配线基板3的导体图案构成,第二线圈32由另一个印刷配线基板3的导体图案构成。在各印刷配线基板3中,导体图案形成于线圈轴向Z上的三个部位的导体层。
如图2所示,第一线圈31在各导体层中具有彼此相同的形状。第一线圈31在各导体层中形成为双层的涡旋状。即,第一线圈31在各导体层中具有位于内周的内周导体部311和位于其外周侧的外周导体部312。
在本实施方式中,第一线圈31的内周导体部311和外周导体部312具有大致相似的形状。第一线圈31的内周导体部311和外周导体部312分别呈在横向X上具有长边且位于横向X的两侧的边形成为圆弧状的圆角长方形形状(即跑道(日文:レーストラック)形状)。
另外,用于使第一线圈31与外部电连接的引出图案部11连接到第一线圈31的端部,但是,当在本说明书中提到第一线圈31时,指的是不包括该引出图案部11的线圈状的部分。
如图1所示,第一线圈31的各导电层的部位形成为彼此沿线圈轴向Z重叠。在第一线圈31中,不同的导体层彼此通过形成于印刷配线基板3的过孔30电连接。第一线圈31构造成使得在各导体层中流动的线圈周向的电流的朝向成为彼此相同的朝向。
此处,在从线圈轴向Z观察的状态下,将形成于第一线圈31的内周侧的二维图形的重心定义为第一重心c1。该二维图形是图3中的被第一线圈区域41包围的区域,呈沿第一线圈区域41的内周面的圆角长方形形状。另外,将在从线圈轴向Z观察时的内腿部22的存在区域(即,图2的内腿部22的阴影区域)中形成的二维图形的重心定义为内腿重心c0。另外,为了确定重心而定义的二维图形的与线圈轴向Z正交的面方向上的质量分布是均匀的。即,二维图形的与线圈轴向Z正交的面方向的各部的每单位面积的质量彼此相同。
此时,在从线圈轴向Z观察的状态下,如图3所示,第一重心c1相对于内腿重心c0配置于横向X的一侧。以下,将横向X上的相对于内腿重心c0的第一重心c1侧称为X1侧,将横向X的X1侧的相反侧称为X2侧。第一线圈31的内周端缘的X2的部位配置于从内腿部22向X2侧分开较远的位置,另一方面,X1侧的部位相对靠近内腿部22配置。
另外,在从线圈轴向Z观察的状态下,如图4所示,将第一重心c1和内腿重心c0的最短距离设为偏心量r[m]。另外,在从线圈轴向Z观察的状态下,将第一线圈31的内周端缘与穿过第一重心c1和内腿重心c0的假想直线VL的交点之间的距离设为最短距离D1[mm]。另外,在从线圈轴向Z观察的状态下,将内腿部22的外周端缘与假想直线VL的交点之间的距离设为D2[mm]。另外,通过L=(D1-D2)/2来定义可动长度L。此时,偏心量r相对于可动长度L的比率r/L满足r/L≥0.25的关系。
如图4所示,可动长度L=(D1-D2)/2在假定第一线圈31和内腿部22彼此不偏心的状态(第一重心c1和内腿重心c0处于相同位置的状态)的情况下表示横向X的内腿部22和第一线圈31的最短距离。此外,在图4中,将假定第一线圈相对于内腿部22不偏心时的第一线圈的轮廓用双点划线表示。而且,比率r/L表示第一线圈31相对于内腿部22的偏心程度。
另外,由于r=L的状态是第一线圈31的内周端缘与内腿部22抵接的状态,因此,几何学意义上的r的最大值为L。此外,伴随于此,r/L的最大值为1。
如图2所示,第二线圈32具有与第一线圈31相同的形状,并且以相对于第一线圈31沿线圈周向旋转180°的姿态配置。在第二线圈32中,省略对与第一线圈31相同的形状的说明。此外,作为第二线圈32的各部的名称,使用与具有相同结构的第一线圈31的各部的名称相同的名称。
在从线圈轴向Z观察的状态下,将形成于第二线圈32的内周侧的二维图形的重心定义为第二重心c2。该二维图形是图3中的被第二线圈区域42包围的区域,并且呈沿第二线圈区域42的内周面的圆角长方形形状。该二维图形的与线圈轴向Z正交的面方向上的质量分布是均匀的。即,该二维图形的与线圈轴向Z正交的面方向的各部的每单位面积的质量彼此相同。在从线圈轴向Z观察的状态下,第二重心c2相对于内腿重心c0向X2侧偏心。由此,第二线圈32的内周端缘的X2侧的部位配置于距内腿部22相对较远的位置,另一方面,X1侧的部位靠近内腿部22配置。
另外,第二重心c2配置于向第一重心c1的X2侧远离的位置。而且,第一重心c1和第二重心c2配置于彼此偏移的位置。在本实施方式中,第一重心c1和第二重心c2相对于内腿重心c0彼此配置于横向X的相反侧。
另外,与第一线圈31同样地,第二线圈32的上述比率r/L也满足r/L≥0.25。
如图3所示,第一线圈区域41和第二线圈区域42分别具有圆角长方形形状(即跑道形状)。第一线圈区域41和第二线圈区域42分别具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与对方沿线圈轴向Z重叠的部分。
此外,在从线圈轴向Z观察的状态下,第一线圈区域41具有从第二线圈区域42向X1侧突出的第一伸出区域411,第二线圈区域42具有从第一线圈区域41向X2侧突出的第二伸出区域421。
另外,在本实施方式中,将从线圈轴向Z观察时的特定线圈(即第一线圈31或第二线圈32)的外周缘到内周侧的区域的面积设为线圈面积A。另外,将从线圈轴向Z观察时的第一线圈31的外周缘到内周侧的区域和从第二线圈32的外周缘到内周侧的区域彼此沿线圈轴向Z重叠的区域的面积设为重叠面积B。此时,与第一线圈31和第二线圈32中的每一个相关的线圈面积A和重叠面积B满足B/A≤0.9。B/A越小,表示第一线圈31和第二线圈32的线圈轴向Z的重叠区域越窄。B/A越小,越容易确保漏电感。
接着,对本实施方式的磁性部件1的用途进行说明。
本实施方式的磁性部件1例如能够构成车载用的双向充电器5的一部分。双向充电器5包括:磁性部件1;第一电路,上述第一电路连接到磁性部件1的第一线圈31;以及第二电路,上述第二电路连接到磁性部件1的第二线圈32。在图5中,在磁性部件1的第一线圈31的周围形成的漏电感由L1表示,在第二线圈32的周围形成的漏电感由L2表示。磁性部件1的第一线圈31经由第一电路连接到交流电源6,第二线圈32经由第二电路连接到电池7。
交流电源6是用于从车辆外部向电池7供给电力的电源供给部的一种。作为交流电源6,例如假定为供电站等交流式充电器。
交流电源6经由构成第一电路的AC-DC转换器511和第一开关电路512连接到第一线圈31。换言之,AC-DC转换器511和第一开关电路512构成将交流电源6(即,电压部)和第一线圈31连结的电力转换用电路部。AC-DC转换器511将交流电源6的交流电转换为直流电力并输出到第一开关电路512侧。第一开关电路512将从AC-DC转换器511输入的电流转换为矩形波电流并输出到第一线圈31侧。
此外,第一开关电路512还构造成能够将从第一线圈31侧输入的矩形波电流转换为直流电流并输出到AC-DC转换器511。而且,AC-DC转换器511还构造成能够将从第一开关电路512侧输入的直流电力转换为交流电力并输出到交流电源6侧。
此外,电池7还经由构成第二电路的第二开关电路521连接到第二线圈32。即,第二开关电路521构成将电池7(即电压部)和第二线圈32连结的电力转换用电路部。第二开关电路521将从第二线圈32侧输入的矩形波电流转换为直流电流,并输出到电池7侧。此外,第二开关电路521还构造成能够将从电池7侧输入的直流电流转换为矩形波电流并输出到第二线圈32侧。
双向充电器5通过将交流电源6的电压在变压器中变压并输出到电池7侧来对电池7充电,或者与之相反,通过将电池7的电压在变压器中进行变压并输出到交流电源6侧来对交流电源6充电。
本实施方式的磁性部件1能够用于如上所述的用途。
接着,对本实施方式的作用效果进行说明。
在本实施方式的磁性部件1中,第一线圈31和第二线圈32彼此磁耦合。因此,如图6所示,产生通过第一线圈31和第二线圈32这两者的内周侧的磁通Φ1,第一线圈31和第二线圈32作为变压器发挥功能。
而且,第一线圈区域41具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第二线圈32沿线圈轴向Z重叠的部分,并且第二线圈区域42具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第一线圈31沿线圈轴向Z重叠的部分。由此,如图6所示,容易确保仅在该部分的周围流动而不与对方的线圈磁耦合的漏磁通Φ2,容易确保磁性部件1的漏电感。因此,容易在该部分中发挥作为电抗器的功能。
此外,在本实施方式中,形成有第一线圈区域41的第一伸出区域411和第二线圈区域42的第二伸出区域421,上述第一伸出区域411比第二线圈区域42更向X2侧突出,上述第二伸出区域421比第一线圈区域41更向X2侧突出。因此,第一伸出区域411和第二伸出区域421分别距对方相对较远。因此,如图6所示,容易在第一伸出区域411和第二伸出区域421周围形成漏磁通Φ2。因此,在磁性部件1中,容易确保漏电感,容易发挥电抗器的功能。
另外,在从线圈轴向Z观察的状态下,第一重心c1和第二重心c2配置于彼此偏移的位置。即,第一线圈31和第二线圈32彼此偏心。因此,当从线圈轴向Z观察时,容易使第一线圈区域41的第一伸出区域411从第二线圈区域42较大地突出,并且容易使第二伸出区域421从第一线圈区域41较大地突出。因此,更容易在第一伸出区域411和第二伸出区域421的周围形成漏磁通。因此,在磁性部件1中,容易确保漏电感,容易发挥电抗器的功能。
此外,除了第一线圈31和第二线圈32彼此偏心之外,芯部2还具有内腿部22和一对外腿部23,上述内腿部22配置于第一线圈31的内周侧和第二线圈32的内周侧,上述一对外腿部23配置于横向X上的第一线圈31和第二线圈32的两外侧。此外,在从线圈轴向Z观察的状态下,第一重心c1和第二重心c2分别配置于相对于内腿重心c0沿横向X偏移的位置。因此,在第一线圈31和第二线圈32各自的距内腿部22较远的一侧的附近配置有外腿部23。由此,能够将在第一伸出区域411和第二伸出区域421的周围形成的漏磁通形成为通过外腿部23。由此,在磁性部件1中,容易确保漏电感,容易发挥作为电抗器的功能。
另外,关于第一线圈31和第二线圈32这两者,偏心量r相对于可动长度L的比率r/L满足r/L≥0.25。即,第一线圈31和第二线圈32分别具有一定程度的较大的偏心程度(即r/L≥0.25)。因此,容易使第一伸出区域411和第二伸出区域421各自的部位距对方的线圈较远,并且容易在该区域中确保漏电感。另外,对于该数值,通过后述的实验例进行支持。
如上所述,根据本实施方式,能够提供一种能够同时实现变压器和电抗器这两个功能的磁性部件。
(参考方式)
在本实施方式中,如图7~图9所示,在包括彼此分体的变压器91和电抗器92的电路中,模拟了彼此相同相位的电流流过变压器91的初级线圈911(即输入侧的线圈)和电抗器线圈921时产生的磁通的情况。特别地,研究了在变压器91的初级线圈911和电抗器线圈921的电流值最大时和0时这两种情况下的变压器91和电抗器92各自产生的磁通的情况。
如图7所示,电抗器92包括:矩形环状的电抗器芯部922;以及卷绕于电抗器芯部922的一边的电抗器线圈921。在电抗器芯部922的周向的一部分具有间隙。电抗器92具有通过对电抗器线圈921通电来将电流平滑化的功能。电抗器线圈921连接到变压器91的初级线圈911。
变压器91包括变压器芯部913、初级线圈911和次级线圈912。变压器芯部913与实施方式1所示的芯部2同样地,作为变压器芯部913的各部的名称,使用与实施方式1的芯部2的各部的名称相同的名称。输入侧的初级线圈911和输出侧的次级线圈912同轴状地卷绕于变压器芯部913的内腿部22。初级线圈911和次级线圈912彼此不偏心,并且在整周中形成于彼此沿线圈轴向Z重叠的位置。
然后,在交流电流流过电抗器线圈921和变压器91的初级线圈911的情况下,模拟了电抗器线圈921和初级线圈911的电流值最大时和0时这两种情况下的变压器91和电抗器92各自产生的磁通的情况。图8和图9示意性地示出了该结果。
在图8中,示意性地示出了对各电抗器线圈921和变压器91的初级线圈911中流动的电流值为最大值的时刻t1处的电抗器92和变压器91中产生的磁通进行模拟的结果。根据图8,在电流值为最大值的时刻t1处,对于电抗器92,磁通Φ11在电抗器芯部922中环状地流动。另一方面,可知,在时刻t1处,对于变压器91,难以在变压器芯部913中形成磁通,另一方面,容易在第一线圈31和第二线圈32的周围的空间形成漏磁通Φ21。
在图9中,示意性地示出了对各电抗器线圈921和变压器91的初级线圈911中流动的电流值成为0的时刻t2处的电抗器92和变压器91中产生的磁通进行模拟的结果。根据图9,在电流值为0的时刻t2处,对于电抗器92,难以形成磁通。另一方面,在变压器91中,容易在变压器芯部913中形成磁通Φ22,另一方面,难以在第一线圈31和第二线圈32的周围的空间形成磁通。
即,可知,在使交流电流流过电抗器线圈921和变压器91的初级线圈911的情况下,在电抗器芯部922中形成磁通的时刻和在变压器91的初级线圈911和次级线圈912的周围的空间形成漏磁通的时刻一致。
因此,如实施方式1的磁性部件1那样,使第一线圈31和第二线圈32彼此偏心,如图6所示,在磁性部件1中主动地形成漏磁通Φ2。由此,在磁性部件1中,能够同时形成在芯部2中形成且穿过第一线圈31和第二线圈32这两者的内周侧的磁通Φ1和仅在第一线圈31的周围及仅在第二线圈32的周围形成的漏磁通Φ2。由此,在磁性部件1中,容易同时发挥变压器的功能和电抗器的功能。因此,可知,在实施方式1的磁性部件1中,容易对一部件赋予变压器和电抗器这两者的功能。
(实验例)
本例是在基本结构与实施方式1相同的磁性部件1中,通过模拟来对第一线圈31和第二线圈32相对于内腿部22的偏心程度发生各种变化时的漏电感进行评估。
在本例中,在基本结构与实施方式1相同的磁性部件1中,通过对第一线圈31和第二线圈32的偏心量r进行各种变更来对比率r/L进行各种变更,并且对漏电感进行评估。在本例中,假定比率r/L彼此不同的六个磁性部件1。另外,在各磁性部件1中,将与第一线圈31相关的比率r/L和与第二线圈32相关的比率r/L设为彼此相同的值。
六个磁性部件1中的一个磁性部件的与第一线圈31相关的比率r/L和与第二线圈32相关的比率r/L分别为0。这是对于第一线圈31和第二线圈32中的任一个偏心量r均为0的磁性部件1。另外,六个磁性部件1中的另一个磁性部件的与第一线圈31相关的比率r/L和与第二线圈32相关的比率r/L分别为1。这是第一线圈31的X2侧端部与内腿部22的X2侧端部抵接且第二线圈32的X1侧端部与内腿部22的X1侧端部抵接的磁性部件1。
对于六个磁性部件1分别评估漏电感。图10示出了该结果。
根据图10可知,比率r/L越大,越容易确保漏电感。而且,可知在比率r/L的值为0.25以上时,漏电感急剧地上升。因此,通过将比率r/L设为0.25以上,容易确保漏电感,容易发挥作为磁性部件1的作为电抗器的功能。
(实施方式2)
如图11所示,本实施方式的基本结构与实施方式1相同,但是改变了第一线圈31和第二线圈32的形状。
当从线圈轴向Z观察时,第一线圈区域41和第二线圈区域42分别形成为D字状。即,第一线圈区域41和第二线圈区域42分别包括一对第一直线区域401、第二直线区域402和突出区域403。
第一线圈区域41和第二线圈区域42各自的一对第一直线区域401沿横向X形成,并且形成为彼此沿纵向Y相对。
在第一线圈区域41中,第二直线区域402将一对第一直线区域401的X2侧端部彼此沿纵向Y笔直地连结。由此,第一线圈区域41的一对第一直线区域401和第二直线区域402呈角为直角且向X1侧开口的U字状。
在第一线圈区域41中,突出区域403形成为将一对第一直线区域401的X1侧端部彼此连结,并且向X1侧突出。第一线圈区域41的突出区域403呈向X1侧隆起的圆弧状。
伴随于此,在从线圈轴向Z观察的状态下,第一线圈31的内周端缘也形成为D字状。在从线圈轴向Z观察的状态下,第一线圈31的内周端缘具有一对第一直线缘3a、第二直线缘3b和突出缘3c。一对第一直线缘3a是第一线圈区域41中的一对第一直线区域401的内侧的边缘。一对第一直线缘3a沿横向X形成,并且沿纵向Y彼此相对。
第二直线缘3b是第一线圈区域41中的第二直线区域402的X1侧的边缘。第二直线缘3b将一对第一直线缘3a中的X2侧的端部彼此沿纵向Y连结。由此,一对第一直线缘3a和第二直线缘3b呈角为直角且向X1侧开口的U字状。
突出缘3c是第一线圈区域41中的突出区域403的X2侧的边缘。突出缘3c形成为将一对第一直线缘3a中的X1侧的端部彼此连结,并且向X1侧突出。突出缘3c呈向X1侧隆起的圆弧状。突出缘3c以沿内腿部22的X1侧的面的方式形成为曲线状。
第一直线缘3a和第二直线缘3b均形成于相对靠近内腿部22的位置,另一方面,突出缘3c配置于从内腿部22向X1侧分开较远的位置。
第二线圈区域42具有相对于第一线圈区域41沿横向X大致对称的形状。在本实施方式中,作为第二线圈32的各部的名称,也使用与具有相同结构的第一线圈31的各部的名称相同的名称。
在第二线圈32中,第二直线缘3b将第一直线缘3a的X1侧的端部彼此沿纵向Y连结,第二线圈32的突出缘3c形成为从第一直线缘3a的X2侧端部向X2侧隆起的圆弧状。第二线圈32的突出缘3c以沿内腿部22的X2侧的面的方式形成为曲线状。对于第二线圈32,第一直线缘3a和第二直线缘3b均形成于相对靠近内腿部22的位置,另一方面,突出缘3c配置于从内腿部22向X2侧分开较远的位置。
第一线圈区域41的第一直线区域401和第二线圈区域42的第一直线区域401形成于彼此沿线圈轴向Z重叠的位置。
其他结构与实施方式1相同。
此外,除非特别指出,否则实施方式2以后的实施方式所使用的符号中、与之前实施方式使用的符号相同的符号表示与之前实施方式相同的构成要素等。
接着,对本实施方式的作用效果进行说明。
在从线圈轴向Z观察的状态下,在第一线圈31和第二线圈32各自的与相对于内腿部22偏心的一侧相反的一侧的区域中形成有直线状的第一直线缘3a和第二直线缘3b。因此,容易将第一线圈31和第二线圈32各自的构成第一直线缘3a和第二直线缘3b的部位与对方的线圈沿线圈轴向Z重叠。因此,容易确保第一线圈31和第二线圈32中的构成第一直线缘3a和第二直线缘3b的部位处的与对方的线圈的磁耦合。另一方面,在该部位是例如圆形、椭圆形等弯曲形状的情况下,难以与对方的线圈沿线圈轴向Z重叠,难以实现第一线圈31和第二线圈32的磁耦合。
而且,在第一线圈31和第二线圈32各自的相对于内腿部22偏心的一侧的区域中具有上述突出缘3c。因此,容易有效地抑制第一线圈31和第二线圈32的发热。即,第一线圈31和第二线圈32各自的相对于内腿部22偏心的一侧的部位比对方的线圈更沿横向X突出并容易在周围形成漏磁通,由于邻近效应,发热容易变大。因此,通过将第一线圈31和第二线圈32各自的相对于内腿部22偏心的一侧的部位的内周端缘设为本实施方式的突出缘3c那样的突出形状,容易使构成突出缘3c的部位远离对方的线圈并确保漏电感,并且缩短该部位的长度。由此,能够抑制第一线圈31和第二线圈32的发热。
除此以外,具有与实施方式1相同的作用效果。
(实施方式3)
如图12所示,本实施方式的基本结构与实施方式2相同,但是改变了第一线圈31和第二线圈32各自的各导体层中的外周导体部312的形状。
在从线圈轴向Z观察的状态下,第一线圈31的内周导体部311和第二线圈32的内周导体部311分别呈与实施方式2相同的D字状。另一方面,第一线圈31的外周导体部312和第二线圈32的外周导体部312形成为在横向X上稍微较长的长方形形状。
其他结构与实施方式2相同。
本实施方式也具有与实施方式2相同的作用效果。
(实施方式4)
如图13所示,本实施方式的基本结构与实施方式2相同,但是改变了第一线圈区域41和第二线圈区域42的形状。
在从线圈轴向Z观察的状态下,第一线圈区域41和第二线圈区域42各自的突出区域403形成为く字状(狗腿状)。即,在第一线圈区域41和第二线圈区域42的每一个中,突出区域403包括沿横向X距一对第一直线区域401越远,沿纵向Y宽度变得越窄的く字状的两个边。
其他结构与实施方式2相同。
本实施方式也具有与实施方式2相同的作用效果。
(实施方式5)
如图14、图15所示,本实施方式相对于实施方式1改变了芯部2的形状。
如图14所示,在本实施方式中,芯部2除了基部21、内腿部22和外腿部23之外,还包括磁通形成部8。磁通形成部8形成于横向X上的内腿部22的外侧且横向X上的一对外腿部23的内侧。磁通形成部8由导磁率比空气高的材料构成。
在本实施方式中,在各分割芯部20中,磁通形成部8形成为从基部21向与线圈轴向Z上的内腿部22和外腿部23突出的一侧相同的一侧突出。各分割芯部20一体地具有基部21、内腿部22、外腿部23和磁通形成部8。
如图14所示,包括插入到第一线圈31的内侧的内腿部22的分割芯部20即第一分割芯部201在第一线圈31的X2侧具有磁通形成部8。第一分割芯部201的磁通形成部8形成为与第一分割芯部201的X2侧的外腿部23相邻。第一分割芯部201的磁通形成部8形成为连结到第一分割芯部201的基部21和X2侧的外腿部23这两者。此外,在纵向Y上,第一分割芯部201的磁通形成部8形成于第一分割芯部201的基部21的大致整个区域。
第一分割芯部201的磁通形成部8形成于在线圈轴向Z上与第二线圈区域42的比第一线圈区域41更向X2侧突出的第二伸出区域421重叠的位置。
此外,第一分割芯部201的磁通形成部8的线圈轴向Z上的长度具有第一分割芯部201的外腿部23的长度的一半以上的长度。第一分割芯部201的磁通形成部8的线圈轴向Z上的长度越长,越接近第二伸出区域421,因此,容易确保第二伸出区域421的周围的漏磁通。第一分割芯部201的磁通形成部8形成于与第一线圈31沿线圈径向重叠的位置。
配置于第一分割芯部201的内侧的印刷配线基板3的X2侧的端部形成于比第一分割芯部201的磁通形成部8更靠X1侧的位置。即,配置于第一分割芯部201的内侧的印刷配线基板3以避开第一分割芯部201的磁通形成部8的方式配置于第一分割芯部201的内侧。
如图14、图15所示,包括插入到第二线圈32的内侧的内腿部22的分割芯部20即第二分割芯部202在第二线圈32的X1侧具有磁通形成部8。第二分割芯部202的磁通形成部8形成为与第二分割芯部202的X1侧的外腿部23相邻。第二分割芯部202的磁通形成部8形成为连结到第二分割芯部202的基部21和X1侧的外腿部23这两者。另外,在纵向Y上,第二分割芯部202的磁通形成部8形成于第二分割芯部202的基部21的大致整个区域。
第二分割芯部202的磁通形成部8形成于在线圈轴向Z上与第一线圈区域41的比第二线圈区域42更向X1侧突出的第一伸出区域411重叠的位置。另外,在图15中,第一线圈31沿线圈轴向Z投影的轮廓用双点划线表示。
如图14所示,第二分割芯部202的磁通形成部8的线圈轴向Z上的高度具有第二分割芯部202的外腿部23的长度的一半以上的长度。第二分割芯部202的磁通形成部8的线圈轴向Z上的长度越长,越接近第一伸出区域411,因此,容易确保第一伸出区域411的周围的漏磁通。第二分割芯部202的磁通形成部8形成于与第二线圈32沿线圈径向重叠的位置。
配置于第二分割芯部202的内侧的印刷配线基板3的X1侧的端部形成于比第二分割芯部202的磁通形成部8更靠X2侧的位置。即,配置于第二分割芯部202的内侧的印刷配线基板3以避开第二分割芯部202的磁通形成部8的方式配置于第二分割芯部202的内侧。
其他结构与实施方式1相同。
在本实施方式中,在线圈轴向Z上的一对基部21之间且横向X上的一对外腿部23之间配置有导磁率比空气高的磁通形成部8。因此,能够将在第一伸出区域411的周围形成的漏磁通形成于第二分割芯部202的磁通形成部8,并且能够将在第二伸出区域421的周围形成的漏磁通形成于第一分割芯部201的磁通形成部8。因此,在磁性部件1中,容易确保漏电感,容易发挥作为电抗器的功能。
此外,第一分割芯部201的磁通形成部8配置于与第一线圈31沿线圈径向重叠的位置,第二分割芯部202的磁通形成部8配置于与第二线圈32沿线圈径向重叠的位置。即,磁通形成部8具有一定程度的线圈轴向Z的长度。因此,容易使磁通形成部8接近第一伸出区域411或第二伸出区域421,容易确保形成于磁通形成部8的漏磁通。
另外,芯部2一体地具有基部21、内腿部22、外腿部23和磁通形成部8。因此,作为磁通部件,容易实现部件数的削减。
除此以外,具有与实施方式1相同的作用效果。
(实施方式6)
如图16所示,本实施方式相对于实施方式5改变了磁通形成部8的结构。
在纵向Y上,磁通形成部8形成为比形成有该磁通形成部8的分割芯部20的基部21更靠内侧。即,磁通形成部8的纵向Y的长度小于形成有该磁通形成部8的分割芯部20的基部21的纵向Y的长度。
其他结构与实施方式5相同。
本实施方式也具有与实施方式5相同的作用效果。
(实施方式7)
如图17所示,本实施方式相对于实施方式5改变了磁通形成部8的结构。
磁通形成部8是在各分割芯部20中分割成纵向Y的多个部位而形成的。在本实施方式中,磁通形成部8形成于各分割芯部20的纵向Y的两个区域。
其他结构与实施方式5相同。
本实施方式也具有与实施方式5相同的作用效果。
(实施方式8)
如图18、图19所示,本实施方式相对于实施方式5改变了磁通形成部8的结构。
磁通形成部8形成于与分割芯部20的外腿部23沿横向X分离的位置。另外,第一线圈区域41的周向上的第一伸出区域411的至少一部分的区域在从线圈径向的内周端到外周端为止的整个区域中与磁通形成部8相对。同样地,第二线圈区域42的周向上的第二伸出区域421的至少一部分的区域在从线圈径向的内周端到外周端的整个区域中与磁通形成部8相对。
其他结构与实施方式5相同。
在本实施方式中,由于能够增大磁通形成部8与第一伸出区域411或第二伸出区域421在线圈轴向Z的重叠区域,因此,更容易确保在第一伸出区域411的周围和第二伸出区域421的周围形成的漏磁通。因此,在磁性部件1中,容易确保漏电感,容易发挥作为电抗器的功能。
除此以外,具有与实施方式5相同的作用效果。
(实施方式9)
如图20所示,本实施方式的基本结构与实施方式5相同,但是将磁通形成部8与芯部2分体形成。
磁通形成部8可以由与芯部2相同的材料构成,也可以由与芯部2不同的磁性体构成。磁通形成部8通过接合、粘接等固定到芯部2。
其他结构与实施方式5相同。
在本实施方式中,对于不具有磁通形成部8的一般的现有的芯部2,通过配置与该芯部2分体的磁通形成部8,能够将磁通形成部8形成于现有的芯部2。
除此以外,具有与实施方式5相同的作用效果。
(实施方式10)
如图21、图22所示,本实施方式的基本结构与实施方式9相同,但是改变了磁通形成部8的位置。
在本实施方式中,在第一线圈31的内周侧和第二线圈32的内周侧分别配置有磁通形成部8。
第一线圈31的内周侧的磁通形成部8配置成与第一分割芯部201的内腿部22的X1侧相邻。第一线圈31的内周侧的磁通形成部8的外周部形成为沿着第一线圈31的内周缘和第一分割芯部201的内腿部22。由此,第一线圈31的内周侧的磁通形成部8的X1侧的部位配置于第一伸出区域411的附近。另外,如图21所示,第一线圈31的内周侧的磁通形成部8的线圈轴向Z上的长度与第一分割芯部201的内腿部22的线圈轴向Z上的长度相同。
第二线圈32的内周侧的磁通形成部8配置成与第二分割芯部202的内腿部22的X2侧相邻。第二线圈32的内周侧的磁通形成部8的外周部形成为沿着第二线圈32的内周缘和第二分割芯部202的内腿部22。由此,第二线圈32的内周侧的磁通形成部8配置于第二伸出区域421的附近。另外,第二线圈32的内周侧的磁通形成部8的线圈轴向Z上的长度与第二分割芯部202的内腿部22的线圈轴向Z上的长度相同。
其他结构与实施方式5相同。
在本实施方式中,能够将磁通形成部8配置于第一伸出区域411的X2侧附近的区域和第二伸出区域421的X1侧附近的区域。因此,更容易确保在第一伸出区域411的周围和第二伸出区域421的周围形成的漏磁通。因此,在磁性部件1中,容易确保漏电感,容易发挥作为电抗器的功能。
除此以外,具有与实施方式5相同的作用效果。
(实施方式11)
如图23、图24所示,本实施方式的基本结构与实施方式10相同,但是将磁通形成部8与芯部2一体地形成。
第一分割芯部201具有从内腿部22向X1侧延伸设置的磁通形成部8。另外,如上所述,当从线圈轴向Z观察时,内腿部22是配置于第一线圈31和第二线圈32这两者的内周侧的部位。在第一分割芯部201中,内腿部22和磁通形成部8的与基部21相反一侧的面形成为共面。当从线圈轴向Z观察时,在第一分割芯部201中,内腿部22和磁通形成部8沿着第一线圈31的内周面形成为圆角长方形形状(即跑道形状的外形形状)。
第二分割芯部202具有与第一分割芯部201相同的形状。当从线圈轴向Z观察时,在第二分割芯部202中,内腿部22和磁通形成部8沿着第二线圈32的内周面形成为圆角长方形形状(即跑道形状的外形形状)。
其他结构与实施方式10相同。
在本实施方式中,将磁通形成部8与分割芯部20一体地形成,因此,作为磁通部件,容易实现的部件数的削减。
除此以外,具有与实施方式10相同的作用效果。
(实施方式12)
如图25、图26所示,本实施方式的第一线圈31、第二线圈32等的基本结构与实施方式2相同,但是将磁通形成部8设置于第一线圈31的内周侧和外周侧、以及第二线圈32的内周侧和外周侧。
如图26所示,各磁通形成部8呈与线圈轴向Z正交的截面形状为圆形的圆柱状。如图25、图26所示,各分割芯部20在两个部位具有磁通形成部8。在各分割芯部20中,一个磁通形成部8形成于横向X上的各内腿部22与一个外腿部23之间,另一个磁通形成部8形成于横向X上的内腿部22与另一个外腿部23之间。
在两个分割芯部20中,分别形成于各自的内腿部22的X1侧的两个磁通形成部8形成于彼此沿线圈轴向Z重叠的位置。在两个分割芯部20中,当从线圈轴向Z观察时,分别形成于各自的内腿部22的X1侧的两个磁通形成部8形成于第一线圈区域41的突出区域403与第二线圈区域42的第二直线区域402之间的区域。另外,在本实施方式中,当从线圈轴向Z观察时,第一线圈区域41的整个突出区域403位于比第二线圈32的第二直线区域402更靠X1侧的位置。
在两个分割芯部20中,分别形成于各自的内腿部22的X2侧的两个磁通形成部8形成于彼此沿线圈轴向Z重叠的位置。在两个分割芯部20中,当从线圈轴向Z观察时,分别形成于各自的内腿部22的X2侧的两个磁通形成部8形成于第二线圈区域42的突出区域403与第一线圈区域41的第二直线区域402之间的区域。另外,在本实施方式中,当从线圈轴向Z观察时,第二线圈区域42的整个突出区域403位于比第一线圈区域41的第二直线区域402更靠X2侧的位置。
印刷配线基板3具有用于插入磁通形成部8的贯通孔36。在该贯通孔36中插入有磁通形成部8。而且,芯部2中的形成于内腿部22的X1侧的上下两个磁通形成部8彼此在与基部21相反一侧的面上抵接或接近地相对。同样地,形成于内腿部22的X2侧的上下两个磁通形成部8彼此在与基部21相反一侧的面上抵接或接近地相对。
其他的磁通形成部8的结构与实施方式5相同,其他结构与实施方式2相同。
本实施方式也具有与实施方式2和实施方式5相同的作用效果。
(实施方式13)
如图27所示,本实施方式相对于实施方式12改变了磁通形成部8的形成位置。
磁通形成部8在各分割芯部20中形成有四个。当从线圈轴向Z观察时,各分割芯部20的两个磁通形成部8配置于X1侧的外腿部23的附近,其他的两个磁通形成部8配置于X2侧的外腿部23的附近。
在各分割芯部20中,X1侧的两个磁通形成部8配置于第一线圈区域41的突出区域403的外周侧附近。另外,在各分割芯部20中,X2侧的两个磁通形成部8配置于第二线圈区域42的突出区域403的外周侧附近。
在各分割芯部20中,X1侧的两个磁通形成部8形成于基部21的纵向Y的两端部附近。另外,在各分割芯部20中,X2侧的两个磁通形成部8形成于基部21的纵向Y的两端部附近。
在从线圈轴向Z观察时的第一线圈31的内周侧和第二线圈32的内周侧未形成磁通形成部8。
其他结构与实施方式12相同。
本实施方式也具有与实施方式12相同的作用效果。
(实施方式14)
如图28~图30所示,本实施方式的基本构成与实施方式2相同,但是磁性部件1除了第一线圈31和第二线圈32之外还包括第三线圈33。
如图28所示,第三线圈33配置在线圈轴向Z上的第一线圈31与第二线圈32之间。在本实施方式中,第一线圈31、第二线圈32和第三线圈33彼此的形状大致相同,并且配置成彼此的线圈周向的姿态不同。第一线圈31和第二线圈32的线圈周向的姿态与实施方式2相同。另外,作为与第三线圈33相关的各部的名称,使用与具有相同结构的第一线圈31和第二线圈32的各部的名称相同的名称。
在从线圈轴向Z观察的状态下,将线圈径向上的从第三线圈33的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第三线圈区域43。如图30所示,第三线圈区域43的一对第一直线区域401c沿纵向Y形成,并且形成为彼此沿横向X相对。第三线圈区域43的第二直线区域402c将一对第一直线区域401c的纵向Y的一个端部彼此沿横向X笔直地连结。而且,第三线圈区域43的突出区域403c形成为将一对第一直线区域401c的纵向Y上的与第二直线区域402c侧相反一侧的端部彼此连结,并且向与第二直线区域402c侧相反的一侧突出。
在从线圈轴向Z观察的状态下,形成于第三线圈33的内周侧的二维图形的重心即第三重心c3配置于比内腿重心c0更靠纵向Y上的第三线圈区域43的突出区域403的一侧的位置。即,第三线圈33相对于内腿部22向纵向Y的一侧偏心。
当从线圈轴向Z观察时,第一重心c1、第二重心c2和第三重心c3配置于彼此不同的位置。即,第一线圈31、第二线圈32和第三线圈33彼此偏心。另外,当从线圈轴向Z观察时,相对于内腿重心c0的、第一重心c1侧、第二重心c2侧、第三重心c3侧分别是彼此不同的侧。
第三线圈区域43的第二直线区域402配置于与第一线圈区域41的第一直线区域401a和第二线圈区域42的第一直线区域401b沿线圈轴向Z重叠的位置。第三线圈区域43的X1侧的第一直线区域401c配置于与第二线圈区域42的第二直线区域402b沿线圈轴向Z重叠的位置,第三线圈区域43的X2侧的第一直线区域401c配置于与第一线圈区域41的第二直线区域402a沿线圈轴向Z重叠的位置。
第三线圈区域43不具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第一线圈区域41或第二线圈区域42沿线圈轴向Z重叠的部分。即,第三线圈33不是上述的特定线圈。然而,第三线圈33也可以构造成使第三线圈33成为特定线圈。
其他结构与实施方式2相同。
在本实施方式中,第三重心c3相对于内腿重心c0配置于与相对于内腿重心c0的第一重心c1侧和相对于内腿重心c0的第二重心c2侧这两者不同的一侧。因此,在第三线圈区域43的突出区域403c的周围也容易形成漏磁通。在本实施方式中,第三线圈区域43不具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第一线圈区域41或第二线圈区域42沿线圈轴向Z重叠的部分,但是通过使第一线圈31、第二线圈32和第三线圈33彼此偏心,能够容易地在第三线圈33的一部分的周围形成漏磁通。
除此以外,具有与实施方式2相同的作用效果。
(实施方式15)
如图31所示,本实施方式的基本结构与实施方式2相同,但是改变了第一线圈31和第二线圈32的从线圈轴向Z观察时的外形的大小。
在本实施方式中,将从线圈轴向Z观察时的外形较大的一侧的线圈称为第一线圈31。从线圈轴向Z观察时的线圈(即第一线圈31、第二线圈32)的外形大小表示从线圈轴向Z观察时的从线圈的外周缘到内侧的区域的面积。
在本实施方式中,第一线圈31的纵向Y的最长长度大于第二线圈32。当从线圈轴向Z观察时,第一线圈31的纵向Y的两端从第二线圈32向纵向Y的两侧突出。
在本实施方式中,第一线圈31中流动的电力值小于第二线圈32中流动的电力值。即,第一线圈31和第二线圈32中,流动的电力值越小,从线圈轴向Z观察时的外形就越大。在线圈中,所施加的电压与线圈的匝数存在相关性,并且流过的电流与线圈的线宽存在相关性,因此,能够基于该线圈的匝数和线圈的线宽的乘积来评估线圈中流动的电力值。
其他结构与实施方式2相同。
在本实施方式中,第一线圈31和第二线圈32中,流动的电力值越小,从线圈轴向Z观察时的外形就越大。线圈中流动的电力值越小,能形成于该线圈的周围的漏磁通也容易减少,从而难以确保漏电感。因此,流动的电力值越小,越容易通过增大从线圈轴向Z观察时的外形来使难以在周围形成漏磁通的线圈与其他线圈分开,从而容易形成难以与其他线圈结合的部分。因此,容易有效地在各线圈的周围形成漏磁通。
除此以外,具有与实施方式2相同的作用效果。
(实施方式16)
如图32~图34所示,本实施方式的基本结构与实施方式2相同,但是追加了第三线圈33,上述第三线圈33相对于内腿部22向与第一线圈31所偏心的一侧相同的一侧偏心。
如图33、图34所示,第一线圈31和第二线圈32的结构与实施方式2相同,彼此形状相同,并且以彼此沿线圈周向旋转180°的姿态配置。
相对于第一线圈31和第二线圈32,第三线圈33的从线圈轴向Z观察时的外形较大。第三线圈33的形状与第一线圈31大致相似。作为与第三线圈33相关的各部的名称,使用与具有相同结构的第一线圈31和第二线圈32的各部的名称相同的名称。
如图32所示,第三线圈33配置在线圈轴向Z上的第一线圈31与第二线圈32之间。
在从线圈轴向Z观察的状态下,将线圈径向上的从第三线圈33的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第三线圈区域43。如图34所示,第三线圈区域43的一对第一直线区域401c沿横向X形成,并且形成为彼此沿纵向Y相对。第三线圈区域43的第二直线区域402c将一对第一直线区域401c的X2侧的端部彼此沿纵向Y笔直地连结。而且,第三线圈区域43的突出区域403c形成为将一对第一直线区域401c的X1侧的端部彼此连结,并且向X1侧突出。
在从线圈轴向Z观察的状态下,形成于第三线圈33的内周侧的二维图形的重心即第三重心c3配置于比内腿重心c0更靠X1侧的位置。即,第三线圈33相对于内腿部22向X1侧偏心。即,第三重心c3相对于内腿重心c0所处的一侧与第一重心c1相对于内腿重心c0所处的一侧是相同侧。
当从线圈轴向Z观察时,第一重心c1和第三重心c3分别配置于相对于第二重心c2向X1侧偏移的位置。即,第一线圈31和第三线圈33相对于第二线圈32向X1侧偏心。另外,当从线圈轴向Z观察时,相对于内腿重心c0的第一重心c1侧和第三重心c3侧是与相对于内腿重心c0的第二重心c2侧相反的一侧。
当从线圈轴向Z观察时,第三线圈区域43形成为比第一线圈区域41和第二线圈区域42更向纵向Y的两侧突出。另外,第三线圈33的长边方向即横向X的最长长度比第一线圈31和第二线圈32各自的长边方向(即横向X)的最长长度长。
第三线圈区域43的第二直线区域402c配置于与第一线圈区域41的第二直线区域402a沿线圈轴向Z重叠的位置。另一方面,第三线圈区域43的突出区域403c比第一线圈区域41的突出区域403a更向X1侧突出。
在本实施方式中,第三线圈33中流动的电力值小于第一线圈31和第二线圈32各自中流动的电力值。而且,在本实施方式中,多个线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向Z观察时的长边方向的最长长度就越长。另外,与实施方式15同样地,在本实施方式中,多个线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向Z观察时的外形就越大。
第三线圈区域43具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与第二线圈区域42沿线圈轴向Z重叠的部分。即,第三线圈区域43是特定线圈区域,第三线圈33是特定线圈。
其他结构与实施方式2相同。
在本实施方式中,多个线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向Z观察时的长边方向的最长长度就越长。线圈中流动的电力值越小,能形成于该线圈的周围的漏磁通的量也容易减少,从而难以确保漏电感。因此,流动的电力值越小,越容易通过增大从线圈轴向Z观察时的长边方向的最长长度来使难以在周围形成漏磁通的线圈与其他线圈分开,从而容易形成难以与其他线圈结合的部分。因此,容易有效地在各线圈的周围形成漏磁通。
另外,由于多个线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向Z观察时的外形就越大,因此,与实施方式15同样地,容易有效地在各线圈的周围形成漏磁通。
除此以外,具有与实施方式2相同的作用效果。
(实施方式17)
如图35~图37所示,本实施方式在实施方式2的结构中追加了大致圆形的第三线圈33。如图36所示,第一线圈31和第二线圈32的结构与实施方式2相同,彼此形状相同,并且以彼此沿线圈周向旋转180°的姿态配置。
第三线圈33是同心线圈。同心线圈是在从线圈轴向Z观察的状态下形成于内周侧的二维图形的重心配置于与内腿重心c0相同的位置的线圈。即,在从线圈轴向Z观察的状态下,形成于第三线圈33的内周侧的二维图形的重心即第三重心c3形成于与内腿重心c0大致相同的位置。
如图35所示,第三线圈33配置在线圈轴向Z上的第一线圈31与第二线圈32之间。在从线圈轴向Z观察的状态下,将线圈径向上的从第三线圈33的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第三线圈区域43。如图37所示,第三线圈区域43形成为圆环状。当从线圈轴向Z观察时,第三线圈区域43从第一线圈区域41和第二线圈区域42向纵向Y的两侧突出。
另外,当从线圈轴向Z观察时,第三线圈33的长边方向的最长长度比第一线圈31和第二线圈32各自的长边方向的最长长度长。即,第三线圈33的直径比第一线圈31和第二线圈32各自的横向X的最长长度长。
在本实施方式中,第三线圈33中流动的电力值小于第一线圈31和第二线圈32各自中流动的电力值。而且,在本实施方式中,多个线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向Z观察时的长边方向的最长长度就越长。
其他结构与实施方式2相同。
在本实施方式中,作为同心线圈的第三线圈33的长边方向的长度、即径向的最长长度比作为特定线圈的第一线圈31和第二线圈32各自的长边方向的长度、即横向X的最长长度长。这样,通过增大同心线圈的尺寸,能够将同心线圈的至少一部分配置于不与其他线圈沿线圈轴向Z重叠的位置,并且能够在该一部分周围获得漏磁通。
另外,多个线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向Z观察时的长边方向的最长长度就越长。因此,与实施方式16同样地,容易有效地在各线圈的周围形成漏磁通。
除此以外,具有与实施方式2相同的作用效果。
(实施方式18)
如图38~图40所示,本实施方式具有彼此磁耦合的四个线圈。四个线圈从线圈轴向Z的一侧开始,依次为第一线圈31、第二线圈32、第三线圈33和第四线圈34。
如图38所示,第一线圈31形成于三个导体层。如图39所示,第一线圈31在各导体层中形成为四层的涡旋状。在从线圈轴向Z观察的状态下,将线圈径向上的从第一线圈31的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第一线圈区域41。此时,如图40所示,第一线圈区域41形成为圆环状。
在从线圈轴向Z观察的状态下,将形成于第一线圈31的内周侧的、与线圈轴向Z正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心设为第一重心c1。此时,第一线圈31是从线圈轴向Z观察时第一重心c1配置于与内腿重心c0相同的位置的同心线圈。
如图38所示,第二线圈32形成于三个导体层。另外,如图39所示,第二线圈32在各导体层中形成为三层的涡旋状。在从线圈轴向Z观察的状态下,将线圈径向上的从第二线圈32的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第二线圈区域42。此时,如图40所示,第二线圈区域42形成为沿横向X长条的长方形环状。
在从线圈轴向Z观察的状态下,将形成于第二线圈32的内周侧的、与线圈轴向Z正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心设为第二重心c2。此时,第二重心c2配置于从线圈轴向Z观察时比内腿重心c0更靠横向X的一侧即X3侧的位置。即,第二线圈32配置成相对于内腿部22向X3侧偏心。另外,第二重心c2配置于相对于第一重心c1的X3侧。
如图38所示,第三线圈33形成于三个导体层。另外,如图39所示,第三线圈33在各导体层中形成双层的涡旋状。在从线圈轴向Z观察的状态下,将线圈径向上的从第三线圈33的内周端缘到外周端缘为止的区域设为第三线圈区域43。此时,如图40所示,第三线圈区域43形成为沿横向X长条的长方形环状。
在从线圈轴向Z观察的状态下,将形成于第三线圈33的内周侧的、与线圈轴向Z正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心设为第三重心c3。此时,第三重心c3配置于从线圈轴向Z观察时比内腿重心c0更靠横向X的与X3侧相反的一侧即X4侧的位置。即,第三线圈33配置成向第一线圈31相对于内腿部22偏心的一侧(即,X3侧)相反的一侧(即,X4侧)偏心。
如图38所示,第四线圈34形成于一个导体层。另外,如图39所示,第四线圈34在该导体层中卷绕成沿横向X长条的长方形。如图39和图40所示,在从线圈轴向Z观察的状态下,线圈径向上的从第四线圈34的内周端缘到外周端缘为止的区域的第四线圈区域44与第四线圈34的形成区域相同。
在从线圈轴向Z观察的状态下,将形成于第四线圈34的内周侧的、与线圈轴向Z正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心设为第四重心c4。此时,第四线圈34是从线圈轴向Z观察时第四重心c4配置于与内腿重心c0相同的位置的同心线圈。
当从线圈轴向Z观察时,作为同心线圈的第四线圈34的长边方向的长度(即外径)比第一线圈31和第二线圈32各自的长边方向(即横向X)的长度长。
当从线圈轴向Z观察时,作为同心线圈的第四线圈34的外形比其他的作为同心线圈的第一线圈31大。此外,第四线圈34的外径大于第一线圈31的外径。第四线圈34中流动的电流值小于第一线圈31。
第一线圈区域41、第二线圈区域42、第三线圈区域43、第四线圈区域44分别具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与其他的线圈区域重叠的部位。即,第一线圈区域41、第二线圈区域42、第三线圈区域43、第四线圈区域44分别是特定线圈区域,第一线圈31、第二线圈32、第三线圈33、第四线圈34分别是特定线圈。
其他结构与实施方式1相同。
如本实施方式那样,即使在将多个线圈中的一部分线圈相对于内腿部22偏心地配置,并且使其他线圈相对于内腿部22不偏心地配置的情况下,也容易确保漏磁通。特别地,在本实施方式中,第四线圈34具有比相对于内腿部22偏心地配置的第二线圈32和第三线圈33各自的长边方向的最长长度长的外径。这样,通过增大同心线圈的尺寸,能够将同心线圈的至少一部分配置于不与其他线圈沿线圈轴向Z重叠的位置,并且能够在该一部分周围获得漏磁通。
另外,多个同心线圈中,消耗电力越小,从线圈轴向Z观察时的长边方向的最长长度就越长。线圈中流动的电力值越小,能形成于该线圈的周围的漏磁通也容易减少,从而难以确保漏电感。因此,同心线圈中,流动的电力值越小,越容易通过增大从线圈轴向Z观察时的长边方向的最长长度来使难以在周围形成漏磁通的同心线圈与其他线圈分开,从而容易形成难以与其他线圈结合的部分。因此,容易有效地在各线圈的周围形成漏磁通。
除此以外,具有与实施方式1相同的作用效果。
虽然根据实施方式对本公开进行了记述,但是应当理解为本公开并不限定于该实施方式、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外,各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。
例如,内腿部22从基部21延伸设置,从线圈轴向Z观察时配置于多个线圈的内周侧即可,因此,例如,如图41所示,内腿部22也可以由从基部21延伸设置的多个圆柱部构成。
另外,例如,多个线圈也可以彼此不偏心且相对于内腿部也不偏心。在这种情况下,如果内径和外径彼此不同,则多个线圈能够成为特定线圈。
另外,在实施方式1中,磁性部件1配置于作为电压部的交流电源与电池之间,但是不限于此,能够采用其他各种电源和负载等。例如,可以考虑各种电压的电池、太阳能电源、加热器等负载。
作为电池,可以考虑200V以上的用于驱动车辆的电池、7V、12V、48V等车辆的辅助设备用的电池等。
太阳能电源是用于从车辆外部向电池供给电力的电源供给部的一种。例如,能够设为包括配置于车辆的天窗等的太阳能面板的光伏发电机。太阳能电源能够设为包括MPPT(最大功率点跟踪功能)的光伏发电装置。另外,太阳能电源也能够设为包括PWM(脉冲宽度调制)控制功能的光伏发电装置。
另外,由于太阳能电源受到时间段、天气等能使用的条件的限制,因此,这种电源与其他电源等并用的情况较多。因此,能够将太阳能电源经由一个磁性部件1与其他多个电压部连接,由此能够在车辆电源系统等系统的整体上实现部件数量和体格的减小。
作为加热器,存在用于对设置于混合动力汽车等的排气系统中的电加热式触媒进行加热的加热器。另外,作为加热器,存在用于加热座位等的加热器、用于加热高压电池等电池的加热器等。或者,作为加热器,也可以采用被称为水加热器的对高电压电池的冷却水进行加热的加热器。
作为负载,除了加热器以外,还可以采用例如主动车身控制器(例如,空气悬挂(日文:エアサス)等)、电气式增压器、发动机冷却风扇、空调压缩机等。另外,负载的电压也可以比电池的电压高。
Claims (35)
1.一种磁性部件,所述磁性部件包括:
彼此磁耦合的多个线圈;以及
形成闭合磁路的芯部,
多个所述线圈各自的内周侧的区域配置成使得至少一部分彼此互相沿线圈轴向重叠,
在从线圈轴向观察的状态下,当将多个所述线圈的至少一个即特定线圈的线圈径向上的从内周端缘到外周端缘为止的区域设为特定线圈区域时,所述特定线圈区域具有在线圈径向的从内周端缘到外周端缘为止的范围内不与构成所述特定线圈区域的所述特定线圈以外的至少一个所述线圈沿线圈轴向重叠的部分,
在从线圈轴向观察的状态下,形成于所述特定线圈的内周侧的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心即特定重心,和形成于所述特定线圈以外的至少一个所述线圈的内周侧的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心被配置于彼此偏离的位置,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部;以及从所述基部延伸设置且配置于与线圈轴向正交的横向上的多个所述线圈的两外侧的一对外腿部,
在从线圈轴向观察的状态下,所述特定线圈的内周端缘具有一对第一直线缘、第二直线缘和突出缘,一对所述第一直线缘沿着所述特定重心和内腿重心的排列方向形成,并且沿所述排列方向的正交方向彼此相对,所述内腿重心是形成于所述内腿部的存在区域的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心,所述第二直线缘将一对所述第一直线缘中的相对于所述特定重心的所述内腿重心侧即反偏心侧的端部彼此沿所述正交方向连结,所述突出缘将一对所述第一直线缘中的所述排列方向上的所述反偏心侧的相反侧即偏心侧的端部彼此连结,并且向所述偏心侧突出。
2.如权利要求1所述的磁性部件,其特征在于,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部;以及从所述基部延伸设置且配置于与线圈轴向正交的横向上的多个所述线圈的两外侧的一对外腿部,
在从线圈轴向观察的状态下,所述特定重心相对于内腿重心配置于所述横向的一侧,所述内腿重心是形成于所述内腿部的存在区域的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心。
3.如权利要求1所述的磁性部件,其特征在于,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;以及从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部,
在从线圈轴向观察的状态下,
将所述特定重心与形成于所述内腿部的存在区域的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心即内腿重心的最短距离设为偏心量r,其单位是mm,
将所述特定线圈的内周端缘与穿过所述特定重心和所述内腿重心这两者的假想直线的交点之间的最短距离设为D1,其单位是mm,
将所述内腿部的外周端缘与所述假想直线之间的交点之间的最短距离设为D2,其单位是mm,
将(D1-D2)/2定义为可动长度L时,
所述特定线圈的所述偏心量r相对于所述可动长度L的比率r/L满足r/L≥0.25的关系。
4.如权利要求2所述的磁性部件,其特征在于,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;以及从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部,
在从线圈轴向观察的状态下,
将所述特定重心与形成于所述内腿部的存在区域的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心即内腿重心的最短距离设为偏心量r,其单位是mm,
将所述特定线圈的内周端缘与穿过所述特定重心和所述内腿重心这两者的假想直线的交点之间的最短距离设为D1,其单位是mm,
将所述内腿部的外周端缘与所述假想直线之间的交点之间的最短距离设为D2,其单位是mm,
将(D1-D2)/2定义为可动长度L时,
所述特定线圈的所述偏心量r相对于所述可动长度L的比率r/L满足r/L≥0.25的关系。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向观察时的长边方向的最长长度就越长。
6.如权利要求1至4中的任一项所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向观察时的外形就越大。
7.如权利要求5所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈中,流动的电力值越小,从线圈轴向观察时的外形就越大。
8.如权利要求1至4和权利要求7中的任一项所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈包括同心线圈,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;以及从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部,
在从线圈轴向观察的状态下,形成于所述同心线圈的内周侧的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心,和形成于所述内腿部的存在区域的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心即内腿重心被配置于相同的位置,
在从线圈轴向观察的状态下,至少一个所述同心线圈的长边方向的长度比所述特定线圈的长边方向的长度长。
9.如权利要求5所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈包括同心线圈,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;以及从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部,
在从线圈轴向观察的状态下,形成于所述同心线圈的内周侧的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心,和形成于所述内腿部的存在区域的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心即内腿重心被配置于相同的位置,
在从线圈轴向观察的状态下,至少一个所述同心线圈的长边方向的长度比所述特定线圈的长边方向的长度长。
10.如权利要求6所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈包括同心线圈,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;以及从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部,
在从线圈轴向观察的状态下,形成于所述同心线圈的内周侧的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心,和形成于所述内腿部的存在区域的与线圈轴向正交的面方向的各部的每单位面积的质量相同的二维图形的重心即内腿重心被配置于相同的位置,
在从线圈轴向观察的状态下,至少一个所述同心线圈的长边方向的长度比所述特定线圈的长边方向的长度长。
11.如权利要求8所述的磁性部件,其特征在于,
包括多个所述同心线圈,多个所述同心线圈中,消耗电力越小,从线圈轴向观察时的长边方向的最长长度就越长。
12.如权利要求9或10所述的磁性部件,其特征在于,
包括多个所述同心线圈,多个所述同心线圈中,消耗电力越小,从线圈轴向观察时的长边方向的最长长度就越长。
13.如权利要求1至4、权利要求7、权利要求9至11中的任一项所述的磁性部件,其特征在于,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部;以及从所述基部延伸设置且配置于与线圈轴向正交的横向上的多个所述线圈的两外侧的一对外腿部,
在线圈轴向上的一对所述基部之间且所述横向上的一对所述外腿部之间配置有导磁率比空气高的磁通形成部。
14.如权利要求5所述的磁性部件,其特征在于,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部;以及从所述基部延伸设置且配置于与线圈轴向正交的横向上的多个所述线圈的两外侧的一对外腿部,
在线圈轴向上的一对所述基部之间且所述横向上的一对所述外腿部之间配置有导磁率比空气高的磁通形成部。
15.如权利要求6所述的磁性部件,其特征在于,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部;以及从所述基部延伸设置且配置于与线圈轴向正交的横向上的多个所述线圈的两外侧的一对外腿部,
在线圈轴向上的一对所述基部之间且所述横向上的一对所述外腿部之间配置有导磁率比空气高的磁通形成部。
16.如权利要求8所述的磁性部件,其特征在于,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部;以及从所述基部延伸设置且配置于与线圈轴向正交的横向上的多个所述线圈的两外侧的一对外腿部,
在线圈轴向上的一对所述基部之间且所述横向上的一对所述外腿部之间配置有导磁率比空气高的磁通形成部。
17.如权利要求12所述的磁性部件,其特征在于,
所述芯部具有:沿线圈轴向相对的一对基部;从所述基部延伸设置且从线圈轴向观察时配置于多个所述线圈的内周侧的内腿部;以及从所述基部延伸设置且配置于与线圈轴向正交的横向上的多个所述线圈的两外侧的一对外腿部,
在线圈轴向上的一对所述基部之间且所述横向上的一对所述外腿部之间配置有导磁率比空气高的磁通形成部。
18.如权利要求13所述的磁性部件,其特征在于,
所述磁通形成部配置于与至少一个所述线圈沿线圈径向重叠的位置。
19.如权利要求14至17中任一项所述的磁性部件,其特征在于,
所述磁通形成部配置于与至少一个所述线圈沿线圈径向重叠的位置。
20.如权利要求1至4、权利要求7、权利要求9至11、权利要求14至18中的任一项所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈设置于印刷配线基板。
21.如权利要求5所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈设置于印刷配线基板。
22.如权利要求6所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈设置于印刷配线基板。
23.如权利要求8所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈设置于印刷配线基板。
24.如权利要求12所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈设置于印刷配线基板。
25.如权利要求13所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈设置于印刷配线基板。
26.如权利要求19所述的磁性部件,其特征在于,
多个所述线圈设置于印刷配线基板。
27.如权利要求1至4、权利要求7、权利要求9至11、权利要求14至18、权利要求21至26中的任一项所述的磁性部件,其特征在于,
所述突出缘具有向偏心侧隆起的圆弧状。
28.如权利要求5所述的磁性部件,其特征在于,
所述突出缘具有向偏心侧隆起的圆弧状。
29.如权利要求6所述的磁性部件,其特征在于,
所述突出缘具有向偏心侧隆起的圆弧状。
30.如权利要求8所述的磁性部件,其特征在于,
所述突出缘具有向偏心侧隆起的圆弧状。
31.如权利要求12所述的磁性部件,其特征在于,
所述突出缘具有向偏心侧隆起的圆弧状。
32.如权利要求13所述的磁性部件,其特征在于,
所述突出缘具有向偏心侧隆起的圆弧状。
33.如权利要求19所述的磁性部件,其特征在于,
所述突出缘具有向偏心侧隆起的圆弧状。
34.如权利要求20所述的磁性部件,其特征在于,
所述突出缘具有向偏心侧隆起的圆弧状。
35.一种电力转换装置,
所述电力转换装置包括权利要求1至34中的任一项所述的磁性部件,所述电力转换装置包括:
多个电压部;
多个电力转换用电路部,多个所述电力转换用电路部分别与多个所述电压部连接;以及
所述磁性部件,所述磁性部件具有分别连接到多个所述电力转换用电路部的多个所述线圈。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-097771 | 2019-05-24 | ||
JP2019097771A JP7182513B2 (ja) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 磁気部品及びこれを備えた電力変換装置 |
PCT/JP2020/019846 WO2020241390A1 (ja) | 2019-05-24 | 2020-05-20 | 磁気部品及びこれを備えた電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113874970A CN113874970A (zh) | 2021-12-31 |
CN113874970B true CN113874970B (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=73545947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080038192.9A Active CN113874970B (zh) | 2019-05-24 | 2020-05-20 | 磁性部件和包括该磁性部件的电力转换装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220084741A1 (zh) |
JP (1) | JP7182513B2 (zh) |
CN (1) | CN113874970B (zh) |
WO (1) | WO2020241390A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024167845A1 (en) * | 2023-02-06 | 2024-08-15 | Tesla, Inc. | Novel planar pcb integrated transformers |
Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11307366A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-05 | Tdk Corp | 薄型トランス用コイル |
JP2004095860A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型コイル部品及びその製造方法 |
JP2006041002A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Tdk Corp | フェライトコア及びこれを用いたトランス装置 |
WO2006025156A1 (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-09 | Sumida Corporation | リーケージトランス |
JP2010135745A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-06-17 | Greatchip Technology Co Ltd | トランス |
JP2012054485A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Honda Motor Co Ltd | 複合型変圧器 |
CN102971813A (zh) * | 2010-07-21 | 2013-03-13 | 株式会社神户制钢所 | 电抗器 |
JP2013080881A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Tdk Corp | コイル部品 |
CN103782355A (zh) * | 2011-09-13 | 2014-05-07 | 丹麦科技大学 | 集成磁性元件 |
CN104303363A (zh) * | 2012-05-17 | 2015-01-21 | 株式会社爱考斯研究 | 天线线圈 |
CN105027386A (zh) * | 2013-03-05 | 2015-11-04 | 松下知识产权经营株式会社 | 非接触供电系统 |
CN105680148A (zh) * | 2009-04-21 | 2016-06-15 | 株式会社村田制作所 | 天线装置 |
JPWO2015019478A1 (ja) * | 2013-08-09 | 2017-03-02 | 株式会社日立製作所 | 非接触給電装置 |
CN107408453A (zh) * | 2015-04-08 | 2017-11-28 | 日产自动车株式会社 | 非接触电力传输用线圈单元 |
CN107731451A (zh) * | 2016-08-10 | 2018-02-23 | 株式会社村田制作所 | 电子部件 |
CN107919733A (zh) * | 2016-10-11 | 2018-04-17 | Tdk株式会社 | 旋转型磁耦合装置 |
CN108028123A (zh) * | 2015-09-16 | 2018-05-11 | 株式会社电装 | 内燃机用点火线圈 |
CN108574327A (zh) * | 2017-03-09 | 2018-09-25 | Tdk株式会社 | 线圈单元、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统 |
CN109155187A (zh) * | 2016-06-10 | 2019-01-04 | 株式会社自动网络技术研究所 | 电抗器及电抗器的制造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000277343A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-10-06 | Tdk Corp | コイル装置及びトランス |
JP5081063B2 (ja) * | 2008-05-22 | 2012-11-21 | 本田技研工業株式会社 | 複合型変圧器、および電力変換回路 |
JP2013051308A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 積層磁性素子 |
JP5673478B2 (ja) * | 2011-10-12 | 2015-02-18 | Tdk株式会社 | 積層コイル部品 |
US9672974B2 (en) * | 2014-11-20 | 2017-06-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Magnetic component and power transfer device |
JP6895832B2 (ja) * | 2017-07-14 | 2021-06-30 | マレリ株式会社 | プレーナ型トランス及びdcdcコンバータ |
-
2019
- 2019-05-24 JP JP2019097771A patent/JP7182513B2/ja active Active
-
2020
- 2020-05-20 WO PCT/JP2020/019846 patent/WO2020241390A1/ja active Application Filing
- 2020-05-20 CN CN202080038192.9A patent/CN113874970B/zh active Active
-
2021
- 2021-11-24 US US17/535,061 patent/US20220084741A1/en active Pending
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11307366A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-05 | Tdk Corp | 薄型トランス用コイル |
JP2004095860A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型コイル部品及びその製造方法 |
JP2006041002A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Tdk Corp | フェライトコア及びこれを用いたトランス装置 |
WO2006025156A1 (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-09 | Sumida Corporation | リーケージトランス |
JP2010135745A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-06-17 | Greatchip Technology Co Ltd | トランス |
CN105680148A (zh) * | 2009-04-21 | 2016-06-15 | 株式会社村田制作所 | 天线装置 |
CN102971813A (zh) * | 2010-07-21 | 2013-03-13 | 株式会社神户制钢所 | 电抗器 |
JP2012054485A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Honda Motor Co Ltd | 複合型変圧器 |
CN103782355A (zh) * | 2011-09-13 | 2014-05-07 | 丹麦科技大学 | 集成磁性元件 |
JP2013080881A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Tdk Corp | コイル部品 |
CN104303363A (zh) * | 2012-05-17 | 2015-01-21 | 株式会社爱考斯研究 | 天线线圈 |
CN105027386A (zh) * | 2013-03-05 | 2015-11-04 | 松下知识产权经营株式会社 | 非接触供电系统 |
JPWO2015019478A1 (ja) * | 2013-08-09 | 2017-03-02 | 株式会社日立製作所 | 非接触給電装置 |
CN107408453A (zh) * | 2015-04-08 | 2017-11-28 | 日产自动车株式会社 | 非接触电力传输用线圈单元 |
CN108028123A (zh) * | 2015-09-16 | 2018-05-11 | 株式会社电装 | 内燃机用点火线圈 |
CN109155187A (zh) * | 2016-06-10 | 2019-01-04 | 株式会社自动网络技术研究所 | 电抗器及电抗器的制造方法 |
CN107731451A (zh) * | 2016-08-10 | 2018-02-23 | 株式会社村田制作所 | 电子部件 |
CN107919733A (zh) * | 2016-10-11 | 2018-04-17 | Tdk株式会社 | 旋转型磁耦合装置 |
CN108574327A (zh) * | 2017-03-09 | 2018-09-25 | Tdk株式会社 | 线圈单元、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
基于有限元法的变压器漏磁场及电动力分析;黎大健;王佳琳;陈梁远;赵坚;;广西电力(06);全文 * |
磁粉探伤人员(相当于Ⅱ级)考核参考题;无损检测(05);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113874970A (zh) | 2021-12-31 |
JP7182513B2 (ja) | 2022-12-02 |
WO2020241390A1 (ja) | 2020-12-03 |
US20220084741A1 (en) | 2022-03-17 |
JP2020194817A (ja) | 2020-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6088519B2 (ja) | 集積磁気構成要素 | |
JP6098870B2 (ja) | リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置 | |
CN115173573A (zh) | 使用多个螺线的匹配绕组的低电感垫绕组 | |
CN107222031B (zh) | 供电装置以及无线电力传输装置 | |
US12014864B2 (en) | Winding arrangement for use in magnetic devices | |
US20150194256A1 (en) | Magnetic coupling inductor and multi-port converter | |
US20180082782A1 (en) | Ground-side coil unit | |
JP7142527B2 (ja) | 結合インダクタおよびスイッチング回路 | |
CN113874970B (zh) | 磁性部件和包括该磁性部件的电力转换装置 | |
JP4151014B2 (ja) | 絶縁型スイッチングdc/dcコンバータ | |
WO2020241181A1 (ja) | 電力変換装置 | |
WO2020031972A1 (ja) | 結合インダクタおよびスイッチング回路 | |
Iyer et al. | A half-turn winding for compact, high-current, high-turns-ratio, low-leakage-inductance transformer | |
JP2019179904A (ja) | コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、ワイヤレス電力伝送システム | |
JP4293854B2 (ja) | 非接触受電装置及び移動体 | |
Inoue et al. | Magnetically integrated isolated bidirectional three-port DC-DC converter | |
WO2024095508A1 (ja) | 静止電磁機器及び静止電磁機器を用いた双方向dc-dcコンバータ | |
KR102702931B1 (ko) | 트랜스포머 및 이를 포함하는 직류 컨버터 | |
US20240290536A1 (en) | Cellular flyback transformer | |
US20240105378A1 (en) | Planar transformer and converter having same | |
WO2020145400A1 (ja) | コイル、送電装置及び受電装置並びに電力伝送システム | |
US20240322668A1 (en) | Planar transformer with flexible turn ratio and leakage inductance integration | |
JP2021118219A (ja) | コイルユニット、送電装置、受電装置及び電力伝送システム | |
JP2019079946A (ja) | コイル部品、回路基板、及び電源装置 | |
Andersen et al. | An integrated magnetics component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |