JP2010246364A - トランスおよびスイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1脚部UC1,DC1および第3脚部UC3,DC3の各内部に生ずる磁束がともに第1の方向を向くと共に、第2脚部UC2,DC2および第4脚部UC4,DC4の各内部に生ずる磁束がともに上記第1の方向とは逆の第2の方向を向くように、1次側巻線41A〜41Dおよび2次側巻線42A〜42Dを巻回する。これにより、U型コアの場合と比べて磁芯40における磁束密度が低下し、コア損失が低減する。また、E型コアの場合と比べて放熱経路が拡大し、磁芯40、1次側巻線41A〜41Dおよび2次側巻線42A〜42Dの冷却がし易くなる。
【選択図】図3
Description
(スイッチング電源装置の全体構成例)
図1は、本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成を表すものである。このスイッチング電源装置は、高圧バッテリ10から供給される高圧の直流入力電圧Vinをより低い直流出力電圧Voutに変換し、図示しない低圧バッテリに供給して負荷Lを駆動するDC−DCコンバータとして機能するものである。
次に、図2〜図4を参照して、本発明の主な特徴的部分であるトランス4の詳細構成について説明する。ここで、図2は、トランス4における主要部の外観構成を斜視図で表したものであり、図3は、このトランス4の外観構成を分解斜視図で表したものである。また、図4は、トランス4において形成される還流磁路の例を模式的に表したものである。
最初に、図5および図6を参照して、スイッチング電源装置の基本動作について説明する。
次に、図2〜図4に加えて図7〜図9を参照して、本実施の形態のスイッチング電源装置における特徴的部分の作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。ここで、図7は、比較例1に係るトランス400Aにおける主要部の外観構成を模式的に分解斜視図で表したものである。また、図8は、比較例2に係るトランス400Bにおける主要部の外観構成を模式的に分解斜視図で表したものである。
次に、本発明の変形例をいくつか挙げて説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図10は、本発明の変形例1に係るトランス4Aにおける主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。このトランス4Aは、上記実施の形態で説明したトランス4において、プリントコイル410の代わりにプリントコイル411を設けるようにしたものである。
図11は、本発明の変形例2に係るスイッチング電源装置の回路構成を表すものである。本変形例のスイッチング電源装置は、上記実施の形態のスイッチング電源装置において、トランス4および整流回路5の代わりに、トランス4Bおよび整流回路5Bを設けるようにしたものである。
なお、このような変形例2に係るトランス4Bおよび整流回路5Bにおいて、2次側巻線42A〜42Dを構成する2つの板金423,424のうち、一方の板金を設けないようにしてもよい。
図19は、本発明の変形例5に係るトランス4Eにおける主要部の外観構成を斜視図で表したものであり、図20は、このトランス4Eにおける主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。本変形例のトランス4Eは、上記実施の形態で説明したトランス4において、上部コアUCおよび下部コアDCからなる磁芯40の代わりに、以下説明する上部コアUCeおよび下部コアDCeからなる磁芯40Eを用いると共に、以下説明するヒートシンク43および絶縁放熱シート44を更に設けるようにしたものである。
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
Claims (16)
- 互いに対向する2つの基体部と、前記2つの基体部の対向面内で互いに交差する2つの対角線上に一対ずつ配置され、前記2つの基体部同士を連結する4つの脚部と、を有する磁芯と、
各脚部が個別に貫通する4つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回する第1の巻線を構成する第1の導電部材と、
各脚部が個別に貫通する4つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回する第2の巻線を構成する第2の導電部材と
を備え、
前記第1または第2の巻線を流れる電流によって、前記4つの脚部および前記2つの基体部の内部に磁路が形成され、
前記4つの脚部のうち、一方の対角線上の2つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第1の方向を向くと共に、他方の対角線上の2つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに前記第1の方向とは逆の第2の方向を向くように、前記第1および第2の巻線が巻回されている
トランス。 - 前記第2の導電部材が、前記第1の導電部材を挟むようにして2つ設けられている
請求項1に記載のトランス。 - 2つの第2の導電部材の各々において、一対の第2の巻線が互いに直列接続されるように巻回されている
請求項2に記載のトランス。 - 2つの第2の導電部材の各々において、一対の第2の巻線が互いに並列接続されるように巻回されている
請求項2に記載のトランス。 - 前記第2の導電部材が、前記第1の導電部材の上下方向のいずれかにおいて1つ設けられており、
前記第2の導電部材において、一対の第2の巻線が互いに並列接続されるように巻回されている
請求項1に記載のトランス。 - 前記第1の導電部材において、前記第1の巻線が、前記4つの脚部を1つずつ順に巻回している
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のトランス。 - 前記第1の導電部材において、前記第1の巻線が、前記一方の対角線上の2つの脚部と前記他方の対角線上の2つの脚部とを、1つずつ順に巻回している
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のトランス。 - 前記4つの脚部において、少なくとも対向する側面同士が、互いに平行となっている
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のトランス。 - 前記4つの脚部において、互いに対向する側面の反対側である外側面が、曲面となっている
請求項8に記載のトランス。 - 前記第1および第2の巻線が、前記第1および第2の導電部材の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されている
請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のトランス。 - 前記4つの脚部が、前記基体部上の正方形状の面の四隅をなすように配置されている
請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載のトランス。 - 前記2つの基体部のうちの少なくとも一方に、開口部が設けられている
請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のトランス。 - 前記開口部を有する基体部と熱的に接続されたベース部と、
前記開口部に挿入可能な形状を有し、前記第1または第2の導電部材と熱的に接続された突起部と
を有する放熱用部材を更に備えた
請求項12に記載のトランス。 - 互いに対向する2つの基体部と、前記2つの基体部の対向面内で互いに交差する2つの対角線上に一対ずつ配置され、前記2つの基体部同士を連結する4つの脚部と、を有する磁芯と、
各脚部が個別に貫通する4つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回する第1の巻線を構成する第1の導電部材と、
各脚部が個別に貫通する4つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回する第2の巻線を構成する第2の導電部材と
を備え、
前記第1または第2の巻線を流れる電流によって、前記4つの脚部および前記2つの基体部の内部に、前記4つの脚部のうち互いに隣り合った2つの脚部と前記2つの基体部とをそれぞれ一方方向に通る磁路が4つ形成されるように、前記第1および第2の巻線が巻回されている
トランス。 - 入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置されたスイッチング回路と、
前記出力端子対側に配置された整流回路と、
前記スイッチング回路と前記整流回路との間に配置されたトランスと
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する2つの基体部と、前記2つの基体部の対向面内で互いに交差する2つの対角線上に一対ずつ配置され、前記2つの基体部同士を連結する4つの脚部と、を有する磁芯と、
各脚部が個別に貫通する4つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記スイッチング回路側に配置されてなる第1の巻線を構成する第1の導電部材と、
各脚部が個別に貫通する4つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記整流回路側に配置されてなる第2の巻線を構成する第2の導電部材と
を有し、
前記第1または第2の巻線を流れる電流によって、前記4つの脚部および前記2つの基体部の内部に磁路が形成され、
前記4つの脚部のうち、一方の対角線上の2つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第1の方向を向くと共に、他方の対角線上の2つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに前記第1の方向とは逆の第2の方向を向くように、前記第1および第2の巻線が巻回されている
スイッチング電源装置。 - 入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置されたスイッチング回路と、
前記出力端子対側に配置された整流回路と、
前記スイッチング回路と前記整流回路との間に配置されたトランスと
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する2つの基体部と、前記2つの基体部の対向面内で互いに交差する2つの対角線上に一対ずつ配置され、前記2つの基体部同士を連結する4つの脚部と、を有する磁芯と、
各脚部が個別に貫通する4つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記スイッチング回路側に配置されてなる第1の巻線を構成する第1の導電部材と、
各脚部が個別に貫通する4つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記整流回路側に配置されてなる第2の巻線を構成する第2の導電部材と
を有し、
前記第1または第2の巻線を流れる電流によって、前記4つの脚部および前記2つの基体部の内部に、前記4つの脚部のうち互いに隣り合った2つの脚部と前記2つの基体部とをそれぞれ一方方向に通る磁路が4つ形成されるように、前記第1および第2の巻線が巻回されている
スイッチング電源装置。
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