JP2012134266A - 複合磁気部品及びそれを用いたスイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リアクトル用コア16と、リアクトル用コア16に巻回されたリアクトル巻線18とを含むリアクトル部と、リアクトル用コア16の両端部と磁気的ギャップ20を介して配置され、周回磁気回路を構成するトランス用コア10と、リアクトル用コア16に対して空間的に対称的な複数の箇所に分割されてトランス用コア10に巻回されたトランスの一次側巻線12と、リアクトル用コア16に対して空間的に対称的な複数の箇所に分割されてトランス用コア10に巻回されたトランスの二次側巻線14とを含むトランス部と、を備える複合磁気部品100とする。
【選択図】図1
Description
本発明の実施の形態における複合磁気部品100は、図1に示すように、トランス用コア10、トランスの一次側巻線12(12a,12b)、トランスの二次側巻線14(14a,14b)、リアクトル用コア16及びリアクトル巻線18(18a,18b)を含んで構成される。なお、図2は、図1に斜視図として示した複合磁気部品100の構成を模式的に示すものである。
図6は、逆相電流の磁束モデルを示す。図6において、磁気抵抗をRとすると、巻線によりコア内に発生する磁束密度B=φ/Sは数式(1)及び(2)で示される。ここで、Nはターン数、Iは電流、Sはコア断面積、Lはコア長、μ0は真空陶透磁率及びμrは比透磁率である。
B×S = 1/R ×N×I (1)
R = L/(μr×μo×S) (2)
Ba×S = 1/Ra ×N×I (3)
Ra = 1/[[(μo×S)/Lg] + [(μr×μo×S)/L]] (4)
L = N×N / R (5)
La= N×N / Ra (6)
Bpeak(T) = Vmax / (4×N×f×S) (7)
Lb1 = (1-a)×L(30) (8)
Lb2 = (1+a)×L(30) (9)
Bpeak(Lb) = (a×N×Imax)/(Ra×S) (10)
図12及び図13は、本実施の形態における複合磁気部品100のトランスの一次側巻線12に励磁電流を流して励磁した場合の動作例を示す。励磁用の電源40から負荷41に電流を流すと、一次側巻線12には図13に示すように励磁電流が流れる。これにより、励磁磁束が発生し、二次側巻線14と鎖交する。一次側巻線12により発生される磁束の経路として、リアクトル用コア16を介した経路44,46も考えられるが、トランス用コア10にはギャップ20がなく経路42の磁気抵抗が非常に小さく設計されており、トランス用コア10とリアクトル用コア16との間のギャップ20により経路44,46の磁気抵抗は極端に大きく設計されているので、発生したほぼ全ての磁束が経路42を流れる。
図18は、本発明の実施の形態における複合磁気部品100をマルチポート電源回路200に適用した例を示す。マルチポート電源回路200は、スイッチング電源回路の一種であり、ポートA〜ポートDの電圧及び電力を制御可能である。複合磁気部品100は、センタタップ60,62が設けられたトランス102、同相結合されたリアクトル104及び106を備える。
Claims (7)
- リアクトル用コアと、
前記リアクトル用コアに巻回されたリアクトル巻線と、
を含むリアクトル部と、
前記リアクトル用コアの両端部と磁気的ギャップを介して配置され、周回磁気回路を構成するトランス用コアと、
前記リアクトル用コアに対して空間的に対称的な複数の箇所に分割されて前記トランス用コアに巻回されたトランスの一次側巻線と、
前記リアクトル用コアに対して空間的に対称的な複数の箇所に分割されて前記トランス用コアに巻回されたトランスの二次側巻線と、
を含むトランス部と、
を備えることを特徴とする複合磁気部品。 - 請求項1に記載の複合磁気部品であって、
前記リアクトル巻線は、第1リアクトル巻線と、前記第1リアクトル巻線によって前記リアクトル用コアに形成される磁束と逆方向の磁束を前記リアクトル用コアに形成するように巻回された第2リアクトル巻線と、を含むことを特徴とする複合磁気部材。 - 請求項1に記載の複合磁気部品であって、
前記リアクトル巻線は、第1リアクトル巻線と、前記第1リアクトル巻線によって前記リアクトル用コアに形成される磁束と同方向の磁束を前記リアクトル用コアに形成するように巻回された第2リアクトル巻線と、を含むことを特徴とする複合磁気部材。 - 請求項2又は3に記載の複合磁気部品であって、
前記リアクトル用コアは、前記第1リアクトル巻線と前記第2リアクトル巻線との間に磁気的ギャップを有することを特徴とする複合磁気部品。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の複合磁気部品であって、
前記リアクトル部を複数備えることを特徴とする複合磁気部品。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の複合磁気部品であって、
前記一次側巻線及び前記二次側巻線の少なくとも一方には、巻線の中点で分割したセンタタップが設けられていることを特徴とする複合磁気部品。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の複合磁気部品を用いたスイッチング電源装置。
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