JP2013026597A - Transformer module and dc-dc converter device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、トランスモジュール及びこれを備えるＤＣ−ＤＣコンバータ装置に関する。 The present invention relates to a transformer module and a DC-DC converter apparatus including the transformer module.
従来のＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、例えば特許文献１のように、トランスやトランス駆動用のスイッチング素子（ＦＥＴ）等のような発熱の大きい回路部品を放熱部材（冷却ブロック等）に搭載し、トランスの一次巻線に流れる交流電流を計測する電流検出センサ（例えばカレントトランス）等のように発熱の小さい回路部品を回路基板（配線基板）に搭載している。 In a conventional DC-DC converter device, as disclosed in Patent Document 1, for example, a circuit component that generates a large amount of heat, such as a transformer or a switching element (FET) for driving a transformer, is mounted on a heat dissipation member (cooling block or the like). A circuit component that generates little heat is mounted on a circuit board (wiring board), such as a current detection sensor (for example, a current transformer) that measures an alternating current flowing through the primary winding.
このような構造のＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、トランスの一次巻線、電流検出センサに計測させるために前記トランスの一次巻線からの電流を流す検出用電気配線（例えばカレントトランスの一次巻線に相当するもの）、及び、スイッチング素子が、回路基板の配線パターンを介して相互に電気接続されることが多い。この場合、トランスの一次巻線の両端、及び、検出用電気配線（例えばカレントトランスの一次巻線）の両端は、半田付けによって回路基板の配線パターンに接続される。なお、上述した回路基板の配線パターンは、交流電流が流れる「交流接続配線」として機能する。
また、上記構造のＤＣ−ＤＣコンバータ装置の回路基板には、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置に入力電圧を与える直流電源（バッテリ）に接続された配線パターン（以下、「直流接続配線」と呼ぶ。）が形成されることも多い。
In the DC-DC converter device having such a structure, the primary winding of the transformer and the detection electric wiring (for example, the primary winding of the current transformer) for causing the current detection sensor to measure the current from the primary winding of the transformer. The equivalent) and the switching element are often electrically connected to each other via the wiring pattern of the circuit board. In this case, both ends of the primary winding of the transformer and both ends of the electrical wiring for detection (for example, the primary winding of the current transformer) are connected to the wiring pattern of the circuit board by soldering. The circuit board wiring pattern described above functions as an “AC connection wiring” through which an alternating current flows.
Further, on the circuit board of the DC-DC converter device having the above structure, there is a wiring pattern (hereinafter referred to as “DC connection wiring”) connected to a DC power supply (battery) for applying an input voltage to the DC-DC converter device. Often formed.
しかしながら、上記従来のＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、カレントトランスが回路基板に搭載されているため、回路基板の交流接続配線のインダクタンス成分やインピーダンス成分に起因するノイズ電圧が発生する。
また、トランスの一次巻線の両端、及び、前記検出用電気配線の両端が、交流接続配線に接続されているが、各接続部分のインピーダンス成分によってノイズ電圧が発生する。なお、上記従来のように、接続部分が半田付けである場合にはそのインピーダンス成分が大きいため、これに伴って発生するノイズ電圧も大きくなってしまう。
However, in the conventional DC-DC converter device, since the current transformer is mounted on the circuit board, a noise voltage due to the inductance component and impedance component of the AC connection wiring of the circuit board is generated.
Moreover, although both ends of the primary winding of the transformer and both ends of the electric wiring for detection are connected to the AC connection wiring, a noise voltage is generated by the impedance component of each connection portion. Note that, when the connecting portion is soldered as in the conventional case, since the impedance component is large, the noise voltage generated accordingly increases.
そして、回路基板では、装置設計上の制約等により、交流接続配線と直流接続配線とが近くに配置されるため、上述のノイズ電圧が寄生容量を介して直流接続配線上の直流電圧に影響を及ぼしてしまい、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の回路誤動作を招く虞がある。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、直流接続配線において入力電圧を計測し、その計測結果に基づいて装置の動作（例えば過電圧時のスイッチング素子保護動作等）を制御するが、ノイズ電圧によって入力電圧の計測値に誤りが生じると、装置の動作制御に誤りが発生してしまう。
なお、上述したノイズ電圧の大きさは、回路基板の配線パターンに流す電流が大きくなるほど増加し、これに伴って、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の誤動作も発生し易くなる。
In the circuit board, the AC connection wiring and the DC connection wiring are arranged close to each other due to device design restrictions, etc., so that the above-described noise voltage affects the DC voltage on the DC connection wiring via the parasitic capacitance. This may cause a circuit malfunction of the DC-DC converter device. For example, in a DC-DC converter device, an input voltage is measured in a DC connection wiring, and the operation of the device (for example, a switching element protection operation at the time of overvoltage) is controlled based on the measurement result. If an error occurs in the measured value, an error occurs in the operation control of the apparatus.
Note that the magnitude of the noise voltage described above increases as the current flowing through the wiring pattern on the circuit board increases, and accordingly, malfunction of the DC-DC converter device is likely to occur.
また、トランスの一次巻線や前記検出用電気配線と、回路基板の交流接続配線との接続部分のインピーダンス成分は大きいため、さらに、回路基板の交流接続配線（配線パターン）は導電性膜（銅箔など）である場合が多く、交流接続配線自体のインピーダンス成分も大きいため、これら接続部分や交流接続配線に大電流を流すと発熱して、装置における電力損失が大きくなってしまう、という問題もある。
なお、上述した問題はトランスの一次側で発生することに限らず、トランスの二次側においても起き得る。
Moreover, since the impedance component of the connection portion between the primary winding of the transformer and the electrical wiring for detection and the AC connection wiring of the circuit board is large, the AC connection wiring (wiring pattern) of the circuit board is further made of a conductive film (copper). In many cases, the impedance component of the AC connection wiring itself is large, so that when a large current is passed through these connection parts and AC connection wiring, heat is generated and the power loss in the device increases. is there.
The problem described above is not limited to the primary side of the transformer, but can also occur on the secondary side of the transformer.
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、トランス及び電流検出センサ（カレントトランス）を設けた装置における回路誤動作や電力損失を低減できるトランスモジュール及びこれを備えるＤＣ−ＤＣコンバータ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a transformer module that can reduce circuit malfunction and power loss in a device provided with a transformer and a current detection sensor (current transformer), and a DC-DC converter device including the transformer module. The purpose is to do.
この課題を解決するために、本発明のトランスモジュールは、一次側及び二次側の巻線を有するトランスと、当該トランスの巻線に流れる交流電流を計測するためのカレントトランスとを備え、前記トランスの少なくともいずれか一方の巻線の引き出し線部を、前記カレントトランスの一次巻線として構成することを特徴とする。 In order to solve this problem, a transformer module of the present invention includes a transformer having primary and secondary windings, and a current transformer for measuring an alternating current flowing in the winding of the transformer, The lead wire portion of at least one of the windings of the transformer is configured as a primary winding of the current transformer.
上記構成のトランスモジュールによれば、トランスの一方の巻線とカレントトランスの一次巻線とが一体に形成されるため、すなわち、トランスの一方の巻線とカレントトランスの一次巻線との接続部分が無くなるため、この接続部分のインピーダンス成分によるノイズ電圧は発生しない。
また、従来のような回路基板の交流接続配線が無くなることで、トランスの巻線のうち巻線部からカレントトランスの一次巻線をなす引き出し線部に至る配線部分の距離が短くなるため、この配線部分のインピーダンス成分によるノイズ電圧の発生を抑制することができる。
According to the transformer module configured as described above, one winding of the transformer and the primary winding of the current transformer are integrally formed, that is, a connection portion between one winding of the transformer and the primary winding of the current transformer. Therefore, no noise voltage is generated due to the impedance component of this connection portion.
In addition, since there is no AC connection wiring on the circuit board as in the prior art, the distance of the wiring portion from the winding portion of the transformer winding to the lead wire portion forming the primary winding of the current transformer is shortened. Generation of noise voltage due to the impedance component of the wiring portion can be suppressed.
以上のように、本発明のトランスモジュールではノイズ電圧の発生を抑えることができるため、トランスモジュールを設けたＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、その回路誤動作を抑えることができる。
また、従来と比較して、トランスの一方の巻線とカレントトランスの一次巻線との接続部分が無くなることで、トランスの巻線とカレントトランスの一次巻線とを接続する配線部分におけるインピーダンス成分が非常に小さくなるため、さらに、従来のような回路基板の交流接続配線が無くなるため、例えトランスの巻線やカレントトランスの一次巻線に大電流が流れたとしても、これらのインピーダンス成分による発熱を抑えて、装置における電力損失を低減することができる。
As described above, in the transformer module of the present invention, the generation of noise voltage can be suppressed. Therefore, in the DC-DC converter device provided with the transformer module, the circuit malfunction can be suppressed.
Also, compared to the conventional case, since there is no connection portion between one winding of the transformer and the primary winding of the current transformer, the impedance component in the wiring portion connecting the winding of the transformer and the primary winding of the current transformer In addition, since there is no AC connection wiring on the circuit board as in the past, even if a large current flows through the transformer winding or the primary winding of the current transformer, heat is generated by these impedance components. And power loss in the apparatus can be reduced.
そして、前記トランスモジュールにおいて、前記カレントトランスは、その二次巻線を収容するカレントケース部を備え、該カレントケース部が、前記巻線を収容するトランスのケースに一体に成形されているとよい。
この構成では、カレントトランスの構成要素全てがトランスに一体に固定されることで、トランスとカレントトランスを放熱部材に対して個別に取り付ける必要がなくなるため、放熱部材に対するトランス及びカレントトランスの取り付け作業を容易に行うことができる。
In the transformer module, the current transformer may include a current case portion that accommodates the secondary winding, and the current case portion may be integrally formed with a case of the transformer that accommodates the winding. .
In this configuration, since all the components of the current transformer are integrally fixed to the transformer, it is not necessary to separately attach the transformer and the current transformer to the heat radiating member. Therefore, the transformer and the current transformer are attached to the heat radiating member. It can be done easily.
さらに、前記トランスモジュールにおいて、前記トランスの巻線の引き出し線部には、直線部分が形成され、前記カレントトランスの二次巻線が、前記直線部分の軸線回りに配されているとよい。
この構成では、カレントトランスの一次巻線をなすトランスの巻線の引き出し線部に巻回部分を形成せずに、カレントトランスを容易かつ簡素に構成することが可能となる。したがって、トランスモジュールを容易に製造することができる。
この構成では、
Furthermore, in the transformer module, a straight line portion may be formed in a lead wire portion of the transformer winding, and a secondary winding of the current transformer may be arranged around the axis of the straight line portion.
With this configuration, it is possible to easily and simply configure the current transformer without forming a winding portion in the lead wire portion of the transformer winding forming the primary winding of the current transformer. Therefore, the transformer module can be easily manufactured.
In this configuration,
また、前記トランスモジュールにおいては、前記トランスの巻線の巻線部の軸線と、前記引き出し線部の直線部分の軸線とが、互いに直交していることがより好ましい。
この場合には、カレントトランスの二次巻線をトランスの巻線部の近傍に配置しても、カレントトランスにおいて生じる磁界がトランスにおいて生じる磁界の影響を受けにくくなる。したがって、トランスの巻線に流れる電流をカレントトランスにおいて精度よく計測することが可能となる。
In the transformer module, it is more preferable that the axis of the winding portion of the transformer winding and the axis of the straight portion of the lead-out wire portion are orthogonal to each other.
In this case, even if the secondary winding of the current transformer is arranged in the vicinity of the winding portion of the transformer, the magnetic field generated in the current transformer is less affected by the magnetic field generated in the transformer. Therefore, it is possible to accurately measure the current flowing through the winding of the transformer in the current transformer.
さらに、前記トランスモジュールでは、前記トランスの巻線の引き出し線部、及び、前記カレントトランスの二次巻線の引き出し線部の延在方向が、互いに直交していると、さらによい。
この構成では、トランスモジュール、スイッチング回路部及び整流回路部を搭載する放熱部材の搭載面の上方に回路基板を配置した場合に、トランスの一次側及び二次側の巻線を、それぞれスイッチング回路部及び整流回路部に容易に接続できると同時に、カレントトランスの二次巻線を容易に回路基板に接続することが可能となる。
言い換えれば、トランスの一次側及び二次側の巻線とスイッチング回路部及び整流回路部との接続配線の長さを短く設定できると同時に、カレントトランスの二次巻線と回路基板との接続配線の長さも短く設定できる。
Further, in the transformer module, it is further preferable that the extending direction of the lead wire portion of the transformer winding and the lead wire portion of the secondary winding of the current transformer are orthogonal to each other.
In this configuration, when the circuit board is disposed above the mounting surface of the heat dissipation member on which the transformer module, the switching circuit unit, and the rectifying circuit unit are mounted, the primary and secondary windings of the transformer are respectively connected to the switching circuit unit. In addition, the secondary winding of the current transformer can be easily connected to the circuit board while being easily connected to the rectifier circuit unit.
In other words, the length of the connection wiring between the primary and secondary windings of the transformer and the switching circuit unit and the rectification circuit unit can be set short, and at the same time, the connection wiring between the secondary winding of the current transformer and the circuit board. The length of can also be set short.
そして、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、入力直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング回路部と、前記トランスモジュールと、前記トランスの出力電圧を整流する整流回路部と、前記スイッチング回路部、前記トランスモジュール及び前記整流回路部を搭載する放熱部材と、前記カレントトランスの二次巻線の引き出し線部に電気接続される回路基板と、を備えることを特徴とする。 The DC-DC converter device according to the present invention includes a switching circuit unit that converts an input DC voltage into an AC voltage, the transformer module, a rectifier circuit unit that rectifies an output voltage of the transformer, the switching circuit unit, A heat radiation member on which the transformer module and the rectifier circuit unit are mounted, and a circuit board electrically connected to a lead wire portion of the secondary winding of the current transformer.
また、本発明のトランスモジュールは、一次側及び二次側の巻線を有するトランスと、当該トランスの巻線に流れる交流電流を計測するための電流検出センサとを備え、当該電流検出センサが、前記トランスの少なくともいずれか一方の巻線の引き出し線部に、直接取り付けられていることを特徴とする。 The transformer module of the present invention includes a transformer having primary and secondary windings, and a current detection sensor for measuring an alternating current flowing through the winding of the transformer. It is directly attached to a lead wire portion of at least one of the windings of the transformer.
すなわち、上記トランスモジュールでは、電流検出センサを取り付けたトランスの引き出し線部の部分が、トランスの一方の巻線に流れる交流電流を電流検出センサに計測させる検出用電気配線（被検出部分）となる。
なお、上記電流検出センサの具体例としては、例えば、カレントトランスをなす二次巻線、あるいは、ホールセンサ（センサコア及びホール素子によって構成されるもの）などが挙げられる。また、電流検出センサがカレントトランスの二次巻線によって構成される場合には、トランスの引き出し線部のうち電流検出センサを取り付けた部分が、カレントトランスの一次巻線となる。
That is, in the transformer module, the lead wire portion of the transformer to which the current detection sensor is attached serves as a detection electrical wiring (detected portion) that causes the current detection sensor to measure the alternating current flowing in one winding of the transformer. .
Specific examples of the current detection sensor include, for example, a secondary winding forming a current transformer, or a hall sensor (configured by a sensor core and a hall element). Further, when the current detection sensor is constituted by the secondary winding of the current transformer, the portion where the current detection sensor is attached in the lead wire portion of the transformer becomes the primary winding of the current transformer.
この構成のトランスモジュールでは、トランスの一方の巻線と検出用電気配線とが一体に形成されるため、すなわち、トランスの一方の巻線と検出用電気配線との接続部分が無くなるため、この接続部分のインピーダンス成分によるノイズ電圧は発生しない。
また、従来のような回路基板の交流接続配線が無くなることで、トランスの巻線のうち巻線部から検出用電気配線をなす引き出し線部に至る配線部分の距離が短くなるため、この配線部分のインピーダンス成分によるノイズ電圧の発生を抑制することができる。
In the transformer module of this configuration, since one winding of the transformer and the electrical wiring for detection are integrally formed, that is, since there is no connection portion between one winding of the transformer and the electrical wiring for detection, this connection Noise voltage due to the impedance component of the part is not generated.
In addition, since there is no AC circuit connection wiring on the circuit board as in the prior art, the distance of the wiring portion from the winding portion to the lead-out wire portion that forms the electric wiring for detection in the transformer winding is shortened. Generation of noise voltage due to the impedance component can be suppressed.
以上のように、本発明のトランスモジュールではノイズ電圧の発生を抑えることができるため、トランスモジュールを設けたＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、その回路誤動作を抑えることができる。
また、従来と比較して、トランスの一方の巻線と検出用電気配線との接続部分が無くなることで、トランスの巻線と検出用電気配線とを接続する配線部分におけるインピーダンス成分が非常に小さくなるため、さらに、従来のような回路基板の交流接続配線が無くなるため、例えトランスの巻線や検出用電気配線に大電流が流れたとしても、これらのインピーダンス成分による発熱を抑えて、装置における電力損失を低減することができる。
As described above, in the transformer module of the present invention, the generation of noise voltage can be suppressed. Therefore, in the DC-DC converter device provided with the transformer module, the circuit malfunction can be suppressed.
In addition, compared to the conventional case, since there is no connection portion between one winding of the transformer and the detection electrical wiring, the impedance component in the wiring portion connecting the transformer winding and the detection electrical wiring is very small. Therefore, since there is no AC connection wiring on the circuit board as in the prior art, even if a large current flows through the winding of the transformer or the electrical wiring for detection, heat generation due to these impedance components is suppressed, and in the device Power loss can be reduced.
本発明によれば、トランス及び電流検出センサ（カレントトランス）を設けた装置における回路誤動作や電力損失を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce circuit malfunction and power loss in a device provided with a transformer and a current detection sensor (current transformer).
〔第一実施形態〕
以下、図１〜７を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１，２に示すように、この実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置１は、放熱部材２と、その搭載面２ａに搭載されるスイッチング回路部３、トランスモジュール４及び整流回路部５と、搭載面２ａの上方に間隔をあけて配される回路基板６と、を備えて大略構成されている。
放熱部材２は、アルミニウム等のように熱伝導性に優れた導電性材料を板状に形成して構成されている。
回路基板６には、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１の回路に要する各種配線パターンが形成されている。この回路基板６は、例えば、放熱部材２の搭載面２ａから突出するように設けられたスペーサやブロック等の突起部（不図示）を介して、ネジ止め等によって放熱部材２に固定されている。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the DC-DC converter device 1 according to this embodiment includes a heat radiating member 2, a switching circuit unit 3, a transformer module 4 and a rectifier circuit unit 5 mounted on the mounting surface 2 a, And a circuit board 6 disposed at a distance above the mounting surface 2a.
The heat radiating member 2 is configured by forming a conductive material having excellent thermal conductivity, such as aluminum, in a plate shape.
Various wiring patterns necessary for the circuit of the DC-DC converter device 1 are formed on the circuit board 6. The circuit board 6 is fixed to the heat radiating member 2 by screwing or the like via a protrusion (not shown) such as a spacer or a block provided so as to protrude from the mounting surface 2a of the heat radiating member 2. .
スイッチング回路部３は、入力端子１０に接続された直流電源１００からの入力直流電圧を交流電圧に変換するものであり、四つのスイッチング素子１１によって構成されている。各スイッチング素子１１は動作時に発熱するため、スイッチング回路部３を放熱部材２に搭載することでスイッチング素子１１の熱を放熱部材２に逃がすことができる。
そして、直流電源１００とスイッチング回路部３との間には、入力直流電圧を安定化させる入力コンデンサ１２も設けられている。入力コンデンサ１２は、放熱部材２あるいは回路基板６のいずれかに搭載されていればよい。なお、直流電源１００は、直接あるいは回路基板６の配線パターンを介して、入力コンデンサ１２やスイッチング回路部３に接続されるようになっている。
The switching circuit unit 3 converts an input DC voltage from the DC power source 100 connected to the input terminal 10 into an AC voltage, and includes four switching elements 11. Since each switching element 11 generates heat during operation, the heat of the switching element 11 can be released to the heat radiating member 2 by mounting the switching circuit unit 3 on the heat radiating member 2.
An input capacitor 12 that stabilizes the input DC voltage is also provided between the DC power supply 100 and the switching circuit unit 3. The input capacitor 12 only needs to be mounted on either the heat dissipation member 2 or the circuit board 6. The DC power supply 100 is connected to the input capacitor 12 and the switching circuit unit 3 directly or via a wiring pattern of the circuit board 6.
整流回路部５は、後述するトランスモジュール４に備えるトランス２０の出力電圧を整流するものであり、複数の整流素子１３によって構成されている。各整流素子１３は動作時に発熱するため、整流回路部５を放熱部材２に搭載することで整流素子１３の熱を放熱部材２に逃がすことができる。なお、整流回路部５は、図示例のような二相全波整流に限定されなくてよい。
そして、整流回路部５と負荷装置（不図示）に接続するための出力端子１４との間には、整流回路部５において整流された出力電圧を平滑化する平滑回路部１５も設けられている。なお、図２においては、平滑回路部１５がチョークコイル１５Ａ及び出力コンデンサ１５Ｂによって構成されているが、これに限ることはない。また、これら平滑回路部１５の各構成要素は、放熱部材２あるいは回路基板６のいずれかに搭載されていればよい。
The rectifier circuit unit 5 rectifies the output voltage of the transformer 20 provided in the transformer module 4 to be described later, and includes a plurality of rectifier elements 13. Since each rectifying element 13 generates heat during operation, the heat of the rectifying element 13 can be released to the heat radiating member 2 by mounting the rectifying circuit unit 5 on the heat radiating member 2. The rectifier circuit unit 5 may not be limited to the two-phase full-wave rectification as shown in the illustrated example.
A smoothing circuit unit 15 that smoothes the output voltage rectified in the rectifying circuit unit 5 is also provided between the rectifying circuit unit 5 and an output terminal 14 for connection to a load device (not shown). . In FIG. 2, the smoothing circuit unit 15 includes the choke coil 15 </ b> A and the output capacitor 15 </ b> B, but is not limited thereto. Each component of the smoothing circuit unit 15 may be mounted on either the heat dissipation member 2 or the circuit board 6.
トランスモジュール４は、スイッチング回路部３において変換された交流電圧を変圧して整流回路部５に出力するためのトランス２０、及び、トランス２０の巻線に流れる交流電流を計測するためのカレントトランス６０を備えて大略構成されている。
トランス２０は、図３〜６に示すように、スイッチング回路部３に接続される一次側巻線２１、整流回路部５に接続される二次側巻線２２Ａ，２２Ｂ、これら一次側巻線２１及び二次側巻線２２Ａ，２２Ｂを取り付けるトランスコア２３、並びに、一次側巻線２１及び二次側巻線２２Ａ，２２Ｂを収容してそれぞれ所定位置に配するためのボビン２４及びケース２５を備えて構成されている。
一次側巻線２１は、線状に形成され、ボビン２４に複数回巻回された状態でケース２５に収容されている。以下、本明細書では、一次側巻線２１のうちケース２５内においてボビン２４に巻回された部分に加え、ボビン２４に巻回された部分から外側に延びる一次側巻線２１の両端部分が交差する部分（図６における交差部分２８）までを巻線部２６と呼び、この交差部分２８からケース２５の外側に向けて延びる一次側巻線２１の両端部分を引き出し線部２７と呼ぶ。
The transformer module 4 transforms the AC voltage converted in the switching circuit unit 3 and outputs it to the rectifier circuit unit 5, and a current transformer 60 for measuring the AC current flowing in the winding of the transformer 20. It is roughly comprised with.
As shown in FIGS. 3 to 6, the transformer 20 includes a primary side winding 21 connected to the switching circuit unit 3, secondary side windings 22 </ b> A and 22 </ b> B connected to the rectifier circuit unit 5, and these primary side windings 21. And a transformer core 23 to which the secondary side windings 22A and 22B are attached, and a bobbin 24 and a case 25 for accommodating the primary side winding 21 and the secondary side windings 22A and 22B and arranging them at predetermined positions, respectively. Configured.
The primary winding 21 is formed in a linear shape, and is accommodated in the case 25 in a state of being wound around the bobbin 24 a plurality of times. Hereinafter, in the present specification, in addition to the portion of the primary side winding 21 wound around the bobbin 24 in the case 25, both end portions of the primary side winding 21 extending outward from the portion wound around the bobbin 24 are Up to the intersecting portion (intersecting portion 28 in FIG. 6) is referred to as a winding portion 26, and both end portions of the primary side winding 21 extending from the intersecting portion 28 toward the outside of the case 25 are referred to as a lead wire portion 27.
ボビン２４は、絶縁材料からなり、トランスコア２３を挿通させるように平面視楕円形状に形成された筒状部３１、及び、筒状部３１の中心軸線Ｌ１方向の両端から筒状部３１の径方向外側に突出する一対の鍔部３２を、電気的な絶縁材料により一体に形成して構成されている。一対の鍔部３２は、それぞれ平面視楕円環状の平板に形成されており、一次側巻線２１の巻線部２６は、これら一対の鍔部３２の間において筒状部３１の外周面に巻回されている。
さらに、本実施形態のボビン２４は、筒状部３１の中心軸線Ｌ１方向の中間部において、鍔部３２と同様に筒状部３１の外周面から径方向外側に突出して、平面視楕円環状の平板を呈する区画板部３３も備えている。この区画板部３３は、各鍔部３２に対して前記中心軸線Ｌ１方向に間隔をあけて位置しており、これによって、区画板部３３と各鍔部３２との各隙間には、一次側巻線２１の巻線部２６が筒状部３１の径方向に一列に配されるようになっている（特に図５参照）。なお、筒状部３１から突出する区画板部３３の突出長さは、図示例のように鍔部３２の突出長さと同等に設定されてもよいが、例えば鍔部３２の突出長さよりも短く設定されてもよい。
The bobbin 24 is made of an insulating material, and has a cylindrical part 31 formed in an elliptical shape in plan view so as to allow the transformer core 23 to be inserted, and the diameter of the cylindrical part 31 from both ends of the cylindrical part 31 in the central axis L1 direction. A pair of flanges 32 protruding outward in the direction are formed integrally with an electrically insulating material. The pair of flange portions 32 are each formed into an elliptical flat plate in plan view, and the winding portion 26 of the primary side winding 21 is wound around the outer peripheral surface of the cylindrical portion 31 between the pair of flange portions 32. It has been turned.
Furthermore, the bobbin 24 of the present embodiment protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical part 31 in the middle part of the cylindrical part 31 in the direction of the central axis L1 and is elliptical in plan view. A partition plate portion 33 having a flat plate is also provided. The partition plate portion 33 is located with a space in the direction of the central axis L1 with respect to each flange portion 32, and thereby, in each gap between the partition plate portion 33 and each flange portion 32, the primary side The winding portion 26 of the winding 21 is arranged in a line in the radial direction of the cylindrical portion 31 (see particularly FIG. 5). Note that the protruding length of the partition plate portion 33 protruding from the cylindrical portion 31 may be set equal to the protruding length of the flange portion 32 as in the illustrated example, but is shorter than the protruding length of the flange portion 32, for example. It may be set.
ケース２５は、絶縁材料からなり、浅底状に形成された一対のカップ状部材３５によって構成されている。各カップ状部材３５は、平面視でボビン２４の鍔部３２よりも一回り大きく形成された底壁板部３６と、底壁板部３６の一方の主面の外周縁からその板厚方向に延びる周壁部３７とを備えている。すなわち、底壁板部３６の一方の主面がカップ状部材３５の底面３５ｃとなっている。また、各カップ状部材３５の底壁板部３６には、その厚さ方向に貫通してトランスコア２３を挿通させるための挿通孔３８が形成されている。この挿通孔３８は、ボビン２４の筒状部３１と同様に平面視楕円形状を呈している。 The case 25 is made of a pair of cup-shaped members 35 made of an insulating material and formed in a shallow bottom shape. Each cup-shaped member 35 has a bottom wall plate portion 36 formed slightly larger than the flange portion 32 of the bobbin 24 in a plan view, and an outer peripheral edge of one main surface of the bottom wall plate portion 36 in the thickness direction. And a peripheral wall portion 37 that extends. That is, one main surface of the bottom wall plate portion 36 is a bottom surface 35 c of the cup-shaped member 35. Further, the bottom wall plate portion 36 of each cup-shaped member 35 is formed with an insertion hole 38 through which the transformer core 23 is inserted in the thickness direction. The insertion hole 38 has an elliptical shape in plan view, like the cylindrical portion 31 of the bobbin 24.
このケース２５は、一対のカップ状部材３５の底面３５ｃが対向するように一対のカップ状部材３５を組み合わせることで構成される。より詳細に説明すれば、一方のカップ状部材３５Ａの周壁部３７の突出方向先端部は、他方のカップ状部材３５Ｂの周壁部３７の先端部よりも一回り大きく形成されている。そして、一対のカップ状部材３５を組み合わせる際には、他方のカップ状部材３５Ｂの周壁部３７の先端部が一方のカップ状部材３５Ａの周壁部３７の先端部の内側に入り込むようになっている。
また、一対のカップ状部材３５の両方あるいは一方の周壁部３７には、その厚さ方向に貫通して、一次側巻線２１の一対の引き出し線部２７を個別にケース２５の外側に引き出すための引き出し孔（不図示）も形成されている。そして、一次側巻線２１の巻線部２６と引き出し線部２７との境界をなす交差部分２８は、できる限りこの引き出し孔の近くに位置するように配されている（特に図６参照）。
This case 25 is comprised by combining a pair of cup-shaped member 35 so that the bottom face 35c of a pair of cup-shaped member 35 may oppose. If it demonstrates in detail, the protrusion direction front-end | tip part of the surrounding wall part 37 of one cup-shaped member 35A will be formed one size larger than the front-end | tip part of the surrounding wall part 37 of the other cup-shaped member 35B. And when combining a pair of cup-shaped member 35, the front-end | tip part of the surrounding wall part 37 of the other cup-shaped member 35B enters into the inner side of the front-end | tip part of the surrounding wall part 37 of one cup-shaped member 35A. .
In addition, both or one of the pair of cup-shaped members 35 penetrates in the thickness direction of the peripheral wall portion 37 so that the pair of lead wire portions 27 of the primary winding 21 are individually pulled out of the case 25. A lead hole (not shown) is also formed. Then, the intersecting portion 28 forming the boundary between the winding portion 26 and the lead wire portion 27 of the primary side winding 21 is arranged as close to the lead hole as possible (see particularly FIG. 6).
本実施形態では、二次側巻線２２Ａ，２２Ｂが二つ設けられている。各二次側巻線２２Ａ，２２Ｂは、導電性板材によって形成されており、平面視楕円環状に形成されたリング板部（巻線部）４１，４２と、リング板部４１，４２の周方向の両端からその径方向外側に延びる一対の引き出し板部（引き出し線部）４３，４４とを一体に形成して構成されている。リング板部４１，４２は一周よりも若干短く形成され、平面視Ｃ字状を呈している。
各二次側巻線２２Ａ，２２Ｂのリング板部４１，４２は、前述した各カップ状部材３５の底壁板部３６のうち底面３５ｃと反対側の面（他方の主面３５ｄ）に配されている。言い換えれば、一対の二次側巻線２２Ａ，２２Ｂは、ケース２５を挟み込むように配置されている。
In the present embodiment, two secondary windings 22A and 22B are provided. Each secondary side winding 22A, 22B is formed of a conductive plate material, and ring plate portions (winding portions) 41, 42 formed in an elliptical shape in plan view, and the circumferential direction of the ring plate portions 41, 42 A pair of lead-out plate portions (lead-out wire portions) 43 and 44 extending outward in the radial direction from both ends are integrally formed. The ring plate portions 41 and 42 are formed slightly shorter than one round and have a C-shape in plan view.
The ring plate portions 41 and 42 of the secondary windings 22A and 22B are arranged on the surface (the other main surface 35d) opposite to the bottom surface 35c of the bottom wall plate portion 36 of each cup-shaped member 35 described above. ing. In other words, the pair of secondary windings 22A and 22B are arranged so as to sandwich the case 25 therebetween.
このように配されるリング板部４１，４２に対し、各カップ状部材３５の底壁板部３６には、その他方の主面３５ｄから突出してリング板部４１，４２の側部を覆う三つのカバー突起３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃが形成されている。
具体的に説明すれば、二つのカバー突起３９Ａ，３９Ｂは、底壁板部３６の他方の主面３５ｄの外周縁及び内周縁の周方向に延びるように形成されて、リング板部４１，４２の外周縁及び内周縁をそれぞれ側方から覆うようになっている。また、残り一つのカバー突起３９Ｃは、底壁板部３６の他方の主面３５ｄの内周縁から外周縁に延びるように形成されて、リング板部４１，４２の周方向の両端の間に入り込むように配されている。そして、底壁板部３６の外周縁に形成されるカバー突起３９Ａには、リング板部４１，４２からその径方向外側に延びる引き出し板部４３，４４を他方の主面３５ｄの外側に引き出すための切り欠き４０が形成されている。
このカバー突起３９が形成されていることにより、ケース２５に対する二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの位置ズレを抑制し、二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの位置決めを容易に行うことができる。
In contrast to the ring plate portions 41 and 42 arranged in this manner, the bottom wall plate portion 36 of each cup-shaped member 35 protrudes from the other main surface 35d and covers the side portions of the ring plate portions 41 and 42. Two cover protrusions 39A, 39B, 39C are formed.
Specifically, the two cover protrusions 39A and 39B are formed so as to extend in the circumferential direction of the outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the other main surface 35d of the bottom wall plate part 36, and the ring plate parts 41 and 42 are formed. The outer peripheral edge and the inner peripheral edge are respectively covered from the side. Further, the remaining one cover protrusion 39C is formed so as to extend from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge of the other main surface 35d of the bottom wall plate portion 36, and enters between the circumferential ends of the ring plate portions 41 and 42. Is arranged. And, in order to pull out the drawing plate portions 43, 44 extending radially outward from the ring plate portions 41, 42 to the outside of the other main surface 35d, on the cover protrusion 39A formed on the outer peripheral edge of the bottom wall plate portion 36. A notch 40 is formed.
By forming the cover protrusion 39, the positional deviation of the secondary windings 22A and 22B with respect to the case 25 can be suppressed, and the positioning of the secondary windings 22A and 22B can be easily performed.
さらに、カップ状部材３５の底壁板部３６に配されたリング板部４１，４２は、平面視楕円環状に形成された絶縁シート５０によって底壁板部３６の他方の主面３５ｄの上方から覆われておいる。これによって、リング板部４１，４２は外部に対して電気的に絶縁されている。
各二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの一対の引き出し板部４３，４４は、各々のリング板部４１，４２に対してその板厚方向にずれて位置するように折曲げ加工されている。より具体的に説明すれば、上記折曲げ加工によって、二つの二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの一方の引き出し板部４３Ａ，４４Ａは、二次側巻線２２Ａ，２２Ｂをケース２５に取り付けた状態で、互いに当接し、電気的に接続される。一方、各二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの他方の引き出し板部４３Ｂ，４４Ｂは、一方の引き出し板部４３Ａ，４４Ａに対して前記板厚方向にずれて位置している。
これら二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの引き出し板部４３，４４は、平面視で互いに平行するように同一方向に延びるように配されている（例えば図６参照）。
Further, the ring plate portions 41 and 42 arranged on the bottom wall plate portion 36 of the cup-shaped member 35 are formed from above the other main surface 35d of the bottom wall plate portion 36 by an insulating sheet 50 formed in an elliptical shape in plan view. It's covered. As a result, the ring plate portions 41 and 42 are electrically insulated from the outside.
The pair of lead-out plate portions 43 and 44 of the secondary windings 22A and 22B are bent so as to be shifted from the ring plate portions 41 and 42 in the plate thickness direction. More specifically, one lead plate portion 43A, 44A of the two secondary side windings 22A, 22B is in a state where the secondary side windings 22A, 22B are attached to the case 25 by the bending process. Then, they abut against each other and are electrically connected. On the other hand, the other drawer plate portions 43B and 44B of the secondary side windings 22A and 22B are positioned so as to be shifted in the plate thickness direction with respect to the one drawer plate portion 43A and 44A.
The lead plate portions 43 and 44 of the secondary windings 22A and 22B are arranged to extend in the same direction so as to be parallel to each other in a plan view (see, for example, FIG. 6).
以上のように構成されるトランス２０では、一次側巻線２１、二次側巻線２２Ａ，２２Ｂ、トランスコア２３、ボビン２４及びケース２５を組み立てた状態で、一次側巻線２１の巻線部２６、二次側巻線２２Ａ，２２Ｂのリング板部４１，４２、ケース２５の各中心軸線が、ボビン２４の筒状部３１の中心軸線Ｌ１と一致するようになっている。 In the transformer 20 configured as described above, the primary side winding 21, the secondary side windings 22 </ b> A and 22 </ b> B, the transformer core 23, the bobbin 24, and the case 25 are assembled and the winding portion of the primary side winding 21. 26, the ring plate portions 41 and 42 of the secondary windings 22A and 22B, and the central axes of the case 25 are aligned with the central axis L1 of the cylindrical portion 31 of the bobbin 24.
トランスコア２３は、磁性体によって形成され、前述したボビン２４、ケース２５、リング板部４１，４２及び絶縁シート４０に適宜挿通される挿通部４５と、ケース２５の外周側に配される外郭部４６と、ケース２５の中心軸線Ｌ１方向の両端に配されて挿通部４５と外郭部４６とを接続する一対の接続部４７，４８とを備えることで、側面視で矩形環状（図５参照）に形成されている。そして、挿通部４５、外郭部４６及び一方の接続部４７は一体に形成されており、他方の接続部４８は、挿通部４５にボビン２４、ケース２５、リング板部４１，４２、絶縁シート５０を挿通させた上で、挿通部４５及び接続部４８の端部に固定されるようになっている。これにより、トランスコア２３に対するボビン２４、ケース２５、二次側巻線２２Ａ，２２Ｂ及び絶縁シート５０の取り付けが容易となる。
このように構成されるトランスコア２３では、その周方向に直交する断面積が、トランスコア２３の周方向にわたって一定となるように設定されている。
The transformer core 23 is formed of a magnetic material, and an insertion portion 45 that is appropriately inserted into the bobbin 24, the case 25, the ring plate portions 41 and 42, and the insulating sheet 40 described above, and an outer portion disposed on the outer peripheral side of the case 25. 46 and a pair of connecting portions 47 and 48 that are arranged at both ends of the case 25 in the direction of the central axis L1 and connect the insertion portion 45 and the outer portion 46, so that a rectangular ring shape is obtained in a side view (see FIG. 5). Is formed. The insertion portion 45, the outer portion 46, and one connection portion 47 are integrally formed, and the other connection portion 48 includes the bobbin 24, the case 25, the ring plate portions 41 and 42, and the insulating sheet 50. And is fixed to the end portions of the insertion portion 45 and the connection portion 48. Thereby, attachment of the bobbin 24, the case 25, the secondary side windings 22A and 22B, and the insulating sheet 50 to the transformer core 23 is facilitated.
In the transformer core 23 configured as described above, the cross-sectional area orthogonal to the circumferential direction is set to be constant over the circumferential direction of the transformer core 23.
カレントトランス６０は、図３，４，６，７に示すように、トランス２０の一次側巻線２１の一方の引き出し線部２７Ａからなる一次巻線６１と、磁性体からなり一次巻線６１を挿通させるリング状のカレントコア６２と、カレントコア６２に巻回された（カレントコア６２と共に）二次巻線６３と、カレントコア６２及び二次巻線６３を収容するカレントケース部（センサケース部）６４とを備えて構成されている。
カレントケース部６４は、カレントコア６２に挿通される内側筒状部６５、及び、カレントコア６２を収容する外側筒状部６６を備えて大略構成されている。言い換えれば、カレントコア６２は、その径方向内側が内側筒状部６５によって覆われ、かつ、径方向外側が外側筒状部６６によって覆われるように、カレントケース部６４に収容される。内側筒状部６５及び外側筒状部６６の相対位置は、これらの軸線Ｌ２方向が互いに一致するように設定されている。
As shown in FIGS. 3, 4, 6, and 7, the current transformer 60 includes a primary winding 61 made of one lead wire portion 27 </ b> A of the primary winding 21 of the transformer 20 and a primary winding 61 made of a magnetic material. A ring-shaped current core 62 to be inserted, a secondary winding 63 wound around the current core 62 (together with the current core 62), and a current case portion (sensor case portion) that houses the current core 62 and the secondary winding 63 ) 64.
The current case portion 64 is generally configured to include an inner cylindrical portion 65 inserted through the current core 62 and an outer cylindrical portion 66 that accommodates the current core 62. In other words, the current core 62 is accommodated in the current case portion 64 so that the radially inner side is covered by the inner cylindrical portion 65 and the radially outer side is covered by the outer cylindrical portion 66. The relative positions of the inner cylindrical portion 65 and the outer cylindrical portion 66 are set such that the directions of the axis L2 coincide with each other.
このカレントケース部６４は、その内側筒状部６５及び外側筒状部６６の軸線Ｌ２方向の一端部が、トランス２０のケース２５に一体に成形されている。より具体的に説明すれば、内側筒状部６５及び外側筒状部６６の軸線Ｌ２方向の一端部は、一次側巻線２１の一方の引き出し線部２７Ａを挿通させる内側筒状部６５の挿通孔６７が、前記一方の引き出し線部２７Ａをケース２５の外側に引き出す引き出し孔（不図示）に連通するように、ケース２５の周壁部３７の外周面に固定されている。また、内側筒状部６５の外周面と外側筒状部６６の内周面とで画成されるカレントコア６２及び二次巻線６３の収容空間は、周壁部３７によってケース２５の内部空間と隔離されている。 In the current case portion 64, one end portions of the inner cylindrical portion 65 and the outer cylindrical portion 66 in the direction of the axis L2 are formed integrally with the case 25 of the transformer 20. More specifically, one end of the inner cylindrical portion 65 and the outer cylindrical portion 66 in the direction of the axis L2 is inserted through the inner cylindrical portion 65 through which one lead wire portion 27A of the primary winding 21 is inserted. A hole 67 is fixed to the outer peripheral surface of the peripheral wall portion 37 of the case 25 so as to communicate with a pull-out hole (not shown) that pulls out the one lead wire portion 27 </ b> A to the outside of the case 25. The accommodation space for the current core 62 and the secondary winding 63 defined by the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 65 and the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 66 is separated from the internal space of the case 25 by the peripheral wall portion 37. Isolated.
そして、内側筒状部６５の挿通孔６７は、その軸線Ｌ２が直線となるように形成されているため、この挿通孔６７内に位置する前記一方の引き出し線部２７Ａの部分（カレントトランス６０の一次巻線６１をなす部分）は直線状に配されることになる。
以上のように構成されるカレントケース部６４は、例えば、ケース２５をなす一対のカップ状部材３５のいずれか一方にまとめて成形されていてもよいし、一対のカップ状部材３５の両方に分けた状態で成形されてもよい。
なお、上記挿通孔６７からケース２５及びカレントケース部６４の外側に突出するトランス２０の一方の引き出し線部２７Ａの先端部は、他方の引き出し線部２７Ｂと平行するように折り曲げられている。
Since the insertion hole 67 of the inner cylindrical portion 65 is formed so that its axis L2 is a straight line, the portion of the one lead wire portion 27A located in the insertion hole 67 (of the current transformer 60) The portion forming the primary winding 61) is arranged in a straight line.
The current case portion 64 configured as described above may be formed, for example, in one of a pair of cup-shaped members 35 constituting the case 25, or divided into both of the pair of cup-shaped members 35. You may shape | mold in the state.
Note that the leading end portion of one lead line portion 27A of the transformer 20 protruding outside the case 25 and the current case portion 64 from the insertion hole 67 is bent so as to be parallel to the other lead wire portion 27B.
カレントトランス６０の二次巻線６３は、カレントコア６２に巻回されて一方の引き出し線部２７Ａの直線部分の軸線Ｌ２回りに配される巻線部６８と、巻線部６８からカレントケース部６４の外側に引き出される一対の引き出し線部６９とによって構成されている。二次巻線６３の一対の引き出し線部６９は、互いに平行するように、トランス２０の巻線部２６の中心軸線Ｌ１方向に延びている。
そして、二次巻線６３の一対の引き出し線部６９は、図１に示すように回路基板６に接続され、この回路基板６の配線パターンを介して図２に示す電流検出回路８０に電気接続されている。
なお、以上のように構成されるカレントトランス６０においては、カレントケース部６４内に収容されたカレントコア６２及び二次巻線６３の巻線部６８が、樹脂によって封止されてもよい。
The secondary winding 63 of the current transformer 60 includes a winding portion 68 wound around the current core 62 and disposed around the axis L2 of the straight portion of the one lead wire portion 27A, and the winding portion 68 to the current case portion. 64 and a pair of lead wire portions 69 led out to the outside. The pair of lead wire portions 69 of the secondary winding 63 extends in the direction of the central axis L1 of the winding portion 26 of the transformer 20 so as to be parallel to each other.
The pair of lead wire portions 69 of the secondary winding 63 are connected to the circuit board 6 as shown in FIG. 1, and are electrically connected to the current detection circuit 80 shown in FIG. Has been.
In the current transformer 60 configured as described above, the current core 62 housed in the current case portion 64 and the winding portion 68 of the secondary winding 63 may be sealed with resin.
上記カレントトランス６０では、トランス２０の一次側巻線２１にかかる交流電圧に基づいて二次巻線６３に誘起起電力（交流電圧）が発生し、この誘起起電力を前述の電流検出回路８０において検出させることで、トランス２０の一次側巻線２１にかかる交流電流を計測することができる。言い換えれば、本実施形態では、カレントトランス６０のカレントコア６２及び二次巻線６３によって、トランス２０の一次側巻線２１に流れる交流電流を計測するための電流検出センサ７０が構成されている。また、この電流検出センサを取り付けたトランス２０の一次側巻線２１の引き出し線部２７Ａの部分が、トランス２０の一次側巻線２１に流れる交流電流を電流検出センサ７０に計測させる検出用電気配線となる。 In the current transformer 60, an induced electromotive force (AC voltage) is generated in the secondary winding 63 based on the AC voltage applied to the primary side winding 21 of the transformer 20, and this induced electromotive force is generated in the current detection circuit 80 described above. By making it detect, the alternating current concerning the primary side coil | winding 21 of the transformer 20 is measurable. In other words, in this embodiment, the current detection sensor 70 for measuring the alternating current flowing in the primary winding 21 of the transformer 20 is configured by the current core 62 and the secondary winding 63 of the current transformer 60. Also, the lead wire portion 27A of the primary side winding 21 of the transformer 20 to which the current detection sensor is attached causes the current detection sensor 70 to measure the alternating current flowing through the primary side winding 21 of the transformer 20. It becomes.
そして、以上のように構成されるトランスモジュール４においては、トランス２０の一次側巻線２１の巻線部２６及び二次側巻線２２Ａ，２２Ｂのリング板部４１，４２の中心軸線Ｌ１と、カレントケース部６４の挿通孔６７内に配された一次側巻線２１の引き出し線部２７Ａの直線部分の軸線Ｌ２とが、互いに直交している。
また、カレントトランス６０の二次巻線６３の一対の引き出し線部６９の延在方向が、トランス２０の一次側巻線２１及び二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの引き出し線部２７や引き出し板部４３，４４の延在方向に対して直交している。
In the transformer module 4 configured as described above, the central axis L1 of the ring plate portions 41 and 42 of the primary winding 21 and the secondary windings 22A and 22B of the primary winding 21 of the transformer 20, The axis L2 of the straight line portion of the lead wire portion 27A of the primary winding 21 disposed in the insertion hole 67 of the current case portion 64 is orthogonal to each other.
The extending direction of the pair of lead wire portions 69 of the secondary winding 63 of the current transformer 60 is such that the lead wire portion 27 and the lead plate portion of the primary winding 21 and the secondary windings 22A and 22B of the transformer 20 are arranged. It is orthogonal to the extending direction of 43,44.
以上説明したように、本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ装置１及びこれに備えるトランスモジュール４によれば、トランス２０の一次側巻線２１とカレントトランス６０の一次巻線６１とが一体に形成されるため、すなわち、トランス２０の一次側巻線２１とカレントトランス６０の一次巻線６１との接続部分が無くなるため、この接続部分のインピーダンス成分によるノイズ電圧は発生しない。
また、従来のような回路基板６の交流接続配線が無くなることで、トランス２０の一次側巻線２１のうち巻線部２６と引き出し線部２７との境界（交差部分２８）からカレントトランス６０の一次巻線６１をなす引き出し線部２７Ａに至る配線部分の距離が短くなるため、この配線部分のインピーダンス成分によるノイズ電圧の発生を抑制することができる。
As described above, according to the DC-DC converter device 1 of the present embodiment and the transformer module 4 provided therein, the primary winding 21 of the transformer 20 and the primary winding 61 of the current transformer 60 are integrally formed. That is, since there is no connection portion between the primary winding 21 of the transformer 20 and the primary winding 61 of the current transformer 60, no noise voltage due to the impedance component of this connection portion is generated.
In addition, since the AC connection wiring of the circuit board 6 as in the related art is eliminated, the current transformer 60 is connected to the boundary (intersection portion 28) between the winding portion 26 and the lead wire portion 27 of the primary side winding 21 of the transformer 20. Since the distance of the wiring portion reaching the lead wire portion 27A forming the primary winding 61 is shortened, generation of a noise voltage due to the impedance component of the wiring portion can be suppressed.
以上のように、本実施形態のトランスモジュール４ではノイズ電圧の発生を抑えることができるため、トランスモジュール４を設けたＤＣ−ＤＣコンバータ装置１では、その回路誤動作を抑えることができる。
また、従来と比較して、トランス２０の一次側巻線２１とカレントトランス６０の一次巻線６１との接続部分が無くなることで、トランス２０の一次側巻線２１とカレントトランス６０の一次巻線６１とを接続する配線部分におけるインピーダンス成分が非常に小さくなるため、さらに、従来のような回路基板６の交流接続配線が無くなるため、例えトランス２０の一次側巻線２１やカレントトランス６０の一次巻線６１に大電流が流れたとしても、これらのインピーダンス成分による発熱を抑えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１における電力損失を低減することができる。
As described above, the transformer module 4 of the present embodiment can suppress the generation of noise voltage, and thus the circuit malfunction can be suppressed in the DC-DC converter device 1 provided with the transformer module 4.
Further, since the connection portion between the primary winding 21 of the transformer 20 and the primary winding 61 of the current transformer 60 is eliminated as compared with the conventional case, the primary winding 21 of the transformer 20 and the primary winding of the current transformer 60 are eliminated. Since the impedance component in the wiring portion connecting to 61 becomes very small, and the AC connection wiring of the circuit board 6 as in the prior art is eliminated, for example, the primary winding 21 of the transformer 20 and the primary winding of the current transformer 60 Even if a large current flows through the line 61, heat generation due to these impedance components can be suppressed and power loss in the DC-DC converter device 1 can be reduced.
さらに、カレントトランス６０の構成要素全てがトランス２０に一体に固定されることで、トランス２０とカレントトランス６０を放熱部材２に対して個別に取り付ける必要がなくなるため、放熱部材２に対するトランス２０及びカレントトランス６０の取り付け作業を容易に行うことができる。すなわち、トランスモジュール４の取り扱いが容易となる。
また、本実施形態のカレントトランス６０では、トランス２０の一次側巻線２１の引き出し線部２７Ａの直線部分を、カレントトランス６０の一次巻線６１として構成しているため、言い換えれば、一次巻線６１をなす引き出し線部２７Ａをカレントトランス６０の二次巻線６３のように巻回していないため、カレントトランス６０を容易かつ簡素に構成することができる。したがって、トランスモジュール４を容易に製造することができる。
Furthermore, since all the components of the current transformer 60 are integrally fixed to the transformer 20, there is no need to separately attach the transformer 20 and the current transformer 60 to the heat radiating member 2. The transformer 60 can be easily attached. That is, handling of the transformer module 4 is facilitated.
Further, in the current transformer 60 of the present embodiment, the linear portion of the lead wire portion 27A of the primary side winding 21 of the transformer 20 is configured as the primary winding 61 of the current transformer 60. In other words, the primary winding Since the lead wire portion 27A forming 61 is not wound like the secondary winding 63 of the current transformer 60, the current transformer 60 can be configured easily and simply. Therefore, the transformer module 4 can be easily manufactured.
また、本実施形態では、トランス２０の一次側巻線２１の巻線部２６及び二次側巻線２２Ａ，２２Ｂのリング板部４１，４２の中心軸線Ｌ１と、カレントケース部６４の挿通孔６７内に配された一次側巻線２１の引き出し線部２７Ａの直線部分の軸線Ｌ２とが、互いに直交しているため、本実施形態のようにカレントトランス６０の二次巻線６３をトランス２０の巻線部２６やリング板部４１，４２の近傍に配置しても、カレントトランス６０において生じる磁界がトランス２０において生じる磁界の影響を受けにくくなる。したがって、トランス２０の一次側巻線２１に流れる電流をカレントトランス６０によって精度よく計測することが可能となる。 In the present embodiment, the winding portion 26 of the primary side winding 21 of the transformer 20 and the central axis L1 of the ring plate portions 41 and 42 of the secondary side windings 22A and 22B and the insertion hole 67 of the current case portion 64 are used. Since the axis L2 of the linear portion of the lead wire portion 27A of the primary side winding 21 arranged inside is orthogonal to each other, the secondary winding 63 of the current transformer 60 is connected to the transformer 20 as in this embodiment. Even if it is arranged in the vicinity of the winding portion 26 and the ring plate portions 41 and 42, the magnetic field generated in the current transformer 60 is less affected by the magnetic field generated in the transformer 20. Therefore, the current flowing through the primary winding 21 of the transformer 20 can be accurately measured by the current transformer 60.
さらに、本実施形態のトランスモジュール４では、カレントトランス６０の二次巻線６３の一対の引き出し線部６９の延在方向が、トランス２０の一次側巻線２１及び二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの引き出し線部２７や引き出し板部４３，４４の延在方向に対して直交しているため、放熱部材２の搭載面２ａに配されたトランス２０の一次側巻線２１及び二次側巻線２２Ａ，２２Ｂを、搭載面２ａに配されたスイッチング回路部３及び整流回路部５に対して容易に接続できると同時に、カレントトランス６０の二次巻線６３を容易に回路基板６に接続することが可能となる。言い換えれば、トランス２０の一次側巻線２１及び二次側巻線２２Ａ，２２Ｂとスイッチング回路部３及び整流回路部５との接続配線の長さを短く設定できると同時に、カレントトランス６０の二次巻線６３と回路基板６との接続配線の長さも短く設定できる。 Further, in the transformer module 4 of the present embodiment, the extending direction of the pair of lead wire portions 69 of the secondary winding 63 of the current transformer 60 is such that the primary winding 21 and the secondary windings 22A and 22B of the transformer 20 are. The primary winding 21 and the secondary winding of the transformer 20 disposed on the mounting surface 2a of the heat radiating member 2 are orthogonal to the extending direction of the lead wire portion 27 and the lead plate portions 43 and 44. 22A and 22B can be easily connected to the switching circuit unit 3 and the rectifying circuit unit 5 arranged on the mounting surface 2a, and at the same time, the secondary winding 63 of the current transformer 60 can be easily connected to the circuit board 6. Is possible. In other words, the length of the connection wiring between the primary side winding 21 and the secondary side windings 22A and 22B of the transformer 20 and the switching circuit unit 3 and the rectifier circuit unit 5 can be set short, and at the same time the secondary of the current transformer 60 The length of the connection wiring between the winding 63 and the circuit board 6 can also be set short.
〔第二実施形態〕
次に、図８を参照して本発明の第二実施形態について説明する。
この実施形態のトランスモジュールは、第一実施形態のトランスモジュール４と比較して、電流検出センサの構成のみが異なっている。本実施形態では、第一実施形態のトランスモジュール４と同一の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The transformer module of this embodiment differs from the transformer module 4 of the first embodiment only in the configuration of the current detection sensor. In the present embodiment, the same components as those of the transformer module 4 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図８に示すように、本実施形態の電流検出センサは、センサコア９１及びホール素子９２を備えるホールセンサ９０であり、トランス２０の一次側巻線２１の一方の引き出し線部２７Ａに直接取り付けられている。
より具体的に説明すれば、センサコア９１は、磁性体からなり、円環形状の周方向の一部を切り欠いてなるＣ字形状に形成されている。また、ホール素子９２は、ホール効果を利用した磁気センサであり、センサコア９１の周方向の切欠部分（ギャップ）を埋めるように設けられている。すなわち、ホールセンサ９０はこれらセンサコア９１及びホール素子９２によって円環形状を呈している。
As shown in FIG. 8, the current detection sensor of the present embodiment is a Hall sensor 90 including a sensor core 91 and a Hall element 92, and is directly attached to one lead wire portion 27 </ b> A of the primary winding 21 of the transformer 20. Yes.
More specifically, the sensor core 91 is made of a magnetic material and has a C-shape formed by cutting out a part of the annular shape in the circumferential direction. The Hall element 92 is a magnetic sensor using the Hall effect, and is provided so as to fill a circumferential notch (gap) of the sensor core 91. That is, the Hall sensor 90 has an annular shape due to the sensor core 91 and the Hall element 92.
そして、このホールセンサ９０は、第一実施形態のカレントケース部６４と同一形状とされたセンサケース部９３に収容されている。すなわち、センサケース部９３は、内側筒状部６５及び外側筒状部６６を備え、第一実施形態と同様に、ケース２５の周壁部３７の外周面に固定されている。そして、一次側巻線２１の一方の引き出し線部２７Ａが、センサケース部９３に収容されたホールセンサ９０に挿通されている。このようにホールセンサ９０に挿入された一方の引き出し線部２７Ａの部分が、ホールセンサ９０に計測させる検出用電気配線となる。 And this Hall sensor 90 is accommodated in the sensor case part 93 made into the same shape as the current case part 64 of 1st embodiment. That is, the sensor case part 93 includes an inner cylindrical part 65 and an outer cylindrical part 66 and is fixed to the outer peripheral surface of the peripheral wall part 37 of the case 25 as in the first embodiment. Then, one lead wire portion 27 </ b> A of the primary side winding 21 is inserted into the hall sensor 90 accommodated in the sensor case portion 93. Thus, the part of the one lead wire portion 27 </ b> A inserted into the hall sensor 90 becomes a detection electric wiring to be measured by the hall sensor 90.
また、ホール素子９２には、ホール素子９２からの信号を出力する出力信号線９４が接続されている。この出力信号線９４は、第一実施形態の二次巻線６３の引き出し線部６９と同様に、センサケース部９３の外側に引き出されている。なお、出力信号線９４の引き出し方向（延在方向）は、第一実施形態の場合と同様に、トランス２０の巻線部２６の中心軸線Ｌ１方向とされている。
そして、出力信号線９４は、第一実施形態の場合と同様に回路基板６に接続され、この回路基板の配線パターンを介して電流検出回路８０に電気接続されている。
An output signal line 94 that outputs a signal from the Hall element 92 is connected to the Hall element 92. The output signal line 94 is led out to the outside of the sensor case portion 93, like the lead wire portion 69 of the secondary winding 63 of the first embodiment. In addition, the drawing direction (extending direction) of the output signal line 94 is set to the direction of the central axis L1 of the winding portion 26 of the transformer 20 as in the case of the first embodiment.
The output signal line 94 is connected to the circuit board 6 in the same manner as in the first embodiment, and is electrically connected to the current detection circuit 80 via the wiring pattern of the circuit board.
以上のように設けられるホールセンサ９０では、トランス２０の一次側巻線２１にかかる交流電圧に基づいてセンサコア９１に生じる磁界（及びその変動）が、ホール素子９２において電気信号に変換され、この電気信号を電流検出回路８０において検出させることで、トランス２０の一次側巻線２１に流れる交流電流を計測することができる。 In the Hall sensor 90 provided as described above, a magnetic field (and its fluctuation) generated in the sensor core 91 based on the AC voltage applied to the primary winding 21 of the transformer 20 is converted into an electrical signal in the Hall element 92, and this electrical By causing the current detection circuit 80 to detect the signal, the alternating current flowing through the primary winding 21 of the transformer 20 can be measured.
本実施形態のトランスモジュールによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
すなわち、トランス２０の一次側巻線２１とホールセンサ９０の計測対称である検出用電気配線とが一体に形成されるため、すなわち、トランス２０の一次側巻線２１と検出用電気配線との接続部分が無くなるため、この接続部分のインピーダンス成分によるノイズ電圧は発生しない。
また、従来のような回路基板６の交流接続配線が無くなることで、トランス２０の一次側巻線のうち巻線部２６と引き出し線部２７との境界（交差部分２８）から検出用電気配線をなす引き出し線部２７Ａに至る配線部分の距離が短くなるため、この配線部分のインピーダンス成分によるノイズ電圧の発生を抑制することができる。
According to the transformer module of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
That is, the primary winding 21 of the transformer 20 and the detection electrical wiring that is symmetrical to the measurement of the Hall sensor 90 are integrally formed, that is, the connection between the primary winding 21 of the transformer 20 and the detection electrical wiring. Since the portion disappears, no noise voltage is generated due to the impedance component of the connection portion.
Further, since there is no AC connection wiring on the circuit board 6 as in the prior art, electrical wiring for detection is provided from the boundary (intersection portion 28) between the winding portion 26 and the lead wire portion 27 of the primary side winding of the transformer 20. Since the distance of the wiring portion reaching the lead wire portion 27A is shortened, the generation of noise voltage due to the impedance component of this wiring portion can be suppressed.
以上のように、本実施形態のトランスモジュールではノイズ電圧の発生を抑えることができるため、トランスモジュールを設けたＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、その回路誤動作を抑えることができる。
また、従来と比較して、トランス２０の一次側巻線２１と検出用電気配線との接続部分が無くなることで、トランス２０の一次側巻線２１と検出用電気配線とを接続する配線部分におけるインピーダンス成分が非常に小さくなるため、さらに、従来のような回路基板６の交流接続配線が無くなるため、例えトランス２０の一次側巻線２１や検出用電気配線に大電流が流れたとしても、これらのインピーダンス成分による発熱を抑えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置における電力損失を低減することができる。
As described above, since the generation of noise voltage can be suppressed in the transformer module of the present embodiment, the circuit malfunction can be suppressed in the DC-DC converter device provided with the transformer module.
Further, as compared with the prior art, the connection portion between the primary side winding 21 of the transformer 20 and the detection electrical wiring is eliminated, so that in the wiring portion connecting the primary side winding 21 of the transformer 20 and the detection electrical wiring. Since the impedance component becomes very small, and the conventional AC connection wiring of the circuit board 6 is eliminated, even if a large current flows in the primary winding 21 of the transformer 20 or the detection electrical wiring, these The power loss in the DC-DC converter device can be reduced by suppressing heat generation due to the impedance component.
以上、上記実施形態により本発明の詳細を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第一実施形態では、カレントトランス６０の一次巻線６１をなすトランス２０の引き出し線部２７Ａの部分が、直線状に配されることに限らず、少なくとも一次側巻線２１にかかる交流電圧に基づいて、カレントトランス６０の二次巻線６３に誘起起電力が発生するように配されていればよい。したがって、カレントトランス６０の一次巻線６１をなすトランス２０の引き出し線部２７Ａの部分は、例えば、二次巻線６３に電気的に干渉しないように、カレントコア６２に巻回されてもよい。
また、第一実施形態のカレントトランス６０は、少なくとも上記実施形態のように巻回された二次巻線６３を備えていればよく、この二次巻線６３を巻回させるカレントコア６２は特に備えていなくてもよい。
As mentioned above, although the detail of this invention was demonstrated by the said embodiment, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the first embodiment, the portion of the lead wire portion 27A of the transformer 20 that forms the primary winding 61 of the current transformer 60 is not limited to be linearly arranged, but at least the AC voltage applied to the primary side winding 21. Based on the above, the secondary winding 63 of the current transformer 60 may be arranged so that an induced electromotive force is generated. Therefore, the portion of the lead wire portion 27A of the transformer 20 forming the primary winding 61 of the current transformer 60 may be wound around the current core 62 so as not to electrically interfere with the secondary winding 63, for example.
The current transformer 60 of the first embodiment only needs to include at least the secondary winding 63 wound as in the above embodiment, and the current core 62 for winding the secondary winding 63 is particularly It does not have to be provided.
さらに、カレントトランス６０の二次巻線６３やホールセンサ９０は、トランス２０の一次側巻線２１の引き出し線部２７に取り付けられるとしたが、例えばトランス２０の二次側巻線２２Ａ，２２Ｂに流れる交流電流を計測する場合には、トランス２０の二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの引き出し板部４３，４４に取り付けられてもよい。
また、カレントトランス６０やホールセンサ９０は、そのカレントケース部６４やセンサケース部９３がトランス２０のケース２５に一体に成形されることで、トランス２０に一体に固定されるとしたが、少なくともトランス２０の一次側巻線２１あるいは二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの引き出し線部２７や引き出し板部４３，４４を、カレントトランス６０の一次巻線６１として構成すればよい。したがって、カレントトランス６０やホールセンサ９０は、トランス２０（そのケース２５）との間に間隔をあけて配されてもよい。
Further, the secondary winding 63 and the hall sensor 90 of the current transformer 60 are attached to the lead wire portion 27 of the primary winding 21 of the transformer 20. When measuring the alternating current which flows, you may attach to the drawer | drawing-out board parts 43 and 44 of secondary side winding 22A, 22B of the transformer 20. FIG.
The current transformer 60 and the hall sensor 90 are fixed integrally to the transformer 20 by forming the current case part 64 and the sensor case part 93 integrally with the case 25 of the transformer 20. The lead wire portion 27 and the lead plate portions 43 and 44 of the 20 primary side winding 21 or the secondary side windings 22A and 22B may be configured as the primary winding 61 of the current transformer 60. Therefore, the current transformer 60 and the hall sensor 90 may be arranged with a space between the transformer 20 (its case 25).
さらに、第一実施形態において示したトランス２０では、平面視したボビン２４やケース２５等の内周縁や外周縁の形状が、いずれも楕円形状あるいは楕円環状を呈しているが、これに限ることはなく、例えば円形状あるいは円環状など任意の平面視形状を呈してもよい。
また、一次側巻線２１の引き出し線部２７の先端部の延在方向と、二次側巻線２２Ａ，２２Ｂの引き出し板部４３，４４の延在方向とは、第一実施形態の図６に示す方向に限らず、少なくともトランスコア２３の外郭部４６に干渉しないように、互いに異なる方向を向いていればよい。
Furthermore, in the transformer 20 shown in the first embodiment, the shapes of the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the bobbin 24, the case 25, etc. in plan view are both elliptical or elliptical, but this is not restrictive. Alternatively, it may have an arbitrary plan view shape such as a circular shape or an annular shape.
Further, the extending direction of the leading end portion of the lead wire portion 27 of the primary side winding 21 and the extending direction of the lead plate portions 43 and 44 of the secondary side windings 22A and 22B are shown in FIG. 6 of the first embodiment. It is sufficient that the directions are not limited to the directions shown in FIG.
さらに、第一実施形態では、ケース２５の一対のカップ状部材３５が、両方共に底壁板部３６及び周壁部３７を備えているが、例えば、一方のカップ状部材３５Ａだけが底壁板部３６及び周壁部３７の両方を備え、他方のカップ状部材３５Ｂは周壁部３７を備えず底壁板部３６を備える構成としてもよい。
また、本願発明のトランスモジュールは、上記実施形態のようなＤＣ−ＤＣコンバータ装置に設けられることに限らず、トランスを要する各種装置に設けることが可能である。
Furthermore, in the first embodiment, the pair of cup-shaped members 35 of the case 25 both include the bottom wall plate portion 36 and the peripheral wall portion 37. For example, only one cup-shaped member 35A has the bottom wall plate portion. 36 and the peripheral wall portion 37 may be provided, and the other cup-shaped member 35B may include the bottom wall plate portion 36 without the peripheral wall portion 37.
Further, the transformer module of the present invention is not limited to being provided in the DC-DC converter device as in the above embodiment, but can be provided in various devices that require a transformer.
１ ＤＣ−ＤＣコンバータ装置
２ 放熱部材
３ スイッチング回路部
４ トランスモジュール
５ 整流回路部
２０ トランス
２１ 一次側巻線
２２Ａ，２２Ｂ 二次側巻線
２５ ケース
２６ 巻線部
２７，２７Ａ，２７Ｂ 引き出し線部
４１，４２ リング板部（巻線部）
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４４，４４Ａ，４４Ｂ 引き出し板部（引き出し線部）
６０ カレントトランス
６１ 一次巻線
６３ 二次巻線
６４ カレントケース部（センサケース部）
７０ 電流検出センサ
９０ ホールセンサ（電流検出センサ）
Ｌ１ 中心軸線
Ｌ２ 軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC-DC converter apparatus 2 Heat radiation member 3 Switching circuit part 4 Transformer module 5 Rectifier circuit part 20 Transformer 21 Primary side winding 22A, 22B Secondary side winding 25 Case 26 Winding part 27, 27A, 27B Lead wire part 41 , 42 Ring plate part (winding part)
43, 43A, 43B, 44, 44A, 44B Lead plate part (lead line part)
60 Current transformer 61 Primary winding 63 Secondary winding 64 Current case part (sensor case part)
70 Current detection sensor 90 Hall sensor (current detection sensor)
L1 center axis L2 axis
Claims (7)
前記トランスの少なくともいずれか一方の巻線の引き出し線部を、前記カレントトランスの一次巻線として構成することを特徴とするトランスモジュール。 A transformer having primary and secondary windings, and a current transformer for measuring an alternating current flowing in the winding of the transformer,
A transformer module, wherein a lead line portion of at least one of the windings of the transformer is configured as a primary winding of the current transformer.
該カレントケース部が、前記巻線を収容するトランスのケースに一体に成形されていることを特徴とする請求項１に記載のトランスモジュール。 The current transformer includes a current case portion that accommodates the secondary winding,
The transformer module according to claim 1, wherein the current case portion is integrally formed with a case of a transformer that accommodates the winding.
前記カレントトランスの二次巻線が、前記直線部分の軸線回りに配されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランスモジュール。 In the lead wire portion of the transformer winding, a linear portion is formed,
The transformer module according to claim 1, wherein the secondary winding of the current transformer is arranged around an axis of the linear portion.
当該電流検出センサが、前記トランスの少なくともいずれか一方の巻線の引き出し線部に、直接取り付けられていることを特徴とするトランスモジュール。 A transformer having primary and secondary windings, and a current detection sensor for measuring an alternating current flowing in the winding of the transformer,
A transformer module, wherein the current detection sensor is directly attached to a lead wire portion of at least one of the windings of the transformer.
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