JP2013236487A - 変圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に与えるべき直流電圧の変更、及び、負荷に流れる直流電流の変化夫々に平滑回路のみの変更によって対応することができ、効率的に放熱することができる変圧装置の提供。
【解決手段】変圧装置１は、バッテリ２によってコネクタ１４の接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された直流電圧を昇圧する昇圧回路（変圧回路）１１と、昇圧回路１１が昇圧した直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を負荷３に与える平滑回路１２とを備える。昇圧回路１１は収容体１３に収容されており、平滑回路１２は、負荷３に接続するコネクタ１５に収容されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、印加された直流電圧を変圧する変圧装置に関する。

現在、外部電源、例えばバッテリによって印加された直流電圧を変圧し、変圧した直流電圧を、モータを駆動する駆動装置、ライト又はブロワモータ等の負荷に与える変圧装置、例えばＤＣＤＣコンバータが車両に搭載されている。

車両に搭載されている変圧装置の中には、直流電圧を変圧する変圧回路の他に、外部電源によって印加された直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を変圧回路に与える前段の平滑回路、及び／又は、変圧回路が変圧した直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を負荷に与える後段の平滑回路を備える変圧装置がある。変圧装置は、前段及び／又は後段の平滑回路を備えることによって、雑音が少なく安定した直流電圧を負荷に与えることができる。

特許文献１には、変圧回路と、前段及び後段の平滑回路とを備える変圧装置が開示されている。

特開２００４−３５９００５号公報

変圧回路と前段及び／又は後段の平滑回路とを備える従来の変圧装置において、負荷が変更されて変圧装置が負荷に与えるべき直流電圧を変更する場合、又は、負荷の変更によって変圧装置から負荷に流れる直流電流が変化する場合、変圧回路の構成を変更する必要はない。しかしながら、従来の変圧装置が備える前段及び／又は後段の平滑回路については、平滑回路を構成するコイル及び／又はコンデンサを、インダクタンスが異なるコイル、及び／又は、容量の異なるコンデンサに変更する必要がある。

従来の変圧装置では、変圧回路と、前段及び／又は後段の平滑回路とは、同一基板に設けられ、１つの収容体に収容されている。このため、従来の変圧装置には、例えば、車両の新たな開発によって、負荷に与えるべき直流電圧を変更する場合、又は、負荷に流れる直流電流が変化する場合、変圧回路と前段及び／又は後段の平滑回路とを含む回路全体を製作し直さなければならないという問題点がある。

更に、従来の変圧装置では、変圧回路と前段及び／又は後段の平滑回路とは、同一基板に設けられ、１つの収容体に収容されているため、変圧回路及び平滑回路が発生する熱を効率的に放出することができないという問題点がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、負荷に与えるべき直流電圧の変更、及び、負荷に流れる直流電流の変化夫々に平滑回路のみの変更によって対応することができ、効率的に放熱することができる変圧装置を提供することにある。

本発明に係る変圧装置は、印加された直流電圧を変圧する変圧回路と、該変圧回路が変圧した直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を負荷に与える平滑回路とを備える変圧装置において、前記変圧回路を収容する収容体と、前記平滑回路を収容し、前記負荷に接続するコネクタとを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、印加された直流電圧を変圧する変圧回路が収容体に収容されており、変圧回路が変圧した直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を負荷に与える平滑回路が、負荷に接続するコネクタに収容されている。

このため、負荷に与えるべき直流電圧を変更する場合、又は、負荷の変更によって負荷に流れる直流電流が変化する場合に、収容体に収容されている変圧回路をそのままにした状態で、コネクタに収容されている平滑回路を変更すればよい。従って、負荷に与えるべき直流電圧の変更、及び、負荷に流れる直流電流の変化夫々に平滑回路の変更のみによって対応することが可能となり、負荷に与えるべき直流電圧の変更、及び、負荷に流れる直流電流の変化夫々に対応した装置が短い時間で安価に製作される。更には、変圧回路と平滑回路とが各別に収容されているため、変圧回路及び平滑回路夫々で発生する熱が効率的に放出される。

本発明に係る変圧装置は、外部電源によって印加された直流電圧を平滑化する平滑回路と、該平滑回路が平滑化した直流電圧を変圧する変圧回路とを備える変圧装置において、前記変圧回路を収容する収容体と、前記平滑回路を収容し、前記外部電源に接続するコネクタとを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、外部電源によって印加された直流電圧を平滑化する平滑回路が、外部電源に接続するコネクタに収容され、平滑回路が平滑化した直流電圧を変圧する変圧回路が収容体に収容されている。

このため、負荷に与えるべき直流電圧を変更する場合、又は、負荷の変更によって負荷に流れる直流電流が変化する場合に、収容体に収容されている変圧回路をそのままにした状態で、コネクタに収容されている平滑回路を変更すればよい。従って、負荷に与えるべき直流電圧の変更、及び、負荷に流れる直流電流の変化夫々に平滑回路の変更のみによって対応することが可能となり、負荷に与えるべき直流電圧の変更、及び、負荷に流れる直流電流の変化夫々に対応した装置が短い時間で安価に作成される。更には、変圧回路と平滑回路とが各別に収容されているため、変圧回路及び平滑回路夫々で発生する熱が効率的に放出される。

本発明によれば、変圧回路が収容体に、平滑回路がコネクタに収容されるため、負荷に与えるべき直流電圧の変更、及び、負荷に流れる直流電流の変化夫々に、平滑回路の変更のみによって対応することができ、効率的に放熱することができる。

本発明の実施の形態１における変圧装置の外観を略示する斜視図である。 実施の形態１における変圧装置の内部構成を示す回路図である。 実施の形態２における変圧装置の内部構成を示す回路図である。 実施の形態３における変圧装置の内部構成を示す回路図である。 実施の形態４における変圧装置の内部構成を示す回路図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における変圧装置の外観を略示する斜視図であり、図２は実施の形態１における変圧装置の内部構成を示す回路図である。この変圧装置１は、バッテリ２によって印加された直流電圧を昇圧する昇圧回路１１と、昇圧回路１１の動作を制御する制御回路４と、昇圧回路１１が昇圧した直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を負荷３に与える平滑回路１２とを備える。負荷３は、車載機器、例えばモータを駆動する駆動装置である。
なお、昇圧回路１１は特許請求の範囲における変圧回路に該当する。

変圧装置１は、更に、昇圧回路１１及び制御回路４を収容する箱体状の収容体１３と、収容体１３の一面に設けられ、バッテリ２に接続する箱体状のコネクタ１４と、コネクタ１４が設けられた一面に対向する収容体１３の一面に設けられ、平滑回路１２を収容し、負荷３に接続する箱体状のコネクタ１５とを備える。

コネクタ１４は、バッテリ２の正極端子及び負極端子夫々に接続される接続端子１４ａ，１４ｂを有し、変圧装置１内で、接続端子１４ａ，１４ｂは昇圧回路１１に各別に接続されている。

コネクタ１５は、平滑回路１２の他に、負荷３に各別に接続される接続端子１５ａ，１５ｂを有し、変圧装置１内で、接続端子１５ａ，１５ｂは平滑回路１２に各別に接続されている。

昇圧回路１１及び接続端子１５ａ，１５ｂには制御回路４が各別に接続され、制御回路４は、接続端子１５ａ，１５ｂ間の電圧を検出し、検出した電圧に応じて昇圧回路１１の動作を制御する。

昇圧回路１１は、コンデンサＣ１，Ｃ２、ダイオードＤ１、コイルＬ１及びＦＥＴ１６を有する。ＦＥＴ１６は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）である。

コイルＬ１の一方の端子は、接続端子１４ａと、コンデンサＣ１の一方の端子とに接続されており、コイルＬ１の他方の端子は、ダイオードＤ１のアノードと、ＦＥＴ１６のドレインとに接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、コンデンサＣ２の一方の端子と、平滑回路１２が有するコイルＬ２の一方の端子とに接続されている。

コンデンサＣ１の他方の端子は、接続端子１４ｂ，１５ｂ夫々と、ＦＥＴ１６のソースと、コンデンサＣ２の他方の端子と、平滑回路１２が有するコンデンサＣ３の一方の端子とに接続されている。ＦＥＴ１６のゲートは制御回路４に接続されている。

ＦＥＴ１６は、半導体スイッチとして機能し、制御回路４によってオン／オフされる。
ＦＥＴ１６において、制御回路４によってゲートに所定電圧以上の電圧が印加された場合、電流がドレインからソースへ流れることが可能となり、ＦＥＴ１６はオンとなる。

ＦＥＴ１６において、制御回路４によってゲートに印加される電圧が所定電圧未満の電圧に調整された場合、電流がドレインからソースへ流れず、ＦＥＴ１６はオフとなる。

昇圧回路１１は、制御回路４がＦＥＴ１６のオン／オフを繰り返すことによって、バッテリ２が接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧を昇圧する。

コンデンサＣ１は、バッテリ２が接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧がコンデンサＣ１の両端子間の電圧よりも高い場合に、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された電圧によって蓄電する。また、コンデンサＣ１は、バッテリ２が接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧がコンデンサＣ１の両端子間の電圧よりも低い場合に放電する。

制御回路４がＦＥＴ１６をオンにしている第１期間では、バッテリ２による接続端子１４ａ，１４ｂ間への電圧の印加、及び、コンデンサＣ１の放電によって、電流がコイルＬ１及びＦＥＴ１６の順に流れ、コイルＬ１にエネルギーが蓄えられる。コイルＬ１に蓄えられるエネルギーは第１期間が長い程大きい。

第１期間中、コンデンサＣ２は放電し、平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に直流電圧が印加される。コイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に印加されている直流電圧は、コンデンサＣ２に蓄えられている電力が時間の経過と共に減少するため、徐々に低下する。

ダイオードＤ１は、第１期間中に、コンデンサＣ２の放電によって、電流がコンデンサＣ２の一方の端子からＦＥＴ１６のドレインに向かって流れることを防止している。

制御回路４がＦＥＴ１６をオンからオフに切替えた場合、コイルＬ１及びＦＥＴ１６の順に流れていた電流が停止される。このとき、コイルＬ１は、自身に流れる電流の変化をなくすように、蓄えたエネルギーを放出し、同量の電流を流し続けようとする。

これにより、コイルＬ１のダイオードＤ１側の電位が上昇し、接続端子１４ｂと、コイルＬ１におけるダイオードＤ１側の端子との間の直流電圧が、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加される直流電圧を超える直流電圧に昇圧する。昇圧した直流電圧は、ダイオードＤ１を介して、コンデンサＣ２の両端子間と、平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間とに印加される。ＦＥＴ１６がオンからオフに切替わった場合にコイルＬ１によって昇圧される直流電圧は、第１期間中に蓄積したコイルＬ１のエネルギーが大きければ大きい程、即ち、第１期間が長ければ長い程大きい。

制御回路４がＦＥＴ１６をオフにしている第２期間では、コイルＬ１によって昇圧された直流電圧がダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２の両端子間と、平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間とに印加される。昇圧された直流電圧は、コイルＬ１に蓄えられているエネルギーが時間の経過と共に減少するため、徐々に低下する。第２期間中、昇圧された直流電圧の印加によって、コンデンサＣ２は蓄電する。

制御回路４は、ＦＥＴ１６において繰り返すオン／オフのデューティ比を調整することによって、昇圧回路１１が平滑回路１２に印加する直流電圧を調整する。具体的には、制御回路４は、平滑回路１２が接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に印加する直流電圧を検出し、検出した直流電圧が所定電圧となるように、ＦＥＴ１６において繰り返すオン／オフのデューティ比を調整する。

平滑回路１２はコイルＬ２及びコンデンサＣ３を備える。前述したように、コイルＬ２の一方の端子は、ダイオードＤ１のカソード、及び、コンデンサＣ２の一方の端子に接続されており、コンデンサＣ３の一方の端子は、接続端子１４ｂ，１５ｂ夫々と、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々の他方の端子と、ＦＥＴ１６のソースとに接続されている。コイルＬ２の他方の端子は、接続端子１５ａ、及び、コンデンサＣ３の他方の端子に接続されている。

コイルＬ２のインピーダンスは、コイルの性質として、低周波の電圧に対して小さく、高周波の電圧に対して大きい。このため、コイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に印加された直流電圧の低周波成分に係る電流のみがコイルＬ２を流れる。これにより、低周波成分のみからなる直流電圧、即ち、平滑化された略一定の直流電圧が接続端子１５ａ，１５ｂ間に印加される。

また、コンデンサＣ３のインピーダンスは、コンデンサの性質として、低周波の電圧に対して大きく、高周波の電圧に対して小さい。このため、コイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に印加された直流電圧の高周波成分に係る電流はコンデンサＣ３を流れ、該直流電圧の低周波成分に係る電流は接続端子１５ａに流れる。これにより、低周波成分のみからなる直流電圧、即ち、平滑化された略一定の直流電圧が接続端子１５ａ，１５ｂ間に印加される。

平滑回路１２は、コイルＬ２及びコンデンサＣ３の作用により、コイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に昇圧回路１１が印加した直流電圧を略一定の直流電圧に平滑化する。平滑回路１２は、平滑化した直流電圧を接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に印加し、負荷３に給電する。

変圧装置１が直流電圧を印加する負荷が負荷３から他の負荷に変更されて接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、制御回路４がＦＥＴ１６において繰り返すオン／オフの周期、即ち、オフからオン（又はオフからオン）となる時点の間隔を変更しなければならない。

この場合、昇圧回路１１については、ＦＥＴ１６で繰り返されるオン／オフの周期を変更すればよいため、回路構成を変更する必要はない。しかしながら、平滑回路１２については、昇圧回路１１によって平滑回路１２に印加される直流電圧の波形が変更されるので、コイルＬ２及びコンデンサＣ３を、昇圧回路１１によって印加される直流電圧の波形に適したインダクタンス及び容量夫々を有するコイル及びコンデンサに変更する必要がある。

また、変圧装置１が直流電圧を印加する負荷が負荷３から他の負荷に変更されて変圧装置１から他の負荷に流れる電流が変化した場合、昇圧回路１１によって平滑回路１２に印加される直流電圧の波形が変更される。この波形の変更は、例え、変圧装置１が接続端子１５ａ，１５ｂから他の負荷に出力すべき直流電圧が、変圧装置１が接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に出力していた直流電圧と同じであっても行われる。このため、コイルＬ２及びコンデンサＣ３を、昇圧回路１１によって他の負荷に印加される直流電圧の波形に適したインダクタンス及び容量夫々を有するコイル及びコンデンサに変更する必要がある。

変圧装置１では、昇圧回路１１及び制御回路４は収容体１３に、平滑回路１２はコネクタ１５に収容されている。より詳細には、平滑回路１２は、昇圧回路１１及び制御回路４が設けられている基板とは異なる基板に設けられている。

このため、変圧装置１が接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、又は、負荷３の変更によって変圧装置１の接続端子１５ａ，１５ｂから他の負荷に流れる電流が変化する場合に、収容体１３に収容されている昇圧回路１１及び制御回路４をそのままにした状態で、コネクタ１５に収容されている平滑回路１２を変更すればよい。

従って、変圧装置１では、出力する直流電圧の変更、及び、接続端子１５ａ，１５ｂから流れる電流の変化夫々に平滑回路１２の変更のみによって対応することが可能となり、他の負荷に適切な直流電圧を与える変圧装置１を短い時間で安価に製作することができる。

また、昇圧回路１１と平滑回路１２とが各別に収容されているため、昇圧回路１１及び平滑回路１２夫々で発生する熱を効率的に放出することができる。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２における変圧装置の内部構成を示す回路図である。この変圧装置５は、実施の形態１における変圧装置１において、昇圧回路１１を、バッテリ２によって接続端子１４ａ，１４ｂから印加された直流電圧を降圧する降圧回路５１に、制御回路４を降圧回路５１の動作を制御する制御回路６に置き換えた変圧装置である。実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

降圧回路５１は、収容体１３に収容され、接続端子１４ａ，１４ｂに各別に接続されており、バッテリ２が接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧を降圧する。平滑回路１２は、降圧回路５１が降圧した直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に印加する。

実施の形態２における負荷３は、ライト又はブロワモータ等の車載機器である。降圧回路５１は特許請求の範囲における変圧回路に該当する。

制御回路６は、降圧回路５１と同様に収容体１３に収容され、降圧回路５１及び接続端子１５ａ，１５ｂに各別に接続されている。制御回路６は、接続端子１５ａ，１５ｂ間の直流電圧を検出し、検出した直流電圧に応じて降圧回路５１の動作を制御する。

降圧回路５１は、コンデンサＣ４，Ｃ５、ダイオードＤ２、コイルＬ３及びＦＥＴ５２を有する。ＦＥＴ５２はＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。

ＦＥＴ５２のドレインは、接続端子１４ａと、コンデンサＣ４の一方の端子とに接続されており、ＦＥＴ５２のソースは、コイルＬ３の一方の端子と、ダイオードＤ２のカソードとに接続されている。コイルＬ３の他方の端子は、コンデンサＣ５の一方の端子と、平滑回路１２が有するコイルＬ２の一方の端子とに接続されている。

コンデンサＣ４の他方の端子は、接続端子１４ｂ，１５ｂ夫々と、ダイオードＤ２のアノードと、コンデンサＣ５の他方の端子と、平滑回路１２が有するコンデンサＣ３の一方の端子とに接続されている。ＦＥＴ５２のゲートは制御回路６に接続されている。

ＦＥＴ５２は、半導体スイッチとして機能し、制御回路６によってオン／オフされる。
ＦＥＴ５２において、制御回路６によってゲートに所定電圧以上の電圧が印加された場合、電流がドレインからソースへ流れることが可能となり、ＦＥＴ５２はオンとなる。

ＦＥＴ５２において、制御回路６によってゲートに印加される電圧が所定電圧未満の電圧に調整された場合、電流がドレインからソースへ流れず、ＦＥＴ５２はオフとなる。

降圧回路５１は、制御回路６がＦＥＴ５２のオン／オフを繰り返すことによって、バッテリ２が接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧を降圧する。
コンデンサＣ４は、バッテリ２によって接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された直流電圧がコンデンサＣ４の両端子間の電圧よりも高い場合に、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧によって蓄電する。また、コンデンサＣ４は、バッテリ２が接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧がコンデンサＣ４の両端子間の電圧よりも低い場合に放電する。

制御回路６がＦＥＴ５２をオンにしている第３期間では、バッテリ２による接続端子１４ａ，１４ｂ間への電圧の印加、及び、コンデンサＣ４の放電によって、直流電圧が、コイルＬ３を介して平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に印加される。第３期間中、コイルＬ３において、電流がＦＥＴ５２側の端子からコンデンサＣ５側の端子に向かって流れ、コイルＬ３にエネルギーが蓄えられる。コイルＬ３に蓄えられるエネルギーは第３期間が長い程大きい。

また、第３期間中、バッテリ２による接続端子１４ａ，１４ｂ間への電圧の印加、及び、コンデンサＣ４の放電によって、コンデンサＣ５の両端に直流電圧が印加され、コンデンサＣ５が蓄電する。

制御回路６がＦＥＴ５２をオンからオフに切替えた場合、コイルＬ３に流れていた電流が停止する。ここで、コイルＬ３は、自身に流れる電流の変化をなくすように、蓄えたエネルギーを放出し、同量の電流を流し続けようとする。

コイルＬ３によるエネルギーの放出によって、電流がコイルＬ３から平滑回路１２のコイルＬ２、負荷３、及び、ダイオードＤ２の順に電流が還流し、平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に直流電圧が印加される。ダイオードＤ２はコイルＬ３によるエネルギーの放出によってコイルＬ３から流れる電流を還流させるために設けられている。

コイルＬ３によるエネルギーの放出によって、接続端子１４ｂと、コイルＬ３のコンデンサＣ５側の端子との間に印加された直流電圧が、コンデンサＣ５の両端に印加される電圧よりも高い場合、コンデンサＣ５は、コイルＬ３が放出したエネルギーを蓄える。

コイルＬ３によるエネルギーの放出によって、接続端子１４ｂと、コイルＬ３のコンデンサＣ５側の端子との間に印加された直流電圧が、コンデンサＣ５の両端に印加される電圧よりも低い場合、コンデンサＣ５は放電し、平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に直流電圧を印加する。

制御回路６がＦＥＴ５２をオフにしている第４期間では、コイルＬ３によるエネルギーの放出と、コンデンサＣ５の放電とによって平滑回路におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に直流電圧が印加されている。該直流電圧は、コイルＬ３に蓄えられているエネルギーとコンデンサＣ５に蓄えられている電力とが時間の経過と共に減少するので徐々に低下する。

制御回路６は、ＦＥＴ５２において繰り返すオン／オフのデューティ比を調整することによって、降圧回路５１が平滑回路１２に印加する直流電圧を調整する。具体的には、制御回路６は、平滑回路１２が接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に印加する直流電圧を検出し、検出した直流電圧が所定電圧となるように、ＦＥＴ１６において繰り返すオン／オフのデューティ比を調整する。

変圧装置５が直流電圧を印加する負荷が負荷３から他の負荷に変更されて接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、制御回路６がＦＥＴ５２において繰り返すオン／オフの周期、即ち、オフからオン（又はオンからオフ）となる時点の間隔を変更する必要がある。

この場合、降圧回路５１については、ＦＥＴ５２で繰り返されるオン／オフの周期を変更すればよいため、回路構成を変更する必要はない。しかしながら、平滑回路１２については、降圧回路５１によって印加される直流電圧の波形が変更されるので、コイルＬ２及びコンデンサＣ３を、降圧回路５１によって印加される直流電圧の波形に適したインダクタンス及び容量夫々を有するコイル及びコンデンサに変更する必要がある。

また、変圧装置５が直流電圧を印加する負荷が負荷３から他の負荷に変更されて変圧装置１から他の負荷に流れる電流が変化した場合、降圧回路５１によって平滑回路１２に印加される直流電圧の波形が変更される。この波形の変更は、例え、変圧装置５が接続端子１５ａ，１５ｂから他の負荷に出力すべき直流電圧が、変圧装置５が接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に出力していた直流電圧と同じであっても行われる。このため、コイルＬ２及びコンデンサＣ３を、降圧回路５１によって他の負荷に印加される直流電圧の波形に適したインダクタンス及び容量夫々を有するコイル及びコンデンサに変更する必要がある。

変圧装置５では、降圧回路５１及び制御回路６は収容体１３に、平滑回路１２はコネクタ１５に収容されている。より詳細には、平滑回路１２は、降圧回路５１及び制御回路６が設けられている基板とは異なる基板に設けられている。

このため、変圧装置５が接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、又は、負荷３の変更によって変圧装置５の接続端子１５ａ，１５ｂから他の負荷に流れる電流が変化する場合に、収容体１３に収容されている降圧回路５１及び制御回路６をそのままにした状態で、コネクタ１５に収容されている平滑回路１２を変更すればよい。

従って、変圧装置１では、出力する直流電圧の変更、及び、接続端子１５ａ，１５ｂから流れる電流の変化夫々に平滑回路１２の変更のみによって対応することが可能となり、他の負荷に適切な直流電圧を与える変圧装置１を短い時間で安価に製作することができる。

また、降圧回路５１と平滑回路１２とが各別に収容されているため、降圧回路５１及び平滑回路１２夫々で発生する熱を効率的に放出することができる。

（実施の形態３）
図４は実施の形態３における変圧装置の内部構成を示す回路図である。この変圧装置７は、実施の形態１における変圧装置１の構成に加えて、コネクタ１４に収容され、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加される直流電圧を平滑化する平滑回路７１を備える変圧装置である。実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

なお、負荷３は、実施の形態１と同様の車載機器であり、例えばモータを駆動する駆動装置である。昇圧回路１１は特許請求の範囲における変圧回路に該当する。

平滑回路７１はコイルＬ４及びコンデンサＣ６を備える。コイルＬ４の一方の端子は接続端子１４ａ、及び、コンデンサＣ６の一方の端子に接続され、コイルＬ４の他方の端子はコンデンサＣ１及びコイルＬ１夫々の一方の端子に接続されている。

また、コンデンサＣ６の他方の端子は、接続端子１４ｂ，１５ｂ夫々と、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３夫々の他方の端子と、ＦＥＴ１６のソースとに接続されている。

コイルＬ４のインピーダンスは、コイルの性質として、低周波の電圧に対して小さく、高周波の電圧に対して大きい。このため、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された直流電圧の低周波成分に係る電流のみがコイルＬ４に流れる。これにより、低周波成分のみからなる直流電圧、即ち、平滑化された略一定の直流電圧が、昇圧回路１１のコンデンサＣ１の両端子間に印加される。

また、コンデンサＣ６のインピーダンスは、コンデンサの性質として、低周波の電圧に対して大きく、高周波の電圧に対して小さい。このため、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された直流電圧の高周波成分に係る電流はコンデンサＣ６を流れ、該直流電圧の低周波成分に係る電流はコイルＬ４に流れる。これにより、低周波成分のみからなる直流電圧、即ち、平滑化された略一定の直流電圧が昇圧回路１１のコンデンサＣ１の両端子間に印加される。

平滑回路７１は、コイルＬ４及びコンデンサＣ６の作用により、バッテリ２が接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧を略一定の直流電圧に平滑化する。

平滑回路７１は、平滑化した直流電圧を昇圧回路１１のコンデンサＣ１の両端子間に印加する。昇圧回路１１は、平滑回路７１がコンデンサＣ１の両端子間に印加した直流電圧を昇圧し、昇圧した直流電圧を、平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に印加する。平滑回路１２は、平滑化した直流電圧を接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に印加する。
バッテリ２は、特許請求の範囲における外部電源に該当する。

変圧装置７が直流電圧を印加する負荷が負荷３から他の負荷に変更されて接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、制御回路４がＦＥＴ１６において繰り返すオン／オフの周期、即ち、オフからオン（又はオンからオフ）となる時点の間隔を変更しなければならない。

この場合、昇圧回路１１については、ＦＥＴ１６で繰り返されるオン／オフの周期を変更すればよいため、回路構成を変更する必要はない。しかしながら、平滑回路１２，７１夫々については、変圧装置７が出力する直流電圧、及び、制御回路４がＦＥＴ１６で繰り返すオン／オフの周期が変更される。このため、コイルＬ２，Ｌ４夫々をインダクタンスが異なるコイルに、コンデンサＣ３，Ｃ６夫々を容量が異なるコンデンサに変更する必要がある。

また、変圧装置７が直流電圧を印加する負荷が負荷３から他の負荷に変更されて変圧装置１から他の負荷に流れる電流が変化した場合、バッテリ２によって平滑回路７１に印加される直流電圧の波形と、昇圧回路１１によって平滑回路１２に印加される直流電圧の波形とが変更される。これらの波形の変更は、例え、変圧装置７が接続端子１５ａ，１５ｂから他の負荷に出力すべき直流電圧が、変圧装置７が接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に出力していた直流電圧と同じであっても行われる。このため、コイルＬ２，Ｌ４及びコンデンサＣ３，Ｃ６を、昇圧回路１１によって他の負荷に印加される直流電圧の波形に適したインダクタンス及び容量夫々を有するコイル及びコンデンサに変更する必要がある。

変圧装置７では、昇圧回路１１及び制御回路４は収容体１３に収容され、平滑回路１２，７１夫々はコネクタ１５，１４に各別に収容されている。より詳細には、平滑回路１２，７１夫々は、昇圧回路１１及び制御回路４が設けられている基板とは異なる基板に設けられている。

このため、変圧装置７が接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、又は、負荷３の変更によって変圧装置７の接続端子１５ａ，１５ｂから他の負荷に流れる電流が変化する場合に、収容体１３に収容されている昇圧回路１１及び制御回路４をそのままにした状態で、コネクタ１４，１５夫々に収容されている平滑回路７１，１２を変更すればよい。

従って、変圧装置７では、出力する直流電圧の変更、及び、接続端子１５ａ，１５ｂから流れる電流の変化夫々に平滑回路１２，７１の変更のみによって対応することが可能となり、他の負荷に適切な直流電圧を与える変圧装置７を短い時間で安価に製作することができる。

また、昇圧回路１１、及び、平滑回路１２，７１が各別に収容されているため、昇圧回路１１及び平滑回路１２，７１夫々で発生する熱を効率的に放出することができる。

なお、実施の形態３において、変圧装置７は、平滑回路１２を備えなくてもよい。この場合、平滑回路７１はバッテリ２によって接続端子１４ａ，１４ｂから印加された直流電圧を平滑化し、昇圧回路１１は平滑回路７１が平滑化した直流電圧を昇圧し、昇圧した直流電圧を接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に与える。

平滑回路１２を備えない変圧装置７についても、平滑回路７１は、昇圧回路１１及び制御回路４が収容されている収容体１３ではなく、コネクタ１４に収容されている。このため、変圧装置７が接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、又は、接続端子１５ａ，１５ｂから流れる電流が変化する場合、収容体１３に収容されている昇圧回路１１をそのままにした状態で、コネクタ１４に収容されている平滑回路７１を変更すればよい。

従って、変圧装置７では、出力する直流電圧の変更、及び、接続端子１５ａ，１５ｂから流れる電流の変化夫々に平滑回路７１の変更のみによって対応することが可能となり、適切な直流電圧を出力する変圧装置７を短い時間で安価に製作することができる。

また、昇圧回路１１及び平滑回路７１夫々が収容体１３及びコネクタ１４に各別に収容されているため、昇圧回路１１及び平滑回路７１夫々で発生する熱を効率的に放出することができる。

（実施の形態４）
図５は、実施の形態４における変圧装置の内部構成を示す回路図である。この変圧装置８は、実施の形態２における変圧装置５の構成に加えて、実施の形態３における変圧装置７の平滑回路７１を備える変圧装置である。実施の形態１、２又は３と共通する構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

なお、負荷３は、実施の形態２と同様に、ライト又はブロワモータ等の車載機器である。バッテリ２は、特許請求の範囲における外部電源に該当する。降圧回路５１は特許請求の範囲における変圧回路に該当する。

平滑回路７１において、コイルＬ４の一方の端子は接続端子１４ａ、及び、コンデンサＣ６の一方の端子に接続されており、コイルＬ４の他方の端子は、コンデンサＣ４の一方の端子と、ＦＥＴ５２のドレインとに接続されている。

また、コンデンサＣ６の他方の端子は、接続端子１４ｂ，１５ｂ夫々と、コンデンサＣ３，Ｃ４，Ｃ５夫々の他方の端子と、ダイオードＤ２のアノードとに接続されている。

平滑回路７１は、コネクタ１４に収容されており、バッテリ２によって接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を降圧回路５１のコンデンサＣ４の両端子間に印加する。

降圧回路５１は、収容体１３に収容されており、制御回路６がＦＥＴ５２でオン／オフを繰り返すことによって、平滑回路７１がコンデンサＣ４の両端子間に印加した直流電圧を降圧する。降圧回路５１は、降圧した直流電圧を、平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に印加する。

平滑回路１２は、コネクタ１５に収容されており、降圧回路５１が平滑回路１２におけるコイルＬ２及びコンデンサＣ３夫々の一方の端子間に印加した直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に印加する。これにより、負荷３は給電される。

変圧装置８が直流電圧を印加する負荷が負荷３から他の負荷に変更されて接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、制御回路６がＦＥＴ５２において繰り返すオン／オフの周期、即ち、オフからオン（又はオンからオフ）となる時点の間隔を変更しなければならない。

この場合、降圧回路５１については、ＦＥＴ５２で繰り返されるオン／オフの周期を変更すればよいため、回路構成を変更する必要はない。しかしながら、平滑回路１２，７１夫々については、変圧装置８が出力する直流電圧、及び、制御回路６がＦＥＴ５２で繰り返すオン／オフの周期が変更される。このため、コイルＬ２，Ｌ４夫々をインダクタンスが異なるコイルに、コンデンサＣ３，Ｃ６夫々を容量が異なるコンデンサに変更する必要がある。

また、変圧装置８が直流電圧を印加する負荷が負荷３から他の負荷に変更されて変圧装置１から他の負荷に流れる電流が変化した場合、バッテリ２によって平滑回路７１に印加される直流電圧の波形と、降圧回路５１によって平滑回路１２に印加される直流電圧の波形とが変更される。これらの波形の変更は、例え、変圧装置８が接続端子１５ａ，１５ｂから他の負荷に出力すべき直流電圧が、変圧装置８が接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に出力していた直流電圧と同じであっても行われる。このため、コイルＬ２，Ｌ４及びコンデンサＣ３，Ｃ６を、降圧回路５１によって他の負荷に印加される直流電圧の波形に適したインダクタンス及び容量夫々を有するコイル及びコンデンサに変更する必要がある。

変圧装置８では、降圧回路５１及び制御回路６は収容体１３に収容され、平滑回路１２，７１夫々はコネクタ１５，１４に各別に収容されている。より詳細には、平滑回路１２，７１夫々は、降圧回路５１及び制御回路６が設けられている基板とは異なる基板に設けられている。

このため、変圧装置８が接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合に、又は、負荷３の変更によって変圧装置７の接続端子１５ａ，１５ｂから他の負荷に流れる電流が変化する場合に、収容体１３に収容されている昇圧回路１１をそのままにした状態で、コネクタ１４，１５夫々に収容されている平滑回路７１，１２を変更すればよい。

従って、変圧装置８では、出力する直流電圧の変更、及び、接続端子１５ａ，１５ｂから流れる電流の変化夫々に平滑回路１２，７１の変更のみによって対応することが可能となり、他の負荷に適切な直流電圧を与える変圧装置８を短い時間で安価に製作することができる。

また、降圧回路５１、及び、平滑回路１２，７１が各別に収容されているため、降圧回路５１及び平滑回路１２，７１夫々で発生する熱を効率的に放出することができる。

なお、実施の形態４において、変圧装置８は、平滑回路１２を備えなくてもよい。この場合、平滑回路７１はバッテリ２によって接続端子１４ａ，１４ｂから印加された直流電圧を平滑化し、降圧回路５１は平滑回路７１が平滑化した直流電圧を降圧し、降圧した直流電圧を接続端子１５ａ，１５ｂから負荷３に与える。

平滑回路１２を備えない変圧装置８についても、平滑回路７１は、降圧回路５１及び制御回路４が収容されている収容体１３ではなく、コネクタ１４に収容されている。このため、変圧装置８が接続端子１５ａ，１５ｂから出力する直流電圧を変更する場合、又は、接続端子１５ａ，１５ｂから流れる電流が変化する場合、収容体１３に収容されている降圧回路５１をそのままにした状態で、コネクタ１４に収容されている平滑回路７１を変更すればよい。

従って、変圧装置８では、出力する直流電圧の変更、及び、接続端子１５ａ，１５ｂから流れる電流の変化夫々に平滑回路７１の変更のみによって対応することが可能となり、適切な直流電圧を出力する変圧装置８を短い時間で安価に製作することができる。

また、降圧回路５１及び平滑回路７１夫々が収容体１３及びコネクタ１４に各別に収容されているため、降圧回路５１及び平滑回路７１夫々で発生する熱を効率的に放出することができる。

なお、実施の形態１及び３において、ＦＥＴ１６は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴでもよい。また、ＦＥＴ１６はＭＯＳＦＥＴ以外のＦＥＴでもよい。更に、ＦＥＴ１６は、半導体スイッチとして機能すればよいため、ＦＥＴに限定されず、バイポーラトランジスタでもよい。

また、実施の形態１及び３において、昇圧回路１１は、コンデンサＣ１，Ｃ２、ダイオードＤ１、コイルＬ１及びＦＥＴ１６によって構成されなくてもよい。昇圧回路１１は、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された直流電圧、又は、平滑回路７１によって平滑化された直流電圧を昇圧する回路であればよい。

また、実施の形態２及び４において、ＦＥＴ５２は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴでもよい。また、ＦＥＴ５２はＭＯＳＦＥＴ以外のＦＥＴでもよい。更に、ＦＥＴ５２は、半導体スイッチとして機能すればよいため、ＦＥＴに限定されず、バイポーラトランジスタでもよい。

また、実施の形態２及び４において、降圧回路５１は、コンデンサＣ４，Ｃ５、ダイオードＤ２、コイルＬ３及びＦＥＴ５２によって構成されなくてもよい。降圧回路５１は、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された直流電圧、又は、平滑回路７１によって平滑化された直流電圧を降圧する回路であればよい。

また、実施の形態１から４において、平滑回路１２はコイルＬ２及びコンデンサＣ３によって構成されなくてもよい。平滑回路１２は、昇圧回路１１が昇圧した直流電圧、又は、降圧回路５１が降圧した直流電圧を平滑化することができる回路であればよい。

このため、平滑回路１２は、コイルＬ２及びコンデンサＣ３のいずれか１つを備える平滑回路、コイルＬ２と複数のコンデンサとを備える平滑回路、複数のコイルとコンデンサＣ３とを備える平滑回路、又は、複数のコイルと複数のコンデンサとを備える平滑回路であってもよい。

同様に、実施の形態３及び４において、平滑回路７１はコイルＬ４及びコンデンサＣ６によって構成されなくてもよい。平滑回路７１は、バッテリ２が接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加した直流電圧を平滑化することができる回路であればよい。

このため、平滑回路７１は、コイルＬ４及びコンデンサＣ６のいずれか１つを備える平滑回路、コイルＬ４と複数のコンデンサとを備える平滑回路、複数のコイルとコンデンサＣ６とを備える平滑回路、又は、複数のコイルと複数のコンデンサとを備える平滑回路であってもよい。

接続端子１４ａ，１４ｂに接続される外部電源は、バッテリに限定されず、接続端子１４ａ，１４ｂに直流電圧を印加する外部電源であればよい。

また、実施の形態１（又は実施の形態３）において、変圧装置１（又は変圧装置７）が備える昇圧回路１１は、接続端子１４ａ，１４ｂ間に印加された直流電圧（又は平滑回路７１によって平滑化された直流電圧）の昇圧及び降圧を両方とも行うことが可能な昇降圧回路であってもよい。

１，５，７，８ 変圧装置
１１ 昇圧回路
１３ 収容体
１４，１５ コネクタ
２ バッテリ
３ 負荷
５１ 降圧回路

Claims (2)

1. 印加された直流電圧を変圧する変圧回路と、該変圧回路が変圧した直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を負荷に与える平滑回路とを備える変圧装置において、
   前記変圧回路を収容する収容体と、
   前記平滑回路を収容し、前記負荷に接続するコネクタと
   を備えることを特徴とする変圧装置。
2. 外部電源によって印加された直流電圧を平滑化する平滑回路と、該平滑回路が平滑化した直流電圧を変圧する変圧回路とを備える変圧装置において、
   前記変圧回路を収容する収容体と、
   前記平滑回路を収容し、前記外部電源に接続するコネクタと
   を備えることを特徴とする変圧装置。

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