JP2016213383A - 磁気部品及びこれを用いた電源回路 - Google Patents

Abstract

【課題】渦電流の増大を抑制し、好適に放熱する磁気部品を提供する。【解決手段】第１コーナー部１４１と、第１コーナー部１４１の隣に形成された第２コーナー部１４２と、を含む略環状の磁性コア１３１と、磁性コア１３１を挿通するように巻装された少なくとも１つの巻線１０２、１０３と、放熱板１０５と、を備える。放熱板１０５は、第１コーナー部１４１に対向する第１平板領域１０５ａと、第２コーナー部１４２に対向する第２平板領域１０５ａと、第１平板領域１０５ａと第２平板領域１０５ａとの間に設けられ、平板に複数の穴部が形成されたメッシュ領域１０５ｂと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータのような電力変換回路に用いられる、磁気部品及びこれを用いた電源回路に関するものである。

近年、石油や石炭などの化石燃料の消費を抑え、低炭素社会へ舵を切るため、電気エネルギーから機械エネルギーへのエネルギー変換効率が良い電気自動車などのシステムに用いられるパワーエレクトロニクスが注目されている。パワーエレクトロニクスの一例である電力変換回路を高効率で動作させるためには、高電圧での動作が必要となる。それに伴い、入力側と出力側との間で絶縁されたトランスが多く利用されている。

このようなトランスにおいて、放熱のために多数の放熱孔を備えたカバーを用いることや（特許文献１参照）、ハニカム中空状の放熱板を用いることが提案されている（特許文献２参照）。

特許第５１９１１１８号公報 実開平２−６８４１８号公報

しかしながら、上記特許文献１，２では、更なる改善が必要とされていた。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、第１コーナー部と、前記第１コーナー部の隣に形成された第２コーナー部と、を含む略環状の磁性コアと、前記磁性コアを挿通するように巻装された少なくとも１つの巻線と、放熱板と、を備え、前記放熱板は、前記第１コーナー部に対向する第１平板領域と、前記第２コーナー部に対向する第２平板領域と、前記第１平板領域と前記第２平板領域との間に設けられ、平板に複数の穴部が形成されたメッシュ領域と、を含むものである。

本発明によれば、平板部により好適に放熱することができ、メッシュ部により渦電流の増大を抑制することができる。

本実施の形態に係るトランスの構造を示す斜視図である。 図９の比較例のトランスの放熱板における渦電流分布及び表面ロス分布を示す図である。 比較例のトランスにコアギャップが形成された場合の放熱板における渦電流分布及び表面ロス分布を示す図である。 トランスの放熱板のメッシュ部の異なる形状例を示す図である。 放熱板におけるメッシュ部のさらに異なる形状例を示す図である。 トランスのさらに別の構成例を示す斜視図である。 ＬＬＣ共振型ハーフブリッジ回路の一例を示す回路図である。 ＬＬＣ共振型フルブリッジ回路の一例を示す回路図である。 比較例のトランスの構造を示す斜視図である。 ハニカム構造の穴を一面に設けた放熱板を示す図である。

（本開示に係る一態様を発明するに至った経緯）
まず、本開示に係る一態様の着眼点について説明する。

図８は、ＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００の一例を示す回路図である。図９は、図８の回路に用いられる比較例のトランス８０３の構造を示す斜視図である。図８のＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００は、様々なスイッチング電源、車載などの充電器、更にはパワーコンバータなど、高効率の電源に広く用いられている。

図８のＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００は、外部の直流電源に接続される一対の接続端子８１１，８１２、４つのトランジスタ８０２、トランス８０３、整流回路８０４、及び平滑コンデンサ８０５を備える。ＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００は、さらに、共振インダクタンス８０７、共振キャパシタンス８０８、及び励磁インダクタンス８０９を備える。

４つのトランジスタ８０２は、同一構成を有する。トランジスタ８０２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）又はＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）である。トランジスタ８０２は、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）又はＳｉＣ（炭化珪素）などで形成される。

４つのトランジスタ８０２は、交互にＯＮ、ＯＦＦ（例えば左上及び右下のトランジスタ８０２がオンのときは右上及び左下のトランジスタ８０２がオフ）される。このスイッチングにより、一対の接続端子８１１，８１２に接続された直流電源から入力される直流電圧８０１から交流電圧が得られる。この交流電圧がトランス８０３の１次側へ入力され、トランス８０３の２次側へトランス８０３の巻線比に応じた電圧が生成される。この生成された電圧は、整流回路８０４で整流され、平滑コンデンサ８０５で平滑されて、直流電圧８０６が出力される。

トランス８０３は、ＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００の１次側のトランジスタ８０２に接続される１次巻線９０１と、ＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００の２次側の整流回路８０４に接続される２次巻線９０２と、コア９０３と、放熱板９０４と、を含む。

１次巻線９０１は、導線が所定巻数巻回されて形成されている。２次巻線９０２は、１次巻線９０１と同心軸に１次巻線９０１の外側に、導線が所定巻数巻回されて形成されている。

コア９０３は、４つのコア部を含む。４つのコア部は、Ｘ方向に見たときにＵ字型で同一形状を有する。図９では、コア部９１１，９１２，９１３が明示されており、４つ目のコア部は、２次巻線９０２により隠れている。コア部９１１は、２つの磁脚９２１，９２２を有する。コア部９１１の２つの磁脚９２１，９２２の先端と、コア部９１２の２つの磁脚の先端とが互いに当接して、四角の筒状の第１コア部９３１が形成されている。同様に、コア部９１３の２つの磁脚の先端と、４つ目のコア部の２つの磁脚の先端とが互いに当接して、四角の筒状の第２コア部９３２が形成されている。

第１コア部９３１と第２コア部９３２とは、Ｙ方向に隣接して配置されている。このとき、第１コア部９３１と第２コア部９３２との隣接している磁脚が、それぞれ１次巻線９０１の内側に挿通し、第１コア部９３１の筒の内部と第２コア部９３２の筒の内部とに１次巻線９０１と２次巻線９０２とが配置されるように、第１コア部９３１と第２コア部９３２とが構成されている。

コア９０３において発生する鉄損により熱が発生する。放熱板９０４は、この発生した熱をトランス８０３の下方に配置した水冷もしくは空冷などの冷却構造へ逃がすためのものである。放熱板９０４は、コア９０３に近接して配置されている。放熱板９０４は、例えばアルミニウムなどの非磁性体で形成されている。図９の放熱板９０４は、平板状に形成されているが、図１０のようにハニカム構造の穴を一面に設けた放熱板１００１を用いてもよい。

尚、図９では、１次巻線９０１及び２次巻線９０２とコア９０３との間における絶縁性、及び１次巻線９０１と２次巻線９０２との巻線同士の間における絶縁性を確保するための絶縁ボビンの図示が省略されている。しかし、実際には、トランス８０３は、絶縁ボビンを有しており、絶縁ボビンに導線を巻回して巻線を形成することにより各部材の位置決め及び絶縁性が確保されている。

図８のＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００において、トランジスタ８０２のスイッチングロスを抑制するために、共振インダクタンス８０７と共振キャパシタンス８０８と励磁インダクタンス８０９との共振回路によるＺＶＳ（Ｚｅｒｏ Ｖｏｌｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）技術が用いられる。

共振インダクタンス８０７のインダクタンス値をＬｓとし、共振キャパシタンス８０８のキャパシタンス値をＣｓとし、励磁インダクタンス８０９のインダクタンス値をＬｐとすると、最小共振周波数ｆＬは、下記式（１）で表され、最大共振周波数ｆＨは、下記式（２）で表される。
ｆＬ＝１／［２π×√｛Ｃｓ×（Ｌｓ＋Ｌｐ）｝］ （１）
ｆＨ＝１／｛２π×√（Ｃｓ×Ｌｓ）｝ （２）
負荷の大きさによって、共振周波数ｆＲは、最小共振周波数ｆＬと最大共振周波数ｆＨとの間で変化する。

通常のスイッチング電源でのスイッチング周波数は数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚである。このようなスイッチング周波数では、共振インダクタンス８０７のインダクタンス値をＬｓ及び励磁インダクタンス８０９のインダクタンス値Ｌｐとしては、数μ〜数十μＨ程度が一般的である。励磁インダクタンス８０９において、このような低いインダクタンス値を実現するためには、トランス８０３のコア９０３にギャップを設けるか、コア９０３として数十程度の低い透磁率を有するコアを用いる必要がある。

ここで、コア９０３の透磁率は、磁束をコア９０３内に閉じ込めるレベルを表す指数でもある。したがって、透磁率が例えば１００以下と低いコア９０３を用いると、コア９０３から周辺に磁束が漏れてしまう。すると、その漏れ磁束が放熱板９０４と鎖交し、放熱板９０４に渦電流を発生させる。その結果、放熱板９０４での損失増加、及び放熱板９０４の高温化を招く。また、１次巻線９０１の自己インダクタンスＬ１及び２次巻線９０２の自己インダクタンスＬ２、更には共振インダクタンス８０７にも影響のあるトランス８０３のリーケージインダクタンスＬｅの低下も引き起こされる。

一方、図１０に示されるハニカム構造の穴を一面に設けた放熱板１００１では、渦電流の発生は低減されるが、図９に示される平板状の放熱板９０４に比べて放熱性が低い。このため、発生した熱が放熱板１００１を通して、コア９０３の下面に設けられた冷却構造へ良好に伝達しない。

以上の考察により、本発明者らは、以下のように本開示にかかる各態様の発明を想到するに至った。

本開示にかかる一態様は、第１コーナー部と、前記第１コーナー部の隣に形成された第２コーナー部と、を含む略環状の磁性コアと、前記磁性コアを挿通するように巻装された少なくとも１つの巻線と、放熱板と、を備え、前記放熱板は、前記第１コーナー部に対向する第１平板領域と、前記第２コーナー部に対向する第２平板領域と、前記第１平板領域と前記第２平板領域との間に設けられ、平板に複数の穴部が形成されたメッシュ領域と、を含むものである。

この態様では、第１平板領域及び第２平板領域は、それぞれ、磁性コアの第１コーナー部及び第２コーナー部に対向する。したがって，この態様によれば、第１平板領域及び第２平板領域により好適に放熱される。また、この態様では、メッシュ領域は、第１平板領域と第２平板領域との間に設けられている。メッシュ領域では、平板に複数の穴部が形成されている。磁性コアの表面からの漏れ磁束の量は、第１コーナー部及び第２コーナー部より、第１コーナー部と第２コーナー部との間の方が多い。一方、メッシュ領域では、複数の穴部により渦電流が容易に流れない。このため、この態様によれば、磁性コアの表面からの漏れ磁束の量は、第１コーナー部及び第２コーナー部より、第１コーナー部と第２コーナー部との間の方が多いが、メッシュ領域の複数の穴部によって、渦電流の増大が抑制される。

上記態様において、前記磁性コアは、第１コア部と、前記第１コア部と協働して略環状の外形輪郭を規定する第２コア部と、を含み、前記メッシュ領域は、前記第１コア部と前記第２コア部との境界に対向してもよい。

この態様では、磁性コアは、第１コア部と、第１コア部と協働して略環状の外形輪郭を規定する第２コア部と、を含む。メッシュ領域は、第１コア部と第２コア部との境界に対向する。この境界では、漏れ磁束の量が第１コーナー部及び第２コーナー部より多い。しかし、メッシュ領域の複数の穴部によって、漏れ磁束に起因する渦電流の増大が抑制される。

上記態様において、前記複数の穴部は、前記放熱板上の熱の流れに沿う熱流方向に延びてもよい。

この態様では、放熱板上の熱の流れに沿う熱流方向に、複数の穴部は延びる。したがって、この態様によれば、複数の穴部が熱流方向と直交する方向に延びる場合に比べて、熱の流れが穴部により妨げられることが抑制される。

上記態様において、前記複数の穴部は、長方形穴、長角丸穴、及び楕円穴のうち少なくとも１つを含んでもよい。

上記態様において、前記複数の穴部は、千鳥配置パターンの下で形成されてもよい。

この態様によれば、複数の穴部は、千鳥配置パターンの下で形成されているため、渦電流が穴部により滑らかに流れなくなるため、渦電流の増大が抑制される。

上記態様において、前記メッシュ領域は、前記放熱板上の熱の流れに沿う熱流方向に延びる第１メッシュ領域と、前記第１メッシュ領域の隣で前記熱流方向に延びる第２メッシュ領域と、を含み、前記複数の穴部は、前記第１メッシュ領域内で前記熱流方向に整列する複数の第１穴部と、前記第２メッシュ領域内で前記熱流方向に整列する複数の第２穴部と、を含み、前記複数の第１穴部は、前記複数の第２穴部に対して、前記熱流方向にずれた位置に形成されていてもよい。

この態様では、メッシュ領域は、熱流方向に延びる第１メッシュ領域と、第１メッシュ領域の隣で熱流方向に延びる第２メッシュ領域と、を含む。複数の穴部は、第１メッシュ領域内で熱流方向に整列する複数の第１穴部と、第２メッシュ領域内で熱流方向に整列する複数の第２穴部と、を含む。複数の第１穴部は、複数の第２穴部に対して、熱流方向にずれた位置に形成される。したがって、この態様によれば、複数の第１穴部が、複数の第２穴部に対して、熱流方向に直交する方向にずれた位置に形成される場合に比べて、熱の流れが穴部により妨げられることが抑制される。

本開示にかかる別の態様は、上記各態様のいずれかと、直流電源に接続される一対の接続端子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、整流回路とを備え、前記磁気部品は、前記少なくとも１つの巻線として１次巻線と２次巻線とを備えるトランスであり、前記一対の接続端子の間に、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとが直列に接続され、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとの接続点に前記トランスの１次巻線が接続され、前記トランスの２次巻線に前記整流回路が接続されるものである。

この態様では、一対の接続端子に直流電源が接続された状態で、第１のトランジスタと第２のトランジスタとが交互にオンオフされると、１次巻線と２次巻線との巻数比に応じた交流電圧が、トランスの２次巻線に生成され、この交流電圧が整流回路により整流されて、直流電圧が得られる。そして、磁性コアの第１コーナー部及び第２コーナー部に対向する第１平板領域及び第２平板領域によって、好適に放熱される。また、磁性コアの表面からの漏れ磁束の量は、第１コーナー部及び第２コーナー部より、第１コーナー部と第２コーナー部との間の方が多いが、メッシュ領域の複数の穴部によって、渦電流の増大が抑制される。

（実施の形態）
以下本発明に係る一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面において、同じ構成要素については同じ符号が用いられている。

図１は、本実施の形態に係るトランスの構造を示す斜視図である。図１に示されるトランス１０１は、図８に示されるＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００において、トランス８０３に代えて用いられる。

図１に示されるトランス１０１では、コアギャップは設けられておらず、例えば百以下の低い透磁率を有するコアが用いられている。これによって、励磁インダクタンス８０９の低いインダクタンス値が実現されている。

図１において、トランス１０１は、ＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００の１次側のトランジスタ８０２に接続される１次巻線１０２と、ＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００の２次側の整流回路８０４に接続される２次巻線１０３と、コア体１０４と、放熱板１０５と、を備える。

１次巻線１０２は、導線が所定巻数巻回されて形成されている。２次巻線１０３は、１次巻線１０２と同心軸に１次巻線１０２の外側に、導線が所定巻数巻回されて形成されている。

コア体１０４は、４つのコア部を含む。図１では、４つのコア部のうちコア部１１１，１１２，１１３が明示されており、４つ目のコア部は２次巻線１０３により隠れている。４つのコア部は、Ｘ方向に見たときにＵ字型で同一形状を有する。

コア部１１１（第１コア部）は、２つの磁脚１２１，１２２を有する。コア部１１１の２つの磁脚１２１，１２２の先端と、コア部１１２（第２コア部）の２つの磁脚の先端とが互いに当接して、四角の筒状の磁性コア１３１が形成されている。

同様に、コア部１１３（第１コア部）の２つの磁脚の先端と、４つ目のコア部（第２コア部）の２つの磁脚の先端とが互いに当接して、四角の筒状の磁性コア１３２が形成されている。磁性コア１３１及び磁性コア１３２は、それぞれ、磁束が通る閉ループを有する環状に形成されている。

磁性コア１３１と磁性コア１３２とは、Ｙ方向に隣接して配置されて、コア体１０４が構成されている。このとき、磁性コア１３１と磁性コア１３２との隣接している磁脚が、それぞれ１次巻線１０２の内側に挿通し、磁性コア１３１と磁性コア１３２との筒（環状）の内部に１次巻線１０２と２次巻線１０３とが配置されるように、磁性コア１３１と磁性コア１３２とが構成されている。

磁性コア１３１及び磁性コア１３２において発生する鉄損により熱が発生する。放熱板１０５は、この発生した熱をトランス１０１の下方に配置した水冷もしくは空冷などの冷却構造へ逃がすためのものである。放熱板１０５は、例えばアルミニウムなどの非磁性体で形成されている。

放熱板１０５は、Ｘ方向から見たときにＵ字型形状を有し、図１中、上方（Ｚ方向）からコア体１０４を覆うように配置されている。放熱板１０５は、平板領域１０５ａと、メッシュ領域１０５ｂとを有する。

平板領域１０５ａは、磁性コア１３１のコーナー１４１（第１コーナー部の一例）に対向する領域（第１平板領域の一例）と、磁性コア１３１のコーナー１４２（第２コーナー部の一例）に対向する領域（第２平板領域の一例）と、に設けられている。また、平板領域１０５ａは、磁性コア１３２のコーナー１４３に対向する領域と、磁性コア１３１と磁性コア１３２との隣接部１４４に対向する領域と、に設けられている。なお、図１には表れていないが、放熱板１０５の奥側の側面（ＸＺ面）にも、手前側の側面（ＸＺ面）と同じ位置に、平板領域１０５ａとメッシュ領域１０５ｂとが設けられている。

メッシュ領域１０５ｂには、平板に複数の正方形の穴１０６がマトリクス状に形成されている。メッシュ領域１０５ｂは、平板領域１０５ａと平板領域１０５ａとに挟まれた平坦な領域に設けられている。

尚、図１では、１次巻線１０２及び２次巻線１０３とコア体１０４との間における絶縁性、及び１次巻線１０２と２次巻線１０３との巻線同士の間における絶縁性を確保するための絶縁ボビンの図示が省略されている。しかし、実際には、トランス１０１は、絶縁ボビンを有しており、絶縁ボビンに導線を巻回して巻線を形成することにより各部材の位置決め及び絶縁性が確保されている。

以上のように構成されたトランス１０１の動作について説明する。４つのトランジスタ８０２のスイッチングにより生成された交流電圧が１次巻線１０２に入力されると、磁性コア１３１及び磁性コア１３２において、それぞれ環状に磁束が発生する。この磁束により、トランス１０１の１次巻線１０２と２次巻線１０３との巻数比に応じた電圧が２次巻線１０３に生成され、出力側に接続される負荷の大きさに応じた出力電流が発生する。

図２は、図９に示される比較例のトランス８０３の放熱板９０４における渦電流分布及び表面ロス分布を示す図である。図２では、濃淡の表示により渦電流密度（表面ロスの大小）が表されている。すなわち、濃い領域２０１は、渦電流が疎で表面ロスが小さい領域である。薄い領域２０２は、渦電流が密で表面ロスが大きい領域である。

図３は、図９に示される比較例のトランス８０３にコアギャップが形成された場合の放熱板９０４における渦電流分布及び表面ロス分布を示す図である。図３では、トランス８０３のコア部の磁脚同士が当接する部分に、例えば数十μｍ〜数ｍｍのコアギャップを形成することにより、励磁インダクタンス８０９のインダクタンス値Ｌｐとして低い値が実現されている。図３では、図２と同様に、濃い領域２０１は、渦電流が疎で表面ロスが小さく、薄い領域２０２は、渦電流が密で表面ロスが大きい。特に、コアギャップに近接した最も薄い領域３０１は、放熱板９０４全体のなかで、渦電流が最も密で表面ロスが最も大きい領域である。

図２、図３から分かるように、図１の放熱板１０５において、コーナー１４１，１４２，１４３等に対向する領域と、磁性コア１３１と磁性コア１３２との隣接部１４４に対向する領域とにおいては、発生する渦電流の密度が低い。すなわち、これらの領域ではコア１０４からの漏れ磁束が少ない。そこで、これらの領域では、放熱板１０５の平板領域１０５ａが配置されている。このように平板領域１０５ａを配置することによって、これらの領域における放熱性が向上されている。

一方、図１の放熱板１０５において、コーナー１４１，１４２，１４３等に対向する領域及びの隣接部１４４に対向する領域の間における平坦な領域、及び特に磁脚同士が当接した部分に対向する領域では、メッシュ領域１０５ｂが配置されている。メッシュ領域１０５ｂに形成された穴１０６により渦電流の流れる経路が断ち切られる。これによって、放熱板１０５に発生する渦電流の密度の増大が抑制されている。このように、図１のトランス１０１は、漏れ磁束の疎密に応じて平板領域１０５ａとメッシュ領域１０５ｂとの混合放熱構造を有する放熱板１０５を備えている。

図４は、トランス１０１の放熱板１０５のメッシュ領域１０５ｂの異なる形状例を示す図である。図４では、放熱板１０５の側面（ＸＺ面）のメッシュ領域１０５ｂの一部が拡大されて示されている。

図１では、メッシュ領域１０５ｂは、同一サイズの正方形の穴１０６が形成された構造とされていた。これに対して、図４のメッシュ領域１０５ｂでは、長辺と短辺とを有する長方形の穴４０１が形成された構造とされている。長方形の穴４０１では、Ｚ方向が長辺方向とされ、Ｘ方向が短辺方向とされている。

図１の正方形の穴１０６の一辺が図４の長方形の穴４０１の短辺とされた場合、すなわち、図４の長方形の穴４０１が、図１の正方形の穴１０６を、Ｘ方向はそのままでＺ方向（熱流方向）に延ばして形成された場合、図１に比べＺ方向の熱伝導経路４０２の数はそのままで、Ｘ方向の渦電流の経路の数が減少する。このため、渦電流の密度が低減する。

また、図１の正方形の穴１０６の一辺が図４の長方形の穴４０１の長辺とされた場合、すなわち、図４の長方形の穴４０１が、図１の正方形の穴１０６を、Ｚ方向（熱流方向）はそのままでＸ方向に短縮して形成された場合、図１に比べ渦電流の経路の数はそのままで、Ｚ方向の熱伝導経路４０２の数が増加する。このため、放熱板１０５の放熱性が向上する。

図５は、放熱板１０５におけるメッシュ領域１０５ｂのさらに異なる形状例を示す図である。図５では、図４と同様に、放熱板１０５の側面（ＸＺ面）のメッシュ領域１０５ｂの一部が拡大されて示されている。

図５のメッシュ領域１０５ｂは、Ｚ方向（熱流方向）に延びる第１メッシュ領域５０１と、第１メッシュ領域５０１の隣でＺ方向に延びる第２メッシュ領域５０２とを含む。また、図５のメッシュ領域１０５ｂには、第１メッシュ領域５０１内でＺ方向に整列する複数の長方形の穴５１１と、第２メッシュ領域５０２内でＺ方向に整列する複数の長方形の穴５１２と、が形成されている。

複数の長方形の穴５１１は、複数の長方形の穴５１２に対して、Ｚ方向にずらした位置に形成されている。これによって、図５のメッシュ領域１０５ｂでは、穴が千鳥配置パターンに形成されている。図５のように形成されたメッシュ領域１０５ｂによれば、Ｚ方向の熱伝導経路は図４と同じであるが、渦電流の流れるＸ方向の経路は、図４に比べて更に迂回され、渦電流の密度の低減が可能となる。

（変形例）
上記実施の形態では、放熱板１０５は、Ｘ方向から見たときにＵ字型形状を有するものとしたが、これに限られない。放熱板１０５は、漏れ磁束の疎密に応じた位置に平板領域１０５ａとメッシュ領域１０５ｂとが配置されていればよい。例えば、コア１０４の１面だけを覆う平板状の放熱板１０５でもよく、コア１０４の全周を覆うように配置された放熱板１０５でもよい。

上記実施の形態では、図１に示されるように、トランス１０１は、１次巻線１０２が内側に配置され、２次巻線１０３が外側に配置された構成としたが、これに限るものではない。例えば、１次巻線１０２と２次巻線１０３とを入れ替えて、１次巻線１０２が外側に配置され、２次巻線１０３が内側に配置された構成でもよい。

図６は、トランスのさらに別の構成例を示す斜視図である。図６では、トランス６０１において、１次巻線６０２がＺ方向において上側に配置され、２次巻線６０２がＺ方向において１次巻線６０２の下側に配置されている。

図６の放熱板１０５では、図６中、手前側の側面（ＸＺ面）において、１次巻線６０２と２次巻線６０３との境界に対向する領域に、平板領域１０５ａが設けられている。
図６に示される水平巻構造のトランス６０１でも、漏れ磁束の疎密に応じた位置に平板領域１０５ａとメッシュ領域１０５ｂとが配置された放熱板１０５を備えることにより、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

上記実施の形態では、トランス１０１を図８に示されるＬＬＣ共振型フルブリッジ回路８００に用いる例が説明されたが、これに限られない。

図７は、ＬＬＣ共振型ハーフブリッジ回路７００の一例を示す回路図である。図７に示されるように、図１のトランス１０１をＬＬＣ共振型ハーフブリッジ回路７００に用いてもよい。また、ＬＬＣ共振型に代えて、ＰＷＭ制御により出力電圧が制御される位相シフトフルブリッジ回路にトランス１０１を用いてもよい。

上記実施の形態では、トランス１０１にはコアギャップが形成されていないが、コアギャップが形成されているトランスでもよい。すなわち、コア部１１１の２つの磁脚１２１，１２２の先端と、コア部１１２の２つの磁脚の先端との間に、ギャップが設けられていてもよい。なお、コアギャップが設けられていても、磁性コア１３１及び磁性コア１３２は、それぞれ、磁束が通る閉ループを有すると考えることができる。あるいは、コアギャップを形成せずに、低透磁率のコアを用いたトランスでもよい。

上記実施の形態では、トランス１０１が用いられているが、これに限られない。例えばリアクトル又はチョークなどの磁気部品でもよい。漏れ磁束の多い領域と少ない領域とを有する磁気部品に放熱板１０５を設けることにより、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

上記実施の形態では、図１に示されるように、メッシュ領域１０５ｂには、正方形の穴１０６が形成されているが、穴１０６の形状はこれに限られない。穴１０６の形状を六角形又は円としても、渦電流を低減することは可能である。また、長方形とされているメッシュ領域１０５ｂの穴４０１（図４）及びメッシュ領域１０５ｂの穴５０１（図５）の形状も、長方形の角が丸みを帯びた長角丸形状又は楕円形状などのＺ方向に延びた形状としても、長方形の場合と同様の効果が得られる。

図７及び図８の回路において、共振インダクタンス８０７は、２次巻線１０３と結合しない１次巻線１０２側のリーケージインダクタンスＬｅで実現してもよいし、外付けのインダクタンスで実現してもよい。共振インダクタンス８０７をリーケージインダクタンスで実現した場合には、外付けのインダクタンスが不要になるため、回路の小型化を図ることができる。

上記実施の形態では、トランス１０１の下部に水冷もしくは空冷などの冷却構造を配置した例が説明されたが、冷却構造は、これに限られない。放熱板１０５の平板領域１０５ａに放熱フィンを形成した冷却構造であっても良い。

上記実施の形態では、磁性コア１３１，１３２は、それぞれ２つのコア部で形成されているが、これに限られず、３つ以上のコア部で形成されてもよい。

上記実施の形態において、コーナー１４１，１４２，１４３等は、直角の角部ではなくて、丸みを帯びた角部であってもよい。

特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

本発明にかかる磁気部品及びこれを用いた電源回路は、民生機器から車載充電器などの様々な電源回路に応用可能である。

１０１，６０１ トランス
１０２，６０２ １次巻線
１０３，６０３ ２次巻線
１０４ コア
１０５ 放熱板
１０５ａ 平板領域
１０５ｂ メッシュ領域
８０２ トランジスタ
８０４ 整流回路
８１１，８１２ 一対の接続端子

Claims (7)

1. 第１コーナー部と、前記第１コーナー部の隣に形成された第２コーナー部と、を含む略環状の磁性コアと、
   前記磁性コアを挿通するように巻装された少なくとも１つの巻線と、
   放熱板と、を備え、
   前記放熱板は、
   前記第１コーナー部に対向する第１平板領域と、
   前記第２コーナー部に対向する第２平板領域と、
   前記第１平板領域と前記第２平板領域との間に設けられ、平板に複数の穴部が形成されたメッシュ領域と、を含む、
   磁気部品。
2. 前記磁性コアは、第１コア部と、前記第１コア部と協働して略環状の外形輪郭を規定する第２コア部と、を含み、
   前記メッシュ領域は、前記第１コア部と前記第２コア部との境界に対向する、
   請求項１記載の磁気部品。
3. 前記複数の穴部は、前記放熱板上の熱の流れに沿う熱流方向に延びる、
   請求項１または２記載の磁気部品。
4. 前記複数の穴部は、長方形穴、長角丸穴、及び楕円穴のうち少なくとも１つを含む、
   請求項３記載の磁気部品。
5. 前記複数の穴部は、千鳥配置パターンの下で形成される、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気部品。
6. 前記メッシュ領域は、前記放熱板上の熱の流れに沿う熱流方向に延びる第１メッシュ領域と、前記第１メッシュ領域の隣で前記熱流方向に延びる第２メッシュ領域と、を含み、
   前記複数の穴部は、前記第１メッシュ領域内で前記熱流方向に整列する複数の第１穴部と、前記第２メッシュ領域内で前記熱流方向に整列する複数の第２穴部と、を含み、
   前記複数の第１穴部は、前記複数の第２穴部に対して、前記熱流方向にずれた位置に形成される、
   請求項５記載の磁気部品。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気部品と、
   直流電源に接続される一対の接続端子と、
   第１のトランジスタと、
   第２のトランジスタと、
   整流回路と
   を備え、
   前記磁気部品は、前記少なくとも１つの巻線として１次巻線と２次巻線とを備えるトランスであり、
   前記一対の接続端子の間に、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとが直列に接続され、
   前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとの接続点に前記トランスの前記１次巻線が接続され、
   前記トランスの前記２次巻線に前記整流回路が接続される、
   電源回路。