JP2023502403A - Electromagnetic induction device - Google Patents
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Abstract
本発明は、放熱手段が設けられた可変エアギャップを備えた電磁誘導装置に関する。詳細には、本発明による前記装置は、前記可変エアギャップをその内部に収容するコアを含む。前記エアギャップは、前記コアにおいて発生し得る磁束をガイドするための第1強磁性プレートをさらに含む。前記磁束は、前記コアの飽和磁場よりも小さい飽和磁場を集合的に有することができる。本発明の条件による前記可変エアギャップは、放熱手段を形成している横方向突出部をさらに備え、この横方向突出部は、前記第1プレート側面から延在している。The present invention relates to an electromagnetic induction device with a variable air gap provided with heat dissipation means. In particular, the device according to the invention comprises a core inside which the variable air gap is housed. The air gap further includes a first ferromagnetic plate for guiding magnetic flux that may occur in the core. The magnetic fluxes may collectively have a saturation field that is less than the saturation field of the core. Said variable air gap according to the terms of the invention further comprises a lateral protrusion forming a heat dissipation means, said lateral protrusion extending from said first plate side.
Description
本発明は、電子機器及び電気の分野に関する。詳細には、本発明は、先行技術で公知の装置と比較して磁気損失及び熱損失が低減された、可変インダクタンスを有する磁気インダクタに関する。 The present invention relates to the fields of electronics and electricity. In particular, the present invention relates to magnetic inductors with variable inductance that have reduced magnetic and thermal losses compared to devices known in the prior art.
有利には、本発明による磁気インダクタは、AC/DC又はDC/DC電力コンバータ、特にはDAB(「デュアル・アクティブ・ブリッジ」)コンバータに実装される。 Advantageously, the magnetic inductor according to the invention is implemented in an AC/DC or DC/DC power converter, in particular a DAB (“Dual Active Bridge”) converter.
磁気インダクタは、当業者によく知られた装置であり、多くの用途において実装されている。 Magnetic inductors are devices well known to those skilled in the art and are implemented in many applications.
一般に、磁気インダクタは、強磁性材料から作られたコアと、コアの一部の周囲に形成された巻線とを含む。コアは、エアギャップも含み得る。この装置は、磁化インダクタンスLと称される特性量により特徴付けられ、この特性量は、強磁性材料、コア(及びそのエアギャップ)の形状寸法、及び巻線(特には、この巻線を形成している巻数)に依存する。 Generally, a magnetic inductor includes a core made from ferromagnetic material and windings formed around a portion of the core. The core may also contain air gaps. The device is characterized by a characteristic quantity called the magnetizing inductance L, which is determined by the ferromagnetic material, the geometry of the core (and its air gap) and the windings (particularly the number of turns).
幾つかの用途、特に電子コンバータは、公称動作のための高い磁化インダクタンス値Lと、幾つかの動作点のための低い磁化インダクタンスを必要とし得る。 Some applications, especially electronic converters, may require a high magnetizing inductance value L for nominal operation and a low magnetizing inductance for some operating points.
これは特に、いわゆるLLC共振コンバータのトポロジーの場合である。 This is particularly the case for so-called LLC resonant converter topologies.
実際、LLCコンバータの変圧器の磁化インダクタンスは、スイッチング損失を制限して良好な効率を保証するために、公称動作電圧では高くなるべきであるが、入力電圧が低下したときに、負荷に供給される電力の連続性を保証するために大幅に低減され得るべきである(本明細書の末尾に記載する非特許文献1に記載されているような、停電の際のデータバックアップを保証しなければならないサーバ電源システムの場合を参照されたい)。 In fact, the magnetizing inductance of the LLC converter's transformer should be high at the nominal operating voltage to limit switching losses and ensure good efficiency, but when the input voltage drops, the load supplied to the load can be greatly reduced to ensure continuity of power supply (must ensure data backup in the event of a power failure, as described in Non-Patent Document 1 listed at the end of this specification). server power supply system that does not
この問題により、このタイプのコンバータを、バックアップ機能を保証するために低インダクタンス値でサイジングすることになり、これより効率が損なわれる可能性がある。 This problem leads to sizing this type of converter with a low inductance value to ensure backup functionality, which can compromise efficiency.
DABコンバータトポロジーの場合、変圧器の磁化インダクタンスと直列に配置された、いわゆる「直列」インダクタンス値がコンバータの動作範囲を決定する。 For the DAB converter topology, the so-called "series" inductance value placed in series with the magnetizing inductance of the transformer determines the operating range of the converter.
送信電力は、直列インダクタンス値L、及び、ドライバにより設定された入出力電圧間の位相差に反比例する。 The transmitted power is inversely proportional to the series inductance value L and the phase difference between the input and output voltages set by the driver.
場合によっては、直列インダクタ機能を、変圧器とは別の部品により実装することも可能である。しかし、直列インダクタンス機能が、同一の変圧器の漏洩インダクタンスにより保証される場合もある。 In some cases, it is possible to implement the series inductor function by a component separate from the transformer. However, the series inductance function may also be guaranteed by the leakage inductance of the same transformer.
いずれの場合も、単一の直列インダクタンス値は動作範囲を制限し、DABコンバータを駆動するための柔軟性がより低いことが証明されている。これは、本明細書の末尾に記載する非特許文献2に記載されている。これらの問題を克服するために、磁束に応じて(従って、巻線に流れる電流Iに応じて)磁化インダクタンスL又は可変の直列を有する磁気インダクタを実装することが検討され得る。より具体的には、低電流Iでは高い磁化L又は直列インダクタンスを有し、高電流Iでは低いインダクタンスを有する磁気インダクタが必要であろう。 In either case, a single series inductance value limits the operating range and proves to be less flexible for driving DAB converters. This is described in Non-Patent Document 2 listed at the end of this specification. To overcome these problems, one might consider implementing a magnetic inductor with a magnetizing inductance L or variable series depending on the magnetic flux (and thus on the current I flowing in the winding). More specifically, a magnetic inductor with a high magnetization L or series inductance at low currents I and a low inductance at high currents I would be required.
しかし、磁気インダクタは、一般的に、巻線に流れる電流Iの、強磁性コアが飽和されない飽和電流Isatよりも低い範囲で動作するようなサイズにされている。 However, magnetic inductors are generally sized to operate in the range of current I through the windings below the saturation current I sat at which the ferromagnetic core is not saturated.
この領域では、電流Iが飽和電流Isatよりも小さい限り、磁化インダクタンスLは前記電流Iに依存しないままである。しかし、電流Iが飽和電流値Isatを超えるとすぐにコアの磁気飽和が発生し、これが、透磁率と、その結果、磁化インダクタンスLとを急激に減少させる。 In this region the magnetizing inductance L remains independent of said current I as long as the current I is less than the saturation current I sat . However, magnetic saturation of the core occurs as soon as the current I exceeds the saturation current value I sat , which causes the permeability and consequently the magnetizing inductance L to decrease sharply.
従って、磁気インダクタンスの動作中に磁化インダクタンスLの変動が必要な場合、異なる解決策が検討され得る。一般的に、これらの解決策は、磁気インダクタの動作範囲を、強磁性材料の完全な飽和に先立って非線形モードまで拡大することを提案している。このため、透磁率を低くすること、及び/又はエアギャップのサイズ低減の検討が可能である。 Therefore, different solutions can be considered if variation of the magnetizing inductance L is required during operation of the magnetizing inductance. In general, these solutions propose extending the operating range of the magnetic inductor to nonlinear modes prior to full saturation of the ferromagnetic material. For this reason, it is possible to consider lowering the magnetic permeability and/or reducing the size of the air gap.
これら2つの解決策のいずれかを実施すれば,飽和電流Isatよりも高い電流Iの値でコア全体に均一に飽和が発生する。 Implementing either of these two solutions will cause saturation to occur uniformly across the core at values of current I higher than the saturation current Isat .
しかし、これらの解決策は満足のいくものではない。 However, these solutions are not satisfactory.
実際、インダクタに高周波電流I(一般的に10kHzよりも高い)が流れると、コア全体が飽和し、インダクタ、及び、インダクタが組み込まれた部品全体に、重大な体積的磁気損失(volumetric magnetic loss)を与える原因となり得る。 In fact, when a high frequency current I (generally higher than 10 kHz) flows through the inductor, the entire core will saturate and significant volumetric magnetic losses will occur in the inductor and the components in which it is incorporated. can cause to give
また、これらの損失によりコアの加熱が生じ得る。 These losses can also cause heating of the core.
さらに、飽和モードでは、コアにもはや閉じ込められなくなった磁束線が、磁気インダクタ付近に配置された部品を乱れさせる可能性がある。具体的には、これらの外乱は、電磁的不適合、及び/又は、渦電流による損失の原因となり得る。 Furthermore, in saturation mode, magnetic flux lines no longer confined in the core can disturb components located near the magnetic inductor. Specifically, these disturbances can cause losses due to electromagnetic mismatches and/or eddy currents.
従って、明細書の末尾に記載する特許文献1~5において、コア、特にはエアギャップのサイジングの方法により、コアの飽和を前記エアギャップ内に配置することが可能であると提案された。 It was therefore proposed in US Pat.
しかし、この提案されたサイジング方法は満足のいくものではない。 However, this proposed sizing method is unsatisfactory.
実際、コアの飽和がエアギャップ付近に留まっていても、エアギャップは磁気損失及び過熱の原因となり、部品全体の動作を妨害する可能性がある。 In fact, even if core saturation remains near the air gap, the air gap can cause magnetic losses and overheating, interfering with the operation of the entire component.
また、これらの磁気損失及び発熱により、このような磁気インダクタの実装が、高周波の電流I、具体的には500kHzに達する電流Iに制限される。 These magnetic losses and heat generation also limit the implementation of such magnetic inductors to high frequency currents I, in particular currents I reaching 500 kHz.
従って、本発明の目的は、磁気損失及び加熱が先行技術から公知の装置と比較して低減される可変磁化インダクタンスLを有する電磁誘導装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an electromagnetic induction device with a variable magnetizing inductance L in which magnetic losses and heating are reduced compared to devices known from the prior art.
また、本発明の別の目的は、先行技術から公知の装置よりも高い周波数で動作し得る電磁誘導装置を提供することである。 Yet another object of the invention is to provide an electromagnetic induction device capable of operating at higher frequencies than devices known from the prior art.
本発明の目的は、強磁性コアと、可変エアギャップと称される少なくとも1つのエアギャップとを備えた電磁誘導装置により少なくとも部分的に達成され、前記エアギャップは、前記コア内に体積Vを画成し、当該体積V内に強磁性メインプレートが配置されている。当該強磁性メインプレートは互いに略平行で、且つ、前記コア内を流れ得る磁力線に平行な方向に配置されている。前記メインプレートは、前記プレートの全てが前記強磁性コアの飽和磁場よりも低い飽和磁場を有するように構成された断面を有する。また、前記メインプレートには横方向突出部が設けられており、これは、前記メインプレートがその飽和磁場よりも高い磁場により横切られたときに前記メインプレート内で発生し得る熱を放散させるためのものである。前記横方向突出部は、前記プレートの側面から、前記側面に略直交する方向に沿って延在している。 The object of the present invention is at least partially achieved by an electromagnetic induction device comprising a ferromagnetic core and at least one air gap, called variable air gap, said air gap defining a volume V within said core. and within said volume V a ferromagnetic main plate is disposed. The ferromagnetic main plates are oriented substantially parallel to each other and parallel to magnetic lines of force that may flow within the core. The main plates have a cross section configured such that all of the plates have a saturation field lower than that of the ferromagnetic core. The main plate is also provided with lateral protrusions to dissipate heat that may be generated within the main plate when the main plate is traversed by a magnetic field higher than its saturation field. belongs to. The lateral protrusion extends from the side surface of the plate along a direction substantially orthogonal to the side surface.
一実施形態によれば、前記横方向突出部は、前記メインプレートに対して垂直な二次プレートを形成するように前記メインプレートを対で接続している。 According to one embodiment, said lateral projections connect said main plates in pairs so as to form secondary plates perpendicular to said main plates.
一実施形態によれば、前記強磁性コア、前記メインプレート及び前記横方向突出部は同一の強磁性材料から作られる。 According to one embodiment, the ferromagnetic core, the main plate and the lateral protrusions are made from the same ferromagnetic material.
一実施形態によれば、全てのメインプレートは同一である。 According to one embodiment, all main plates are identical.
一実施形態によれば、前記メインプレート及び前記横方向突出部により空けられた体積Vである空体積Vvが、10W/m/Kよりも高い熱伝導率を有するヒートシンク材料により少なくとも部分的に充填される。好ましくは、前記ヒートシンク材料はアルミナを含む。 According to one embodiment, the empty volume V v , the volume V vacated by said main plate and said lateral projections, is at least partially made of a heat sink material having a thermal conductivity higher than 10 W/m/K. be filled. Preferably, said heat sink material comprises alumina.
一実施形態によれば、前記強磁性コアは、FeX型の金属合金(Xは、Si、Al、Co、Niから選択される元素の1つを含む)、A(Fe,B)2O4型のスピネル構造のフェライト酸化物(A=(Mn,Ni)、B=(Co,Cu,Al,・・)の中から選択される少なくとも1つの強磁性材料を含む。 According to one embodiment, the ferromagnetic core is a metal alloy of FeX type (where X comprises one of the elements selected from Si, Al, Co, Ni), A ( Fe,B) 2O4 type spinel structure ferrite oxide (A=(Mn, Ni), B=(Co, Cu, Al, . . . )).
一実施形態によれば、前記強磁性コアは、本質的に互いに平行な2つの平坦な端部を含み、当該端部は互いに対向し、且つ表面積Sを有する。前記2つの端部は前記可変エアギャップを区画し、前記メインプレートは前記端部に対して垂直に配置されている。前記強磁性コアは、有利には多角形状の、さらに有利には矩形状のフレームを有する。 According to one embodiment, said ferromagnetic core comprises two essentially parallel flat ends, said ends facing each other and having a surface area S. The two ends define the variable air gap and the main plate is arranged perpendicular to the ends. Said ferromagnetic core preferably has a polygonal, more preferably rectangular frame.
一実施形態によれば、前記メインプレートは、断面表面積Stを有する断面を有し、全てのメインプレートの断面表面積の合計は、前記表面積Sよりも小さい。 According to one embodiment, said main plate has a cross-section with a cross-sectional surface area St, and the sum of the cross-sectional surface areas of all main plates is smaller than said surface area S.
一実施形態によれば、前記強磁性コアは2つのベースを含み、当該ベースの各々に2つの主面が設けられ、当該主面は、それぞれ、内面及び外面と称される。当該内面と外面とは略平行であり、前記ベースは、前記ベースの内面に沿って互いに向かい合い、前記可変エアギャップが前記ベースの1つに形成されている。前記コアは、さらに、本質的に互いに平行で且つ前記2つの内面の間に延在する複数の脚を含み、当該複数の脚は、少なくとも1つの主脚と、少なくとも1つの側脚と、少なくとも2つの漏洩脚とを含む。前記装置は、少なくとも1つの一次巻線及び少なくとも1つの二次巻線をさらに備え、当該一次巻線と二次巻線の各々が前記主脚の周囲に巻かれたメインセクションと漏洩セクションとを含む。当該漏洩セクションは、それぞれ一次漏洩セクション及び二次漏洩セクションと称され、各々が、異なる漏洩脚に巻き付けられている。 According to one embodiment, the ferromagnetic core comprises two bases, each of which is provided with two main surfaces, referred to as the inner surface and the outer surface, respectively. The inner and outer surfaces are generally parallel and the bases face each other along the inner surfaces of the bases and the variable air gap is formed in one of the bases. The core further includes a plurality of legs essentially parallel to each other and extending between the two inner surfaces, the plurality of legs comprising at least one main leg, at least one side leg, and at least 2 leaky legs. The apparatus further comprises at least one primary winding and at least one secondary winding, each of the primary and secondary windings having a main section and a leakage section wound around the main leg. include. The leaky sections are respectively referred to as the primary leaky section and the secondary leaky section, each wrapped around a different leaky leg.
一実施形態によれば、前記可変エアギャップは前記2つの漏洩脚の間に配置され、前記一次プレートはフィンの形態である。 According to one embodiment, said variable air gap is arranged between said two leaky legs and said primary plate is in the form of a fin.
一実施形態によれば、前記フィンは、前記エアギャップがその間に配置されている2つの漏洩脚を結ぶ軸により画定される方向に沿って配向されている。 According to one embodiment, said fins are oriented along a direction defined by an axis connecting two leaky legs between which said air gap is arranged.
一実施形態によれば、凹部が、考慮された(considered)ベースの内面に開口している。 According to one embodiment, the recess opens into the inner surface of the considered base.
一実施形態によれば、前記凹部は、前記考慮されたベースの外面に開口している。 According to one embodiment, said recess opens into the outer surface of said considered base.
一実施形態によれば、前記少なくとも1つの主脚は単一の主脚を含む。前記少なくとも2つの漏洩脚が4つの漏洩脚を含み、前記一次漏洩セクションが2つの一次漏洩セクションを含む。これは、前記一次巻線が、前記一次漏洩セクション、前記メインセクション、及び他方の一次漏洩セクションのうちの1つを順番に含むようになされ、前記一次漏洩セクションの各々は、異なる漏洩脚に巻き付けられている。また、前記二次漏洩セクションは2つの二次漏洩セクションを含み、これは、前記二次巻線が、前記二次漏洩セクション、前記メインセクション、及び他方の二次漏洩セクションのうちの1つを順番に含むようになされ、前記二次漏洩セクションの各々は、異なる漏洩脚に巻き付けられている。 According to one embodiment, said at least one main leg comprises a single main leg. The at least two leaky legs include four leaky legs and the primary leaky section includes two primary leaky sections. This is such that the primary winding comprises in sequence one of the primary leakage section, the main section and the other primary leakage section, each of the primary leakage sections winding on a different leakage leg. It is Also, the secondary leakage section includes two secondary leakage sections, wherein the secondary winding comprises one of the secondary leakage section, the main section, and the other secondary leakage section. Contained in turn, each of said secondary leaky sections is wrapped around a different leaky leg.
一実施形態によれば、前記少なくとも1つの側脚は4つの側脚を含み、当該4つの側脚と前記4つの漏洩脚とが、前記主脚を中心とする円を描き、前記側脚と前記漏洩脚とは規則的に交互に配置されており、各セクションは、前記主脚に関して二次漏洩セクションに直径方向に対向して配置されている。 According to one embodiment, said at least one side leg comprises four side legs, said four side legs and said four leaky legs describe a circle centered on said main leg, said side legs and Regularly alternating with the leaky legs, each section is positioned diametrically opposite a secondary leaky section with respect to the main leg.
一実施形態によれば、前記少なくとも1つの側脚が2つの側脚を含み、前記少なくとも2つの漏洩脚が4つの漏洩脚を含んで、2つの漏洩脚から成る2つのグループを形成し、これらはそれぞれ第1グループ及び第2のグループと称される。前記4つの漏洩脚及び前記2つの側脚は、前記主脚を中心とする円を描き、前記側脚と前記グループとが、規則的に交互に配置されている。 According to one embodiment, said at least one side leg comprises two side legs and said at least two leaky legs comprise four leaky legs, forming two groups of two leaky legs, wherein are respectively referred to as the first group and the second group. The four leaky legs and the two side legs describe a circle centered on the main leg, and the side legs and the groups are regularly alternated.
一実施形態によれば、前記少なくとも1つのエアギャップは、前記第1グループ及び前記第2グループのそれぞれの前記漏洩脚の間の中間に配置された第1エアギャップ及び第2エアギャップを含む。 According to one embodiment, said at least one air gap comprises a first air gap and a second air gap positioned intermediate between said leaky legs of said first group and said second group respectively.
一実施形態によれば、前記一次漏洩セクションの各々が、それぞれ、前記第1グループ)の前記漏洩脚のいずれか一方の周りに形成される。前記二次漏洩セクションの各々が、それぞれ、前記第2グループの前記漏洩脚のいずれか一方の周りに形成されている。 According to one embodiment, each of said primary leaky sections is respectively formed around either one of said leaky legs of said first group). Each of the secondary leaky sections is respectively formed around either one of the leaky legs of the second group.
一実施形態によれば、前記内面のいずれか一方に、溝が、各漏洩脚から所定距離を有して各漏洩脚の周りに形成され得る。この溝は、漏洩脚と主脚との間に介在される。 According to one embodiment, in either one of said inner surfaces, a groove may be formed around each leaky leg with a predetermined distance from each leaky leg. This groove is interposed between the leaky leg and the main leg.
その他の特徴及び利点を、本発明による電磁誘導装置の以下の説明に示す。電磁誘導装置は、非限定的な例として添付図面を参照して与えられる。 Other features and advantages are presented in the following description of the electromagnetic induction device according to the invention. An electromagnetic induction device is given as a non-limiting example with reference to the accompanying drawings.
本発明は、放熱手段が設けられた可変エアギャップを備えた電磁誘導装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic induction device with a variable air gap provided with heat dissipation means.
詳細には、本発明による装置は、可変エアギャップが収容されるコアを含む。さらに、前記エアギャップは、コアにて発生し得る磁束を導くための第1強磁性プレートを含み、第1強磁性プレートは、コアの飽和に必要な値よりも低い磁束値に対して飽和モードで動作することが意図されている。磁束は、磁気回路の全体を通じて保存性である。 Specifically, the device according to the invention comprises a core in which the variable air gap is accommodated. Further, the air gap includes a first ferromagnetic plate for guiding magnetic flux that may occur in the core, the first ferromagnetic plate being in saturation mode for flux values lower than that required for saturation of the core. is intended to work with Magnetic flux is conservative throughout the magnetic circuit.
本発明の条件による可変エアギャップは、放熱手段を形成している横方向突出部をさらに含み、横方向突出部は、第1プレートの側面から延在している。 The variable air gap according to the terms of the present invention further comprises lateral protrusions forming heat dissipation means, the lateral protrusions extending from the sides of the first plate.
より詳細には、本発明は、電磁誘導装置100(図1~図3)に関する。 More particularly, the present invention relates to electromagnetic induction device 100 (FIGS. 1-3).
電磁誘導装置100は、インダクタンスLを有する磁気インダクタであってよく、AC/DC又はDC/DC電力変圧器、特にはDABコンバータに組み込まれる。
The
電磁誘導装置100は、強磁性コア200(図1、図2、図3に図示)を備える。
The
強磁性コア200は、FeX型の金属合金(Xは、Si、Al、Co、Niから選択される元素の1つを含む)、A(Fe,B)2O4型のスピネル構造のフェライト酸化物(A=(Mn,Ni)、B=(Co,Cu,Al,・・)の中から選択される少なくとも1つの強磁性材料を含む。
The
強磁性コア200は、少なくとも1つの導電性コイル300(又は巻線)に流れる電流Iにより誘導される磁力線により横断され得る。コイル300は強磁性コア200の一部分の周りに形成され、主軸XX’に従って延在している。
The
「主軸」とは、導電性コイルの対称軸を意味すると理解されよう。 "Main axis" will be understood to mean the axis of symmetry of the electrically conductive coil.
具体的には、導電性コイル300は、強磁性コア200の一部分の周りに、導電性ワイヤ、例えば銅線を巻回して作られる。
Specifically, the
また、強磁性コア200は、エアギャップ、より詳細には可変エアギャップ400(図1及び図2)を含む。
詳細には、エアギャップ400は、強磁性コア400の凹部又は材料の欠落により形成される。
Specifically,
凹部又は材料の欠落により、強磁性コア400を形成している強磁性材料の連続性が分断される。
A recess or lack of material interrupts the continuity of the ferromagnetic material forming the
可変エアギャップ400は、除去された又は欠落している材料の体積に対応する体積Vを強磁性コア200内に画成している。
The
強磁性材料から作られたメインプレート500が、可変エアギャップ400により画成される体積V内に配置されている。
A
「プレート」とは、全体的に平坦で薄い形状の要素であると理解されよう。詳細には、プレートは、本質的に互いに平行で、輪郭により接続された2つの側面501を含む。
A "plate" will be understood to be an element of generally flat and thin shape. In detail, the plate comprises two
さらに、メインプレート500は本質的に互いに平行であり、強磁性コア200に流入し得る磁力線に平行な方向に従って配置されている。
Moreover, the
本発明によれば、プレート、特にメインプレートの向きは、その側面501の向きにより定義される。言い換えれば、前記磁力線は、メインプレート500の側面により形成される平面の方向と平行である。
According to the invention, the orientation of the plate, in particular the main plate, is defined by the orientation of its side surfaces 501 . In other words, the magnetic lines of force are parallel to the direction of the plane formed by the sides of the
また、メインプレート500は、表面積Stを有する断面を有し、この表面積Stは、前記メインプレート500の全てが、飽和磁場Bsat1(第1磁場Bsat1と称する)を有するように適合されている。第1磁場Bsat1は、強磁性コア200の飽和磁場(第2磁場Bsat2と称する)よりも低い。
The
「断面」とは、メインプレートと交差する磁力線に垂直な断面平面に沿った断面を意味すると理解されよう。 "Cross-section" will be understood to mean a cross-section along a cross-sectional plane perpendicular to the magnetic field lines intersecting the main plate.
強磁性コア200を横切る磁場Bの振幅は、コイル300に流れる電流Iに依存する。詳細には、第1磁場Bsat1及び第2磁場Bsat2は、コイル300に流れる電流Iが、それぞれ第1飽和電流Isat1及び第2飽和電流Isat2に等しいときに到達される。
The amplitude of the magnetic field B across
従って、電磁誘導装置100の挙動、及び、より詳細にはその磁化インダクタンスLは、コイル300に流れる電流Iに依存することになる。
Therefore, the behavior of the
この点に関し、図4は、メインプレート500が全て同一である電磁誘導装置100の異なる動作モードをグラフで表したものである。
In this regard, FIG. 4 is a graphical representation of different modes of operation of an
「同一のメインプレート」とは、同一形状、同一寸法及び同一材料によるプレートを意味すると理解されよう。 "Identical main plate" is understood to mean plates of the same shape, the same dimensions and the same material.
このような装置100は、コイル300に流れる電流Iに関連する3つの動作モード又はレベル「A」、「B」、「C」を有し、これらはそれぞれ、第1飽和電流Isat1よりも小さいレベル、第1飽和電流Isat1と第2飽和電流Isat2との間に含まれるレベル、及び、第2飽和電流Isat2よりも大きいレベルである。
Such a
より詳細には、モード「A」は、強磁性コア200及びメインプレート500が飽和していない線形モードに対応している。このモードでは、強磁性コア200及びメインプレート500の透磁率は、コアに流れる磁界にほとんど依存しないか、又は依存せず、従って、インダクションLもまた本質的に一定であり、第1インダクションL1に等しい。
More specifically, mode "A" corresponds to a linear mode in which
モード「B」は、インダクタンスLが第2インダクションL2まで低下することを特徴とする。 Mode "B" is characterized by the inductance L falling to a second induction L2.
詳細には、この低下は、メインプレート500の飽和によるものであり、第1磁場Bsat1よりも高い磁場の影響により、その透磁率が大幅に低下し、1に近い値に達する。
In particular, this drop is due to the saturation of the
最後に、モード「C」は、コイル300に流れる、第2飽和電流Isat2よりも高い電流により生じる強磁性コア200及びメインプレート500の飽和モードに対応している。このモードにおいてインダクタンスLは再び値L3まで低下する。
Finally, mode “C” corresponds to the saturation mode of
本発明によれば、メインプレート500には、強磁性の横方向突出部600も設けられている。
According to the invention, the
「突出部」とは、配置された面にて突出している部材を意味することが理解されよう。 "Protrusion" will be understood to mean a member that protrudes in the plane in which it is placed.
横方向突出部600は、詳細には、メインプレート500がその飽和磁場Bsat1よりも大きい磁場により横切られたときにメインプレート500内で発生しやすい熱を放散させることを目的としている。
The
詳細には、横方向突出部600は、前記メインプレート500の側面501から、前記側面501に本質的に直交する方向に沿って延在している(図1及び図2)。
Specifically,
横方向突出部600は、長方形、円形、正方形、三角形の断面を有し得る。
横方向突出部600は、メインプレート500に垂直な二次プレート700を形成するように、メインプレート500を対(ペア)で接続し得る(図2)。
The
特に有利な方法において、二次プレート700は、コアに流れる磁場が第2磁場Bsat2よりも低いときに飽和しないような寸法になっている。従って、メインプレート500が飽和すると、二次プレート700は、エアギャップ領域周辺の磁束のオーバーフローを制限する。言い換えれば、二次プレート700は、エアギャップ内の磁束の誘導を確実にし、事実上、磁場の横方向放射を制限する。
In a particularly advantageous manner, the
さらに、横方向突出部は、可変エアギャップにより画成される体積Vに制限され得る。 Additionally, the lateral protrusion can be limited to the volume V defined by the variable air gap.
有利には、強磁性コア200、第1プレート500及び横方向突出部600は同一の強磁性材料から作られる。
Advantageously, the
さらに有利には、第1プレート500及び突出部600により空けられた体積Vである空体積Vvは、10W/m/Kよりも高い熱伝導率を有する放熱材料601(図5)により少なくとも部分的に充填され得る。有利には、放熱材料はアルミナを含む。
More advantageously, the void volume Vv, which is the volume V vacated by the
放熱材料の存在により、エアギャップにて生成された熱をヒートシンクに向けて排出することで、横方向突出部600による冷却を補助できる。
The presence of the heat-dissipating material can aid cooling by the
電磁誘導装置100の第1実施形態によれば、強磁性コア200は、表面積Sを有する2つの平坦な端部200a,202bを含み、これらの端部は本質的に互いに平行であり、互いに対向している。
According to a first embodiment of the
端部200a,202bは可変エアギャップ400を区画し、メインプレート500は端部200a,202bに対して垂直に配置されている。
The
メインプレート500は、断面表面積Stを有する断面を有し、全てのメインプレートの断面表面積の合計は、表面積Sよりも小さい。
The
強磁性コアは、多角形状の、さらに有利には矩形状のフレームを含み得る。 The ferromagnetic core may comprise a polygonal, more advantageously rectangular frame.
例えば、図5に示すように、磁性コア200は、強磁性材料から構成された5つの平行六面体セクション201~205を含み、これらの平行六面体セクションは、それらの端部が、矩形フレームを形成するように対で接合されている。2つのセクション204と205とが矩形フレームの一辺を形成し、それらの端部200a及び200bにてエアギャップ400により(間隔gを有して)離間されている。
For example, as shown in FIG. 5, the
本発明による装置のサイジングの原理を、以下に、正方形のサイドフレームを形成し/且つ図5に示されているコアに基づいて提示する。しかしこのサイジング原理はこの構成のみに限定されず、当業者は、他のタイプのコアの形状寸法に容易に適応させ得る。 The principle of sizing the device according to the invention is presented below on the basis of a core forming a square side frame and/or shown in FIG. However, this sizing principle is not limited to this configuration only and can be readily adapted to other types of core geometries by those skilled in the art.
この例では、同一の一次プレート500が、間隔gを有する端部200aと200bとを接続している。端面領域200a及び200bの、一次プレートの一部分により覆われている割合が符号fで示されている。
In this example, the same
そして、透磁率μsの強磁性材料から作られた一次プレートのみが設けられたエアギャップ構造のリラクタンスReは、以下のように表される。
Np二次プレートが考慮されている限り、エアギャップ構造のリラクタンスは、リラクタンスネットワーク法を構造の構成要素の各々に適用することにより簡単に計算される。これらのプレートの厚さは記号epで示され、間隔gと比較して小さい(ep<<g)。 As long as the Np secondary plate is considered, the reluctance of an airgap structure is easily calculated by applying the reluctance network method to each of the structure's components. The thickness of these plates is denoted by the symbol ep and is small compared to the spacing g (ep<<g).
さらに、二次プレートは、透磁率μpの強磁性材料を含み、エアギャップを、直列に配置された複数の二次エアギャップに分割する。 Further, the secondary plate comprises a ferromagnetic material of permeability μ p and divides the air gap into a plurality of secondary air gaps arranged in series.
従って,各二次エアギャップのリラクタンスResは,以下のように表される。
一次プレート及び二次プレートを含むエアギャップ構造の合計リラクタンスは、プレートを分離しているNp二次リラクタンスの合計である。すなわち、
これらの式から、図5に示した装置のインダクタンスL(μc,μs)を推論でき、それは以下のように表される。
このインダクタンスの式は,その間隔gが項F(μs,f)で重み付けされる一定のエアギャップの場合に得られる式と同一である。 This inductance expression is identical to that obtained for a constant airgap whose spacing g is weighted by the term F(μ s ,f).
従って、この項は、インダクタンスの値に現れるエアギャップの距離の変更を、磁気回路の形状寸法を変更せずに可能にする。このためには、一次プレートの透磁率μsを、印加される電流の関数として変化させることが必要である。 Thus, this term allows changing the distance of the air gap appearing in the value of the inductance without changing the geometry of the magnetic circuit. For this, it is necessary to vary the magnetic permeability μs of the primary plate as a function of the applied current.
表面積Sと比較して相対的に小さい表面積を有する断面を有する一次プレートは、磁束保存則に従って、コアを横切る磁気誘導よりも高い磁気誘導により横切られる。このような考慮により、特に一次プレート500において、局所的に飽和作用を生じさせることができる。
A primary plate having a cross-section with a relatively small surface area compared to the surface area S is traversed by a higher magnetic induction than across the core, according to the law of conservation of magnetic flux. Such considerations allow local saturation effects to occur, particularly at the
一次プレートにおける磁気誘導Bstは、強磁性コアでの磁気誘導Bcの増幅に対応している。この増幅は、表面積率fの関数であり、以下の関係で与えられる。
コイルに流れる電流Iが増大すると、磁気誘導も増大する。しかし、コイルに流れる電流Iが飽和電流Isatに達するとすぐに、一次プレートの磁気誘導は飽和値Bsatに達し、一方、強磁性コアはリニアモードのままである。 As the current I flowing through the coil increases, so does the magnetic induction. However, as soon as the current I through the coil reaches the saturation current I sat , the magnetic induction of the primary plate reaches the saturation value B sat while the ferromagnetic core remains in linear mode.
これに関し、飽和電流の値は以下の関係で与えられる。
飽和電流Isatよりも高い電流の場合、一次プレートの透磁率μsは1に等しい。電流制御により得られるであろうインダクタンス変動の振幅を求めるために、飽和を除いた低誘導(I<<Isat)での公称動作に続いて、一次プレートで飽和が発生する高誘導(I>>Isat)での動作(μs=1)が考慮される。これら2つの極端なケース間のインダクタンスの変動が、以下の式で与えられる。
図6a、図6b、図7は、電磁誘導装置100の第1実施形態に関連する強磁性コアの別の構成を示している。この別の構成において、強磁性コアは2つのハーフコア2001及び2002を含み、これらは、当業者に公知のETDタイプ(円筒状の中央脚を有するダブルE)のコアである。
6a, 6b and 7 show another configuration of the ferromagnetic core associated with the first embodiment of the
強磁性ハーフコアの測定結果が図6a、図6bに関して得られ、以下の表で報告する。
2つの同一のハーフコアは、エアギャップが中央の柱207(図7)に形成された状態で、互いに対向するように取り付けられている。この例では、エアギャップの間隔gは5mmに等しい。 Two identical half-cores are mounted opposite each other with an air gap formed in the central post 207 (FIG. 7). In this example, the air gap spacing g is equal to 5 mm.
エアギャップ構造は、等間隔に配置された厚さ0.41mmの一次プレート(21.65mm×5mm)5枚と、厚さ1mmの二次プレート(21.65mm×21.65mm)2枚とを含む。 The air gap structure consists of 5 primary plates (21.65 mm x 5 mm) with a thickness of 0.41 mm and 2 secondary plates (21.65 mm x 21.65 mm) with a thickness of 1 mm, which are equally spaced. include.
強磁性材料の透磁率は1500であり、飽和誘導は430mTである。中心柱207に導電性ワイヤが5ターン巻かれている。
The ferromagnetic material has a magnetic permeability of 1500 and a saturation induction of 430 mT. Five turns of conductive wire are wound around the
これらの条件下で,飽和電流は6Aである。Isatよりも低い電流の場合,コアのインダクタンスは16mHであり,一次プレートの飽和後は3mHに減少する。二次プレートにより展開される熱交換面が,自然対流による冷却を向上させて、構造体内での加熱を100℃に抑えることを可能にしている。 Under these conditions the saturation current is 6A. For currents below I sat the core inductance is 16 mH and decreases to 3 mH after saturation of the primary plate. The heat exchange surfaces developed by the secondary plates improve cooling by natural convection, allowing heating within the structure to be limited to 100°C.
以下の説明は、電磁誘導装置100の第2実施形態に関する。
The following description relates to the second embodiment of the
詳細には、この第2実施形態に対応する電磁誘導装置100は、「デュアル・アクティブ・ブリッジ」(DAB)タイプの電力コンバータの構成要素として実装されることができ、上述の要素を本質的に包含している。
Specifically, the
この点に関し、図8及び図9~図11は、この第2実施形態の第1変型例及び第2変型例のそれぞれに従って実施され得るハーフコア2003及び2004の平面概略図である。 In this regard, FIGS. 8 and 9-11 are schematic plan views of half - cores 200-3 and 200-4 that may be implemented according to the first and second variations, respectively, of this second embodiment.
この第2実施形態によれば、強磁性コア200は、2つのハーフコア2003及び2004から成る組立体を含む。
According to this second embodiment , the
この点に関し、強磁性コア200は2つのベース101を含み、これらの各々に2つの主面が設けられている。これらの面をそれぞれ内面101a及び外面101bと称し、これらは本質的に平行である。
In this regard,
ベースは、その内面101aに沿ってそれぞれ互いに向かい合い、可変エアギャップ400が、ベースの1つに、より詳細にはその体積内にある。
The bases face each other along their
コアは、さらに複数の脚を含み、これらの脚は本質的に互いに平行であり、2つの内面101aの間に延在している。
The core further includes a plurality of legs, which are essentially parallel to each other and extend between the two
複数の脚は、少なくとも1つの主脚102と、少なくとも1つの側脚103と、少なくとも2つの漏洩脚104及び105とを含む。
The plurality of legs includes at least one
この装置は、さらに、少なくとも1つの一次巻線301と、少なくとも1つの二次巻線302とを含む。 The device further includes at least one primary winding 301 and at least one secondary winding 302 .
一次巻線301と二次巻線302の各々は、主脚102の周囲に巻かれたメインセクションと、漏洩セクションとを含み、漏洩セクションは、それぞれ一次漏洩セクション及び二次漏洩セクションと称され、各々が、異なる漏洩脚104及び105に巻き付けられている。
Each of primary winding 301 and secondary winding 302 includes a main section wound around
有利には、可変エアギャップ400は2つの漏洩脚の間に配置されており、一次プレートはフィンの形態である。
Advantageously, the
さらに有利には、フィンは、エアギャップがその間に配置された2つの漏洩脚を結ぶ軸により画定される方向に従って配向される。 More advantageously, the fins are oriented according to the direction defined by the axis joining the two leaky legs between which the air gap is arranged.
さらに、凹部は、エアギャップを含むベースの内面及び外面のいずれか一方につながり得る。 Additionally, the recess may lead to either the inner or outer surface of the base containing the air gap.
この点に関し、図12は、冷熱源に接触しているベース101の外面101bに開口しているエアギャップ400の概略図を示している。
In this regard, FIG. 12 shows a schematic illustration of an
強磁性コアは、1本の主脚102と、合計4本の漏洩脚104及び105とを含み得る。
The ferromagnetic core may include one
この点に関し、一次漏洩セクションが2つの一次漏洩セクションを含み、これは、一次巻線301が、一次漏洩セクション301a、メインセクション301b、及びその他の一次漏洩セクション301cのうちの1つを順番に含むようになされ、一次漏洩セクションの各々が、異なる漏洩脚に巻き付けられている。
In this regard, the primary leakage section includes two primary leakage sections, which in turn include primary winding 301,
同様に、二次漏洩セクションが2つの二次漏洩セクションを含み、これは、二次巻線302が、二次漏洩セクション302a、メインセクション302b、及びその他の二次漏洩セクション302cのうちの1つを順番に含むようになされ、二次漏洩セクションの各々が、異なる漏洩脚に巻き付けられている。
Similarly, the secondary leakage section includes two secondary leakage sections, which secondary winding 302 is one of secondary leakage section 302a,
第1変型例(図8)によれば、少なくとも1つの側脚103は、4つの側脚103を含む。
According to a first variant ( FIG. 8 ), the at least one
より詳細には、4つの側脚103と4つの漏洩脚104,105とが、主脚102を中心とする円を描き、そこに側脚と漏洩脚が規則的に交互に配置されている。各一次漏洩セクションは、さらに、主脚に対して二次漏洩セクションの1つに直径方向に対向して配置されている。
More specifically, the four
ここまで記載した装置は、変圧器機能と直列インダクタ機能を含む。 The device described so far includes a transformer function and a series inductor function.
変圧器機能は、主脚を取り囲んでいる一次巻線301及び二次巻線302のそれぞれのメインセクション301b,302bにより保証される。
The transformer function is ensured by
一次巻線と二次巻線に生じる直列インダクタンスは、一次漏洩セクション301a及び301cと二次漏洩セクション302a及び302cにより保証される。
The series inductance that occurs in the primary and secondary windings is ensured by
こうして、一次巻線に電流を流すことにより主脚に生じる「変圧器磁束」と称される磁束が、ベース、側脚、他方のベースを連続的に通過して、再び主脚を横切るループ状の経路を辿る。 Thus, the magnetic flux, called "transformer flux", produced in the main leg by passing current through the primary winding, passes continuously through the base, the side leg, the other base, and again in a loop across the main leg. follow the path of
同様に、一次「漏洩」流が、一次回路の2つの漏洩脚を結ぶ別の輪郭を流れる。この輪郭は、円筒形のベースを、その厚さ方向に、2つの一次漏洩脚のベースを結ぶ線に沿って横切る。二次漏洩流も、2つの二次漏洩脚により描かれる同様の輪郭を流れる。 Similarly, the primary "leaky" flow follows another contour connecting the two leaky legs of the primary circuit. This contour traverses the cylindrical base through its thickness along a line joining the bases of the two primary leaky legs. The secondary leakage flow also follows a similar contour described by the two secondary leakage legs.
2つの漏洩脚の間のエアギャップを可変にすることで、可変漏洩インダクタの性質を装置に与えることができる。 By varying the air gap between the two leaky legs, the properties of a variable leakage inductor can be imparted to the device.
同様に、可変エアギャップを2つの二次漏洩脚間に設けることで、可変漏洩インダクタの性質を装置に与えることができる。 Similarly, a variable air gap can be provided between the two secondary leaky legs to impart the properties of a variable leakage inductor to the device.
第2変型例(図9~図11)によれば、強磁性コアは、2つの側脚103と、4つの漏洩脚104及び105とを含む。
According to a second variant (FIGS. 9-11), the ferromagnetic core includes two
2つの漏洩脚104と2つの漏洩脚105とは、それぞれ第1グループ106、第2グループ107と称される、2つの漏洩脚から成る2つのグループを形成している。
The two
さらに、4つの漏洩脚と2つの側脚は、主脚を中心とした円を描き、そこに側脚と前記グループとが規則的に交互に配置されている。 Furthermore, the four leaky legs and the two side legs describe a circle centered on the main leg, in which the side legs and said groups are regularly alternated.
有利には、少なくとも1つのエアギャップ400は、第1グループ106及び第2グループ107のそれぞれの漏洩脚の間の中間に配置された第1エアギャップ401及び第2エアギャップ402を含む。
Advantageously, the at least one
詳細には、一次漏洩セクションの各々が、それぞれ、第1グループの漏洩脚の一方及び他方の漏洩脚の周囲に形成されている。 Specifically, each of the primary leaky sections is formed around one and the other of the first group of leaky legs, respectively.
同様に、二次漏洩セクションの各々は、それぞれ、第2グループ107の漏洩脚の一方及び漏洩脚の他方の周囲に形成されている。
Similarly, each of the secondary leaky sections is formed around one of the leaky legs and the other of the leaky legs of the
この第2変型例によれば、同一グループの漏洩脚同士が近接していることで、漏洩をより正確に制御できる。 According to this second modification, since the leaky legs of the same group are close to each other, the leak can be controlled more accurately.
また、漏洩脚と側脚との間の磁束を制限するように、フラックスバリア800もベース101に形成され得る。詳細には、これらのフラックスバリア800は、第1グループ106の要素の各々と第2グループ107の要素の各々と側脚との間の凹部領域を含み得る。
A
詳細には、凹部領域は、縁から、考慮されたベースの半径に沿って延在し得る。 In particular, the recessed area may extend from the edge along the radius of the considered base.
最後に、考慮される変型例に関わらず、内面のいずれか一方に、溝が、各漏洩脚から所定距離を有して各漏洩脚の周りに形成され得る。この溝は、漏洩脚と主脚との間に介在される。 Finally, regardless of the variation considered, on either one of the inner surfaces, a groove may be formed around each leaky leg at a predetermined distance from each leaky leg. This groove is interposed between the leaky leg and the main leg.
本発明によるコアの製造工程は、射出成形技術(「PIM」すなわち「粉末射出成形」)を含み得る。この技術は、複雑な形状を有する部品の大量生産に特に非常に適している。 The manufacturing process for cores according to the present invention may involve injection molding techniques (“PIM” or “powder injection molding”). This technique is particularly well suited for mass production of parts with complex geometries.
射出成形では、最初に、原料を成形するステップを実行する。 In injection molding, the first step is to mold the raw material.
詳細には、原料は、最終部品を形成するための有機材料(又は高分子バインダー)と無機粉末(金属又はセラミック)との混合物を含む。 Specifically, the raw materials include mixtures of organic materials (or polymeric binders) and inorganic powders (metals or ceramics) to form the final part.
原料を射出成形機に注入し、その技術は当業者に公知である。射出成形機により、粉末と共に射出されたポリマーをキャビティ内で溶融し、前記粉末に所望の形状を与えることができる。 The raw material is injected into an injection molding machine, a technique known to those skilled in the art. The injection molding machine allows the polymer injected with the powder to melt in the cavity and give the powder the desired shape.
こうして成形及び溶解された原料を冷却して固化させ、射出成形機により与えられる形状に固定する。 The material thus molded and melted is cooled to solidify and set into the shape imparted by the injection molding machine.
その後、原料から形成された部品を、有機物を除去するために脱型及び脱バインダーする。 Parts formed from raw materials are then demolded and debound to remove organics.
その後、部品を焼結により固め得る。 The part can then be consolidated by sintering.
100:電磁誘導装置
102:主脚
103:側脚
104:漏洩脚
105:漏洩脚
200:強磁性コア
300:コイル
301a:一次漏洩セクション
301b:メインセクション
301c:一次漏洩セクション
302a:二次漏洩セクション
302b:メインセクション
302c:二次漏洩セクション
400:可変エアギャップ
500:強磁性メインプレート
501:側面
600:横方向突出部
700:二次プレート
800:フラックスバリア
100: Electromagnetic induction device 102: Main leg 103: Side leg 104: Leakage leg 105: Leakage leg 200: Ferromagnetic core 300:
Claims (18)
可変エアギャップ(400)と称される少なくとも1つのエアギャップと、
を備えた電磁誘導装置(100)であって、
前記エアギャップは、前記コア内に体積Vを画成し、
前記体積V内に複数の強磁性メインプレート(500)が配置され、
前記複数の強磁性メインプレート(500)は、互いに略平行で、且つ、前記コア内を流れ得る磁力線に平行な方向に配置され、
前記複数のメインプレート(500)は、前記複数のプレートの全てが前記強磁性コア(200)の飽和磁場よりも低い飽和磁場を有するように構成された断面を有し、
前記複数のメインプレート(500)は、複数の横方向突出部(600)をさらに備え、
前記複数のメインプレート(500)がその飽和磁場よりも高い磁場により横切られたときに、前記複数の横方向突出部(600)は、前記複数のメインプレート(500)内で発生し得る熱を放散させるように構成され、
前記複数の横方向突出部(600)は、前記複数のプレートの側面(501)から、前記側面(501)に略直交する方向に沿って延出している、
電磁誘導装置(100)。 a ferromagnetic core (200);
at least one air gap referred to as variable air gap (400);
An electromagnetic induction device (100) comprising
the air gap defines a volume V within the core;
a plurality of ferromagnetic main plates (500) positioned within said volume V;
the plurality of ferromagnetic main plates (500) are oriented substantially parallel to each other and parallel to magnetic lines of force that may flow within the core;
the plurality of main plates (500) having a cross-section configured such that all of the plurality of plates have a saturation magnetic field lower than that of the ferromagnetic core (200);
the plurality of main plates (500) further comprising a plurality of lateral projections (600);
The plurality of lateral protrusions (600) dissipate heat that may be generated within the plurality of main plates (500) when the plurality of main plates (500) are traversed by a magnetic field higher than its saturation magnetic field. configured to dissipate
The plurality of lateral projections (600) extend from side surfaces (501) of the plurality of plates along a direction substantially orthogonal to the side surfaces (501).
An electromagnetic induction device (100).
請求項1又は2に記載の装置。 the ferromagnetic core (200), the plurality of main plates (500) and the plurality of lateral protrusions are made of the same ferromagnetic material;
3. Apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1から3のうちいずれか一項に記載の装置。 all main plates (500) are identical,
4. Apparatus according to any one of claims 1-3.
前記ヒートシンク材料は、好ましくはアルミナを含む、
請求項1から4のうちいずれか一項に記載の装置。 A void volume Vv, which is the volume V vacated by the plurality of main plates (500) and the plurality of lateral projections, is at least partially formed by a heat sink material having a thermal conductivity higher than 10 W/m/K. filled and
the heat sink material preferably comprises alumina,
5. Apparatus according to any one of claims 1-4.
ここで、Xは、Si、Al、Co、Niから選択される元素の1つを含み、
A=(Mn,Ni)、B=(Co,Cu,Al,・・)である、
請求項1から5のうちいずれか一項に記載の装置。 the ferromagnetic core (200) comprises a ferromagnetic material selected from FeX-type metal alloys and A(Fe,B) 2O4 - type spinel-structured ferrite oxides;
where X contains one of the elements selected from Si, Al, Co, Ni,
A = (Mn, Ni), B = (Co, Cu, Al, ...),
6. Apparatus according to any one of claims 1-5.
当該端部は、互いに対向し、且つ表面積Sを有し、
前記2つの端部は、前記可変エアギャップ(400)を区画し、
前記メインプレート(500)は、前記端部に対して垂直に配置され、
前記強磁性コア(200)は、有利には多角形状のフレームを有し、さらに有利には矩形状のフレームを有する、
請求項1から6のうちいずれか一項に記載の装置。 said ferromagnetic core (200) comprising two flat ends (200a, 200b) substantially parallel to each other;
the ends face each other and have a surface area S;
the two ends define the variable air gap (400);
said main plate (500) is arranged perpendicular to said edge,
said ferromagnetic core (200) advantageously has a polygonal frame, more advantageously a rectangular frame,
7. Apparatus according to any one of claims 1-6.
全てのメインプレート(500)の断面表面積の合計は、前記表面積Sよりも小さい、請求項7に記載の装置。 the plurality of main plates (500) having a cross-section with a cross- sectional surface area St;
8. Apparatus according to claim 7, wherein the sum of the cross-sectional surface areas of all main plates (500) is less than said surface area S.
前記ベースの各々は、内面(101a)及び外面(101b)と称される2つの主面を備え、
前記内面と外面とが略平行であり、
前記ベース(101)は、前記ベースの内面(101a)に沿って互いに向かい合い、
前記可変エアギャップ(400)は、前記ベースの1つに形成されており、
前記コア(200)は、さらに、互いに略平行で且つ前記2つの内面の間に延出する複数の脚を備え、
前記複数の脚は、少なくとも1つの主脚(102)と、少なくとも1つの側脚(103)と、少なくとも2つの漏洩脚(104,105)とを備え、
前記装置は、少なくとも1つの一次巻線(301)及び少なくとも1つの二次巻線(302)をさらに備え、
前記一次巻線と二次巻線の各々は、前記主脚(102)の周囲に巻かれたメインセクション(301b,302b)と、一次漏洩セクション(301a,301c)及び二次漏洩セクション(302a,302c)と称された漏洩セクションとを含み、
一次漏洩セクション(301a,301c)及び二次漏洩セクション(302a,302c)の各々は、異なる漏洩脚に巻き付けられている、
請求項1から6のうちいずれか一項に記載の装置。 The ferromagnetic core (200) comprises two bases (101),
each of said bases comprises two major surfaces, referred to as inner surface (101a) and outer surface (101b);
The inner surface and the outer surface are substantially parallel,
the bases (101) face each other along an inner surface (101a) of the bases;
said variable air gap (400) is formed in one of said bases,
said core (200) further comprising a plurality of legs substantially parallel to each other and extending between said two inner surfaces;
said plurality of legs comprising at least one main leg (102), at least one side leg (103) and at least two leaky legs (104, 105);
The device further comprises at least one primary winding (301) and at least one secondary winding (302),
Each of said primary and secondary windings comprises a main section (301b, 302b) wound around said main leg (102), a primary leakage section (301a, 301c) and a secondary leakage section (302a, 302b). 302c) and a leak section referred to as
each of the primary leaky section (301a, 301c) and the secondary leaky section (302a, 302c) is wrapped around a different leaky leg;
7. Apparatus according to any one of claims 1-6.
前記一次プレートがフィンの形態である、
請求項9に記載の装置。 said variable air gap (400) is positioned between said two leaky legs;
wherein the primary plate is in the form of fins;
10. Apparatus according to claim 9.
請求項10に記載の装置。 said fins are oriented along a direction defined by an axis connecting two leaky legs between which said air gap is disposed;
11. Apparatus according to claim 10.
請求項9から11のうちいずれか一項に記載の装置。 said recess is open to said inner surface (101a) of the considered base,
12. Apparatus according to any one of claims 9-11.
請求項9から12のうちいずれか一項に記載の装置。 said recess is open to said outer surface (101b) of said considered base;
13. Apparatus according to any one of claims 9-12.
前記少なくとも2つの漏洩脚が4つの漏洩脚を含み、
前記一次漏洩セクションが2つの一次漏洩セクションを含むことで、前記一次巻線が、前記一次漏洩セクション(301a)、前記メインセクション(301b)、及び他方の一次漏洩セクション(301c)のうちの一つを順番に含み、
前記一次漏洩セクションの各々は、異なる漏洩脚に巻き付けられ、
前記二次漏洩セクションは、2つの二次漏洩セクションを含むことで、前記二次巻線が、前記二次漏洩セクション(302a)、前記メインセクション(302b)、及び他方の二次漏洩セクション(302c)のうちの一つを順番に含み、
前記二次漏洩セクションの各々は、異なる漏洩脚に巻き付けられている、
請求項9から13のうちいずれか一項に記載の装置。 said at least one main leg (102) comprising a single main leg (102);
said at least two leaky legs comprising four leaky legs;
The primary leakage section includes two primary leakage sections, such that the primary winding is one of the primary leakage section (301a), the main section (301b) and the other primary leakage section (301c). containing in order,
each of the primary leaky sections is wrapped around a different leaky leg;
The secondary leakage section includes two secondary leakage sections such that the secondary winding comprises the secondary leakage section (302a), the main section (302b) and the other secondary leakage section (302c). ) in order, and
each of the secondary leaky sections is wrapped around a different leaky leg;
14. Apparatus according to any one of claims 9-13.
前記4つの側脚と前記4つの漏洩脚とは、前記主脚(102)を中心とする円を描き、
前記側脚と前記漏洩脚とは、規則的に交互に配置され、
各セクションは、前記主脚(102)に対して、二次漏洩セクションに直径方向に対向して配置されている、
請求項14に記載の装置。 said at least one side leg comprises four side legs;
said four side legs and said four leaky legs describe a circle centered on said main leg (102);
the lateral legs and the leaky legs are regularly alternated;
each section is positioned diametrically opposite a secondary leakage section with respect to said main leg (102);
15. Apparatus according to claim 14.
前記少なくとも2つの漏洩脚は、4つの漏洩脚を含み、
前記4つの漏洩脚は、第1グループ(106)及び第2のグループ(107)と称されると共に、2つの漏洩脚から成る2つのグループを形成し、
前記4つの漏洩脚及び前記2つの側脚は、前記主脚(102)を中心とする円を描き、
前記側脚と前記グループ(106,107)とが規則的に交互に配置されている、
請求項14に記載の装置。 said at least one side leg comprises two side legs;
said at least two leaky legs comprising four leaky legs;
said four leaky legs forming two groups of two leaky legs, referred to as a first group (106) and a second group (107);
said four leaky legs and said two side legs describe a circle centered on said main leg (102);
the lateral legs and the groups (106, 107) are regularly alternated;
15. Apparatus according to claim 14.
前記第1エアギャップ(401)及び前記第2エアギャップ(402)は、前記第1グループ(106)及び前記第2グループ(107)のそれぞれの前記漏洩脚の間の中間に配置されている、
請求項16に記載の装置。 said at least one air gap comprises a first air gap (401) and a second air gap (402);
said first air gap (401) and said second air gap (402) are arranged intermediate between said leaky legs of said first group (106) and said second group (107) respectively;
17. Apparatus according to claim 16.
前記二次漏洩セクションの各々は、それぞれ、前記第2グループ(107)の前記漏洩脚(105)のいずれか一方の周りに形成されている、
請求項17に記載の装置。 each of the primary leaky sections is formed around either one of the leaky legs (104) of the first group (106);
each of said secondary leaky sections is respectively formed around either one of said leaky legs (105) of said second group (107);
18. Apparatus according to claim 17.
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