JP6516910B1 - Step-down converter - Google Patents
Step-down converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP6516910B1 JP6516910B1 JP2018128704A JP2018128704A JP6516910B1 JP 6516910 B1 JP6516910 B1 JP 6516910B1 JP 2018128704 A JP2018128704 A JP 2018128704A JP 2018128704 A JP2018128704 A JP 2018128704A JP 6516910 B1 JP6516910 B1 JP 6516910B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- down transformer
- transformer
- side winding
- primary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 154
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 62
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 6
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000013464 silicone adhesive Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】降圧コンバータの小型化、筐体への組立工数の削減を図る。【解決手段】降圧トランス2と整流素子3と平滑リアクトル4を有した降圧コンバータにおいて、降圧トランス2の一次側巻線8を四層、降圧トランス2の二次側巻線9を二層とし、一次側巻線8は二次側巻線9を挟み込むように上側に二層、下側に二層を配置し、上側の一次側巻線8bと二次側巻線9との間、二次側巻線9の層間、および下側の一次側巻線8cと二次側巻線9との間にはそれぞれ絶縁部材の樹脂セパレータ10a、10b、10cを配置して、降圧トランスの一次側巻線8と二次側巻線9、平滑リアクトル4の平滑コイル42および樹脂セパレータ10a、10b、10cは、整流素子3が搭載される部分を除いて、樹脂1aで一体成形されている。【選択図】図3An object of the present invention is to downsize a step-down converter and to reduce the number of assembling steps into a case. In a step-down converter having a step-down transformer 2, a rectifying element 3 and a smoothing reactor 4, the primary winding 8 of the step-down transformer 2 has four layers, and the secondary winding 9 of the step-down transformer 2 has two layers, The primary winding 8 has two layers on the upper side and two layers on the lower side so as to sandwich the secondary winding 9, and between the upper primary winding 8 b and the secondary winding 9, a secondary The resin separators 10a, 10b and 10c of the insulating members are disposed between the layers of the side winding 9 and between the lower primary winding 8c and the secondary winding 9, respectively, and the primary winding of the step-down transformer The wire 8 and the secondary winding 9, the smoothing coil 42 of the smoothing reactor 4 and the resin separators 10a, 10b and 10c are integrally formed of the resin 1a except for the portion where the rectifying element 3 is mounted. [Selected figure] Figure 3
Description
本願は、トランスと整流素子と平滑リアクトルを有して、高電圧から低電圧に降圧する降圧コンバータに関するものである。 The present application relates to a step-down converter that has a transformer, a rectifying element, and a smoothing reactor, and steps down from a high voltage to a low voltage.
プラグインハイブリッド車、電気自動車等の電動化車両には、高電圧バッテリの電圧を12V系の低電圧まで降圧するDC/DCコンバータ装置が用いられている。
DC/DCコンバータ装置は、一次側コイルと二次側コイルとを有するトランスと、トランスの二次側コイルに誘起される電圧を整流する整流素子と、トランスの二次側コイルに接続されるチョークコイルを備えている。そして二次側コイルが複数のコイル導体部を有し、各コイル導体部の端部が金属基板上に絶縁層を介して形成された導体パターンにはんだ付けされ、一次側コイルが二次側コイルの複数のコイル導体部間に挿入された構成として、トランスの小型化、筐体への組立工数の削減、及び放熱に配慮した構造が考案されている(例えば特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art A DC / DC converter device that reduces the voltage of a high-voltage battery to a low voltage of 12 V is used in motorized vehicles such as plug-in hybrid vehicles and electric vehicles.
The DC / DC converter device includes a transformer having a primary coil and a secondary coil, a rectifying element for rectifying a voltage induced on the secondary coil of the transformer, and a choke connected to the secondary coil of the transformer It has a coil. And a secondary side coil has a plurality of coil conductor parts, and an end of each coil conductor part is soldered to a conductor pattern formed on a metal substrate via an insulating layer, and a primary side coil is a secondary side coil. As a configuration inserted between the plurality of coil conductor portions, a structure has been devised in consideration of downsizing of the transformer, reduction of the number of assembling steps to the housing, and heat radiation (see, for example, Patent Document 1).
また、2つの一次側コイルユニットの間に外面が絶縁材で覆われた二次側コイルユニットを挟持して一対のコアの間で挟み、二次側コイルユニットは2個の銅板製の二次側コイルの間に絶縁材製のスペーサを挟んだ状態で、射出成形により樹脂モールドされて一体化し、トランスの部品点数と組立て工数を減少し、大電流を流すことができるトランスが考案されている(例えば特許文献2参照)。 In addition, a secondary coil unit whose outer surface is covered with an insulating material is sandwiched between two primary coil units, and is sandwiched between a pair of cores, and the secondary coil unit is made of two secondary copper plates With a spacer made of an insulating material sandwiched between side coils, resin molding is performed by injection molding and integrated, and a transformer capable of flowing a large current by reducing the number of parts of the transformer and the number of assembling steps has been devised. (See, for example, Patent Document 2).
特許文献1および特許文献2は、いずれもトランス単体における組立工数の削減を考慮したもので、整流素子経由で降圧トランスに接続される平滑リアクトルの巻線とコアを含めたコンバータとしての組立て工数については考慮されておらず、コンバータの小型化、筐体への組立工数の削減についてはまだ課題があった。
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、トランスの小型化、筐体への組立工数の削減が可能な降圧コンバータを提供することを目的とするものである。 The present application has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a step-down converter capable of reducing the size of a transformer and the number of assembling steps in a housing.
本願に係る降圧コンバータは、降圧トランスと整流素子と平滑リアクトルを有した降圧コンバータにおいて、降圧トランスの一次側巻線を四層、降圧トランスの二次側巻線を二層とし、一次側巻線は二次側巻線を挟み込むように上側に二層、下側に二層を配置し、上側の一次側巻線と二次側巻線との間、二次側巻線の層間、および下側の一次側巻線と二次側巻線との間にはそれぞれ絶縁部材の樹脂セパレータを配置して、降圧トランスの一次側巻線と二次側巻線、平滑リアクトルの平滑コイルおよび樹脂セパレータは、整流素子が搭載される部分を除いて、樹脂で一体成形されているものである。 The step-down converter according to the present application is a step-down converter having a step-down transformer, a rectifying element, and a smoothing reactor, wherein the primary side winding of the step-down transformer is four layers, the secondary side winding of the step-down transformer is two layers, and the primary side winding In the upper side and the lower side, two layers are disposed on the upper side and the lower side so as to sandwich the secondary side winding, and between the upper side primary winding and the secondary side winding, the layer of the secondary side winding, and the lower side The resin separators of the insulating members are respectively disposed between the primary side winding and the secondary side winding, and the primary side winding and the secondary side winding of the step-down transformer, the smoothing coil smoothing coil and the resin separator Is integrally molded of resin except for the portion where the rectifying element is mounted.
本願は、降圧トランスの一次側巻線は、二層の二次側巻線を挟み込むように上側に二層、下側に二層配置された構成にすることで巻数比を大きくでき、1つの降圧トランスで高電圧化と小型化に対応することが出来る。さらに降圧トランスに整流素子経由で接続される平滑リアクトルの平滑コイルも降圧トランスの巻線と一体成形しているので、筐体への組立工数の削減が可能となる。 In the present application, the winding ratio can be increased by arranging two layers on the upper side and two layers on the lower side so that the primary side winding of the step-down transformer sandwiches the secondary side winding of the two layers. It is possible to cope with high voltage and miniaturization by the step-down transformer. Furthermore, since the smoothing coil of the smoothing reactor connected to the step-down transformer via the rectifying element is also integrally formed with the winding of the step-down transformer, it is possible to reduce the number of assembling steps to the housing.
実施の形態1.
以下、本願の実施の形態1における降圧コンバータを図1から図9に基づいて説明する。
降圧コンバータとは、例えばハイブリッド車に搭載される高電圧バッテリから低電圧バッテリへ電力変換して電力を供給する装置で、その主回路の一例を図1に示す。
Hereinafter, the step-down converter according to the first embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 9.
A step-down converter is, for example, a device that converts power from a high voltage battery mounted in a hybrid vehicle to a low voltage battery to supply power, and an example of its main circuit is shown in FIG.
図1において、降圧コンバータは、高電圧バッテリ100と低電圧バッテリ200との間に、入力側駆動回路1となるスイッチング素子11A〜11D、降圧トランス2、整流素子3、平滑リアクトル4、平滑コンデンサ5が接続されて構成される。
In FIG. 1, the step-down converter includes
入力側駆動回路1は、4つのスイッチング素子11A、11B、11C、11D(総称する場合はスイッチング素子11とする)を有している。降圧トランス2の一次側巻線8はスイッチング素子11に接続され、二次側巻線9は4つの整流素子3A、3B、3C、3D(総称する場合は整流素子3とする)のアノードと接続されている。整流素子3のカソードには平滑リアクトル4が接続され、平滑リアクトル4と低電圧バッテリ200との間には平滑コンデンサ5が接続されている。
The input
入力側駆動回路1においては、直列に接続されたスイッチング素子11A、11Bと、直列に接続されたスイッチング素子11C、11Dが、並列に接続されている。スイッチング素子11Aとスイッチング素子11Bとの間には接続点15が、スイッチング素子11Cとスイッチング素子11Dとの間には接続点16が存在する。接続点15と接続点16との間に、降圧トランスの一次側巻線8が接続されている。
In the input
スイッチング素子11は制御回路(図示しない)に接続されているため、制御回路によりスイッチング素子11A〜11Dが交互にオンオフするよう制御される。具体的には、スイッチング素子11Aおよびスイッチング素子11Dがオンする第1の状態と、スイッチング素子11Bおよびスイッチング素子11Cがオンする第2の状態とが一定の時間間隔ごとに交互に出現する。これにより入力側駆動回路1においては、第1の状態と第2の状態との間で、高電圧バッテリ100の電圧Vinからの入力電圧が、互いに反対方向に(一方が正の電圧で、他方が負の電圧であるように)、降圧トランス2の一次側巻線8に印加される。したがって入力側駆動回路1により、高電圧バッテリ100を用いて電流の向きが時間変化する回路を形成することができる。
Since the switching element 11 is connected to a control circuit (not shown), the control circuit controls the
以上のように入力側駆動回路1は4つのスイッチング素子11A〜11Dにより、いわゆるフルブリッジ回路を構成している。しかし上記第1の状態および第2の状態の間で交互に互いに反対方向の電圧を降圧トランス2の一次側巻線8に印加可能であれば、スイッチング素子11の態様は上記図1の態様に限らず、たとえば2つのスイッチング素子で構成するいわゆるハーフブリッジ回路などが採用されてもよい。
As described above, the input
降圧トランス2は、二次側巻線9として、2つの出力側コイル9a(第1の出力側コイル)、9b(第2の出力側コイル)を有している。出力側コイル9a、9bの端部のうち一方の端部は降圧コンバータの出力側の基準電位に、他方の端部は整流素子3A、3B、3C、3Dのアノードに接続されている。
The step-
整流素子3A、3B、3C、3Dのカソードは平滑リアクトル4のコイル(平滑コイル)の一端に接続される。また平滑コイルの1対の端部のうち整流素子3A〜3Dと接続される側と反対側の端部には平滑コンデンサ5の一端が接続される。平滑コンデンサ5の両端部の間には低電圧バッテリ200が接続され、降圧コンバータの出力として出力電圧Voが低電圧バッテリ200に入力される。
The cathodes of the rectifying elements 3A, 3B, 3C, 3D are connected to one end of the coil (smoothing coil) of the
次に、図2〜図8を用いて実施の形態1における降圧コンバータを構成する各部材の構造について説明する。
図2は降圧コンバータを構成する、降圧トランス2、整流素子3、平滑リアクトル4を一体で構成したアッセンブリ部品の斜視図である。図3はその展開図であり、説明の便宜上、アッセンブリ部品を覆う一体成形樹脂は図示を省略している。
Next, the structure of each member constituting the step-down converter according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a perspective view of an assembly component in which the step-
実施の形態1における降圧コンバータにおいて、降圧トランス2はコア7と一次側巻線8と二次側巻線9を有し、整流素子3は表面実装タイプである。また、平滑リアクトル4は平滑コア41と平滑コイル42とを有している。
図3、図4に示すように、降圧トランス2の一次側巻線8は、上側に二層の一次側巻線8aと8b、下側に二層の一次側巻線8cと8d(総称する場合は一次側巻線8とする)を有した四層構造となっている。また、降圧トランス2の二次側巻線9は二次側巻線9aと9b(総称する場合は二次側巻線9とする)を有した二層構造となっている。
In the step-down converter according to the first embodiment, the step-
As shown in FIGS. 3 and 4, the primary winding 8 of the step-down
四層となる降圧トランス2の一次側巻線8は、二層の二次側巻線9を挟み込むように図の上側に二層、下側に二層配置される。上側の二層のうち一層の一次側巻線8aは、成形樹脂8a’と一体成形されており、もう一層の一次側巻線8bは成形樹脂8a’に設けられた凹部に嵌め込まれる。同様に、下側の二層のうち一層の一次側巻線8dは、成形樹脂8d’と一体成形されており、もう一層の一次側巻線8cは成形樹脂8d’に設けられた凹部に嵌め込まれる。
凹部に嵌め込まれる一次側巻線8b、8cは複数箇所で圧入されるよう凹部の幅が狭くなるように突起(図示しない)が設けられている。
The primary side winding 8 of the step-down
The
降圧トランス2の一次側巻線8と二次側巻線9の層構造を図3、図4にて詳しく説明する。
上側の一次側巻線8bと二次側巻線9aとの間、二層の二次側巻線9aと9bとの間、および下側の一次側巻線8cと二次側巻線9bとの間には、それぞれ絶縁部材の樹脂セパレータ10a、10b、10c(総称する場合は樹脂セパレータ10とする)が配置される。中央の樹脂セパレータ10bには、二つの二次側巻線9a、9bを位置決めするための凸部が図の上下方向に構成されており、二次側巻線9a、9bにはそれと嵌合する穴が空いている。
The layer structure of the primary winding 8 and the secondary winding 9 of the step-down
Between upper
二次側巻線9a、9bの外側に配置される樹脂セパレータ10a、10cにも中央の樹脂セパレータ10bの凸部と嵌合する穴が空いている。また、外側の樹脂セパレータ10a、10cの外周には、一次側巻線8との絶縁沿面距離を確保するためのL字型形状(図4参照)の凸部が設けられている。
外側の樹脂セパレータ10aの上側には2層の一次側巻線8a、8bが、外側の樹脂セパレータ10cの下側には2層の一次側巻線8c、8dが配置される。
なお、二次側巻線9a、9bの巻線端部9ao、9boは図6に示すようにL字状とされ、その下側は平坦部となって整流素子3の実装部となっている。
The
Two layers of
The winding end portions 9ao and 9bo of the
一次側巻線8は、成形樹脂8a’と一体成形された最外層の一次側巻線8aの一端8aiと、その成形樹脂8a’に嵌め込まれた二層目の一次側巻線8bの一端8biは、図5に示すように、巻線の内周側で接合される。残りの一次側巻線8d、8cも同様にその一端8di、8ciで接合される。一次側巻線8bの他端8boと一次側巻線8cの他端8coは、図5に示す状態に降圧トランス2の部材を組み合わせてから接合される。
The primary winding 8 has one end 8 ai of the outermost primary winding 8 a integrally formed with the
一次側巻線8aの一端8aiと一次側巻線8bの一端8biとの接合、一次側巻線8dの一端8diと一次側巻線8cの一端8ciとの接合、一次側巻線8bの他端8boと一次側巻線8cの他端8coとの接合には、超音波溶接またはろう付けなどが用いられる。最外層の一次側巻線8a、8dの他端8ao、8doは、図6に示すように同じ向きに並設して配置され、図示しない基板経由でスイッチング素子11に接続される。
また降圧トランス2の一次側巻線8の外径は、二次側巻線9の外径と同じか、二次側巻線9の外径よりも小さくなっている。
尚、本構造における一次側巻線8および二次側巻線9は、板金プレスで製造することを想定しているが、同様の構成をとれるものなら、製造方法は他の方法でも問題ない。
Junction of one end 8ai of primary winding 8a and one end 8bi of primary winding 8b, junction of one end 8di of primary winding 8d and one end 8ci of primary winding 8c, other end of primary winding 8b Ultrasonic welding, brazing or the like is used for joining 8 bo to the other end 8 co of the primary side winding 8 c. The other ends 8ao and 8do of the outermost
Further, the outer diameter of the primary side winding 8 of the step-down
Although it is assumed that the primary side winding 8 and the secondary side winding 9 in the present structure are manufactured by a sheet metal press, the manufacturing method may be any other method as long as the same configuration can be taken.
平滑リアクトル4の平滑コイル42は、図3に示すように2つのコイル42a、42bを積み重ねて構成され、板金プレスで製造されている。
降圧トランス2の一次側巻線8a〜8dの四層、二次側巻線9a、9bの二層、絶縁部材の樹脂セパレータ10a〜10cおよび平滑リアクトル4の平滑コイル42は、図6に示す状態で図示してない成形金型にセットされ、整流素子3が搭載される部分および二次側巻線9a、9bの巻線端部9ao、9boの底面を除いて一体成形樹脂1a(図2、図8参照)にて成形してサブアッセンブリ部品として構成する。
The smoothing
The four layers of the
一次側巻線8、二次側巻線9とも降圧コンバータの効率面より材質は銅が好ましい。二次側巻線9については、二つの巻線9a、9bをTIG溶接などの溶接で接合する場合は、無酸素銅が適している。他の接合方法を用いる場合は、タフピッチ銅等でも良い。二次側巻線9a、9bの巻線端部9ao、9boである整流素子3の実装部には、図6に示すようにはんだの厚みを管理できるよう凸部9cを設けておくとよい。
一体成形品となった降圧トランス2と平滑リアクトル4からなるサブアッセンブリ部品において、その二次側巻線9a、9bの巻線端部9ao、9boである整流素子3の実装部には、表面実装タイプの整流素子3が実装され、降圧トランス2の二次側巻線9の巻線端部9ao、9boと平滑リアクトル4の平滑コイル42端部との間にはんだで接合されて接続される。
The material of both the primary side winding 8 and the secondary side winding 9 is preferably copper in terms of the efficiency of the step-down converter. For the secondary side winding 9, when joining two
In the subassembly component consisting of the step-down
続いて、降圧トランス2の巻線層構造、整流素子3、平滑リアクトル4以外の構成について説明する。
整流素子3のアノードが接続される降圧トランス2の二次側巻線9には、温度検知のためのサーミスタ6が固定されており、制御回路(図示しない)と共に整流素子3を定格温度内で動作させる。
Subsequently, configurations other than the winding layer structure of the step-down
A thermistor 6 for temperature detection is fixed to the secondary side winding 9 of the step-down
図7に示すように、二次側巻線9bの巻線端部9boから延長されたサーミスタ6の実装部6aには、サーミスタ固定用ねじ13と組み合わされる袋ナット14が一体成形されている。袋ナット14は、一体成形前は樹脂セパレータ10bに設けた穴に圧入しておくと、一体成形時のインサート供給時間の短縮が可能となる。尚、サーミスタ6はねじ固定ではなく、溶接にて固定してもよい。
また、サーミスタ6に近い整流素子3の温度がより高くなるよう、サーミスタ6に近い側の整流素子3に電流がより流れやすいよう二次側巻線9を構成している。
As shown in FIG. 7, in the mounting portion 6a of the thermistor 6 extended from the winding end 9bo of the secondary winding 9b, a
Further, the secondary winding 9 is configured such that the current is more likely to flow to the
降圧トランス2の二次側巻線9aと9bの接続部である基準電位部9agと平滑コイル42の下流側端子部4boは、図6に示すように同じ向きに引き出すように配置され、出力電圧の変動をより抑制できるよう平滑コンデンサ5のバスバー長さを短くできる構成としている。
As shown in FIG. 6, the reference potential portion 9ag, which is the connection portion between the
この実施例では、整流素子3のアノード側がヒートスプレッダ側であり、一体成形品の樹脂部でヒートスプレッダの位置決めをすることにより、整流素子3の位置決めも行われる。
降圧トランス2の一次側巻線8、二次側巻線9と平滑リアクトル4の平滑コイル42が樹脂で一体成形されたサブアッセンブリ部品には、トランスコア7a、7b、平滑コア41a、41bが組み付けられて、降圧トランス2と平滑リアクトル4が一体化されたアッセンブリ部品が構成される。
In this embodiment, the anode side of the rectifying
The
図3に示すように、トランスコア7a、7bは、降圧トランス2の一次側巻線8、二次側巻線9の中央の穴に嵌装される突起が設けられている。同様に平滑コア41a、41bは、平滑リアクトル4の平滑コイル42a、42b中央の穴に嵌装される突起が設けられている。
トランスコア7a、7bが一次側巻線8と二次側巻線9に嵌装されて構成された降圧トランス2は、図2に示すように、粘着テープ15a、15bを貼って、二個のコアを一体成形品に固定する。
同様に、平滑コア41a、41bが平滑コイル42a、42bに嵌装されて構成された平滑リアクトル4は、図2に示すように、粘着テープ15c、15dを貼って、二個のコアを一体成形品に固定する。
As shown in FIG. 3, the
The step-down
Similarly, as shown in FIG. 2, the smoothing
なお、図2の粘着テープ15aは、降圧トランス2、整流素子3、平滑リアクトル4を一体で構成したアッセンブリ部品を、冷却器となる筐体19に収納する際、トランスコア7a、7bを筐体19に押圧するためのばね(図示しない)と接触する部分である。また粘着テープ15cは、アッセンブリ部品を、冷却器ともなる筐体19に収納する際、平滑コア41a、41bを筐体19に押圧するためのばね(図示しない)と接触する部分であり、コア7a、7b、41a、41bと金属のばねが直接接触して金属粉が出ることのないようにコアに貼り付けられている。
The
また、降圧トランス2の二次側巻線9の巻線端部9ao、9bo底部と冷却器となる筐体19間には、図9に示すように放熱部材18が配置されており、降圧トランス2の一次側巻線8の発熱H1は、矢印のように樹脂セパレータ10、二次側巻線9、放熱部材18を介して筐体19から放熱される。また、発熱量の大きい整流素子3も二次側巻線9、放熱部材18を介して筐体19から放熱される。このように整流素子3は降圧トランス2の二次側巻線9と放熱経路が共通化されている。
一方、トランスコア7bの下面と平滑コア41bの下面は筐体19に直接接触して配置されており、トランスコア7a、7bおよび平滑コア41a、41bからの熱は直接筐体19から放熱される。
Further, as shown in FIG. 9, a
On the other hand, the lower surface of the
降圧トランス2と平滑リアクトル4のアッセンブリ部品には、図8に示すようにトランスコア7a、7bおよび平滑コア41a、41bの四隅の外側に、樹脂部1bが配置されている。
降圧トランス2と平滑リアクトル4のアッセンブリ部品は、図8に示すように一体成形樹脂1aと一体成形された6個の金属カラー17を介して図示しない筐体19にねじ固定される。トランスコア7および平滑コア41については、筐体19へばねで押さえつけることにより固定するが、ばね荷重に直交する方向には、ばね荷重と摩擦係数の積、いわゆる摩擦力が振動により発生する力より大きくなければならない。
In the assembly components of the step-down
The assembly components of the step-down
通常のエンジンからの振動では、ばねによる固定で問題はないが、衝突のような強い加速度が発生する場合を想定して、トランスコア7および平滑コア41が移動することを防止するために、トランスコア7a、7bおよび平滑コア41a、41bと樹脂部1bとの間にコーキング剤を充填しておくとよい。トランスコア7および平滑コア41の四隅に面取り形状を設けておくと、コーキング剤を充填しやすい。コーキング剤にはシリコーン系接着剤などが使用される。
さらに降圧トランス2のトランスコア7a、7b、平滑リアクトル4の平滑コア41の四隅のコーキング剤充填スペースに、放熱材料を充填することで降圧トランス2と平滑リアクトル4の放熱効果が高まる。
In vibration from a normal engine, there is no problem in fixing with a spring, but in order to prevent the
Furthermore, the heat dissipating effect of the step-down
以上のように実施の形態1の降圧コンバータは、降圧トランス2、整流素子3、平滑リアクトル4を有する降圧コンバータにおいて、降圧トランス2の巻線を一次側巻線8は四層、二次側巻線9は二層の六層構造とする。一次側巻線8を四層にすることによって、二次側巻線9との巻数比を大きくすることで、一つの降圧トランス2で高電圧化に対応できる。
また、降圧トランス2の下流側に整流素子3経由で接続される平滑リアクトル4の平滑コイル42も降圧トランス2の巻線と一体成形することにより、筐体19となる冷却器への実装も容易となり、組立工数が削減でき、かつ降圧トランス2の一次側巻線8と二次側巻線9の放熱経路を共通化できる。
As described above, the step-down converter according to the first embodiment is a step-down converter including the step-down
In addition, the smoothing
降圧トランス2の一次側巻線8は、二層の二次側巻線9を挟み込むように上側に二層、下側に二層配置された構成にすることで、高周波抵抗が減り、損失が低減されることからトランスを小型化出来る。降圧トランス2の一次側巻線8の発熱は、絶縁部材の樹脂セパレータ10、二次側巻線9、放熱部材18を介して冷却器となる筐体19に放熱することが出来る。また、図9に示すように筐体19の底部にトランスコア7b、平滑コア41bが載置される凹部を設け、降圧トランス2の二次側巻線9が放熱部材18に接触する面よりも、トランスコア下面および平滑コア下面を低くすることで、降圧コンバータ全体の高さが抑えられ小型化が出来る。
The primary winding 8 of the step-down
本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
Although the present application describes exemplary embodiments, the various features, aspects, and features described in the embodiments are not limited to the application of the specific embodiments, either alone or The embodiments can be applied in various combinations.
Accordingly, numerous modifications not illustrated are contemplated within the scope of the technology disclosed herein. For example, when deforming at least one component, it is assumed that the case of adding or omitting is included.
1:入力側駆動回路、1a:一体成形樹脂、1b:樹脂部、2:降圧トランス、
3:整流素子、4:平滑リアクトル、4bo:平滑リアクトルの巻線端部、
5:平滑コンデンサ、6:サーミスタ、7、7a、7b:降圧トランスのコア、
8、8a、8b、8c、8d:降圧トランスの一次側巻線、
9、9a、9b:降圧トランスの二次側巻線、
9c:降圧トランスの二次側巻線端部の凸部、
9ag:降圧トランスの二次巻線基準電位部、
10、10a、10b、10c:樹脂セパレータ、
15a、15b、15c、15d:粘着テープ、17:金属カラー、18:放熱部材、
19:筐体、41、41a、41b:平滑コア、42、42a、42b:平滑コイル、
100:高電圧バッテリ、200:低電圧バッテリ。
1: Input side drive circuit, 1a: integrally molded resin, 1b: resin portion, 2: step-down transformer,
3: Rectifying element, 4: Smoothing reactor, 4bo: Winding end of smoothing reactor,
5: smoothing capacitor 6: 6: thermistor, 7, 7a, 7b: core of step-down transformer,
8, 8a, 8b, 8c, 8d: primary winding of step-down transformer,
9, 9a, 9b: secondary winding of step-down transformer,
9c: convex portion of secondary winding end of step-down transformer,
9ag: Secondary winding reference potential portion of step-down transformer,
10, 10a, 10b, 10c: resin separators,
15a, 15b, 15c, 15d: adhesive tape, 17: metal collar, 18: heat dissipation member,
19: Case, 41, 41a, 41b: Smooth core, 42, 42a, 42b: Smooth coil,
100: High voltage battery, 200: Low voltage battery.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018128704A JP6516910B1 (en) | 2018-07-06 | 2018-07-06 | Step-down converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018128704A JP6516910B1 (en) | 2018-07-06 | 2018-07-06 | Step-down converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6516910B1 true JP6516910B1 (en) | 2019-05-22 |
JP2020010480A JP2020010480A (en) | 2020-01-16 |
Family
ID=66625511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018128704A Active JP6516910B1 (en) | 2018-07-06 | 2018-07-06 | Step-down converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6516910B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4000168A4 (en) * | 2019-08-16 | 2022-08-24 | Magna International Inc | Power electronic converter |
US11695347B2 (en) | 2020-08-27 | 2023-07-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power converter |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7072698B1 (en) | 2021-03-26 | 2022-05-20 | 三菱電機株式会社 | Buck converter |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5034613B2 (en) * | 2007-03-30 | 2012-09-26 | Tdk株式会社 | DC / DC converter |
JP2017011876A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Switching power source and isolator |
JP6563739B2 (en) * | 2015-08-21 | 2019-08-21 | 矢崎総業株式会社 | Voltage converter |
WO2018037690A1 (en) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | 三菱電機株式会社 | Power converter |
-
2018
- 2018-07-06 JP JP2018128704A patent/JP6516910B1/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4000168A4 (en) * | 2019-08-16 | 2022-08-24 | Magna International Inc | Power electronic converter |
US11695347B2 (en) | 2020-08-27 | 2023-07-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020010480A (en) | 2020-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4802615B2 (en) | LC composite parts | |
JP5807646B2 (en) | Reactor with cooler | |
US6885274B2 (en) | Inductor module including inductor windings wound on a common inductor core | |
JP6516910B1 (en) | Step-down converter | |
US11581118B2 (en) | Transformer and power supply module with high thermal efficiency | |
EP2230675A2 (en) | Coil component, transformer and switching power supply unit | |
US20180047497A1 (en) | Noise filter | |
US11842838B2 (en) | Magnetic component | |
JPWO2018193589A1 (en) | Filter module for power converter | |
JP2011096916A (en) | Capacitor and power converter | |
JP4418208B2 (en) | DC-DC converter device | |
CN111344821B (en) | power conversion device | |
JP6377279B2 (en) | Power converter | |
JPH05166646A (en) | Power supply transformer | |
JP2009212141A (en) | Power supply transformer and inductance component | |
JP4595312B2 (en) | Trance | |
US11605496B2 (en) | Foil wound magnetic assemblies with thermally conductive tape and methods of assembling same | |
CN112863815B (en) | Power conversion device | |
JP2010219254A (en) | Reactor aggregate | |
US20220264769A1 (en) | Power converter and method for manufacturing power converter | |
JP2019179787A (en) | Bobbin for reactor and reactor, converter including reactor, and power conversion device | |
KR102626341B1 (en) | Inductor and dc-dc converter including the same | |
US20240062942A1 (en) | Coil device | |
JP6548801B1 (en) | Reactor cooling structure and power converter | |
JP6505187B2 (en) | POWER CONVERTER AND METHOD FOR MANUFACTURING POWER CONVERTER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180706 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190319 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190416 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6516910 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |