JP6781528B1 - Reactor and power converter - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、渦電流による損失を抑制しつつ、磁気コアの大型化を抑制することを目的とするものである。【解決手段】磁気コア１１は、第１の磁性部品１２と第２の磁性部品１３とを有している。第１のコイル部１は、第１の中間部１２ａに巻き付けられている。第２のコイル部２は、第２の中間部１３ａに巻き付けられている。第１のギャップ１１ａ及び第２のギャップ１１ｂは、第１の直線Ｌ１上以外の位置であり、かつ第２の直線Ｌ２上以外の位置に設けられている。第１の直線Ｌ１は、第１のコイル部１の中心軸を含む直線である。また、第２の直線Ｌ２は、第２のコイル部２の中心軸を含む直線である。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an increase in size of a magnetic core while suppressing a loss due to an eddy current. SOLUTION: A magnetic core 11 has a first magnetic component 12 and a second magnetic component 13. The first coil portion 1 is wound around the first intermediate portion 12a. The second coil portion 2 is wound around the second intermediate portion 13a. The first gap 11a and the second gap 11b are provided at positions other than on the first straight line L1 and at positions other than on the second straight line L2. The first straight line L1 is a straight line including the central axis of the first coil portion 1. Further, the second straight line L2 is a straight line including the central axis of the second coil portion 2. [Selection diagram] Fig. 1
Description
この発明は、磁気コアにギャップが設けられているリアクトル、及びそのリアクトルを備えた電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a reactor in which a gap is provided in a magnetic core, and a power conversion device including the reactor.
例えば電力変換装置に搭載されているリアクトルにおいて、磁気コアの材料として、フェライトのような飽和磁束密度が低い材料を用いる場合がある。この場合、磁気飽和を防ぐために、磁気コアにギャップが設けられている。このようなリアクトルでは、ギャップの周囲にコイルが設けられていると、ギャップに生じた漏れ磁束がコイルを通過し、コイルに渦電流が発生する。これにより、コイルが発熱するとともに、電力変換装置の効率が低下する。 For example, in a reactor mounted on a power conversion device, a material having a low saturation magnetic flux density such as ferrite may be used as the material of the magnetic core. In this case, a gap is provided in the magnetic core to prevent magnetic saturation. In such a reactor, if a coil is provided around the gap, the leakage flux generated in the gap passes through the coil, and an eddy current is generated in the coil. As a result, the coil generates heat and the efficiency of the power conversion device decreases.
これに対して、従来のコイル部品では、２つのＥ型コアを組み合わせて磁気コアが構成されている。また、２つのＥ型コアの中心磁脚間にギャップが設けられている。そして、各中心磁脚にコイルが設けられている。また、各コイルは、ギャップから離れた位置に配置されている（例えば、特許文献１参照）。 On the other hand, in the conventional coil component, a magnetic core is formed by combining two E-type cores. Further, a gap is provided between the central magnetic legs of the two E-shaped cores. A coil is provided on each central magnetic leg. Further, each coil is arranged at a position away from the gap (see, for example, Patent Document 1).
上記のような従来のコイル部品では、２つのＥ型コアの中心磁脚間にギャップが設けられている。また、各コイルは、中心磁脚に設けられているとともに、ギャップから離れた位置に配置されている。このため、各コイルの中心軸に沿う方向に磁気コアが大型化し、リアクトルも大型化する。 In the conventional coil component as described above, a gap is provided between the central magnetic legs of the two E-shaped cores. Further, each coil is provided on the central magnetic leg and is arranged at a position away from the gap. Therefore, the magnetic core becomes larger in the direction along the central axis of each coil, and the reactor also becomes larger.
この発明は、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、渦電流による損失を抑制しつつ、磁気コアの大型化を抑制することができるリアクトル、及びそのリアクトルを備えた電力変換装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a reactor capable of suppressing an increase in size of a magnetic core while suppressing a loss due to an eddy current, and a power conversion provided with the reactor. The purpose is to obtain the device.
この発明に係るリアクトルは、磁路が形成される磁気コア、及び磁気コアに設けられている第１のコイル部を備え、磁気コアの磁路上には、第１のギャップが設けられており、第１のコイル部の中心軸を含む直線を第１の直線としたとき、第１のギャップは、第１の直線上以外の位置に設けられている。 The reactor according to the present invention includes a magnetic core on which a magnetic path is formed and a first coil portion provided in the magnetic core, and a first gap is provided on the magnetic path of the magnetic core. When the straight line including the central axis of the first coil portion is defined as the first straight line, the first gap is provided at a position other than on the first straight line.
この発明によれば、渦電流による損失を抑制しつつ、磁気コアの大型化を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the increase in size of the magnetic core while suppressing the loss due to the eddy current.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるリアクトルを示す構成図である。図において、磁気コア１１は、第１の磁性部品１２と第２の磁性部品１３とを有している。第１の磁性部品１２及び第２の磁性部品１３は、同一形状、かつ同一サイズの部品である。また、第１の磁性部品１２の外形及び第２の磁性部品１３の外形は、それぞれＵ字形である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a reactor according to the first embodiment of the present invention. In the figure, the
また、第１の磁性部品１２及び第２の磁性部品１３の材料としては、飽和磁束密度が比較的低い材料、例えばＭｎ−Ｚｎフェライトが用いられている。
Further, as the material of the first
第１の磁性部品１２は、棒状の第１の中間部１２ａと、第１の突出部１２ｂと、第２の突出部１２ｃとを有している。第１の突出部１２ｂは、第１の中間部１２ａから、第２の磁性部品１３へ向けて直角に突出している。第２の突出部１２ｃは、第１の中間部１２ａから、第２の磁性部品１３へ向けて直角に突出している。
The first
第１の突出部１２ｂは、第１の先端面１２ｄを有している。第１の先端面１２ｄは、第１の突出部１２ｂの端面であって、第１の中間部１２ａとは反対側に位置する端面である。
The first protruding
第２の突出部１２ｃは、第２の先端面１２ｅを有している。第２の先端面１２ｅは、第２の突出部１２ｃの端面であって、第１の中間部１２ａとは反対側に位置する端面である。
The second protruding
第２の磁性部品１３は、棒状の第２の中間部１３ａと、第３の突出部１３ｂと、第４の突出部１３ｃとを有している。第２の中間部１３ａは、第１の中間部１２ａに対して平行である。
The second
第３の突出部１３ｂは、第２の中間部１３ａから、第１の磁性部品１２へ向けて直角に突出している。第４の突出部１３ｃは、第２の中間部１３ａから、第１の磁性部品１２へ向けて直角に突出している。
The third protruding
第３の突出部１３ｂは、第３の先端面１３ｄを有している。第３の先端面１３ｄは、第３の突出部１３ｂの端面であって、第２の中間部１３ａとは反対側に位置する端面である。
The third protruding
第４の突出部１３ｃは、第４の先端面１３ｅを有している。第４の先端面１３ｅは、第４の突出部１３ｃの端面であって、第２の中間部１３ａとは反対側に位置する端面である。
The
第１の先端面１２ｄと第３の先端面１３ｄとの間には、磁気ギャップである第１のギャップ１１ａが設けられている。即ち、第１の先端面１２ｄと第３の先端面１３ｄとは、第１のギャップ１１ａを介して互いに対向している。
A
第２の先端面１２ｅと第４の先端面１３ｅとの間には、磁気ギャップである第２のギャップ１１ｂが設けられている。即ち、第２の先端面１２ｅと第４の先端面１３ｅとは、第２のギャップ１１ｂを介して互いに対向している。
A
磁気コア１１には、コイル部として、第１のコイル部１及び第２のコイル部２が設けられている。
The
第１のコイル部１は、第１の中間部１２ａに巻き付けられている。第２のコイル部２は、第２の中間部１３ａに巻き付けられている。
The
第１のコイル部１及び第２のコイル部２の材料としては、例えばエナメル線が用いられている。第２のコイル部２は、第１のコイル部１に対して、直列又は並列に接続されている。
For example, enamel wire is used as the material of the
磁気コア１１には、図１に破線で示す環状の磁路３が形成される。第１のギャップ１１ａ及び第２のギャップ１１ｂは、磁路３上に設けられている。
An annular
また、実施の形態１の構成では、第１のギャップ１１ａ及び第２のギャップ１１ｂは、図１の第１の直線Ｌ１上からも第２の直線Ｌ２上からも外れている。即ち、第１のギャップ１１ａ及び第２のギャップ１１ｂは、第１の直線Ｌ１上以外の位置であり、かつ第２の直線Ｌ２上以外の位置に設けられている。
Further, in the configuration of the first embodiment, the
ここで、第１の直線Ｌ１は、第１のコイル部１の中心軸を含む直線である。また、第２の直線Ｌ２は、第２のコイル部２の中心軸を含む直線である。
Here, the first straight line L1 is a straight line including the central axis of the
このようなリアクトルでは、第１のギャップ１１ａ及び第２のギャップ１１ｂは、第１及び第２の直線Ｌ１，Ｌ２上以外の位置に設けられている。即ち、第１のギャップ１１ａ及び第２のギャップ１１ｂは、磁気コア１１における第１及び第２のコイル部１，２が巻き付けられていない部分に設けられている。
In such a reactor, the
このため、第１のコイル部１及び第２のコイル部２を第１のギャップ１１ａ及び第２のギャップ１１ｂから離すために磁気コア１１を大型化する必要がない。従って、渦電流による損失を抑制しつつ、磁気コア１１の大型化を抑制することができる。
Therefore, it is not necessary to increase the size of the
実施の形態２．
次に、図２は、この発明の実施の形態２によるリアクトルを示す構成図である。実施の形態２の磁気コア２１は、第１の磁性部品２２と第２の磁性部品２３とを有している。第１の磁性部品２２の外形は、Ｕ字形である。第２の磁性部品２３の外形は、棒状、即ちＩ字形である。
Next, FIG. 2 is a configuration diagram showing a reactor according to the second embodiment of the present invention. The
第１の磁性部品２２は、棒状の第１の中間部２２ａと、第１の突出部２２ｂと、第２の突出部２２ｃとを有している。第１の突出部２２ｂは、第１の中間部２２ａから、第２の磁性部品２３へ向けて直角に突出している。第２の突出部２２ｃは、第１の中間部２２ａから、第２の磁性部品２３へ向けて直角に突出している。
The first
第１の突出部２２ｂは、第１の先端面２２ｄを有している。第１の先端面２２ｄは、第１の突出部２２ｂの端面であって、第１の中間部２２ａとは反対側に位置する端面である。
The first protruding
第２の突出部２２ｃは、第２の先端面２２ｅを有している。第２の先端面２２ｅは、第２の突出部２２ｃの端面であって、第１の中間部２２ａとは反対側に位置する端面である。
The second protruding
第２の磁性部品２３は、第１の中間部２２ａに対して平行に配置されている。また、第２の磁性部品２３は、第２の中間部２３ａと、第１の端部２３ｂと、第２の端部２３ｃとを有している。
The second
第２の中間部２３ａは、第２の磁性部品２３の長手方向の中間に位置する部分である。第１の端部２３ｂは、第２の磁性部品２３の長手方向の一端部である。第２の端部２３ｃは、第２の磁性部品２３の長手方向の他端部である。
The second
第１の先端面２２ｄと第１の端部２３ｂとの間には、磁気ギャップである第１のギャップ２１ａが設けられている。即ち、第１の先端面２２ｄと第１の端部２３ｂとは、第１のギャップ２１ａを介して互いに対向している。
A
第２の先端面２２ｅと第２の端部２３ｃとの間には、磁気ギャップである第２のギャップ２１ｂが設けられている。即ち、第２の先端面２２ｅと第２の端部２３ｃとは、第２のギャップ２１ｂを介して互いに対向している。
A
第２の磁性部品２３における第１の磁性部品２２に対向する面は、第１の端部２３ｂから第２の端部２３ｃまでの全体に渡って、連続した一平面により構成されている。
The surface of the second
第１のコイル部１は、第１の中間部２２ａに巻き付けられている。第２のコイル部２は、第２の磁性部品２３の中間部に巻き付けられている。
The
直線Ｌ１及び直線Ｌ２に沿う方向について、第２の磁性部品２３の寸法は、第１の磁性部品２２の寸法と同じである。他の構成は、実施の形態１と同様である。
The dimensions of the second
このような構成によっても、第１のギャップ２１ａ及び第２のギャップ２１ｂは、磁路３上に設けられている。
Even with such a configuration, the
また、第１のギャップ２１ａ及び第２のギャップ２１ｂは、図２の第１の直線Ｌ１上からも第２の直線Ｌ２上からも外れている。即ち、第１のギャップ２１ａ及び第２のギャップ２１ｂは、第１の直線Ｌ１上以外の位置であり、かつ第２の直線Ｌ２上以外の位置に設けられている。
Further, the
従って、実施の形態１と同様に、渦電流による損失を抑制しつつ、磁気コア２１の大型化を抑制することができる。
Therefore, as in the first embodiment, it is possible to suppress the increase in size of the
また、実施の形態２のリアクトルでは、実施の形態１に比べて、インダクタンス値を高くすることができる。その理由について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、図１の第１のギャップ１１ａに生じる磁束の様子を示す説明図である。また、図４は、図２の第１のギャップ２１ａに生じる磁束の様子を示す説明図である。
Further, in the reactor of the second embodiment, the inductance value can be made higher than that of the first embodiment. The reason will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the state of the magnetic flux generated in the
実施の形態１の第１のギャップ１１ａに生じる漏れ磁束４は、図３に示すように、第１の先端面１２ｄから一旦外側へ広がり、第３の先端面１３ｄに収束する。
As shown in FIG. 3, the
一方、実施の形態２では、図４に示すように、第２の磁性部品２３における第１の磁性部品２２に対向する面が、第１の先端面２２ｄよりも広い。このため、漏れ磁束４は、第２の中間部２３ａ側へ広がっている。これにより、実施の形態２の第１のギャップ２１ａにおける磁束断面積は、実施の形態１の第１のギャップ１１ａにおける磁束断面積よりも大きい。
On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the surface of the second
インダクタンス値は、ギャップでの磁束断面積に比例して増大するため、実施の形態２のリアクトルでは、実施の形態１に比べて、インダクタンス値が高くなる。このため、同じインダクタンス値を得る場合、実施の形態１よりも実施の形態２の方が、第１のコイル部１の巻数及び第２のコイル部２の巻数を低減することができる。これにより、実施の形態２では、リアクトル全体を小型化することができる。
Since the inductance value increases in proportion to the magnetic flux cross-sectional area at the gap, the inductance value of the reactor of the second embodiment is higher than that of the first embodiment. Therefore, when the same inductance value is obtained, the number of turns of the
実施の形態３．
次に、図５は、この発明の実施の形態３によるリアクトルを示す構成図である。実施の形態３の磁気コア３１は、第１の磁性部品３２と第２の磁性部品３３とを有している。第１の磁性部品３２の外形は、Ｕ字形である。第２の磁性部品３３の外形は、ブロック状である。
Next, FIG. 5 is a configuration diagram showing a reactor according to the third embodiment of the present invention. The
第１の磁性部品３２は、棒状の中間部３２ａと、棒状の第１の突出部３２ｂと、棒状の第２の突出部３２ｃとを有している。第１の突出部３２ｂは、中間部３２ａから、直角に突出している。
The first
第２の突出部３２ｃは、中間部３２ａから、第１の突出部３２ｂと同方向へ突出している。また、第２の突出部３２ｃは、第１の突出部３２ｂに対して平行である。
The second protruding
第１の突出部３２ｂは、第１の基部３２ｄと第１の端部３２ｅとを有している。第１の端部３２ｅは、中間部３２ａとは反対側の端部である。第１の基部３２ｄは、第１の端部３２ｅと中間部３２ａとの間の部分である。
The first protruding
第２の突出部３２ｃは、第２の基部３２ｆと第２の端部３２ｇとを有している。第２の端部３２ｇは、中間部３２ａとは反対側の端部である。第２の基部３２ｆは、第２の端部３２ｇと中間部３２ａとの間の部分である。
The second protruding
第２の磁性部品３３は、第１の端部３２ｅと第２の端部３２ｇとの間に配置されている。第１の端部３２ｅと第２の磁性部品３３との間には、磁気ギャップである第１のギャップ３１ａが設けられている。即ち、第１の端部３２ｅは、第１のギャップ３１ａを介して第２の磁性部品３３に対向している。
The second
第２の端部３２ｇと第２の磁性部品３３との間には、磁気ギャップである第２のギャップ３１ｂが設けられている。即ち、第２の端部３２ｇは、第２のギャップ３１ｂを介して第２の磁性部品３３に対向している。
A
第１の突出部３２ｂにおける第２の突出部３２ｃに対向する面は、第１の端部３２ｅ及び第１の基部３２ｄの全体に渡って、連続した一平面により構成されている。第２の突出部３２ｃにおける第１の突出部３２ｂに対向する面は、第２の端部３２ｇ及び第２の基部３２ｆの全体に渡って、連続した一平面により構成されている。
The surface of the first protruding
第１のコイル部１は、第１の基部３２ｄに巻き付けられている。第２のコイル部２は、第２の基部３２ｆに巻き付けられている。他の構成は、実施の形態２と同様である。
The
このような構成によっても、第１のギャップ３１ａ及び第２のギャップ３１ｂは、磁路３上に設けられている。
Even with such a configuration, the
また、第１のギャップ３１ａ及び第２のギャップ３１ｂは、図５の第１の直線Ｌ１上からも第２の直線Ｌ２上からも外れている。即ち、第１のギャップ３１ａ及び第２のギャップ３１ｂは、第１の直線Ｌ１上以外の位置であり、かつ第２の直線Ｌ２上以外の位置に設けられている。
Further, the
従って、実施の形態１と同様に、渦電流による損失を抑制しつつ、磁気コア３１の大型化を抑制することができる。また、実施の形態２と同様に、実施の形態１に比べて、インダクタンス値を高くすることができる。
Therefore, as in the first embodiment, it is possible to suppress the increase in size of the
また、実施の形態３では、棒状の第１の突出部３２ｂに第１のコイル部１が設けられており、棒状の第２の突出部３２ｃに第２のコイル部２が設けられている。このため、第１のコイル部１及び第２のコイル部２として、それぞれ成形済みコイル、例えばエッジワイズコイルを用いても、第１の磁性部品３２への装着が可能である。従って、リアクトルの組立を容易にすることができる。
Further, in the third embodiment, the rod-shaped first protruding
実施の形態４．
次に、図６は、この発明の実施の形態４によるリアクトルを示す構成図である。実施の形態４の磁気コア４１は、第１の磁性部品４２と第２の磁性部品４３とを有している。第１の磁性部品４２及び第２の磁性部品４３は、同一形状、かつ同一サイズの部品である。また、第１の磁性部品４２の外形及び第２の磁性部品４３の外形は、それぞれＬ字形である。
Next, FIG. 6 is a configuration diagram showing a reactor according to the fourth embodiment of the present invention. The
第１の磁性部品４２は、棒状の第１の主部４２ａと、第１の突出部４２ｂとを有している。第１の主部４２ａは、第１の中間部４２ｃと、第１の端部４２ｄと、第２の端部４２ｅとを有している。
The first
第１の中間部４２ｃは、第１の主部４２ａの長手方向の中間に位置する部分である。第１の端部４２ｄは、第１の主部４２ａの長手方向の一端部である。第２の端部４２ｅは、第１の主部４２ａの長手方向の他端部である。
The first
第１の突出部４２ｂは、第２の端部４２ｅから第２の磁性部品４３へ向けて突出している。また、第１の突出部４２ｂは、第１の主部４２ａに対して直角に突出している。また、第１の突出部４２ｂは、第１の先端面４２ｆを有している。第１の先端面４２ｆは、第１の突出部４２ｂの端面であって、第１の主部４２ａとは反対側に位置する端面である。
The first protruding
第２の磁性部品４３は、棒状の第２の主部４３ａと、第２の突出部４３ｂとを有している。第２の主部４３ａは、第１の主部４２ａに対して平行に配置されている。また、第２の主部４３ａは、第２の中間部４３ｃと、第３の端部４３ｄと、第４の端部４３ｅとを有している。
The second
第２の中間部４３ｃは、第２の主部４３ａの長手方向の中間に位置する部分である。第３の端部４３ｄは、第２の主部４３ａの長手方向の一端部である。第４の端部４３ｅは、第２の主部４３ａの長手方向の他端部である。
The second
第２の突出部４３ｂは、第４の端部４３ｅから第１の磁性部品４２へ向けて突出している。また、第２の突出部４３ｂは、第２の主部４３ａに対して直角に突出している。また、第２の突出部４３ｂは、第２の先端面４３ｆを有している。第２の先端面４３ｆは、第２の突出部４３ｂの端面であって、第２の主部４３ａとは反対側に位置する端面である。
The second protruding
第１の先端面４２ｆと第３の端部４３ｄとの間には、磁気ギャップである第１のギャップ４１ａが設けられている。即ち、第１の先端面４２ｆは、第１のギャップ４１ａを介して第３の端部４３ｄに対向している。
A
第２の先端面４３ｆと第１の端部４２ｄとの間には、磁気ギャップである第２のギャップ４１ｂが設けられている。即ち、第２の先端面４３ｆは、第２のギャップ４１ｂを介して第１の端部４２ｄに対向している。
A
第１の中間部４２ｃにおける第２の中間部４３ｃに対向する面と、第１の端部４２ｄにおける第２の先端面４３ｆに対向する面とは、連続した一平面により構成されている。第２の中間部４３ｃにおける第１の中間部４２ｃに対向する面と、第３の端部４３ｄにおける第１の先端面４２ｆに対向する面とは、連続した一平面により構成されている。
The surface of the first
第１のコイル部１は、第１の中間部４２ｃに巻き付けられている。第２のコイル部２は、第２の中間部４３ｃに巻き付けられている。他の構成は、実施の形態２と同様である。
The
このような構成によっても、第１のギャップ４１ａ及び第２のギャップ４１ｂは、磁路３上に設けられている。
Even with such a configuration, the
また、第１のギャップ４１ａ及び第２のギャップ４１ｂは、図６の第１の直線Ｌ１上からも第２の直線Ｌ２上からも外れている。即ち、第１のギャップ４１ａ及び第２のギャップ４１ｂは、第１の直線Ｌ１上以外の位置であり、かつ第２の直線Ｌ２上以外の位置に設けられている。
Further, the
従って、実施の形態１と同様に、渦電流による損失を抑制しつつ、磁気コア４１の大型化を抑制することができる。また、実施の形態２と同様に、実施の形態１に比べて、インダクタンス値を高くすることができる。
Therefore, as in the first embodiment, it is possible to suppress the increase in size of the
また、実施の形態４では、棒状の第１の主部４２ａに第１のコイル部１が設けられており、棒状の第２の主部４３ａに第２のコイル部２が設けられている。このため、第１のコイル部１及び第２のコイル部２として、それぞれ成形済みコイルを用いても、第１の磁性部品４２及び第２の磁性部品４３への装着が可能である。従って、リアクトルの組立を容易にすることができる。
Further, in the fourth embodiment, the rod-shaped first
また、第１の磁性部品４２と第２の磁性部品４３とが同じ部品であるため、部品種類を削減することができる。
Further, since the first
実施の形態５．
次に、図７は、この発明の実施の形態５によるリアクトルを示す構成図である。実施の形態５の磁気コア５１は、第１の磁性部品５２と第２の磁性部品５３とを有している。第１の磁性部品５２の外形は、Ｅ字形である。第２の磁性部品５３の外形は、棒状、即ちＩ字形である。
Embodiment 5.
Next, FIG. 7 is a configuration diagram showing a reactor according to the fifth embodiment of the present invention. The
第１の磁性部品５２は、棒状の基部５２ａと、棒状の第１の突出部５２ｂと、棒状の第２の突出部５２ｃと、棒状の中間突出部５２ｄとを有している。
The first
第１の突出部５２ｂは、基部５２ａの長手方向の第１の端部から、基部５２ａに対して直角に突出している。第２の突出部５２ｃは、基部５２ａの長手方向の第２の端部から、基部５２ａに対して直角に突出している。
The first protruding
中間突出部５２ｄは、基部５２ａの長手方向の中間部から、基部５２ａに対して直角に突出している。第１の突出部５２ｂ、第２の突出部５２ｃ、及び中間突出部５２ｄは、基部５２ａから同方向へ突出している。また、第１の突出部５２ｂ、第２の突出部５２ｃ、及び中間突出部５２ｄは、互いに平行である。
The intermediate projecting
第２の磁性部品５３は、中間突出部５２ｄの先端面に固定されている。即ち、第２の磁性部品５３は、中間突出部５２ｄの先端面に接している。中間突出部５２ｄの先端面は、中間突出部５２ｄの端面であって、基部５２ａとは反対側の端面である。
The second
また、第２の磁性部品５３は、第１の突出部５２ｂの先端部と、第２の突出部５２ｃの先端部との間に配置されている。第２の磁性部品５３の長手方向は、基部５２ａの長手方向に平行な方向である。
Further, the second
第２の磁性部品５３は、第１の端面５３ａと第２の端面５３ｂとを有している。第１の端面５３ａは、第２の磁性部品５３の長手方向の一方の端面である。第２の端面５３ｂは、第２の磁性部品５３の長手方向の他方の端面である。
The second
第１の端面５３ａと第１の突出部５２ｂの先端部との間には、磁気ギャップである第１のギャップ５１ａが設けられている。即ち、第１の端面５３ａは、第１のギャップ５１ａを介して第１の突出部５２ｂに対向している。
A
第２の端面５３ｂと第２の突出部５２ｃの先端部との間には、磁気ギャップである第２のギャップ５１ｂが設けられている。即ち、第２の端面５３ｂは、第２のギャップ５１ｂを介して第２の突出部５２ｃに対向している。
A
実施の形態５では、コイル部として、第１のコイル部１のみが用いられている。第１のコイル部１は、中間突出部５２ｄに巻き付けられている。他の構成は、実施の形態２と同様である。
In the fifth embodiment, only the
このような構成によっても、第１のギャップ５１ａ及び第２のギャップ５１ｂは、磁路３上に設けられている。
Even with such a configuration, the
また、第１のギャップ５１ａ及び第２のギャップ５１ｂは、図７の第１の直線Ｌ１上から外れている。即ち、第１のギャップ５１ａ及び第２のギャップ５１ｂは、第１の直線Ｌ１上以外の位置に設けられている。
Further, the
従って、実施の形態１と同様に、渦電流による損失を抑制しつつ、磁気コア４１の大型化を抑制することができる。また、実施の形態２と同様に、実施の形態１に比べて、インダクタンス値を高くすることができる。
Therefore, as in the first embodiment, it is possible to suppress the increase in size of the
実施の形態６．
次に、図８は、この発明の実施の形態６によるリアクトルを示す構成図である。実施の形態６のリアクトルは、実施の形態３と同様に、磁気コア３１、第１のコイル部１、及び第２のコイル部２を有している。
Embodiment 6.
Next, FIG. 8 is a configuration diagram showing a reactor according to the sixth embodiment of the present invention. The reactor of the sixth embodiment has a
実施の形態６では、第１のコイル部１の中心軸に沿う方向について、第１のコイル部１の中心位置Ｃ１は、磁気コア３１の中心位置Ｃ０に対して、第１のギャップ３１ａとは反対側に離れた位置に位置している。即ち、中心位置Ｃ１は、中心位置Ｃ０に対して、図８の右側に離れた位置に位置している。
In the sixth embodiment, in the direction along the central axis of the
また、第２のコイル部２の中心軸に沿う方向について、第２のコイル部２の中心位置Ｃ２は、磁気コア３１の中心位置Ｃ０に対して、第２のギャップ３１ｂとは反対側に離れた位置に位置している。即ち、中心位置Ｃ２は、中心位置Ｃ０に対して、図８の右側に離れた位置に位置している。他の構成は、実施の形態３と同様である。
Further, in the direction along the central axis of the
このような構成によっても、実施の形態３と同様の効果が得られる。 Even with such a configuration, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.
また、実施の形態３と比べて、第１のコイル部１が第１のギャップ３１ａから離れているとともに、第２のコイル部２が第２のギャップ３１ｂから離れている。このため、第１及び第２のコイル部１，２を通過する磁束をさらに減少させ、渦電流による損失をさらに抑制することができる。
Further, as compared with the third embodiment, the
なお、実施の形態４、５の構成においても、コイル部をギャップから離れる方向へずらすことにより、実施の形態６と同様に、渦電流による損失をさらに抑制することができる。 Also in the configurations of the fourth and fifth embodiments, the loss due to the eddy current can be further suppressed by shifting the coil portion in the direction away from the gap, as in the sixth embodiment.
実施の形態７．
次に、図９は、この発明の実施の形態７によるリアクトルを示す構成図である。実施の形態７のリアクトルは、実施の形態２と同様に、磁気コア２１、第１のコイル部１、及び第２のコイル部２を有している。
Embodiment 7.
Next, FIG. 9 is a configuration diagram showing a reactor according to the seventh embodiment of the present invention. The reactor of the seventh embodiment has a
磁路３に沿う距離を見たとき、第１のコイル部１は、第２のコイル部２よりも第１及び第２のギャップ２１ａ，２１ｂから離れている。そして、実施の形態７では、第２のコイル部２の巻数が、第１のコイル部１の巻数よりも少なくなっている。
When looking at the distance along the
また、第２のコイル部２の巻数は、例えば、必要なインダクタンス値が得られる最小限の巻数となっている。他の構成は、実施の形態２と同様である。
Further, the number of turns of the
このような構成によっても、実施の形態２と同様の効果が得られる。 Even with such a configuration, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
また、第１及び第２のギャップ２１ａ，２１ｂに近い第２のコイル部２の巻数が少ない分だけ、第１及び第２のギャップ２１ａ，２１ｂから第２のコイル部２までの距離を大きくすることができる。これにより、第２のコイル部２を通過する磁束をさらに減少させ、渦電流による損失をさらに抑制することができる。
Further, the distance from the first and
なお、図１の第１及び第２のギャップ１１ａ，１１ｂを、図１の上方向又は下方向へずらし、第１及び第２のギャップ１１ａ，１１ｂに近い第１又は第２のコイル部１，２の巻数を減らしてもよい。これにより、実施の形態７と同様に、渦電流による損失をさらに抑制することができる。
The first and
ここで、実施の形態１〜７に示したリアクトルは、電力変換装置に適用することができる。電力変換装置は、リアクトルと、ワイドバンドギャップ半導体素子であるスイッチング素子とを備えている。ワイドバンドギャップ半導体としては、ＳｉＣ（Silicon Carbide）、ＧａＮ（Gallium Nitride）等が挙げられる。 Here, the reactors shown in the first to seventh embodiments can be applied to a power conversion device. The power conversion device includes a reactor and a switching element which is a wide bandgap semiconductor element. Examples of the wide bandgap semiconductor include SiC (Silicon Carbide) and GaN (Gallium Nitride).
ワイドバンドギャップ半導体を用いた場合、スイッチング素子の駆動周波数を高く設定できる。しかし、渦電流によるコイルの損失は、駆動周波数に依存して上昇する。このため、実施の形態１〜７のリアクトルを用いることにより、電力変換装置の効率改善効果は、より高くなる。 When a wide bandgap semiconductor is used, the drive frequency of the switching element can be set high. However, the coil loss due to the eddy current increases depending on the drive frequency. Therefore, by using the reactors of the first to seventh embodiments, the efficiency improving effect of the power conversion device becomes higher.
図１０は、実施の形態１〜７によるリアクトルを備えた電力変換装置の一例を示す回路図である。電力変換装置１０１は、フルブリッジ回路１０２、トランス１０３、ダイオードブリッジ回路１０４、リアクトル１０５、及び出力コンデンサ１０６を備えている。
FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a power conversion device including a reactor according to the first to seventh embodiments. The
フルブリッジ回路１０２は、第１のスイッチング素子１０２ａ、第２のスイッチング素子１０２ｂ、第３のスイッチング素子１０２ｃ、及び第４のスイッチング素子１０２ｄを有している。各スイッチング素子１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄは、ワイドバンドギャップ半導体素子である。また、フルブリッジ回路１０２は、入力電源１０７に接続されている。
The
トランス１０３は、フルブリッジ回路１０２とダイオードブリッジ回路１０４との間に設けられている。ダイオードブリッジ回路１０４は、第１のダイオード１０４ａ、第２のダイオード１０４ｂ、第３のダイオード１０４ｃ、及び第４のダイオード１０４ｄを有している。
The
リアクトル１０５は、ダイオードブリッジ回路１０４と負荷１０８との間に設けられている。出力コンデンサ１０６は、負荷１０８に並列に接続されている。
The
なお、実施の形態１〜７において、ギャップの数は２箇所に限定されない。例えば、ギャップは１箇所のみであってもよく、その場合、磁気コアを１部品で構成することもできる。 In the first to seventh embodiments, the number of gaps is not limited to two. For example, the gap may be only one place, in which case the magnetic core may be composed of one component.
また、実施の形態１〜７において、磁気コアは、３つ以上の磁性部品により構成してもよい。 Further, in the first to seventh embodiments, the magnetic core may be composed of three or more magnetic components.
また、実施の形態１〜７において、コイル部は、１部品又は２部品に限定されない。例えば、実施の形態１において、コイル部を１部品で構成してもよい。また、実施の形態５において、コイル部を２部品で構成してもよい。 Further, in the first to seventh embodiments, the coil portion is not limited to one component or two components. For example, in the first embodiment, the coil portion may be composed of one component. Further, in the fifth embodiment, the coil portion may be composed of two parts.
また、この発明のリアクトルは、電力変換装置以外にも適用できる。 Further, the reactor of the present invention can be applied to other than the power conversion device.
１ 第１のコイル部、２ 第２のコイル部、３ 磁路、１１，２１，３１，４１，５１ 磁気コア、１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ 第１のギャップ、１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ 第２のギャップ、１２，２２，３２，４２，５２ 第１の磁性部品、１３，２３，３３，４３，５３ 第２の磁性部品、２２ａ 第１の中間部、２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ 第１の突出部、２２ｃ，３２ｃ，４３ｂ，５２ｃ 第２の突出部、２２ｄ，４２ｆ 第１の先端面、２２ｅ，４３ｆ 第２の先端面、３２ａ 中間部、４２ａ 第１の主部、４３ａ 第２の主部、５２ａ 基部、５２ｄ 中間突出部、１０１ 電力変換装置、１０２ａ 第１のスイッチング素子、１０２ｂ 第２のスイッチング素子、１０２ｃ 第３のスイッチング素子、１０２ｄ 第４のスイッチング素子、１０５ リアクトル、Ｌ１ 第１の直線、Ｌ２ 第２の直線。 1 1st coil part, 2nd coil part, 3 magnetic path, 11,21,31,41,51 magnetic core, 11a, 21a, 31a, 41a, 51a first gap, 11b, 21b, 31b, 41b, 51b 2nd gap, 12, 22, 32, 42, 52 1st magnetic component, 13, 23, 33, 43, 53 2nd magnetic component, 22a 1st intermediate part, 22b, 32b, 42b , 52b 1st protruding part, 22c, 32c, 43b, 52c 2nd protruding part, 22d, 42f 1st tip surface, 22e, 43f 2nd tip surface, 32a intermediate part, 42a 1st main part, 43a 2nd main part, 52a base part, 52d intermediate protrusion, 101 power converter, 102a 1st switching element, 102b 2nd switching element, 102c 3rd switching element, 102d 4th switching element, 105 reactor , L1 first straight line, L2 second straight line.
Claims (2)
前記磁気コアに設けられている第１のコイル部、及び
前記磁気コアに設けられている第２のコイル部
を備え、
前記磁気コアの前記磁路上には、第１のギャップと第２のギャップとが設けられており、
前記第１のコイル部の中心軸を含む直線を第１の直線とし、前記第２のコイル部の中心軸を含む直線を第２の直線としたとき、前記第１のギャップ及び前記第２のギャップは、前記第１の直線上以外の位置であり、かつ前記第２の直線上以外の位置に設けられており、
前記磁気コアは、第１の磁性部品と第２の磁性部品とを有しており、
前記第１の磁性部品及び前記第２の磁性部品の材料としては、フェライトが用いられており、
前記第１の磁性部品の外形及び前記第２の磁性部品の外形は、それぞれＬ字形であり、
前記第１の磁性部品は、棒状の第１の主部と、前記第１の主部から前記第２の磁性部品へ向けて突出している第１の突出部とを有しており、
前記第２の磁性部品は、棒状の第２の主部と、前記第２の主部から前記第１の磁性部品へ向けて突出している第２の突出部とを有しており、
前記第１の突出部は、第１の先端面を有しており、
前記第２の突出部は、第２の先端面を有しており、
前記第１のギャップは、前記第１の先端面と前記第２の主部との間に設けられており、
前記第２のギャップは、前記第２の先端面と前記第１の主部との間に設けられており、
前記第１のコイル部は、前記第１の主部に巻き付けられており、
前記第２のコイル部は、前記第２の主部に巻き付けられているリアクトル。 A magnetic core on which a magnetic path is formed,
It is provided with a first coil portion provided on the magnetic core and a second coil portion provided on the magnetic core.
A first gap and a second gap are provided on the magnetic path of the magnetic core.
When the straight line including the central axis of the first coil portion is defined as the first straight line and the straight line including the central axis of the second coil portion is defined as the second straight line, the first gap and the second The gap is provided at a position other than the first straight line and at a position other than the second straight line.
The magnetic core has a first magnetic component and a second magnetic component.
Ferrite is used as the material of the first magnetic component and the second magnetic component.
The outer shape of the first magnetic component and the outer shape of the second magnetic component are L-shaped, respectively.
The first magnetic component has a rod-shaped first main portion and a first projecting portion projecting from the first main portion toward the second magnetic component.
The second magnetic component has a rod-shaped second main portion and a second projecting portion projecting from the second main portion toward the first magnetic component.
The first protruding portion has a first tip surface and has a first tip surface.
The second protruding portion has a second tip surface and has a second tip surface.
The first gap is provided between the first tip surface and the second main portion.
The second gap is provided between the second tip surface and the first main portion.
The first coil portion is wound around the first main portion.
The second coil portion is a reactor wound around the second main portion.
ワイドバンドギャップ半導体素子であるスイッチング素子
を備えている電力変換装置。 A power conversion device including the reactor according to claim 1 and a switching element which is a wide bandgap semiconductor element.
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