JP7033835B2 - Switching power supply and power converter - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、スイッチング電源装置および電力変換装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a switching power supply device and a power conversion device.
基幹電力系統等に用いられる電力変換装置においては、高電圧に充電される回路部分を有することがあり、このような回路部分に近接して回路部品や回路要素を配置するときには、十分な絶縁対策を施す必要がある。 A power conversion device used in a backbone power system or the like may have a circuit part charged to a high voltage, and when arranging circuit parts or circuit elements in close proximity to such a circuit part, sufficient insulation measures are taken. Need to be applied.
このような電力変換装置内部に設けられ、電力変換装置の各種制御回路や駆動回路等に電力を供給するスイッチング電源装置がある。このようなスイッチング電源装置に用いられるトランスは、高電圧充電部に接続され、スイッチング素子によってさらに高電圧のスイッチングパルス等を生成するため、他の回路部品等から電気的に絶縁するための処置が施される。 There is a switching power supply device provided inside such a power conversion device and supplying power to various control circuits, drive circuits, and the like of the power conversion device. A transformer used in such a switching power supply device is connected to a high-voltage charging unit, and a switching element generates a higher-voltage switching pulse or the like. Therefore, a measure for electrically insulating from other circuit parts or the like is required. Be given.
絶縁するための処置として、トランスの周囲を絶縁性の樹脂で充填する方法がある。熱硬化性の樹脂を用いてトランスを充填したときには、樹脂の硬化時にトランスのコアに応力が印加され、コアの磁気特性が応力によって変化することがある。 As a measure for insulating, there is a method of filling the periphery of the transformer with an insulating resin. When the transformer is filled with a thermosetting resin, stress is applied to the core of the transformer when the resin is cured, and the magnetic properties of the core may change due to the stress.
スイッチング電源装置の回路方式によっては、トランスのコアの磁気特性の変化に敏感なものもあり、トランスのコアに印加される応力を低減することが望ましい。たとえば、フライバック方式のスイッチング電源装置では、コアの励磁インダクタンスに比例して蓄積されるエネルギを二次側に伝送するため、励磁インダクタンスの低下は、スイッチング電源装置の性能の低下につながるおそれがある。 Some switching power supply circuits are sensitive to changes in the magnetic characteristics of the transformer core, and it is desirable to reduce the stress applied to the transformer core. For example, in a flyback type switching power supply, the energy stored in proportion to the excitation inductance of the core is transmitted to the secondary side, so a decrease in the excitation inductance may lead to a decrease in the performance of the switching power supply. ..
実施形態は、応力によってトランスのコアの磁気特性の変動を生じにくいスイッチング電源装置および電力変換装置を提供する。 Embodiments provide a switching power supply and a power conversion device in which the magnetic characteristics of the transformer core are less likely to fluctuate due to stress.
実施形態に係るスイッチング電源装置は、巻線と、平行に配置された第1脚部および第2脚部と、前記第1脚部および第2脚部が延伸する方向に沿って延伸し、前記第1脚部および前記第2脚部の間に設けられ、前記巻線が巻回された第3脚部と、前記巻線によって前記第3脚部で生成された磁束が前記第1脚部および前記第2脚部を介してとおる磁気回路と、を含む磁気コアと、前記巻線および前記磁気コアを収納する絶縁性のケースと、前記ケースの全体を封止する外装樹脂と、前記ケースと前記磁気コアとの間に設けられた絶縁性のスペーサと、を含むトランスを備える。前記第3脚部は、前記第3脚部の一方の端部の接合面であって、前記第1脚部、前記第2脚部および前記第3脚部が延伸する方向に直交する方向を含む前記接合面を含み、前記スペーサは、前記第3脚部の他方の端部の側に設けられる。 The switching power supply device according to the embodiment extends along the winding, the first leg portion and the second leg portion arranged in parallel, and the direction in which the first leg portion and the second leg portion extend, and the above-mentioned The magnetic flux generated in the third leg portion provided between the first leg portion and the second leg portion and in which the winding is wound and the third leg portion by the winding is the first leg portion. A magnetic core including a magnetic circuit passing through the second leg portion, an insulating case for accommodating the winding and the magnetic core, an exterior resin for sealing the entire case, and the case. It comprises a transformer comprising an insulating spacer provided between the magnetic core and the magnetic core. The third leg portion is a joint surface of one end of the third leg portion, and has a direction orthogonal to the extending direction of the first leg portion, the second leg portion, and the third leg portion. The spacer is provided on the side of the other end of the third leg, including the joining surface.
本実施形態では、応力によってトランスのコアの磁気特性の変動を生じにくいスイッチング電源装置および電力変換装置が実現される。 In the present embodiment, a switching power supply device and a power conversion device that are less likely to cause fluctuations in the magnetic characteristics of the transformer core due to stress are realized.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawing.
In addition, in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
図1は、実施形態に係るスイッチング電源装置を例示するブロック図である。
図1に示すように、実施形態のスイッチング電源装置10は、入力端子11a,11bと、出力端子12a~14bと、を含む。入力端子11a,11bには、非安定あるいは変動する直流電圧が入力される。この例では、出力端子は3対設けられている。スイッチング電源装置10は、3対の出力端子12a~14bを介して、直流で動作する3つの負荷に接続することができる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a switching power supply device according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the switching
スイッチング電源装置10は、トランス30を備える。このほか、スイッチング電源装置10は、入力コンデンサ21と、スイッチング素子22と、整流回路24~26と、制御回路28と、を含む。
The switching
トランス30は、一次側の端子35a,35bと二次側の端子35c~35hとを含む。二次側の端子は、この例では3対分設けられている。トランス30は、一次側の端子35a,35bから入力された高周波の交流電圧をそれぞれの巻き数比に応じた交流電圧に変換して、二次側の端子35c~35hに出力する。トランス30では、一次側の端子35a,35bと二次側の端子35c~35hとの間は、電気的に絶縁されている。また、この例では、二次側の直流端子35c~35hについても、3対それぞれは、電気的に絶縁されている。
The
この例では、トランス30は、フライバック方式のスイッチング電源回路のためのトランスである。そのため、二次側の巻線は、一次側の巻線の巻回方向と反対方向になるように巻回されている。このようなトランス30では、一次側の巻線に流れる電流のピークおよび励磁インダクタンスにもとづいて一次巻線にエネルギが蓄積され、一次側に流れる電流が遮断されたときに、蓄積されたエネルギが二次側に伝達される。一次側から二次側に伝達されるエネルギは、一次側巻線によって生成される励磁インダクタンスに依存するため、この励磁インダクタスの値は、設計値を下回らないことが望まれる。
In this example, the
入力コンデンサ21は、入力端子11a,11bの間に接続されている。入力コンデンサ21は、入力される直流電圧の急峻な変動を吸収するために設けられている。入力コンデンサ21の高電位側の端子は、入力端子11aとともに、トランス30の端子35aに接続されている。
The
スイッチング素子22は、主端子によって、トランス30の一次側の巻線の一方の端子35bと入力端子11bとの間に接続されている。スイッチング素子22の制御端子は、制御回路28の出力に接続されている。スイッチング素子22は、IGBTやMOSFET等の自己消弧形の半導体素子であり、制御回路28が生成する駆動信号にしたがって、オンオフ動作する。
The
スイッチング素子22がオンすることによって、トランス30の一次側の巻線に励磁電流が流れる。一次側巻線の励磁インダクタンスには、エネルギが蓄積される。スイッチング素子22がオフすることによって、励磁インダクタンスに蓄積されたエネルギは二次側に伝達される。
When the switching
整流回路24~26は、トランス30の二次側巻線の各端子35c~35hと出力端子12a~14bとの間にそれぞれ接続されている。整流回路24~26は、この例のように、整流ダイオードおよび平滑コンデンサを含んでいる。整流回路24~26は、トランス30の二次側に出力される高周波の交流電圧を整流し平滑して直流電圧として出力する。
The
制御回路28は、この例では、整流回路26の出力とスイッチング素子22との間に接続されている。制御回路28は、整流回路26の出力電圧を検出して入力し、検出された出力電圧に応じたデューティサイクルの制御信号を生成して、スイッチング素子22を駆動する。
In this example, the
図2は、図1のスイッチング電源装置を用いた電力変換装置を例示するブロック図である。
図2に示すように、電力変換装置40は、交流回路に接続することができる交流端子41a~41cと、直流回路に接続することができる直流端子42a,42bと、を含む。電力変換装置40と接続することができる交流回路は、たとえば交流電源、交流送電線および交流負荷等を含むことができる。交流回路は、たとえば電力系統である。電力変換装置40と接続することができる直流回路は、たとえば直流電源、直流送電線および直流負荷等を含むことができる。直流回路は、たとえば直流送電線である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a power conversion device using the switching power supply device of FIG.
As shown in FIG. 2, the
電力変換装置40は、交流回路の各相に対応したアームを有しており、アームは、カスケードに接続された単位変換器50を含む。単位変換器50は、アームあたりM台接続されている。Mは1でもよいが、好ましくは、Mは2以上の整数である。
The
直流端子42a,42b間で直列に接続されるアームには、変圧器45がそれぞれ直列に接続されている。変圧器45に代えてバッファリアクトルが接続され得る。
A
この例では、電力変換装置40は、モジュラーマルチレベルコンバータ(Modular Multilevel Converter、MMC)である。MMCでは、各単位変換器50に設けられたスイッチング素子によって、コンデンサの充放電を制御し、単位変換器50ごとにコンデンサの両端の電圧を制御する。
In this example, the
図3は、図2の電力変換装置の一部を例示するブロック図である。
図3には、単位変換器50の回路構成が簡素化されて示されている。図3に示すように、単位変換器50は、ゲート制御回路52と、ゲート駆動回路53,54と、スイッチング素子55,56と、コンデンサ57と、主回路給電部58と、を含む。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a part of the power conversion device of FIG.
FIG. 3 shows a simplified circuit configuration of the
ゲート制御回路52は、図示しない制御装置に接続されている。ゲート制御回路52は、制御装置から送信された制御信号を受信し、制御信号にもとづいてゲート信号を生成する。
The
ゲート駆動回路53は、ゲート制御回路52とスイッチング素子55との間に接続されている。ゲート駆動回路54は、ゲート制御回路52とスイッチング素子56との間に接続されている。ゲート駆動回路53,54は、ゲート制御回路52から供給されたゲート信号にもとづいて、スイッチング素子55,56を駆動するゲート駆動信号を生成する。
The
スイッチング素子55,56は直列に接続されている。スイッチング素子55,56は、IGBTやMOSFET等の自己消弧形の半導体素子である。スイッチング素子55,56は、ゲート駆動回路53,54によって駆動される。
The switching
コンデンサ57は、スイッチング素子55,56の直列回路に並列に接続されている。スイッチング素子55,56がオンオフすることによって、コンデンサ57が充放電される。
The
主回路給電部58は、コンデンサ57に並列に接続されている。主回路給電部58は、スイッチング電源装置10を有する。スイッチング電源装置10は、上述したフライバック方式の多出力電源装置である。この例では、スイッチング電源装置10は、入力端子11a,11bを介して、コンデンサ57に接続されている。スイッチング電源装置10は、出力端子12a,12bを介してゲート駆動回路53に接続され、出力端子13a,13bを介してゲート駆動回路54に接続されている。スイッチング電源装置10は、出力端子14a,14bを介してゲート制御回路52に接続されている。
The main
スイッチング電源装置10は、コンデンサ57の電圧を、適切な電圧に変換して、ゲート制御回路52およびゲート駆動回路53,54に供給する。ゲート制御回路52およびゲート駆動回路53,54は、スイッチング素子55,56を適切に駆動するために、互いに電気的に絶縁された電源によって動作する。
The switching
電力の基幹系統等に用いられるMMCでは、コンデンサ57の両端の電圧は、数1000Vにおよび、また、互いに絶縁された電源をそれぞれの回路に供給するため、トランス30は、充電部から十分な空間距離および沿面距離を確保する必要がある。そのために、トランスは、外部を絶縁性の樹脂で充填され、スイッチング電源装置10に配置される。
In the MMC used for the backbone system of electric power, the voltage across the
実施形態のスイッチング電源装置は、MMCに限らず、一次側または二次側が1000Vを超える高電圧となるような電力変換装置に用いることができる。 The switching power supply device of the embodiment is not limited to the MMC, and can be used for a power conversion device having a high voltage exceeding 1000 V on the primary side or the secondary side.
図4(a)および図4(b)は、図1のスイッチング電源装置のトランスを例示する模式的な断面図である。
図4(b)は、図4(a)のAA線における矢視断面を表している。
図4(a)および図4(b)に示すように、トランス30は、外装樹脂31と、ケース32と、磁気コア33と、巻線34と、スペーサ36と、を含む。
4 (a) and 4 (b) are schematic cross-sectional views illustrating the transformer of the switching power supply device of FIG.
FIG. 4 (b) shows a cross section seen by an arrow on the AA line of FIG. 4 (a).
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
図5は、図4(a)および図4(b)のトランスの磁気コアを例示する模式図である。
図5に示すように、磁気コア33は、この例では、英字の「E」の形状を有する2つのコアを接続するいわゆるEEコアである。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the magnetic core of the transformer of FIGS. 4 (a) and 4 (b).
As shown in FIG. 5, the
磁気コア33は、2つのE形コア33a,33bを含む。E形コア33a,33bは、3つの脚部331~333を有する。3つの脚部331~333は、ほぼ平行に延伸する角柱状の部材である。左右の脚部(第1脚部、第2脚部)331,332の間に中央の脚部(第3脚部)331が設けられている。脚部331~333は、一方の端部は開放されており、他方の端部は、脚部331~333にほぼ垂直に延伸する角柱状の部材(磁気回路)に接続されている。E形コア33a,33bは、たとえばフェライトコアである。
The
2つのE形コア33a,33bは、3つの脚部331~333のそれぞれの一方の端部同士を接続してEEコアとする。この端部の接合面は、脚部331~333が延伸する方向とほぼ垂直な方向を含んでいる。
The two
この端部の接合面にすき間等があると、磁束もれを生じて、励磁インダクタンスの値の低下の原因となるので、E形コア33a,33bの端部は、十分に密着させて接続される。また、後述するように、接合面は脚部331が延伸する方向とほぼ垂直な方向を含む平面なので、他方の端部の側から、脚部331に平行な適切な大きさの応力を加えることによって、より密着させることができる。
If there is a gap or the like on the joint surface at this end, magnetic flux leakage will occur, which will cause a decrease in the value of the exciting inductance. Therefore, the ends of the
本実施形態では、コアは、巻線が巻回される中央の脚部を有し、中央の脚部で生成された磁束がとおり磁気回路を形成する左右の脚部を有していればよい。たとえば、磁気コアは、EEコアに限らず、EIコアやPQコア等であってもよい。 In this embodiment, the core may have a central leg around which the windings are wound, and left and right legs through which the magnetic flux generated by the central leg passes to form a magnetic circuit. .. For example, the magnetic core is not limited to the EE core, but may be an EI core, a PQ core, or the like.
図4にもどって説明を続ける。
磁気コア33には、巻線34が設けられている。巻線34は、E形コアの中央の脚部に巻回されている。巻線34は、上述したように、一次巻線および複数の二次巻線を含んでいる。図示しないが、これらの巻線は、絶縁シート等によって互いに電気的に絶縁された状態で巻回されている。
The explanation will be continued by returning to FIG.
The
磁気コア33は、巻線34とともに、ケース32に収納されている。ケース32の内部寸法は、磁気コア33の外形寸法よりも若干大きく設定されている。つまり、ケース32に磁気コア33を収納したときに、ケース32の内面と磁気コア33の外周面との間に空間35が存在する。ケース32は、絶縁性の材料、たとえばポリカーボネート等によって形成されている。
The
スペーサ36は、ケース32の内面と磁気コア33の外周面との間に設けられている。スペーサ36は、磁気コア33の中央の脚部の他方の端部の側であって、一方の端部に設けられた接合面に対応する位置に設けられている。スペーサ36は、ケース32に対する磁気コア33の支持部材として機能する。スペーサ36の厚さは、ケース32の内面と磁気コア33の外周面との間の空間35の幅に一致するように設定されている。スペーサ36は、ケース32と同様に絶縁性の材料で形成されており、ケース32とは別の部材で形成されていてもよいし、ケース32と一体で形成されていてもよい。
The
磁気コア33および巻線34は、ケース32によって密閉されている。ケース32の内面と、磁気コア33および巻線34との間の空間35は、スペーサ36によって確保されている。なお、ケース32によって磁気コア33および巻線34を密閉することが困難な場合には、磁気コア33および巻線34を、一部が開口されたケースに収納後、流動性のある樹脂、たとえばシリコーン樹脂等をケース内に充填するようにしてもよい。
The
外装樹脂31は、磁気コア33および巻線34が収納されたケース32の外面に密着して設けられている。外装樹脂の外形は、ケース32の形状に応じて設定され、たとえば立方体や直方体である。外装樹脂31は、絶縁性の材料で形成され、好ましくは熱硬化性の樹脂が用いられる。外装樹脂31は、たとえばエポキシ樹脂である。外装樹脂31のための熱硬化性樹脂は、高温にして流動化され、成形金型等を用いて、成形され、常温にもどすことによって、硬化する。
The
トランス30は、以下のように形成される。すなわち、磁気コア33には、巻線34が巻回される。巻線34が巻回された磁気コア33は、スペーサ36によって空間35が確保された上で、ケース32に収納される。磁気コア33および巻線34を収納したケース32は、成形金型に載置され、外装樹脂31のための樹脂が高温で流動化されて成形金型に注入される。その後、冷却されて、樹脂が硬化し、外装樹脂31によって覆われたトランス30が形成される。
The
図6(a)および図7(a)は、実施形態のスイッチング電源装置のトランスの動作原理を説明するための模式図である。図6(b)および図7(b)は、図6(a)および図7(a)のトランスの磁気特性をそれぞれ例示するグラフである。
図6(a)および図6(b)には、磁気コア33の脚部331に対応する位置であって、脚部331が延伸する方向に平行な方向に圧力を印加した場合のトランスの特性の変化が示されている。
図7(a)および図7(b)には、磁気コア33の中央の脚部331の接合面に対応する位置であって、接合面が形成される方向に平行な方向に圧力を印加した場合のトランスの特性の変化が示されている。
6 (a) and 7 (a) are schematic views for explaining the operating principle of the transformer of the switching power supply device of the embodiment. 6 (b) and 7 (b) are graphs illustrating the magnetic properties of the transformers of FIGS. 6 (a) and 7 (a), respectively.
6 (a) and 6 (b) show the characteristics of the transformer at the position corresponding to the
In FIGS. 7 (a) and 7 (b), pressure is applied in a direction corresponding to the joint surface of the
図6(a)および図6(b)に示すように、脚部331が延伸する方向、すなわち脚部331の接合面に垂直な方向に沿って圧力を印加すると、圧力の増大とともに、磁気コアの変位量が増大する。そして、圧力の増大とともに、励磁インダクタンスの値が当初は増大し、さらに圧力を増大させると、励磁インダクタンスが低下する。中央の脚部の接合面を互いに押し付け合うように、圧力が印加されるので、適切な圧力の範囲では、微小なギャップが小さくなり、励磁インダクタンスが増大するものと考えられる。この例では、500N程度の圧力を印加した場合に、700μH以上の励磁インダクタンスの値が確保されている。
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), when pressure is applied along the direction in which the
一方、図7(a)および図7(b)に示すように、脚部331が延伸する方向に垂直な方向、すなわち脚部331の接合面に平行な方向に沿って圧力を印加すると、圧力の増大とともに励磁インダクタンスは増大することなく減少する。なお、変位量は、図6の場合と同様である。この例では、700μH以上の励磁インダクタンスの値は、圧力印加当初以外に存在しない。
On the other hand, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), when the pressure is applied in the direction perpendicular to the direction in which the
外装樹脂31の形成のために、高温に設定することによって樹脂を封入し、常温にもどすことによって樹脂を硬化させる場合を考える。外装樹脂31、ケース32および磁気コア33の熱膨張係数が異なるために、外装樹脂31の硬化時にケース32には、応力が印加される。
Consider a case where the resin is sealed by setting the temperature to a high temperature for forming the
磁気コアの脚部が延伸する方向に沿って、すなわち、磁気コアの脚部の端部の接合面に垂直に圧力を印加することによって、励磁インダクタンスの値の応力による低下を防止することができる。本実施形態では、スペーサ36を、磁気コア33の中央の脚部331の接合面に対応する位置に設けることによって、外装樹脂31が硬化するときの応力が、磁気コア33の中央の脚部331の接合面にほぼ垂直に印加されるようにすることができる。そのため、スペーサ36の厚さや材質等を適切に選定することによって、スペーサ36を介して印加される応力によって、励磁インダクタンスの値を適切な値にすることができる。
By applying pressure along the direction in which the legs of the magnetic core extend, that is, perpendicular to the joint surface at the ends of the legs of the magnetic core, it is possible to prevent a decrease in the value of the excitation inductance due to stress. .. In the present embodiment, by providing the
実施形態のスイッチング電源装置10の効果について、比較例の場合と比較しつつ説明する。
図8(a)および図8(b)は、比較例のスイッチング電源装置のトランスを例示する模式的な断面図である。
図8(b)は、図8(a)のBB線における矢視断面を表している。
図8(a)および図8(b)に示すように、トランス130は、上述の実施形態の場合と異なる位置にスペーサ136が設けられている。スペーサ136は、中央の脚部に対応する位置とは異なる位置に設けられている。この比較例では、スペーサ136は、左右の脚部に対応する位置に設けられている。
The effect of the switching
8 (a) and 8 (b) are schematic cross-sectional views illustrating a transformer of a switching power supply device of a comparative example.
FIG. 8 (b) shows a cross section seen by an arrow on the BB line of FIG. 8 (a).
As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the
この比較例の場合では、外装樹脂31を封入した後には、樹脂硬化時の応力は、スペーサ136を介して左右の脚部の接合面にほぼ垂直に印加される。この比較例では、磁気コア33および巻線34を、ケース32へ配置する際に、より安定かつ容易に位置決めできるように、スペーサ136は、左右の脚部に対応する位置に配置されている。しかし、上述したように、巻線34が巻回され磁束が生成される中央の脚部の接合面に応力を印加した方が、励磁インダクタンスが増大傾向となり、励磁インダクタンス値の確保という観点では、中央の脚部対応する位置にスペーサを配置するのがより好ましい。
In the case of this comparative example, after the
たとえば、スペーサを、脚部に沿って設けた場合には、樹脂硬化時の応力が脚部の接合面にほぼ平行に印加され得るので、励磁インダクタンスが外装樹脂31の封入前後で低下すると考えられる。
For example, when the spacer is provided along the leg portion, the stress at the time of resin curing can be applied almost parallel to the joint surface of the leg portion, so that the excitation inductance is considered to decrease before and after the
実施形態のスイッチング電源装置10では、トランス30の磁気コア33とケース32との間に設けたスペーサ36を磁束が生成される磁気コアの脚部に対応する位置に設けている。そのため、トランス30の外装樹脂31を硬化させる場合に発生する応力は、磁束が生成される磁気コアの脚部の接合面にほぼ垂直方向に印加され、励磁インダクタンスの値を適切な値とすることができる。
In the switching
以上説明した実施形態によれば、応力によってトランスの磁気コアの磁気特性の変動を生じにくいスイッチング電源装置および電力変換装置を実現することができる。 According to the embodiment described above, it is possible to realize a switching power supply device and a power conversion device in which the magnetic characteristics of the magnetic core of the transformer are less likely to fluctuate due to stress.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims. In addition, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.
10 スイッチング電源装置、21 入力コンデンサ、22 スイッチング素子、24~26 整流回路、28 制御回路、30 トランス、31 外装樹脂、32 ケース、33,33a,33b 磁気コア、34 巻線、35 空間、36 スペーサ、40 電力変換装置、50 単位変換器、52 ゲート制御回路、53,54 ゲート駆動回路、55,56 スイッチング素子、57 コンデンサ、58 主回路給電部、331~333 脚部 10 switching power supply, 21 input capacitor, 22 switching element, 24-26 rectifier circuit, 28 control circuit, 30 transformer, 31 exterior resin, 32 case, 33, 33a, 33b magnetic core, 34 winding, 35 space, 36 spacer , 40 power converter, 50 unit converter, 52 gate control circuit, 53, 54 gate drive circuit, 55, 56 switching element, 57 capacitor, 58 main circuit power supply unit, 331 to 333 legs
Claims (7)
平行に配置された第1脚部および第2脚部と、
前記第1脚部および前記第2脚部が延伸する方向に沿って延伸し、前記第1脚部および前記第2脚部の間に設けられ、前記巻線が巻回された第3脚部と、
前記巻線によって前記第3脚部で生成された磁束が前記第1脚部および前記第2脚部を介してとおる磁気回路と、
を含む磁気コアと、
前記巻線および前記磁気コアを収納する絶縁性のケースと、
前記ケースの全体を封止する外装樹脂と、
前記ケースと前記磁気コアとの間に設けられた絶縁性のスペーサと、
を含むトランスを備え、
前記第3脚部は、前記第3脚部の一方の端部の接合面であって、前記第1脚部、前記第2脚部および前記第3脚部が延伸する方向に直交する方向を含む前記接合面を含み、
前記スペーサは、前記第3脚部の他方の端部の側に設けられたスイッチング電源装置。 Winding and
The first and second legs arranged in parallel,
A third leg portion that is stretched along the direction in which the first leg portion and the second leg portion are stretched, is provided between the first leg portion and the second leg portion, and the winding is wound around the first leg portion. When,
A magnetic circuit in which the magnetic flux generated in the third leg by the winding passes through the first leg and the second leg, and the magnetic circuit.
With magnetic core, including
An insulating case for accommodating the winding and the magnetic core,
The exterior resin that seals the entire case and
An insulating spacer provided between the case and the magnetic core ,
Equipped with a transformer, including
The third leg is a joint surface of one end of the third leg, and has a direction orthogonal to the extending direction of the first leg, the second leg, and the third leg. Including the joint surface including
The spacer is a switching power supply device provided on the side of the other end of the third leg.
前記スイッチング電源装置によって電力を供給されて動作する制御回路と、
を備えた電力変換装置。 The switching power supply device according to any one of claims 1 to 5.
A control circuit that operates by being supplied with power by the switching power supply device,
Power conversion device equipped with.
前記スイッチング電源装置によって電力を供給されて動作する駆動回路および前記駆動回路によって駆動されるスイッチング素子を含む主回路と、
を含む複数の単位変換器を備え、
前記複数の単位変換器は、カスケード接続された電力変換装置。 The switching power supply device according to any one of claims 1 to 5.
A drive circuit supplied with power by the switching power supply device to operate, a main circuit including a switching element driven by the drive circuit, and a main circuit.
Equipped with multiple unit converters, including
The plurality of unit converters are power converters connected in cascade.
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