JP7391817B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る一実施形態において、前記第1巻線、前記第2巻線および前記第3巻線は、いずれも一次巻線であり、前記第1巻線柱、前記第2巻線柱および前記第3巻線柱の上には、少なくとも1つの二次巻線が巻回されている。
本発明によると、複数のインダクタンスまたはトランスを1つの磁性素子に集積し、磁気コアの任意の3つの隣接する巻線柱のうち中央に位置する巻線柱の磁束と中央巻線柱の両側に位置する2つの巻線柱の磁束が逆向きであるため、磁性素子の体積と磁気コアの損耗を効果的に低減することができる。
前記第3二次巻線Ns1b、前記第4二次巻線Ns2b、前記第5二次巻線Ns1cおよび前記第6二次巻線Ns2cは、たとえば、いずれもPCB巻線または銅板巻線である。それぞれの二次巻線は、たとえば、巻数が全て1であることが好ましい。
Claims (18)
- 入力電圧を受け付けて一次電圧に変換する一次回路と、前記一次電圧を二次電圧に変換する絶縁変換モジュールと、前記二次電圧を出力電圧に変換する二次回路とを備えるスイッチング電源装置であって、
前記絶縁変換モジュールは、第1一次巻線、第1二次巻線および第2二次巻線を備える第1トランスと、第2一次巻線、第3二次巻線および第4二次巻線を備える第2トランスと、第3一次巻線、第5二次巻線および第6二次巻線を備える第3トランスとを備え、前記二次回路は、電気的に並列接続する第1整流回路、第2整流回路および第3整流回路を備え、
前記第1トランス、前記第2トランスおよび前記第3トランスを集積することにより1つの磁性素子を形成し、前記磁性素子は、第1巻線柱、第2巻線柱、第3巻線柱、第1縁柱、第2縁柱および対抗して設置される第1カバープレートと第2カバープレートを有する磁気コアを備え、前記第2巻線柱は、前記第1巻線柱と前記第3巻線柱との間に位置し、前記第1縁柱および前記第2縁柱は、それぞれ前記第1巻線柱および前記第3巻線柱の外側に位置し、前記第1カバープレートおよび前記第2カバープレートは、それぞれ前記第1巻線柱、前記第2巻線柱、前記第3巻線柱、前記第1縁柱および前記第2縁柱の上方と下方に設けられて閉磁路を形成し、
前記第1二次巻線の第2端は、前記第2二次巻線の第1端に電気的に接続され、前記第1二次巻線の第1端および前記第2二次巻線の第2端は、前記第1整流回路に電気的に結合され、前記第3二次巻線の第2端は、前記第4二次巻線の第1端に電気的に接続され、前記第3二次巻線の第1端および前記第4二次巻線の第2端は、前記第2整流回路に電気的に結合され、前記第5二次巻線の第2端は、前記第6二次巻線の第1端に電気的に接続され、前記第5二次巻線の第1端および前記第6二次巻線の第2端は、前記第3整流回路に電気的に結合され、
前記第1一次巻線、前記第1二次巻線、前記第2二次巻線は、前記磁性素子の前記第1巻線柱に巻き付けられ、前記第2一次巻線、前記第3二次巻線、前記第4二次巻線は、前記磁性素子の前記第2巻線柱に巻き付けられ、前記第3一次巻線、前記第5二次巻線、前記第6二次巻線は、前記磁性素子の前記第3巻線柱に巻き付けられ、
前記第1巻線柱の磁束と前記第3巻線柱の磁束が第1方向を有し、前記第2巻線柱の磁束が第2方向を有し、前記第1方向と前記第2方向が逆向きであり、かつ前記磁気コアが位置する平面において、前記第1巻線柱、前記第2巻線柱および前記第3巻線柱を同時に接しまたは貫通する一本の直線が存在し、
前記第1一次巻線、前記第2一次巻線および前記第3一次巻線は、いずれもPCB巻線であり、前記第1二次巻線、前記第2二次巻線、前記第3二次巻線、前記第4二次巻線、前記第5二次巻線および前記第6二次巻線は、何れもPCB巻線であり、さらに、前記第1一次巻線、前記第2一次巻線および前記第3一次巻線は、「∞」字状にして前記第1巻線柱、前記第2巻線柱及び前記第3巻線柱に巻回されている巻線を含むことを特徴とする、スイッチング電源装置。 - 前記第1一次巻線の第1端は、前記一次回路の一端に電気的に結合され、前記第2一次巻線の第1端は、前記第1一次巻線の第2端に電気的に結合され、かつ前記第3一次巻線の第1端は、前記第2一次巻線の第2端に電気的に結合され、前記第3一次巻線の第2端は、前記一次回路の他端に電気的に結合される、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1一次巻線、前記第2一次巻線および前記第3一次巻線それぞれの第1端は、前記一次回路の一端に電気的に結合され、前記第1一次巻線、前記第2一次巻線および前記第3一次巻線それぞれの第2端は、前記一次回路の他端に電気的に結合される、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記一次回路は、前記第1一次巻線に電気的に結合される第1回路トポロジ、前記第2一次巻線に電気的に結合される第2回路トポロジおよび前記第3一次巻線に電気的に結合される第3回路トポロジを有し、前記第1回路トポロジ、前記第2回路トポロジおよび前記第3回路トポロジは、電気的に直列接続または電気的に並列接続される、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1整流回路、前記第2整流回路および前記第3整流回路は、半波整流回路または全波整流回路である、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記一次回路の回路トポロジは、ハーフブリッジ構造またはフルブリッジ構造である、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1回路トポロジ、前記第2回路トポロジおよび前記第3回路トポロジは、ハーフブリッジ構造またはフルブリッジ構造である、請求項4に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1二次巻線、前記第2二次巻線、前記第3二次巻線、前記第4二次巻線、前記第5二次巻線および前記第6二次巻線の巻数は、何れも1である、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記入力電圧は、410V~450Vの範囲である、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記入力電圧は、36V~72Vの範囲である、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1一次巻線を流れる電流は、前記第3一次巻線を流れる電流と同じ向きであり、前記第2一次巻線を流れる電流は、前記第1一次巻線を流れる電流および前記第3一次巻線を流れる電流と逆向きである、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1一次巻線、前記第2一次巻線および前記第3一次巻線を流れる電流は、位相が同じである、請求項11に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1巻線柱、前記第2巻線柱および前記第3巻線柱は、1つの水平線に沿って順に配設される、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1縁柱および前記第2縁柱は、それぞれ前記水平線の両端に設けられる、請求項13に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1縁柱および前記第2縁柱は、前記水平線の同一側に設けられる、請求項13に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1縁柱および前記第2縁柱は、それぞれ前記水平線の反対側に設けられる、請求項13に記載のスイッチング電源装置。
- 前記一次回路は、LLC回路トポロジであり、前記磁気コアは、前記LLC回路の共振インダクタンスのインダクタンス巻線が巻き付けられているインダクタンス巻線柱を更に備える、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記インダクタンス巻線は、前記第1一次巻線、前記第2一次巻線および前記第3一次巻線のうち少なくとも1つに直列接続される、請求項17に記載のスイッチング電源装置。
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