JP7772068B2 - インダクタ装置 - Google Patents

Description

本技術は、例えば２個のインダクタを有するインダクタ装置に関する。

本願出願人は、先に特許文献１に記載の直流変換装置を提案している。特許文献１の図１５には、二つのコンバータの有するリアクトルを磁気結合させる構成が記載されている。この構成によれば、二つのリアクトルを一つのインダクタ装置によって実現することができる。

国際公開第２０２０／２０８９３６号

しかしながら、二つのリアクトルを分離巻きの構成とした場合に、ギャップのフリンジング現象によって二つのリアクトルのインダクタンスのばらつきが発生する。その結果、直流変換装置の二つのコンバータの負荷のアンバランスが生じ、インダクタンスのばらつきによって１次共振電流に余計な周波数成分の電流が流れ、不要ノイズが発生したりするおそれがある。

したがって、本技術の目的は、共通のコアに対して分離巻きされた二つのコイルのインダクタンスのばらつきを抑えたインダクタ装置及びかかるインダクタ装置を使用した直流変換装置を提供することにある。

本技術は、断面Ｅ字状で、第１の共用脚部と第１の脚部と第２の脚部を一体に有する第１のコアと、
断面Ｅ字状で、第１の共用脚部と端面同士が当接される第２の共用脚部と、第１の脚部と第１のギャップを介して対向する第３の脚部と、第１のギャップと等しい幅の第２のギャップを介して第２の脚部と対向する第４の脚部を一体に有する第２のコアと、
第１の脚部及び第３の脚部に挿入された第１のボビンと、
第１のボビンに分離巻きされた第１のコイル及び第２のコイルと、
第２の脚部及び第４の脚部に挿入され、第１のボビンとほぼ同一形状の第２のボビンと、
第２のボビンに分離巻きされた第３のコイル及び第４のコイルと
を備え、
第１のコイル、第２のコイル、第３のコイル、第４のコイルを正面から見た場合にＸ字状に対応する位置の２個のコイル同士が直列接続され、
第１の脚部及び第３の脚部に対する第１のボビンの取り付け位置、並びに第２の脚部及び第４の脚部に対する第２のボビンの取り付け位置にそれぞれ高さ方向のクリアランスが存在し、
第１のボビン及び第２のボビンを同一方向に変位させて第１のコア及び第２のコアの一方に対して当てつけるように組み立てられたインダクタ装置である。

図１は、本技術を適用できる電流共振型コンバータの接続図である。 図２は、ドライブ信号の説明のための波形図である。 図３は、本技術におけるスイッチ素子の動作モードのモード遷移図である。 図４は、各動作モードにおける素子の電流波形及び電圧波形を示す波形図である。 図５は、本技術の出力電流波形を示す波形図である。 図６は、インダクタ装置の一例の断面図である。 図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、リアクトルのインダクタンスにばらつきがあるときの直流変換装置の１次共振電流波形、本来の１次共振電流波形、電流差をそれぞれ示す波形図である。 図８は、リアクトルのインダクタンスのばらつきの負荷バランスへの影響を説明するためのグラフである。 図９は、バイファラ巻きの構成のインダクタ装置の断面図である。 図１０は、バイファラ巻きの構成のインダクタ装置を使用したときの電流波形を示す波形図である。 図１１は、本技術の一実施形態のインダクタ装置の断面図である。 図１２は、本技術の一実施形態の斜視図である。 図１３は、本技術の一実施形態の分解斜視図である。 図１４は、本技術の一実施形態のコイルの接続を示す接続図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、本技術の一実施形態の端子ピンを説明するための底面図及び斜視図である。 図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、シミュレーションに使用したコイル配置の説明に使用する略線図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、シミュレーションに使用したコイル配置の説明に使用する略線図である。

以下、本技術の実施の形態等について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。また、以下の説明では、図示が煩雑となることを防止するために、一部の構成のみに参照符号を付す場合や、一部の構成を簡略化して示す場合もある。

一実施形態の理解を容易とするために、先に提案されている直流変換装置について以下に説明する。この直流変換装置は、電流共振型（ＬＬＣ方式）のコンバータである。図１において、Ｖｉｎが入力電源であり、Ｑ１がハイサイド側のＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ素子であり、Ｑ２がローサイド側のＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ素子である。スイッチ素子Ｑ１のドレイン及びソース間に寄生素子としてダイオード及び容量が並列に存在する。スイッチ素子Ｑ２のドレイン及びソース間に寄生素子としてダイオード及び容量が並列に存在する。スイッチ素子Ｑ１及びスイッチ素子Ｑ２のそれぞれのゲートに対して制御部からドライブ信号が供給され、スイッチ素子Ｑ１及びスイッチ素子Ｑ２がスイッチング動作を行う。

スイッチ素子Ｑ１のソース及びスイッチ素子Ｑ２のドレインの接続点とスイッチ素子Ｑ２のソースの間に共振リアクトルＬｒ１とトランスの１次巻き線Ｎｐと共振容量Ｃｒ１とが直列接続された共振回路が接続される。トランスの１次巻き線Ｎｐに対してリアクトルＬｍ１が並列に接続される。リアクトルＬｍ１は、例えばトランスの励磁インダクタンス成分である。

トランスの２次巻き線Ｎｓが二つのインダクタンスに分割され、２次巻き線の一端がダイオードＤ１を介して出力端子と接続され、２次巻き線の他端がダイオードＤ２を介して出力端子と接続される。２次巻き線の接続中点が出力端子として取り出され、出力端子間に容量Ｃｏｕｔが接続される。出力端子に対して負荷が接続されている。ダイオードＤ１、Ｄ２及び容量Ｃｏｕｔがトランスの２次巻き線に発生した電圧を整流する整流器を構成する。

上述したコンバータでは、スイッチ素子Ｑ１とスイッチ素子Ｑ２のゲートに対して逆位相のドライブ信号が供給され、これらのスイッチ素子Ｑ１とＱ２が差動でスイッチング動作を行う。出力電流Ｉ１が流れる。

上述したコンバータが２個並列に接続される。他方のコンバータは、スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４、リアクトルＬｒ２，Ｌｍ２、共振容量Ｃｒ２、トランス、ダイオードＤ３、Ｄ４を備えている。他方のコンバータには、出力電流Ｉ２が流れる。

制御回路１０が設けられ、制御回路１０によって各コンバータのスイッチ素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフを制御するドライブ信号Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２，Ｏｕｔ３，Ｏｕｔ４が生成される。制御回路１０のフィードバックＦＢ入力に対しては、平滑回路により出力された出力電圧がフィードバックされる。このフィードバックによって、出力電圧が一定値に制御される。制御回路１０は、二つのコンバータ間でπずつずれるように、スイッチ素子のオンオフを制御する。図２は、スイッチ素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフを制御するドライブ信号Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２，Ｏｕｔ３，Ｏｕｔ４を示す。

スイッチ素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフ動作の関係に応じて８個の動作モード （モード１，モード２，モード３，・・・，モード８）を有する。図３は、各モードにおいてオンするスイッチ素子を含んで形成される電流経路を示している。また、図４は、その時の各素子の電圧・電流を示している。各モードにおける電圧・電流波形は既存の共振型コンバータと同一である。共振型コンバータは直列に接続された二つのスイッチ素子がπの位相差をもって交互にオンオフしている。二つのコンバータ同士の位相差をπで動作させるので、図中Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ３はそれぞれ同時にオンオフする。さらに、各コンバータの出力電流Ｉ１及びＩ２と、両者を加算した出力電流（Ｉ１＋Ｉ２）は図５に示すものとなる。

各動作モードについて順に説明する。なお、簡単のため、スイッチ素子Ｑ１～Ｑ４のそれぞれのソースをＳと表記し、ドレインをＤと表記する。
モード１：Ｌｍ１に蓄えられたエネルギーによりＱ１のＳからＤへ向けて電流が流れる。また、Ｌｍ２に蓄えられたエネルギーによりＱ４のＳからＤに向けて電流が流れる。このとき各スイッチ素子の寄生ダイオードの導通中にＱ１，Ｑ４をオンすることでゼロボルトスイッチ動作となる。同時に２次側整流器より、２次側へエネルギーが伝達される。

モード２：入力電圧ＶｉｎによりＱ１のＤからＳに向けて電流が流れ、Ｌｍ１が励磁されて二次側に電力が伝送される。また、Ｃｒ２に蓄えられた電圧により、Ｑ４のＤからＳへ向けて電流が流れ、Ｌｍ２が励磁されて２次側へ電力が伝送される。

モード３：Ｌｍ１、Ｌｍ２両端の電圧が、２次側電圧に変圧器の巻き数比を掛けた値よりさがり、２次側への電力伝送がされなくなる。

モード４：Ｑ１，Ｑ４をオフする。Ｌｍ１に蓄えられたエネルギーにより、Ｑ１の寄生容量が充電、Ｑ２の寄生容量が放電され、Ｑ１にかかる電圧がＶｉｎへＱ２にかかる電圧が０へと変化する。同様にＬｍ２に蓄えられたエネルギーにより、Ｑ４の寄生容量が充電、Ｑ３の寄生容量が放電され、Ｑ４にかかる電圧がＶｉｎへＱ３にかかる電圧が０へと変化する。

モード５：Ｌｍ１に蓄えられたエネルギーによりＱ２のＳからＤへ向けて電流が流れる。また、Ｌｍ２に蓄えられたエネルギーによりＱ３のＳからＤに向けて電流が流れる。このとき各スイッチ素子の寄生ダイオードの導通中にＱ２，Ｑ３をオンすることでゼロボルトスイッチ動作となる。同時に２次側整流器より、２次側へエネルギーが伝達される。

モード６：Ｃｒ１に蓄えられたエネルギーにより、Ｑ２のＤからＳに向けて電流が流れ、Ｌｍ１が励磁されて二次側に電力が伝送される。また、ＶｉｎよりＱ３のＤからＳへ向けて電流が流れ、Ｌｍ２が励磁されて２次側へ電力が伝送される。

モード７：Ｌｍ１、Ｌｍ２両端の電圧が、２次側電圧に変圧器の巻き数比を掛けた値よりさがり、２次側への電力伝送がされなくなる。

モード８：Ｑ１，Ｑ４をオフする。Ｌｍ１に蓄えられたエネルギーにより、Ｑ２の寄生容量が充電、Ｑ１の寄生容量が放電され、Ｑ２にかかる電圧がＶｉｎへＱ１にかかる電圧が０へと変化する。同様にＬｍ２に蓄えられたエネルギーにより、Ｑ３の寄生容量が充電、Ｑ４の寄生容量が放電され、Ｑ３にかかる電圧がＶｉｎへＱ４にかかる電圧が０へと変化する。

図１に示す共振型コンバータのリアクトルとトランスの電圧電流波形は位相πをもって正負反転の相似形である。二つのコンバータをπの位相差をもって制御しているので互いのリアクトルとトランスの電圧・電流の波形は正負反転の相似形になる。よって図１に示すように、リアクトルとトランスはそれぞれ極性を反転させて磁気的に結合させることができる。

これにより二つのコンバータによるコモンモードノイズの削減を見かけ上一つのリアクトルまたはトランスで実現することが可能となり、規模の小さい直流変換装置でも効果を出すことが可能となる。またリアクトルを磁気的に結合させることにより、二つの共振型コンバータの動作バランスを容易にとることができる。

本技術の一実施形態によるインダクタ装置は、図１に示す共振型コンバータにおけるリアクトルＬｒ１及びリアクトルＬｒ２に対して適用される。リアクトルでは、磁気飽和を抑制するためにエアギャップを有するコア（フェライト）が使用される。また、磁気結合する二つのリアクトルを有するインダクタ装置は、一般的に図６に示すように、磁路を共用したコイルによって構成される。

図６の例では、セパレータ２ａ、セパレータ２ｂ及びセパレータ２ｃ、円形の中心孔を有するボビン１に対して第１のコイルＮ１及び第２のコイルＮ２が巻回されている。セパレータ２ａとセパレータ２ｃの間の中心位置にセパレータ２ｂが形成されている。ボビン１は、例えば樹脂成型品である。セパレータ２ａ及びセパレータ２ｂの間にコイルＮ１が巻かれ、セパレータ２ｂ及びセパレータ２ｃの間にコイルＮ２が巻かれる。コイルＮ１とコイルＮ２が分割して等しい回数巻かれている。

断面がＥ字型のコア３及びコア５は、同一の寸法を有する。コア３及びコア５のそれぞれの共用脚部４ａ及び６ａがボビン１の中心孔内に挿入され、両者の対向位置にギャップが形成される。ギャップにおいては、磁気抵抗を減らそうとして磁束の通過する断面積をコアの断面積より大きくしようとして磁束が膨らむ（フリンジング現象）。このフリンジング現象で発生した磁束をフリンジング磁束と称する。

ボビン１のセパレータ２ｂの中心とギャップの中心が一致する関係であれば、フリンジング磁束の影響は、コイルＮ１とＮ２に対して等しくなる。しかしながら、コア３及びコア５により形成される空間がボビン１よりやや大きいものとされ、高さ方向のクリアランスが存在している。ボビン１を収納する組み立て時に、図６において、矢印で示すように、ボビン１を上側のコア３側に当接させて組み立てを行うと、クリアランスの分、ボビン１の位置がギャップの中心からずれてしまう。

この場合、コイルＮ１に対するフリンジング磁束がコイルＮ２に対するフリンジング磁束より多くなり、（コイルＮ１の作るインダクタンス＜コイルＮ２の作るインダクタンス）となる。このように、分割巻きコイルによってインダクタを構成する場合、ボビンの位置、すなわち、コイルの位置を管理することができないため、二つのインダクタのインダクタンスにばらつきが生じる。

図１に示す直流変換装置の場合では、１０Ａ４０Ｖ出力の例をとると、各相の共振条件及び１次電流波形の違いが生じる。図７Ａは、インダクタンス比に２％のばらつきがある場合の１次側共振電流波形を示す。図７Ｂは、インダクタンス比にばらつきがない場合の１次側共振電流波形を示す。図７Ｂに示す１次側共振電流波形に対して図７Ａに示す１次側共振電流波形が図７Ｃに示すような差の成分を有している。この差の成分によって、不要なノイズの発生や回路負荷のアンバランスが発生するおそれがあった。

図８は、リアクトルＬｒ１及びＬｒ２のインダクタンスのばらつきと負荷のばらつきの関係を示す。各インダクタのインダクタンスが６７．１１μＨ（ばらつきが０％）の場合、２次負荷率が共に１００％となる。図８において、白抜きのグラフがリアクトルＬｒ１を含むコンバータの２次負荷率を示し、斜線を付したグラフがリアクトルＬｒ２を含むコンバータの２次負荷率を示す。通常、ボビン１を片側に寄せで製造したインダクタ装置の場合、インダクタンスの差異が＋／－３％となる。図８に示すように、インダクタンスの差異が＋／－１％の場合で、負荷電流が＋／－０．８％変化し、インダクタンスの差異が＋／－２％の場合で、負荷電流が＋／－１．６％変化し、インダクタンスの差異が＋／－３％の場合で、負荷電流が＋／－２．４％変化する。このように負荷のばらつきは、（インダクタンス差異ｘ０．８）の関係があるので、インダクタンスの差異が＋／－３％の場合では、負荷のばらつきが＋／－２．４％となる。

インダクタンスのばらつきを解消するために、二つのコイルＮ１及びコイルＮ２を図９に示すように、バイファラ巻きすることが考えられる。すなわち、ボビン１のセパレータ２ａ及びセパレータ２ｃの間に二つのコイルＮ１及びコイルＮ２を一対として交互に巻く方法が考えられる。この方法では、コイルＮ１とコイルＮ２が密接しているために、図９の破線部に発生する寄生容量が大きくなる問題がある。図６に示す分割巻きと比較して線間容量が約１０倍となる。この線間容量のために、電流波形が図１０に示すように、アンバランスとなる問題が生じる。

共振コンデンサＣｒ１、Ｃｒ２、リアクトルＬｒ１、Ｌｒ２、１次電流及び２次電流のばらつきの組み合わせの関係を次の表１に示す。Mainの表記は、スイッチ素子Ｑ１及びＱ２により構成されるコンバータ又はリアクトルＬｒ１を表し、Sub の表記は、スイッチ素子Ｑ３及びＱ４により構成されるコンバータ又はリアクトルＬｒ２を表す（図１参照）。また、表１は、横長の表を４個の表に分割して縦に並べており、分割した表の各行が互いに対応している。共振コンデンサのばらつきは、一例として＋／－３％としている。

実用上では、負荷バランスを＋／－５％以内とすることが望ましい。表１においては、２次電流のばらつきを（１０４．９％：９５．１％）とする必要があり、そのためには、リアクトルＬｒ１及びＬｒ２のばらつきを＋／－１％とする必要がある。リアクトルのばらつきをこの範囲とするためには、例えば０．２（ｍｍ）以下の組み立て精度が必要とされる。しかしながら、仕様上及び製造上、この組み立て精度でもってコアに対してボビンを確実に取り付けることは、現実的には不可能であった。

上述した従来のインダクタ装置における問題を解決するようにした本技術の一実施形態について説明する。図１１は、本技術の一実施形態を説明するための断面図である。第１のボビンとしてのボビン１１に第１のコイルＮ１及び第２のコイルＮ２が分割巻きされている。ボビン１１は、円筒体の周面にリング状のセパレータ１２ａ，セパレータ１２ｂ及びセパレータ１２ｃを有する。セパレータ１２ａ及びセパレータ１２ｃの間の中央の位置にセパレータ１２ｂが形成されている。ボビン１１は、例えば樹脂成型品である。セパレータ１２ａ及びセパレータ１２ｂの間にコイルＮ１が巻かれ、セパレータ１２ｂ及びセパレータ１２ｃの間にコイルＮ２が巻かれる。

第２のボビンとしてのボビン１３に第３のコイルＮ３及び第４のコイルＮ４が分割巻きされている。ボビン１３は、円筒体の周面にリング状のセパレータ１４ａ，セパレータ１４ｂ及びセパレータ１４ｃを有する。セパレータ１４ａ及びセパレータ１４ｃの間の中央の位置にセパレータ１４ｂが形成されている。ボビン１３は、例えば樹脂成型品である。セパレータ１４ａ及びセパレータ１４ｂの間にコイルＮ３が巻かれ、セパレータ１４ｂ及びセパレータ１４ｃの間にコイルＮ４が巻かれる。コイルＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４は、同一種類及び同一寸法の線材であり、互いの巻数が等しいものとされている。

それぞれコイルが巻かれたボビン１１及びボビン１３がコア１５及びコア１７に対して取り付けられる。コア１５及びコア１７は、例えばフェライトコアである。コア１５は、断面がＥ字状であり、中央の共用脚部１６ａと、共用脚部１６ａの外側に対称位置に設けられた脚部１６ｂ及び１６ｃを一体に有する。コア１７は、コア１５と同一形状のもので、中央の共用脚部１８ａと、共用脚部１８ａの外側に対称位置に設けられた脚部１８ｂ及び１８ｃを一体に有する。

コア１５の共用脚部１６ａの端面とコア１７の共用脚部１８ａの端面が当接され、コア１５の脚部１６ｂの端面とコア１７の脚部１８ｂの端面が第１のギャップを介して対向され、コア１５の脚部１６ｃの端面とコア１７の脚部１８ｃの端面が第２のギャップを介して対向される。これらのギャップの幅は、等しいものとされている。

ボビン１１の中心孔内にコア１５の脚部１６ｂ及びコア１７の脚部１８ｂが挿入され、ボビン１３の中心孔内にコア１５の脚部１６ｃ及びコア１７の脚部１８ｃが挿入される。図１１は、インダクタ装置の第１のコイルＮ１、第２のコイルＮ２、第３のコイルＮ３及び第４のコイルＮ４を正面から見た図である。この図１１においてＸ字状（たすき掛け）に対応する位置の２個のコイル同士（Ｎ１及びＮ４並びにＮ２及びＮ３）が直列接続される。

コイルＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４のそれぞれによって形成されるインダクタンスをＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と表すと、フリンジング磁束の影響を受けた場合、Ｌ１≒Ｌ３、Ｌ２≒Ｌ４となる。したがって、直列接続されたコイルＮ１及びＮ４のインダクタンスは、（Ｌ１＋Ｌ４）となり、直列接続されたコイルＮ２及びＮ３のインダクタンスは、（Ｌ２＋Ｌ３）となる。したがって、（Ｌ１＋Ｌ４≒Ｌ２＋Ｌ３）となる。

インダクタンス（Ｌ１＋Ｌ４）の値が図１に示す直流変換装置におけるリアクトルＬｒ１の値と等しいものに設定され、インダクタンス（Ｌ２＋Ｌ３）の値が図１に示す直流変換装置におけるリアクトルＬｒ２の値と等しいものに設定される。したがって、フリンジング磁束によって生じるリアクトルＬｒ１及びＬｒ２のばらつきを抑えることができる。

図１２は、本技術の一実施形態の斜視図であり、図１３は、本技術の一実施形態の分解斜視図である。コイルＮ１～Ｎ４は、図面では円筒面で描いているが、線材が所定回数、巻かれたものである。セパレータ１２ａ，セパレータ１２ｂ及びセパレータ１２ｃを有する円筒状のボビン１１の下部から端子ピンｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４が突出されている。セパレータ１４ａ，セパレータ１４ｂ及びセパレータ１４ｃを有する円筒状のボビン１３の下部から端子ピンｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８が突出されている。これらの端子ピンｔ１～ｔ８に対してコイルＮ１～Ｎ４の端が接続される。ボビン１１及びボビン１３の長手方向がプリント基板に対して垂直となるように実装される。端子ピンはプリント基板を貫通してプリント基板上の配線パターンと接続される。

コア１５の脚部１６ｂ及びコア１７の脚部１８ｂは、ボビン１１の中心孔に挿入される円柱状とされている。コア１５の脚部１６ｃ及びコア１７の脚部１８ｃは、ボビン１３の中心孔に挿入される円柱状とされている。コア１５の共用脚部１６ａが分割された共用脚部１６ａ１及び１６ａ２によって構成され、コア１７の共用脚部１８ａが分割された共用脚部１８ａ１及び１８ａ２によって構成される。

図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、端子ピンｔ１～ｔ８によってコイルＮ１～Ｎ４が接続される。コイルＮ１の一端（黒ドットが巻き始め側（極性）を示す）が端子ピンｔ１と接続され、端子ピンｔ１がプリント基板（図示せず）の配線パターン２１ａと接続される。コイルＮ１の他端が端子ピンｔ２と接続され、端子ピンｔ２がプリント基板（図示せず）の配線パターン２１ｃと接続され、配線パターン２１ｃに端子ピンｔ７が接続される。端子ピンｔ７には、コイルＮ４の他端が接続されている。コイルＮ４の一端（黒ドットが巻き始め側（極性）を示す）が配線パターン２１ｆと接続される。このようにしてコイルＮ１とコイルＮ４が直列接続される。

同様に、コイルＮ２とコイルＮ３が直列接続される。コイルＮ２の一端（黒ドット側）が端子ピンｔ３と接続され、端子ピンｔ３がプリント基板（図示せず）の配線パターン２１ｂと接続される。コイルＮ２の他端が端子ピンｔ４と接続され、端子ピンｔ４がプリント基板（図示せず）の配線パターン２１ｄと接続され、配線パターン２１ｄに端子ピンｔ５が接続される。端子ピンｔ５には、コイルＮ３の他端が接続されている。コイルＮ３の一端（黒ドット側）が配線パターン２１ｅと接続される。このようにしてコイルＮ２とコイルＮ３が直列接続される。インダクタ装置が垂直に実装されているので、配線パターンが交差することを防止することができる。・

直列接続されたコイルＮ１及びコイルＮ４の直列接続が図１に示す直流変換装置におけるリアクトルＬｒ１に相当し、直列接続されたコイルＮ２及びコイルＮ３の直列接続が図１に示す直流変換装置におけるリアクトルＬｒ２に相当する。上述した本技術の一実施形態に関して、コイルＮ１～Ｎ４のレイアウト（図１６及び図１７ではＬ／Ｏと表記する）とインダクタンスのばらつきのシミュレーション結果について図１６、図１７及び表２を参照して説明する。

表２は、各レイアウトにおける二つのコイルの直列接続のインダクタンス（μＨ）を表している。直列接続の例として、コイルＮ１及びコイルＮ３の直列接続（Ｎ１－Ｎ３直列）と表記する）、コイルＮ２及びコイルＮ４の直列接続（Ｎ２－Ｎ４直列）と表記する）、コイルＮ１及びコイルＮ４の直列接続（Ｎ１－Ｎ４直列）と表記する）、コイルＮ２及びコイルＮ３の直列接続（Ｎ２－Ｎ３直列）と表記する）のそれぞれのインダクタンスを求めた。上述した本技術の一実施形態は、（Ｎ１－Ｎ４直列）及び（Ｎ２－Ｎ３直列）の構成であり、上側のコイル同士と下側のコイル同士を直列接続する他の接続は、比較のための構成である。また、シミュレーションに際してコア１５，１７とボビン１１，１３の間の高さ方向のクリアランスを片側で（０．３５（ｍｍ））としている。各レイアウトについて説明する。

レイアウト＃１：ボビン１１及びボビン１３が中央に位置したレイアウト（クリアランス＝０）である。このレイアウト＃１では、２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ３直列）及び（Ｎ２－Ｎ４直列）のインダクタンスの差の比率が０％であり、他の２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ４直列）及び（Ｎ２－Ｎ３直列）のインダクタンスの差の比率も０％である。

図１６Ａに示すレイアウト＃１：ボビン１１及びボビン１３が中央に配置したレイアウト（クリアランス＝０）である。このレイアウト＃１では、２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ３直列）及び（Ｎ２－Ｎ４直列）のインダクタンスの差の比率が０％であり、他の２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ４直列）及び（Ｎ２－Ｎ３直列）のインダクタンスの差の比率も０％である。

図１６Ｂに示すレイアウト＃２：ボビン１１が中央に配置し、ボビン１３が上側に突き当てられたレイアウトである。このレイアウト＃１では、２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ３直列）及び（Ｎ２－Ｎ４直列）のインダクタンスの差の比率（５６．４０２－５５．４３８）／５５．４３８）が－１．７％である。他の２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ４直列）及び（Ｎ２－Ｎ３直列）のインダクタンスの差の比率（５６．３４１－５５．４９９）／５６．３４１）が１．５％である。

図１６Ｃに示すレイアウト＃３：ボビン１１が下側に突き当てられ、ボビン１３が上側に突き当てられたレイアウトである。このレイアウト＃３では、２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ３直列）及び（Ｎ２－Ｎ４直列）のインダクタンスの差の比率（５５．９０９－５５．９３２）／５５．９０９）が０％である。他の２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ４直列）及び（Ｎ２－Ｎ３直列）のインダクタンスの差の比率（５６．７８９－５５．０５２）／５６．７８９）が３．１％である。

図１７Ａに示すレイアウト＃４：ボビン１１及びボビン１３が下側に突き当てられたレイアウトである。このレイアウト＃４では、２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ３直列）及び（Ｎ２－Ｎ４直列）のインダクタンスの差の比率（５６．８１７－５５．０７０）／５６．８１７）が３．１％である。他の２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ４直列）及び（Ｎ２－Ｎ３直列）のインダクタンスの差の比率（５５．９３７－５５．９５０）／５５．９３７）が０％である。したがって、本技術の構成がインダクタンスのばらつきをより小とできる。

図１７Ｂに示すレイアウト＃５：ボビン１１及びボビン１３が上側に突き当てられたレイアウトである。このレイアウト＃５では、２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ３直列）及び（Ｎ２－Ｎ４直列）のインダクタンスの差の比率（５５．００９－５６．７８２）／５５．００９）が－３．２％である。他の２個の直列接続（Ｎ１－Ｎ４直列）及び（Ｎ２－Ｎ３直列）のインダクタンスの差の比率（５５．８９３－５５．８９８）／５５．８９３）が０％である。したがって、本技術の構成がインダクタンスのばらつきをより小とできる。

したがって、ボビン１１及びボビン１３を共に同一方向に変位させて第１のコア１５及び第２のコア１７の一方に対して当てつけるように組み立てられたレイアウト＃４又はレイアウト＃５がインダクタンスのばらつきを抑えることができる。

上述した本技術の一実施形態は、次のような効果を奏することができる。
磁路共用コアを使用することによって設置床面積を低減することができる。
インダクタンスのばらつきを極小化できた結合リアクトルを実現できる。
回路側でのインダクタンスをランク別で組み合わせる必要がなくなり、管理費用を削減することができる。
直流変換装置の二つのコンバータの負荷のアンバランスを低減することができる。
インダクタンスのばらつきによって１次共振電流に余計な周波数成分の電流が流れ、不要ノイズが発生することを抑制することができる。

以上、本技術の一実施の形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の一実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。

本技術は、以下の構成をとることができる。
（１）
共用脚部と、第１のギャップを有する第１の脚部と、前記第１のギャップと同一の位置関係で第２のギャップが設けられた第２の脚部を有するコアと、
前記第１の脚部に取り付けられた第１のボビンと、
前記第１のボビンに分離巻きされた第１のコイル及び第２のコイルと、
前記第２の脚部に取り付けられ、前記第１のボビンとほぼ同一形状の第２のボビンと、
前記第２のボビンに分離巻きされた第３のコイル及び第４のコイルと
を備え、
前記第１のコイル、前記第２のコイル、前記第３のコイル、前記第４のコイルを正面から見た場合にＸ字状に対応する位置の２個のコイル同士が直列接続されたインダクタ装置。
（２）
前記第１のボビン及び前記第２のボビンのそれぞれが円筒体の両端部及び中央部からそれぞれ突出した第１のセパレータ、第２のセパレータ及び第３のセパレータを有し、
前記第１のコイルが前記第１のボビンの前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータの間に巻かれ、
前記第２のコイルが前記第１のボビンの前記第２のセパレータ及び前記第３のセパレータの間に巻かれ、
前記第３のコイルが前記第２のボビンの前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータの間に巻かれ、
前記第４のコイルが前記第２のボビンの前記第２のセパレータ及び前記第３のセパレータの間に巻かれ、
前記第１のコイル乃至前記第４のコイルによってそれぞれ形成されるインダクタンスがほぼ等しくされた請求項１に記載のインダクタ装置。
（３）
前記第１のコイルと前記第４のコイルが直列接続され、前記第２のコイルと前記第３のコイルが直列接続されるようにした（１）又は（２）に記載のインダクタ装置。
（４）
前記第１のコイルの両端と接続された第１及び第２の端子ピン、並びに前記第２のコイルの両端と接続された第３及び第４の端子ピンが前記第１のボビンの下部に設けられ、
前記第３のコイルの両端と接続された第５及び第６の端子ピン、並びに前記第４のコイルの両端と接続された第７及び第８の端子ピンが前記第２のボビンの下部に設けられ、
プリント基板の配線パターンによって前記第２の端子ピン及び前記第７の端子ピンを接続することによって前記第１のコイル及び前記第４のコイルが直列接続され、
プリント基板の配線パターンによって前記第４の端子ピン及び前記第５の端子ピンを接続することによって前記第２のコイル及び前記第３のコイルが直列接続されるようにした（３）に記載のインダクタ装置。
（５）
前記第１の脚部に対する前記第１のボビンの取り付け位置、並びに前記第２の脚部に対する前記第２のボビンの取り付け位置にそれぞれ高さ方向のクリアランスが存在し、
前記第１のボビン及び前記第２のボビンを同一方向に変位させて前記第１のコア及び前記第２のコアの一方に対して当てつけるように組み立てられた（１）から（３）のいずれかに記載のインダクタ装置。
（６）
前記第１のボビン及び前記第２のボビンがプリント基板に対してそれらの長手方向が垂直となるように実装された（１）から（３）のいずれかに記載のインダクタ装置。

Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４・・・スイッチ素子、１０・・・制御回路、
Ｌｒ１，Ｌｒ２・・・共振リアクトル、Ｃｒ１，Ｃｒ２・・・共振容量、
１，１１，１３・・・ボビン、３，５，１５，１７・・・コア、
４ａ，６ａ，１６ａ，１６ａ１，１６ａ２，１８ａ，１８ａ１，１８ａ２・・・共用脚部、４ｂ，４ｃ，６ｂ，６ｃ，１６ｂ，１６ｃ，１８ｂ，１８ｃ・・・脚部、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４・・・コイル

Claims (5)

1. 断面Ｅ字状で、第１の共用脚部と第１の脚部と第２の脚部を一体に有する第１のコアと、
   断面Ｅ字状で、前記第１の共用脚部と端面同士が当接される第２の共用脚部と、前記第１の脚部と第１のギャップを介して対向する第３の脚部と、前記第１のギャップと等しい幅の第２のギャップを介して前記第２の脚部と対向する第４の脚部を一体に有する第２のコアと、
   前記第１の脚部及び前記第３の脚部に挿入された第１のボビンと、
   前記第１のボビンに分離巻きされた第１のコイル及び第２のコイルと、
   前記第２の脚部及び前記第４の脚部に挿入され、前記第１のボビンとほぼ同一形状の第２のボビンと、
   前記第２のボビンに分離巻きされた第３のコイル及び第４のコイルと
   を備え、
   前記第１のコイル、前記第２のコイル、前記第３のコイル、前記第４のコイルを正面から見た場合にＸ字状に対応する位置の２個のコイル同士が直列接続され、
   前記第１の脚部及び第３の脚部に対する前記第１のボビンの取り付け位置、並びに前記第２の脚部及び第４の脚部に対する前記第２のボビンの取り付け位置にそれぞれ高さ方向のクリアランスが存在し、
   前記第１のボビン及び前記第２のボビンを同一方向に変位させて前記第１のコア及び前記第２のコアの一方に対して当てつけるように組み立てられたインダクタ装置。
2. 前記第１のボビン及び前記第２のボビンのそれぞれが円筒体の両端部及び中央部からそれぞれ突出した第１のセパレータ、第２のセパレータ及び第３のセパレータを有し、
   前記第１のコイルが前記第１のボビンの前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータの間に巻かれ、
   前記第２のコイルが前記第１のボビンの前記第２のセパレータ及び前記第３のセパレータの間に巻かれ、
   前記第３のコイルが前記第２のボビンの前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータの間に巻かれ、
   前記第４のコイルが前記第２のボビンの前記第２のセパレータ及び前記第３のセパレータの間に巻かれ、
   前記第１のコイル乃至前記第４のコイルによってそれぞれ形成されるインダクタンスがほぼ等しくされた請求項１に記載のインダクタ装置。
3. 前記第１のコイルと前記第４のコイルが直列接続され、前記第２のコイルと前記第３のコイルが直列接続されるようにした請求項１に記載のインダクタ装置。
4. 前記第１のコイルの両端と接続された第１及び第２の端子ピン、並びに前記第２のコイルの両端と接続された第３及び第４の端子ピンが前記第１のボビンの下部に設けられ、
   前記第３のコイルの両端と接続された第５及び第６の端子ピン、並びに前記第４のコイルの両端と接続された第７及び第８の端子ピンが前記第２のボビンの下部に設けられ、
   プリント基板の配線パターンによって前記第２の端子ピン及び前記第７の端子ピンを接続することによって前記第１のコイル及び前記第４のコイルが直列接続され、
   プリント基板の配線パターンによって前記第４の端子ピン及び前記第５の端子ピンを接続することによって前記第２のコイル及び前記第３のコイルが直列接続されるようにした請求項３に記載のインダクタ装置。
5. 前記第１のボビン及び前記第２のボビンがプリント基板に対してそれらの長手方向が垂直となるように実装された請求項１に記載のインダクタ装置。