WO2023162509A1 - 磁性部品および電力変換装置 - Google Patents

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WO2023162509A1
WO2023162509A1 PCT/JP2023/001074 JP2023001074W WO2023162509A1 WO 2023162509 A1 WO2023162509 A1 WO 2023162509A1 JP 2023001074 W JP2023001074 W JP 2023001074W WO 2023162509 A1 WO2023162509 A1 WO 2023162509A1
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WO
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leg
winding
connection terminal
base portion
legs
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Application number
PCT/JP2023/001074
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English (en)
French (fr)
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尚之 石橋
暁峰 伍
研 松浦
徹 倉持
Original Assignee
Tdk株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/10Single-phase transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac

Definitions

  • the present invention relates to magnetic components and power converters equipped with magnetic components.
  • a power conversion device includes a resonance converter configured using a resonance coil and a transformer.
  • a resonance converter configured using a resonance coil and a transformer.
  • it is desired to reduce component costs and mounting costs, and to reduce the size of devices.
  • Patent Literature 1 discloses a magnetic component in which a resonance coil and a transformer are combined.
  • a first magnetic component includes a magnetic core, a first winding, and one or more second windings.
  • the magnetic core is provided on a first substrate and a second substrate facing each other, and on a surface of the second substrate facing the first substrate. It has five legs including a first leg, a second leg, a third leg, a fourth leg and a fifth leg that are magnetically coupled.
  • the second leg and the third leg are positioned across the first leg in the first direction, and the fourth leg and the fifth leg are in the second direction relative to the first leg. placed across.
  • a first winding is wrapped around five legs.
  • One or more second windings are wound around four of the five legs other than the first leg.
  • the first base has one or more recesses or one or more through holes provided at positions corresponding to one or more of the five legs.
  • a second magnetic component includes a magnetic core, a first winding, and one or more second windings.
  • the magnetic core is provided on a first base portion and a second base portion facing each other, and on a surface of the second base portion facing the first base portion. and six legs including a first leg, a second leg, a third leg, a fourth leg, a fifth leg, and a sixth leg for magnetically coupling the .
  • the first leg, the second leg, and the third leg are arranged side by side in this order in the first direction, and the fourth leg, the fifth leg, and the sixth leg are arranged in the third leg.
  • the first leg and the fourth leg are arranged side by side in the second direction, and the second leg and the fifth leg are arranged side by side in the second direction. and the third leg and the sixth leg are juxtaposed in the second direction.
  • a first winding is wrapped around six legs.
  • One or more second windings are wrapped around four of the six legs.
  • the first base has one or more recesses provided at positions corresponding to one or more of the six legs on the surface facing the second base.
  • a first power converter includes the first magnetic component or the second magnetic component, a switching circuit, a rectifying circuit, and a smoothing circuit.
  • a switching circuit is connected to the first winding of the magnetic component and has one or more switching elements.
  • a rectifying circuit is connected to the one or more secondary windings of the magnetic component.
  • the smoothing circuit is connected to the rectifying circuit.
  • a second power converter includes the first magnetic component or the second magnetic component, a switching circuit, a rectifying circuit, and a smoothing circuit.
  • a switching circuit is connected to the one or more second windings of the magnetic component and has one or more switching elements.
  • a rectifying circuit is connected to the first winding of the magnetic component.
  • the smoothing circuit is connected to the rectifying circuit.
  • fringing loss can be reduced.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of the transformer shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is an explanatory view showing one configuration example of a base portion shown in FIG. 2;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing one configuration example of a winding shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a timing waveform diagram showing an operation example in the power converter shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing one operating state in the power converter shown in FIG. 1;
  • 3 is an explanatory diagram showing another operating state in the power converter shown in FIG. 1;
  • FIG. 11; 12 is another explanatory diagram showing one characteristic example of the transformer shown in FIG. 11;
  • FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing one configuration example of a transformer according to a modification of the first embodiment;
  • FIG. 15 is an explanatory view showing one configuration example of the sheet member shown in FIG. 14;
  • 15 is an explanatory diagram showing another configuration example of the sheet member shown in FIG. 14;
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing another configuration example of the sheet member shown in FIG. 14;
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing another configuration example of the sheet member shown in FIG. 14;
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing another configuration example of the sheet member shown in FIG. 14;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing one configuration example of a transformer according to another modification of the first embodiment
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing one configuration example of the base portion shown in FIG. 20; It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on the other modified example of 1st Embodiment.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 22; It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on the other modified example of 1st Embodiment.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 24; FIG. 25 is a timing waveform diagram showing an operation example in the power converter shown in FIG. 24; FIG.
  • 25 is an explanatory diagram showing one operating state in the power converter shown in FIG. 24; 25 is an explanatory diagram showing another operating state in the power converter shown in FIG. 24; FIG. It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on the other modified example of 1st Embodiment. It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on the other modified example of 1st Embodiment.
  • FIG. 30 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 29;
  • FIG. 30 is an explanatory diagram showing one operating state in the power converter shown in FIG. 29;
  • FIG. 30 is an explanatory diagram showing another operating state in the power converter shown in FIG. 29;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in legs of a transformer
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of magnetic flux in the legs of the transformer
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing one configuration example of windings according to another modification of the first embodiment
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing one configuration example of windings according to another modification of the first embodiment
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of directions in which current flows in windings
  • It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on 2nd Embodiment.
  • 37 is an explanatory diagram showing one configuration example of the transformer shown in FIG. 36
  • FIG. FIG. 38 is an explanatory view showing one configuration example of the base portion shown in FIG.
  • FIG. 37 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 36;
  • FIG. 38 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in the leg shown in FIG. 37;
  • FIG. 38 is an explanatory diagram showing another example of magnetic flux in the leg shown in FIG. 37;
  • FIG. 38 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in the base portion shown in FIG. 37;
  • FIG. 38 is an explanatory diagram showing another example of the magnetic flux in the base portion shown in FIG. 37;
  • FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram showing one configuration example of a transformer according to a modification of the second embodiment;
  • FIG. 43 is an explanatory view showing one configuration example of the base portion shown in FIG. 42;
  • 43 is an explanatory diagram showing one configuration example of a winding related to the transformer shown in FIG. 42; 43 is an explanatory diagram showing a configuration example of another winding related to the transformer shown in FIG. 42; FIG. It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on 3rd Embodiment.
  • 47 is an explanatory diagram showing a configuration example of the transformer shown in FIG. 46; FIG. 47 is another explanatory diagram showing one configuration example of the transformer shown in FIG. 46; FIG. FIG. 47 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 46; FIG. 47 is a timing waveform chart showing an operation example in the power converter shown in FIG. 46; FIG.
  • FIG. 47 is an explanatory diagram showing one operating state in the power converter shown in FIG. 46; 47 is an explanatory diagram showing another operating state in the power converter shown in FIG. 46;
  • FIG. 48 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in the leg shown in FIG. 47;
  • FIG. 48 is an explanatory diagram showing another example of magnetic flux in the leg shown in FIG. 47;
  • FIG. 48 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in the base portion shown in FIG. 47;
  • FIG. 48 is an explanatory diagram showing another example of the magnetic flux in the base portion shown in FIG. 47;
  • FIG. FIG. 48 is an explanatory diagram showing one characteristic example of the transformer shown in FIG. 47; 48 is another explanatory diagram showing one characteristic example of the transformer shown in FIG. 47;
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration example of a transformer according to a comparative example
  • FIG. 57 is an explanatory diagram showing one characteristic example of the transformer shown in FIG. 56
  • 57 is another explanatory diagram showing one characteristic example of the transformer shown in FIG. 56
  • FIG. FIG. 57 is an explanatory diagram showing another characteristic example of the transformer shown in FIG. 56
  • It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on the modification of 3rd Embodiment.
  • FIG. 61 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 60
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device according to another modification of the third embodiment
  • FIG. 63 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 62;
  • FIG. 63 is a timing waveform diagram showing an operation example in the power converter shown in FIG. 62;
  • FIG. 63 is an explanatory diagram showing one operating state in the power converter shown in FIG. 62;
  • 63 is an explanatory diagram showing another operating state in the power converter shown in FIG. 62;
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device according to another modification of the third embodiment; It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on 4th Embodiment.
  • FIG. 68 is an explanatory diagram showing a configuration example of the transformer shown in FIG. 67;
  • FIG. 68 is an explanatory diagram showing a configuration example of the transformer shown in FIG. 67;
  • FIG. 68 is another explanatory diagram showing a configuration example of the transformer shown in FIG. 67;
  • FIG. 68 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 67;
  • FIG. 69 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in the leg shown in FIG. 68;
  • FIG. 69 is an explanatory diagram showing another example of magnetic flux in the leg shown in FIG. 68;
  • 69 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in the base portion shown in FIG. 68;
  • FIG. 69 is an explanatory diagram showing another example of the magnetic flux in the base portion shown in FIG. 68;
  • FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram showing one configuration example of a transformer according to a modification of the fourth embodiment;
  • FIG. 74 is an explanatory diagram showing a configuration example of the transformer shown in FIG. 73;
  • FIG. 74 is an explanatory diagram showing one configuration example of a winding related to the transformer shown in FIG. 73;
  • It is a circuit diagram showing one structural example of the power converter device which concerns on 5th Embodiment.
  • FIG. 77 is an explanatory diagram showing one configuration example of the transformer shown in FIG. 76;
  • FIG. 78 is an explanatory diagram showing one configuration example of the magnetic core shown in FIG. 77;
  • FIG. 78 is an explanatory diagram showing one configuration example of the base portion shown in FIG. 77;
  • FIG. 77 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 76;
  • FIG. 77 is a timing waveform diagram showing an operation example in the power converter shown in FIG. 76;
  • FIG. 77 is an explanatory diagram showing one operating state in the power converter shown in FIG. 76;
  • FIG. 77 is an explanatory diagram showing another operating state in the power converter shown in FIG. 76;
  • FIG. 78 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in the leg shown in FIG. 77;
  • FIG. 78 is an explanatory diagram showing another example of magnetic flux in the leg shown in FIG. 77;
  • 78 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux in the base portion shown in FIG. 77;
  • FIG. 78 is an explanatory diagram showing another example of the magnetic flux in the base portion shown in FIG. 77;
  • FIG. 78 is an explanatory diagram showing one characteristic example of the transformer shown in FIG. 77;
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration example of a transformer according to a comparative example;
  • 87 is an explanatory diagram showing one characteristic example of the transformer shown in FIG. 86;
  • FIG. 87 is an explanatory diagram showing another characteristic example of the transformer shown in FIG. 86;
  • FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram showing one configuration example of a transformer according to a modification of the fifth embodiment;
  • FIG. 90 is an explanatory diagram showing one configuration example of the magnetic core shown in FIG. 89;
  • FIG. 90 is an explanatory view showing one configuration example of the base portion shown in FIG. 89;
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing one configuration example of a transformer according to another modification of the fifth embodiment
  • FIG. 93 is an explanatory diagram showing one configuration example of the magnetic core shown in FIG. 92
  • FIG. 93 is an explanatory view showing one configuration example of the base portion shown in FIG. 92
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing one configuration example of a transformer according to another modification of the fifth embodiment
  • FIG. 96 is an explanatory diagram showing one characteristic example of the transformer shown in FIG. 95
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device according to another modification of the fifth embodiment
  • FIG. 98 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 97;
  • FIG. 98 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 97;
  • FIG. 98 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 97;
  • FIG. 98 is an explanatory diagram showing
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device according to another modification of the fifth embodiment
  • FIG. 100 is an explanatory diagram showing one configuration example of the windings shown in FIG. 99
  • FIG. 100 is a timing waveform diagram showing an operation example in the power converter shown in FIG. 99
  • FIG. 100 is an explanatory diagram showing one operating state in the power converter shown in FIG. 99
  • FIG. 100 is an explanatory diagram showing another operating state in the power converter shown in FIG. 99
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device according to another modification of the fifth embodiment
  • It is explanatory drawing showing one structural example of the power conversion system which concerns on a modification.
  • First embodiment (example using a magnetic component including a magnetic core having five legs) 2.
  • Second embodiment (example using a magnetic component including a magnetic core having six legs) 3.
  • Third embodiment (another example using a magnetic component including a magnetic core having five legs) 4.
  • Fourth embodiment (another example using a magnetic component including a magnetic core having six legs) 5.
  • Fifth embodiment (another example using a magnetic component including a magnetic core having five legs)
  • FIG. 1 shows a configuration example of a power conversion device 1 having a magnetic component according to a first embodiment of the present invention.
  • This power conversion device 1 is an LLC resonance converter that transforms DC power.
  • the power conversion device 1 includes terminals T11, T12 and terminals T21, T22. Terminals T11 and T12 are connected to a DC power supply PDC, and terminals T21 and T22 are connected to a load LD.
  • the power converter 1 is configured to convert DC power supplied from a DC power supply PDC and supply the converted DC power to a load LD.
  • the power converter 1 includes a capacitor 11, a switching circuit 12, a capacitor 15, a transformer 20, four rectifier circuits 16 (rectifier circuits 16A, 16B, 16C, 16D), and four smoothing circuits 17 (smoothing circuit 17A , 17B, 17C, 17D).
  • Capacitor 11 , switching circuit 12 , and capacitor 15 constitute a primary circuit of power converter 1
  • four rectifier circuits 16 and four smoothing circuits 17 constitute a secondary circuit of power converter 1 .
  • One end of the capacitor 11 is connected to the voltage line L11 led to the terminal T11, and the other end is connected to the reference voltage line L12 led to the terminal T12.
  • the switching circuit 12 is configured to convert a DC voltage supplied from the DC power supply PDC into an AC voltage.
  • the switching circuit 12 has transistors 13 and 14 .
  • the transistors 13 and 14 are MOS-FETs (Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistors) in this example.
  • the drain of the transistor 13 is connected to the voltage line L11, the gate is supplied with a gate signal G1 by a control unit (not shown), and the source is connected to the drain of the transistor 14 and one end of the capacitor 15.
  • the drain of the transistor 14 is connected to the source of the transistor 13 and one end of the capacitor 15, the gate is supplied with a gate signal G2 by a control section (not shown), and the source is connected to the reference voltage line L12.
  • the switching circuit 12 is not limited to this configuration, and various circuits having one or more switching elements can be used.
  • One end of the capacitor 15 is connected to the source of the transistor 13 and the drain of the transistor 14, and the other end is connected to a connection terminal T1 (described later) of the transformer 20.
  • the transformer 20 insulates the primary side circuit and the secondary side circuit in a DC manner and connects them in an AC manner, converts the AC voltage supplied from the primary side circuit with the transformation ratio R of the transformer 20, and converts It is configured to supply the converted AC voltage to the secondary side circuit.
  • the transformer 20 is a magnetic component that combines a resonance coil and a transformer.
  • the transformer 20 includes connection terminals T1, T2, T3A, T4A, T5A, T3B, T4B, T5B, T3C, T4C, T5C, T3D, T4D, and T5D, a winding 21, windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D.
  • connection terminal T1 is connected to the other end of the capacitor 15, and the connection terminal T2 is connected to the reference voltage line L12.
  • the connection terminals T3A and T5A are connected via the rectifier circuit 16A to the reference voltage line L22 led to the terminal T22, and the connection terminal T4A is connected to the voltage line L21 led to the terminal T21.
  • the connection terminals T3B and T5B are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16B, and the connection terminal T4B is connected to the voltage line L21.
  • connection terminals T3C and T5C are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16C, and the connection terminal T4C is connected to the voltage line L21.
  • the connection terminals T3D and T5D are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16D, and the connection terminal T4D is connected to the voltage line L21.
  • Winding 21 includes windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E.
  • Winding 21A is a resonant coil
  • windings 21B-21E are primary windings of a transformer.
  • the windings 21A-21E are connected in series in this order.
  • Winding 21A is connected to connection terminal T1, and winding 21E is connected to connection terminal T2.
  • One end of the winding 22A is connected to the connection terminal T3A, and the other end is connected to the connection terminal T4A.
  • One end of the winding 23A is connected to the connection terminal T4A, and the other end is connected to the connection terminal T5A.
  • One end of winding 22B is connected to connection terminal T3B, and the other end is connected to connection terminal T4B.
  • One end of winding 23B is connected to connection terminal T4B, and the other end is connected to connection terminal T5B.
  • One end of the winding 22C is connected to the connection terminal T3C, and the other end is connected to the connection terminal T4C.
  • One end of the winding 23C is connected to the connection terminal T4C, and the other end is connected to the connection terminal T5C.
  • One end of winding 22D is connected to connection terminal T3D, and the other end is connected to connection terminal T4D.
  • One end of winding 23D is connected to connection terminal T4D, and the other end is connected to connection terminal
  • the rectifier circuit 16A is configured to rectify the AC voltage output from the windings 22A and 23A of the transformer 20.
  • the rectifier circuit 16A has diodes D1 and D2.
  • Diode D1 is provided on reference voltage line L22, has an anode connected to the anode of diode D2 and smoothing circuit 17A, and has a cathode connected to connection terminal T3A of transformer 20.
  • the diode D2 is provided on the reference voltage line L22, has an anode connected to the anode of the diode D1 and the smoothing circuit 17A, and has a cathode connected to the connection terminal T5A of the transformer 20.
  • FIG. Although the diode is provided in this example, the present invention is not limited to this. For example, a transistor may be provided instead of the diode to perform so-called synchronous rectification.
  • the rectifier circuit 16B is configured to rectify the AC voltage output from the windings 22B and 23B of the transformer 20.
  • Rectifier circuit 16C is configured to rectify the AC voltage output from windings 22C and 23C of transformer 20 .
  • the rectifier circuit 16D is configured to rectify the AC voltage output from the windings 22D and 23D of the transformer 20.
  • FIG. The circuit configuration of the rectifier circuits 16B-16D is the same as the circuit configuration of the rectifier circuit 16A.
  • the smoothing circuit 17A is configured to smooth the voltage rectified by the rectifying circuit 16A.
  • the smoothing circuit 17A has a capacitor 18 .
  • One end of the capacitor 18 is connected to the voltage line L21, and the other end is connected to the reference voltage line L22.
  • the smoothing circuit 17A has the capacitor 18, but is not limited to this. , may have an inductor such as a choke coil.
  • the smoothing circuit 17B is configured to smooth the voltage rectified by the rectifying circuit 16B.
  • the smoothing circuit 17C is configured to smooth the voltage rectified by the rectifying circuit 16C.
  • the smoothing circuit 17D is configured to smooth the voltage rectified by the rectifying circuit 16D.
  • the circuit configuration of the smoothing circuits 17B-17D is the same as that of the smoothing circuit 17A.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the transformer 20. As shown in FIG. FIG. 2 also depicts a cross-sectional view of transformer 20 taken along line II and a cross-sectional view of transformer 20 taken along line II-II.
  • Transformer 20 is a planar transformer in this example.
  • the transformer 20 has a magnetic core 100 and a substrate 200 .
  • the magnetic core 100 has base portions 101 and 102 and five leg portions 111-115.
  • the base portions 101 and 102 are arranged so as to face each other in the Z direction.
  • the base portions 101 and 102 have a substantially rectangular shape elongated in the X direction on the XY plane.
  • the leg portions 111 to 115 are provided on the surface of the base portion 102 facing the base portion 101, and are provided so as to magnetically couple the two base portions 101 and 102 together.
  • the base portion 102 and the five leg portions 111 to 115 are integrally formed.
  • the leg portion 111 is provided near the center of the base portion 102 .
  • the legs 112 and 113 are provided on both ends of the base 102 in the X direction, and the legs 114 and 115 are provided on both ends of the base 102 in the Y direction. That is, the legs 112 and 113 are arranged to sandwich the leg 111 in the X direction, and the legs 114 and 115 are arranged to sandwich the leg 111 in the Y direction.
  • the cross-sectional area of legs 114 and 115 is larger than the cross-sectional area of legs 112 and 113 in the XY plane.
  • Legs 111, 114, and 115 are configured to extend in the X direction on the XY plane, and legs 112 and 113 are configured to extend in the Y direction on the XY plane.
  • the width of the legs 114 and 115 in the X direction is wider than the width of the legs 112 and 113 in the Y direction.
  • the heights of the legs 111 to 115 are equal to each other in the Z-axis direction.
  • a gap G is formed between the base portion 101 and each of the leg portions 111 to 115 .
  • This gap G may be, for example, an air gap or a spacer gap.
  • the gap G may be formed by inserting a non-magnetic sheet member, for example.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the base portion 101.
  • FIG. FIG. 3 also depicts a cross-sectional view of the base portion 101 in the direction of arrows III-III and a cross-sectional view of the base portion 101 in the direction of arrows IV-IV.
  • areas corresponding to the legs 111 to 115 are also drawn. Since FIG. 3 shows the back surface of the base portion 101, the positions of the regions corresponding to the legs 111 to 115 on the XY plane are different from those in FIG.
  • a concave portion 191 is provided near the center of the surface of the base portion 101 facing the base portion 102 .
  • This concave portion 191 is provided at a position corresponding to the leg portion 111 .
  • the area in which the recess 191 is provided includes the area of the leg 111 and is wider than the area of the leg 111 . Due to this concave portion 191, the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 is larger than the gaps G between the base portion 101 and each of the leg portions 112-115.
  • the board 200 is a multi-layer board (4-layer board in this example).
  • the substrate 200 is provided with through holes at positions corresponding to the leg portions 111 to 115 of the magnetic core 100, and the substrate 200 is sandwiched between the base portions 101 and 102 of the magnetic core 100.
  • This substrate 200 is provided with a winding 21 and windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D.
  • FIGS. 4A and 4B show a configuration example of windings on the substrate 200.
  • FIG. 4A shows the wiring layer LA1 which is the first layer
  • FIG. 4B shows the wiring layer LA2 which is the second layer
  • FIG. 4C shows the wiring layer LA3 which is the third layer
  • FIG. 4D shows the wiring layer LA4 which is the fourth layer.
  • the wiring layers LA1 to LA4 are provided in this order in the layer direction of the substrate 200.
  • winding 21 is indicated by a solid line
  • windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are indicated by broken lines.
  • the wiring layers LA2 and LA3 are provided with windings 21 (windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E).
  • the substrate 200 is provided with through holes TH1 to TH6 that connect the wirings in the wiring layer LA2 and the wirings in the wiring layer LA3.
  • Winding 21 includes these through holes TH1 to TH6 and is connected to connection terminals T1 and T2.
  • Winding 21 is wound around five legs 111-115. Specifically, the winding 21 is wound clockwise twice around each of the legs 111, 112, and 113 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound around each of the legs 114 and 115 counterclockwise. Wrapped around twice.
  • the portion wound around leg 111 corresponds to winding 21A, which is a resonance coil
  • the portions wound around legs 112 to 115 are windings, which are primary windings of a transformer. 21B to 21D.
  • Windings 22A, 22B, 22C, and 22D are provided on the wiring layer LA1.
  • Winding 22A is wound once clockwise around leg 112 in the direction from connection terminal T3A to connection terminal T4A.
  • the winding 22B is wound once counterclockwise around the leg portion 115 in the direction from the connection terminal T3B to the connection terminal T4B.
  • Winding 22C is wound once clockwise around leg 113 in the direction from connection terminal T3C to connection terminal T4C.
  • Winding 22D is wound once counterclockwise around leg 114 in the direction from connection terminal T3D to connection terminal T4D.
  • Windings 23A, 23B, 23C, and 23D are provided on the wiring layer LA4.
  • the winding 23A is wound once counterclockwise around the leg portion 112 in the direction from the connection terminal T5A to the connection terminal T4A.
  • Winding 23B is wound once clockwise around leg 115 in the direction from connection terminal T5B to connection terminal T4B.
  • Winding 23C is wound once counterclockwise around leg 113 in the direction from connection terminal T5C to connection terminal T4C.
  • Winding 23D is wound once clockwise around leg 114 in the direction from connection terminal T5D to connection terminal T4D.
  • winding 21A which is a resonance coil
  • windings 21B to 21E which are primary windings of the transformer
  • secondary windings are wound on legs 112 to 115.
  • windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are wound.
  • the characteristics of the resonance coil are set by, for example, the number of times the winding is wound around the leg portion 111 and the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 .
  • the characteristics of the transformer are set by, for example, the number of times the winding is wound around the legs 112-115 and the gap G between the base 101 and the legs 112-115. In this example, as shown in FIG. 2, by making the gap G between the base portion 101 and the leg portions 111 larger than the gaps G between the base portion 101 and each of the leg portions 112 to 115, , which adjusts the characteristics of the resonant coil.
  • the transformer 20 corresponds to a specific example of "magnetic component” in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 100 corresponds to a specific example of “magnetic core” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 101 corresponds to a specific example of the “first base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 102 corresponds to a specific example of the “second base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the concave portion 191 corresponds to a specific example of "first concave portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 111 corresponds to a specific example of "first leg” in an embodiment of the present disclosure.
  • the leg 112 corresponds to a specific example of "second leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 113 corresponds to a specific example of "third leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 114 corresponds to a specific example of "fourth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 115 corresponds to a specific example of "fifth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the winding 21 corresponds to a specific example of "first winding” in one embodiment of the present disclosure.
  • Windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D, and 23D correspond to a specific example of "a plurality of second windings" in an embodiment of the present disclosure.
  • the connection terminal T1 corresponds to a specific example of "first connection terminal” in one embodiment of the present disclosure.
  • connection terminal T2 corresponds to a specific example of "second connection terminal” in one embodiment of the present disclosure.
  • the switching circuit 12 corresponds to a specific example of “switching circuit” in one embodiment of the present disclosure.
  • Rectifier circuits 16A, 16B, 16C, and 16D correspond to specific examples of “rectifier circuits” in an embodiment of the present disclosure.
  • the smoothing circuits 17A, 17B, 17C, and 17D correspond to specific examples of “smoothing circuits" in one embodiment of the present disclosure.
  • the transistors 13 and 14 perform switching operations in the switching circuit 12 to generate an AC voltage based on the DC voltage supplied from the DC power supply PDC.
  • the transformer 20 converts this AC voltage with a transformation ratio R.
  • the rectifying circuit 16A rectifies the alternating voltage output from the windings 22A and 23A of the transformer 20, the rectifying circuit 16B rectifies the alternating voltage output from the windings 22B and 23B of the transformer 20, and the rectifying circuit 16C , the AC voltage output from the windings 22C and 23C of the transformer 20 is rectified, and the rectifier circuit 16D rectifies the AC voltage output from the windings 22D and 23D of the transformer 20.
  • the smoothing circuit 17A smoothes the voltage rectified by the rectifying circuit 16A
  • the smoothing circuit 17B smoothes the voltage rectified by the rectifying circuit 16B
  • the smoothing circuit 17C smoothes the voltage rectified by the rectifying circuit 16C.
  • the smoothing circuit 17D smoothes the voltage rectified by the rectifying circuit 16D.
  • FIG. 5 shows an operation example of the power converter 1 .
  • I1 represents the current flowing through the winding 21
  • I2 represents the total current flowing through the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D
  • Im represents the exciting current.
  • This exciting current Im is represented by I1-I2 ⁇ R.
  • R is the transformation ratio in transformer 20;
  • the transformation ratio R is a value obtained by dividing the number of turns of the primary side windings (windings 21B to 21E) of the transformer by the number of turns of the secondary side windings (eg, the winding 22A) of the transformer.
  • the gate signal G2 transitions from high level to low level. As a result, both transistors 13 and 14 are turned off.
  • the gate signal G1 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 13 is turned on. During the period from timing t1 to t2, the transistor 13 remains on and the transistor 14 remains off. Then, at timing t2, the gate signal G1 transitions from high level to low level. As a result, the transistor 13 is turned off.
  • the gate signal G2 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 14 is turned on. During the period from timing t3 to t4, the transistor 13 remains off and the transistor 14 remains on. Then, at timing t4, the gate signal G2 transitions from high level to low level. As a result, the transistor 14 is turned off.
  • the gate signal G1 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 13 is turned on.
  • the currents I1 and I2 and the excitation current Im flow in the transformer 20 as shown in FIG. Specifically, the current I2 flowing through the secondary side of the transformer 20 becomes a sinusoidal current that becomes positive during the period from timing t0 to t2 and becomes negative during the period from timing t2 to t4. Also, the current I1 flowing through the primary side of the transformer 20 becomes a sinusoidal current whose phase is delayed from the current I2. The excitation current Im becomes a triangular wave current that increases during the period from timing t0 to t2 and decreases during the period from timing t2 to t4.
  • FIG. 6A and 6B show the current flow in the power converter 1.
  • FIG. 6A shows the operation at timing tA in the period from timing t1 to t2
  • FIG. 6B shows the operation in the period from timing t3 to t4. shows an operation at a certain timing tB in .
  • the transistors 13 and 14 are indicated by symbols representing their operating states (on state or off state).
  • FIG. 7A and 7B show the directions of the magnetic flux in the legs 111 to 115 of the magnetic core 100.
  • FIG. 7A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 7B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • . 8A and 8B show the directions of the magnetic flux in the base portion 102 of the magnetic core 100.
  • FIG. 8A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 8B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • the gate signal G1 is at high level and the gate signal G2 is at low level, so transistor 13 is on and transistor 14 is off.
  • the primary side circuit receives current IA1 in the order of transistor 13, capacitor 15, connection terminal T1, winding 21, and connection terminal T2. flows.
  • current IA1 for example, in the secondary circuit associated with the rectifier circuit 16A and smoothing circuit 17A, current IA2 flows in the order of winding 23A, connection terminal T4A, capacitor 18 and load LD, diode D2, and connection terminal T5A.
  • the current IA1 flows from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and in the transformer 20, magnetic flux is generated in the legs 111 to 115 as shown in FIG. 7A.
  • the windings 21 are wound clockwise around each of the legs 111, 112, 113 and counterclockwise around each of the legs 114, 115 so that the direction of the magnetic flux in the legs 111, 112, 113 is is in the direction opposite to the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 114 and 115 is in the Z direction.
  • the base portion 102 as shown in FIG.
  • a magnetic flux is generated from the leg portion 111 to the leg portions 114 and 115, a magnetic flux is generated from the leg portion 112 to the leg portions 114 and 115, and a magnetic flux is generated from the leg portion 113 to the leg portion 114. , 115 is generated.
  • the direction of magnetic flux in base portion 101 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 102 (FIG. 8A).
  • the current IB1 flows from the connection terminal T2 toward the connection terminal T1, and in the transformer 20, magnetic flux is generated in the legs 111 to 115 as shown in FIG. 7B.
  • the direction of magnetic flux in legs 111, 112, 113 is the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 114, 115 is opposite to the Z direction.
  • the base portion 102 as shown in FIG. 8B, magnetic flux is generated from the leg portion 114 toward the leg portions 111, 112, and 113, and magnetic flux is generated from the leg portion 115 toward the leg portions 111, 112, and 113.
  • the direction of magnetic flux in base portion 101 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 102 (FIG. 8B).
  • the power converter 1 transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power converter 1 controls the operation of the transistors 13 and 14 using PWM (Pulse Width Modulation) to keep the output voltage constant.
  • FIG. 9 shows the distribution of magnetic flux strength in the transformer 20.
  • FIG. FIG. 10 is an enlarged drawing of the vicinity of the portion W1 in FIG. 9 and 10 are characteristic diagrams corresponding to cross-sectional views in the direction of arrows II shown in FIG.
  • the intensity of the magnetic flux is shown using a gray scale. The darker the color, the stronger the magnetic flux.
  • a portion related to the magnetic core 100 is shown in black. In this example, four wiring layers are used to wind the windings 21 around the legs 111 .
  • the magnetic flux is strong.
  • the magnetic flux leaking from this gap G spreads to the vicinity of the winding 21 wound around the leg 111 .
  • the concave portion 191 is provided in the base portion 101, so that the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 and the , the distance to the winding 21 can be increased. Since the gap G and the winding 21 can be separated in this way, the fringing loss due to leakage flux can be reduced.
  • FIG. 11 shows a configuration example of the transformer 20R.
  • the transformer 20R has a magnetic core 100R.
  • the magnetic core 100R has a base portion 101R.
  • the base portion 101R does not have the concave portion 191 unlike the base portion 101 (FIGS. 2 and 3) according to the present embodiment.
  • the leg portions 112 to 115 are raised and the leg portion 111 is lowered as compared with the transformer 20 according to the present embodiment.
  • FIG. 12 shows the magnetic flux intensity distribution in the transformer 20R.
  • FIG. 13 is an enlarged drawing of the vicinity of the portion W2 in FIG. 12 and 13 are characteristic diagrams corresponding to cross-sectional views in the direction of arrows II shown in FIG.
  • the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 101R and the leg portion 111 spreads to the vicinity of the winding 21 wound around the leg portion 111.
  • FIG. 10 the magnetic flux is stronger than in the case of the embodiment (FIG. 10). That is, in this example, since the leg portion 111 is lowered, the distance between the gap G between the base portion 101R and the leg portion 111 and the winding 21 is shortened. The magnetic flux becomes stronger than in the case of (FIG.
  • the direction of the magnetic flux is the Z-axis direction.
  • an eddy current is generated in the wiring pattern of the winding 21, resulting in energy loss (fringing loss).
  • the legs 112 to 115 are raised, the height of the entire transformer 20R in the Z direction is increased.
  • the base portion 101 and the leg portions can be adjusted without lowering the leg portion 111.
  • the distance between the gap G between 111 and the winding 21 can be increased. Since the gap G and the winding 21 can be separated in this way, leakage magnetic flux in the vicinity of the winding 21 can be suppressed. As a result, the transformer 20 can reduce fringing loss due to leakage flux.
  • the legs 112 to 115 do not need to be raised, the height of the entire transformer 20 in the Z direction can be suppressed.
  • a magnetic core 100 having 111 to 115 is provided.
  • the legs 112 and 113 are arranged to sandwich the leg 111 in the X direction, and the legs 114 and 115 are arranged to sandwich the leg 111 in the Y direction.
  • the base portion 101 has recesses 191 provided at positions corresponding to the leg portions 111 on the surface facing the base portion 102 .
  • the area of the concave portion 191 on the surface of the base portion 101 facing the base portion 102 is made wider than the area of the leg portion 111 .
  • recesses 191 are provided at positions corresponding to the leg portions 111 . Since the winding 21A, which is a resonance coil, is wound around the leg 111, the gap G between the base 101 and the leg 111 can be adjusted by the recess 191 in the transformer 20, for example. It is possible to adjust the characteristics of the resonant coil.
  • the heights of the legs 111 to 115 are made equal to each other. Thereby, for example, the magnetic core 100 can be manufactured easily.
  • winding 21 is wound around leg portions 111, 112, and 113 in a first winding direction and is wound around leg portions 114 and 115 in a second winding direction in the direction from connection terminal T1 to connection terminal T2. I tried to wrap it in the direction.
  • transformer 20 as shown in FIGS. 8A and 8B, magnetic flux in the first direction is generated in legs 111, 112, and 113, and magnetic flux in the second direction is generated in legs 114 and 115.
  • the magnetic flux is dispersed in the base portions 101 and 102 .
  • the magnetic flux density in the base portions 101 and 102 can be lowered, so that the height of the base portions 101 and 102 in the Z direction can be lowered.
  • the five legs 111 to 115 are provided in this manner, the number of turns of the winding 21 in each of the legs 111 to 115 can be suppressed, and for example, the number of layers of the substrate 200 can be reduced. Therefore, the height of the legs 111 to 115 in the Z direction can be reduced. As a result, in the power conversion device 1, the size of the transformer 20 can be reduced.
  • the windings 21 are wound around the five legs 111 to 115, and the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D were wound.
  • This allows the portion of the winding 21 wound around the leg portion 111 to function as a resonance coil.
  • the transformer 20 can combine the resonance coil and the transformer, so that the size of the power conversion device 1 can be reduced compared to the case where the resonance coil and the transformer are provided individually.
  • the power conversion device 1 (LLC resonance converter) can greatly change the ratio between the output voltage and the input voltage by changing the switching frequency. Therefore, the power conversion device 1 can control the output voltage to be constant in a wide input voltage range by frequency control, and can operate in a wide input voltage range.
  • a magnetic core having 111 to 115 is provided.
  • the legs 112 and 113 are arranged to sandwich the leg 111 in the X direction, and the legs 114 and 115 are arranged to sandwich the leg 111 in the Y direction.
  • the base portion 101 has recesses provided at positions corresponding to the leg portions 111 on the surface facing the base portion 102 .
  • the area of the recess on the surface of the base portion 101 facing the base portion 102 was made wider than the area of the leg portion 111 . Thereby, fringing loss can be reduced.
  • the heights of the legs 111 to 115 are equal to each other, but the present invention is not limited to this. may have different heights. Specifically, for example, the height of the recess 191 can be increased, and the height of the leg 111 can be made higher than the legs 112-115. As a result, for example, the distance between the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 and the winding 21 can be increased, so that the leakage magnetic flux in the vicinity of the winding 21 can be suppressed.
  • the gap G is provided between the five leg portions 111 to 115 and the base portion 101.
  • the gap G may be formed by providing a non-magnetic sheet member between the five leg portions 111 to 115 and the substrate 200 and the base portion 101 .
  • This sheet member may be, for example, a flat sheet or a sheet having an uneven surface. The sheet member having unevenness on its surface will be described in detail below.
  • FIG. 14 shows a configuration example of the transformer 20.
  • FIG. This transformer 20 has a sheet member 109 .
  • Sheet member 109 is provided between five legs 111 to 115 and substrate 200 and base portion 101 .
  • the sheet member 109 is, for example, a non-magnetic member.
  • the sheet member 109 is made of, for example, plastic, such as PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), or PP (polypropylene).
  • FIG. 15 shows a configuration example of the sheet member 109.
  • FIG. 15 for convenience of explanation, the region corresponding to the recess 191 and the regions corresponding to the legs 111 to 115 are drawn with broken lines.
  • the surface of the sheet member 109 facing the base portion 101 is provided with a convex portion 109A.
  • the convex portion 109A is provided at a position corresponding to the concave portion 191 of the base portion 101.
  • the area of the convex portion 109A in the XY plane is narrower than the area of the concave portion 191 in the base portion 101.
  • the convex portion 109A of the sheet member 109 is accommodated within the space of the concave portion 191 of the base portion 101, as shown in FIG.
  • the surface of the sheet member 109 facing the base portion 102 is provided with a convex portion 109B.
  • This convex portion 109B is provided in a region different from the region in which the leg portions 111 to 115 are provided.
  • four convex portions 109B are provided so as to surround the leg portion 111.
  • the convex portion 109B can be accommodated within the space corresponding to the area where the leg portions 111 to 115 are not provided.
  • the sheet member 109 may be integrally formed including, for example, the protrusions 109A and 109B. Further, the sheet member 109 may be formed by bonding a sheet member corresponding to the convex portion 109A and a sheet member corresponding to the convex portion 109B to a sheet member serving as a base.
  • one ring-shaped protrusion 109B may be provided to surround the leg 111 .
  • two protrusions 109B may be provided that sandwich the leg 111 in the Y direction.
  • two protrusions 109B may be provided that sandwich the leg 111 in the X direction.
  • a protrusion 109B may be provided next to the leg 111 in the X direction, and another protrusion 109B may be provided next to the leg 111 in the Y direction.
  • one concave portion 191 is provided on the surface of base portion 101 facing base portion 102, but the present invention is not limited to this. Alternatively, for example, a plurality of recesses may be provided.
  • the transformer 20C according to this modification will be described in detail below.
  • FIG. 20 shows a configuration example of the transformer 20C.
  • the transformer 20C has a magnetic core 100C.
  • the magnetic core 100C has a base portion 101C.
  • FIG. 21 shows a configuration example of the base portion 101C. Since FIG. 21 depicts the back surface of the base portion 101C, the positions of the regions corresponding to the leg portions 111 to 115 on the XY plane are different from those in FIG.
  • concave portions 191 to 195 are provided on the surface of the base portion 101C facing the base portion 102.
  • the concave portion 192 is provided at a position corresponding to the leg portion 112 .
  • the area in which the recess 192 is provided includes the area of the leg 112 and is wider than the area of the leg 112 .
  • Recess 193 is provided at a position corresponding to leg 113 .
  • the area in which the recess 193 is provided includes the area of the leg 113 and is wider than the area of the leg 113 .
  • the recessed portion 194 is provided at a position corresponding to the leg portion 114 .
  • the area in which the recess 194 is provided includes the area of the leg 114 and is wider than the area of the leg 114 .
  • Recess 195 is provided at a position corresponding to leg 115 .
  • the area in which the recess 195 is provided includes the area of the leg 115 and is wider than the area of the leg 115 .
  • the height of recess 191 is higher than the height of recesses 192-195.
  • the gap G between the base portion 101C and the leg portion 111 is larger than the gaps G between the base portion 101C and each of the leg portions 112-115.
  • the heights of the legs 111 to 115 are equal to each other in the Z-axis direction. Also, in this example, as shown in FIG. 20, the height positions of the top surfaces of the legs 111 to 115 are higher than the height position of the bottom surface of the base portion 101C.
  • a portion of leg 111 is provided within the space of recess 191
  • a portion of leg 112 is provided within the space of recess 192
  • a portion of leg 113 is provided within the space of recess 193 .
  • a portion of the leg 114 is provided in the space of the recess 194 and a portion of the leg 115 is provided in the space of the recess 195 .
  • recesses 191 are provided at positions corresponding to leg portions 111 .
  • the concave portion 191 can adjust, for example, the gap G between the base portion 101C and the leg portion 111, thereby adjusting the characteristics of the resonance coil.
  • a recess 192 is provided at a position corresponding to leg 112
  • a recess 193 is provided at a position corresponding to leg 113
  • a recess 194 is provided at a position corresponding to leg 114
  • a recess is provided at a position corresponding to leg 115 .
  • 195 was set.
  • the concave portions 192-195 can adjust, for example, the gap G between the base portion 101C and the leg portions 112-115, thereby adjusting the characteristics of the transformer.
  • winding 21 is configured by connecting windings 21A, 21B, 21C, 21D, and 21E in series, but the present invention is not limited to this.
  • power converter 1D concerning this modification is explained in detail.
  • FIG. 22 shows a configuration example of the power conversion device 1D.
  • the power conversion device 1D includes a transformer 20D.
  • Transformer 20D has winding 21 .
  • One end of the winding 21 is connected to the connection terminal T1, and the other end is connected to the connection terminal T2.
  • Winding 21 includes windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E.
  • One end of the winding 21A is connected to the connection terminal T1, and the other end is connected to one ends of the windings 21B and 21D.
  • One end of winding 21B is connected to the other end of winding 21A, and the other end is connected to one end of winding 21C.
  • One end of winding 21C is connected to the other end of winding 21B, and the other end is connected to connection terminal T2.
  • winding 21D is connected to the other end of winding 21A, and the other end is connected to one end of winding 21E.
  • One end of the winding 21E is connected to the other end of the winding 21D, and the other end is connected to the connection terminal T2. That is, the windings 21B, 21C and the windings 21D, 21E are connected in parallel with each other.
  • FIG. 23 shows a configuration example of windings on the substrate 200 of the transformer 20D.
  • the windings 21 are provided on the wiring layers LA2 to LA4.
  • the substrate 200 is provided with through holes TH11 connecting the wirings in the wiring layer LA3 and the wirings in the wiring layer LA4, and through holes TH12 to TH16 connecting the wirings in the wiring layer LA2 and the wiring layers LA3.
  • Winding 21 includes these through holes TH11 to TH16 and is connected to connection terminals T1 and T2. Winding 21 is wound around five legs 111-115.
  • the winding 21 is wound clockwise three times around the leg portion 111 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound clockwise twice around each of the legs 112 and 113, Each leg 114, 115 is wrapped counterclockwise twice.
  • the portion wound around leg 111 corresponds to winding 21A, which is a resonance coil
  • the portions wound around legs 112 to 115 are windings, which are primary windings of a transformer. 21B to 21D.
  • FIG. 24 shows a configuration example of the power converter 1E.
  • the power converter 1E includes a capacitor 11, a switching circuit 32, a capacitor 15, a transformer 20E, a rectifying circuit 36, and a smoothing circuit 37.
  • the switching circuit 32 in this example, is a so-called full bridge type circuit and has transistors Q1 to Q4.
  • the transistor Q1 has a drain connected to the voltage line L11, a gate supplied with a gate signal G1 by a control unit (not shown), and a source connected to the node N1.
  • the transistor Q2 has a drain connected to the node N1, a gate supplied with a gate signal G2 by a control unit (not shown), and a source connected to the reference voltage line L12.
  • the transistor Q3 has a drain connected to the voltage line L11, a gate supplied with a gate signal G3 by a control section (not shown), and a source connected to the node N2.
  • the transistor Q4 has a drain connected to the node N2, a gate supplied with a gate signal G4 by a control unit (not shown), and a source connected to the reference voltage line L12.
  • One end of the capacitor 15 is connected to the node N1 of the switching circuit 32, and the other end is connected to the connection terminal T1 of the transformer 20B.
  • the transformer 20E has connection terminals T1, T2, T6, T7, T8, T9 and windings 21, 26, 27.
  • connection terminal T1 is connected to the other end of the capacitor 15, and the connection terminal T2 is connected to the node N2 of the switching circuit 32.
  • connection terminals T6 and T8 are connected to a node N3 (described later) of the rectifier circuit 36, and the connection terminals T7 and T9 are connected to a node N4 of the rectifier circuit 36 (described later).
  • Winding 26 One end of the winding 26 is connected to the connection terminal T6, and the other end is connected to the connection terminal T7.
  • Winding 26 includes windings 26A and 26B. Windings 26A and 26B are connected in series. Winding 26A is connected to connection terminal T6, and winding 26B is connected to connection terminal T7.
  • Winding 27 includes windings 27A and 27B. Windings 27A and 27B are connected in series. Winding 27A is connected to connection terminal T8, and winding 27B is connected to connection terminal T9.
  • the rectifier circuit 36 is configured to rectify the AC voltage output from the transformer 20E.
  • the rectifier circuit 36 has transistors Q5 to Q8.
  • the transistor Q5 has a drain connected to the voltage line L21, a gate supplied with a gate signal G5 by a control section (not shown), and a source connected to the node N3.
  • the transistor Q6 has a drain connected to the node N3, a gate supplied with a gate signal G6 by a control section (not shown), and a source connected to the reference voltage line L22.
  • the transistor Q7 has a drain connected to the voltage line L21, a gate supplied with a gate signal G7 by a control section (not shown), and a source connected to the node N4.
  • the transistor Q8 has a drain connected to the node N4, a gate supplied with a gate signal G8 by a control section (not shown), and a source connected to the reference voltage line L22.
  • the smoothing circuit 37 is configured to smooth the voltage rectified by the rectifying circuit 36 .
  • the smoothing circuit 37 has a capacitor 38 . One end of the capacitor 38 is connected to the voltage line L21, and the other end is connected to the reference voltage line L22.
  • FIG. 25 shows a configuration example of windings on the substrate 200 of the transformer 20E.
  • winding 21 is indicated by a solid line
  • windings 26 and 27 are indicated by broken lines.
  • the configuration of the wiring layers LA2 and LA3 is the same as in the case of the above embodiment (FIG. 4).
  • Windings 26 and 27 are provided on the wiring layers LA1 and LA4.
  • the substrate 200 is provided with through holes TH21 to TH24 that connect the wirings in the wiring layer LA1 and the wirings in the wiring layer LA4.
  • the winding 26 includes through holes TH21 and TH22, and is connected to the connection terminals T6 and T7. Winding 26 is wound around legs 112 and 115 . Specifically, the winding 26 is wound clockwise twice around the leg portion 112 and twice counterclockwise around the leg portion 115 in the direction from the connection terminal T6 to the connection terminal T7.
  • the winding 27 includes through holes TH23 and TH24, and is connected to the connection terminals T8 and T9. Winding 27 is wound around legs 113 and 114 . Specifically, the winding 27 is wound clockwise twice around the leg portion 113 and twice counterclockwise around the leg portion 114 in the direction from the connection terminal T8 to the connection terminal T9.
  • FIG. 26 shows an example of switching operation in the switching circuit 32.
  • the gate signals G2 and G3 transition from high level to low level. As a result, both transistors Q2 and Q3 are turned off.
  • the gate signals G1 and G4 transition from low level to high level. This turns on the transistors Q1 and Q4. During the period from timing t11 to t12, the transistors Q1 and Q4 remain on, and the transistors Q2 and Q3 remain off. Then, at timing t12, the gate signals G1 and G4 transition from high level to low level. As a result, the transistors Q1 and Q4 are turned off.
  • the gate signals G2 and G3 transition from low level to high level. As a result, the transistors Q2 and Q3 are turned on.
  • the transistors Q1 and Q4 are kept off, and the transistors Q2 and Q3 are kept on.
  • the gate signals G2 and G3 transition from high level to low level. As a result, the transistors Q2 and Q3 are turned off.
  • the gate signals G1 and G4 transition from low level to high level. This turns on the transistors Q1 and Q4.
  • FIG. 27A and 27B show the operation of the power conversion device 1E.
  • FIG. 27A shows the operation at timing tA during the period from timing t11 to t12
  • FIG. 27B shows the operation at timing t13 to t14. The operation at timing tB is shown.
  • gate signals G1 and G4 are at high level and gate signals G2 and G3 are at low level, so transistors Q1 and Q4 are on and transistor Q2 is on. , Q3 are off.
  • the transistors Q5 and Q8 are turned on based on the gate signals G5 and G8, and the transistors Q6 and Q7 are turned off based on the gate signals G6 and G7.
  • a current IA1 flows in order.
  • current IA2 flows through windings 26 and 27, connection terminals T6 and T8, transistor Q5, capacitor 38 and load LD, transistor Q8, and connection terminals T7 and T9 in that order.
  • gate signals G1 and G4 are at low level and gate signals G2 and G3 are at high level, so transistors Q1 and Q4 are off and transistor Q2 is turned off. , Q3 are on.
  • the transistors Q5 and Q8 are turned off based on the gate signals G5 and G8, and the transistors Q6 and Q7 are turned on based on the gate signals G6 and G7.
  • a current IB1 flows in order.
  • current IB2 flows through windings 26 and 27, connection terminals T7 and T9, transistor Q7, capacitor 38 and load LD, transistor Q6, and connection terminals T6 and T8 in that order.
  • the power converter 1E transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power conversion device 1E uses PWM to control the operation of the transistors Q1 to Q4, thereby controlling the output voltage to be constant.
  • the terminals T11 and T12 are connected to the DC power supply PDC, and the terminals T21 and T22 are connected to the load LD.
  • the load LD may be connected to the terminals T11 and T12.
  • the power converter 1E operates the transistors Q5 to Q8 as a switching circuit and operates the transistors Q1 to Q4 as a rectifying circuit to transform and output the DC power supplied from the DC power supply PDC. can do.
  • windings 26A, 26B and the windings 27A, 27B are connected in parallel as shown in FIG. may be omitted and these four windings 26A, 26B, 27A, 27B may be connected in series. In this case, this secondary winding constitutes one winding.
  • the winding 21 including the resonance coil is connected to the primary side circuit in the power converter 1, but it is not limited to this. Instead of this, for example, like a power converter 1F shown in FIG. 28, the winding 21 may be connected to the secondary side circuit.
  • This power converter 1F includes a capacitor 11, a switching circuit 32, a transformer 20E, a capacitor 35, a rectifying circuit 36, and a smoothing circuit 37. Connection terminals T6 and T8 of the transformer 20E are connected to a node N1 of the switching circuit 32, and connection terminals T7 and T9 of the transformer 20E are connected to a node N2 of the switching circuit 32.
  • FIG. 1F includes a capacitor 11, a switching circuit 32, a transformer 20E, a capacitor 35, a rectifying circuit 36, and a smoothing circuit 37.
  • Connection terminals T6 and T8 of the transformer 20E are connected to a node N1 of the switching circuit 32
  • connection terminals T7 and T9 of the transformer 20E are connected to a no
  • a connection terminal T ⁇ b>1 of the transformer 20 ⁇ /b>E is connected to one end of the capacitor 35 .
  • a connection terminal T2 of the transformer 20E is connected to a node N4 of the rectifier circuit .
  • One end of the capacitor 35 is connected to the connection terminal T1 of the transformer 20E, and the other end is connected to the node N3 of the rectifier circuit 36.
  • FIG. 29 shows a configuration example of the power converter 1G.
  • the power conversion device 1G includes a transformer 20G, a rectifier circuit 16, and a smoothing circuit 17.
  • the transformer 20G has connection terminals T1, T2, T3A, T4A, T5A, T3B, T4B, T5B and windings 28A, 29A, 28B, 29B.
  • connection terminal T1 is connected to the other end of the capacitor 15, and the connection terminal T2 is connected to the reference voltage line L12.
  • the connection terminals T3A and T3B are connected to the reference voltage line L22 led to the terminal T22 through the diode D1 of the rectifier circuit 16, and the connection terminals T5A and T5B are connected to the terminal T22 through the diode D2 of the rectifier circuit 16.
  • the connection terminals T4A and T4B are connected to a voltage line L21 that leads to a terminal T21.
  • winding 28A is connected to the connection terminal T3A, and the other end is connected to the connection terminal T4A.
  • One end of winding 29A is connected to connection terminal T4A, and the other end is connected to connection terminal T5A.
  • One end of winding 28B is connected to connection terminal T3B, and the other end is connected to connection terminal T4B.
  • One end of the winding 29B is connected to the connection terminal T4B, and the other end is connected to the connection terminal T5B.
  • the rectifier circuit 16 has diodes D1 and D2.
  • the anode of diode D1 is connected to the anode of diode D2 and smoothing circuit 17, and the cathode is connected to connection terminals T3A and T3B of transformer 20G.
  • the diode D2 anode is connected to the anode of the diode D1 and the smoothing circuit 17, and the cathode is connected to the connection terminals T5A and T5B of the transformer 20G.
  • the smoothing circuit 17 has a capacitor 18 .
  • One end of the capacitor 18 is connected to the voltage line L21, and the other end is connected to the reference voltage line L22.
  • FIG. 30 shows a configuration example of windings on the substrate 200 of the transformer 20G.
  • winding 21 is indicated by a solid line
  • windings 28A, 29A, 28B, 29B are indicated by broken lines.
  • the configuration of the wiring layers LA2 and LA3 is the same as in the case of the above embodiment (FIG. 4).
  • Windings 28A, 29A, 28B, and 29B are provided on the wiring layers LA1 and LA4.
  • the substrate 200 is provided with through holes TH101 to TH108 that connect the wirings in the wiring layer LA1 and the wirings in the wiring layer LA4.
  • Winding 28A includes a winding portion in wiring layer LA1 wound around leg portion 113, a winding portion in wiring layer LA4 wound around leg portion 114, and through holes TH101 and TH102. , T4A. Winding 28A is wound once around leg 113 clockwise and once around leg 114 counterclockwise in the direction from connection terminal T3A to connection terminal T4A.
  • Winding 28B includes a winding portion in wiring layer LA1 wound around leg portion 112, a winding portion in wiring layer LA4 wound around leg portion 115, and through holes TH105 and TH106. , T4B. Winding 28B is wound once clockwise around leg 112 and once counterclockwise around leg 115 in the direction from connection terminal T3B to connection terminal T4B.
  • Winding 29A includes a winding portion in wiring layer LA1 wound around leg portion 114, a winding portion in wiring layer LA4 wound around leg portion 112, and through holes TH103 and TH104. , T4A. Winding 29A is wound counterclockwise once around leg portion 112 and once around leg portion 114 clockwise in the direction from connection terminal T5A to connection terminal T4A.
  • Winding 29B includes a winding portion in wiring layer LA1 wound around leg portion 115, a winding portion in wiring layer LA4 wound around leg portion 113, and through holes TH107 and TH108. , T5B. Winding 29B is wound counterclockwise once around leg portion 113 and once clockwise around leg portion 115 in the direction from connection terminal T5B to connection terminal T4B.
  • the power conversion device 1G operates in the same manner as the power conversion device 1 according to the above embodiment (FIG. 5).
  • FIG. 31A and 31B show the operation of the power converter 1G
  • FIG. 32A shows the operation at a certain timing tA during the period from timing t11 to t12
  • FIG. The operation at timing tB is shown.
  • the gate signal G1 is at high level and the gate signal G2 is at low level, so transistor 13 is on and transistor 14 is off.
  • current IA1 is supplied to the primary side circuit in the order of transistor 13, capacitor 15, connection terminal T1, winding 21, and connection terminal T2. flows.
  • current IA2 flows through windings 29A and 29B, connection terminals T4A and T4B, capacitor 18 and load LD, diode D2, and connection terminals T5A and T5B in that order.
  • the power converter 1G transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power converter 1G uses PWM to control the operations of the transistors 13 and 14, thereby controlling the output voltage to be constant.
  • each of the windings 28A, 29A, 28B, and 29B has a winding portion on the wiring layer LA1 and a winding portion on the wiring layer LA4.
  • the distances between each of the windings 28A, 29A, 28B, and 29B and the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 are substantially equal.
  • the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 can have substantially the same effect on these four windings 28A, 29A, 28B, and 29B.
  • the characteristics of 28A, 29A, 28B, 29B can be approximately equal to each other. As a result, for example, the currents flowing through the four windings 28A, 29A, 28B, 29B can be balanced.
  • each of the windings 28A, 29A, 28B, and 29B has a winding portion on the wiring layer LA1 and a winding portion on the wiring layer LA4, but is not limited to this. .
  • each of windings 28A and 28B has a winding portion on wiring layer LA4, and each of windings 29A and 29B has a winding portion on wiring layer LA1. You may make it have a line part.
  • the substrate 200 is provided with through holes TH111 to TH118 that connect the wirings in the wiring layer LA1 and the wirings in the wiring layer LA4.
  • Winding 28A includes a winding portion in wiring layer LA4 wound around leg portion 113, a winding portion in wiring layer LA4 wound around leg portion 114, and through holes TH111 and TH112.
  • Winding 28B includes a winding portion in wiring layer LA4 wound around leg portion 112, a winding portion in wiring layer LA4 wound around leg portion 115, and through holes TH115 and TH116.
  • Winding 29A includes a winding portion in wiring layer LA1 wound around leg portion 112, a winding portion in wiring layer LA1 wound around leg portion 114, and through holes TH113 and TH114.
  • Winding 29B includes a winding portion in wiring layer LA1 wound around leg portion 113, a winding portion in wiring layer LA1 wound around leg portion 115, and through holes TH117 and TH118.
  • the distance between the wiring layer LA4 and the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 is longer than the distance between the wiring layer LA1 and the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111. long. Therefore, the distance between each of the windings 28A, 28B and the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 is the distance between each of the windings 29A, 29B and the base portion 101 and the leg portion 111. is longer than the distance between the gap G of
  • the configuration shown in FIG. 33 is suitable, for example, when the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 101 and the leg portion 111 does not significantly affect these four windings 28A, 29A, 28B, 29B. can be used for
  • FIGS. 34A and 34B show a configuration example of the winding 21 in the transformer 20 according to this modified example
  • FIG. 34A shows the wiring layer LA2
  • FIG. 34B shows the wiring layer LA3.
  • the wiring layers LA1 and LA4 are the same as in the above embodiment (FIG. 4).
  • Windings 21 are provided in the wiring layers LA2 and LA3.
  • the substrate 200 is provided with through holes TH121 to TH124 that connect the wirings in the wiring layer LA2 and the wirings in the wiring layer LA3.
  • Winding 21 includes these through holes TH121 to TH124 and is connected to connection terminals T1 and T2.
  • Winding 21 is wound around five legs 111-115. Specifically, the winding 21 is wound clockwise twice around each of the legs 111, 112, and 113 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound around each of the legs 114 and 115 counterclockwise. Wrapped around twice. In this example, the windings 21 are collectively wound around the three legs 111 to 113, unlike the case of the above embodiment (FIG. 4). As a result, the length of the winding 21 can be shortened, so the energy loss in the winding 21 can be reduced.
  • the windings 21 are individually wound around the legs 111 to 113, so the length of the windings 21 is increased.
  • the two winding portions between the center leg 111 and the left leg 112 are supplied with currents in opposite directions, causing the center leg 111 and the right leg 113 to flow. Currents flow in opposite directions in the two winding portions between . Therefore, in this modification shown in FIG. 34, the two winding portions between the leg portion 111 and the leg portion 112 are omitted, and the two winding portions between the leg portion 111 and the leg portion 113 are omitted.
  • the windings 21 are wound together around the four legs 111-113. Thereby, the length of the winding 21 can be shortened. As a result, in this transformer 20, energy loss in winding 21 can be reduced.
  • a power conversion device 2 is configured using a transformer having six legs.
  • symbol is attached
  • FIG. 36 shows a configuration example of the power conversion device 2.
  • the power conversion device 2 includes a transformer 40 .
  • the transformer 40 has a winding 41 .
  • Winding 41 includes windings 41A, 41B, 41C, 41D, 41E, and 41F. Windings 41A and 41B are resonance coils, and windings 41C to 41F are primary windings of a transformer. The windings 41A-41F are connected in series in this order. Winding 41A is connected to connection terminal T1, and winding 41F is connected to connection terminal T2.
  • FIG. 37 shows a configuration example of the transformer 40.
  • FIG. FIG. 37 also depicts a cross-sectional view of the transformer 40 in the VV arrow direction and a cross-sectional view of the transformer 40 in the VI-VI arrow direction.
  • Transformer 40 has magnetic core 300 and substrate 400 .
  • the magnetic core 300 has base portions 301 and 302 and six leg portions 311-316.
  • the base portions 301 and 302 are arranged so as to face each other in the Z direction.
  • the base portions 301 and 302 have a substantially rectangular shape elongated in the X direction on the XY plane.
  • the leg portions 311 to 316 are provided on the surface of the base portion 302 facing the base portion 301, and are provided so as to magnetically couple the two base portions 301 and 302 together.
  • the base portion 302 and the six leg portions 311-316 are integrally formed.
  • the legs 311, 312, 313 are arranged in this order in the X direction, and the legs 314, 315, 316 are arranged in this order in the X direction.
  • the legs 311 and 314 are arranged side by side in the Y direction, the legs 312 and 315 are arranged side by side in the Y direction, and the legs 313 and 316 are arranged side by side in the Y direction.
  • the cross-sectional areas of the legs 312 and 315 are larger than the cross-sectional areas of the legs 311 , 313 , 314 and 316 in the XY plane.
  • the heights of the legs 311 to 316 are equal to each other in the Z-axis direction.
  • a gap G is formed between the base portion 301 and each of the leg portions 311 to 316 .
  • This gap G may be, for example, an air gap or a spacer gap.
  • the gap G may be formed by inserting a non-magnetic sheet member, for example.
  • FIG. 38 shows a configuration example of the base portion 301.
  • FIG. FIG. 38 also depicts a cross-sectional view of the base portion 301 in the direction of arrows VII-VII and a cross-sectional view of the base portion 301 in the direction of arrows VIII-VIII. Since FIG. 38 depicts the back surface of the base portion 301, the positions of the regions corresponding to the leg portions 311 to 315 on the XY plane are different from those in FIG.
  • concave portions 391 and 396 are provided on the surface of the base portion 301 facing the base portion 302 .
  • the recessed portion 391 is provided at a position corresponding to the leg portion 311 .
  • the area in which the recess 391 is provided includes the area of the leg 311 and is wider than the area of the leg 311 . Due to this concave portion 391, the gap G between the base portion 301 and the leg portion 311 is larger than the gaps G between the base portion 301 and each of the leg portions 312-115.
  • the recessed portion 396 is provided at a position corresponding to the leg portion 316 .
  • the area in which the recess 396 is provided includes the area of the leg 316 and is wider than the area of the leg 316 . Due to this concave portion 396, the gap G between the base portion 301 and the leg portion 316 is larger than the gap G between the base portion 301 and each of the leg portions 312-315.
  • the board 400 is a multi-layer board (4-layer board in this example).
  • the substrate 400 is provided with through holes at positions corresponding to the leg portions 311 to 316 of the magnetic core 300, and the substrate 400 is sandwiched between the base portions 301 and 302 of the magnetic core 300.
  • This substrate 400 is provided with a winding 41 and windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D.
  • FIG. 39 shows a configuration example of windings on the substrate 400.
  • winding 41 is indicated by a solid line
  • windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are indicated by broken lines.
  • the wiring layers LA2 and LA3 are provided with windings 41 (windings 41A, 41B, 41C, 41D, 41E, and 41F).
  • the substrate 400 is provided with through holes TH31 to TH37 that connect the wirings in the wiring layer LA2 and the wirings in the wiring layer LA3.
  • Winding 41 includes these through holes TH31 to TH37 and is connected to connection terminals T1 and T2.
  • Winding 41 is wound around six legs 311-316. Specifically, the winding 41 is wound clockwise around each of the legs 311, 313, and 315 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound around each of the legs 312, 314, and 316 counterclockwise. wrapped around.
  • the portions wound around the legs 311 and 316 correspond to the windings 41A and 41B which are resonance coils, and the portions wound around the legs 312 to 315 are the primary windings of the transformer. corresponds to the windings 41C to 41F.
  • Windings 22A, 22B, 22C, and 22D are provided on the wiring layer LA1.
  • the winding 22A is wound once counterclockwise around the leg 314 in the direction from the connection terminal T3A to the connection terminal T4A.
  • the winding 22B is wound once counterclockwise around the leg portion 312 in the direction from the connection terminal T3B to the connection terminal T4B.
  • the winding 22C is wound once clockwise around the leg 313 in the direction from the connection terminal T3C to the connection terminal T4C.
  • Winding 22D is wound once clockwise around leg 315 in the direction from connection terminal T3D to connection terminal T4D.
  • Windings 23A, 23B, 23C, and 23D are provided on the wiring layer LA4.
  • the winding 23A is wound once clockwise around the leg portion 314 in the direction from the connection terminal T5A to the connection terminal T4A.
  • Winding 23B is wound once clockwise around leg 312 in the direction from connection terminal T5B to connection terminal T4B.
  • the winding 23C is wound once counterclockwise around the leg portion 313 in the direction from the connection terminal T5C to the connection terminal T4C.
  • the winding 23D is wound once counterclockwise around the leg portion 315 in the direction from the connection terminal T5D to the connection terminal T4D.
  • the transformer 40 corresponds to a specific example of "magnetic component” in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 300 corresponds to a specific example of “magnetic core” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 301 corresponds to a specific example of “first base portion” in an embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 302 corresponds to a specific example of the “second base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • Concave portions 391 and 396 correspond to a specific example of "first concave portion” in an embodiment of the present disclosure.
  • the leg 311 corresponds to a specific example of "first leg” in an embodiment of the present disclosure.
  • the leg 312 corresponds to a specific example of "second leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 313 corresponds to a specific example of "third leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 314 corresponds to a specific example of "fourth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 315 corresponds to a specific example of "fifth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 316 corresponds to a specific example of "sixth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the winding 41 corresponds to a specific example of "first winding” in one embodiment of the present disclosure.
  • Windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D, and 23D correspond to a specific example of "a plurality of second windings" in an embodiment of the present disclosure.
  • the switching circuit 12 of the power converter 2 operates in the same manner as in the first embodiment (FIGS. 5, 6A, 6B).
  • FIG. 40A and 40B show the directions of the magnetic flux in the legs 311 to 316 of the magnetic core 300.
  • FIG. 40A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 40B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • 41A and 41B show the directions of the magnetic flux in the base portion 301 of the magnetic core 300.
  • FIG. 41A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 41B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • the transistor 13 is on and the transistor 14 is off.
  • the primary side circuit receives the current IA1 in the order of the transistor 13, the capacitor 15, the connection terminal T1, the winding 41, and the connection terminal T2. flows.
  • current IA2 flows in the order of winding 23A, connection terminal T4A, capacitor 18 and load LD, diode D2, and connection terminal T5A.
  • the current IA1 flows from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, so that magnetic flux is generated in the legs 311 to 316 in the transformer 40 as shown in FIG. 40A.
  • Winding 41 is wound clockwise around each of legs 311, 313, and 315 and counterclockwise around each of legs 312, 314, and 316, so that the magnetic flux in legs 311, 313, and 315 is is opposite the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 312, 314, 316 is the Z direction.
  • the base portion 302 as shown in FIG.
  • a magnetic flux is generated from the leg portion 311 toward the leg portions 312 and 314, a magnetic flux is generated from the leg portion 315 toward the leg portions 312, 314 and 316, and a magnetic flux is generated from the leg portion 313 to the leg portions.
  • a magnetic flux directed toward portions 312 and 316 is generated.
  • the direction of magnetic flux in base portion 301 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 302 (FIG. 41A).
  • the transistor 13 is off and the transistor 14 is on.
  • the primary side circuit receives current IB1 in the order of capacitor 15, transistor 14, connection terminal T2, winding 41, and connection terminal T1. flows.
  • current IB1 for example, in the secondary circuit associated with the rectifying circuit 16A and smoothing circuit 17A, current IA2 flows in the order of winding 22A, connection terminal T4A, capacitor 18 and load LD, diode D2, and connection terminal T3A.
  • the current IB1 flows from the connection terminal T2 toward the connection terminal T1, and in the transformer 40, magnetic flux is generated in the legs 311 to 316 as shown in FIG. 40B.
  • the direction of magnetic flux in legs 311, 313, 315 is in the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 312, 314, 316 is opposite to the Z direction.
  • the base portion 302 as shown in FIG. 41B, magnetic flux is generated from the leg portion 312 toward the leg portions 311, 313, and 315, magnetic flux is generated from the leg portion 314 toward the leg portions 311 and 315, and a magnetic flux is generated from the leg portion 316 to the leg portions.
  • a magnetic flux is generated toward the portions 313 and 315 .
  • the direction of magnetic flux in base portion 301 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 302 (FIG. 41B).
  • the power converter 2 transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power conversion device 2 uses PWM to control the operations of the transistors 13 and 14, thereby controlling the output voltage to be constant.
  • the concave portions 391 and 396 are provided in the base portion 301, so that the gap G between the base portion 301 and the leg portion 311 is formed as in the case of the first embodiment. , the distance from the winding 41 can be increased, and the distance between the gap G between the base portion 301 and the leg portion 316 and the winding 41 can be increased. Since the gap G and the winding 41 can be separated in this way, leakage magnetic flux in the vicinity of the winding 41 can be suppressed. As a result, the transformer 40 can reduce fringing loss due to leakage flux. In addition, since the legs 312 to 315 do not have to be high, the height of the entire transformer 40 in the Z direction can be suppressed.
  • the base portion 301 and the base portion 302 facing each other, and the leg portion provided on the surface of the base portion 302 facing the base portion 301 for magnetically coupling the base portion 301 and the base portion 302 A magnetic core 300 having 311-316 is provided.
  • the legs 311, 312, and 313 are arranged in this order in the X direction
  • the legs 314, 315, and 316 are arranged in this order in the X direction
  • the legs 311 and 314 are arranged in the Y direction.
  • the portions 312 and 315 are arranged side by side in the Y direction
  • the leg portions 313 and 316 are arranged side by side in the Y direction.
  • the base portion 301 has recesses 391 and 396 provided at positions corresponding to the three leg portions 311 and 316 on the surface facing the base portion 302 .
  • the area of the concave portion 391 on the surface of the base portion 301 facing the base portion 302 is made wider than the area of the leg portion 311 .
  • the area of the concave portion 396 on the surface of the base portion 301 facing the base portion 302 is wider than the area of the leg portion 316 .
  • recesses 391 and 396 are provided at positions corresponding to the leg portions 311 and 316. Since the windings 41A and 41B, which are resonance coils, are wound around the leg portions 311 and 316, the recesses 391 and 396, for example, form a gap between the base portion 301 and the leg portions 311 and 316 in the transformer 40. can be adjusted, and the characteristics of the resonant coil can be adjusted.
  • the heights of the legs 311 to 316 are made equal to each other. Thereby, for example, the manufacturing of the magnetic core 300 can be facilitated.
  • the winding 41 is wound around the legs 311, 313, and 315 in the first winding direction in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound around the legs 312, 314, and 316. It was arranged to wind in the second winding direction.
  • transformer 40 as shown in FIGS. 41A and 41B, magnetic flux in the first direction is generated in legs 311, 313, and 315, and magnetic flux in the second direction is generated in legs 312, 314, and 316. occur. Then, the magnetic flux is dispersed in the base portions 301 and 302 .
  • the magnetic flux density in the base portions 301 and 302 can be lowered, so that the height of the base portions 301 and 302 in the Z direction can be lowered.
  • the six legs 311 to 316 are provided in this way, the number of turns of the winding 41 in each of the legs 311 to 316 can be reduced, and for example, the number of layers of the substrate 400 can be reduced. Therefore, the height of the legs 311 to 316 in the Z direction can be reduced. As a result, in the power converter 2, the size of the transformer 40 can be reduced.
  • the windings 41 are wound around the six legs 311 to 316, and the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D were wound.
  • This allows the portion of the winding 41 wound around the leg portions 311 and 316 to function as a resonance coil.
  • the transformer 40 can combine the resonance coil and the transformer, so that the size of the power conversion device 2 can be reduced compared to the case where the resonance coil and the transformer are separately provided.
  • the base portion 301 and the base portion 302 facing each other and the leg portion provided on the surface of the base portion 302 facing the base portion 301 for magnetically coupling the base portion 301 and the base portion 302 311-116.
  • the legs 311, 312, and 313 are arranged in this order in the X direction
  • the legs 314, 315, and 316 are arranged in this order in the X direction
  • the legs 311 and 314 are arranged in the Y direction.
  • the portions 312 and 315 are arranged side by side in the Y direction
  • the leg portions 313 and 316 are arranged side by side in the Y direction.
  • the base portion 301 has recesses 391 and 396 provided at positions corresponding to the leg portions 311 and 316 on the surface facing the base portion 302 .
  • the area of the concave portion 391 on the surface of the base portion 301 facing the base portion 302 is made wider than the area of the leg portion 311 .
  • the area of the concave portion 396 on the surface of the base portion 301 facing the base portion 302 is wider than the area of the leg portion 316 . Thereby, fringing loss can be reduced.
  • Modifications 1-1 to 1-3 of the first embodiment may be applied to the power converter 2 according to the embodiment.
  • base portion 301 is provided with concave portions 391 and 396 at positions corresponding to leg portions 311 and 316 on the surface facing base portion 302, but the present invention is not limited to this. Alternatively, for example, recesses may be provided at other locations.
  • the transformer 40B according to this modification will be described in detail below.
  • FIG. 42 shows a configuration example of the transformer 40B.
  • FIG. 42 also depicts a cross-sectional view of the transformer 40B in the direction of arrows IX-IX and a cross-sectional view of the transformer 40B in the direction of arrows XX.
  • the transformer 40B has a magnetic core 300B and a substrate 400B.
  • the magnetic core 300B has a base portion 301B.
  • FIG. 43 shows a configuration example of the base portion 101.
  • FIG. 43 shows the back surface of the base portion 301B, the positions of the regions corresponding to the leg portions 311 to 116 on the XY plane are different from those in FIG.
  • a concave portion 397 is provided on the surface of the base portion 301B facing the base portion 302. As shown in FIGS. The recess 397 is provided at a position corresponding to the legs 312 and 315 . In the XY plane, the area in which the recess 397 is provided includes the areas of the legs 312 and 315 and is wider than the area of the leg 112 . Due to this concave portion 397, the gap G between the base portion 301B and each of the leg portions 312 and 315 is larger than the gap G between each of the base portion 301B and each of the leg portions 311, 313, 314 and 316. there is
  • FIG. 44 shows a configuration example of windings on the substrate 400B.
  • the wiring layers LA2 and LA3 are the same as in FIG.
  • the portions of the winding 41 wound around the legs 312 and 315 correspond to the windings 41A and 41B which are resonance coils, and are wound around the legs 311, 313, 314 and 316.
  • the winding 22B is wound clockwise once around the leg portion 311 in the direction from the connection terminal T3B to the connection terminal T4B.
  • Winding 22D is wound once counterclockwise around leg 316 in the direction from connection terminal T3D to connection terminal T4D.
  • the winding 23B is wound once counterclockwise around the leg portion 311 in the direction from the connection terminal T5B to the connection terminal T4B.
  • Winding 23D is wound once clockwise around leg 316 in the direction from connection terminal T5D to connection terminal T4D.
  • FIG. 45 shows a configuration example of windings in another transformer 40B according to the modification.
  • the wiring layers LA1 and LA4 are the same as in FIG.
  • the wiring layers LA2 and LA3 are provided with windings 41 (windings 41A, 41B, 41C, 41D, 41E and 41F).
  • the substrate 400 is provided with a through hole TH131 that connects the wiring in the wiring layer LA2 and the wiring in the wiring layer LA3.
  • the winding 41 includes this through hole TH131 and is connected to the connection terminals T1 and T2.
  • the winding 41 is wound clockwise around each of the legs 311, 313 and 315, and is wound around each of the legs 312, 314 and 316 counterclockwise in the direction from the connection terminal T1 to the connection terminal T2.
  • the portions wound around the legs 312 and 315 correspond to the windings 41A and 41B, which are resonance coils, and the portions wound around the legs 311, 313, 314, and 316 correspond to the coils of the transformer. It corresponds to the windings 41C to 41F, which are the secondary windings.
  • concave portions 397 are provided at positions corresponding to the leg portions 312 and 315 on the surface of the base portion 301B facing the base portion 302 .
  • the windings 41 are wound around these legs 312 and 315, and the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are not wound. did.
  • the winding portions of the winding 41 that are wound around the legs 312 and 315 function as resonance coils.
  • the positions of the four legs 311, 313, 314, and 316 other than the legs 312 and 315 are arranged symmetrically with each other.
  • the characteristics of the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D, and 23D wound around these legs 311, 313, 314, and 316 can be made substantially equal.
  • the currents flowing through the eight windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D can be balanced.
  • a power converter is configured using a transformer having five legs and a different configuration from that of the first embodiment.
  • symbol is attached
  • FIG. 46 shows a configuration example of the power converter 3.
  • the power converter 3 includes a capacitor 11, a switching circuit 12, a capacitor 15, a transformer 50, four rectifier circuits 16 (rectifier circuits 16A, 16B, 16C, 16D), and four smoothing circuits 17 (smoothing circuit 17A , 17B, 17C, 17D).
  • the transformer 50 DC-isolates and AC-connects the primary circuit and the secondary circuit, converts the AC voltage supplied from the primary circuit with the transformation ratio R of the transformer 50, and converts It is configured to supply the converted AC voltage to the secondary side circuit.
  • the transformer 50 is a magnetic component that combines a resonance coil and a transformer.
  • the transformer 50 includes connection terminals T1, T2, T3A, T4A, T5A, T3B, T4B, T5B, T3C, T4C, T5C, T3D, T4D, and T5D, a winding 21, windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D.
  • connection terminal T1 is connected to the other end of the capacitor 15, and the connection terminal T2 is connected to the reference voltage line L12.
  • the connection terminals T3A and T5A are connected via the rectifier circuit 16A to the reference voltage line L22 led to the terminal T22, and the connection terminal T4A is connected to the voltage line L21 led to the terminal T21.
  • the connection terminals T3B and T5B are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16B, and the connection terminal T4B is connected to the voltage line L21.
  • connection terminals T3C and T5C are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16C, and the connection terminal T4C is connected to the voltage line L21.
  • the connection terminals T3D and T5D are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16D, and the connection terminal T4D is connected to the voltage line L21.
  • Winding 21 includes windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E.
  • Winding 21A is a resonant coil
  • windings 21B-21E are primary windings of a transformer.
  • the windings 21A-21E are connected in series in this order.
  • Winding 21A is connected to connection terminal T1, and winding 21E is connected to connection terminal T2.
  • One end of the winding 22A is connected to the connection terminal T3A, and the other end is connected to the connection terminal T4A.
  • One end of the winding 23A is connected to the connection terminal T4A, and the other end is connected to the connection terminal T5A.
  • One end of winding 22B is connected to connection terminal T3B, and the other end is connected to connection terminal T4B.
  • One end of winding 23B is connected to connection terminal T4B, and the other end is connected to connection terminal T5B.
  • One end of the winding 22C is connected to the connection terminal T3C, and the other end is connected to the connection terminal T4C.
  • One end of the winding 23C is connected to the connection terminal T4C, and the other end is connected to the connection terminal T5C.
  • One end of winding 22D is connected to connection terminal T3D, and the other end is connected to connection terminal T4D.
  • One end of winding 23D is connected to connection terminal T4D, and the other end is connected to connection terminal
  • FIG. 47 shows a configuration example of the transformer 50.
  • FIG. FIG. 47 also depicts a cross-sectional view of the transformer 50 in the direction of II arrows and a cross-sectional view of the transformer 50 in the direction of II-II arrows.
  • FIG. 48 shows a configuration example of the transformer 50 using an exploded perspective view.
  • Transformer 50 is a planar transformer in this example.
  • the transformer 50 has a magnetic core 500 and a substrate 600 .
  • the magnetic core 500 has base portions 501 and 502 , five leg portions 511 to 515 and a magnetic member 503 .
  • the base portions 501 and 502 are arranged so as to face each other in the Z direction.
  • the base portions 501 and 502 have a substantially rectangular shape elongated in the X direction on the XY plane.
  • the leg portions 511 to 515 are provided on the surface of the base portion 502 facing the base portion 501, and are provided so as to magnetically couple the two base portions 501 and 502 together.
  • the base portion 502 and the five legs 511-515 are integrally formed.
  • the leg portion 511 is provided near the center of the base portion 502 .
  • the leg portions 512 and 513 are provided at both ends of the base portion 502 in the X direction, and the leg portions 514 and 515 are provided at both ends of the base portion 502 in the Y direction. That is, the legs 512 and 513 are arranged to sandwich the leg 511 in the X direction, and the legs 514 and 515 are arranged to sandwich the leg 511 in the Y direction.
  • the cross-sectional area of the legs 514 and 515 is larger than the cross-sectional area of the legs 512 and 513 in the XY plane.
  • the legs 511, 514, and 515 are configured to extend in the X direction on the XY plane, and the legs 512 and 513 are configured to extend in the Y direction on the XY plane.
  • the width of the legs 514 and 515 in the X direction is wider than the width of the legs 512 and 513 in the Y direction.
  • the heights of the legs 511 to 515 are equal to each other in the Z-axis direction.
  • the magnetic member 503 is provided on a surface of the base portion 501 facing the base portion 502 . As shown in FIG. 48, the magnetic member 503 is provided in regions corresponding to the legs 512 to 515 and has a ring shape with a hole in the region corresponding to the leg 511 .
  • the magnetic member 503 is provided separately from the base portion 501 .
  • the magnetic member 503 may be configured using the same magnetic material as the base portions 501 and 502, or may be configured using a magnetic material different from that of the base portions 501 and 502, for example.
  • the magnetic permeability of the magnetic member 503 is higher than the magnetic permeability of air, for example, and is higher than the magnetic permeability of the base portions 501 and 502. can be lowered.
  • Magnetic member 503 may be, for example, a magnetic sheet having one or more layers using a magnetic material such as ferrite. As shown in FIGS.
  • gaps G are formed between the base portion 501 and the leg portion 511 and between the magnetic member 503 and each of the leg portions 512-515.
  • This gap G is formed by inserting a non-magnetic sheet member 509 (FIG. 48) between the magnetic member 503 and the legs 512-515.
  • the sheet member 509 is made of polyester resin, phenol resin, or the like, for example.
  • a gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 is larger than a gap G between the magnetic member 503 and each of the leg portions 512-515.
  • the board 600 is a multi-layer board (4-layer board in this example).
  • the substrate 600 is provided with through holes at positions corresponding to the leg portions 511 to 515 of the magnetic core 500, and the substrate 600 is sandwiched between the base portions 501 and 502 of the magnetic core 500.
  • This substrate 600 is provided with windings 21 and windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D.
  • FIG. 49A and 49B show an example of the configuration of the windings on the substrate 600.
  • FIG. 49A shows the wiring layer LA1 which is the first layer
  • FIG. 49B shows the wiring layer LA2 which is the second layer
  • 49C shows the wiring layer LA3 which is the third layer
  • FIG. 49D shows the wiring layer LA4 which is the fourth layer.
  • the wiring layers LA1 to LA4 are provided in this order in the layer direction of the substrate 600.
  • winding 21 is indicated by a solid line
  • windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are indicated by broken lines.
  • the wiring layers LA2 and LA3 are provided with windings 21 (windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E).
  • the substrate 600 is provided with through holes TH1 to TH6 that connect the wirings in the wiring layer LA2 and the wirings in the wiring layer LA3.
  • Winding 21 includes these through holes TH1 to TH6 and is connected to connection terminals T1 and T2.
  • the winding 21 is wound around five legs 511-515. Specifically, the winding 21 is wound clockwise twice around each of the legs 511, 512, and 513 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound around each of the legs 514 and 515 counterclockwise. Wrapped around twice. Of the winding 21, the portion wound around the leg 511 corresponds to the winding 21A, which is the resonance coil, and the portions wound around the legs 512 to 515 are the primary windings of the transformer. 21B to 21D.
  • Windings 22A, 22B, 22C, and 22D are provided on the wiring layer LA1.
  • the winding 22A is wound once clockwise around the leg 512 in the direction from the connection terminal T3A to the connection terminal T4A.
  • the winding 22B is wound once counterclockwise around the leg portion 515 in the direction from the connection terminal T3B to the connection terminal T4B.
  • the winding 22C is wound once clockwise around the leg portion 513 in the direction from the connection terminal T3C to the connection terminal T4C.
  • the winding 22D is wound once counterclockwise around the leg portion 514 in the direction from the connection terminal T3D to the connection terminal T4D.
  • Windings 23A, 23B, 23C, and 23D are provided on the wiring layer LA4.
  • the winding 23A is wound once counterclockwise around the leg portion 512 in the direction from the connection terminal T5A to the connection terminal T4A.
  • Winding 23B is wound once clockwise around leg 515 in the direction from connection terminal T5B to connection terminal T4B.
  • the winding 23C is wound once counterclockwise around the leg portion 513 in the direction from the connection terminal T5C to the connection terminal T4C.
  • Winding 23D is wound once clockwise around leg 514 in the direction from connection terminal T5D to connection terminal T4D.
  • winding 21A which is a resonance coil
  • windings 21B to 21D which are primary windings of the transformer
  • secondary windings are wound on legs 512 to 515.
  • windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are wound.
  • the characteristics of the resonance coil are set by, for example, the number of times the winding is wound around the leg portion 511 and the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 .
  • the characteristics of the transformer are set by, for example, the number of turns of windings on the legs 512-515 and the gap G between the magnetic member 503 and the legs 512-515. In this example, as shown in FIG. 47, by making the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 larger than the gap G between the magnetic member 503 and each of the leg portions 512 to 515, , which adjusts the characteristics of the resonant coil.
  • the transformer 50 corresponds to a specific example of "magnetic component” in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 500 corresponds to a specific example of “magnetic core” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 501 and the magnetic member 503 correspond to a specific example of the "first base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 501 is the “first magnetic member” in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic member 503 corresponds to a specific example of "second magnetic member” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 502 corresponds to a specific example of the “second base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 511 corresponds to a specific example of "first leg” in an embodiment of the present disclosure.
  • the leg 512 corresponds to a specific example of "second leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 513 corresponds to a specific example of the "third leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 514 corresponds to a specific example of "fourth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 515 corresponds to a specific example of "fifth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 50 shows an operation example of the power conversion device 3.
  • I1 represents the current flowing through the winding 21
  • I2 represents the total current flowing through the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D
  • Im represents the exciting current. indicates This exciting current Im is represented by I1-I2 ⁇ R.
  • R is the transformation ratio in transformer 20;
  • the transformation ratio R is a value obtained by dividing the number of turns of the primary side windings (windings 21B to 21E) of the transformer by the number of turns of the secondary side windings (eg, the winding 22A) of the transformer.
  • the gate signal G2 transitions from high level to low level. As a result, both transistors 13 and 14 are turned off.
  • the gate signal G1 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 13 is turned on. During the period from timing t1 to t2, the transistor 13 remains on and the transistor 14 remains off. Then, at timing t2, the gate signal G1 transitions from high level to low level. As a result, the transistor 13 is turned off.
  • the gate signal G2 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 14 is turned on. During the period from timing t3 to t4, the transistor 13 remains off and the transistor 14 remains on. Then, at timing t4, the gate signal G2 transitions from high level to low level. As a result, the transistor 14 is turned off.
  • the gate signal G1 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 13 is turned on.
  • the currents I1 and I2 and the exciting current Im flow in the transformer 50 as shown in FIG. Specifically, the current I2 flowing through the secondary side of the transformer 50 becomes a sinusoidal current that becomes positive during the period from timing t0 to t2 and becomes negative during the period from timing t2 to t4. Also, the current I1 flowing through the primary side of the transformer 50 becomes a sinusoidal current whose phase is delayed from the current I2. The excitation current Im becomes a triangular wave current that increases during the period from timing t0 to t2 and decreases during the period from timing t2 to t4.
  • FIG. 51A and 51B show the current flow in the power conversion device 3.
  • FIG. 51A shows the operation at timing tA in the period from timing t1 to t2
  • FIG. 51B shows the operation in the period from timing t3 to t4. shows an operation at a certain timing tB in .
  • the transistors 13 and 14 are indicated by symbols representing their operating states (on state or off state).
  • FIG. 52A and 52B show the direction of the magnetic flux in the legs 511 to 515 of the magnetic core 500.
  • FIG. 52A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 52B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • 53A and 53B show the directions of the magnetic flux in the base portion 502 of the magnetic core 500.
  • FIG. 53A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 53B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • a current IA1 is supplied to the primary side circuit in the order of transistor 13, capacitor 15, connection terminal T1, winding 21, and connection terminal T2. flows.
  • current IA2 flows in the order of winding 23A, connection terminal T4A, capacitor 18 and load LD, diode D2, and connection terminal T5A.
  • the current IA1 flows from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, so that magnetic flux is generated in the legs 511 to 515 in the transformer 50 as shown in FIG. 52A.
  • the windings 21 are wound clockwise around each of the legs 511, 512, 513 and counterclockwise around each of the legs 514, 515 so that the direction of the magnetic flux in the legs 511, 512, 513 is is opposite to the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 514 and 515 is in the Z direction.
  • the base portion 502 as shown in FIG.
  • a magnetic flux is generated from the leg portion 511 to the leg portions 514 and 515, a magnetic flux is generated from the leg portion 512 to the leg portions 514 and 515, and a magnetic flux is generated from the leg portion 513 to the leg portion 514. , 515 is generated.
  • the direction of magnetic flux in base portion 501 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 502 (FIG. 53A).
  • the current IB1 flows from the connection terminal T2 toward the connection terminal T1, and in the transformer 50, magnetic flux is generated in the legs 511 to 515 as shown in FIG. 52B.
  • the direction of magnetic flux in legs 511, 512, 513 is the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 514, 515 is opposite to the Z direction.
  • the base portion 502 as shown in FIG. 53B, magnetic flux is generated from the leg portion 514 toward the leg portions 511, 512, and 513, and magnetic flux is generated from the leg portion 515 toward the leg portions 511, 512, and 513.
  • the direction of magnetic flux in base portion 501 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 502 (FIG. 53B).
  • the power converter 3 transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power converter 3 controls the operation of the transistors 13 and 14 using PWM (Pulse Width Modulation) to keep the output voltage constant.
  • FIG. 54 shows the magnetic flux intensity distribution in the transformer 50.
  • FIG. FIG. 55 is an enlarged drawing of the vicinity of the portion W3 in FIG. 54 and 55 are characteristic diagrams corresponding to cross-sectional views in the direction of arrows II shown in FIG.
  • the intensity of the magnetic flux is shown using a gray scale. The darker the color, the stronger the magnetic flux.
  • a portion related to the magnetic core 500 is shown in black. In this example, four wiring layers are used to wind the windings 21 around the legs 511 .
  • the magnetic flux is strong near the gap G between the magnetic member 503 and each of the leg portions 512 to 515, and is strong near the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511.
  • the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 spreads to the vicinity of the winding 21 wound around the leg portion 511 .
  • the magnetic member 503 is provided in the transformer 50 according to the present embodiment, the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 can be secured. As a result, energy loss (fringing loss) due to leakage magnetic flux can be reduced, as will be described below in comparison with a comparative example.
  • FIG. 56 shows one configuration example of the transformer 50R.
  • Transformer 50R does not include magnetic member 503 .
  • the leg portions 512 to 515 are made higher than the transformer 50 (FIGS. 47 and 48) according to the present embodiment, The portion 511 is lowered.
  • FIG. 57 shows the magnetic flux intensity distribution in the transformer 50R.
  • FIG. 58 is an enlarged drawing of the vicinity of the portion W4 in FIG. 57 and 58 are characteristic diagrams corresponding to cross-sectional views in the direction of arrows II shown in FIG.
  • the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 spreads to the vicinity of the winding 21 wound around the leg portion 511 .
  • the magnetic flux is stronger than in the case of the embodiment (FIG. 55). That is, in this example, since the leg portion 511 is lowered, the distance between the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 and the winding 21 is shortened.
  • the magnetic flux becomes stronger than in the case of (FIG. 55). Also in the vicinity of other windings, the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 501 and the legs 512 to 515 spreads, but it is conspicuous in the vicinity of the winding 21 wound around the leg 511 . In the vicinity of the winding 21, for example, the direction of the magnetic flux is the Z-axis direction. As a result, an eddy current is generated in the wiring pattern of the winding 21 .
  • FIG. 59 shows the current density in the wiring pattern of the winding 21 wound around the leg 511.
  • FIG. 59 the magnitude of current density is shown using a gray scale. A darker color indicates a higher current density.
  • the current density is high especially in the inner portion near the leg portion 511.
  • FIG. 57 the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 spreads to the winding wire 21, so that the wiring pattern of the winding wire 21 is close to the leg portion 511.
  • eddy currents are generated and the current density is high. When such an eddy current occurs, energy loss (fringing loss) occurs.
  • the magnetic member 503 is provided. of gap G can be ensured. Thereby, in the transformer 50, the distance between the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 and the winding 21 can be increased. Since the gap G and the winding 21 can be separated in this way, leakage magnetic flux in the vicinity of the winding 21 can be suppressed. As a result, the transformer 50 can reduce eddy currents, thereby reducing energy loss.
  • the transformer 50R according to the comparative example can have a core loss of 6.9W. On the other hand, in the transformer 50 according to this embodiment, this loss can be suppressed to 5.1W. Thus, the transformer 50 can reduce energy loss.
  • a magnetic core 500 having 511 to 515 and a magnetic member 503 provided on a surface of a base portion 501 facing a base portion 502 is provided.
  • the leg portions 512 and 513 are arranged to sandwich the leg portion 511 in the X direction, and the leg portions 514 and 515 are arranged to sandwich the leg portion 511 in the Y direction.
  • the magnetic member 503 is provided in a region corresponding to the legs 512-515.
  • the distance between the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 and the winding 21 can be increased.
  • leakage magnetic flux in the vicinity of the winding 21 can be suppressed, so eddy currents can be reduced, and energy loss can be reduced.
  • the magnetic member 503 is provided in the region corresponding to the legs 512-515. Since the magnetic member 503 has holes in the regions corresponding to the leg portions 511, the gap between the base portion 501 and the leg portions 511 can be adjusted by adjusting the thickness of the magnetic member 503 in the Z direction. G can be adjusted. Since the winding 21A, which is a resonance coil, is wound around the leg 511, in the transformer 50, for example, the gap G can be adjusted by adjusting the thickness of the magnetic member 503 in the Z direction. It is possible to adjust the characteristics of the resonant coil.
  • the base portion 501 and the magnetic member 503 are integrally configured, it is difficult to process and it is difficult to adjust the thickness of the magnetic member 503 .
  • the thickness of the magnetic member 503 can be easily adjusted, so that the characteristics of the resonance coil can be easily adjusted.
  • the heights of the legs 511 to 515 are made equal to each other. This makes it easier to manufacture the magnetic core 500, for example.
  • the winding 21 is wound around the leg portions 511, 512, and 513 in the first winding direction and is wound around the leg portions 514 and 515 in the second winding direction in the direction from the connection terminal T1 to the connection terminal T2. I tried to wrap it in the direction.
  • transformer 50 as shown in FIGS. 53A and 53B, magnetic flux in the first direction is generated in legs 511, 512, and 513, and magnetic flux in the second direction is generated in legs 514 and 515.
  • the magnetic flux is dispersed in the base portions 501 and 502 .
  • the magnetic flux density in the base portions 501 and 502 can be lowered, so that the height of the base portions 501 and 502 in the Z direction can be lowered.
  • the five legs 511 to 515 are provided in this manner, the number of turns of the winding 21 in each of the legs 511 to 515 can be suppressed, and for example, the number of layers of the substrate 600 can be reduced. Therefore, the height of the legs 511 to 515 in the Z direction can be reduced. As a result, in the power conversion device 3, the size of the transformer 50 can be reduced.
  • the windings 21 are wound around the five legs 511 to 515, and the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D were wound.
  • the transformer 50 can combine the resonance coil and the transformer, so that the size of the power conversion device 3 can be reduced compared to the case where the resonance coil and the transformer are provided individually.
  • the power conversion device 3 (LLC resonance converter) can greatly change the ratio between the output voltage and the input voltage by changing the switching frequency. Therefore, the power conversion device 3 can control the output voltage to be constant in a wide input voltage range by frequency control, and can operate in a wide input voltage range.
  • a magnetic core having 511 to 515 and a magnetic member 503 provided on a surface of the base portion 501 facing the base portion 502 is provided.
  • the leg portions 512 and 513 are arranged to sandwich the leg portion 511 in the X direction
  • the leg portions 514 and 515 are arranged to sandwich the leg portion 511 in the Y direction.
  • the magnetic member 503 is provided in a region corresponding to the legs 512-515.
  • the heights of the legs 511 to 515 are equal to each other, but the present invention is not limited to this. may have different heights. Specifically, for example, the thickness of the magnetic member 503 in the Z direction can be increased, and the height of the leg 511 can be made higher than the legs 512-515. As a result, for example, the distance between the gap G between the base portion 501 and the leg portion 511 and the windings 21 can be increased, so that leakage magnetic flux in the vicinity of the windings 21 can be suppressed.
  • the winding 21 is configured by connecting the windings 21A, 21B, 21C, 21D, and 21E in series in the transformer 50, but the configuration is not limited to this.
  • power converter 3D concerning this modification is explained in detail.
  • FIG. 60 shows a configuration example of the power conversion device 3D.
  • the power conversion device 3D includes a transformer 50D.
  • Transformer 50D has winding 21 .
  • One end of the winding 21 is connected to the connection terminal T1, and the other end is connected to the connection terminal T2.
  • Winding 21 includes windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E.
  • One end of the winding 21A is connected to the connection terminal T1, and the other end is connected to one ends of the windings 21B and 21D.
  • One end of winding 21B is connected to the other end of winding 21A, and the other end is connected to one end of winding 21C.
  • One end of winding 21C is connected to the other end of winding 21B, and the other end is connected to connection terminal T2.
  • winding 21D is connected to the other end of winding 21A, and the other end is connected to one end of winding 21E.
  • One end of the winding 21E is connected to the other end of the winding 21D, and the other end is connected to the connection terminal T2. That is, the windings 21B, 21C and the windings 21D, 21E are connected in parallel with each other.
  • FIG. 61 shows a configuration example of windings on the substrate 600 of the transformer 50D.
  • the windings 21 are provided on the wiring layers LA2 to LA4.
  • the substrate 600 is provided with a through hole TH11 connecting the wiring in the wiring layer LA3 and the wiring in the wiring layer LA4, and through holes TH12 to TH16 connecting the wiring in the wiring layer LA2 and the wiring in the wiring layer LA3.
  • Winding 21 includes these through holes TH11 to TH16 and is connected to connection terminals T1 and T2.
  • the winding 21 is wound around five legs 511-515.
  • the winding 21 is wound clockwise three times around the leg portion 511 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound clockwise twice around each of the leg portions 512 and 513, Each leg 514, 515 is wrapped counterclockwise twice.
  • the portion wound around the leg 511 corresponds to the winding 21A, which is the resonance coil, and the portions wound around the legs 512 to 515 are the primary windings of the transformer. 21B to 21D.
  • FIG. 62 shows a configuration example of the power converter 1E.
  • the power conversion device 3E includes a capacitor 11, a switching circuit 32, a capacitor 15, a transformer 50E, a rectifying circuit 36, and a smoothing circuit 37.
  • the switching circuit 32 in this example, is a so-called full bridge type circuit and has transistors Q1 to Q4.
  • the transistor Q1 has a drain connected to the voltage line L11, a gate supplied with a gate signal G1 by a control unit (not shown), and a source connected to the node N1.
  • the transistor Q2 has a drain connected to the node N1, a gate supplied with a gate signal G2 by a control unit (not shown), and a source connected to the reference voltage line L12.
  • the transistor Q3 has a drain connected to the voltage line L11, a gate supplied with a gate signal G3 by a control section (not shown), and a source connected to the node N2.
  • the transistor Q4 has a drain connected to the node N2, a gate supplied with a gate signal G4 by a control unit (not shown), and a source connected to the reference voltage line L12.
  • One end of the capacitor 15 is connected to the node N1 of the switching circuit 32, and the other end is connected to the connection terminal T1 of the transformer 20B.
  • the transformer 50E has connection terminals T1, T2, T6, T7, T8 and T9 and windings 21, 26 and 27.
  • connection terminal T1 is connected to the other end of the capacitor 15, and the connection terminal T2 is connected to the node N2 of the switching circuit 32.
  • connection terminals T6 and T8 are connected to a node N3 (described later) of the rectifier circuit 36, and the connection terminals T7 and T9 are connected to a node N4 of the rectifier circuit 36 (described later).
  • Winding 26 One end of the winding 26 is connected to the connection terminal T6, and the other end is connected to the connection terminal T7.
  • Winding 26 includes windings 26A and 26B. Windings 26A and 26B are connected in series. Winding 26A is connected to connection terminal T6, and winding 26B is connected to connection terminal T7.
  • Winding 27 includes windings 27A and 27B. Windings 27A and 27B are connected in series. Winding 27A is connected to connection terminal T8, and winding 27B is connected to connection terminal T9.
  • the rectifying circuit 36 is configured to rectify the AC voltage output from the transformer 50E.
  • the rectifier circuit 36 has transistors Q5 to Q8.
  • the transistor Q5 has a drain connected to the voltage line L21, a gate supplied with a gate signal G5 by a control section (not shown), and a source connected to the node N3.
  • the transistor Q6 has a drain connected to the node N3, a gate supplied with a gate signal G6 by a control section (not shown), and a source connected to the reference voltage line L22.
  • the transistor Q7 has a drain connected to the voltage line L21, a gate supplied with a gate signal G7 by a control section (not shown), and a source connected to the node N4.
  • the transistor Q8 has a drain connected to the node N4, a gate supplied with a gate signal G8 by a control section (not shown), and a source connected to the reference voltage line L22.
  • the smoothing circuit 37 is configured to smooth the voltage rectified by the rectifying circuit 36 .
  • the smoothing circuit 37 has a capacitor 38 . One end of the capacitor 38 is connected to the voltage line L21, and the other end is connected to the reference voltage line L22.
  • FIG. 63 shows a configuration example of windings on the substrate 600 of the transformer 50E.
  • winding 21 is indicated by a solid line
  • windings 26 and 27 are indicated by broken lines.
  • the structure of the wiring layers LA2 and LA3 is the same as that of the third embodiment (FIG. 49).
  • Windings 26 and 27 are provided on the wiring layers LA1 and LA4.
  • the substrate 600 is provided with through holes TH21 to TH24 that connect the wirings in the wiring layer LA1 and the wirings in the wiring layer LA4.
  • the winding 26 includes through holes TH21 and TH22, and is connected to the connection terminals T6 and T7. Winding 26 is wound around legs 512 and 515 . Specifically, the winding 26 is wound clockwise twice around the leg portion 512 and twice counterclockwise around the leg portion 515 in the direction from the connection terminal T6 to the connection terminal T7.
  • the winding 27 includes through holes TH23 and TH24, and is connected to the connection terminals T8 and T9. Winding 27 is wound around legs 513 and 514 . Specifically, the winding 27 is wound clockwise twice around the leg portion 513 and twice counterclockwise around the leg portion 514 in the direction from the connection terminal T8 to the connection terminal T9.
  • FIG. 64 shows an example of switching operation in the switching circuit 32.
  • the gate signals G2 and G3 transition from high level to low level. As a result, both transistors Q2 and Q3 are turned off.
  • the gate signals G1 and G4 transition from low level to high level. This turns on the transistors Q1 and Q4. During the period from timing t11 to t12, the transistors Q1 and Q4 remain on, and the transistors Q2 and Q3 remain off. Then, at timing t12, the gate signals G1 and G4 transition from high level to low level. As a result, the transistors Q1 and Q4 are turned off.
  • the gate signals G2 and G3 transition from low level to high level. As a result, the transistors Q2 and Q3 are turned on.
  • the transistors Q1 and Q4 are kept off, and the transistors Q2 and Q3 are kept on.
  • the gate signals G2 and G3 transition from high level to low level. As a result, the transistors Q2 and Q3 are turned off.
  • the gate signals G1 and G4 transition from low level to high level. This turns on the transistors Q1 and Q4.
  • FIG. 65A and 65B show the operation of the power converter 3E.
  • FIG. 65A shows the operation at timing tA during the period from timing t11 to t12, and FIG. The operation at timing tB is shown.
  • gate signals G1 and G4 are at high level and gate signals G2 and G3 are at low level, so transistors Q1 and Q4 are on and transistor Q2 is on. , Q3 are off.
  • the transistors Q5 and Q8 are turned on based on the gate signals G5 and G8, and the transistors Q6 and Q7 are turned off based on the gate signals G6 and G7.
  • a current IA1 flows in order.
  • current IA2 flows through windings 26 and 27, connection terminals T6 and T8, transistor Q5, capacitor 38 and load LD, transistor Q8, and connection terminals T7 and T9 in that order.
  • the gate signals G1 and G4 are at low level and the gate signals G2 and G3 are at high level. , Q3 are on.
  • the transistors Q5 and Q8 are turned off based on the gate signals G5 and G8, and the transistors Q6 and Q7 are turned on based on the gate signals G6 and G7.
  • the primary circuit includes the transistor Q3, the connection terminal T2, the winding 21, the connection terminal T1, the capacitor 15, and the transistor Q2.
  • a current IB1 flows in order.
  • current IB2 flows through windings 26 and 27, connection terminals T7 and T9, transistor Q7, capacitor 38 and load LD, transistor Q6, and connection terminals T6 and T8 in that order.
  • the power converter 3E transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power conversion device 3E uses PWM to control the operation of the transistors Q1 to Q4, thereby controlling the output voltage to be constant.
  • the terminals T11 and T12 are connected to the DC power supply PDC, and the terminals T21 and T22 are connected to the load LD.
  • the load LD may be connected to the terminals T11 and T12.
  • the power converter 3E operates the transistors Q5 to Q8 as a switching circuit and operates the transistors Q1 to Q4 as a rectifying circuit, thereby transforming the DC power supplied from the DC power supply PDC and outputting it. can do.
  • windings 26A, 26B and the windings 27A, 27B are connected in parallel as shown in FIG. may be omitted and these four windings 26A, 26B, 27A, 27B may be connected in series. In this case, this secondary winding constitutes one winding.
  • the winding 21 including the resonance coil is connected to the primary side circuit of the power conversion device 3, but the present invention is not limited to this. Instead of this, for example, like a power converter 3F shown in FIG. 66, the winding 21 may be connected to the secondary side circuit.
  • This power converter 3F includes a capacitor 11, a switching circuit 32, a transformer 50E, a capacitor 35, a rectifying circuit 36, and a smoothing circuit 37. Connection terminals T6 and T8 of the transformer 50E are connected to the node N1 of the switching circuit 32, and connection terminals T7 and T9 of the transformer 50E are connected to the node N2 of the switching circuit 32.
  • a connection terminal T ⁇ b>1 of the transformer 50 ⁇ /b>E is connected to one end of the capacitor 35 .
  • a connection terminal T2 of the transformer 50E is connected to a node N4 of the rectifier circuit .
  • One end of the capacitor 35 is connected to the connection terminal T1 of the transformer 50E, and the other end is connected to the node N3 of the rectifier circuit 36.
  • the winding 21 is individually wound around each of the five legs 511 to 515, but the present invention is not limited to this.
  • the windings 21 may be wound together around the three legs 511 to 513. .
  • a power conversion device 4 according to a fourth embodiment will be described.
  • a power converter is configured using a transformer having six legs and a different configuration from the second embodiment.
  • symbol is attached
  • FIG. 67 shows a configuration example of the power conversion device 4.
  • the power conversion device 4 includes a transformer 60 .
  • the transformer 60 has a winding 41 .
  • Winding 41 includes windings 41A, 41B, 41C, 41D, 41E, and 41F. Windings 41A and 41B are resonance coils, and windings 41C to 41F are primary windings of a transformer. The windings 41A-41F are connected in series in this order. Winding 41A is connected to connection terminal T1, and winding 41F is connected to connection terminal T2.
  • FIG. 68 shows a configuration example of the transformer 60.
  • FIG. FIG. 68 also depicts a cross-sectional view of the transformer 60 in the VV arrow direction and a cross-sectional view of the transformer 60 in the VI-VI arrow direction.
  • FIG. 69 shows a configuration example of the transformer 60 using an exploded perspective view.
  • Transformer 60 has magnetic core 700 and substrate 800 .
  • the magnetic core 700 has base portions 701 and 702 , six leg portions 711 to 716 and a magnetic member 703 .
  • the base portions 701 and 702 are arranged so as to face each other in the Z direction.
  • the base portions 701 and 702 have a substantially rectangular shape elongated in the X direction on the XY plane.
  • the leg portions 711 to 716 are provided on the surface of the base portion 702 facing the base portion 701, and are provided so as to magnetically couple the two base portions 701 and 702 together.
  • the base portion 702 and the six legs 711-716 are integrally formed.
  • the legs 711, 712, 713 are arranged in this order in the X direction, and the legs 714, 715, 716 are arranged in this order in the X direction.
  • the legs 711 and 714 are arranged side by side in the Y direction
  • the legs 712 and 715 are arranged side by side in the Y direction
  • the legs 713 and 716 are arranged side by side in the Y direction.
  • the cross-sectional areas of the legs 712 and 715 are larger than the cross-sectional areas of the legs 711 , 713 , 714 and 716 in the XY plane.
  • the heights of the legs 711 to 716 are equal to each other in the Z-axis direction.
  • the magnetic member 703 is provided on a surface of the base portion 701 facing the base portion 702 .
  • the magnetic member 703 is provided in a region corresponding to the legs 712-715, as shown in FIG.
  • the magnetic member 703 is provided separately from the base portion 701 .
  • the magnetic member 703 may be configured using the same magnetic material as the base portions 701 and 702, or may be configured using a magnetic material different from that of the base portions 701 and 702, for example.
  • the magnetic permeability of the magnetic member 703 is, for example, higher than the magnetic permeability of air and higher than the magnetic permeability of the base portions 701 and 702. can be lowered.
  • Magnetic member 703 may be, for example, a magnetic sheet having one or more layers using a magnetic material such as ferrite. As shown in FIGS.
  • gaps G are formed between base portion 701 and legs 711 and 716, respectively, and between magnetic member 703 and legs 712-715, respectively.
  • This gap G is formed by inserting a non-magnetic sheet member 709 (FIG. 69) between the magnetic member 703 and legs 712-715.
  • the sheet member 709 is made of polyester resin, phenol resin, or the like, for example.
  • a gap G between the base portion 701 and each of the legs 711 and 716 is larger than a gap G between the magnetic member 703 and each of the legs 712-715.
  • the board 800 is a multi-layer board (4-layer board in this example).
  • the substrate 800 is provided with through holes at positions corresponding to the leg portions 711 to 716 of the magnetic core 300, and the substrate 800 is sandwiched between the base portions 701 and 702 of the magnetic core 700.
  • This substrate 800 is provided with windings 41 and windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D.
  • FIG. 70 shows a configuration example of windings on the substrate 800.
  • winding 41 is indicated by a solid line
  • windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are indicated by broken lines.
  • the wiring layers LA2 and LA3 are provided with windings 41 (windings 41A, 41B, 41C, 41D, 41E, and 41F).
  • the substrate 800 is provided with through holes TH31 to TH37 that connect the wirings in the wiring layer LA2 and the wirings in the wiring layer LA3.
  • Winding 41 includes these through holes TH31 to TH37 and is connected to connection terminals T1 and T2.
  • Winding 41 is wound around six legs 711-716. Specifically, the winding 41 is wound clockwise around each of the legs 711, 713, and 715 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound around each of the legs 712, 714, and 716 counterclockwise. wrapped around.
  • the portions wound around the legs 711 and 716 correspond to the windings 41A and 41B which are resonance coils, and the portions wound around the legs 712 to 715 are the primary windings of the transformer. corresponds to the windings 41C to 41F.
  • Windings 22A, 22B, 22C, and 22D are provided on the wiring layer LA1.
  • the winding 22A is wound once counterclockwise around the leg portion 714 in the direction from the connection terminal T3A to the connection terminal T4A.
  • the winding 22B is wound once counterclockwise around the leg portion 712 in the direction from the connection terminal T3B to the connection terminal T4B.
  • the winding 22C is wound once clockwise around the leg portion 713 in the direction from the connection terminal T3C to the connection terminal T4C.
  • Winding 22D is wound once clockwise around leg 715 in the direction from connection terminal T3D to connection terminal T4D.
  • Windings 23A, 23B, 23C, and 23D are provided on the wiring layer LA4.
  • the winding 23A is wound once clockwise around the leg portion 714 in the direction from the connection terminal T5A to the connection terminal T4A.
  • the winding 23B is wound once clockwise around the leg portion 712 in the direction from the connection terminal T5B to the connection terminal T4B.
  • the winding 23C is wound once counterclockwise around the leg portion 713 in the direction from the connection terminal T5C to the connection terminal T4C.
  • the winding 23D is wound once counterclockwise around the leg portion 715 in the direction from the connection terminal T5D to the connection terminal T4D.
  • the transformer 60 corresponds to a specific example of "magnetic component” in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 700 corresponds to a specific example of “magnetic core” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 701 and the magnetic member 703 correspond to a specific example of the “first base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 701 is the “first magnetic member” in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic member 703 corresponds to a specific example of "second magnetic member” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 702 corresponds to a specific example of the “second base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 711 corresponds to a specific example of "first leg” in an embodiment of the present disclosure.
  • the leg 712 corresponds to a specific example of "second leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 713 corresponds to a specific example of "third leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 714 corresponds to a specific example of "fourth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 715 corresponds to a specific example of "fifth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 716 corresponds to a specific example of "sixth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the winding 41 corresponds to a specific example of "first winding" in one embodiment of the present disclosure.
  • the switching circuit 12 of the power converter 4 operates in the same manner as in the third embodiment (FIGS. 50, 51A, 51B).
  • FIG. 71A and 71B show the directions of the magnetic flux in the legs 711 to 716 of the magnetic core 700.
  • FIG. 71A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 71B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • 72A and 72B show the directions of the magnetic flux in the base portion 701 of the magnetic core 700.
  • FIG. 72A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 72B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • the transistor 13 is on and the transistor 14 is off.
  • the primary side circuit receives the current IA1 through the transistor 13, the capacitor 15, the connection terminal T1, the winding 41, and the connection terminal T2 in that order. flows.
  • current IA2 flows in the order of winding 23A, connection terminal T4A, capacitor 18 and load LD, diode D2, and connection terminal T5A.
  • Winding 41 is wound clockwise around each of legs 711, 713, 715 and counterclockwise around each of legs 712, 714, 716 so that the magnetic flux in legs 711, 713, 715 is is opposite the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 712, 714, 716 is the Z direction.
  • the base portion 702 as shown in FIG.
  • a magnetic flux is generated from the leg portion 711 toward the leg portions 712 and 714, a magnetic flux is generated from the leg portion 715 toward the leg portions 712, 714 and 716, and a magnetic flux is generated from the leg portion 713 to the leg portions.
  • a magnetic flux directed toward portions 712 and 716 is generated.
  • the direction of magnetic flux in base portion 701 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 702 (FIG. 72A).
  • the transistor 13 is off and the transistor 14 is on.
  • the primary side circuit receives the current IB1 in the order of the capacitor 15, the transistor 14, the connection terminal T2, the winding 41, and the connection terminal T1. flows.
  • current IB1 for example, in the secondary circuit associated with the rectifying circuit 16A and smoothing circuit 17A, current IA2 flows in the order of winding 22A, connection terminal T4A, capacitor 18 and load LD, diode D2, and connection terminal T3A. .
  • the current IB1 flows from the connection terminal T2 toward the connection terminal T1, and in the transformer 60, magnetic flux is generated in the legs 711 to 716 as shown in FIG. 71B.
  • the direction of magnetic flux in legs 711, 713, 715 is in the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 712, 714, 716 is opposite to the Z direction.
  • a magnetic flux is generated from the leg portion 712 toward the leg portions 711, 713, and 715
  • a magnetic flux is generated from the leg portion 714 toward the leg portions 711 and 715
  • a magnetic flux is generated from the leg portion 716 to the leg portions.
  • a magnetic flux directed toward portions 713 and 715 is generated.
  • the direction of magnetic flux in base portion 701 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 702 (FIG. 72B).
  • the power converter 4 transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power conversion device 4 uses PWM to control the operations of the transistors 13 and 14, thereby controlling the output voltage to be constant.
  • the transformer 60 according to the present embodiment is provided with the magnetic member 703, the base portion 701 and the leg portions can be adjusted without lowering the leg portions 711 and 716 as in the case of the third embodiment.
  • a gap G between 711 and 716 can be secured.
  • the distance between the gap G between the base portion 701 and the leg portion 711 and the winding 41 can be increased, and the gap G between the base portion 701 and the leg portion 716 and the winding 41 can be increased.
  • distance can be increased. Since the gap G and the winding 41 can be separated in this way, leakage magnetic flux in the vicinity of the winding 41 can be suppressed. As a result, the transformer 60 can reduce eddy currents, thereby reducing energy loss.
  • a magnetic core 700 having 711 to 716 and a magnetic member 703 provided on a surface of a base portion 701 facing a base portion 702 is provided.
  • Legs 711, 712, 713 are arranged in this order in the X direction
  • legs 714, 715, 716 are arranged in this order in the X direction
  • legs 711, 714 are arranged in order in the Y direction
  • legs The portions 712 and 715 are arranged side by side in the Y direction
  • the leg portions 713 and 716 are arranged side by side in the Y direction.
  • the magnetic member 703 is provided in a region corresponding to the legs 712-715.
  • the magnetic member 703 is provided in the region corresponding to the legs 712-715. Since the magnetic member 703 is not provided in the region corresponding to the leg portions 711 and 716, by adjusting the thickness of the magnetic member 703 in the Z direction, the thickness of the base portion 701 and the leg portions 711 and 716 can be adjusted. The gap G between can be adjusted.
  • the legs 711 and 716 are wound with windings 41A and 41B, which are resonance coils. can be adjusted and the characteristics of the resonant coil can be adjusted.
  • windings 41A and 41B which are resonance coils.
  • the heights of the legs 711 to 716 are made equal to each other. This makes it easier to manufacture the magnetic core 700, for example.
  • the winding 41 is wound around the legs 711, 713, and 715 in the first winding direction in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound around the legs 712, 714, and 716. It was arranged to wind in the second winding direction.
  • the transformer 60 as shown in FIGS. 72A and 72B, magnetic flux in the first direction is generated in the legs 711, 713, and 715, and magnetic flux in the second direction is generated in the legs 712, 714, and 716. occur. Then, the magnetic flux is dispersed in the base portions 701 and 702 .
  • the magnetic flux density in the base portions 701 and 702 can be lowered, so that the height of the base portions 701 and 702 in the Z direction can be lowered.
  • the six legs 711 to 716 are provided in this way, the number of turns of the winding 41 in each of the legs 711 to 716 can be suppressed, and for example, the number of layers of the substrate 800 can be reduced. Therefore, the height of the legs 711 to 716 in the Z direction can be reduced. As a result, in the power conversion device 4, the size of the transformer 60 can be reduced.
  • the windings 41 are wound around the six legs 711 to 716, and the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D were wound.
  • This allows the portion of the winding 41 wound around the leg portions 711 and 716 to function as a resonance coil.
  • the transformer 60 can combine the resonance coil and the transformer, so that the size of the power conversion device 2 can be reduced compared to the case where the resonance coil and the transformer are separately provided.
  • a magnetic core having 711 to 716 and a magnetic member 703 provided on a surface of the base portion 701 facing the base portion 702 is provided.
  • Legs 711, 712, 713 are arranged in this order in the X direction
  • legs 714, 715, 716 are arranged in this order in the X direction
  • legs 711, 714 are arranged in order in the Y direction
  • legs The portions 712 and 715 are arranged side by side in the Y direction
  • the leg portions 713 and 716 are arranged side by side in the Y direction.
  • the magnetic member 703 is provided in a region corresponding to the legs 712-715. As a result, eddy currents can be reduced, so energy loss can be reduced.
  • Modification 3-1 of the third embodiment may be applied to the power converter 4 according to the embodiment.
  • FIG. 73 shows a configuration example of the transformer 60B.
  • FIG. 73 also depicts a cross-sectional view of the transformer 60B in the direction of arrows IX-IX and a cross-sectional view of the transformer 60B in the direction of arrows XX.
  • FIG. 74 shows a configuration example of the transformer 60B using an exploded perspective view.
  • the transformer 60B has a magnetic core 700B and a substrate 800B.
  • the magnetic core 700B has a magnetic member 703B.
  • the magnetic members 703B are provided at positions corresponding to the legs 711, 713, 714, and 716. Gap G between base portion 701 and legs 712 and 715 is larger than gap G between magnetic member 703 and legs 711, 713, 714 and 716, respectively.
  • FIG. 75 shows a configuration example of windings on the substrate 800B.
  • the winding 22B is wound once clockwise around the leg portion 711 in the direction from the connection terminal T3B to the connection terminal T4B.
  • the winding 22D is wound once counterclockwise around the leg portion 716 in the direction from the connection terminal T3D to the connection terminal T4D.
  • the winding 23B is wound once counterclockwise around the leg portion 711 in the direction from the connection terminal T5B to the connection terminal T4B.
  • Winding 23D is wound once clockwise around leg 716 in the direction from connection terminal T5D to connection terminal T4D.
  • the windings 41 are wound around the legs 711 to 716 in the wiring layers LA2 and LA3, but the present invention is not limited to this.
  • the winding 41 may be wound around the leg portions 711 to 716 as shown in Modification 2-2 (FIG. 45) according to the second embodiment.
  • a power converter is configured using a transformer having five legs and a different configuration from that of the first embodiment.
  • symbol is attached
  • FIG. 76 shows a configuration example of the power conversion device 5.
  • the power converter 5 includes a capacitor 11, a switching circuit 12, a capacitor 15, a transformer 70, four rectifier circuits 16 (rectifier circuits 16A, 16B, 16C, 16D), and four smoothing circuits 17 (smoothing circuit 17A , 17B, 17C, 17D).
  • the transformer 70 insulates the primary side circuit and the secondary side circuit in a DC manner and connects them in an AC manner, converts the AC voltage supplied from the primary side circuit with the transformation ratio R of the transformer 70, It is configured to supply the converted AC voltage to the secondary side circuit.
  • the transformer 70 is a magnetic component that combines a resonance coil and a transformer.
  • the transformer 70 includes connection terminals T1, T2, T3A, T4A, T5A, T3B, T4B, T5B, T3C, T4C, T5C, T3D, T4D, and T5D, a winding 21, windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D.
  • connection terminal T1 is connected to the other end of the capacitor 15, and the connection terminal T2 is connected to the reference voltage line L12.
  • the connection terminals T3A and T5A are connected via the rectifier circuit 16A to the reference voltage line L22 led to the terminal T22, and the connection terminal T4A is connected to the voltage line L21 led to the terminal T21.
  • the connection terminals T3B and T5B are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16B, and the connection terminal T4B is connected to the voltage line L21.
  • connection terminals T3C and T5C are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16C, and the connection terminal T4C is connected to the voltage line L21.
  • the connection terminals T3D and T5D are connected to the reference voltage line L22 via the rectifier circuit 16D, and the connection terminal T4D is connected to the voltage line L21.
  • Winding 21 includes windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E.
  • Winding 21A is a resonant coil
  • windings 21B-21E are primary windings of a transformer.
  • the windings 21A-21E are connected in series in this order.
  • Winding 21A is connected to connection terminal T1, and winding 21E is connected to connection terminal T2.
  • One end of the winding 22A is connected to the connection terminal T3A, and the other end is connected to the connection terminal T4A.
  • One end of the winding 23A is connected to the connection terminal T4A, and the other end is connected to the connection terminal T5A.
  • One end of winding 22B is connected to connection terminal T3B, and the other end is connected to connection terminal T4B.
  • One end of winding 23B is connected to connection terminal T4B, and the other end is connected to connection terminal T5B.
  • One end of the winding 22C is connected to the connection terminal T3C, and the other end is connected to the connection terminal T4C.
  • One end of the winding 23C is connected to the connection terminal T4C, and the other end is connected to the connection terminal T5C.
  • One end of winding 22D is connected to connection terminal T3D, and the other end is connected to connection terminal T4D.
  • One end of winding 23D is connected to connection terminal T4D, and the other end is connected to connection terminal
  • FIG. 77 shows a configuration example of the transformer 70.
  • FIG. FIG. 77 also depicts a cross-sectional view of the transformer 70 taken along the line II and a cross-sectional view of the transformer 70 taken along the line II-II.
  • Transformer 70 is a planar transformer in this example.
  • Transformer 70 has magnetic core 900 and substrate 1000 .
  • FIG. 78 shows a configuration example of the magnetic core 900.
  • magnetic core 900 has base portions 901 and 902 and five legs 911-915.
  • the base portions 901 and 902 are arranged so as to face each other in the Z direction.
  • the base portions 901 and 902 have a substantially rectangular shape elongated in the X direction on the XY plane.
  • the legs 911 to 915 are provided on the surface of the base 902 facing the base 901, and are provided so as to magnetically couple the two bases 901 and 902 together.
  • the base portion 902 and the five legs 911-915 are integrally formed.
  • the leg portion 911 is provided near the center of the base portion 902 .
  • the legs 912 and 913 are provided at both ends of the base 902 in the X direction, and the legs 914 and 915 are provided at both ends of the base 902 in the Y direction. That is, the legs 912 and 913 are arranged to sandwich the leg 911 in the X direction, and the legs 914 and 915 are arranged to sandwich the leg 911 in the Y direction.
  • the cross-sectional area of the legs 914 and 915 is larger than the cross-sectional area of the legs 912 and 913 in the XY plane.
  • the legs 911, 914, and 915 are configured to extend in the X direction on the XY plane, and the legs 912 and 913 are configured to extend in the Y direction on the XY plane.
  • the width of the legs 914 and 915 in the X direction is wider than the width of the legs 912 and 913 in the Y direction. In this example, the heights of the legs 911 to 915 are equal to each other in the Z-axis direction.
  • FIG. 79 shows a configuration example of the base portion 901.
  • FIG. The base portion 901 is provided with five through holes 991 to 995 .
  • the through hole 991 is provided to pass through the base portion 901 at a position corresponding to the leg portion 911 near the center of the base portion 901 on the XY plane.
  • the leg portion 911 is inserted into the through hole 991 .
  • the through hole 992 is provided at a position corresponding to the leg portion 912 on the XY plane
  • the through hole 993 is provided at a position corresponding to the leg portion 913 on the XY plane
  • the through hole 994 is provided at a position corresponding to the leg portion 913 on the XY plane.
  • the through hole 995 is provided at a position corresponding to the portion 914, and the through hole 995 is provided at a position corresponding to the leg portion 915 on the XY plane.
  • Through holes 992 to 995 are provided at the ends of base portion 901 .
  • the wall surfaces of the through holes 992 to 995 constitute part of the outer peripheral wall surface of the base portion 901 .
  • Leg 912 is inserted into through hole 992
  • leg 913 is inserted into through hole 993
  • leg 914 is inserted into through hole 994
  • leg 915 is inserted into through hole 995 .
  • the wall surface of the through hole 991 and part of the wall surface of the leg portion 911 face each other and are separated from each other. Thereby, a gap G is formed between the base portion 901 and the leg portion 911 .
  • the wall surface of the through hole 992 and part of the wall surface of the leg portion 912 are opposed to and separated from each other, and the wall surface of the through hole 993 and part of the wall surface of the leg portion 913 are opposed to and separated from each other.
  • the wall surface of the through hole 994 and part of the wall surface of the leg 914 are opposed to and separated from each other, and the wall surface of the through hole 995 and part of the wall surface of the leg 915 are opposed to and separated from each other.
  • gaps G are formed between the base portion 901 and each of the leg portions 912 to 915 .
  • the direction of this gap G is a direction intersecting the Z direction and a direction within the XY plane.
  • a gap G between the base portion 901 and the leg portion 911 is larger than a gap G between the base portion 901 and each of the leg portions 912-915.
  • the board 1000 is a multilayer board (a four-layer board in this example).
  • the substrate 1000 is provided with through holes at positions corresponding to the leg portions 911 to 915 of the magnetic core 900, and the substrate 1000 is sandwiched between the base portions 901 and 902 of the magnetic core 900.
  • This substrate 1000 is provided with a winding 21 and windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D.
  • FIGS. 80A and 80B show a configuration example of windings on the substrate 1000.
  • FIG. 80A shows the wiring layer LA1 which is the first layer
  • FIG. 80B shows the wiring layer LA2 which is the second layer
  • 80(C) shows the wiring layer LA3 which is the third layer
  • FIG. 80(D) shows the wiring layer LA4 which is the fourth layer.
  • the wiring layers LA1 to LA4 are provided in this order in the layer direction of the substrate 1000.
  • winding 21 is indicated by a solid line
  • windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are indicated by broken lines.
  • the wiring layers LA2 and LA3 are provided with windings 21 (windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E).
  • the substrate 1000 is provided with through holes TH1 to TH6 that connect the wirings in the wiring layer LA2 and the wirings in the wiring layer LA3.
  • Winding 21 includes these through holes TH1 to TH6 and is connected to connection terminals T1 and T2.
  • Winding 21 is wound around five legs 911-915. Specifically, the winding 21 is wound clockwise twice around each of the legs 911, 912, and 913 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound around each of the legs 914 and 915 counterclockwise. Wrapped around twice. Of the winding 21, the portion wound around the leg 911 corresponds to the winding 21A, which is the resonance coil, and the portions wound around the legs 912 to 915 are the primary windings of the transformer. 21B to 21D.
  • Windings 22A, 22B, 22C, and 22D are provided on the wiring layer LA1.
  • the winding 22A is wound once clockwise around the leg portion 912 in the direction from the connection terminal T3A to the connection terminal T4A.
  • the winding 22B is wound once counterclockwise around the leg 915 in the direction from the connection terminal T3B to the connection terminal T4B.
  • the winding 22C is wound once clockwise around the leg portion 913 in the direction from the connection terminal T3C to the connection terminal T4C.
  • the winding 22D is wound once counterclockwise around the leg portion 914 in the direction from the connection terminal T3D to the connection terminal T4D.
  • Windings 23A, 23B, 23C, and 23D are provided on the wiring layer LA4.
  • the winding 23A is wound once counterclockwise around the leg portion 912 in the direction from the connection terminal T5A to the connection terminal T4A.
  • Winding 23B is wound once clockwise around leg 915 in the direction from connection terminal T5B to connection terminal T4B.
  • the winding 23C is wound once counterclockwise around the leg 913 in the direction from the connection terminal T5C to the connection terminal T4C.
  • Winding 23D is wound once clockwise around leg 914 in the direction from connection terminal T5D to connection terminal T4D.
  • winding 21A which is a resonance coil
  • windings 21B to 21D which are primary windings of the transformer
  • secondary windings are wound on legs 912 to 915
  • windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D are wound.
  • the characteristics of the resonance coil are set by, for example, the number of times the winding is wound around the leg portion 911 and the gap G between the base portion 901 and the leg portion 911 .
  • the characteristics of the transformer are set by, for example, the number of times the winding is wound around the legs 912-915 and the gap G between the base 901 and the legs 912-915.
  • the transformer 70 corresponds to a specific example of "magnetic component” in one embodiment of the present disclosure.
  • the magnetic core 900 corresponds to a specific example of "magnetic core” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 901 corresponds to a specific example of the “first base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the base portion 902 corresponds to a specific example of the “second base portion” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 911 corresponds to a specific example of "first leg” in an embodiment of the present disclosure.
  • the leg 912 corresponds to a specific example of "second leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 913 corresponds to a specific example of the "third leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 914 corresponds to a specific example of "fourth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the leg 915 corresponds to a specific example of the "fifth leg” in one embodiment of the present disclosure.
  • the through hole 991 corresponds to a specific example of "first through hole” in one embodiment of the present disclosure.
  • the through hole 992 corresponds to a specific example of "second through hole” in one embodiment of the present disclosure.
  • the through hole 993 corresponds to a specific example of "third through hole” in one embodiment of the present disclosure.
  • the through hole 994 corresponds to a specific example of "fourth through hole” in one embodiment of the present disclosure.
  • a through hole 995 corresponds to a specific example of a “fifth through hole” in an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 81 shows an operation example of the power conversion device 5.
  • I1 represents the current flowing through the winding
  • I2 represents the total current flowing through the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D
  • Im represents the exciting current. indicates This exciting current Im is represented by I1-I2 ⁇ R.
  • R is the transformation ratio in transformer 20;
  • the transformation ratio R is a value obtained by dividing the number of turns of the primary side windings (windings 21B to 21E) of the transformer by the number of turns of the secondary side windings (eg, the winding 22A) of the transformer.
  • the gate signal G2 transitions from high level to low level. As a result, both transistors 13 and 14 are turned off.
  • the gate signal G1 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 13 is turned on. During the period from timing t1 to t2, the transistor 13 remains on and the transistor 14 remains off. Then, at timing t2, the gate signal G1 transitions from high level to low level. As a result, the transistor 13 is turned off.
  • the gate signal G2 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 14 is turned on. During the period from timing t3 to t4, the transistor 13 remains off and the transistor 14 remains on. Then, at timing t4, the gate signal G2 transitions from high level to low level. As a result, the transistor 14 is turned off.
  • the gate signal G1 transitions from low level to high level. As a result, the transistor 13 is turned on.
  • the currents I1 and I2 and the exciting current Im flow in the transformer 70 as shown in FIG. Specifically, the current I2 flowing through the secondary side of the transformer 70 becomes a sinusoidal current that becomes positive during the period from timing t0 to t2 and becomes negative during the period from timing t2 to t4. Also, the current I1 flowing through the primary side of the transformer 70 becomes a sinusoidal current whose phase is delayed from the current I2. The excitation current Im becomes a triangular wave current that increases during the period from timing t0 to t2 and decreases during the period from timing t2 to t4.
  • FIG. 82A and 82B show the current flow in the power conversion device 5.
  • FIG. 82A shows the operation at timing tA in the period from timing t1 to t2
  • FIG. 82B shows the operation in the period from timing t3 to t4. shows an operation at a certain timing tB in .
  • the transistors 13 and 14 are indicated by symbols representing their operating states (on state or off state).
  • FIG. 83A and 83B show the directions of the magnetic flux in the legs 911 to 915 of the magnetic core 900.
  • FIG. 83A shows the direction of the magnetic flux at the timing tA
  • FIG. 83B shows the direction of the magnetic flux at the timing tB.
  • . 84A and 84B show the direction of magnetic flux in base portion 902 of magnetic core 900.
  • FIG. 84A shows the direction of magnetic flux at timing tA
  • FIG. 84B shows the direction of magnetic flux at timing tB.
  • a current IA1 is supplied to the primary circuit in the order of transistor 13, capacitor 15, connection terminal T1, winding 21, and connection terminal T2. flows.
  • current IA2 flows in the order of winding 23A, connection terminal T4A, capacitor 18 and load LD, diode D2, and connection terminal T5A.
  • the current IA1 flows from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and in the transformer 70, magnetic flux is generated in the legs 911 to 915 as shown in FIG. 83A.
  • the winding 21 is wound clockwise around each of the legs 911, 912, 913 and counterclockwise around each of the legs 914, 915 so that the direction of the magnetic flux in the legs 911, 912, 913 is is opposite to the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 914 and 915 is in the Z direction.
  • the base portion 902 as shown in FIG.
  • a magnetic flux is generated from the leg portion 911 to the leg portions 914 and 915, a magnetic flux is generated from the leg portion 912 to the leg portions 914 and 915, and a magnetic flux is generated from the leg portion 913 to the leg portion 914. , 915 is generated.
  • the direction of magnetic flux in base portion 901 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 902 (FIG. 84A).
  • the gate signal G1 is at low level and the gate signal G2 is at high level, so transistor 13 is off and transistor 14 is on.
  • the primary side circuit receives the current IB1 in the order of the capacitor 15, the transistor 14, the connection terminal T2, the winding 21, and the connection terminal T1. flows.
  • current IB2 flows in the order of winding 22A, connection terminal T4A, capacitor 18 and load LD, diode D1, and connection terminal T3A.
  • the current IB1 flows from the connection terminal T2 toward the connection terminal T1, and in the transformer 70, magnetic flux is generated in the legs 911 to 915 as shown in FIG. 83B.
  • the direction of magnetic flux in legs 911, 912, 913 is in the Z direction, and the direction of magnetic flux in legs 914, 915 is opposite to the Z direction.
  • magnetic flux is generated from the leg portion 914 toward the leg portions 911, 912, and 913, and magnetic flux is generated from the leg portion 915 toward the leg portions 911, 912, and 913, as shown in FIG. 84B.
  • the direction of magnetic flux in base portion 901 is opposite to the direction of magnetic flux in base portion 902 (FIG. 84B).
  • the power converter 5 transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power converter 5 controls the operation of the transistors 13 and 14 using PWM (Pulse Width Modulation) to keep the output voltage constant.
  • FIG. 85 shows the magnetic flux strength distribution in the transformer 70.
  • FIG. This FIG. 85 is a characteristic diagram corresponding to the sectional view in the direction of the arrows II--II shown in FIG.
  • the intensity of the magnetic flux is shown using a gray scale. The darker the color, the stronger the magnetic flux.
  • a portion related to the magnetic core 900 is shown in black.
  • the transformer 70 is configured using a substrate 1000 having six wiring layers.
  • the magnetic flux is strong.
  • the magnetic flux leaking from this gap G spreads to the vicinity of the winding 21 wound around the leg 911 .
  • the through holes 991 to 995 are provided in the base portion 901, the wall surface of the through hole 991 and part of the wall surface of the leg portion 911 face each other and are separated from each other.
  • the wall surface and part of the wall surface of the leg portion 912 face each other and are separated from each other, the wall surface of the through hole 993 and part of the wall surface of the leg portion 913 face each other and are separated from each other, and the wall surface of the through hole 994,
  • the wall surfaces of the through hole 995 and the wall surface of the leg portion 915 are opposed and separated from each other.
  • FIG. 86 shows a configuration example of the transformer 70R.
  • the transformer 70R has a magnetic core 900R.
  • the magnetic core 900R has a base portion 901R.
  • the base portion 901R does not have through holes 991 to 995 unlike the base portion 901 (FIGS. 77 to 79) according to the present embodiment.
  • a gap G is formed between the base portion 901R and the upper surfaces of the legs 911-915.
  • the direction of this gap G is the Z direction. That is, the orientation of the gap G in this comparative example is different from the orientation of the gap G in the case of this embodiment (FIG. 77).
  • the height of leg 911 is made lower than legs 912-915 in order to adjust the characteristics of the resonance coil.
  • FIG. 87 shows the magnetic flux strength distribution in the transformer 70R.
  • This FIG. 87 is a characteristic diagram corresponding to the sectional view in the direction of arrows II--II shown in FIG.
  • the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 901R and the leg portion 911 spreads to the vicinity of the winding 21 wound around the leg portion 911.
  • FIG. 85 the height of the leg portion 911 is lowered, so the distance between the gap G between the base portion 901R and the leg portion 911 and the winding 21 is short. Therefore, near the winding 21, the magnetic flux is stronger than in the case of the embodiment (FIG. 85).
  • the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 901R and the leg portions 912 to 915 spreads also in the vicinity of the other windings, but it is conspicuous in the vicinity of the winding 21 wound around the leg portion 911.
  • FIG. 88 shows the current density in the wiring pattern of the winding 21 wound around the leg 911.
  • FIG. 88 the magnitude of current density is shown using a grayscale. A darker color indicates a higher current density.
  • the current density is high especially in the inner portion near the leg 911 . That is, as shown in FIG. 87, the magnetic flux leaking from the gap G between the base portion 901R and the leg portion 911 spreads to the winding wire 21, causing the wiring pattern of the winding wire 21 to close to the leg portion 911.
  • eddy currents are generated and the current density is high. When such an eddy current occurs, energy loss (fringing loss) occurs.
  • the base portion 901 is provided with five through holes 991 to 995 .
  • the wall surface of the through hole 991 and part of the wall surface of the leg portion 911 face each other and are separated from each other
  • the wall surface of the through hole 992 and part of the wall surface of the leg portion 912 face each other and are separated from each other.
  • the wall surface of the through hole 993 and part of the wall surface of the leg 913 face each other and are separated from each other
  • the wall surface of the through hole 994 and part of the wall surface of the leg 914 face each other and are separated from each other.
  • a wall portion of the hole 995 and a portion of the wall surface of the leg portion 915 face and are separated from each other.
  • the transformer 70 can reduce eddy currents, thereby reducing energy loss.
  • the transformer 70R according to the comparative example can have an energy loss (so-called copper loss) of 15.26 W due to windings.
  • this loss can be suppressed to 9.89W.
  • the transformer 70 can reduce energy loss.
  • a magnetic core 900 having 911-915 is provided.
  • the legs 912 and 913 are arranged to sandwich the leg 911 in the X direction, and the legs 914 and 915 are arranged to sandwich the leg 911 in the Y direction.
  • the base portion 901 has one or more through holes provided at positions corresponding to one or more of the five legs 911 to 915 .
  • through holes 991 are provided at positions corresponding to the leg portions 911 . Since the winding 21A, which is a resonance coil, is wound around the leg portion 911, the gap G between the base portion 901 and the leg portion 911 can be adjusted by the through hole 991 in the transformer 70, for example. and the characteristics of the resonant coil can be adjusted.
  • a through hole 992 is provided at a position corresponding to the leg portion 912
  • a through hole 993 is provided at a position corresponding to the leg portion 913
  • a through hole 994 is provided at a position corresponding to the leg portion 914
  • a through hole 995 is provided at a position corresponding to the leg portion 915 . Accordingly, in the transformer 70, for example, the through holes 992 to 995 can adjust the gap G between the base portion 901 and the leg portions 912 to 915, thereby adjusting the characteristics of the transformer.
  • the windings 21 are wound around the legs 911, 912, and 913 in the first winding direction and around the legs 914 and 915 in the second winding direction in the direction from the connection terminal T1 to the connection terminal T2. It was made to wind in the winding direction of .
  • transformer 70 as shown in FIGS. 84A and 84B, magnetic flux in the first direction is generated in legs 911, 912, and 913, and magnetic flux in the second direction is generated in legs 914 and 915.
  • the magnetic flux is dispersed in the base portions 901 and 902 .
  • the magnetic flux density in the base portions 901 and 902 can be lowered, so that the height of the base portions 901 and 902 in the Z direction can be lowered.
  • the five legs 911 to 915 are provided in this manner, the number of turns of the winding 21 in each of the legs 911 to 915 can be suppressed, and for example, the number of layers of the substrate 1000 can be reduced. Therefore, the height of the legs 911 to 915 in the Z direction can be reduced. As a result, in the power conversion device 5, the size of the transformer 70 can be reduced.
  • the winding 21 is wound around the five legs 911 to 915, and the windings 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22A, 23A, 22B, 23B, 22C, 23C, 22D and 23D were wound.
  • This allows the portion of the winding 21 wound around the leg portion 911 to function as a resonance coil.
  • the transformer 70 can combine the resonance coil and the transformer, so that the size of the power conversion device 5 can be reduced compared to the case where the resonance coil and the transformer are provided individually.
  • the power conversion device 5 (LLC resonance converter) can greatly change the ratio between the output voltage and the input voltage by changing the switching frequency. Therefore, the power conversion device 5 can control the output voltage to be constant over a wide input voltage range by frequency control, and can operate over a wide input voltage range.
  • the base portion 901 and the base portion 902 facing each other and the leg portion provided on the surface of the base portion 902 facing the base portion 901 for magnetically coupling the base portion 901 and the base portion 902 911-915.
  • the legs 912 and 913 are arranged to sandwich the leg 911 in the X direction, and the legs 914 and 915 are arranged to sandwich the leg 911 in the Y direction.
  • the base portion 901 has one or more through holes provided at positions corresponding to one or more of the five legs 911 to 915 . As a result, eddy currents can be reduced, so energy loss can be reduced.
  • FIG. 89 shows a configuration example of a transformer 70A according to this modified example.
  • the transformer 70A has a magnetic core 900A.
  • FIG. 90 shows one configuration example of the magnetic core 900A.
  • the magnetic core 900A has a base portion 901A.
  • FIG. 91 shows one configuration example of the base portion 901A.
  • a single through hole 991 is provided in the base portion 901A. As shown in FIGS. 89 to 91, the through hole 991 is provided to pass through the base portion 901 at a position corresponding to the leg portion 911 near the center of the base portion 901 on the XY plane.
  • the leg portion 911 is inserted into the through hole 991 .
  • the wall surface of the through hole 991 and part of the wall surface of the leg portion 911 face each other and are separated from each other. Thereby, a gap G is formed between the base portion 901A and the leg portion 911 .
  • the direction of this gap G is a direction intersecting the Z direction and a direction within the XY plane.
  • the height of legs 912 - 915 is less than the height of leg 911 .
  • a gap G is formed between the base portion 901A and the upper surfaces of the leg portions 912-915.
  • the direction of this gap G is the Z direction. That is, in this case, the orientation of the gap G between the base portion 901A and the leg portion 911 is different from the orientation of the gap G between the base portion 901A and the leg portions 912-915.
  • the through holes 991 are provided at positions corresponding to the leg portions 911, for example, leakage magnetic flux in the vicinity of the windings 21 can be suppressed, so that eddy currents can be reduced. , as a result of which energy loss can be reduced.
  • the through hole 991 can adjust the gap G between the base portion 901A and the leg portion 911, thereby adjusting the characteristics of the resonance coil. Further, for example, by adjusting the gap G between the base portion 901A and the leg portions 912-915, the characteristics of the transformer can be adjusted.
  • FIG. 92 shows a configuration example of another transformer 70B according to this modified example.
  • the transformer 70B has a magnetic core 900B.
  • FIG. 83 shows one configuration example of the magnetic core 900B.
  • the magnetic core 900B has a base portion 901B.
  • FIG. 94 shows one configuration example of the base portion 901B.
  • the base portion 901B is provided with three through holes 991, 994, and 995. As shown in FIGS. 92 to 94, the through holes 991 are provided so as to penetrate the base portion 901 at positions corresponding to the leg portions 911 near the center of the base portion 901 in the XY plane. The leg portion 911 is inserted into the through hole 991 . The through hole 994 is provided at a position corresponding to the leg portion 914 on the XY plane, and the through hole 995 is provided at a position corresponding to the leg portion 915 on the XY plane. Leg 914 is inserted into through hole 994 and leg 915 is inserted into through hole 995 .
  • the wall surface of the through hole 991 and part of the wall surface of the leg portion 911 face each other and are separated from each other. Thereby, a gap G is formed between the base portion 901B and the leg portion 911 .
  • the wall surface of the through hole 994 and part of the wall surface of the leg 914 face and are spaced apart from each other, and the wall surface of the through hole 995 and part of the wall surface of the leg 915 face and are spaced apart from each other. ing.
  • gaps G are formed between the base portion 901B and the leg portions 914 and 915, respectively.
  • the direction of this gap G is a direction intersecting the Z direction and a direction within the XY plane.
  • the height of legs 912 and 913 is less than the height of legs 911 , 914 and 915 .
  • a gap G is formed between the base portion 901B and the upper surfaces of the leg portions 912 and 913 .
  • the direction of this gap G is the Z direction. That is, in this case, the direction of the gap G between the base portion 901B and the leg portions 911, 914, 915 is different from the direction of the gap G between the base portion 901B and the leg portions 912, 913.
  • the through holes 991 are provided at positions corresponding to the leg portions 911, for example, leakage magnetic flux in the vicinity of the windings 21 can be suppressed, so eddy currents can be reduced. , as a result of which energy loss can be reduced.
  • the through hole 991 can adjust the gap G between the base portion 901A and the leg portion 911, thereby adjusting the characteristics of the resonance coil.
  • the through holes 994 and 995 are provided at positions corresponding to the leg portions 914 and 915, the gap G between the base portion 901B and the leg portions 914 and 915 can be formed by the through holes 994 and 995, for example. can be adjusted and the characteristics of the transformer can be adjusted. Further, for example, by adjusting the gap G between the base portion 901B and the leg portions 912-915, the characteristics of the transformer can be adjusted.
  • a through hole 991 is provided at a position corresponding to the leg portion 911, a through hole 994 is provided at a position corresponding to the leg portion 914, and a through hole 995 is provided at a position corresponding to the leg portion 915. It is not limited to this. Alternatively, for example, a through hole 991 may be provided at a position corresponding to the leg portion 911, a through hole 992 may be provided at a position corresponding to the leg portion 912, and a through hole 993 may be provided at a position corresponding to the leg portion 913. good.
  • FIG. 95 shows a configuration example of a transformer 70C according to this modified example.
  • Transformer 70C has magnetic sheet 980 .
  • the magnetic sheet 980 is provided on the side of the base portion 901 of the magnetic core 900 opposite to the side on which the base portion 902 is provided, and is spaced apart from the base portion 901 .
  • the magnetic sheet 980 is a sheet wider than the magnetic core 900 in the XY plane and is arranged to cover the magnetic core 900 .
  • the magnetic sheet 980 is configured using a magnetic material such as ferrite.
  • the magnetic permeability of the magnetic sheet 980 is, for example, higher than that of air and lower than that of the magnetic core 900 .
  • a sheet member, for example, is inserted between the base portion 901 and the magnetic sheet 980 . This sheet member is made of polyester resin, phenol resin, or the like, for example.
  • FIG. 96 shows the distribution of magnetic flux strength in the transformer 70C. Magnetic flux leaks from gaps G between base portion 901 and legs 911 to 915 as in the case of the above embodiment (FIG. 85). Since the magnetic sheet 980 is provided in the transformer 70C, this leakage magnetic flux is shielded to some extent by the magnetic sheet 980. FIG. As a result, the transformer 70C can reduce leakage magnetic flux to the outside.
  • a power conversion device 5 having such a transformer 20C is provided with radiation fins for releasing heat.
  • the heat radiation fins are provided on the side of the magnetic sheet 980 opposite to the side on which the magnetic core 900 is provided.
  • the leakage magnetic flux to the heat radiation fins can be reduced. This can reduce the possibility of energy loss due to eddy currents occurring in the radiation fins.
  • the winding 21 is configured by connecting the windings 21A, 21B, 21C, 21D, and 21E in series in the transformer 70, but the configuration is not limited to this.
  • power converter 5D concerning this modification is explained in detail.
  • FIG. 97 shows a configuration example of the power conversion device 5D.
  • the power conversion device 5D includes a transformer 70D.
  • Transformer 70D has winding 21 .
  • One end of the winding 21 is connected to the connection terminal T1, and the other end is connected to the connection terminal T2.
  • Winding 21 includes windings 21A, 21B, 21C, 21D and 21E.
  • One end of the winding 21A is connected to the connection terminal T1, and the other end is connected to one ends of the windings 21B and 21D.
  • One end of winding 21B is connected to the other end of winding 21A, and the other end is connected to one end of winding 21C.
  • One end of winding 21C is connected to the other end of winding 21B, and the other end is connected to connection terminal T2.
  • winding 21D is connected to the other end of winding 21A, and the other end is connected to one end of winding 21E.
  • One end of the winding 21E is connected to the other end of the winding 21D, and the other end is connected to the connection terminal T2. That is, the windings 21B, 21C and the windings 21D, 21E are connected in parallel with each other.
  • FIG. 98 shows a configuration example of windings on the substrate 1000 of the transformer 70D.
  • the windings 21 are provided on the wiring layers LA2 to LA4.
  • the substrate 1000 is provided with through holes TH11 connecting the wirings in the wiring layer LA3 and the wirings in the wiring layer LA4, and through holes TH12 to TH16 connecting the wirings in the wiring layer LA2 and the wiring layers LA3.
  • Winding 21 includes these through holes TH11 to TH16 and is connected to connection terminals T1 and T2.
  • Winding 21 is wound around five legs 911-915. Specifically, the winding 21 is wound clockwise three times around the leg portion 911 in the direction from the connection terminal T1 toward the connection terminal T2, and is wound clockwise twice around each of the leg portions 912 and 913.
  • Each leg 914, 915 is wrapped twice in a counterclockwise direction.
  • the portion wound around the leg 911 corresponds to the winding 21A, which is the resonance coil, and the portions wound around the legs 912 to 915 are the primary windings of the transformer. 21B to 21D.
  • FIG. 99 shows a configuration example of the power conversion device 5E.
  • the power conversion device 5E includes a capacitor 11, a switching circuit 32, a capacitor 15, a transformer 70E, a rectifying circuit 36, and a smoothing circuit 37.
  • the switching circuit 32 in this example, is a so-called full bridge type circuit and has transistors Q1 to Q4.
  • the transistor Q1 has a drain connected to the voltage line L11, a gate supplied with a gate signal G1 by a control unit (not shown), and a source connected to the node N1.
  • the transistor Q2 has a drain connected to the node N1, a gate supplied with a gate signal G2 by a control unit (not shown), and a source connected to the reference voltage line L12.
  • the transistor Q3 has a drain connected to the voltage line L11, a gate supplied with a gate signal G3 by a control section (not shown), and a source connected to the node N2.
  • the transistor Q4 has a drain connected to the node N2, a gate supplied with a gate signal G4 by a control unit (not shown), and a source connected to the reference voltage line L12.
  • One end of the capacitor 15 is connected to the node N1 of the switching circuit 32, and the other end is connected to the connection terminal T1 of the transformer 20B.
  • the transformer 70E has connection terminals T1, T2, T6, T7, T8, T9 and windings 21, 26, 27.
  • connection terminal T1 is connected to the other end of the capacitor 15, and the connection terminal T2 is connected to the node N2 of the switching circuit 32.
  • connection terminals T6 and T8 are connected to a node N3 (described later) of the rectifier circuit 36, and the connection terminals T7 and T9 are connected to a node N4 of the rectifier circuit 36 (described later).
  • Winding 26 One end of the winding 26 is connected to the connection terminal T6, and the other end is connected to the connection terminal T7.
  • Winding 26 includes windings 26A and 26B. Windings 26A and 26B are connected in series. Winding 26A is connected to connection terminal T6, and winding 26B is connected to connection terminal T7.
  • Winding 27 includes windings 27A and 27B. Windings 27A and 27B are connected in series. Winding 27A is connected to connection terminal T8, and winding 27B is connected to connection terminal T9.
  • the rectifier circuit 36 is configured to rectify the AC voltage output from the transformer 70E.
  • the rectifier circuit 36 has transistors Q5 to Q8.
  • the transistor Q5 has a drain connected to the voltage line L21, a gate supplied with a gate signal G5 by a control section (not shown), and a source connected to the node N3.
  • the transistor Q6 has a drain connected to the node N3, a gate supplied with a gate signal G6 by a control section (not shown), and a source connected to the reference voltage line L22.
  • the transistor Q7 has a drain connected to the voltage line L21, a gate supplied with a gate signal G7 by a control section (not shown), and a source connected to the node N4.
  • the transistor Q8 has a drain connected to the node N4, a gate supplied with a gate signal G8 by a control section (not shown), and a source connected to the reference voltage line L22.
  • the smoothing circuit 37 is configured to smooth the voltage rectified by the rectifying circuit 36 .
  • the smoothing circuit 37 has a capacitor 38 . One end of the capacitor 38 is connected to the voltage line L21, and the other end is connected to the reference voltage line L22.
  • FIG. 100 shows a configuration example of windings on the substrate 1000 of the transformer 70E.
  • winding 21 is indicated by solid lines
  • windings 26 and 27 are indicated by broken lines.
  • the structures of the wiring layers LA2 and LA3 are the same as in the case of the above embodiment (FIG. 80).
  • Windings 26 and 27 are provided on the wiring layers LA1 and LA4.
  • the substrate 1000 is provided with through holes TH21 to TH24 that connect the wirings in the wiring layer LA1 and the wirings in the wiring layer LA4.
  • the winding 26 includes through holes TH21 and TH22, and is connected to the connection terminals T6 and T7. Winding 26 is wrapped around legs 912 and 915 . Specifically, the winding 26 is wound clockwise twice around the leg portion 912 and twice counterclockwise around the leg portion 915 in the direction from the connection terminal T6 to the connection terminal T7.
  • the winding 27 includes through holes TH23 and TH24, and is connected to the connection terminals T8 and T9. Winding 27 is wound around legs 913 and 914 . Specifically, the winding 27 is wound clockwise twice around the leg portion 913 and twice counterclockwise around the leg portion 914 in the direction from the connection terminal T8 to the connection terminal T9.
  • FIG. 101 shows an example of switching operation in the switching circuit 32.
  • the gate signals G2 and G3 transition from high level to low level. As a result, both transistors Q2 and Q3 are turned off.
  • the gate signals G1 and G4 transition from low level to high level. This turns on the transistors Q1 and Q4. During the period from timing t11 to t12, the transistors Q1 and Q4 remain on, and the transistors Q2 and Q3 remain off. Then, at timing t12, the gate signals G1 and G4 transition from high level to low level. As a result, the transistors Q1 and Q4 are turned off.
  • the gate signals G2 and G3 transition from low level to high level. As a result, the transistors Q2 and Q3 are turned on.
  • the transistors Q1 and Q4 are kept off, and the transistors Q2 and Q3 are kept on.
  • the gate signals G2 and G3 transition from high level to low level. As a result, the transistors Q2 and Q3 are turned off.
  • the gate signals G1 and G4 transition from low level to high level. This turns on the transistors Q1 and Q4.
  • FIG. 102A and 103B show the operation of the power conversion device 5E.
  • FIG. 103A shows the operation at timing tA during the period from timing t11 to t12, and FIG. The operation at timing tB is shown.
  • gate signals G1 and G4 are at high level and gate signals G2 and G3 are at low level, so transistors Q1 and Q4 are on and transistor Q2 is on. , Q3 are off.
  • the transistors Q5 and Q8 are turned on based on the gate signals G5 and G8, and the transistors Q6 and Q7 are turned off based on the gate signals G6 and G7.
  • a current IA1 flows in order.
  • current IA2 flows through windings 26 and 27, connection terminals T6 and T8, transistor Q5, capacitor 38 and load LD, transistor Q8, and connection terminals T7 and T9 in that order.
  • gate signals G1 and G4 are at low level and gate signals G2 and G3 are at high level, so transistors Q1 and Q4 are off and transistor Q2 is turned off. , Q3 are on.
  • the transistors Q5 and Q8 are turned off based on the gate signals G5 and G8, and the transistors Q6 and Q7 are turned on based on the gate signals G6 and G7.
  • a current IB1 flows in order.
  • current IB2 flows through windings 26 and 27, connection terminals T7 and T9, transistor Q7, capacitor 38 and load LD, transistor Q6, and connection terminals T6 and T8 in that order.
  • the power converter 5E transforms and outputs the DC power supplied from the DC power supply PDC.
  • the power conversion device 5E uses PWM to control the operation of the transistors Q1 to Q4, thereby controlling the output voltage to be constant.
  • the terminals T11 and T12 are connected to the DC power supply PDC, and the terminals T21 and T22 are connected to the load LD.
  • the load LD may be connected to the terminals T11 and T12.
  • the power conversion device 5E operates the transistors Q5 to Q8 as a switching circuit and operates the transistors Q1 to Q4 as a rectifying circuit, thereby transforming the DC power supplied from the DC power supply PDC and outputting it. can do.
  • windings 26A, 26B and the windings 27A, 27B are connected in parallel as shown in FIG. may be omitted and these four windings 26A, 26B, 27A, 27B may be connected in series. In this case, this secondary winding constitutes one winding.
  • the winding 21 including the resonance coil is connected to the primary side circuit of the power conversion device 5, but the present invention is not limited to this. Instead of this, for example, like a power converter 5F shown in FIG. 103, the winding 21 may be connected to the secondary side circuit.
  • This power converter 5F includes a capacitor 11, a switching circuit 32, a transformer 70E, a capacitor 35, a rectifying circuit 36, and a smoothing circuit 37. Connection terminals T6 and T8 of the transformer 70E are connected to the node N1 of the switching circuit 32, and connection terminals T7 and T9 of the transformer 70E are connected to the node N2 of the switching circuit 32.
  • a connection terminal T ⁇ b>1 of the transformer 70 ⁇ /b>E is connected to one end of the capacitor 35 .
  • a connection terminal T2 of the transformer 70E is connected to a node N4 of the rectifier circuit .
  • One end of the capacitor 35 is connected to the connection terminal T1 of the transformer 70E, and the other end is connected to the node N3 of the rectifier circuit 36.
  • the windings 21 are individually wound around the five legs 911 to 915, but the present invention is not limited to this.
  • the windings 21 may be wound together around the three legs 911 to 913. .
  • the DC power supplied from the DC power supply PDC is converted and the converted DC power is supplied to the load LD, but the present invention is not limited to this.
  • batteries 1091 and 1092 are provided as in a power conversion system 9 shown in FIG. 104, and the power converter 1 converts the DC power supplied from the battery 1091, 1092 may be supplied.
  • this modification is applied to the power conversion device 1 in this example, the present modification is not limited to this. may apply.

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Abstract

本発明の一実施の形態に係る磁性部品は、互いに対向する第1の基体部および第2の基体部と、第2の基体部における第1の基体部に対向する面に設けられ、第1の基体部および第2の基体部を磁気結合させる第1の脚部、第2の脚部、第3の脚部、第4の脚部、および第5の脚部を含む5つの脚部とを有し、第2の脚部および第3の脚部は第1の方向において第1の脚部を挟んで配置され、第4の脚部および第5の脚部は第2の方向において第1の脚部を挟んで配置された磁気コアと、5つの脚部に巻き付けられた第1の巻線と、5つの脚部のうちの、第1の脚部以外の4つの脚部に巻き付けられた1または複数の第2の巻線とを備える。第1の基体部は、5つの脚部のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた、1以上の凹部または1以上の貫通穴を有する。

Description

磁性部品および電力変換装置
 本発明は、磁性部品、および磁性部品を備えた電力変換装置に関する。
 電力変換装置には、共振コイルおよびトランスを用いて構成された共振コンバータがある。電力変換装置では、部品コストや実装コストの低減、装置の小型化が望まれている。例えば、特許文献1には、例えば、共振コイルおよびトランスを複合化した磁性部品が開示されている。
特開2021-153091
 磁性部品では、漏れ磁束によるフリンジングロスを低減することが望まれており、さらなるフリンジングロスの低減が期待されている。
 フリンジングロスを低減することができる磁性部品および電力変換装置を提供することが望ましい。
 本発明の一実施の形態に係る第1の磁性部品は、磁気コアと、第1の巻線と、1または複数の第2の巻線とを備えている。磁気コアは、互いに対向する第1の基体および第2の基体部と、第2の基体部における第1の基体部に対向する面に設けられ、第1の基体部および第2の基体部を磁気結合させる第1の脚部、第2の脚部、第3の脚部、第4の脚部、および第5の脚部を含む5つの脚部とを有する。第2の脚部および第3の脚部は第1の方向において第1の脚部を挟んで配置され、第4の脚部および第5の脚部は第2の方向において第1の脚部を挟んで配置される。第1の巻線は、5つの脚部に巻き付けられたものである。1または複数の第2の巻線は、5つの脚部のうちの、第1の脚部以外の4つの脚部に巻き付けられたものである。第1の基体部は、5つの脚部のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた、1以上の凹部または1以上の貫通穴を有する。
 本発明の一実施の形態に係る第2の磁性部品は、磁気コアと、第1の巻線と、1または複数の第2の巻線とを備えている。磁気コアは、互いに対向する第1の基体部および第2の基体部と、第2の基体部における第1の基体部に対向する面に設けられ、第1の基体部および第2の基体部を磁気結合させる第1の脚部、第2の脚部、第3の脚部、第4の脚部、第5の脚部、および第6の脚部を含む6つの脚部とを有する。第1の脚部、第2の脚部、および第3の脚部は第1の方向にこの順に並設され、第4の脚部、第5の脚部、および第6の脚部は第1の方向にこの順で並設され、第1の脚部および第4の脚部は第2の方向に並設され、第2の脚部および第5の脚部は第2の方向に並設され、第3の脚部および第6の脚部は第2の方向に並設される。第1の巻線は、6つの脚部に巻き付けられたものである。1または複数の第2の巻線は、6つの脚部のうちの4つの脚部に巻き付けられたものである。第1の基体部は、第2の基体部に対向する面において、6つの脚部のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた1以上の凹部を有する。
 本発明の一実施の形態に係る第1の電力変換装置は、上記第1の磁性部品または第2の磁性部品と、スイッチング回路と、整流回路と、平滑回路とを備えている。スイッチング回路は、磁性部品の第1の巻線に接続され、1または複数のスイッチング素子を有するものである。整流回路は、磁性部品の1または複数の第2の巻線に接続されたものである。平滑回路は、整流回路に接続されたものである。
 本発明の一実施の形態に係る第2の電力変換装置は、上記第1の磁性部品または第2の磁性部品と、スイッチング回路と、整流回路と、平滑回路とを備えている。スイッチング回路は、磁性部品の1または複数の第2の巻線に接続され、1または複数のスイッチング素子を有するものである。整流回路は、磁性部品の第1の巻線に接続されたものである。平滑回路は、整流回路に接続されたものである。
 本発明の一実施の形態に係る第1の磁性部品、第2の磁性部品、第1の電力変換装置、および第2の電力変換装置によれば、フリンジングロスを低減することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図1に示したトランスの一構成例を表す説明図である。 図2に示した基体部の一構成例を表す説明図である。 図1に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図1に示した電力変換装置における一動作例を表すタイミング波形図である。 図1に示した電力変換装置における一動作状態を表す説明図である。 図1に示した電力変換装置における他の動作状態を表す説明図である。 図2に示した脚部における磁束の一例を表す説明図である。 図2に示した脚部における磁束の他の例を表す説明図である。 図2に示した基体部における磁束の一例を表す説明図である。 図2に示した基体部における磁束の他の例を表す説明図である。 図2に示したトランスの一特性例を表す説明図である。 図2に示したトランスの一特性例を表す他の説明図である。 比較例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図11に示したトランスの一特性例を表す説明図である。 図11に示したトランスの一特性例を表す他の説明図である。 第1の実施の形態の変形例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図14に示したシート部材の一構成例を表す説明図である。 図14に示したシート部材の他の一構成例を表す説明図である。 図14に示したシート部材の他の一構成例を表す説明図である。 図14に示したシート部材の他の一構成例を表す説明図である。 図14に示したシート部材の他の一構成例を表す説明図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図20に示した基体部の一構成例を表す説明図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図22に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図24に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図24に示した電力変換装置における一動作例を表すタイミング波形図である。 図24に示した電力変換装置における一動作状態を表す説明図である。 図24に示した電力変換装置における他の動作状態を表す説明図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図29に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図29に示した電力変換装置における一動作状態を表す説明図である。 図29に示した電力変換装置における他の動作状態を表す説明図である。 トランスの脚部における磁束の一例を表す説明図である。 トランスの脚部における磁束の他の例を表す説明図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る巻線の一構成例を表す説明図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る巻線の一構成例を表す説明図である。 巻線において電流が流れる方向の一例を表す説明図である。 第2の実施の形態に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図36に示したトランスの一構成例を表す説明図である。 図37に示した基体部の一構成例を表す説明図である。 図36に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図37に示した脚部における磁束の一例を表す説明図である。 図37に示した脚部における磁束の他の例を表す説明図である。 図37に示した基体部における磁束の一例を表す説明図である。 図37に示した基体部における磁束の他の例を表す説明図である。 第2の実施の形態の変形例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図42に示した基体部の一構成例を表す説明図である。 図42に示したトランスに係る巻線の一構成例を表す説明図である。 図42に示したトランスに係る他の巻線の一構成例を表す説明図である。 第3の実施の形態に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図46に示したトランスの一構成例を表す説明図である。 図46に示したトランスの一構成例を表す他の説明図である。 図46に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図46に示した電力変換装置における一動作例を表すタイミング波形図である。 図46に示した電力変換装置における一動作状態を表す説明図である。 図46に示した電力変換装置における他の動作状態を表す説明図である。 図47に示した脚部における磁束の一例を表す説明図である。 図47に示した脚部における磁束の他の例を表す説明図である。 図47に示した基体部における磁束の一例を表す説明図である。 図47に示した基体部における磁束の他の例を表す説明図である。 図47に示したトランスの一特性例を表す説明図である。 図47に示したトランスの一特性例を表す他の説明図である。 比較例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図56に示したトランスの一特性例を表す説明図である。 図56に示したトランスの一特性例を表す他の説明図である。 図56に示したトランスの他の一特性例を表す説明図である。 第3の実施の形態の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図60に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 第3の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図62に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図62に示した電力変換装置における一動作例を表すタイミング波形図である。 図62に示した電力変換装置における一動作状態を表す説明図である。 図62に示した電力変換装置における他の動作状態を表す説明図である。 第3の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 第4の実施の形態に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図67に示したトランスの一構成例を表す説明図である。 図67に示したトランスの一構成例を表す他の説明図である。 図67に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図68に示した脚部における磁束の一例を表す説明図である。 図68に示した脚部における磁束の他の例を表す説明図である。 図68に示した基体部における磁束の一例を表す説明図である。 図68に示した基体部における磁束の他の例を表す説明図である。 第4の実施の形態の変形例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図73に示したトランスの一構成例を表す説明図である。 図73に示したトランスに係る巻線の一構成例を表す説明図である。 第5の実施の形態に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図76に示したトランスの一構成例を表す説明図である。 図77に示した磁気コアの一構成例を表す説明図である。 図77に示した基体部の一構成例を表す説明図である。 図76に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図76に示した電力変換装置における一動作例を表すタイミング波形図である。 図76に示した電力変換装置における一動作状態を表す説明図である。 図76に示した電力変換装置における他の動作状態を表す説明図である。 図77に示した脚部における磁束の一例を表す説明図である。 図77に示した脚部における磁束の他の例を表す説明図である。 図77に示した基体部における磁束の一例を表す説明図である。 図77に示した基体部における磁束の他の例を表す説明図である。 図77に示したトランスの一特性例を表す説明図である。 比較例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図86に示したトランスの一特性例を表す説明図である。 図86に示したトランスの他の一特性例を表す説明図である。 第5の実施の形態の変形例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図89に示した磁気コアの一構成例を表す説明図である。 図89に示した基体部の一構成例を表す説明図である。 第5の実施の形態の他の変形例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図92に示した磁気コアの一構成例を表す説明図である。 図92に示した基体部の一構成例を表す説明図である。 第5の実施の形態の他の変形例に係るトランスの一構成例を表す説明図である。 図95に示したトランスの一特性例を表す説明図である。 第5の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図97に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 第5の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図99に示した巻線の一構成例を表す説明図である。 図99に示した電力変換装置における一動作例を表すタイミング波形図である。 図99に示した電力変換装置における一動作状態を表す説明図である。 図99に示した電力変換装置における他の動作状態を表す説明図である。 第5の実施の形態の他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 変形例に係る電力変換システムの一構成例を表す説明図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(5つの脚部を有する磁気コアを含む磁性部品を用いた例)
2.第2の実施の形態(6つの脚部を有する磁気コアを含む磁性部品を用いた例)
3.第3の実施の形態(5つの脚部を有する磁気コアを含む磁性部品を用いた他の例)
4.第4の実施の形態(6つの脚部を有する磁気コアを含む磁性部品を用いた他の例)
5.第5の実施の形態(5つの脚部を有する磁気コアを含む磁性部品を用いた他の例)
<1.第1の実施の形態>
[構成例]
 図1は、本発明の第1の実施の形態に係る磁性部品を備えた電力変換装置1の一構成例を表すものである。この電力変換装置1は、直流電力を変圧するLLC共振コンバータである。電力変換装置1は、端子T11,T12と、端子T21,T22とを備えている。端子T11,T12は直流電源PDCに接続され、端子T21,T22は負荷LDに接続される。電力変換装置1は、直流電源PDCから供給された直流電力を変換し、変換された直流電力を負荷LDに供給するように構成される。
 電力変換装置1は、キャパシタ11と、スイッチング回路12と、キャパシタ15と、トランス20と、4つの整流回路16(整流回路16A,16B,16C,16D)と、4つの平滑回路17(平滑回路17A,17B,17C,17D)とを備えている。キャパシタ11、スイッチング回路12、およびキャパシタ15は、電力変換装置1の一次側回路を構成し、4つの整流回路16および4つの平滑回路17は、電力変換装置1の二次側回路を構成する。
 キャパシタ11の一端は、端子T11に導かれた電圧線L11に接続され、他端は、端子T12に導かれた基準電圧線L12に接続される。
 スイッチング回路12は、直流電源PDCから供給された直流電圧を交流電圧に変換するように構成される。スイッチング回路12は、トランジスタ13,14を有している。トランジスタ13,14は、この例では、MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)である。トランジスタ13のドレインは電圧線L11に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G1が供給され、ソースはトランジスタ14のドレインおよびキャパシタ15の一端に接続される。トランジスタ14のドレインはトランジスタ13のソースおよびキャパシタ15の一端に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G2が供給され、ソースは基準電圧線L12に接続される。なお、スイッチング回路12は、この構成に限定されるものではなく、1または複数のスイッチング素子を有する様々な回路を用いることができる。
 キャパシタ15の一端はトランジスタ13のソースおよびトランジスタ14のドレインに接続され、他端はトランス20の接続端子T1(後述)に接続される。
 トランス20は、1次側回路と2次側回路とを直流的に絶縁するとともに交流的に接続し、1次側回路から供給された交流電圧を、トランス20の変成比Rで変換し、変換された交流電圧を2次側回路に供給するように構成される。トランス20は、共振コイルと、トランスとを複合化させた磁性部品である。トランス20は、接続端子T1,T2,T3A,T4A,T5A,T3B,T4B,T5B,T3C,T4C,T5C,T3D,T4D,T5Dと、巻線21と、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dとを有している。
 接続端子T1はキャパシタ15の他端に接続され、接続端子T2は基準電圧線L12に接続される。接続端子T3A,T5Aは、整流回路16Aを介して、端子T22に導かれる基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Aは、端子T21に導かれる電圧線L21に接続される。接続端子T3B,T5Bは、整流回路16Bを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Bは電圧線L21に接続される。接続端子T3C,T5Cは、整流回路16Cを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Cは電圧線L21に接続される。接続端子T3D,T5Dは、整流回路16Dを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Dは電圧線L21に接続される。
 巻線21の一端は接続端子T1に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21は、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを含んでいる。巻線21Aは、共振コイルであり、巻線21B~21Eは、トランスの一次側巻線である。巻線21A~21Eは、この順に直列に接続される。巻線21Aは接続端子T1に接続され、巻線21Eは接続端子T2に接続される。
 巻線22Aの一端は接続端子T3Aに接続され、他端は接続端子T4Aに接続される。巻線23Aの一端は接続端子T4Aに接続され、他端は接続端子T5Aに接続される。巻線22Bの一端は接続端子T3Bに接続され、他端は接続端子T4Bに接続される。巻線23Bの一端は接続端子T4Bに接続され、他端は接続端子T5Bに接続される。巻線22Cの一端は接続端子T3Cに接続され、他端は接続端子T4Cに接続される。巻線23Cの一端は接続端子T4Cに接続され、他端は接続端子T5Cに接続される。巻線22Dの一端は接続端子T3Dに接続され、他端は接続端子T4Dに接続される。巻線23Dの一端は接続端子T4Dに接続され、他端は接続端子T5Dに接続される。
 整流回路16Aは、トランス20の巻線22A,23Aから出力された交流電圧を整流するように構成される。整流回路16Aは、ダイオードD1,D2を有している。ダイオードD1は、基準電圧線L22上に設けられ、アノードはダイオードD2のアノードおよび平滑回路17Aに接続され、カソードはトランス20の接続端子T3Aに接続される。ダイオードD2は、基準電圧線L22上に設けられ、アノードはダイオードD1のアノードおよび平滑回路17Aに接続され、カソードはトランス20の接続端子T5Aに接続される。なお、この例では、ダイオードを設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、ダイオードの代わりにトランジスタを設け、いわゆる同期整流を行うように構成してもよい。
 整流回路16Bは、トランス20の巻線22B,23Bから出力された交流電圧を整流するように構成される。整流回路16Cは、トランス20の巻線22C,23Cから出力された交流電圧を整流するように構成される。整流回路16Dは、トランス20の巻線22D,23Dから出力された交流電圧を整流するように構成される。整流回路16B~16Dの回路構成は、整流回路16Aの回路構成と同様である。
 平滑回路17Aは、整流回路16Aにより整流された電圧を平滑化するように構成される。平滑回路17Aは、キャパシタ18を有している。キャパシタ18の一端は、電圧線L21に接続され、他端は基準電圧線L22に接続される。なお、この例では、平滑回路17Aはキャパシタ18を有するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、さらに、キャパシタ18の一端とトランス20の接続端子T4Aとの間に設けられた、例えばチョークコイルなどのインダクタを有するようにしてよい。
 平滑回路17Bは、整流回路16Bにより整流された電圧を平滑化するように構成される。平滑回路17Cは、整流回路16Cにより整流された電圧を平滑化するように構成される。平滑回路17Dは、整流回路16Dにより整流された電圧を平滑化するように構成される。平滑回路17B~17Dの回路構成は、平滑回路17Aの回路構成と同様である。
(トランス20)
 図2は、トランス20の一構成例を表すものである。図2には、I-I矢視方向のトランス20の断面図、およびII-II矢視方向のトランス20の断面図をも描いている。トランス20は、この例では、プレーナトランスである。トランス20は、磁気コア100と、基板200とを有している。
 磁気コア100は、基体部101,102と、5つの脚部111~115とを有している。基体部101,102は、Z方向において互いに対向するように配置される。基体部101,102は、XY平面において、X方向に長い略矩形形状を有する。脚部111~115は、基体部102における基体部101に対向する面に設けられ、2つの基体部101,102を磁気結合させるように設けられる。基体部102と5つの脚部111~115とは、一体として形成される。脚部111は、基体部102における中央付近に設けられる。脚部112,113は、基体部102におけるX方向の両端部にそれぞれ設けられ、脚部114,115は、基体部102におけるY方向の両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、脚部112,113は、X方向において脚部111を挟んで配置され、脚部114,115は、Y方向において脚部111を挟んで配置される。XY平面において、脚部114,115の断面積は、脚部112,113の断面積よりも大きい。脚部111,114,115は、XY平面において、X方向に長くなるように構成され、脚部112,113は、XY平面において、Y方向に長くなるように構成される。X方向における脚部114,115の幅は、Y方向における脚部112,113の幅よりも広くなっている。この例では、Z軸方向において、脚部111~115の高さは互いに等しい。基体部101と、脚部111~115のそれぞれとの間には、ギャップGが形成される。このギャップGは、例えばエアギャップであってもよいし、スペーサギャップであってもよい。また、例えば、非磁性のシート部材を挿入することにより、このギャップGを形成してもよい。
 図3は、基体部101の一構成例を表すものである。図3には、III-III矢視方向の基体部101の断面図、およびIV-IV矢視方向の基体部101の断面図をも描いている。この図3には、説明の便宜上、脚部111~115に対応する領域も描いている。この図3では、基体部101の裏側の面を描いているので、XY平面における脚部111~115に対応する領域の位置が、図2と異なっている。
 図2,3に示したように、基体部101の、基体部102に対向する面の中央付近には、凹部191が設けられる。この凹部191は、脚部111に対応する位置に設けられる。XY平面において、凹部191が設けられた領域は、この脚部111の領域を含み、この脚部111の領域より広い。この凹部191により、基体部101と脚部111との間のギャップGは、基体部101と脚部112~115のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。
 基板200は、多層基板(この例では4層基板)である。基板200には、磁気コア100における脚部111~115に対応する位置に貫通穴が設けられており、基板200は、磁気コア100における基体部101,102の間に挟まれるようになっている。この基板200には、巻線21、および巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dが設けられている。
 図4は、基板200における巻線の一構成例を表すものであり、図4(A)は第1層である配線層LA1を示し、図4(B)は第2層である配線層LA2を示し、図4(C)は第3層である配線層LA3を示し、図4(D)は第4層である配線層LA4を示す。配線層LA1~LA4は、基板200の層方向において、この順に設けられている。図4において、巻線21を実線で示し、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを破線で示す。
 配線層LA2,LA3には、巻線21(巻線21A,21B,21C,21D,21E)が設けられる。基板200には、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH1~TH6が設けられている。巻線21は、これらのスルーホールTH1~TH6を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線21は、5つの脚部111~115に巻き付けられている。具体的には、巻線21は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部111,112,113のそれぞれに時計回りに2回巻き付けられ、脚部114,115のそれぞれに反時計回りに2回巻き付けられる。巻線21のうち、脚部111に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線21Aに対応し、脚部112~115に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線21B~21Dに対応する。
 配線層LA1には、巻線22A,22B,22C,22Dが設けられる。巻線22Aは、接続端子T3Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部112に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Bは、接続端子T3Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部115に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Cは、接続端子T3Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部113に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Dは、接続端子T3Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部114に反時計回りに1回巻き付けられる。
 配線層LA4には、巻線23A,23B,23C,23Dが設けられる。巻線23Aは、接続端子T5Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部112に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Bは、接続端子T5Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部115に時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Cは、接続端子T5Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部113に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Dは、接続端子T5Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部114に時計回りに1回巻き付けられる。
 このように、脚部111には、共振コイルである巻線21Aが巻き付けられ、脚部112~115には、トランスの1次側巻線である巻線21B~21E、および2次側巻線である巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dが巻き付けられる。共振コイルの特性は、例えば、脚部111への巻線の巻き付け回数や、基体部101と脚部111との間のギャップGにより設定される。トランスの特性は、例えば、脚部112~115への巻線の巻き付け回数や、基体部101と脚部112~115との間のギャップGにより設定される。この例では、図2に示したように、基体部101と脚部111との間のギャップGを、基体部101と脚部112~115のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくすることにより、共振コイルの特性を調節している。
 ここで、トランス20は、本開示の一実施の形態における「磁性部品」の一具体例に対応する。磁気コア100は、本開示の一実施の形態における「磁気コア」の一具体例に対応する。基体部101は、本開示の一実施の形態における「第1の基体部」の一具体例に対応する。基体部102は、本開示の一実施の形態における「第2の基体部」の一具体例に対応する。凹部191は、本開示の一実施の形態における「第1の凹部」の一具体例に対応する。脚部111は、本開示の一実施の形態における「第1の脚部」の一具体例に対応する。脚部112は、本開示の一実施の形態における「第2の脚部」の一具体例に対応する。脚部113は、本開示の一実施の形態における「第3の脚部」の一具体例に対応する。脚部114は、本開示の一実施の形態における「第4の脚部」の一具体例に対応する。脚部115は、本開示の一実施の形態における「第5の脚部」の一具体例に対応する。巻線21は、本開示の一実施の形態における「第1の巻線」の一具体例に対応する。巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dは、本開示の一実施の形態における「複数の第2の巻線」の一具体例に対応する。接続端子T1は、本開示の一実施の形態における「第1の接続端子」の一具体例に対応する。接続端子T2は、本開示の一実施の形態における「第2の接続端子」の一具体例に対応する。スイッチング回路12は、本開示の一実施の形態における「スイッチング回路」の一具体例に対応する。整流回路16A,16B,16C,16Dは、本開示の一実施の形態における「整流回路」の一具体例に対応する。平滑回路17A,17B,17C,17Dは、本開示の一実施の形態における「平滑回路」の一具体例に対応する。
[動作および作用]
 続いて、本実施の形態の電力変換装置1の動作および作用について説明する。
(全体動作概要)
 まず、図1を参照して、電力変換装置1の全体動作概要を説明する。電力変換装置1では、スイッチング回路12において、トランジスタ13,14がスイッチング動作を行うことにより、直流電源PDCから供給された直流電圧に基づいて交流電圧を生成する。トランス20は、この交流電圧を変成比Rにより変換する。整流回路16Aは、トランス20の巻線22A,23Aから出力された交流電圧を整流し、整流回路16Bは、トランス20の巻線22B,23Bから出力された交流電圧を整流し、整流回路16Cは、トランス20の巻線22C,23Cから出力された交流電圧を整流し、整流回路16Dは、トランス20の巻線22D,23Dから出力された交流電圧を整流する。平滑回路17Aは、整流回路16Aにより整流された電圧を平滑化し、平滑回路17Bは、整流回路16Bにより整流された電圧を平滑化し、平滑回路17Cは、整流回路16Cにより整流された電圧を平滑化し、平滑回路17Dは、整流回路16Dにより整流された電圧を平滑化する。
(詳細動作)
 図5は、電力変換装置1の一動作例を表すものである。この図5において、I1は、巻線21に流れる電流を示し、I2は、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dに流れる電流の合計電流を示し、Imは励磁電流を示す。この励磁電流Imは、I1-I2・Rで表される。Rはトランス20における変成比である。変成比Rは、トランスの一次側巻線(巻線21B~21E)の巻き数を、トランスの二次側巻線(例えば巻線22A)の巻き数で除した値である。
 この例では、タイミングt0において、ゲート信号G2が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13,14はともにオフ状態になる。
 タイミングt1において、ゲート信号G1が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオン状態になる。タイミングt1~t2の期間において、トランジスタ13はオン状態を維持し、トランジスタ14はオフ状態を維持する。そして、タイミングt2において、ゲート信号G1が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオフ状態になる。
 タイミングt3において、ゲート信号G2が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ14がオン状態になる。タイミングt3~t4の期間において、トランジスタ13はオフ状態を維持し、トランジスタ14はオン状態を維持する。そして、タイミングt4において、ゲート信号G2が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ14がオフ状態になる。
 タイミングt5において、ゲート信号G1が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオン状態になる。
 このようにトランジスタ13,14がスイッチング動作を行うことにより、トランス20では、図5に示したように、電流I1,I2および励磁電流Imが流れる。具体的には、トランス20の2次側に流れる電流I2は、タイミングt0~t2の期間において正になり、タイミングt2~t4の期間において負になる正弦波電流になる。また、トランス20の1次側に流れる電流I1は、この電流I2よりも位相が遅れた正弦波電流になる。励磁電流Imは、タイミングt0~t2の期間において増加し、タイミングt2~t4の期間において減少する三角波電流になる。
 図6A,6Bは、電力変換装置1における電流の流れを表すものであり、図6Aは、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでの動作を示し、図6Bは、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでの動作を示す。これらの図では、トランジスタ13,14を、その動作状態(オン状態もしくはオフ状態)を表すシンボルで示している。
 図7A,7Bは、磁気コア100の脚部111~115における磁束の向きを表すものであり、図7Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図7Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。図8A,8Bは、磁気コア100の基体部102における磁束の向きを表すものであり、図8Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図8Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。
 タイミングt1~t2の期間では、図5に示したように、ゲート信号G1が高レベルでありゲート信号G2が低レベルであるので、トランジスタ13はオン状態であり、トランジスタ14はオフ状態である。これにより、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでは、図6Aに示したように、1次側回路に、トランジスタ13、キャパシタ15、接続端子T1、巻線21、接続端子T2の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線23A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD2、接続端子T5Aの順に電流IA2が流れる。整流回路16Bおよび平滑回路17Bに係る2次側回路、整流回路16Cおよび平滑回路17Cに係る2次側回路、整流回路16Dおよび平滑回路17Dに係る2次側回路についても同様である。
 このように、巻線21において、接続端子T1から接続端子T2に向かって電流IA1が流れることにより、トランス20では、図7Aに示したように、脚部111~115において磁束が生じる。巻線21は、脚部111,112,113のそれぞれに時計回りに巻き付けられ、脚部114,115のそれぞれに反時計回りに巻き付けられているので、脚部111,112,113における磁束の方向は、Z方向と反対方向であり、脚部114,115における磁束の方向は、Z方向である。基体部102では、図8Aに示したように、脚部111から脚部114,115に向かう磁束が生じ、脚部112から脚部114,115に向かう磁束が生じ、脚部113から脚部114,115に向かう磁束が生じる。基体部101における磁束の方向は、基体部102における磁束の方向(図8A)と反対の方向である。
 タイミングt3~t4の期間では、図5に示したように、ゲート信号G1が低レベルでありゲート信号G2が高レベルであるので、トランジスタ13はオフ状態であり、トランジスタ14はオン状態である。これにより、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでは、図6Bに示したように、1次側回路に、キャパシタ15、トランジスタ14、接続端子T2、巻線21、接続端子T1の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線22A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD1、接続端子T3Aの順に電流IB2が流れる。整流回路16Bおよび平滑回路17Bに係る2次側回路、整流回路16Cおよび平滑回路17Cに係る2次側回路、整流回路16Dおよび平滑回路17Dに係る2次側回路についても同様である。
 このように、巻線21において、接続端子T2から接続端子T1に向かって電流IB1が流れることにより、トランス20では、図7Bに示したように、脚部111~115において磁束が生じる。脚部111,112,113における磁束の方向は、Z方向であり、脚部114,115における磁束の方向は、Z方向と反対方向である。基体部102では、図8Bに示したように、脚部114から脚部111,112,113に向かう磁束が生じ、脚部115から脚部111,112,113に向かう磁束が生じる。基体部101における磁束の方向は、基体部102における磁束の方向(図8B)と反対の方向である。
 電力変換装置1は、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置1は、PWM(Pulse Width Modulation)を用いてトランジスタ13,14の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 図9は、トランス20における磁束の強さの分布を表すものである。図10は、図9における部分W1付近を拡大して描いたものである。図9,10は、図2に示したI-I矢視方向における断面図に対応する特性図である。図9,10では、磁束の強さを、グレースケールを用いて示している。色が濃いほど、磁束が強いことを示す。なお、磁気コア100に係る部分を黒色で示している。この例では、4つの配線層を用いて、巻線21を脚部111に巻き付けている。
 例えば、基体部101および脚部111の間のギャップG付近では、磁束が強くなる。このギャップGから漏れた磁束は、脚部111に巻き付けられた巻線21の付近にまで広がる。本実施の形態に係るトランス20では、基体部101に凹部191を設けるようにしたので、以下に、比較例と対比して説明するように、基体部101および脚部111の間のギャップGと、巻線21との距離を長くすることができる。このように、ギャップGと巻線21とを離すことができるので、漏れ磁束によるフリンジングロスを低減することができる。
(比較例)
 次に、比較例に係るトランス20Rについて説明する。
 図11は、トランス20Rの一構成例を表すものである。トランス20Rは、磁気コア100Rを有している。磁気コア100Rは、基体部101Rを有している。基体部101Rは、本実施の形態に係る基体部101(図2,3)とは異なり、凹部191を有していない。この例では、基体部101および脚部111の間のギャップGを確保するため、本実施の形態に係るトランス20と比べて、脚部112~115を高くするとともに、脚部111を低くしている。
 図12は、トランス20Rにおける磁束の強さの分布を表すものである。図13は、図12における部分W2付近を拡大して描いたものである。図12,13は、図11に示したI-I矢視方向における断面図に対応する特性図である。この例でも、基体部101Rおよび脚部111の間のギャップGから漏れた磁束は、脚部111に巻き付けられた巻線21の付近にまで広がっている。巻線21付近では、実施の形態の場合(図10)よりも磁束が強い。すなわち、この例では、脚部111を低くしているので、基体部101Rおよび脚部111の間のギャップGと、巻線21との距離が短くなるため、巻線21付近において、実施の形態の場合(図10)よりも磁束が強くなってしまう。巻線21付近では、例えば、磁束の向きは、Z軸方向である。これにより、この巻線21の配線パターンにおいて、渦電流が生じ、エネルギーのロス(フリンジングロス)が生じてしまう。また、この例では、脚部112~115を高くしているので、トランス20R全体のZ方向における高さが高くなってしまう。
 一方、本実施の形態に係るトランス20では、基体部101に凹部191を設けるようにしたので、比較例に係るトランス20Rとは異なり、脚部111を低くすることなく、基体部101および脚部111の間のギャップGと、巻線21との距離を長くすることができる。このように、ギャップGと巻線21とを離すことができるので、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができる。その結果、トランス20では、漏れ磁束によるフリンジングロスを低減することができる。また、脚部112~115を高くしないで済むので、トランス20全体のZ方向における高さを抑えることができる。
 このように、電力変換装置1では、互いに対向する基体部101および基体部102と、基体部102における基体部101に対向する面に設けられ、基体部101および基体部102を磁気結合させる脚部111~115とを有する磁気コア100を備えるようにした。脚部112,113を、X方向において脚部111を挟んで配置するとともに、脚部114,115を、Y方向において脚部111を挟んで配置するようにした。基体部101は、基体部102に対向する面において、脚部111に対応する位置に設けられた凹部191を有するようにした。基体部101の、基体部102と対向する面における凹部191の領域は、脚部111の領域よりも広くした。これにより、トランス20では、基体部101および脚部111の間のギャップGと、巻線21との距離を長くすることができるので、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができるため、フリンジングロスを低減することができる。
 また、電力変換装置1では、脚部111に対応する位置に凹部191を設けるようにした。この脚部111には、共振コイルである巻線21Aが巻き付けられているので、トランス20では、例えば、この凹部191により、基体部101と脚部111との間のギャップGを調節することができ、共振コイルの特性を調節することができる。
 また、電力変換装置1では、脚部111~115の高さを互いに等しくした。これにより、例えば、磁気コア100の製造をしやすくすることができる。
 電力変換装置1では、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、巻線21を、脚部111,112,113に第1の巻方向に巻き付けるとともに、脚部114,115に第2の巻方向に巻き付けるようにした。これにより、トランス20では、図8A,8Bに示したように、脚部111,112,113において第1の方向の磁束が生じるとともに、脚部114,115において第2の方向の磁束が生じる。そして、基体部101,102において、磁束が分散する。このように、基体部101,102において磁束を分散させることにより、基体部101,102における磁束密度を低くすることができるので、基体部101,102のZ方向における高さを低くすることができる。また、このように5つの脚部111~115を設けるようにしたので、脚部111~115のそれぞれにおける巻線21の巻き数を抑えることができ、例えば基板200の層数を減らすことができるので、脚部111~115のZ方向における高さを低くすることができる。その結果、電力変換装置1では、トランス20のサイズを小さくすることができる。
 また、電力変換装置1では、5つの脚部111~115に巻線21を巻き付け、脚部111以外の4つの脚部112~115に、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを巻き付けるようにした。これにより、巻線21のうち、脚部111に巻き付けた部分を共振コイルとして機能させることができる。これにより、トランス20では、共振コイルおよびトランスを複合化することができるので、共振コイルおよびトランスをそれぞれ個別に設ける場合に比べて、電力変換装置1のサイズを小さくすることができる。また、共振コイルにおけるインダクタンスを大きくすることができるので、電力変換装置1(LLC共振コンバータ)は、スイッチング周波数を変更することにより、出力電圧と入力電圧の比率を大きく変えることができる。よって、電力変換装置1は、周波数制御により、広い入力電圧範囲で出力電圧を一定に制御することができるので、広い入力電圧範囲で動作することができる。
[効果]
 以上のように本実施の形態では、互いに対向する基体部101および基体部102と、基体部102における基体部101に対向する面に設けられ、基体部101および基体部102を磁気結合させる脚部111~115とを有する磁気コアを備えるようにした。脚部112,113を、X方向において脚部111を挟んで配置するとともに、脚部114,115を、Y方向において脚部111を挟んで配置するようにした。基体部101は、基体部102に対向する面において、脚部111に対応する位置に設けられた凹部を有するようにした。基体部101の、基体部102と対向する面における凹部の領域は、脚部111の領域よりも広くした。これにより、フリンジングロスを低減することができる。
[変形例1-1]
 上記実施の形態では、トランス20において、脚部111~115の高さを互いに等しくしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、脚部111~115のうちの1以上の高さが異なるようにしてもよい。具体的には、例えば、凹部191の高さを高くするとともに、脚部111の高さを、脚部112~115よりも高くすることができる。これにより、例えば、基体部101および脚部111の間のギャップGと、巻線21との距離を長くすることができるので、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができる。
[変形例1-2]
 上記実施の形態では、5つの脚部111~115と、基体部101との間に、ギャップGを設けるようにした。例えば、5つの脚部111~115および基板200と、基体部101との間に、非磁性のシート部材を設けることにより、このギャップGを形成してもよい。このシート部材は、例えば平面状のシートであってもよいし、表面に凹凸を設けたシートであってもよい。以下に、表面に凹凸を設けたシート部材について、詳細に説明する。
 図14は、トランス20の一構成例を表すものである。このトランス20は、シート部材109を有する。シート部材109は、5つの脚部111~115および基板200と、基体部101との間に設けられる。シート部材109は、例えば非磁性の部材である。具体的には、シート部材109は、例えば、プラスチックにより構成され、例えばPET(ポリエチレンテレフタラート)、PEN(ポリエチレンナフタラート)、PP(ポリプロピレン)などの素材により構成される。
 図15は、シート部材109の一構成例を表すものである。なお、この図15には、説明の便宜上、凹部191に対応する領域、および脚部111~115に対応する領域を破線で描いている。
 図14,15に示したように、シート部材109の、基体部101と対向する面には凸部109Aが設けられている。この凸部109Aは、基体部101の凹部191に対応する位置に設けられる。XY平面における、この凸部109Aの領域は、基体部101における凹部191の領域よりも狭い。これにより、シート部材109の凸部109Aは、図14に示したように、基体部101の凹部191の空間内に収まるようになっている。
 図14,15に示したように、シート部材109の、基体部102と対向する面には凸部109Bが設けられる。この凸部109Bは、脚部111~115が設けられた領域とは異なる領域に設けられる。図15の例では、脚部111を囲むように4つの凸部109Bを設けている。これにより、凸部109Bは、脚部111~115が設けられていない領域に係る空間内に収まるようになっている。
 シート部材109は、例えば、凸部109Aおよび凸部109Bをも含めて一体として形成されてもよい。また、シート部材109は、ベースとなるシート部材に、凸部109Aに対応するシート部材と、凸部109Bに対応するシート部材とを貼り合わせることにより形成されてもよい。
 これにより、例えば、トランス20の製造時において、シート部材109と脚部111~115との間の位置決めをしやすくすることができ、シート部材109と基体部101との位置決めをしやすくすることができる。また、例えば、トランス20において、基体部101、シート部材109、および脚部111~115が互いにずれにくくすることができる。
 図16~19は、凸部109Bの他の配置例を表すものである。図16に示したように、脚部111を囲む、リング状の1つの凸部109Bを設けてもよい。図17に示したように、Y方向において脚部111を挟む、2つの凸部109Bを設けてもよい。図18に示したように、X方向において脚部111を挟む、2つの凸部109Bを設けてもよい。図19に示したように、脚部111のX方向の隣に凸部109Bを設けるとともに、脚部111のY方向の隣に他の凸部109Bを設けてもよい。
[変形例1-3]
 上記実施の形態では、基体部101の基体部102に対向する面に1つの凹部191を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、複数の凹部を設けてもよい。以下に、本変形例に係るトランス20Cについて詳細に説明する。
 図20は、トランス20Cの一構成例を表すものである。トランス20Cは、磁気コア100Cを有している。磁気コア100Cは、基体部101Cを有している。
 図21は、基体部101Cの一構成例を表すものである。この図21では、基体部101Cの裏側の面を描いているので、XY平面における脚部111~115に対応する領域の位置が、図20と異なっている。
 図20,21に示したように、基体部101Cの、基体部102に対向する面には、凹部191~195が設けられる。凹部192は、脚部112に対応する位置に設けられる。XY平面において、凹部192が設けられた領域は、この脚部112の領域を含み、この脚部112の領域より広い。凹部193は、脚部113に対応する位置に設けられる。XY平面において、凹部193が設けられた領域は、この脚部113の領域を含み、この脚部113の領域より広い。凹部194は、脚部114に対応する位置に設けられる。XY平面において、凹部194が設けられた領域は、この脚部114の領域を含み、この脚部114の領域より広い。凹部195は、脚部115に対応する位置に設けられる。XY平面において、凹部195が設けられた領域は、この脚部115の領域を含み、この脚部115の領域より広い。この例では、凹部191の高さは、凹部192~195の高さよりも高い。これにより、基体部101Cと脚部111との間のギャップGは、基体部101Cと脚部112~115のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。
 図20に示したように、この例では、Z軸方向において、脚部111~115の高さは互いに等しい。また、この例では、図20に示したように、脚部111~115の上面の高さ位置は、基体部101Cの最下面の高さ位置よりも高い。言い換えれば、脚部111の一部は、凹部191の空間内に設けられ、脚部112の一部は、凹部192の空間内に設けられ、脚部113の一部は、凹部193の空間内に設けられ、脚部114の一部は、凹部194の空間内に設けられ、脚部115の一部は、凹部195の空間内に設けられる。
 この変形例に係る電力変換装置では、脚部111に対応する位置に凹部191を設けるようにした。これにより、トランス20Cでは、この凹部191により、例えば、基体部101Cと脚部111との間のギャップGを調節することができ、共振コイルの特性を調節することができる。また、脚部112に対応する位置に凹部192を設け、脚部113に対応する位置に凹部193を設け、脚部114に対応する位置に凹部194を設け、脚部115に対応する位置に凹部195を設けるようにした。これにより、トランス20Cでは、この凹部192~195により、例えば、基体部101Cと脚部112~115との間のギャップGを調節することができ、トランスの特性を調節することができる。
[変形例1-4]
 上記実施の形態では、トランス20において、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを直列に接続することにより巻線21を構成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る電力変換装置1Dについて、詳細に説明する。
 図22は、電力変換装置1Dの一構成例を表すものである。電力変換装置1Dは、トランス20Dを備えている。トランス20Dは、巻線21を有する。巻線21の一端は接続端子T1に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21は、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを含んでいる。巻線21Aの一端は接続端子T1に接続され、他端は巻線21B,21Dの一端に接続される。巻線21Bの一端は巻線21Aの他端に接続され、他端は巻線21Cの一端に接続される。巻線21Cの一端は巻線21Bの他端に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21Dの一端は巻線21Aの他端に接続され、他端は巻線21Eの一端に接続される。巻線21Eの一端は巻線21Dの他端に接続され、他端は接続端子T2に接続される。すなわち、巻線21B,21Cと、巻線21D,21Eとは、互いに並列に接続される。
 図23は、トランス20Dの基板200における巻線の一構成例を表すものである。巻線21は、配線層LA2~LA4に設けられる。基板200には、配線層LA3における配線と配線層LA4における配線とを結ぶスルーホールTH11と、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH12~TH16が設けられている。巻線21は、これらのスルーホールTH11~TH16を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線21は、5つの脚部111~115に巻き付けられている。具体的には、巻線21は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部111に時計回りに3回巻き付けられ、脚部112,113のそれぞれに時計回りに2回巻き付けられ、脚部114,115のそれぞれに反時計回りに2回巻き付けられる。巻線21のうち、脚部111に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線21Aに対応し、脚部112~115に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線21B~21Dに対応する。
[変形例1-5]
 上記実施の形態では、2つのトランジスタ13,14を用いてスイッチング回路12を構成するとともに、2つのダイオードD1,D2を用いて各整流回路16を構成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る電力変換装置1Eについて、詳細に説明する。
 図24は、電力変換装置1Eの一構成例を表すものである。電力変換装置1Eは、キャパシタ11と、スイッチング回路32と、キャパシタ15と、トランス20Eと、整流回路36と、平滑回路37とを備えている。
 スイッチング回路32は、この例では、いわゆるフルブリッジ型の回路であり、トランジスタQ1~Q4を有している。トランジスタQ1のドレインは電圧線L11に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G1が供給され、ソースはノードN1に接続される。トランジスタQ2のドレインはノードN1に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G2が供給され、ソースは基準電圧線L12に接続される。トランジスタQ3のドレインは電圧線L11に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G3が供給され、ソースはノードN2に接続される。トランジスタQ4のドレインはノードN2に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G4が供給され、ソースは基準電圧線L12に接続される。
 キャパシタ15の一端はスイッチング回路32のノードN1に接続され、他端はトランス20Bの接続端子T1に接続される。
 トランス20Eは、接続端子T1,T2,T6,T7,T8,T9と、巻線21,26,27とを有している。
 接続端子T1はキャパシタ15の他端に接続され、接続端子T2はスイッチング回路32のノードN2に接続される。接続端子T6,T8は、整流回路36のノードN3(後述)に接続され、接続端子T7,T9は、整流回路36のノードN4(後述)に接続される。
 巻線26の一端は接続端子T6に接続され、他端は接続端子T7に接続される。巻線26は、巻線26A,26Bを含んでいる。巻線26A,26Bは直列に接続される。巻線26Aは接続端子T6に接続され、巻線26Bは接続端子T7に接続される。
 巻線27の一端は接続端子T8に接続され、他端は接続端子T9に接続される。巻線27は、巻線27A,27Bを含んでいる。巻線27A,27Bは直列に接続される。巻線27Aは接続端子T8に接続され、巻線27Bは接続端子T9に接続される。
 整流回路36は、トランス20Eから出力された交流電圧を整流するように構成される。整流回路36は、トランジスタQ5~Q8を有している。トランジスタQ5のドレインは電圧線L21に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G5が供給され、ソースはノードN3に接続される。トランジスタQ6のドレインはノードN3に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G6が供給され、ソースは基準電圧線L22に接続される。トランジスタQ7のドレインは電圧線L21に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G7が供給され、ソースはノードN4に接続される。トランジスタQ8のドレインはノードN4に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G8が供給され、ソースは基準電圧線L22に接続される。
 平滑回路37は、整流回路36により整流された電圧を平滑化するように構成される。平滑回路37は、キャパシタ38を有している。キャパシタ38の一端は、電圧線L21に接続され、他端は基準電圧線L22に接続される。
 図25は、トランス20Eの基板200における巻線の一構成例を表すものである。図25において、巻線21を実線で示し、巻線26,27を破線で示す。配線層LA2,LA3の構成は、上記実施の形態の場合(図4)と同様である。
 配線層LA1,LA4には、巻線26,27が設けられる。基板200には、配線層LA1における配線と配線層LA4における配線とを結ぶスルーホールTH21~TH24が設けられている。
 巻線26は、スルーホールTH21,TH22を含んで構成され、接続端子T6,T7に接続される。巻線26は、脚部112,115に巻き付けられている。具体的には、巻線26は、接続端子T6から接続端子T7に向かう方向において、脚部112に時計回りに2回巻き付けられ、脚部115に反時計回りに2回巻き付けられる。
 巻線27は、スルーホールTH23,TH24を含んで構成され、接続端子T8,T9に接続される。巻線27は、脚部113,114に巻き付けられている。具体的には、巻線27は、接続端子T8から接続端子T9に向かう方向において、脚部113に時計回りに2回巻き付けられ、脚部114に反時計回りに2回巻き付けられる。
 図26は、スイッチング回路32におけるスイッチング動作の一例を表すものである。
 この例では、タイミングt10において、ゲート信号G2,G3が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3はともにオフ状態になる。
 タイミングt11において、ゲート信号G1,G4が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオン状態になる。タイミングt11~t12の期間において、トランジスタQ1,Q4はオン状態を維持し、トランジスタQ2,Q3はオフ状態を維持する。そして、タイミングt12において、ゲート信号G1,G4が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオフ状態になる。
 タイミングt13において、ゲート信号G2,G3が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3がオン状態になる。タイミングt13~t14の期間において、トランジスタQ1,Q4はオフ状態を維持し、トランジスタQ2,Q3はオン状態を維持する。そして、タイミングt14において、ゲート信号G2,G3が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3がオフ状態になる。
 タイミングt15において、ゲート信号G1,G4が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオン状態になる。
 図27A,27Bは、電力変換装置1Eの動作を表すものであり、図27Aは、タイミングt11~t12の期間におけるあるタイミングtAでの動作を示し、図27Bは、タイミングt13~t14の期間におけるあるタイミングtBでの動作を示す。
 タイミングt11~t12の期間では、図26に示したように、ゲート信号G1,G4が高レベルでありゲート信号G2,G3が低レベルであるので、トランジスタQ1,Q4はオン状態であり、トランジスタQ2,Q3はオフ状態である。このとき、整流回路36において、トランジスタQ5,Q8は、ゲート信号G5,G8に基づいてオン状態になり、トランジスタQ6,Q7は、ゲート信号G6,G7に基づいてオフ状態になる。これにより、タイミングt11~t12の期間におけるあるタイミングtAでは、図27Aに示したように、1次側回路に、トランジスタQ1、キャパシタ15、接続端子T1、巻線21、接続端子T2、トランジスタQ4の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、2次側回路では、巻線26,27、接続端子T6,T8、トランジスタQ5、キャパシタ38および負荷LD、トランジスタQ8、接続端子T7,T9の順に電流IA2が流れる。
 タイミングt13~t14の期間では、図26に示したように、ゲート信号G1,G4が低レベルでありゲート信号G2,G3が高レベルであるので、トランジスタQ1,Q4はオフ状態であり、トランジスタQ2,Q3はオン状態である。このとき、整流回路36において、トランジスタQ5,Q8は、ゲート信号G5,G8に基づいてオフ状態になり、トランジスタQ6,Q7は、ゲート信号G6,G7に基づいてオン状態になる。これにより、タイミングt13~t14の期間におけるあるタイミングtBでは、図27Bに示したように、1次側回路に、トランジスタQ3、接続端子T2、巻線21、接続端子T1、キャパシタ15、トランジスタQ2の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、2次側回路では、巻線26,27、接続端子T7,T9、トランジスタQ7、キャパシタ38および負荷LD、トランジスタQ6、接続端子T6,T8の順に電流IB2が流れる。
 電力変換装置1Eは、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置1Eは、PWMを用いてトランジスタQ1~Q4の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 この例では、端子T11,T12に直流電源PDCを接続し、端子T21,T22に負荷LDを接続したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、端子T21,T22に直流電源PDCを接続し、端子T11,T12に負荷LDを接続してもよい。この場合には、電力変換装置1Eは、トランジスタQ5~Q8をスイッチング回路として動作させるとともに、トランジスタQ1~Q4を整流回路として動作させることにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力することができる。
 また、この例では、図24に示したように、巻線26A,26Bと、巻線27A,27Bとを並列に接続したが、これに限定されるものではなく、例えば、接続端子T7,T8を省き、これらの4つの巻線26A,26B,27A,27Bを直列に接続してもよい。この場合、この2次側の巻線は1つの巻線を構成する。
[変形例1-6]
 上記実施の形態では、共振コイルを含む巻線21が、電力変換装置1における1次側回路に接続されるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図28に示す電力変換装置1Fのように、巻線21が2次側回路に接続されるようにしてもよい。この電力変換装置1Fは、キャパシタ11と、スイッチング回路32と、トランス20Eと、キャパシタ35と、整流回路36と、平滑回路37とを備えている。トランス20Eの接続端子T6,T8は、スイッチング回路32のノードN1に接続され、トランス20Eの接続端子T7,T9は、スイッチング回路32のノードN2に接続される。トランス20Eの接続端子T1は、キャパシタ35の一端に接続される。トランス20Eの接続端子T2は、整流回路36のノードN4に接続される。キャパシタ35の一端はトランス20Eの接続端子T1に接続され、他端は整流回路36のノードN3に接続される。
[変形例1-7]
 上記実施の形態では、例えば図1に示したように、2次側回路に4つの整流回路16および4つの平滑回路17を設けたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る電力変換装置1Gについて、詳細に説明する。
 図29は、電力変換装置1Gの一構成例を表すものである。電力変換装置1Gは、トランス20Gと、整流回路16と、平滑回路17とを備えている。
 トランス20Gは、接続端子T1,T2,T3A,T4A,T5A,T3B,T4B,T5Bと、巻線28A,29A,28B,29Bとを有している。
 接続端子T1はキャパシタ15の他端に接続され、接続端子T2は基準電圧線L12に接続される。接続端子T3A,T3Bは、整流回路16のダイオードD1を介して、端子T22に導かれる基準電圧線L22に接続され、接続端子T5A,T5Bは、整流回路16のダイオードD2を介して、端子T22に導かれる基準電圧線L22に接続され、接続端子T4A,T4Bは、端子T21に導かれる電圧線L21に接続される。
 巻線28Aの一端は接続端子T3Aに接続され、他端は接続端子T4Aに接続される。巻線29Aの一端は接続端子T4Aに接続され、他端は接続端子T5Aに接続される。巻線28Bの一端は接続端子T3Bに接続され、他端は接続端子T4Bに接続される。巻線29Bの一端は接続端子T4Bに接続され、他端は接続端子T5Bに接続される。
 整流回路16は、ダイオードD1,D2を有している。ダイオードD1のアノードはダイオードD2のアノードおよび平滑回路17に接続され、カソードはトランス20Gの接続端子T3A,T3Bに接続される。ダイオードD2アノードは、ダイオードD1のアノードおよび平滑回路17に接続され、カソードはトランス20Gの接続端子T5A,T5Bに接続される。
 平滑回路17は、キャパシタ18を有している。キャパシタ18の一端は、電圧線L21に接続され、他端は基準電圧線L22に接続される。
 図30は、トランス20Gの基板200における巻線の一構成例を表すものである。図30において、巻線21を実線で示し、巻線28A,29A,28B,29Bを破線で示す。配線層LA2,LA3の構成は、上記実施の形態の場合(図4)と同様である。
 配線層LA1,LA4には、巻線28A,29A,28B,29Bが設けられる。基板200には、配線層LA1における配線と配線層LA4における配線とを結ぶスルーホールTH101~TH108が設けられている。巻線28Aは、脚部113に巻き付けられた配線層LA1における巻線部分、脚部114に巻き付けられた配線層LA4における巻線部分、およびスルーホールTH101,TH102を含んで構成され、接続端子T3A,T4Aに接続される。巻線28Aは、接続端子T3Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部113に時計回りに1回巻き付けられ、脚部114に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線28Bは、脚部112に巻き付けられた配線層LA1における巻線部分、脚部115に巻き付けられた配線層LA4における巻線部分、およびスルーホールTH105,TH106を含んで構成され、接続端子T3B,T4Bに接続される。巻線28Bは、接続端子T3Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部112に時計回りに1回巻き付けられ、脚部115に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線29Aは、脚部114に巻き付けられた配線層LA1における巻線部分、脚部112に巻き付けられた配線層LA4における巻線部分、およびスルーホールTH103,TH104を含んで構成され、接続端子T4A,T4Aに接続される。巻線29Aは、接続端子T5Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部112に反時計回りに1回巻き付けられ、脚部114に時計回りに1回巻き付けられる。巻線29Bは、脚部115に巻き付けられた配線層LA1における巻線部分、脚部113に巻き付けられた配線層LA4における巻線部分、およびスルーホールTH107,TH108を含んで構成され、接続端子T4B,T5Bに接続される。巻線29Bは、接続端子T5Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部113に反時計回りに1回巻き付けられ、脚部115に時計回りに1回巻き付けられる。
 電力変換装置1Gは、上記実施の形態に係る電力変換装置1の場合(図5)と同様に動作する。
 図31A,31Bは、電力変換装置1Gの動作を表すものであり、図32Aは、タイミングt11~t12の期間におけるあるタイミングtAでの動作を示し、図32Bは、タイミングt13~t14の期間におけるあるタイミングtBでの動作を示す。
 タイミングt1~t2の期間では、図5に示したように、ゲート信号G1が高レベルでありゲート信号G2が低レベルであるので、トランジスタ13はオン状態であり、トランジスタ14はオフ状態である。これにより、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでは、図31Aに示したように、1次側回路に、トランジスタ13、キャパシタ15、接続端子T1、巻線21、接続端子T2の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、2次側回路では、巻線29A,29B、接続端子T4A,T4B、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD2、接続端子T5A,T5Bの順に電流IA2が流れる。
 タイミングt3~t4の期間では、図5に示したように、ゲート信号G1が低レベルでありゲート信号G2が高レベルであるので、トランジスタ13はオフ状態であり、トランジスタ14はオン状態である。これにより、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでは、図31Bに示したように、1次側回路に、キャパシタ15、トランジスタ14、接続端子T2、巻線21、接続端子T1の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、2次側回路では、巻線28A,28B、接続端子T4A,T4B、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD1、接続端子T3A,T3Bの順に電流IB2が流れる。
 電力変換装置1Gは、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置1Gは、PWMを用いてトランジスタ13,14の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 このように、巻線28A,29A,28B,29Bのそれぞれは、配線層LA1における巻線部分と、配線層LA4における巻線部分とを有する。これにより、巻線28A,29A,28B,29Bのそれぞれと、基体部101と脚部111との間のギャップGとの間の距離はほぼ等しくなる。これにより、基体部101および脚部111の間のギャップGから漏れた磁束が、これらの4つの巻線28A,29A,28B,29Bに与える影響をほぼ等しくすることができるので、例えば、巻線28A,29A,28B,29Bの特性を、互いにほぼ等しくすることができる。その結果、例えば、4つの巻線28A,29A,28B,29Bに流れる電流をバランスさせることができる。
 なお、この例では、巻線28A,29A,28B,29Bのそれぞれは、配線層LA1における巻線部分、および配線層LA4における巻線部分を有するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図33に示すように、例えば、巻線28A,28Bのそれぞれは、配線層LA4における巻線部分を有し、巻線29A,29Bのそれぞれは、配線層LA1における巻線部分を有するようにしてもよい。この例では、基板200には、配線層LA1における配線と配線層LA4における配線とを結ぶスルーホールTH111~TH118が設けられている。巻線28Aは、脚部113に巻き付けられた配線層LA4における巻線部分、脚部114に巻き付けられた配線層LA4における巻線部分、およびスルーホールTH111,TH112を含んで構成される。巻線28Bは、脚部112に巻き付けられた配線層LA4における巻線部分、脚部115に巻き付けられた配線層LA4における巻線部分、およびスルーホールTH115,TH116を含んで構成される。巻線29Aは、脚部112に巻き付けられた配線層LA1における巻線部分、脚部114に巻き付けられた配線層LA1における巻線部分、およびスルーホールTH113,TH114を含んで構成される。巻線29Bは、脚部113に巻き付けられた配線層LA1における巻線部分、脚部115に巻き付けられた配線層LA1における巻線部分、およびスルーホールTH117,TH118を含んで構成される。配線層LA4と、基体部101と脚部111との間のギャップGとの間の距離は、配線層LA1と、基体部101と脚部111との間のギャップGとの間の距離よりも長い。よって、巻線28A,28Bのそれぞれと、基体部101と脚部111との間のギャップGとの間の距離は、巻線29A,29Bのそれぞれと、基体部101と脚部111との間のギャップGとの間の距離よりも長い。この図33に示す構成は、例えば、基体部101および脚部111の間のギャップGから漏れた磁束が、これらの4つの巻線28A,29A,28B,29Bに対してさほど影響を及ぼさない場合に用いることができる。
[変形例1-8]
 上記実施の形態では、例えば図4に示したように、巻線21を5つの脚部111~115のそれぞれに個別に巻き付けるようにしたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係るトランス20について、詳細に説明する。
 図34は、本変形例に係るトランス20における巻線21の一構成例を表すものであり、図34(A)は配線層LA2を示し、図34(B)は配線層LA3を示す。配線層LA1,LA4については、上記実施の形態の場合(図4)と同様である。
 配線層LA2,LA3には、巻線21が設けられる。基板200には、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH121~TH124が設けられている。巻線21は、これらのスルーホールTH121~TH124を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線21は、5つの脚部111~115に巻き付けられている。具体的には、巻線21は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部111,112,113のそれぞれに時計回りに2回巻き付けられ、脚部114,115のそれぞれに反時計回りに2回巻き付けられる。この例では、巻線21は、上記実施の形態の場合(図4)とは異なり、3つの脚部111~113にまとめて巻き付けられている。これにより、巻線21の長さを短くすることができるので、巻線21におけるエネルギー損失を低減することができる。
 すなわち、上記実施の形態の場合(図4)には、巻線21は、脚部111~113のそれぞれに個別に巻き付けられているので、巻線21の長さが長くなる。ここで、図35に示したように、中央の脚部111および左側の脚部112の間の2つの巻線部分に互いに反対向きの電流が流れ、中央の脚部111および右側の脚部113の間の2つの巻線部分に互いに反対向きの電流が流れる。よって、図34に示した本変形例では、脚部111および脚部112の間の2つの巻線部分を省くとともに、脚部111および脚部113の間の2つの巻線部分を省き、3つの脚部111~113に巻線21をまとめて巻き付けている。これにより、巻線21の長さを短くすることができる。その結果、このトランス20では、巻線21におけるエネルギー損失を低減することができる。
[その他の変形例]
 また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
<2.第2の実施の形態>
 次に、第2の実施の形態に係る電力変換装置2について説明する。本実施の形態は、6つの脚部を有するトランスを用いて電力変換装置を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る電力変換装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
 図36は、電力変換装置2の一構成例を表すものである。電力変換装置2は、トランス40を備えている。トランス40は、巻線41を有している。
 巻線41の一端は接続端子T1に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線41は、巻線41A,41B,41C,41D,41E,41Fを含んでいる。巻線41A,41Bは、共振コイルであり、巻線41C~41Fは、トランスの一次側巻線である。巻線41A~41Fは、この順に直列に接続される。巻線41Aは接続端子T1に接続され、巻線41Fは接続端子T2に接続される。
 図37は、トランス40の一構成例を表すものである。図37には、V-V矢視方向のトランス40の断面図、およびVI-VI矢視方向のトランス40の断面図をも描いている。トランス40は、磁気コア300と、基板400とを有している。
 磁気コア300は、基体部301,302と、6つの脚部311~316とを有している。基体部301,302は、Z方向において互いに対向するように配置される。基体部301,302は、XY平面において、X方向に長い略矩形形状を有する。脚部311~316は、基体部302における基体部301に対向する面に設けられ、2つの基体部301,302を磁気結合させるように設けられる。基体部302と6つの脚部311~316とは、一体として形成される。脚部311,312,313は、X方向においてこの順に並設され、脚部314,315,316は、X方向においてこの順に並設される。脚部311,314はY方向に並設され、脚部312,315はY方向に並設され、脚部313,316はY方向に並設される。XY平面において、脚部312,315の断面積は、脚部311,313,314,316の断面積よりも大きくなっている。この例では、Z軸方向において、脚部311~316の高さは互いに等しい。基体部301と、脚部311~316のそれぞれとの間には、ギャップGが形成される。このギャップGは、例えばエアギャップであってもよいし、スペーサギャップであってもよい。また、例えば、非磁性のシート部材を挿入することにより、このギャップGを形成してもよい。
 図38は、基体部301の一構成例を表すものである。図38には、VII-VII矢視方向の基体部301の断面図、およびVIII-VIII矢視方向の基体部301の断面図をも描いている。この図38では、基体部301の裏側の面を描いているので、XY平面における脚部311~315に対応する領域の位置が、図38と異なっている。
 図37,38に示したように、基体部301の、基体部302に対向する面には、凹部391,396が設けられる。凹部391は、脚部311に対応する位置に設けられる。XY平面において、凹部391が設けられた領域は、この脚部311の領域を含み、この脚部311の領域より広い。この凹部391により、基体部301と脚部311との間のギャップGは、基体部301と脚部312~115のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。凹部396は、脚部316に対応する位置に設けられる。XY平面において、凹部396が設けられた領域は、この脚部316の領域を含み、この脚部316の領域より広い。この凹部396により、基体部301と脚部316との間のギャップGは、基体部301と脚部312~315のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。
 基板400は、多層基板(この例では4層基板)である。基板400には、磁気コア300における脚部311~316に対応する位置に貫通穴が設けられており、基板400は、磁気コア300における基体部301,302の間に挟まれるようになっている。この基板400には、巻線41、および巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dが設けられている。
 図39は、基板400における巻線の一構成例を表すものである。図39において、巻線41を実線で示し、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを破線で示す。
 配線層LA2,LA3には、巻線41(巻線41A,41B,41C,41D,41E,41F)が設けられる。基板400には、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH31~TH37が設けられている。巻線41は、これらのスルーホールTH31~TH37を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線41は、6つの脚部311~316に巻き付けられている。具体的には、巻線41は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部311,313,315のそれぞれに時計回りに巻き付けられ、脚部312,314,316のそれぞれに反時計回りに巻き付けられる。巻線41のうち、脚部311,316に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線41A,41Bに対応し、脚部312~315に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線41C~41Fに対応する。
 配線層LA1には、巻線22A,22B,22C,22Dが設けられる。巻線22Aは、接続端子T3Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部314に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Bは、接続端子T3Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部312に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Cは、接続端子T3Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部313に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Dは、接続端子T3Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部315に時計回りに1回巻き付けられる。
 配線層LA4には、巻線23A,23B,23C,23Dが設けられる。巻線23Aは、接続端子T5Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部314に時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Bは、接続端子T5Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部312に時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Cは、接続端子T5Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部313に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Dは、接続端子T5Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部315に反時計回りに1回巻き付けられる。
 ここで、トランス40は、本開示の一実施の形態における「磁性部品」の一具体例に対応する。磁気コア300は、本開示の一実施の形態における「磁気コア」の一具体例に対応する。基体部301は、本開示の一実施の形態における「第1の基体部」の一具体例に対応する。基体部302は、本開示の一実施の形態における「第2の基体部」の一具体例に対応する。凹部391,396は、本開示の一実施の形態における「第1の凹部」の一具体例に対応する。脚部311は、本開示の一実施の形態における「第1の脚部」の一具体例に対応する。脚部312は、本開示の一実施の形態における「第2の脚部」の一具体例に対応する。脚部313は、本開示の一実施の形態における「第3の脚部」の一具体例に対応する。脚部314は、本開示の一実施の形態における「第4の脚部」の一具体例に対応する。脚部315は、本開示の一実施の形態における「第5の脚部」の一具体例に対応する。脚部316は、本開示の一実施の形態における「第6の脚部」の一具体例に対応する。巻線41は、本開示の一実施の形態における「第1の巻線」の一具体例に対応する。巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dは、本開示の一実施の形態における「複数の第2の巻線」の一具体例に対応する。
 電力変換装置2のスイッチング回路12は、上記第1の実施の形態の場合(図5,6A,6B)と同様に動作する。
 図40A,40Bは、磁気コア300の脚部311~316における磁束の向きを表すものであり、図40Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図40Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。図41A,41Bは、磁気コア300の基体部301における磁束の向きを表すものであり、図41Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図41Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。
 上記第1の実施の形態の場合(図5,6A)と同様に、タイミングt1~t2の期間では、トランジスタ13はオン状態であり、トランジスタ14はオフ状態である。これにより、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでは、図6Aに示したように、1次側回路に、トランジスタ13、キャパシタ15、接続端子T1、巻線41、接続端子T2の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線23A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD2、接続端子T5Aの順に電流IA2が流れる。
 このように、巻線41において、接続端子T1から接続端子T2に向かって電流IA1が流れることにより、トランス40では、図40Aに示したように、脚部311~316において磁束が生じる。巻線41は、脚部311,313,315のそれぞれに時計回りに巻き付けられ、脚部312,314,316のそれぞれに反時計回りに巻き付けられているので、脚部311,313,315における磁束の方向は、Z方向と反対方向であり、脚部312,314,316における磁束の方向は、Z方向である。基体部302では、図41Aに示したように、脚部311から脚部312,314に向かう磁束が生じ、脚部315から脚部312,314,316に向かう磁束が生じ、脚部313から脚部312,316に向かう磁束が生じる。基体部301における磁束の方向は、基体部302における磁束の方向(図41A)と反対の方向である。
 タイミングt3~t4の期間では、図5,6Bに示したように、トランジスタ13はオフ状態であり、トランジスタ14はオン状態である。これにより、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでは、図6Bに示したように、1次側回路に、キャパシタ15、トランジスタ14、接続端子T2、巻線41、接続端子T1の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線22A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD2、接続端子T3Aの順に電流IA2が流れる。
 このように、巻線41において、接続端子T2から接続端子T1に向かって電流IB1が流れることにより、トランス40では、図40Bに示したように、脚部311~316において磁束が生じる。脚部311,313,315における磁束の方向は、Z方向であり、脚部312,314,316における磁束の方向は、Z方向と反対方向である。基体部302では、図41Bに示したように、脚部312から脚部311,313,315に向かう磁束が生じ、脚部314から脚部311,315に向かう磁束が生じ、脚部316から脚部313,315に向かう磁束が生じる。基体部301における磁束の方向は、基体部302における磁束の方向(図41B)と反対の方向である。
 電力変換装置2は、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置2は、PWMを用いてトランジスタ13,14の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 本実施の形態に係るトランス40では、基体部301に凹部391,396を設けるようにしたので、上記第1の実施の形態の場合と同様に、基体部301および脚部311の間のギャップGと、巻線41との距離を長くすることができるとともに、基体部301および脚部316の間のギャップGと、巻線41との距離を長くすることができる。このように、ギャップGと巻線41とを離すことができるので、巻線41付近における漏れ磁束を抑えることができる。その結果、トランス40では、漏れ磁束によるフリンジングロスを低減することができる。また、脚部312~315を高くしないで済むので、トランス40全体のZ方向における高さを抑えることができる。
 このように、電力変換装置2では、互いに対向する基体部301および基体部302と、基体部302における基体部301に対向する面に設けられ、基体部301および基体部302を磁気結合させる脚部311~316とを有する磁気コア300を備えるようにした。脚部311,312,313を、X方向においてこの順に並設し、脚部314,315,316を、X方向においてこの順に並設し、脚部311,314をY方向に並設し、脚部312,315をY方向に並設し、脚部313,316をY方向に並設した。基体部301は、基体部302に対向する面において、3つの脚部311,316に対応する位置にそれぞれ設けられた凹部391,396を有するようにした。基体部301の、基体部302と対向する面における凹部391の領域は、脚部311の領域よりも広くした。基体部301の、基体部302と対向する面における凹部396の領域は、脚部316の領域よりも広くした。これにより、トランス40では、基体部301および脚部311の間のギャップGと、巻線41との距離を長くすることができるので、巻線41付近における漏れ磁束を抑えることができるため、フリンジングロスを低減することができる。
 また、電力変換装置2では、脚部311,316に対応する位置に凹部391,396を設けるようにした。この脚部311,316には、共振コイルである巻線41A,41Bが巻き付けられているので、トランス40では、例えば、この凹部391,396により、基体部301と脚部311,316との間のギャップGを調節することができ、共振コイルの特性を調節することができる。
 また、電力変換装置2では、脚部311~316の高さを互いに等しくした。これにより、例えば、磁気コア300の製造をしやすくすることができる。
 また、電力変換装置2では、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、巻線41を、脚部311,313,315に第1の巻方向に巻き付けるとともに、脚部312,314,316に第2の巻方向に巻き付けるようにした。これにより、トランス40では、図41A,41Bに示したように、脚部311,313,315において第1の方向の磁束が生じるとともに、脚部312,314,316において第2の方向の磁束が生じる。そして、基体部301,302において磁束が分散する。このように、基体部301,302において磁束を分散させることにより、基体部301,302における磁束密度を低くすることができるので、基体部301,302のZ方向における高さを低くすることができる。また、このように6つの脚部311~316を設けるようにしたので、脚部311~316のそれぞれにおける巻線41の巻き数を抑えることができ、例えば基板400の層数を減らすことができるので、脚部311~316のZ方向における高さを低くすることができる。その結果、電力変換装置2では、トランス40のサイズを小さくすることができる。
 また、電力変換装置2では、6つの脚部311~316に巻線41を巻き付け、脚部311,316以外の4つの脚部312~315に、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを巻き付けるようにした。これにより、巻線41のうち、脚部311,316に巻き付けた部分を共振コイルとして機能させることができる。これにより、トランス40では、共振コイルと、トランスとを複合化することができるので、共振コイルおよびトランスをそれぞれ個別に設ける場合に比べて、電力変換装置2のサイズを小さくすることができる。
 以上のように本実施の形態では、互いに対向する基体部301および基体部302と、基体部302における基体部301に対向する面に設けられ、基体部301および基体部302を磁気結合させる脚部311~116とを有する磁気コアを備えるようにした。脚部311,312,313を、X方向においてこの順に並設し、脚部314,315,316を、X方向においてこの順に並設し、脚部311,314をY方向に並設し、脚部312,315をY方向に並設し、脚部313,316をY方向に並設した。基体部301は、基体部302に対向する面において、脚部311,316に対応する位置にそれぞれ設けられた凹部391,396を有するようにした。基体部301の、基体部302と対向する面における凹部391の領域は、脚部311の領域よりも広くした。基体部301の、基体部302と対向する面における凹部396の領域は、脚部316の領域よりも広くした。これにより、フリンジングロスを低減することができる。
[変形例2-1]
 上記実施の形態に係る電力変換装置2に、上記第1の実施の形態の変形例1-1~1-3を適用してもよい。
[変形例2-2]
 上記実施の形態では、基体部301は、基体部302に対向する面において、脚部311,316に対応する位置に、凹部391,396をそれぞれ設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、他の位置に凹部を設けてもよい。以下に、本変形例に係るトランス40Bについて詳細に説明する。
 図42は、トランス40Bの一構成例を表すものである。図42には、IX-IX矢視方向のトランス40Bの断面図、およびX-X矢視方向のトランス40Bの断面図をも描いている。トランス40Bは、磁気コア300Bと、基板400Bとを有している。磁気コア300Bは、基体部301Bを有している。
 図43は、基体部101の一構成例を表すものである。この図43では、基体部301Bの裏側の面を描いているので、XY平面における脚部311~116に対応する領域の位置が、図42と異なっている。
 図42,43に示したように、基体部301Bの、基体部302に対向する面には、凹部397が設けられる。凹部397は、脚部312,315に対応する位置に設けられる。XY平面において、凹部397が設けられた領域は、脚部312,315の領域を含み、この脚部112の領域より広い。この凹部397により、基体部301Bと脚部312,315のそれぞれとの間のギャップGは、基体部301Bと脚部311,313,314,316のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。
 図44は、基板400Bにおける巻線の一構成例を表すものである。配線層LA2,LA3については、図39の場合と同様である。配線層LA2,LA3において、巻線41のうち、脚部312,315に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線41A,41Bに対応し、脚部311,313,314,316に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線41C~41Fに対応する。配線層LA1において、巻線22Bは、接続端子T3Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部311に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Dは、接続端子T3Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部316に反時計回りに1回巻き付けられる。配線層LA4において、巻線23Bは、接続端子T5Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部311に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Dは、接続端子T5Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部316に時計回りに1回巻き付けられる。
 図45は、変形例に係る他のトランス40Bにおける巻線の一構成例を表すものである。配線層LA1,LA4については、図44の場合と同様である。配線層LA2,LA3には、巻線41(巻線41A,41B,41C,41D,41E,41F)が設けられる。基板400には、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH131が設けられている。巻線41は、このスルーホールTH131を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線41は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部311,313,315のそれぞれに時計回りに巻き付けられ、脚部312,314,316のそれぞれに反時計回りに巻き付けられる。巻線41のうち、脚部312,315に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線41A,41Bに対応し、脚部311,313,314,316に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線41C~41Fに対応する。
 本変形例では、図42,43に示したように、基体部301Bの、基体部302に対向する面において、脚部312,315に対応する位置に、凹部397を設けるようにした。そして、図44,45に示したように、これらの脚部312,315に、巻線41を巻き付けるとともに、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを巻き付けないようにした。これにより、巻線41のうちの、脚部312,315に巻き付けられた巻線部分が共振コイルとして機能する。この脚部312,315以外の4つの脚部311,313,314,316の位置は、互いに対称な位置に配置されている。よって、これらの脚部311,313,314,316に巻き付けられた巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dの特性を、互いにほぼ等しくすることができる。その結果、例えば、8つの巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dに流れる電流をバランスさせることができる。
[その他の変形例]
 また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
<3.第3の実施の形態>
 次に、第3の実施の形態に係る電力変換装置3について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態の場合と同様に5つの脚部を有し、構成が異なるトランスを用いて電力変換装置を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る電力変換装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
 図46は、電力変換装置3の一構成例を表すものである。電力変換装置3は、キャパシタ11と、スイッチング回路12と、キャパシタ15と、トランス50と、4つの整流回路16(整流回路16A,16B,16C,16D)と、4つの平滑回路17(平滑回路17A,17B,17C,17D)とを備えている。
 トランス50は、1次側回路と2次側回路とを直流的に絶縁するとともに交流的に接続し、1次側回路から供給された交流電圧を、トランス50の変成比Rで変換し、変換された交流電圧を2次側回路に供給するように構成される。トランス50は、共振コイルと、トランスとを複合化させた磁性部品である。トランス50は、接続端子T1,T2,T3A,T4A,T5A,T3B,T4B,T5B,T3C,T4C,T5C,T3D,T4D,T5Dと、巻線21と、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dとを有している。
 接続端子T1はキャパシタ15の他端に接続され、接続端子T2は基準電圧線L12に接続される。接続端子T3A,T5Aは、整流回路16Aを介して、端子T22に導かれる基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Aは、端子T21に導かれる電圧線L21に接続される。接続端子T3B,T5Bは、整流回路16Bを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Bは電圧線L21に接続される。接続端子T3C,T5Cは、整流回路16Cを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Cは電圧線L21に接続される。接続端子T3D,T5Dは、整流回路16Dを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Dは電圧線L21に接続される。
 巻線21の一端は接続端子T1に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21は、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを含んでいる。巻線21Aは、共振コイルであり、巻線21B~21Eは、トランスの一次側巻線である。巻線21A~21Eは、この順に直列に接続される。巻線21Aは接続端子T1に接続され、巻線21Eは接続端子T2に接続される。
 巻線22Aの一端は接続端子T3Aに接続され、他端は接続端子T4Aに接続される。巻線23Aの一端は接続端子T4Aに接続され、他端は接続端子T5Aに接続される。巻線22Bの一端は接続端子T3Bに接続され、他端は接続端子T4Bに接続される。巻線23Bの一端は接続端子T4Bに接続され、他端は接続端子T5Bに接続される。巻線22Cの一端は接続端子T3Cに接続され、他端は接続端子T4Cに接続される。巻線23Cの一端は接続端子T4Cに接続され、他端は接続端子T5Cに接続される。巻線22Dの一端は接続端子T3Dに接続され、他端は接続端子T4Dに接続される。巻線23Dの一端は接続端子T4Dに接続され、他端は接続端子T5Dに接続される。
 図47は、トランス50の一構成例を表すものである。図47には、I-I矢視方向のトランス50の断面図、およびII-II矢視方向のトランス50の断面図をも描いている。図48は、トランス50の一構成例を、分解斜視図を用いて表すものである。トランス50は、この例では、プレーナトランスである。トランス50は、磁気コア500と、基板600とを有している。
 磁気コア500は、基体部501,502と、5つの脚部511~515と、磁性部材503とを有している。基体部501,502は、Z方向において互いに対向するように配置される。基体部501,502は、XY平面において、X方向に長い略矩形形状を有する。脚部511~515は、基体部502における基体部501に対向する面に設けられ、2つの基体部501,502を磁気結合させるように設けられる。基体部502と5つの脚部511~515とは、一体として形成される。脚部511は、基体部502における中央付近に設けられる。脚部512,513は、基体部502におけるX方向の両端部にそれぞれ設けられ、脚部514,515は、基体部502におけるY方向の両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、脚部512,513は、X方向において脚部511を挟んで配置され、脚部514,515は、Y方向において脚部511を挟んで配置される。XY平面において、脚部514,515の断面積は、脚部512,513の断面積よりも大きい。脚部511,514,515は、XY平面において、X方向に長くなるように構成され、脚部512,513は、XY平面において、Y方向に長くなるように構成される。X方向における脚部514,515の幅は、Y方向における脚部512,513の幅よりも広くなっている。この例では、Z軸方向において、脚部511~515の高さは互いに等しい。磁性部材503は、基体部501における基体部502に対向する面に設けられる。磁性部材503は、図48に示したように、脚部512~515に対応する領域に設けられており、脚部511に対応する領域には穴が空いた、リング形状を有する。この磁性部材503は、基体部501とは別体として設けられる。磁性部材503は、例えば、基体部501,502と同じ磁性材料を用いて構成されてもよいし、基体部501,502と異なる磁性材料を用いて構成されてもよい。磁性部材503を、基体部501,502と異なる磁性材料を用いて構成する場合には、磁性部材503の透磁率は、例えば、空気の透磁率よりも高く、基体部501,502の透磁率より低くすることができる。磁性部材503は、例えば、フェライトなどの磁性材料を用いた、1以上の層を有する磁性シートであってもよい。図47,48に示したように、基体部501と脚部511との間、および磁性部材503と脚部512~515のそれぞれとの間には、ギャップGが形成される。このギャップGは、磁性部材503および脚部512~515の間に、非磁性のシート部材509(図48)を挿入することにより形成される。シート部材509は、例えば、ポリエステル樹脂や、フェノール樹脂などにより構成される。基体部501と脚部511との間のギャップGは、磁性部材503と脚部512~515のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。
 基板600は、多層基板(この例では4層基板)である。基板600には、磁気コア500における脚部511~515に対応する位置に貫通穴が設けられており、基板600は、磁気コア500における基体部501,502の間に挟まれるようになっている。この基板600には、巻線21、および巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dが設けられている。
 図49は、基板600における巻線の一構成例を表すものであり、図49(A)は第1層である配線層LA1を示し、図49(B)は第2層である配線層LA2を示し、図49(C)は第3層である配線層LA3を示し、図49(D)は第4層である配線層LA4を示す。配線層LA1~LA4は、基板600の層方向において、この順に設けられている。図49において、巻線21を実線で示し、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを破線で示す。
 配線層LA2,LA3には、巻線21(巻線21A,21B,21C,21D,21E)が設けられる。基板600には、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH1~TH6が設けられている。巻線21は、これらのスルーホールTH1~TH6を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線21は、5つの脚部511~515に巻き付けられている。具体的には、巻線21は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部511,512,513のそれぞれに時計回りに2回巻き付けられ、脚部514,515のそれぞれに反時計回りに2回巻き付けられる。巻線21のうち、脚部511に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線21Aに対応し、脚部512~515に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線21B~21Dに対応する。
 配線層LA1には、巻線22A,22B,22C,22Dが設けられる。巻線22Aは、接続端子T3Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部512に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Bは、接続端子T3Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部515に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Cは、接続端子T3Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部513に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Dは、接続端子T3Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部514に反時計回りに1回巻き付けられる。
 配線層LA4には、巻線23A,23B,23C,23Dが設けられる。巻線23Aは、接続端子T5Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部512に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Bは、接続端子T5Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部515に時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Cは、接続端子T5Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部513に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Dは、接続端子T5Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部514に時計回りに1回巻き付けられる。
 このように、脚部511には、共振コイルである巻線21Aが巻き付けられ、脚部512~515には、トランスの1次側巻線である巻線21B~21D、および2次側巻線である巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dが巻き付けられる。共振コイルの特性は、例えば、脚部511への巻線の巻き付け回数や、基体部501と脚部511との間のギャップGにより設定される。トランスの特性は、例えば、脚部512~515への巻線の巻き付け回数や、磁性部材503と脚部512~515との間のギャップGにより設定される。この例では、図47に示したように、基体部501と脚部511との間のギャップGを、磁性部材503と脚部512~515のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくすることにより、共振コイルの特性を調節している。
 ここで、トランス50は、本開示の一実施の形態における「磁性部品」の一具体例に対応する。磁気コア500は、本開示の一実施の形態における「磁気コア」の一具体例に対応する。基体部501および磁性部材503は、本開示の一実施の形態における「第1の基体部」の一具体例に対応する。基体部501は、本開示の一実施の形態における「第1の磁性部材」である。磁性部材503は、本開示の一実施の形態における「第2の磁性部材」の一具体例に対応する。基体部502は、本開示の一実施の形態における「第2の基体部」の一具体例に対応する。脚部511は、本開示の一実施の形態における「第1の脚部」の一具体例に対応する。脚部512は、本開示の一実施の形態における「第2の脚部」の一具体例に対応する。脚部513は、本開示の一実施の形態における「第3の脚部」の一具体例に対応する。脚部514は、本開示の一実施の形態における「第4の脚部」の一具体例に対応する。脚部515は、本開示の一実施の形態における「第5の脚部」の一具体例に対応する。
 図50は、電力変換装置3の一動作例を表すものである。この図50において、I1は、巻線21に流れる電流を示し、I2は、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dに流れる電流の合計電流を示し、Imは励磁電流を示す。この励磁電流Imは、I1-I2・Rで表される。Rはトランス20における変成比である。変成比Rは、トランスの一次側巻線(巻線21B~21E)の巻き数を、トランスの二次側巻線(例えば巻線22A)の巻き数で除した値である。
 この例では、タイミングt0において、ゲート信号G2が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13,14はともにオフ状態になる。
 タイミングt1において、ゲート信号G1が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオン状態になる。タイミングt1~t2の期間において、トランジスタ13はオン状態を維持し、トランジスタ14はオフ状態を維持する。そして、タイミングt2において、ゲート信号G1が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオフ状態になる。
 タイミングt3において、ゲート信号G2が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ14がオン状態になる。タイミングt3~t4の期間において、トランジスタ13はオフ状態を維持し、トランジスタ14はオン状態を維持する。そして、タイミングt4において、ゲート信号G2が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ14がオフ状態になる。
 タイミングt5において、ゲート信号G1が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオン状態になる。
 このようにトランジスタ13,14がスイッチング動作を行うことにより、トランス50では、図50に示したように、電流I1,I2および励磁電流Imが流れる。具体的には、トランス50の2次側に流れる電流I2は、タイミングt0~t2の期間において正になり、タイミングt2~t4の期間において負になる正弦波電流になる。また、トランス50の1次側に流れる電流I1は、この電流I2よりも位相が遅れた正弦波電流になる。励磁電流Imは、タイミングt0~t2の期間において増加し、タイミングt2~t4の期間において減少する三角波電流になる。
 図51A,51Bは、電力変換装置3における電流の流れを表すものであり、図51Aは、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでの動作を示し、図51Bは、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでの動作を示す。これらの図では、トランジスタ13,14を、その動作状態(オン状態もしくはオフ状態)を表すシンボルで示している。
 図52A,52Bは、磁気コア500の脚部511~515における磁束の向きを表すものであり、図52Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図52Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。図53A,53Bは、磁気コア500の基体部502における磁束の向きを表すものであり、図53Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図53Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。
 タイミングt1~t2の期間では、図50に示したように、ゲート信号G1が高レベルでありゲート信号G2が低レベルであるので、トランジスタ13はオン状態であり、トランジスタ14はオフ状態である。これにより、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでは、図51Aに示したように、1次側回路に、トランジスタ13、キャパシタ15、接続端子T1、巻線21、接続端子T2の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線23A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD2、接続端子T5Aの順に電流IA2が流れる。整流回路16Bおよび平滑回路17Bに係る2次側回路、整流回路16Cおよび平滑回路17Cに係る2次側回路、整流回路16Dおよび平滑回路17Dに係る2次側回路についても同様である。
 このように、巻線21において、接続端子T1から接続端子T2に向かって電流IA1が流れることにより、トランス50では、図52Aに示したように、脚部511~515において磁束が生じる。巻線21は、脚部511,512,513のそれぞれに時計回りに巻き付けられ、脚部514,515のそれぞれに反時計回りに巻き付けられているので、脚部511,512,513における磁束の方向は、Z方向と反対方向であり、脚部514,515における磁束の方向は、Z方向である。基体部502では、図53Aに示したように、脚部511から脚部514,515に向かう磁束が生じ、脚部512から脚部514,515に向かう磁束が生じ、脚部513から脚部514,515に向かう磁束が生じる。基体部501における磁束の方向は、基体部502における磁束の方向(図53A)と反対の方向である。
 タイミングt3~t4の期間では、図50に示したように、ゲート信号G1が低レベルでありゲート信号G2が高レベルであるので、トランジスタ13はオフ状態であり、トランジスタ14はオン状態である。これにより、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでは、図51Bに示したように、1次側回路に、キャパシタ15、トランジスタ14、接続端子T2、巻線21、接続端子T1の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線22A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD1、接続端子T3Aの順に電流IB2が流れる。整流回路16Bおよび平滑回路17Bに係る2次側回路、整流回路16Cおよび平滑回路17Cに係る2次側回路、整流回路16Dおよび平滑回路17Dに係る2次側回路についても同様である。
 このように、巻線21において、接続端子T2から接続端子T1に向かって電流IB1が流れることにより、トランス50では、図52Bに示したように、脚部511~515において磁束が生じる。脚部511,512,513における磁束の方向は、Z方向であり、脚部514,515における磁束の方向は、Z方向と反対方向である。基体部502では、図53Bに示したように、脚部514から脚部511,512,513に向かう磁束が生じ、脚部515から脚部511,512,513に向かう磁束が生じる。基体部501における磁束の方向は、基体部502における磁束の方向(図53B)と反対の方向である。
 電力変換装置3は、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置3は、PWM(Pulse Width Modulation)を用いてトランジスタ13,14の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 図54は、トランス50における磁束の強さの分布を表すものである。図55は、図54における部分W3付近を拡大して描いたものである。図54,55は、図47に示したI-I矢視方向における断面図に対応する特性図である。図54,55では、磁束の強さを、グレースケールを用いて示している。色が濃いほど、磁束が強いことを示す。なお、磁気コア500に係る部分を黒色で示している。この例では、4つの配線層を用いて、巻線21を脚部511に巻き付けている。
 磁性部材503と脚部512~515のそれぞれとの間のギャップG付近では、磁束が強くなり、基体部501と脚部511との間のギャップG付近では、磁束が強くなる。例えば、この基体部501と脚部511との間のギャップGから漏れた磁束は、脚部511に巻き付けられた巻線21の付近にまで広がる。本実施の形態に係るトランス50では、磁性部材503を設けるようにしたので、基体部501および脚部511の間のギャップGを確保することができる。これにより、以下に比較例と対比して説明するように、漏れ磁束によるエネルギー損失(フリンジングロス)を低減することができる。
(比較例)
 次に、比較例に係るトランス50Rについて説明する。
 図56は、トランス50Rの一構成例を表すものである。トランス50Rは、磁性部材503を含まないものである。この例では、基体部501および脚部511の間のギャップGを確保するため、本実施の形態に係るトランス50(図47,48)と比べて、脚部512~515を高くするとともに、脚部511を低くしている。
 図57は、トランス50Rにおける磁束の強さの分布を表すものである。図58は、図57における部分W4付近を拡大して描いたものである。図57,58は、図56に示したI-I矢視方向における断面図に対応する特性図である。この例でも、基体部501および脚部511の間のギャップGから漏れた磁束は、脚部511に巻き付けられた巻線21の付近にまで広がっている。巻線21付近では、実施の形態の場合(図55)よりも磁束が強い。すなわち、この例では、脚部511を低くしているので、基体部501および脚部511の間のギャップGと、巻線21との距離が短くなるため、巻線21付近において、実施の形態の場合(図55)よりも磁束が強くなってしまう。なお、他の巻線付近においても、基体部501および脚部512~515の間のギャップGから漏れた磁束が広がっているが、脚部511に巻き付けられた巻線21付近において顕著である。巻線21付近では、例えば、磁束の向きは、Z軸方向である。これにより、この巻線21の配線パターンにおいて、渦電流が生じてしまう。
 図59は、脚部511に巻き付けられた巻線21の配線パターンにおける、電流密度を表すものである。図59では、電流密度の大きさを、グレースケールを用いて示している。色が濃いほど、電流密度が高いことを示す。巻線21の配線パターンでは、特に脚部511に近い内側の部分において、電流密度が高くなっている。すなわち、図57に示したように、基体部501および脚部511の間のギャップGから漏れた磁束が、巻線21にまで広がることにより、巻線21の配線パターンにおける、脚部511に近い内側の部分において、渦電流が発生し、電流密度が高くなっている。このような渦電流が生じた場合には、エネルギー損失(フリンジングロス)が生じてしまう。
 このようなトランス50Rにおいて、このエネルギー損失を低減するためには、例えば、脚部511~515の高さを高くする方法があり得る。これにより、例えば、基体部501Rおよび脚部511の間のギャップGと、巻線21との間の距離が長くなるので、巻線21付近における漏れ磁束を弱くすることができるので、エネルギー損失を低減することができる。しかしながら、この場合には、トランス50R全体のZ方向における高さが高くなってしまう。
 一方、本実施の形態に係るトランス50では、磁性部材503を設けるようにしたので、比較例に係るトランス50Rとは異なり、脚部111を低くすることなく、基体部501および脚部511の間のギャップGを確保することができる。これにより、トランス50では、基体部501および脚部511の間のギャップGと、巻線21との距離を長くすることができる。このように、ギャップGと巻線21とを離すことができるので、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができる。これにより、トランス50では、渦電流を低減することができるので、エネルギー損失を低減することができる。例えば、シミュレーション結果の一例では、比較例に係るトランス50Rでは、コア損失が6.9Wになり得る。一方、本実施の形態に係るトランス50では、この損失を5.1Wに抑えることができる。このように、トランス50では、エネルギー損失を低減することができる。
 このように、電力変換装置3では、互いに対向する基体部501および基体部502と、基体部502における基体部501に対向する面に設けられ、基体部501および基体部502を磁気結合させる脚部511~515と、基体部501における基体部502に対向する面に設けられた磁性部材503とを有する磁気コア500を備えるようにした。脚部512,513を、X方向において脚部511を挟んで配置するとともに、脚部514,515を、Y方向において脚部511を挟んで配置するようにした。磁性部材503は、脚部512~515に対応する領域に設けられるようにした。これにより、トランス50では、基体部501および脚部511の間のギャップGと、巻線21との距離を長くすることができる。その結果、例えば、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができるため、渦電流を低減することができ、エネルギー損失を低減することができる。
 また、電力変換装置3では、脚部512~515に対応する領域に磁性部材503を設けるようにした。この磁性部材503は、脚部511に対応する領域には穴が空いているので、この磁性部材503をZ方向の厚さを調節することにより、基体部501と脚部511との間のギャップGを調節することができる。この脚部511には、共振コイルである巻線21Aが巻き付けられているので、トランス50では、例えば、磁性部材503をZ方向の厚さを調節することにより、このギャップGを調節することができ、共振コイルの特性を調節することができる。例えば、基体部501と磁性部材503とを一体として構成した場合には、加工がしづらく、磁性部材503の厚さを調節しにくい。トランス50では、基体部501と磁性部材503とを別体として構成したので、磁性部材503の厚さを調節しやすいので、共振コイルの特性を容易に調節することができる。
 また、電力変換装置3では、脚部511~515の高さを互いに等しくした。これにより、例えば、磁気コア500の製造をしやすくすることができる。
 電力変換装置3では、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、巻線21を、脚部511,512,513に第1の巻方向に巻き付けるとともに、脚部514,515に第2の巻方向に巻き付けるようにした。これにより、トランス50では、図53A,53Bに示したように、脚部511,512,513において第1の方向の磁束が生じるとともに、脚部514,515において第2の方向の磁束が生じる。そして基体部501,502において、磁束が分散する。このように、基体部501,502において磁束を分散させることにより、基体部501,502における磁束密度を低くすることができるので、基体部501,502のZ方向における高さを低くすることができる。また、このように5つの脚部511~515を設けるようにしたので、脚部511~515のそれぞれにおける巻線21の巻き数を抑えることができ、例えば基板600の層数を減らすことができるので、脚部511~515のZ方向における高さを低くすることができる。その結果、電力変換装置3では、トランス50のサイズを小さくすることができる。
 また、電力変換装置3では、5つの脚部511~515に巻線21を巻き付け、脚部511以外の4つの脚部512~515に、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを巻き付けるようにした。これにより、巻線21のうち、脚部511に巻き付けた部分を共振コイルとして機能させることができる。これにより、トランス50では、共振コイルおよびトランスを複合化することができるので、共振コイルおよびトランスをそれぞれ個別に設ける場合に比べて、電力変換装置3のサイズを小さくすることができる。また、共振コイルにおけるインダクタンスを大きくすることができるので、電力変換装置3(LLC共振コンバータ)は、スイッチング周波数を変更することにより、出力電圧と入力電圧の比率を大きく変えることができる。よって、電力変換装置3は、周波数制御により、広い入力電圧範囲で出力電圧を一定に制御することができるので、広い入力電圧範囲で動作することができる。
 以上のように本実施の形態では、互いに対向する基体部501および基体部502と、基体部502における基体部501に対向する面に設けられ、基体部501および基体部502を磁気結合させる脚部511~515と、基体部501における基体部502に対向する面に設けられた磁性部材503とを有する磁気コアを備えるようにした。脚部512,513を、X方向において脚部511を挟んで配置するとともに、脚部514,515を、Y方向において脚部511を挟んで配置するようにした。磁性部材503は、脚部512~515に対応する領域に設けられるようにした。これにより、渦電流を低減することができるので、エネルギー損失を低減することができる。
[変形例3-1]
 上記実施の形態では、トランス50において、脚部511~515の高さを互いに等しくしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、脚部511~515のうちの1以上の高さが異なるようにしてもよい。具体的には、例えば、磁性部材503のZ方向における厚さを厚くするとともに、脚部511の高さを、脚部512~515よりも高くすることができる。これにより、例えば、基体部501および脚部511の間のギャップGと、巻線21との距離を長くすることができるので、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができる。
[変形例3-2]
 上記実施の形態では、トランス50において、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを直列に接続することにより巻線21を構成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る電力変換装置3Dについて、詳細に説明する。
 図60は、電力変換装置3Dの一構成例を表すものである。電力変換装置3Dは、トランス50Dを備えている。トランス50Dは、巻線21を有する。巻線21の一端は接続端子T1に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21は、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを含んでいる。巻線21Aの一端は接続端子T1に接続され、他端は巻線21B,21Dの一端に接続される。巻線21Bの一端は巻線21Aの他端に接続され、他端は巻線21Cの一端に接続される。巻線21Cの一端は巻線21Bの他端に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21Dの一端は巻線21Aの他端に接続され、他端は巻線21Eの一端に接続される。巻線21Eの一端は巻線21Dの他端に接続され、他端は接続端子T2に接続される。すなわち、巻線21B,21Cと、巻線21D,21Eとは、互いに並列に接続される。
 図61は、トランス50Dの基板600における巻線の一構成例を表すものである。巻線21は、配線層LA2~LA4に設けられる。基板600には、配線層LA3における配線と配線層LA4における配線とを結ぶスルーホールTH11と、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH12~TH16が設けられている。巻線21は、これらのスルーホールTH11~TH16を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線21は、5つの脚部511~515に巻き付けられている。具体的には、巻線21は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部511に時計回りに3回巻き付けられ、脚部512,513のそれぞれに時計回りに2回巻き付けられ、脚部514,515のそれぞれに反時計回りに2回巻き付けられる。巻線21のうち、脚部511に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線21Aに対応し、脚部512~515に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線21B~21Dに対応する。
[変形例3-3]
 上記実施の形態では、2つのトランジスタ13,14を用いてスイッチング回路12を構成するとともに、2つのダイオードD1,D2を用いて各整流回路16を構成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る電力変換装置3Eについて、詳細に説明する。
 図62は、電力変換装置1Eの一構成例を表すものである。電力変換装置3Eは、キャパシタ11と、スイッチング回路32と、キャパシタ15と、トランス50Eと、整流回路36と、平滑回路37とを備えている。
 スイッチング回路32は、この例では、いわゆるフルブリッジ型の回路であり、トランジスタQ1~Q4を有している。トランジスタQ1のドレインは電圧線L11に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G1が供給され、ソースはノードN1に接続される。トランジスタQ2のドレインはノードN1に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G2が供給され、ソースは基準電圧線L12に接続される。トランジスタQ3のドレインは電圧線L11に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G3が供給され、ソースはノードN2に接続される。トランジスタQ4のドレインはノードN2に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G4が供給され、ソースは基準電圧線L12に接続される。
 キャパシタ15の一端はスイッチング回路32のノードN1に接続され、他端はトランス20Bの接続端子T1に接続される。
 トランス50Eは、接続端子T1,T2,T6,T7,T8,T9と、巻線21,26,27とを有している。
 接続端子T1はキャパシタ15の他端に接続され、接続端子T2はスイッチング回路32のノードN2に接続される。接続端子T6,T8は、整流回路36のノードN3(後述)に接続され、接続端子T7,T9は、整流回路36のノードN4(後述)に接続される。
 巻線26の一端は接続端子T6に接続され、他端は接続端子T7に接続される。巻線26は、巻線26A,26Bを含んでいる。巻線26A,26Bは直列に接続される。巻線26Aは接続端子T6に接続され、巻線26Bは接続端子T7に接続される。
 巻線27の一端は接続端子T8に接続され、他端は接続端子T9に接続される。巻線27は、巻線27A,27Bを含んでいる。巻線27A,27Bは直列に接続される。巻線27Aは接続端子T8に接続され、巻線27Bは接続端子T9に接続される。
 整流回路36は、トランス50Eから出力された交流電圧を整流するように構成される。整流回路36は、トランジスタQ5~Q8を有している。トランジスタQ5のドレインは電圧線L21に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G5が供給され、ソースはノードN3に接続される。トランジスタQ6のドレインはノードN3に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G6が供給され、ソースは基準電圧線L22に接続される。トランジスタQ7のドレインは電圧線L21に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G7が供給され、ソースはノードN4に接続される。トランジスタQ8のドレインはノードN4に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G8が供給され、ソースは基準電圧線L22に接続される。
 平滑回路37は、整流回路36により整流された電圧を平滑化するように構成される。平滑回路37は、キャパシタ38を有している。キャパシタ38の一端は、電圧線L21に接続され、他端は基準電圧線L22に接続される。
 図63は、トランス50Eの基板600における巻線の一構成例を表すものである。図63において、巻線21を実線で示し、巻線26,27を破線で示す。配線層LA2,LA3の構成は、上記第3の実施の形態の場合(図49)と同様である。
 配線層LA1,LA4には、巻線26,27が設けられる。基板600には、配線層LA1における配線と配線層LA4における配線とを結ぶスルーホールTH21~TH24が設けられている。
 巻線26は、スルーホールTH21,TH22を含んで構成され、接続端子T6,T7に接続される。巻線26は、脚部512,515に巻き付けられている。具体的には、巻線26は、接続端子T6から接続端子T7に向かう方向において、脚部512に時計回りに2回巻き付けられ、脚部515に反時計回りに2回巻き付けられる。
 巻線27は、スルーホールTH23,TH24を含んで構成され、接続端子T8,T9に接続される。巻線27は、脚部513,514に巻き付けられている。具体的には、巻線27は、接続端子T8から接続端子T9に向かう方向において、脚部513に時計回りに2回巻き付けられ、脚部514に反時計回りに2回巻き付けられる。
 図64は、スイッチング回路32におけるスイッチング動作の一例を表すものである。
 この例では、タイミングt10において、ゲート信号G2,G3が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3はともにオフ状態になる。
 タイミングt11において、ゲート信号G1,G4が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオン状態になる。タイミングt11~t12の期間において、トランジスタQ1,Q4はオン状態を維持し、トランジスタQ2,Q3はオフ状態を維持する。そして、タイミングt12において、ゲート信号G1,G4が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオフ状態になる。
 タイミングt13において、ゲート信号G2,G3が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3がオン状態になる。タイミングt13~t14の期間において、トランジスタQ1,Q4はオフ状態を維持し、トランジスタQ2,Q3はオン状態を維持する。そして、タイミングt14において、ゲート信号G2,G3が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3がオフ状態になる。
 タイミングt15において、ゲート信号G1,G4が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオン状態になる。
 図65A,65Bは、電力変換装置3Eの動作を表すものであり、図65Aは、タイミングt11~t12の期間におけるあるタイミングtAでの動作を示し、図65Bは、タイミングt13~t14の期間におけるあるタイミングtBでの動作を示す。
 タイミングt11~t12の期間では、図64に示したように、ゲート信号G1,G4が高レベルでありゲート信号G2,G3が低レベルであるので、トランジスタQ1,Q4はオン状態であり、トランジスタQ2,Q3はオフ状態である。このとき、整流回路36において、トランジスタQ5,Q8は、ゲート信号G5,G8に基づいてオン状態になり、トランジスタQ6,Q7は、ゲート信号G6,G7に基づいてオフ状態になる。これにより、タイミングt11~t12の期間におけるあるタイミングtAでは、図65Aに示したように、1次側回路に、トランジスタQ1、キャパシタ15、接続端子T1、巻線21、接続端子T2、トランジスタQ4の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、2次側回路では、巻線26,27、接続端子T6,T8、トランジスタQ5、キャパシタ38および負荷LD、トランジスタQ8、接続端子T7,T9の順に電流IA2が流れる。
 タイミングt13~t14の期間では、図64に示したように、ゲート信号G1,G4が低レベルでありゲート信号G2,G3が高レベルであるので、トランジスタQ1,Q4はオフ状態であり、トランジスタQ2,Q3はオン状態である。このとき、整流回路36において、トランジスタQ5,Q8は、ゲート信号G5,G8に基づいてオフ状態になり、トランジスタQ6,Q7は、ゲート信号G6,G7に基づいてオン状態になる。これにより、タイミングt13~t14の期間におけるあるタイミングtBでは、図65Bに示したように、1次側回路に、トランジスタQ3、接続端子T2、巻線21、接続端子T1、キャパシタ15、トランジスタQ2の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、2次側回路では、巻線26,27、接続端子T7,T9、トランジスタQ7、キャパシタ38および負荷LD、トランジスタQ6、接続端子T6,T8の順に電流IB2が流れる。
 電力変換装置3Eは、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置3Eは、PWMを用いてトランジスタQ1~Q4の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 この例では、端子T11,T12に直流電源PDCを接続し、端子T21,T22に負荷LDを接続したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、端子T21,T22に直流電源PDCを接続し、端子T11,T12に負荷LDを接続してもよい。この場合には、電力変換装置3Eは、トランジスタQ5~Q8をスイッチング回路として動作させるとともに、トランジスタQ1~Q4を整流回路として動作させることにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力することができる。
 また、この例では、図62に示したように、巻線26A,26Bと、巻線27A,27Bとを並列に接続したが、これに限定されるものではなく、例えば、接続端子T7,T8を省き、これらの4つの巻線26A,26B,27A,27Bを直列に接続してもよい。この場合、この2次側の巻線は1つの巻線を構成する。
[変形例3-4]
 上記実施の形態では、共振コイルを含む巻線21が、電力変換装置3における1次側回路に接続されるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図66に示す電力変換装置3Fのように、巻線21が2次側回路に接続されるようにしてもよい。この電力変換装置3Fは、キャパシタ11と、スイッチング回路32と、トランス50Eと、キャパシタ35と、整流回路36と、平滑回路37とを備えている。トランス50Eの接続端子T6,T8は、スイッチング回路32のノードN1に接続され、トランス50Eの接続端子T7,T9は、スイッチング回路32のノードN2に接続される。トランス50Eの接続端子T1は、キャパシタ35の一端に接続される。トランス50Eの接続端子T2は、整流回路36のノードN4に接続される。キャパシタ35の一端はトランス50Eの接続端子T1に接続され、他端は整流回路36のノードN3に接続される。
[変形例3-5]
 上記実施の形態では、例えば図46に示したように、2次側回路に4つの整流回路16および4つの平滑回路17を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第1の実施の形態に係る変形例1-7(図29~33)に示したように、1つの整流回路16および1つ平滑回路17を設けてもよい。
[変形例3-6]
 上記実施の形態では、例えば図49に示したように、巻線21を5つの脚部511~515のそれぞれに個別に巻き付けるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第1の実施の形態に係る変形例1-8(図34)に示したように、巻線21を、3つの脚部511~513にまとめて巻き付けてもよい。
[その他の変形例]
 また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
<4.第4の実施の形態>
 次に、第4の実施の形態に係る電力変換装置4について説明する。本実施の形態は、第2の実施の形態の場合と同様に6つの脚部を有し、構成が異なるトランスを用いて電力変換装置を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る電力変換装置2と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
 図67は、電力変換装置4の一構成例を表すものである。電力変換装置4は、トランス60を備えている。トランス60は、巻線41を有している。
 巻線41の一端は接続端子T1に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線41は、巻線41A,41B,41C,41D,41E,41Fを含んでいる。巻線41A,41Bは、共振コイルであり、巻線41C~41Fは、トランスの一次側巻線である。巻線41A~41Fは、この順に直列に接続される。巻線41Aは接続端子T1に接続され、巻線41Fは接続端子T2に接続される。
 図68は、トランス60の一構成例を表すものである。図68には、V-V矢視方向のトランス60の断面図、およびVI-VI矢視方向のトランス60の断面図をも描いている。図69は、トランス60の一構成例を、分解斜視図を用いて表すものである。トランス60は、磁気コア700と、基板800とを有している。
 磁気コア700は、基体部701,702と、6つの脚部711~716と、磁性部材703とを有している。基体部701,702は、Z方向において互いに対向するように配置される。基体部701,702は、XY平面において、X方向に長い略矩形形状を有する。脚部711~716は、基体部702における基体部701に対向する面に設けられ、2つの基体部701,702を磁気結合させるように設けられる。基体部702と6つの脚部711~716とは、一体として形成される。脚部711,712,713は、X方向においてこの順に並設され、脚部714,715,716は、X方向においてこの順に並設される。脚部711,714はY方向に並設され、脚部712,715はY方向に並設され、脚部713,716はY方向に並設される。XY平面において、脚部712,715の断面積は、脚部711,713,714,716の断面積よりも大きくなっている。この例では、Z軸方向において、脚部711~716の高さは互いに等しい。磁性部材703は、基体部701における基体部702に対向する面に設けられる。磁性部材703は、図69に示したように、脚部712~715に対応する領域に設けられている。この磁性部材703は、基体部701とは別体として設けられる。磁性部材703は、例えば、基体部701,702と同じ磁性材料を用いて構成されてもよいし、基体部701,702と異なる磁性材料を用いて構成されてもよい。磁性部材703を、基体部701,702と異なる磁性材料を用いて構成する場合には、磁性部材703の透磁率は、例えば、空気の透磁率よりも高く、基体部701,702の透磁率より低くすることができる。磁性部材703は、例えば、フェライトなどの磁性材料を用いた、1以上の層を有する磁性シートであってもよい。図68,69に示したように、基体部701と脚部711,716のそれぞれとの間、および磁性部材703と脚部712~715のそれぞれとの間には、ギャップGが形成される。このギャップGは、磁性部材703および脚部712~715の間に、非磁性のシート部材709(図69)を挿入することにより形成される。シート部材709は、例えば、ポリエステル樹脂や、フェノール樹脂などにより構成される。基体部701と脚部711,716のそれぞれとの間のギャップGは、磁性部材703と脚部712~715のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。
 基板800は、多層基板(この例では4層基板)である。基板800には、磁気コア300における脚部711~716に対応する位置に貫通穴が設けられており、基板800は、磁気コア700における基体部701,702の間に挟まれるようになっている。この基板800には、巻線41、および巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dが設けられている。
 図70は、基板800における巻線の一構成例を表すものである。図70において、巻線41を実線で示し、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを破線で示す。
 配線層LA2,LA3には、巻線41(巻線41A,41B,41C,41D,41E,41F)が設けられる。基板800には、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH31~TH37が設けられている。巻線41は、これらのスルーホールTH31~TH37を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線41は、6つの脚部711~716に巻き付けられている。具体的には、巻線41は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部711,713,715のそれぞれに時計回りに巻き付けられ、脚部712,714,716のそれぞれに反時計回りに巻き付けられる。巻線41のうち、脚部711,716に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線41A,41Bに対応し、脚部712~715に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線41C~41Fに対応する。
 配線層LA1には、巻線22A,22B,22C,22Dが設けられる。巻線22Aは、接続端子T3Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部714に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Bは、接続端子T3Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部712に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Cは、接続端子T3Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部713に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Dは、接続端子T3Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部715に時計回りに1回巻き付けられる。
 配線層LA4には、巻線23A,23B,23C,23Dが設けられる。巻線23Aは、接続端子T5Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部714に時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Bは、接続端子T5Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部712に時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Cは、接続端子T5Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部713に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Dは、接続端子T5Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部715に反時計回りに1回巻き付けられる。
 ここで、トランス60は、本開示の一実施の形態における「磁性部品」の一具体例に対応する。磁気コア700は、本開示の一実施の形態における「磁気コア」の一具体例に対応する。基体部701および磁性部材703は、本開示の一実施の形態における「第1の基体部」の一具体例に対応する。基体部701は、本開示の一実施の形態における「第1の磁性部材」である。磁性部材703は、本開示の一実施の形態における「第2の磁性部材」の一具体例に対応する。基体部702は、本開示の一実施の形態における「第2の基体部」の一具体例に対応する。脚部711は、本開示の一実施の形態における「第1の脚部」の一具体例に対応する。脚部712は、本開示の一実施の形態における「第2の脚部」の一具体例に対応する。脚部713は、本開示の一実施の形態における「第3の脚部」の一具体例に対応する。脚部714は、本開示の一実施の形態における「第4の脚部」の一具体例に対応する。脚部715は、本開示の一実施の形態における「第5の脚部」の一具体例に対応する。脚部716は、本開示の一実施の形態における「第6の脚部」の一具体例に対応する。巻線41は、本開示の一実施の形態における「第1の巻線」の一具体例に対応する。
 電力変換装置4のスイッチング回路12は、上記第3の実施の形態の場合(図50,51A,51B)と同様に動作する。
 図71A,71Bは、磁気コア700の脚部711~716における磁束の向きを表すものであり、図71Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図71Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。図72A,72Bは、磁気コア700の基体部701における磁束の向きを表すものであり、図72Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図72Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。
 上記第3の実施の形態の場合(図50,51A)と同様に、タイミングt1~t2の期間では、トランジスタ13はオン状態であり、トランジスタ14はオフ状態である。これにより、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでは、図51Aに示したように、1次側回路に、トランジスタ13、キャパシタ15、接続端子T1、巻線41、接続端子T2の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線23A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD2、接続端子T5Aの順に電流IA2が流れる。
 このように、巻線41において、接続端子T1から接続端子T2に向かって電流IA1が流れることにより、トランス60では、図71Aに示したように、脚部711~716において磁束が生じる。巻線41は、脚部711,713,715のそれぞれに時計回りに巻き付けられ、脚部712,714,716のそれぞれに反時計回りに巻き付けられているので、脚部711,713,715における磁束の方向は、Z方向と反対方向であり、脚部712,714,716における磁束の方向は、Z方向である。基体部702では、図72Aに示したように、脚部711から脚部712,714に向かう磁束が生じ、脚部715から脚部712,714,716に向かう磁束が生じ、脚部713から脚部712,716に向かう磁束が生じる。基体部701における磁束の方向は、基体部702における磁束の方向(図72A)と反対の方向である。
 タイミングt3~t4の期間では、図50,51Bに示したように、トランジスタ13はオフ状態であり、トランジスタ14はオン状態である。これにより、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでは、図51Bに示したように、1次側回路に、キャパシタ15、トランジスタ14、接続端子T2、巻線41、接続端子T1の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線22A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD2、接続端子T3Aの順に電流IA2が流れる。
 このように、巻線41において、接続端子T2から接続端子T1に向かって電流IB1が流れることにより、トランス60では、図71Bに示したように、脚部711~716において磁束が生じる。脚部711,713,715における磁束の方向は、Z方向であり、脚部712,714,716における磁束の方向は、Z方向と反対方向である。基体部702では、図72Bに示したように、脚部712から脚部711,713,715に向かう磁束が生じ、脚部714から脚部711,715に向かう磁束が生じ、脚部716から脚部713,715に向かう磁束が生じる。基体部701における磁束の方向は、基体部702における磁束の方向(図72B)と反対の方向である。
 電力変換装置4は、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置4は、PWMを用いてトランジスタ13,14の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 本実施の形態に係るトランス60では、磁性部材703を設けるようにしたので、上記第3の実施の形態の場合と同様に、脚部711,716を低くすることなく、基体部701および脚部711,716の間のギャップGを確保することができる。これにより、基体部701および脚部711の間のギャップGと、巻線41との距離を長くすることができるとともに、基体部701および脚部716の間のギャップGと、巻線41との距離を長くすることができる。このように、ギャップGと巻線41とを離すことができるので、巻線41付近における漏れ磁束を抑えることができる。これにより、トランス60では、渦電流を低減することができるので、エネルギー損失を低減することができる。
 このように、電力変換装置4では、互いに対向する基体部701および基体部702と、基体部702における基体部701に対向する面に設けられ、基体部701および基体部702を磁気結合させる脚部711~716と、基体部701における基体部702に対向する面に設けられた磁性部材703とを有する磁気コア700を備えるようにした。脚部711,712,713を、X方向においてこの順に並設し、脚部714,715,716を、X方向においてこの順に並設し、脚部711,714をY方向に並設し、脚部712,715をY方向に並設し、脚部713,716をY方向に並設した。磁性部材703は、脚部712~715に対応する領域に設けられるようにした。これにより、トランス60では、基体部701および脚部711,716の間のギャップGと、巻線41との距離を長くすることができる。その結果、例えば、巻線41付近における漏れ磁束を抑えることができるため、渦電流を低減することができ、その結果、エネルギー損失を低減することができる。
 また、電力変換装置4では、脚部712~715に対応する領域に磁性部材703を設けるようにした。この磁性部材703は、脚部711,716に対応する領域には設けられていないので、この磁性部材703をZ方向の厚さを調節することにより、基体部701と脚部711,716との間のギャップGを調節することができる。この脚部711,716には、共振コイルである巻線41A,41Bが巻き付けられているので、トランス60では、例えば、磁性部材703をZ方向の厚さを調節することにより、このギャップGを調節することができ、共振コイルの特性を調節することができる。例えば、基体部701と磁性部材703とを一体として構成した場合には、加工がしづらく、磁性部材703の厚さを調節しにくい。トランス60では、基体部701と磁性部材703とを別体として構成したので、磁性部材703の厚さを調節しやすいので、共振コイルの特性を容易に調節することができる。
 また、電力変換装置4では、脚部711~716の高さを互いに等しくした。これにより、例えば、磁気コア700の製造をしやすくすることができる。
 また、電力変換装置4では、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、巻線41を、脚部711,713,715に第1の巻方向に巻き付けるとともに、脚部712,714,716に第2の巻方向に巻き付けるようにした。これにより、トランス60では、図72A,72Bに示したように、脚部711,713,715において第1の方向の磁束が生じるとともに、脚部712,714,716において第2の方向の磁束が生じる。そして、基体部701,702において磁束が分散する。このように、基体部701,702において磁束を分散させることにより、基体部701,702における磁束密度を低くすることができるので、基体部701,702のZ方向における高さを低くすることができる。また、このように6つの脚部711~716を設けるようにしたので、脚部711~716のそれぞれにおける巻線41の巻き数を抑えることができ、例えば基板800の層数を減らすことができるので、脚部711~716のZ方向における高さを低くすることができる。その結果、電力変換装置4では、トランス60のサイズを小さくすることができる。
 また、電力変換装置4では、6つの脚部711~716に巻線41を巻き付け、脚部711,716以外の4つの脚部712~715に、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを巻き付けるようにした。これにより、巻線41のうち、脚部711,716に巻き付けた部分を共振コイルとして機能させることができる。これにより、トランス60では、共振コイルと、トランスとを複合化することができるので、共振コイルおよびトランスをそれぞれ個別に設ける場合に比べて、電力変換装置2のサイズを小さくすることができる。
 以上のように本実施の形態では、互いに対向する基体部701および基体部702と、基体部702における基体部701に対向する面に設けられ、基体部701および基体部702を磁気結合させる脚部711~716と、基体部701における基体部702に対向する面に設けられた磁性部材703とを有する磁気コアを備えるようにした。脚部711,712,713を、X方向においてこの順に並設し、脚部714,715,716を、X方向においてこの順に並設し、脚部711,714をY方向に並設し、脚部712,715をY方向に並設し、脚部713,716をY方向に並設した。磁性部材703は、脚部712~715に対応する領域に設けられるようにした。これにより、渦電流を低減することができるので、エネルギー損失を低減することができる。
[変形例4-1]
 上記実施の形態に係る電力変換装置4に、上記第3の実施の形態の変形例3-1を適用してもよい。
[変形例4-2]
 上記実施の形態では、磁性部材703を脚部712~715に対応する領域に設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、他の位置に設けてもよい。以下に、本変形例に係るトランス60Bについて詳細に説明する。
 図73は、トランス60Bの一構成例を表すものである。図73には、IX-IX矢視方向のトランス60Bの断面図、およびX-X矢視方向のトランス60Bの断面図をも描いている。図74は、トランス60Bの一構成例を、分解斜視図を用いて表すものである。トランス60Bは、磁気コア700Bと、基板800Bとを有している。磁気コア700Bは、磁性部材703Bを有している。
 図73,74に示したように、磁性部材703Bは、脚部711,713,714,716に対応する位置に設けられる。基体部701と脚部712,715との間のギャップGは、磁性部材703と脚部711,713,714,716のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。
 図75は、基板800Bにおける巻線の一構成例を表すものである。配線層LA1において、巻線22Bは、接続端子T3Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部711に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Dは、接続端子T3Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部716に反時計回りに1回巻き付けられる。配線層LA4において、巻線23Bは、接続端子T5Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部711に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Dは、接続端子T5Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部716に時計回りに1回巻き付けられる。
 なお、この例では、図75に示すように、配線層LA2,LA3において巻線41を脚部711~716に巻き付けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第2の実施の形態に係る変形例2-2(図45)に示したように、巻線41を脚部711~716に巻き付けてもよい。
[その他の変形例]
 また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい
<5.第5の実施の形態>
 次に、第5の実施の形態に係る電力変換装置5について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態の場合と同様に5つの脚部を有し、構成が異なるトランスを用いて電力変換装置を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る電力変換装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
 図76は、電力変換装置5の一構成例を表すものである。電力変換装置5は、キャパシタ11と、スイッチング回路12と、キャパシタ15と、トランス70と、4つの整流回路16(整流回路16A,16B,16C,16D)と、4つの平滑回路17(平滑回路17A,17B,17C,17D)とを備えている。
 トランス70は、1次側回路と2次側回路とを直流的に絶縁するとともに交流的に接続し、1次側回路から供給された交流電圧を、トランス70の変成比Rで変換し、変換された交流電圧を2次側回路に供給するように構成される。トランス70は、共振コイルと、トランスとを複合化させた磁性部品である。トランス70は、接続端子T1,T2,T3A,T4A,T5A,T3B,T4B,T5B,T3C,T4C,T5C,T3D,T4D,T5Dと、巻線21と、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dとを有している。
 接続端子T1はキャパシタ15の他端に接続され、接続端子T2は基準電圧線L12に接続される。接続端子T3A,T5Aは、整流回路16Aを介して、端子T22に導かれる基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Aは、端子T21に導かれる電圧線L21に接続される。接続端子T3B,T5Bは、整流回路16Bを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Bは電圧線L21に接続される。接続端子T3C,T5Cは、整流回路16Cを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Cは電圧線L21に接続される。接続端子T3D,T5Dは、整流回路16Dを介して基準電圧線L22に接続され、接続端子T4Dは電圧線L21に接続される。
 巻線21の一端は接続端子T1に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21は、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを含んでいる。巻線21Aは、共振コイルであり、巻線21B~21Eは、トランスの一次側巻線である。巻線21A~21Eは、この順に直列に接続される。巻線21Aは接続端子T1に接続され、巻線21Eは接続端子T2に接続される。
 巻線22Aの一端は接続端子T3Aに接続され、他端は接続端子T4Aに接続される。巻線23Aの一端は接続端子T4Aに接続され、他端は接続端子T5Aに接続される。巻線22Bの一端は接続端子T3Bに接続され、他端は接続端子T4Bに接続される。巻線23Bの一端は接続端子T4Bに接続され、他端は接続端子T5Bに接続される。巻線22Cの一端は接続端子T3Cに接続され、他端は接続端子T4Cに接続される。巻線23Cの一端は接続端子T4Cに接続され、他端は接続端子T5Cに接続される。巻線22Dの一端は接続端子T3Dに接続され、他端は接続端子T4Dに接続される。巻線23Dの一端は接続端子T4Dに接続され、他端は接続端子T5Dに接続される。
 図77は、トランス70の一構成例を表すものである。図77には、I-I矢視方向のトランス70の断面図、およびII-II矢視方向のトランス70の断面図をも描いている。トランス70は、この例では、プレーナトランスである。トランス70は、磁気コア900と、基板1000とを有している。
 図78は、磁気コア900の一構成例を表すものである。図77,78に示したように、磁気コア900は、基体部901,902と、5つの脚部911~915とを有している。基体部901,902は、Z方向において互いに対向するように配置される。基体部901,902は、XY平面において、X方向に長い略矩形形状を有する。脚部911~915は、基体部902における基体部901に対向する面に設けられ、2つの基体部901,902を磁気結合させるように設けられる。基体部902と5つの脚部911~915とは、一体として形成される。脚部911は、基体部902における中央付近に設けられる。脚部912,913は、基体部902におけるX方向の両端部にそれぞれ設けられ、脚部914,915は、基体部902におけるY方向の両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、脚部912,913は、X方向において脚部911を挟んで配置され、脚部914,915は、Y方向において脚部911を挟んで配置される。XY平面において、脚部914,915の断面積は、脚部912,913の断面積よりも大きい。脚部911,914,915は、XY平面において、X方向に長くなるように構成され、脚部912,913は、XY平面において、Y方向に長くなるように構成される。X方向における脚部914,915の幅は、Y方向における脚部912,913の幅よりも広くなっている。この例では、Z軸方向において、脚部911~915の高さは互いに等しい。
 図79は、基体部901の一構成例を表すものである。基体部901には、5つの貫通穴991~995が設けられる。図77~79に示したように、貫通穴991は、基体部901のXY平面における中央付近において、脚部911に対応する位置に、基体部901を貫通するように設けられる。脚部911は、貫通穴991に挿入される。同様に、貫通穴992は、XY平面において脚部912に対応する位置に設けられ、貫通穴993は、XY平面において脚部913に対応する位置に設けられ、貫通穴994は、XY平面において脚部914に対応する位置に設けられ、貫通穴995は、XY平面において脚部915に対応する位置に設けられる。貫通穴992~995は、基体部901の端部に設けられる。これにより、貫通穴992~995の壁面は、基体部901の外周壁面の一部を構成する。脚部912は、貫通穴992に挿入され、脚部913は、貫通穴993に挿入され、脚部914は、貫通穴994に挿入され、脚部915は、貫通穴995に挿入される。
 図77に示したように、貫通穴991の壁面、および脚部911の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間している。これにより、基体部901と脚部911との間にギャップGが形成される。同様に、貫通穴992の壁面、および脚部912の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴993の壁面、および脚部913の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴994の壁面、および脚部914の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴995の壁面、および脚部915の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間している。これにより、基体部901と、脚部912~915のそれぞれとの間にギャップGが形成される。このギャップGの向きは、Z方向と交差する方向であり、XY平面の平面内の方向である。基体部901と脚部911との間のギャップGは、基体部901と、脚部912~915のそれぞれとの間のギャップGよりも大きくなっている。
 基板1000は、多層基板(この例では4層基板)である。基板1000には、磁気コア900における脚部911~915に対応する位置に貫通穴が設けられており、基板1000は、磁気コア900における基体部901,902の間に挟まれるようになっている。この基板1000には、巻線21、および巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dが設けられている。
 図80は、基板1000における巻線の一構成例を表すものであり、図80(A)は第1層である配線層LA1を示し、図80(B)は第2層である配線層LA2を示し、図80(C)は第3層である配線層LA3を示し、図80(D)は第4層である配線層LA4を示す。配線層LA1~LA4は、基板1000の層方向において、この順に設けられている。図80において、巻線21を実線で示し、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを破線で示す。
 配線層LA2,LA3には、巻線21(巻線21A,21B,21C,21D,21E)が設けられる。基板1000には、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH1~TH6が設けられている。巻線21は、これらのスルーホールTH1~TH6を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線21は、5つの脚部911~915に巻き付けられている。具体的には、巻線21は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部911,912,913のそれぞれに時計回りに2回巻き付けられ、脚部914,915のそれぞれに反時計回りに2回巻き付けられる。巻線21のうち、脚部911に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線21Aに対応し、脚部912~915に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線21B~21Dに対応する。
 配線層LA1には、巻線22A,22B,22C,22Dが設けられる。巻線22Aは、接続端子T3Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部912に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Bは、接続端子T3Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部915に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Cは、接続端子T3Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部913に時計回りに1回巻き付けられる。巻線22Dは、接続端子T3Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部914に反時計回りに1回巻き付けられる。
 配線層LA4には、巻線23A,23B,23C,23Dが設けられる。巻線23Aは、接続端子T5Aから接続端子T4Aに向かう方向において、脚部912に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Bは、接続端子T5Bから接続端子T4Bに向かう方向において、脚部915に時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Cは、接続端子T5Cから接続端子T4Cに向かう方向において、脚部913に反時計回りに1回巻き付けられる。巻線23Dは、接続端子T5Dから接続端子T4Dに向かう方向において、脚部914に時計回りに1回巻き付けられる。
 このように、脚部911には、共振コイルである巻線21Aが巻き付けられ、脚部912~915には、トランスの1次側巻線である巻線21B~21D、および2次側巻線である巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dが巻き付けられる。共振コイルの特性は、例えば、脚部911への巻線の巻き付け回数や、基体部901と脚部911との間のギャップGにより設定される。トランスの特性は、例えば、脚部912~915への巻線の巻き付け回数や、基体部901と脚部912~915との間のギャップGにより設定される。
 ここで、トランス70は、本開示の一実施の形態における「磁性部品」の一具体例に対応する。磁気コア900は、本開示の一実施の形態における「磁気コア」の一具体例に対応する。基体部901は、本開示の一実施の形態における「第1の基体部」の一具体例に対応する。基体部902は、本開示の一実施の形態における「第2の基体部」の一具体例に対応する。脚部911は、本開示の一実施の形態における「第1の脚部」の一具体例に対応する。脚部912は、本開示の一実施の形態における「第2の脚部」の一具体例に対応する。脚部913は、本開示の一実施の形態における「第3の脚部」の一具体例に対応する。脚部914は、本開示の一実施の形態における「第4の脚部」の一具体例に対応する。脚部915は、本開示の一実施の形態における「第5の脚部」の一具体例に対応する。貫通穴991は、本開示の一実施の形態における「第1の貫通穴」の一具体例に対応する。貫通穴992は、本開示の一実施の形態における「第2の貫通穴」の一具体例に対応する。貫通穴993は、本開示の一実施の形態における「第3の貫通穴」の一具体例に対応する。貫通穴994は、本開示の一実施の形態における「第4の貫通穴」の一具体例に対応する。貫通穴995は、本開示の一実施の形態における「第5の貫通穴」の一具体例に対応する。
 図81は、電力変換装置5の一動作例を表すものである。この図81において、I1は、巻線21に流れる電流を示し、I2は、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dに流れる電流の合計電流を示し、Imは励磁電流を示す。この励磁電流Imは、I1-I2・Rで表される。Rはトランス20における変成比である。変成比Rは、トランスの一次側巻線(巻線21B~21E)の巻き数を、トランスの二次側巻線(例えば巻線22A)の巻き数で除した値である。
 この例では、タイミングt0において、ゲート信号G2が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13,14はともにオフ状態になる。
 タイミングt1において、ゲート信号G1が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオン状態になる。タイミングt1~t2の期間において、トランジスタ13はオン状態を維持し、トランジスタ14はオフ状態を維持する。そして、タイミングt2において、ゲート信号G1が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオフ状態になる。
 タイミングt3において、ゲート信号G2が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ14がオン状態になる。タイミングt3~t4の期間において、トランジスタ13はオフ状態を維持し、トランジスタ14はオン状態を維持する。そして、タイミングt4において、ゲート信号G2が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタ14がオフ状態になる。
 タイミングt5において、ゲート信号G1が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタ13がオン状態になる。
 このようにトランジスタ13,14がスイッチング動作を行うことにより、トランス70では、図81に示したように、電流I1,I2および励磁電流Imが流れる。具体的には、トランス70の2次側に流れる電流I2は、タイミングt0~t2の期間において正になり、タイミングt2~t4の期間において負になる正弦波電流になる。また、トランス70の1次側に流れる電流I1は、この電流I2よりも位相が遅れた正弦波電流になる。励磁電流Imは、タイミングt0~t2の期間において増加し、タイミングt2~t4の期間において減少する三角波電流になる。
 図82A,82Bは、電力変換装置5における電流の流れを表すものであり、図82Aは、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでの動作を示し、図82Bは、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでの動作を示す。これらの図では、トランジスタ13,14を、その動作状態(オン状態もしくはオフ状態)を表すシンボルで示している。
 図83A,83Bは、磁気コア900の脚部911~915における磁束の向きを表すものであり、図83Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図83Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。図84A,84Bは、磁気コア900の基体部902における磁束の向きを表すものであり、図84Aは、タイミングtAにおける磁束の向きを示し、図84Bは、タイミングtBにおける磁束の向きを示す。
 タイミングt1~t2の期間では、図81に示したように、ゲート信号G1が高レベルでありゲート信号G2が低レベルであるので、トランジスタ13はオン状態であり、トランジスタ14はオフ状態である。これにより、タイミングt1~t2の期間におけるあるタイミングtAでは、図82Aに示したように、1次側回路に、トランジスタ13、キャパシタ15、接続端子T1、巻線21、接続端子T2の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線23A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD2、接続端子T5Aの順に電流IA2が流れる。整流回路16Bおよび平滑回路17Bに係る2次側回路、整流回路16Cおよび平滑回路17Cに係る2次側回路、整流回路16Dおよび平滑回路17Dに係る2次側回路についても同様である。
 このように、巻線21において、接続端子T1から接続端子T2に向かって電流IA1が流れることにより、トランス70では、図83Aに示したように、脚部911~915において磁束が生じる。巻線21は、脚部911,912,913のそれぞれに時計回りに巻き付けられ、脚部914,915のそれぞれに反時計回りに巻き付けられているので、脚部911,912,913における磁束の方向は、Z方向と反対方向であり、脚部914,915における磁束の方向は、Z方向である。基体部902では、図84Aに示したように、脚部911から脚部914,915に向かう磁束が生じ、脚部912から脚部914,915に向かう磁束が生じ、脚部913から脚部914,915に向かう磁束が生じる。基体部901における磁束の方向は、基体部902における磁束の方向(図84A)と反対の方向である。
 タイミングt3~t4の期間では、図81に示したように、ゲート信号G1が低レベルでありゲート信号G2が高レベルであるので、トランジスタ13はオフ状態であり、トランジスタ14はオン状態である。これにより、タイミングt3~t4の期間におけるあるタイミングtBでは、図82Bに示したように、1次側回路に、キャパシタ15、トランジスタ14、接続端子T2、巻線21、接続端子T1の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、例えば、整流回路16Aおよび平滑回路17Aに係る2次側回路では、巻線22A、接続端子T4A、キャパシタ18および負荷LD、ダイオードD1、接続端子T3Aの順に電流IB2が流れる。整流回路16Bおよび平滑回路17Bに係る2次側回路、整流回路16Cおよび平滑回路17Cに係る2次側回路、整流回路16Dおよび平滑回路17Dに係る2次側回路についても同様である。
 このように、巻線21において、接続端子T2から接続端子T1に向かって電流IB1が流れることにより、トランス70では、図83Bに示したように、脚部911~915において磁束が生じる。脚部911,912,913における磁束の方向は、Z方向であり、脚部914,915における磁束の方向は、Z方向と反対方向である。基体部902では、図84Bに示したように、脚部914から脚部911,912,913に向かう磁束が生じ、脚部915から脚部911,912,913に向かう磁束が生じる。基体部901における磁束の方向は、基体部902における磁束の方向(図84B)と反対の方向である。
 電力変換装置5は、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置5は、PWM(Pulse Width Modulation)を用いてトランジスタ13,14の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 図85は、トランス70における磁束の強さの分布を表すものである。この図85は、図77に示したII-II矢視方向における断面図に対応する特性図である。図85では、磁束の強さを、グレースケールを用いて示している。色が濃いほど、磁束が強いことを示す。なお、磁気コア900に係る部分を黒色で示している。この例では、6つの配線層を有する基板1000を用いて、トランス70を構成している。
 例えば、基体部901および脚部911の間のギャップG付近では、磁束が強くなる。このギャップGから漏れた磁束は、脚部911に巻き付けられた巻線21の付近にまで広がる。他のギャップG付近についても同様である。本実施の形態に係るトランス70では、基体部901に貫通穴991~995を設け、貫通穴991の壁面、および脚部911の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴992の壁面、および脚部912の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴993の壁面、および脚部913の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴994の壁面、および脚部914の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴995の壁面部、および脚部915の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間するようにした。これにより、以下に比較例と対比して説明するように、漏れ磁束によるエネルギー損失(フリンジングロス)を低減することができる。
(比較例)
 次に、比較例に係るトランス70Rについて説明する。
 図86は、トランス70Rの一構成例を表すものである。トランス70Rは、磁気コア900Rを有している。磁気コア900Rは、基体部901Rを有している。基体部901Rは、本実施の形態に係る基体部901(図77~79)とは異なり、貫通穴991~995を有していない。この例では、基体部901Rと、脚部911~915の上面との間にギャップGが形成される。このギャップGの向きは、Z方向である。すなわち、この比較例におけるギャップGの向きは、本実施の形態の場合(図77)におけるギャップGの向きと異なる。この例では、共振コイルの特性を調節するために、脚部911の高さを、脚部912~915と比べて低くしている。
 図87は、トランス70Rにおける磁束の強さの分布を表すものである。この図87は、図86に示したII-II矢視方向における断面図に対応する特性図である。この例でも、基体部901Rおよび脚部911の間のギャップGから漏れた磁束は、脚部911に巻き付けられた巻線21の付近にまで広がっている。特に、トランス70Rでは、脚部911の高さを低くしているので、基体部901Rおよび脚部911の間のギャップGと、巻線21との間の距離が短い。よって、巻線21付近では、実施の形態の場合(図85)よりも磁束が強い。なお、他の巻線付近においても、基体部901Rおよび脚部912~915の間のギャップGから漏れた磁束が広がっているが、脚部911に巻き付けられた巻線21付近において顕著である。巻線21付近では、例えば、磁束の向きは、Z軸方向である。これにより、この巻線21の配線パターンにおいて、渦電流が生じてしまう。
 図88は、脚部911に巻き付けられた巻線21の配線パターンにおける、電流密度を表すものである。図88では、電流密度の大きさを、グレースケールを用いて示している。色が濃いほど、電流密度が高いことを示す。巻線21の配線パターンでは、特に脚部911に近い内側の部分において、電流密度が高くなっている。すなわち、図87に示したように、基体部901Rおよび脚部911の間のギャップGから漏れた磁束が、巻線21にまで広がることにより、巻線21の配線パターンにおける、脚部911に近い内側の部分において、渦電流が発生し、電流密度が高くなっている。このような渦電流が生じた場合には、エネルギー損失(フリンジングロス)が生じてしまう。
 このようなトランス70Rにおいて、このエネルギー損失を低減するためには、例えば、脚部911~915の高さを高くする方法があり得る。これにより、例えば、基体部901Rおよび脚部911の間のギャップGと、巻線21との間の距離が長くなるので、巻線21付近における漏れ磁束を弱くすることができるので、エネルギー損失を低減することができる。しかしながら、この場合には、トランス70R全体のZ方向における高さが高くなってしまう。
 一方、本実施の形態に係るトランス70では、基体部901に5つの貫通穴991~995を設けるようにした。これにより、貫通穴991の壁面、および脚部911の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴992の壁面、および脚部912の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴993の壁面、および脚部913の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴994の壁面、および脚部914の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴995の壁面部、および脚部915の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間する。これにより、トランス70では、ギャップGの向きが比較例に係るトランス70Rの場合と異なるようになり、図85に示すように、例えば、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができる。これにより、トランス70では、渦電流を低減することができるので、エネルギー損失を低減することができる。例えば、シミュレーション結果の一例では、比較例に係るトランス70Rでは、巻線によるエネルギー損失(いわゆる銅損)が15.26Wになり得る。一方、本実施の形態に係るトランス70では、この損失を9.89Wに抑えることができる。このように、トランス70では、エネルギー損失を低減することができる。
 このように、電力変換装置5では、互いに対向する基体部901および基体部902と、基体部902における基体部901に対向する面に設けられ、基体部901および基体部902を磁気結合させる脚部911~915とを有する磁気コア900を備えるようにした。脚部912,913を、X方向において脚部911を挟んで配置するとともに、脚部914,915を、Y方向において脚部911を挟んで配置するようにした。基体部901は、5つの脚部911~915のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた、1以上の貫通穴を有するようにした。これにより、トランス70では、例えば、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができるため、渦電流を低減することができ、その結果、エネルギー損失を低減することができる。
 また、電力変換装置5では、脚部911に対応する位置に貫通穴991を設けるようにした。この脚部911には、共振コイルである巻線21Aが巻き付けられているので、トランス70では、例えば、この貫通穴991により、基体部901と脚部911との間のギャップGを調節することができ、共振コイルの特性を調節することができる。
 また、電力変換装置5では、脚部912に対応する位置に貫通穴992を設け、脚部913に対応する位置に貫通穴993を設け、脚部914に対応する位置に貫通穴994を設け、脚部915に対応する位置に貫通穴995を設けるようにした。これにより、トランス70では、例えば、この貫通穴992~995により、基体部901と脚部912~915との間のギャップGを調節することができ、トランスの特性を調節することができる。
 また、電力変換装置5では、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、巻線21を、脚部911,912,913に第1の巻方向に巻き付けるとともに、脚部914,915に第2の巻方向に巻き付けるようにした。これにより、トランス70では、図84A,84Bに示したように、脚部911,912,913において第1の方向の磁束が生じるとともに、脚部914,915において第2の方向の磁束が生じる。そして基体部901,902において、磁束が分散する。このように、基体部901,902において磁束を分散させることにより、基体部901,902における磁束密度を低くすることができるので、基体部901,902のZ方向における高さを低くすることができる。また、このように5つの脚部911~915を設けるようにしたので、脚部911~915のそれぞれにおける巻線21の巻き数を抑えることができ、例えば基板1000の層数を減らすことができるので、脚部911~915のZ方向における高さを低くすることができる。その結果、電力変換装置5では、トランス70のサイズを小さくすることができる。
 また、電力変換装置5では、5つの脚部911~915に巻線21を巻き付け、脚部911以外の4つの脚部912~915に、巻線22A,23A,22B,23B,22C,23C,22D,23Dを巻き付けるようにした。これにより、巻線21のうち、脚部911に巻き付けた部分を共振コイルとして機能させることができる。これにより、トランス70では、共振コイルおよびトランスを複合化することができるので、共振コイルおよびトランスをそれぞれ個別に設ける場合に比べて、電力変換装置5のサイズを小さくすることができる。また、共振コイルにおけるインダクタンスを大きくすることができるので、電力変換装置5(LLC共振コンバータ)は、スイッチング周波数を変更することにより、出力電圧と入力電圧の比率を大きく変えることができる。よって、電力変換装置5は、周波数制御により、広い入力電圧範囲で出力電圧を一定に制御することができるので、広い入力電圧範囲で動作することができる。
 以上のように本実施の形態では、互いに対向する基体部901および基体部902と、基体部902における基体部901に対向する面に設けられ、基体部901および基体部902を磁気結合させる脚部911~915とを有する磁気コアを備えるようにした。脚部912,913を、X方向において脚部911を挟んで配置するとともに、脚部914,915を、Y方向において脚部911を挟んで配置するようにした。基体部901は、5つの脚部911~915のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた、1以上の貫通穴を有するようにした。これにより、渦電流を低減することができるので、エネルギー損失を低減することができる。
[変形例5-1]
 上記実施の形態では、基体部901に5つの貫通穴991~995を設けたがこれに限定されるものではない。以下に、いくつか例を挙げて、本変形例について詳細に説明する。
 図89は、本変形例に係るトランス70Aの一構成例を表すものである。トランス70Aは、磁気コア900Aを有している。図90は、磁気コア900Aの一構成例を表すものである。図89,90に示したように、磁気コア900Aは、基体部901Aを有している。図91は、基体部901Aの一構成例を表すものである。
 基体部901Aには、1つの貫通穴991が設けられる。図89~91に示したように、貫通穴991は、基体部901のXY平面における中央付近において、脚部911に対応する位置に、基体部901を貫通するように設けられる。脚部911は、貫通穴991に挿入される。貫通穴991の壁面、および脚部911の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間している。これにより、基体部901Aと脚部911との間にギャップGが形成される。このギャップGの向きは、Z方向と交差する方向であり、XY平面の平面内の方向である。この例では、脚部912~915の高さは、脚部911の高さよりも低い。これにより、基体部901Aと、脚部912~915の上面との間にギャップGが形成される。このギャップGの向きは、Z方向である。すなわち、この場合には、基体部901Aと脚部911との間のギャップGの向きは、基体部901Aと脚部912~915との間のギャップGの向きと異なる。
 このように、トランス70Aでは、脚部911に対応する位置に貫通穴991を設けるようにしたので、例えば、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができるため、渦電流を低減することができ、その結果、エネルギー損失を低減することができる。また、例えば、この貫通穴991により、基体部901Aと脚部911との間のギャップGを調節することができ、共振コイルの特性を調節することができる。また、例えば、基体部901Aと脚部912~915との間のギャップGを調節することにより、トランスの特性を調節することができる。
 図92は、本変形例に係る他のトランス70Bの一構成例を表すものである。トランス70Bは、磁気コア900Bを有している。図83は、磁気コア900Bの一構成例を表すものである。図92,93に示したように、磁気コア900Bは、基体部901Bを有している。図94は、基体部901Bの一構成例を表すものである。
 基体部901Bには、3つの貫通穴991,994,995が設けられる。図92~94に示したように、貫通穴991は、基体部901のXY平面における中央付近において、脚部911に対応する位置に、基体部901を貫通するように設けられる。脚部911は、貫通穴991に挿入される。貫通穴994は、XY平面において、脚部914に対応する位置に設けられ、貫通穴995は、XY平面において、脚部915に対応する位置に設けられる。脚部914は、貫通穴994に挿入され、脚部915は、貫通穴995に挿入される。
 貫通穴991の壁面、および脚部911の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間している。これにより、基体部901Bと脚部911との間にギャップGが形成される。同様に、貫通穴994の壁面、および脚部914の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間し、貫通穴995の壁面、および脚部915の壁面の一部は、互いに対向するとともに離間している。これにより、基体部901Bと、脚部914,915のそれぞれとの間にギャップGが形成される。このギャップGの向きは、Z方向と交差する方向であり、XY平面の平面内の方向である。この例では、脚部912,913の高さは、脚部911,914,915の高さよりも低い。これにより、基体部901Bと、脚部912,913の上面との間にギャップGが形成される。このギャップGの向きは、Z方向である。すなわち、この場合には、基体部901Bと脚部911,914,915との間のギャップGの向きは、基体部901Bと脚部912,913との間のギャップGの向きと異なる。
 このように、トランス70Bでは、脚部911に対応する位置に貫通穴991を設けるようにしたので、例えば、巻線21付近における漏れ磁束を抑えることができるため、渦電流を低減することができ、その結果、エネルギー損失を低減することができる。また、例えば、この貫通穴991により、基体部901Aと脚部911との間のギャップGを調節することができ、共振コイルの特性を調節することができる。また、脚部914,915に対応する位置に貫通穴994,995を設けるようにしたので、例えば、この貫通穴994,995により、基体部901Bと脚部914,915との間のギャップGを調節することができ、トランスの特性を調節することができる。また、例えば、基体部901Bと脚部912~915との間のギャップGを調節することにより、トランスの特性を調節することができる。
 なお、この例では、脚部911に対応する位置に貫通穴991を設け、脚部914に対応する位置に貫通穴994を設け、脚部915に対応する位置に貫通穴995を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、脚部911に対応する位置に貫通穴991を設け、脚部912に対応する位置に貫通穴992を設け、脚部913に対応する位置に貫通穴993を設けてもよい。
[変形例5-2]
 上記実施の形態では、基体部901に貫通穴991~995を設けるようにした。このような基体部901の上に、さらに磁性シートを設けてもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。
 図95は、本変形例に係るトランス70Cの一構成例を表すものである。トランス70Cは、磁性シート980を有している。磁性シート980は、磁気コア900の基体部901の、基体部902が設けられた側とは反対側に、基体部901と離間して設けられる。磁性シート980は、XY平面において、磁気コア900よりも広いシートであり、磁気コア900を覆うように配置される。磁性シート980は、例えばフェライトなどの磁性材料を用いて構成される。磁性シート980の透磁率は、例えば、空気の透磁率よりも高く、磁気コア900の透磁率より低い。基体部901と磁性シート980との間には、例えばシート部材が挿入される。このシート部材は、例えば、ポリエステル樹脂や、フェノール樹脂などにより構成される。
 図96は、トランス70Cにおける磁束の強さの分布を表すものである。上記実施の形態の場合(図85)と同様に、基体部901および脚部911~915の間のギャップGから、磁束が漏れる。トランス70Cでは、磁性シート980を設けたので、この漏れ磁束は、磁性シート980によりある程度シールドされる。これにより、トランス70Cでは、外部への漏れ磁束を低減することができる。
 このようなトランス20Cを備えた電力変換装置5では、熱を放出するために放熱フィンが設けられる。この放熱フィンは、例えば、トランス70Cにおいて、磁性シート980の、磁気コア900が設けられた側とは反対側に設けられる。磁気コア900および放熱フィンの間に、この磁性シート980を設けることにより、放熱フィンへの漏れ磁束を低減することができる。これにより放熱フィンにおいて渦電流が生じることによりエネルギーが損失する可能性を低減することができる。
[変形例5-3]
 上記実施の形態では、トランス70において、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを直列に接続することにより巻線21を構成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る電力変換装置5Dについて、詳細に説明する。
 図97は、電力変換装置5Dの一構成例を表すものである。電力変換装置5Dは、トランス70Dを備えている。トランス70Dは、巻線21を有する。巻線21の一端は接続端子T1に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21は、巻線21A,21B,21C,21D,21Eを含んでいる。巻線21Aの一端は接続端子T1に接続され、他端は巻線21B,21Dの一端に接続される。巻線21Bの一端は巻線21Aの他端に接続され、他端は巻線21Cの一端に接続される。巻線21Cの一端は巻線21Bの他端に接続され、他端は接続端子T2に接続される。巻線21Dの一端は巻線21Aの他端に接続され、他端は巻線21Eの一端に接続される。巻線21Eの一端は巻線21Dの他端に接続され、他端は接続端子T2に接続される。すなわち、巻線21B,21Cと、巻線21D,21Eとは、互いに並列に接続される。
 図98は、トランス70Dの基板1000における巻線の一構成例を表すものである。巻線21は、配線層LA2~LA4に設けられる。基板1000には、配線層LA3における配線と配線層LA4における配線とを結ぶスルーホールTH11と、配線層LA2における配線と配線層LA3における配線とを結ぶスルーホールTH12~TH16が設けられている。巻線21は、これらのスルーホールTH11~TH16を含んで構成され、接続端子T1,T2に接続される。巻線21は、5つの脚部911~915に巻き付けられている。具体的には、巻線21は、接続端子T1から接続端子T2に向かう方向において、脚部911に時計回りに3回巻き付けられ、脚部912,913のそれぞれに時計回りに2回巻き付けられ、脚部914,915のそれぞれに反時計回りに2回巻き付けられる。巻線21のうち、脚部911に巻き付けられた部分は、共振コイルである巻線21Aに対応し、脚部912~915に巻き付けられた部分は、トランスの1次側巻線である巻線21B~21Dに対応する。
[変形例5-4]
 上記実施の形態では、2つのトランジスタ13,14を用いてスイッチング回路12を構成するとともに、2つのダイオードD1,D2を用いて各整流回路16を構成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る電力変換装置5Eについて、詳細に説明する。
 図99は、電力変換装置5Eの一構成例を表すものである。電力変換装置5Eは、キャパシタ11と、スイッチング回路32と、キャパシタ15と、トランス70Eと、整流回路36と、平滑回路37とを備えている。
 スイッチング回路32は、この例では、いわゆるフルブリッジ型の回路であり、トランジスタQ1~Q4を有している。トランジスタQ1のドレインは電圧線L11に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G1が供給され、ソースはノードN1に接続される。トランジスタQ2のドレインはノードN1に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G2が供給され、ソースは基準電圧線L12に接続される。トランジスタQ3のドレインは電圧線L11に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G3が供給され、ソースはノードN2に接続される。トランジスタQ4のドレインはノードN2に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G4が供給され、ソースは基準電圧線L12に接続される。
 キャパシタ15の一端はスイッチング回路32のノードN1に接続され、他端はトランス20Bの接続端子T1に接続される。
 トランス70Eは、接続端子T1,T2,T6,T7,T8,T9と、巻線21,26,27とを有している。
 接続端子T1はキャパシタ15の他端に接続され、接続端子T2はスイッチング回路32のノードN2に接続される。接続端子T6,T8は、整流回路36のノードN3(後述)に接続され、接続端子T7,T9は、整流回路36のノードN4(後述)に接続される。
 巻線26の一端は接続端子T6に接続され、他端は接続端子T7に接続される。巻線26は、巻線26A,26Bを含んでいる。巻線26A,26Bは直列に接続される。巻線26Aは接続端子T6に接続され、巻線26Bは接続端子T7に接続される。
 巻線27の一端は接続端子T8に接続され、他端は接続端子T9に接続される。巻線27は、巻線27A,27Bを含んでいる。巻線27A,27Bは直列に接続される。巻線27Aは接続端子T8に接続され、巻線27Bは接続端子T9に接続される。
 整流回路36は、トランス70Eから出力された交流電圧を整流するように構成される。整流回路36は、トランジスタQ5~Q8を有している。トランジスタQ5のドレインは電圧線L21に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G5が供給され、ソースはノードN3に接続される。トランジスタQ6のドレインはノードN3に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G6が供給され、ソースは基準電圧線L22に接続される。トランジスタQ7のドレインは電圧線L21に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G7が供給され、ソースはノードN4に接続される。トランジスタQ8のドレインはノードN4に接続され、ゲートには図示しない制御部によりゲート信号G8が供給され、ソースは基準電圧線L22に接続される。
 平滑回路37は、整流回路36により整流された電圧を平滑化するように構成される。平滑回路37は、キャパシタ38を有している。キャパシタ38の一端は、電圧線L21に接続され、他端は基準電圧線L22に接続される。
 図100は、トランス70Eの基板1000における巻線の一構成例を表すものである。図100において、巻線21を実線で示し、巻線26,27を破線で示す。配線層LA2,LA3の構成は、上記実施の形態の場合(図80)と同様である。
 配線層LA1,LA4には、巻線26,27が設けられる。基板1000には、配線層LA1における配線と配線層LA4における配線とを結ぶスルーホールTH21~TH24が設けられている。
 巻線26は、スルーホールTH21,TH22を含んで構成され、接続端子T6,T7に接続される。巻線26は、脚部912,915に巻き付けられている。具体的には、巻線26は、接続端子T6から接続端子T7に向かう方向において、脚部912に時計回りに2回巻き付けられ、脚部915に反時計回りに2回巻き付けられる。
 巻線27は、スルーホールTH23,TH24を含んで構成され、接続端子T8,T9に接続される。巻線27は、脚部913,914に巻き付けられている。具体的には、巻線27は、接続端子T8から接続端子T9に向かう方向において、脚部913に時計回りに2回巻き付けられ、脚部914に反時計回りに2回巻き付けられる。
 図101は、スイッチング回路32におけるスイッチング動作の一例を表すものである。
 この例では、タイミングt10において、ゲート信号G2,G3が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3はともにオフ状態になる。
 タイミングt11において、ゲート信号G1,G4が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオン状態になる。タイミングt11~t12の期間において、トランジスタQ1,Q4はオン状態を維持し、トランジスタQ2,Q3はオフ状態を維持する。そして、タイミングt12において、ゲート信号G1,G4が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオフ状態になる。
 タイミングt13において、ゲート信号G2,G3が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3がオン状態になる。タイミングt13~t14の期間において、トランジスタQ1,Q4はオフ状態を維持し、トランジスタQ2,Q3はオン状態を維持する。そして、タイミングt14において、ゲート信号G2,G3が高レベルから低レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ2,Q3がオフ状態になる。
 タイミングt15において、ゲート信号G1,G4が低レベルから高レベルに遷移する。これにより、トランジスタQ1,Q4がオン状態になる。
 図102A,103Bは、電力変換装置5Eの動作を表すものであり、図103Aは、タイミングt11~t12の期間におけるあるタイミングtAでの動作を示し、図103Bは、タイミングt13~t14の期間におけるあるタイミングtBでの動作を示す。
 タイミングt11~t12の期間では、図101に示したように、ゲート信号G1,G4が高レベルでありゲート信号G2,G3が低レベルであるので、トランジスタQ1,Q4はオン状態であり、トランジスタQ2,Q3はオフ状態である。このとき、整流回路36において、トランジスタQ5,Q8は、ゲート信号G5,G8に基づいてオン状態になり、トランジスタQ6,Q7は、ゲート信号G6,G7に基づいてオフ状態になる。これにより、タイミングt11~t12の期間におけるあるタイミングtAでは、図102Aに示したように、1次側回路に、トランジスタQ1、キャパシタ15、接続端子T1、巻線21、接続端子T2、トランジスタQ4の順に電流IA1が流れる。この電流IA1に応じて、2次側回路では、巻線26,27、接続端子T6,T8、トランジスタQ5、キャパシタ38および負荷LD、トランジスタQ8、接続端子T7,T9の順に電流IA2が流れる。
 タイミングt13~t14の期間では、図101に示したように、ゲート信号G1,G4が低レベルでありゲート信号G2,G3が高レベルであるので、トランジスタQ1,Q4はオフ状態であり、トランジスタQ2,Q3はオン状態である。このとき、整流回路36において、トランジスタQ5,Q8は、ゲート信号G5,G8に基づいてオフ状態になり、トランジスタQ6,Q7は、ゲート信号G6,G7に基づいてオン状態になる。これにより、タイミングt13~t14の期間におけるあるタイミングtBでは、図102Bに示したように、1次側回路に、トランジスタQ3、接続端子T2、巻線21、接続端子T1、キャパシタ15、トランジスタQ2の順に電流IB1が流れる。この電流IB1に応じて、2次側回路では、巻線26,27、接続端子T7,T9、トランジスタQ7、キャパシタ38および負荷LD、トランジスタQ6、接続端子T6,T8の順に電流IB2が流れる。
 電力変換装置5Eは、このような動作を繰り返すことにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力する。電力変換装置5Eは、PWMを用いてトランジスタQ1~Q4の動作を制御することにより、出力電圧が一定になるように制御する。
 この例では、端子T11,T12に直流電源PDCを接続し、端子T21,T22に負荷LDを接続したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、端子T21,T22に直流電源PDCを接続し、端子T11,T12に負荷LDを接続してもよい。この場合には、電力変換装置5Eは、トランジスタQ5~Q8をスイッチング回路として動作させるとともに、トランジスタQ1~Q4を整流回路として動作させることにより、直流電源PDCから供給された直流電力を変圧して出力することができる。
 また、この例では、図99に示したように、巻線26A,26Bと、巻線27A,27Bとを並列に接続したが、これに限定されるものではなく、例えば、接続端子T7,T8を省き、これらの4つの巻線26A,26B,27A,27Bを直列に接続してもよい。この場合、この2次側の巻線は1つの巻線を構成する。
[変形例5-5]
 上記実施の形態では、共振コイルを含む巻線21が、電力変換装置5における1次側回路に接続されるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図103に示す電力変換装置5Fのように、巻線21が2次側回路に接続されるようにしてもよい。この電力変換装置5Fは、キャパシタ11と、スイッチング回路32と、トランス70Eと、キャパシタ35と、整流回路36と、平滑回路37とを備えている。トランス70Eの接続端子T6,T8は、スイッチング回路32のノードN1に接続され、トランス70Eの接続端子T7,T9は、スイッチング回路32のノードN2に接続される。トランス70Eの接続端子T1は、キャパシタ35の一端に接続される。トランス70Eの接続端子T2は、整流回路36のノードN4に接続される。キャパシタ35の一端はトランス70Eの接続端子T1に接続され、他端は整流回路36のノードN3に接続される。
[変形例5-6]
 上記実施の形態では、例えば図76に示したように、2次側回路に4つの整流回路16および4つの平滑回路17を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第1の実施の形態に係る変形例1-7(図29~33)に示したように、1つの整流回路16および1つ平滑回路17を設けてもよい。
[変形例5-7]
 上記実施の形態では、例えば図80に示したように、巻線21を5つの脚部911~915のそれぞれに個別に巻き付けるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、上記第1の実施の形態に係る変形例1-8(図34)に示したように、巻線21を、3つの脚部911~913にまとめて巻き付けてもよい。
[その他の変形例]
 また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
 以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
 例えば、上記実施の形態等では、直流電源PDCから供給された直流電力を変換し、変換された直流電力を負荷LDに供給するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば図104に示す電力変換システム9のように、バッテリ1091,1092を設け、電力変換装置1が、バッテリ1091から供給された直流電力を変換し、変換された直流電力をバッテリ1092に供給してもよい。なお、この例では電力変換装置1に本変形例を適用したが、、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、電力変換装置2~5のいずれか1つに本変形例を適用してもよい。

Claims (28)

  1.  互いに対向する第1の基体部および第2の基体部と、前記第2の基体部における前記第1の基体部に対向する面に設けられ、前記第1の基体部および前記第2の基体部を磁気結合させる第1の脚部、第2の脚部、第3の脚部、第4の脚部、および第5の脚部を含む5つの脚部とを有し、前記第2の脚部および前記第3の脚部は第1の方向において前記第1の脚部を挟んで配置され、前記第4の脚部および前記第5の脚部は第2の方向において前記第1の脚部を挟んで配置された磁気コアと、
     前記5つの脚部に巻き付けられた第1の巻線と、
     前記5つの脚部のうちの、前記第1の脚部以外の4つの脚部に巻き付けられた1または複数の第2の巻線と
     を備え、
     前記第1の基体部は、前記5つの脚部のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた、1以上の凹部または1以上の貫通穴を有する
     磁性部品。
  2.  前記第1の基体部は、前記第2の基体部に対向する面において、前記5つの脚部のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた前記1以上の凹部を有し、
     前記第1の基体部の、前記第2の基体部と対向する面における前記1以上の凹部の領域のそれぞれは、前記1以上の脚部のうちの対応する脚部の領域よりも広い
     請求項1に記載の磁性部品。
  3.  前記1以上の凹部は、前記第1の脚部に対応する位置に設けられた第1の凹部を含む
     請求項2に記載の磁性部品。
  4.  前記1以上の凹部は、前記第2の脚部に対応する位置に設けられた第2の凹部、前記第3の脚部に対応する位置に設けられた第3の凹部、前記第4の脚部に対応する位置に設けられた第4の凹部、および前記第5の脚部に対応する位置に設けられた第5の凹部をさらに含む
     請求項3に記載の磁性部品。
  5.  前記5つの脚部のうちの少なくとも1つの脚部の一部は、前記1以上の凹部のうちの前記1つの脚部に対応する1つの凹部の空間内に設けられる
     請求項2に記載の磁性部品。
  6.  前記第1の基体部と、前記5つの脚部との間に設けられたシート部材をさらに備え、
     前記シート部材は、前記第1の基体部に対向する面において、前記第1の基体部における前記1以上の凹部のうちの1つの凹部に対応する位置に設けられた第1の凸部を有し、
     前記シート部材の、前記第1の基体部に対向する面における前記第1の凸部の領域は、前記第1の基体部における前記1つの凹部の領域よりも狭い
     請求項2に記載の磁性部品。
  7.  前記シート部材は、前記第2の基体部に対向する面において、前記5つの脚部が設けられた領域とは異なる領域に設けられた1または複数の第2の凸部を有する
     請求項6に記載の磁性部品。
  8.  前記第1の基体部は、第1の磁性部材および第2の磁性部材を有し、
     前記第2の磁性部材は、前記第1の磁性部材における前記第2の基体部に対向する面において、前記4つの脚部に対応する領域に設けられた
     請求項1に記載の磁性部品。
  9.  前記第2の磁性部材は、前記第1の巻線に対応する領域に設けられた穴を有するリング形状を有する
     請求項8に記載の磁性部品。
  10.  前記第2の磁性部材は、1以上の層を含む磁性シートである
     請求項8に記載の磁性部品。
  11.  前記第1の基体部は、前記5つの脚部のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた、1以上の貫通穴を有する
     請求項1に記載の磁性部品。
  12.  前記1以上の貫通穴は、前記第1の脚部に対応する位置に設けられた第1の貫通穴を含む
     請求項11に記載の磁性部品。
  13.  前記第1の貫通穴の壁面、および前記第1の脚部の側面の一部は、互いに対向するとともに離間している
     請求項12に記載の磁性部品。
  14.  前記1以上の貫通穴は、前記第2の脚部に対応する位置に設けられた第2の貫通穴、および前記第3の脚部に対応する位置に設けられた第3の貫通穴をさらに含む
     請求項12に記載の磁性部品。
  15.  前記1以上の貫通穴は、前記第4の脚部に対応する位置に設けられた第4の貫通穴、および前記第5の脚部に対応する位置に設けられた第5の貫通穴をさらに含む
     請求項14に記載の磁性部品。
  16.  前記磁気コアの前記第1の基体部の、前記第2の基体部が設けられた側とは反対側に、前記第1の基体部と離間して設けられた磁性シートをさらに備えた
     請求項11のいずれか一項に記載の磁性部品。
  17.  前記5つの脚部の高さは、互いに等しい
     請求項1のいずれか一項に記載の磁性部品。
  18.  第1の接続端子と、
     第2の接続端子と
     をさらに備え、
     前記第1の巻線は、前記第1の接続端子から前記第2の接続端子に向かう方向において、前記第1の脚部、前記第2の脚部、および前記第3の脚部に第1の巻方向に巻き付けられ、前記第4の脚部および前記第5の脚部に第2の巻方向に巻き付けられ、
     前記1または複数の第2の巻線は、前記5つの脚部のうちの、前記第1の脚部以外の4つの脚部に巻き付けられた
     請求項1に記載の磁性部品。
  19.  互いに対向する第1の基体部および第2の基体部と、前記第2の基体部における前記第1の基体部に対向する面に設けられ、前記第1の基体部および前記第2の基体部を磁気結合させる第1の脚部、第2の脚部、第3の脚部、第4の脚部、第5の脚部、および第6の脚部を含む6つの脚部とを有し、前記第1の脚部、前記第2の脚部、および前記第3の脚部は第1の方向にこの順に並設され、前記第4の脚部、前記第5の脚部、および前記第6の脚部は前記第1の方向にこの順で並設され、前記第1の脚部および前記第4の脚部は第2の方向に並設され、前記第2の脚部および前記第5の脚部は前記第2の方向に並設され、前記第3の脚部および前記第6の脚部は前記第2の方向に並設された磁気コアと、
     前記6つの脚部に巻き付けられた第1の巻線と、
     前記6つの脚部のうちの4つの脚部に巻き付けられた1または複数の第2の巻線と
     を備え、
     前記第1の基体部は、前記第2の基体部に対向する面において、前記6つの脚部のうちの1以上の脚部に対応する位置に設けられた、1以上の凹部を有する
     磁性部品。
  20.  前記第1の基体部の、前記第2の基体部と対向する面における前記1以上の凹部の領域のそれぞれは、前記1以上の脚部のうちの対応する脚部の領域よりも広い
     請求項19に記載の磁性部品。
  21.  前記1以上の凹部は、前記6つの脚部のうちの、前記1または複数の第2の巻線が巻き付けられた前記4つの脚部とは異なる2つの脚部に対応する位置に設けられた1以上の第1の凹部を含む
     請求項20に記載の磁性部品。
  22.  第1の接続端子と、
     第2の接続端子と
     をさらに備え、
     前記第1の巻線は、前記第1の接続端子から前記第2の接続端子に向かう方向において、前記第1の脚部、前記第3の脚部、および前記第5の脚部に第1の巻方向に巻き付けられ、前記第2の脚部、前記第4の脚部、および前記第6の脚部に第2の巻方向に巻き付けられ、
     前記1または複数の第2の巻線は、前記第1の脚部および前記第6の脚部以外の前記4つの脚部に巻き付けられた
     請求項20に記載の磁性部品。
  23.  第1の接続端子と、
     第2の接続端子と
     をさらに備え、
     前記第1の巻線は、前記第1の接続端子から前記第2の接続端子に向かう方向において、前記第1の脚部、前記第3の脚部、および前記第5の脚部に第1の巻方向に巻き付けられ、前記第2の脚部、前記第4の脚部、および前記第6の脚部に第2の巻方向に巻き付けられ、
     前記1または複数の第2の巻線は、前記第2の脚部および前記第5の脚部以外の前記4つの脚部に巻き付けられた
     請求項20に記載の磁性部品。
  24.  前記第1の基体部は、第1の磁性部材および第2の磁性部材を有し、
     前記第2の磁性部材は、前記第1の磁性部材における前記第2の基体部に対向する面において、前記4つの脚部に対応する領域に設けられた
     請求項19に記載の磁性部品。
  25.  第1の接続端子と、
     第2の接続端子と
     をさらに備え、
     前記第1の巻線は、前記第1の接続端子から前記第2の接続端子に向かう方向において、前記第1の脚部、前記第3の脚部、および前記第5の脚部に第1の巻方向に巻き付けられ、前記第2の脚部、前記第4の脚部、および前記第6の脚部に第2の巻方向に巻き付けられ、
     前記1または複数の第2の巻線は、前記第1の脚部および前記第6の脚部以外の前記4つの脚部に巻き付けられ、
     前記磁性部材は、前記第2の脚部、前記第3の脚部、前記第4の脚部、および前記第5の脚部に対応する領域に設けられた
     請求項24に記載の磁性部品。
  26.  第1の接続端子と、
     第2の接続端子と
     をさらに備え、
     前記第1の巻線は、前記第1の接続端子から前記第2の接続端子に向かう方向において、前記第1の脚部、前記第3の脚部、および前記第5の脚部に第1の巻方向に巻き付けられ、前記第2の脚部、前記第4の脚部、および前記第6の脚部に第2の巻方向に巻き付けられ、
     前記1または複数の第2の巻線は、前記第2の脚部および前記第5の脚部以外の前記4つの脚部に巻き付けられ、
     前記磁性部材は、
     前記第1の脚部および前記第4の脚部に対応する領域に設けられた第1の部材と、
     前記第3の脚部および前記第6の脚部に対応する領域に設けられた第2の部材と
     を含む
     請求項24に記載の磁性部品。
  27.  請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の磁性部品と、
     前記磁性部品の前記第1の巻線に接続され、1または複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、
     前記磁性部品の前記1または複数の第2の巻線に接続された整流回路と、
     前記整流回路に接続された平滑回路と
     を備えた電力変換装置。
  28.  請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の磁性部品と、
     前記磁性部品の前記1または複数の第2の巻線に接続され、1または複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、
     前記磁性部品の前記第1の巻線に接続された整流回路と、
     前記整流回路に接続された平滑回路と
     を備えた電力変換装置。
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