WO2023238642A1 - 電源装置 - Google Patents

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WO2023238642A1
WO2023238642A1 PCT/JP2023/018902 JP2023018902W WO2023238642A1 WO 2023238642 A1 WO2023238642 A1 WO 2023238642A1 JP 2023018902 W JP2023018902 W JP 2023018902W WO 2023238642 A1 WO2023238642 A1 WO 2023238642A1
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WO
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power supply
power
core
side wall
supply units
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/018902
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐一 半田
雄樹 筒
大暉 佐藤
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • 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 disclosure relates to a power supply device including a plurality of power supply units.
  • Patent Document 1 describes a power supply device including a plurality of power supply units.
  • the plurality of power supply units are electrically connected to each other via a wiring backboard provided separately from the power supply unit, and transmit and receive power via the wiring backboard.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a power supply device including a plurality of power supply units that can be downsized.
  • the present disclosure provides a power supply device including a plurality of power supply units, each of which can be integrated, comprising an integration part that integrates each of the power supply units,
  • Each said power supply unit is a power conversion circuit having at least one of a power supply function that receives power from the outside and an output function that outputs power to the outside; a power path section included in the power conversion circuit; has
  • Each of the power supply units is configured such that the power path portions of adjacent power supply units are electromagnetically coupled to each other by integrating the power supply units by the integration portion.
  • the power supply units are integrated by the integration section, so that the power path sections included in each power supply unit are electromagnetically coupled to each other.
  • the power conversion circuit of each power supply unit transmits power supplied from the outside to other power supply units via the power path section, or transmits power received from other power supply units via the power path section. It can be output externally.
  • the power path section included in each power supply unit functions as a power path. Therefore, it is possible to downsize the power supply device.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a power supply device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is an external perspective view of the master unit, slave unit, and end plate
  • FIG. 3 is a side view of the slave unit viewed from the second side wall side
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the power core of the master unit corresponding to the cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the power core of the end plate corresponding to the cross-sectional view of FIG. 4;
  • FIG. 1 is an external perspective view of a power supply device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is an external perspective view of the master unit, slave unit, and end plate
  • FIG. 3 is a side view of the slave unit viewed from the second side wall side
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of power cores connected to each other;
  • FIG. 8 is a diagram showing the overall configuration of the power core,
  • FIG. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the communication core of the master unit corresponding to the cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the communication core of the end plate corresponding to the cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the communication cores in a state of being connected to each other
  • FIG. 13 is a diagram showing the overall configuration of the communication core
  • FIG. 14 is a circuit configuration diagram of the power supply device, FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the processing procedure of the determination process according to the first embodiment
  • FIG. 16 is a simplified diagram of the power supply device according to the first embodiment
  • FIG. 17 is a simplified diagram of a power supply device according to modification 1 of the first embodiment
  • FIG. 18 is a simplified diagram of a power supply device according to modification example 2 of the first embodiment
  • FIG. 19 is a simplified diagram of a power supply device according to modification 3 of the first embodiment
  • FIG. 20 is a flowchart showing the processing procedure of the determination process according to the second embodiment
  • FIG. 21 is an external perspective view of a power supply unit according to the third embodiment
  • FIG. 22 is an external perspective view of the power supply device according to the third embodiment
  • FIG. 23 is a sectional view taken along the line XXIII-XXIII in FIG. 22,
  • FIG. 24 is a diagram illustrating the cross-sectional shape of the power core
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a state in which power cores are combined
  • FIG. 26 is a diagram showing a positioning mechanism according to another embodiment
  • FIG. 27 is a diagram showing a positioning mechanism according to another embodiment
  • FIG. 28 is a diagram showing a positioning mechanism according to another embodiment
  • FIG. 29 is a diagram showing a positioning mechanism according to another embodiment
  • FIG. 30 is a diagram showing a connection mechanism according to another embodiment
  • FIG. 31 is a diagram showing a connection mechanism according to another embodiment
  • FIG. 32 is a diagram showing a connection mechanism according to another embodiment
  • FIG. 33 is a diagram showing a coupling mechanism according to another embodiment.
  • the power supply device of this embodiment is installed in, for example, MaaS (Mobility as a Service) such as a mobile sales vehicle.
  • the power supply device of this embodiment can be connected to various external devices, accepts DC power or AC power of various voltages supplied from the connected external devices, and provides appropriate power for the connected external devices. Supply voltage DC power or AC power.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a power supply device 100 of this embodiment.
  • the power supply device 100 includes a plurality of power supply units 10, and includes four power supply units 10 in this embodiment.
  • Each power supply unit 10 has a housing 20.
  • the outer surface shape of the housing 20 is approximately rectangular parallelepiped.
  • the width direction (width direction) of the housing 20 is shown in the X-axis direction
  • the depth direction of the housing 20 is shown in the Y-axis direction
  • the height direction of the housing 20 is shown in the Z-axis direction. Shown.
  • Each power supply unit 10 is connected to each other in the width direction of the housing 20.
  • Each power supply unit 10 has an internal power path and a communication path, and can mutually exchange power via the power path, and can communicate with each other via the communication path.
  • the power supply device 100 includes a master unit 30 and a plurality of slave units 40 as the power supply unit 10.
  • the slave unit 40 has a power supply function and an output function.
  • the power feeding function is a function of receiving power supplied from an external power source such as a grid power source, a power storage device, a generator, or a solar cell, and feeding the power to other power supply units 10 via a power path.
  • the output function is a function to output power supplied from another power supply unit 10 to the outside via a power path.
  • the master unit 30 controls the slave unit 40 via the communication path. Specifically, the master unit 30 outputs a start command and a stop command to the slave unit 40.
  • the slave unit 40 starts executing the power feeding function and the output function based on the start command from the master unit 30, and stops the power feeding function and the output function based on the stop command from the master unit 30.
  • the master unit 30 acquires unit information of the slave unit 40.
  • the unit information includes information about the power feeding function and output function that the slave unit 40 has, and ID information of the slave unit 40.
  • the master unit 30 acquires information on the power exchanged by the slave unit 40 and controls the power transmitted and received by the slave unit 40 .
  • the master unit 30 also has a power supply function and an output function, and the master unit 30 controls the power exchange of the master unit 30 itself.
  • the slave unit 40 is detachably connected to the master unit 30. Further, the slave units 40 are also detachably connected to each other.
  • the master unit 30 is arranged at the right end, three slave units 40 are connected in a line on the left side of the master unit 30, and an end plate 50 is connected to the left end slave unit 40.
  • the user of the power supply device 100 can configure the power supply device 100 according to the intended use by selecting a desired one or more slave units 40 from among the plurality of types of slave units 40 and connecting them to the master unit 30. I can do it.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50.
  • the housing 20 of the master unit 30 includes a rectangular bottom plate 31, side walls 32 extending upward from a pair of opposing peripheral edges of the bottom plate 31, and a top plate 33 that covers the upper end of each side wall 32. We are prepared.
  • the casing 20 of the master unit 30 includes a front plate 34 that covers an opening formed by the top plate 33 , each side wall 32 , and one edge of the bottom plate 31 , the top plate 33 , each side wall 32 and a back plate part 35 that covers the opening formed by the other edge of the bottom plate part 31.
  • One of the pair of side walls 32 is referred to as an inner side wall 32A, and the other is referred to as an outer side wall 32B.
  • the housing 20 of the slave unit 40 includes a bottom plate part 41, a side wall part 42, a top plate part 43, a front plate part 44, and a back plate part 45.
  • the widthwise dimension of the housing 20 of the slave unit 40 is smaller than the widthwise dimension of the housing 20 of the master unit 30.
  • the depth dimension of the casing 20 of the slave unit 40 is the same as the depth dimension of the casing 20 of the master unit 30.
  • One of the pair of side walls 42 of the slave unit 40 is referred to as a first side wall 42A, and the other is referred to as a second side wall 42B.
  • the front plate portion 34 of the master unit 30 includes an input/output terminal TA that can input and output power to and from external devices, a communication terminal TB that can communicate with external devices, and a power source for the power supply device 100.
  • a switch SW and an LED lamp LM indicating the state of the master unit 30 are provided.
  • the front plate portion 44 of the slave unit 40 is provided with an input/output terminal TA capable of inputting and outputting power to and from external equipment, and an LED lamp LM that indicates the status of the slave unit 40.
  • the end plate 50 is a thin plate-like member whose width direction dimension is smaller than the width direction dimension of the housing 20 of the slave unit 40.
  • the end plate 50 has an inner side wall 52A, an outer side wall 52B, a front plate 52C, a bottom plate 52D, and a top plate 52E.
  • the master unit 30 is provided with a first connection mechanism 61.
  • the first connection mechanism 61 includes a hook 61A provided at the lower end of the inner side wall 32A of the master unit 30, and a screw 61B provided at the upper end of the inner side wall 32A.
  • a plurality of screws 61B (two screws are illustrated) are provided in line in the depth direction at the upper end of the inner side wall portion 32A.
  • the screw 61B is provided so as to face diagonally downward toward the outside of the inner side wall portion 32A.
  • the slave unit 40 is provided with a second coupling mechanism 62 that is coupled to the first coupling mechanism 61 of the master unit 30.
  • the second connection mechanism 62 includes a hook 62A that is provided on the bottom plate 41 of the slave unit 40 and hooks the hook 61A, and a threaded hole 62B that is provided on the upper end of the first side wall 42A and has an internal thread. .
  • the screw 61B is screwed into the screw hole 62B.
  • the casing 20 of the master unit 30 and the casing 20 of the slave unit 40 are connected.
  • the 1st connection mechanism 61 and the 2nd connection mechanism 62 correspond to an "integration part."
  • the second side wall portion 42B of the slave unit 40 is also provided with a first connection mechanism 61 similar to that of the master unit 30. Therefore, among the adjacent slave units 40, the first connection mechanism 61 of one slave unit 40 and the second connection mechanism 62 of the other slave unit 40 connect the adjacent slave units 40.
  • a second connection mechanism 62 is also provided on the inner side wall portion 52A of the end plate 50, similar to the first side wall portion 42A side of the slave unit 40. Therefore, the slave unit 40 and the end plate 50 are connected by the first connection mechanism 61 of the slave unit 40 and the second connection mechanism 62 of the end plate 50.
  • the outer side wall part 32B of the master unit 30 and the outer side wall part 52B of the end plate 50 are not provided with a coupling mechanism. Note that the first and second coupling mechanisms 61 and 62 described above are merely examples, and various configurations may be adopted.
  • the master unit 30 and slave unit 40 have magnetic cores.
  • the magnetic core is a member made of ferrite, for example, and is housed in the housing 20.
  • the magnetic core is a power core for power transmission between the units that make up the power supply device 100, and a communication core for communication between the units.
  • FIG. 3 is a diagram of the slave unit 40 in a state where it is not connected to other units, viewed from the second side wall portion 42B side.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV--IV in FIG.
  • the power core 70 of the slave unit 40 consists of a power intermediate core 71 and two power outer cores 72.
  • the power intermediate core 71 and the power outer core 72 are long members extending in the width direction of the housing 20 .
  • the cross-sectional shape of the power intermediate core 71 is cylindrical.
  • the power outer core 72 has a flat cross-sectional shape that is long in the depth direction.
  • One of the two power outer cores 72 is provided above the power intermediate core 71, and the other is provided below the power intermediate core 71.
  • the length of the power outer core 72 in the depth direction is larger than the length of the power intermediate core 71 in the depth direction. Further, the cross-sectional area of the power outer core 72 is smaller than the cross-sectional area of the power intermediate core 71. Specifically, the cross-sectional area of the power outer core 72 is half the cross-sectional area of the power intermediate core 71.
  • a first power opening 46A is formed in the first side wall 42A.
  • a second power opening 46B is formed in the second side wall portion 42B at a position facing the first power opening 46A in the width direction.
  • the first end of the power intermediate core 71 in the longitudinal direction is exposed from the first power opening 46A. This first end slightly protrudes from the outer surface of the first side wall 42A.
  • the second end of the power intermediate core 71 in the longitudinal direction is exposed from the second power opening 46B. This second end portion slightly protrudes from the outer surface of the second side wall portion 42B.
  • the intermediate portion in the longitudinal direction is an enlarged diameter portion 71A having a larger radial dimension than the other portions.
  • a first intermediate pedestal section 47A and a second intermediate pedestal section 47B are provided inside the housing 20 of the slave unit 40.
  • the first intermediate pedestal portion 47A is an annular portion that faces the portion of the enlarged diameter portion 71A on the first side wall portion 42A side.
  • the second intermediate pedestal portion 47B is an annular portion that faces the portion of the enlarged diameter portion 71A on the second side wall portion 42B side.
  • a first intermediate urging member 73A is provided between the enlarged diameter portion 71A and the first intermediate pedestal portion 47A, and a second intermediate urging member 73A is provided between the enlarged diameter portion 71A and the second intermediate pedestal portion 47B.
  • a biasing member 73B is provided.
  • Each intermediate biasing member 73A, 73B of this embodiment is a coil spring.
  • Each intermediate biasing member 73A, 73B is provided in a state in which it is compressed more than its natural length.
  • a first power sub-opening 48A is formed in the first side wall 42A.
  • a second power sub-opening 48B is formed in the second side wall portion 42B at a position facing the first power sub-opening 48A in the width direction.
  • the first end of the power outer core 72 in the longitudinal direction is exposed from the first power sub-opening 48A. This first end slightly protrudes from the outer surface of the first side wall 42A.
  • the second end of the power outer core 72 in the longitudinal direction is exposed from the second power sub-opening 48B. This second end portion slightly protrudes from the outer surface of the second side wall portion 42B.
  • the intermediate portion in the longitudinal direction is an enlarged diameter portion 72A having a larger dimension in the Z direction than the other portions.
  • a first outer pedestal section 49A and a second outer pedestal section 49B are provided inside the housing 20 of the slave unit 40.
  • the first outer pedestal portion 49A is a portion of the enlarged diameter portion 72A that faces the portion on the first side wall portion 42A side.
  • the second outer pedestal portion 49B is a portion of the enlarged diameter portion 72A that faces the portion on the second side wall portion 42B side.
  • a first outer biasing member 74A is provided between the enlarged diameter portion 72A and the first outer pedestal portion 49A, and a second outer biasing member 74A is provided between the enlarged diameter portion 72A and the second outer pedestal portion 49B.
  • a biasing member 74B is provided.
  • Each outer biasing member 74A, 74B of this embodiment is a leaf spring.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the power core 80 of the master unit 30, which corresponds to the cross-sectional view of FIG.
  • the power core 80 of the master unit 30 includes a power intermediate core 81, two power outer cores 82, and a connecting core 83 that connects the power outer core 82 and the power intermediate core 81.
  • the cross-sectional shape of the power intermediate core 81 is the same as the cross-sectional shape of the power intermediate core 71 of the slave unit 40.
  • the cross-sectional shape of the power outer core 82 is the same as the cross-sectional shape of the power outer core 72 of the slave unit 40.
  • the cross-sectional shape of the connecting core 83 is the same as the cross-sectional shape of the power outer core 82. Therefore, the cross-sectional area of the connecting core 83 is smaller than the cross-sectional area of the power intermediate core 81.
  • a power opening 36 is formed in the inner side wall 32A.
  • the first end of the power intermediate core 81 in the longitudinal direction is exposed from the power opening 36 . This first end slightly protrudes from the outer surface of the inner side wall 32A.
  • a power sub-opening 37 is formed in the inner side wall 32A.
  • a first end in the longitudinal direction of the power outer core 82 is exposed from the power sub-opening 37 . This first end slightly protrudes from the outer surface of the inner side wall 32A.
  • a pedestal portion 38 is provided within the casing 20 of the master unit 30. The pedestal portion 38 is a portion of the power core 80 that faces the outer side wall portion 32B.
  • a biasing member 84 is provided between the power core 80 and the pedestal portion 38 .
  • the biasing member 84 of this embodiment is a leaf spring.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the power core 90 of the end plate 50, which corresponds to the cross-sectional view of FIG.
  • the power core 90 of the end plate 50 includes a power intermediate core 91, two power outer cores 92, and a connecting core 93 that connects the power outer core 92 and the power intermediate core 91.
  • the cross-sectional shape of the power intermediate core 91 is the same as the cross-sectional shape of the power intermediate core 71 of the slave unit 40.
  • the cross-sectional shape of the power outer core 92 is the same as the cross-sectional shape of the power outer core 72 of the slave unit 40.
  • the cross-sectional shape of the connecting core 93 is the same as the cross-sectional shape of the power outer core 72. Therefore, the cross-sectional area of the connecting core 93 is smaller than the cross-sectional area of the power intermediate core 71.
  • a power opening 53 is formed in the inner side wall 52A.
  • the first end of the power intermediate core 91 in the longitudinal direction is exposed from the power opening 53 .
  • a power sub-opening 54 is formed in the inner side wall 52A.
  • the first end of the power outer core 92 in the longitudinal direction is exposed from the power sub-opening 54 .
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the power core in which the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50 are connected to each other.
  • the connecting mechanisms 61 and 62 of the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50 are connected to each other, so that the power cores of the adjacent units 30, 40 and the end plate 50 are magnetically connected to each other. be combined.
  • the first side wall portion 42A of the slave unit 40 and the inner side wall portion 32A of the master unit 30 are brought into contact with each other to connect the coupling mechanisms 61 and 62 of the slave unit 40 and the master unit 30.
  • the power core 70 of the slave unit 40 exposed from the openings 46A, 48A of the first side wall 42A contacts the power core 80 of the master unit 30 exposed from the openings 36, 37 of the inner side wall 32A,
  • the power cores are magnetically coupled to each other.
  • the power cores of the slave unit 40 and the master unit 30 can reduce the magnetic resistance between the power cores 70 and 80, and can improve the power transmission efficiency via the power cores.
  • the power core 70 of the slave unit 40 and the power core 80 of the master unit 30 When the power core 70 of the slave unit 40 and the power core 80 of the master unit 30 are brought into contact, the power core 70 of the slave unit 40 slightly protruding from the first side wall 42A is connected to the second side wall. 42B side, and a force directed toward the first side wall portion 42A side is applied to the power core 70 from the biasing members 73B and 74B. Further, the power core 80 of the master unit 30 slightly protruding from the inner side wall 32A is displaced toward the outer side wall 32B, and the power core 80 receives a force from the urging member 84 toward the inner side wall 32A. Granted.
  • the power core 70 of the slave unit 40 and the power core 80 of the master unit 30 are connected to the biasing members 73B and 74B. , 84 are pressed against each other.
  • the magnetic resistance between the power cores 70 and 80 can be suitably reduced, and the power transmission efficiency via the power cores can be further improved.
  • the first side wall portion 42A of the slave unit 40 by bringing the first side wall portion 42A of the slave unit 40 into contact with the second side wall portion 42B of the slave unit 40 and connecting the coupling mechanisms 61 and 62 of the slave unit 40, the first side wall portion 42A
  • the power core 70 of one slave unit 40 exposed through the openings 46A, 48A of the slave unit 40 contacts the power core 70 of the other slave unit 40 exposed through the openings 46B, 48B of the second side wall 42B.
  • the power core 70 of one slave unit 40 slightly protruding from the first side wall 42A is displaced toward the second side wall 42B, and the power core 70 is A force directed toward the above is applied from the biasing members 73B and 74B.
  • the power core 70 of the other slave unit 40 slightly protruding from the second side wall 42B is displaced toward the first side wall 42A, and the power core 70 receives a force directed toward the second side wall 42B. It is applied from biasing members 73A and 74A. Therefore, in a state where the coupling mechanisms 61 and 62 of the two slave units 40 are coupled, the power cores 70 of the slave units 40 are pressed against each other by the biasing members 73A, 73B, 74A, and 74B.
  • the inner side wall portion 52A of the end plate 50 into contact with the second side wall portion 42B of the slave unit 40 and connecting the coupling mechanisms 61 and 62 of the end plate 50 and the slave unit 40, the inner side wall portion
  • the power core 90 of the end plate 50 exposed through the openings 53 and 54 of the end plate 52A comes into contact with the power core 70 of the slave unit 40 exposed through the openings 46B and 48B of the second side wall 42B.
  • the power core 70 of the slave unit 40 slightly protruding from the second side wall 42B is displaced toward the first side wall 42A, and the power core 70 receives a force directed toward the second side wall 42B. It is applied from biasing members 73A and 74A.
  • the power core 90 of the end plate 50 and the power core 70 of the slave unit 40 are connected to the biasing members 73A, 74A. press against each other.
  • the width direction dimension of the power core 70 is slightly longer than the width direction dimension of the housing 20. Therefore, when the master unit 30, the slave unit 40, and the end plate 50 are connected to each other, the power core 70 of the slave unit 40 becomes the first It is displaced toward the first side wall portion 42A side. The amount of displacement of the power core 70 toward the first side wall portion 42A increases as the slave unit 40 is further away from the end plate 50. However, since the difference in the width direction dimension between the power core 70 and the housing 20 is minute, the amount of displacement of the power core 70 toward the first side wall portion 42A is determined by the compression of the biasing member 84 of the master unit 30. Adjusted by
  • FIG. 8 is an overall configuration diagram of the power core in which the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50 are connected to each other.
  • the power cores of the adjacent units 30, 40 and the end plate 50 are magnetically coupled to each other, thereby forming an annular magnetic path as the power core.
  • a plurality of power intermediate cores 71, 81, 91 that are in contact with each other and a plurality of power outer cores 72, 82, 92 that are in contact with each other are connected by connection cores 83, 93, so that the power A first annular magnetic path ZA and a second annular magnetic path ZB for transmission are formed.
  • a power winding LP is wound around a power intermediate core 81, 71.
  • a power transformer using the power core is formed, and the power windings LP of each unit 30, 40 are magnetically coupled. Therefore, each unit 30, 40 can mutually exchange power via the power core.
  • the cross-sectional area of the connecting cores 83, 93 is narrower than the cross-sectional area of the power intermediate cores 71, 81, 91. Therefore, compared to the case where the cross-sectional area of the connecting cores 83, 93 is approximately the same as the cross-sectional area of the power intermediate cores 71, 81, 91, it is possible to reduce the size of the master unit 30 and the end plate 50. .
  • the cross-sectional area of the connecting cores 83, 93 is set to be half the cross-sectional area of the power intermediate cores 71, 81, 91.
  • the cross-sectional area of the portion of the connecting cores 83, 93 that connects the power intermediate cores 71, 81, 91 and one of the power outer cores 72, 82, 92, and the power intermediate cores 71, 81, 91 The sum of the cross-sectional area of the portion connecting the power outer cores 72, 82, and 92 is set to be equal to the cross-sectional area of the power intermediate cores 71, 81, and 91.
  • each power outer core 72, 82, 92 is set to be half the cross-sectional area of the power intermediate core 71, 81, 91. That is, the total cross-sectional area of each power outer core 72, 82, 92 is set to be equal to the cross-sectional area of each power intermediate core 71, 81, 91. Therefore, the magnetic flux that has flowed through the power intermediate cores 71, 81, 91 can be dispersed and flowed to each power outer core 72, 82, 92 through the connection cores 83, 93.
  • the communication core 110 of the slave unit 40 is located below the power outer core 72, which is provided below the power intermediate core 71, of the two power outer cores 72 of the power core 70. It is set in. That is, the communication core 110 is arranged on the opposite side of the power intermediate core 71 with respect to the power outer core 72 provided below the power intermediate core 71.
  • the communication core 110 of the slave unit 40 consists of a communication intermediate core 111 and two communication outer cores 112.
  • the communication intermediate core 111 and the communication outer core 112 are long members extending in the width direction of the housing 20 .
  • the communication intermediate core 111 has a cylindrical cross-sectional shape
  • the power outer core 72 has a rectangular cross-sectional shape.
  • the two communication outer cores 112 one is provided on the back side in the depth direction of the communication intermediate core 111, and the other is provided on the near side in the depth direction of the communication intermediate core 111.
  • the length of the communication outer core 112 in the vertical direction is approximately equal to the length of the communication intermediate core 111 in the vertical direction. Further, the cross-sectional area of the communication outer core 112 in the cross section is approximately equal to the cross-sectional area of the communication intermediate core 111 in the cross section.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 3.
  • a first communication opening 113A is formed in the first side wall 42A.
  • a second communication opening 113B is formed in the second side wall portion 42B at a position facing the first communication opening 113A in the width direction.
  • the first end of the communication intermediate core 111 in the longitudinal direction is exposed through the first communication opening 113A. This first end slightly protrudes from the outer surface of the first side wall 42A.
  • the second end of the communication intermediate core 111 in the longitudinal direction is exposed from the second communication opening 113B. This second end portion slightly protrudes from the outer surface of the second side wall portion 42B.
  • the intermediate portion in the longitudinal direction is an enlarged diameter portion 111A having a larger radial dimension than the other portions.
  • a first intermediate pedestal section 114A and a second intermediate pedestal section 114B are provided inside the housing 20 of the slave unit 40.
  • the first intermediate pedestal portion 114A is an annular portion that faces the portion of the enlarged diameter portion 111A on the first side wall portion 42A side.
  • the second intermediate pedestal portion 114B is an annular portion that faces the portion of the enlarged diameter portion 71A on the second side wall portion 42B side.
  • a first intermediate urging member 115A is provided between the enlarged diameter portion 111A and the first intermediate pedestal portion 114A, and a second intermediate biasing member is provided between the enlarged diameter portion 111A and the second intermediate pedestal portion 114B.
  • a biasing member 115B is provided.
  • Each intermediate biasing member 115A, 115B of this embodiment is a coil spring.
  • Each intermediate biasing member 115A, 115B is provided in a state that is compressed more than its natural length.
  • a first communication sub-opening 116A is formed in the first side wall 42A.
  • a second communication sub-opening 116B is formed in the second side wall portion 42B at a position facing the first communication sub-opening 116A in the width direction.
  • the first end of the communication outer core 112 in the longitudinal direction is exposed from the first communication sub-opening 116A. This first end slightly protrudes from the outer surface of the first side wall 42A.
  • the second end of the communication outer core 112 in the longitudinal direction is exposed from the second communication sub-opening 116B. This second end portion slightly protrudes from the outer surface of the second side wall portion 42B.
  • the intermediate portion in the longitudinal direction is an enlarged diameter portion 112A having a larger radial dimension than the other portions.
  • a first outer pedestal section 117A and a second outer pedestal section 117B are provided inside the housing 20 of the slave unit 40.
  • the first outer pedestal portion 117A is a portion of the enlarged diameter portion 112A that faces the portion on the first side wall portion 42A side.
  • the second outer pedestal portion 117B is a portion of the enlarged diameter portion 112A that faces the portion on the second side wall portion 42B side.
  • a first outer biasing member 118A is provided between the enlarged diameter portion 112A and the first outer pedestal portion 117A, and a second outer biasing member 118A is provided between the enlarged diameter portion 112A and the second outer pedestal portion 117B.
  • a biasing member 118B is provided.
  • Each outer biasing member 118A, 118B of this embodiment is a leaf spring.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the communication core 120 of the master unit 30, which corresponds to the cross-sectional view of FIG.
  • the communication core 120 of the master unit 30 includes a communication intermediate core 121, two communication outer cores 122, and a connection core 123 that connects the communication outer core 122 and the communication intermediate core 121.
  • the cross-sectional shape of the communication intermediate core 121 is the same as the cross-sectional shape of the communication intermediate core 111 of the slave unit 40.
  • the cross-sectional shape of the communication outer core 122 is the same as the cross-sectional shape of the communication outer core 112 of the slave unit 40.
  • the cross-sectional shape of the connecting core 83 is the same as the cross-sectional shape of the power outer core 82.
  • a communication opening 124 is formed in the inner side wall 32A.
  • the first end of the communication intermediate core 121 in the longitudinal direction is exposed through the communication opening 124 . This first end slightly protrudes from the outer surface of the inner side wall 32A.
  • a communication sub-opening 125 is formed in the inner side wall 32A.
  • the first end of the communication outer core 122 in the longitudinal direction is exposed from the communication sub-opening 125 . This first end slightly protrudes from the outer surface of the inner side wall 32A.
  • a pedestal portion 126 is provided within the casing 20 of the master unit 30. The pedestal portion 126 is a portion of the communication core 120 that faces the outer side wall portion 32B.
  • a biasing member 127 is provided between the communication core 120 and the pedestal portion 126.
  • the biasing member 127 of this embodiment is a leaf spring.
  • FIG. 11 is a sectional view of the communication core 130 of the end plate 50 corresponding to the sectional view of FIG.
  • the communication core 130 of the end plate 50 includes a communication intermediate core 131, two communication outer cores 132, and a connecting core 133 that connects the communication outer core 132 and the communication intermediate core 131.
  • the cross-sectional shape of the communication intermediate core 131 is the same as the cross-sectional shape of the communication intermediate core 111 of the slave unit 40.
  • the cross-sectional shape of the communication outer core 132 is the same as the cross-sectional shape of the communication outer core 112 of the slave unit 40.
  • the cross-sectional shape of the connecting core 133 is the same as the cross-sectional shape of the communication outer core 132.
  • a communication opening 134 is formed in the inner side wall 52A.
  • the first end of the communication intermediate core 131 in the longitudinal direction is exposed through the communication opening 134 .
  • a communication sub-opening 135 is formed in the inner side wall 52A.
  • a first end of the communication outer core 132 in the longitudinal direction is exposed from the communication sub-opening 135 .
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the communication core in which the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50 are connected to each other.
  • the connecting mechanisms 61 and 62 of the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50 are connected to each other, so that the power cores of the adjacent units 30, 40 and the end plate 50 are magnetically connected to each other.
  • the communication cores are magnetically coupled to each other.
  • the first side wall portion 42A of the slave unit 40 and the inner side wall portion 32A of the master unit 30 are brought into contact with each other to connect the coupling mechanisms 61 and 62 of the slave unit 40 and the master unit 30.
  • the communication core 110 of the slave unit 40 exposed from the openings 113A, 116A of the first side wall 42A contacts the communication core 120 of the master unit 30 exposed from the openings 124, 125 of the inner side wall 32A, Communication cores 110 and 120 are magnetically coupled to each other. In this case, the magnetic resistance between the communication cores can be reduced, and the reliability of communication via the communication cores 110 and 120 can be improved.
  • the communication core 110 of the slave unit 40 and the communication core 120 of the master unit 30 When the communication core 110 of the slave unit 40 and the communication core 120 of the master unit 30 are brought into contact with each other, the communication core 110 of the slave unit 40 slightly protruding from the first side wall portion 42A is connected to the second side wall portion. 42B side, and force directed toward the first side wall portion 42A side is applied to the communication core 110 from the biasing members 115B and 118B. Further, the communication core 120 of the master unit 30 slightly protruding from the inner side wall 32A is displaced toward the outer side wall 32B, and a force directed toward the inner side wall 32A is applied to the communication core 110 from the urging member 127. Granted.
  • the communication core 110 of the slave unit 40 and the communication core 120 of the master unit 30 are connected to the biasing members 115B and 118B. , 127.
  • the magnetic resistance between the communication cores can be suitably reduced, and the reliability of communication via the communication cores can be further improved.
  • the first side wall portion 42A of the slave unit 40 by bringing the first side wall portion 42A of the slave unit 40 into contact with the second side wall portion 42B of the slave unit 40 and connecting the coupling mechanisms 61 and 62 of the slave unit 40, the first side wall portion 42A
  • the communication core 110 of one slave unit 40 exposed through the openings 113A, 116A of the second side wall 42B comes into contact with the communication core 110 of the other slave unit 40 exposed through the openings 113B, 116B of the second side wall 42B.
  • the communication core 110 of one slave unit 40 slightly protruding from the first side wall 42A is displaced toward the second side wall 42B, and the communication core 110 is A force directed toward the above is applied from biasing members 115B and 118B.
  • the power core 70 of the other slave unit 40 slightly protruding from the second side wall portion 42B is displaced toward the first side wall portion 42A, and the communication core 110 is subjected to a force directed toward the second side wall portion 42B. is applied from biasing members 115A and 118A. Therefore, in a state where the coupling mechanisms 61 and 62 of the two slave units 40 are coupled, the communication cores 110 of the slave units 40 are pressed against each other by the biasing members 115A, 115B, 118A, and 118B.
  • the inner side wall portion 52A of the end plate 50 into contact with the second side wall portion 42B of the slave unit 40 and connecting the coupling mechanisms 61 and 62 of the end plate 50 and the slave unit 40, the inner side wall portion
  • the communication core 130 of the end plate 50 exposed through the openings 134, 135 of the end plate 52A contacts the communication core 110 of the slave unit 40 exposed through the openings 113B, 116B of the second side wall 42B.
  • the communication core 110 of the slave unit 40 slightly protruding from the second side wall 42B is displaced toward the first side wall 42A, and a force directed toward the second side wall 42B is applied to the communication core 110. It is applied from biasing members 115A and 118A.
  • the communication core 130 of the end plate 50 and the communication core 110 of the slave unit 40 are connected to the biasing members 115A and 118A. press against each other.
  • the width direction dimension of the communication core 110 is slightly longer than the width direction dimension of the housing 20. Therefore, when the master unit 30, the slave unit 40, and the end plate 50 are connected to each other, the communication core 110 of the slave unit 40 becomes the first It is displaced toward the first side wall portion 42A side. The amount of displacement of the communication core 110 toward the first side wall portion 42A increases as the slave unit 40 is further away from the end plate 50. However, since the difference in the width direction dimension between the communication core 110 and the housing 20 is minute, the amount of displacement of the communication core 110 toward the first side wall portion 42A is determined by the compression of the urging member 127 of the master unit 30. Adjusted by
  • FIG. 13 is an overall configuration diagram of the communication core in which the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50 are connected to each other.
  • communication cores of adjacent units 30, 40 and end plates 50 are magnetically coupled to each other, thereby forming an annular magnetic path as a communication core.
  • a plurality of communication intermediate cores 111, 121, 131 that are in contact with each other and a plurality of communication outer cores 112, 122, 132 (on the near side) that are in contact with each other are connected by connection cores 123, 133.
  • a first annular magnetic path ZC and a second annular magnetic path ZD for communication are formed.
  • each unit 30, 40 a communication winding LT is wound around a communication intermediate core 121, 111.
  • a communication transformer using the communication core is formed, and the communication windings LT of each unit 30, 40 are magnetically coupled. Therefore, each unit 30, 40 can communicate with each other via the communication core.
  • the communication core 110 is disposed on the opposite side of the power intermediate core 71 with respect to the power outer core 72 provided below the power intermediate core 71. Therefore, the power outer core 72 functions as an electromagnetic shield, and the influence of leakage magnetic flux caused by energization of the power winding LP can be suppressed from reaching the communication core 110. As a result, the quality of communication via the communication core 110 can be improved.
  • Master unit 30 includes power conversion circuit 140 and master circuit 150.
  • the power conversion circuit 140 and the master circuit 150 are housed in the same housing 20.
  • the slave unit 40 includes a power conversion circuit 140.
  • a power conversion circuit 140 is provided on the front plate portions 34, 44 side, and power cores 70, 80 and communication cores 110, 120 are provided on the rear plate portions 35, 45 side. is provided.
  • the master circuit 150 corresponds to a "master control section".
  • the power conversion circuit 140 includes a main circuit 141, a controller 142, a gate driver 143, a communication circuit 144, a synchronization circuit 145, and an auxiliary power supply 146.
  • the main circuit 141 includes a PFC (Power factor correction) circuit and a DAB (Dual Active Bridge) circuit.
  • the controller 142 includes a microcomputer 142A.
  • the functions provided by the controller 142 can be provided by software recorded in a physical memory device and a computer (microcomputer 142A) that executes it, only software, only hardware, or a combination thereof.
  • controller 142 is provided by an electronic circuit that is hardware, it may be provided by a digital circuit that includes multiple logic circuits, or an analog circuit.
  • the controller 142 executes a program stored in a non-transitory tangible storage medium as a storage unit included in the controller 142 . By executing the processing program shown in FIG. 15 and the like, a method corresponding to the program is executed.
  • the storage unit is, for example, a nonvolatile memory. Note that the program stored in the storage unit can be updated, for example, via a communication network such as the Internet.
  • the controller 142 executes a power supply function and an output function by controlling a plurality of switching elements that constitute the main circuit 141 using a gate driver 143.
  • the master unit 30 is connected to the high voltage battery of the vehicle, and the controller 142 of the master unit 30 uses the main circuit 141 to convert DC power input from the high voltage battery into AC power. It is output to the power winding LP and transmitted to the slave unit 40 via the power cores 70, 80, and 90. Further, the controller 142 of the master unit 30 uses the main circuit 141 to convert the DC power input from the high-voltage battery into DC power or AC power of an appropriate voltage, and outputs the DC power or AC power to the input/output terminal TA.
  • the controller 142 of the slave unit 40 receives the power transmitted from the master unit 30 using the main circuit 141, converts it into DC power or AC power of an appropriate voltage, and outputs it to the input/output terminal TA.
  • the controller 142 of each unit 30, 40 uses the power stored in the auxiliary power supply 146 to perform power conversion control in each unit 30, 40 based on the synchronization signal input from the synchronization circuit 145. .
  • the communication circuit 144 communicates with the other units 30 and 40 under the control of the controller 142. Specifically, the communication circuit 144 converts the signal input from the controller 142 into a communication pulse signal, outputs it to the communication winding LT, and communicates it to the other units 30, Send to 40. The communication circuit 144 also receives signals transmitted from the other units 30 and 40 and outputs the received signals to the controller 142. Furthermore, the communication circuit 144 charges the auxiliary power supply 146 with a small amount of power transmitted and received via the communication cores 110, 120, and 130. In this embodiment, the communication frequency used for communication via the communication cores 110, 120, 130 is higher than the power transmission frequency used for power transmission via the power cores 70, 80, 90. Further, the power exchanged via the communication cores 110, 120, 130 is much smaller than the power exchanged via the power cores 70, 80, 90.
  • the power conversion circuit 140 includes a voltage sensor SV, a current sensor SI, a temperature sensor ST, and a distance sensor SL.
  • Voltage sensor SV detects the voltage across power winding LP as detection voltage VD.
  • Current sensor SI detects the current flowing through power winding LP as detection current ID.
  • Temperature sensor ST detects the temperature of power winding LP as detected temperature TD.
  • the distance sensor SL is, for example, an optical distance sensor, and is provided on the side wall. Specifically, for example, it is provided near the exposed portion of the magnetic core in the side wall portion of each unit 30, 40.
  • Distance sensor SL of master unit 30 and slave unit 40 detects the separation distance LR between the magnetic cores in adjacent units 30 and 40.
  • Distance sensor SL of slave unit 40 detects the separation distance LR between adjacent slave units 40 or end plates 50.
  • the power conversion circuit 140 includes an LED lamp LM.
  • the controller 142 has LED lamps LM of a plurality of colors corresponding to a plurality of states of each unit 30, 40, such as a normal state and an abnormal state.
  • the LED lamp LM of the color corresponding to the state is turned on.
  • the master circuit 150 includes a master controller 151 and a wireless communication circuit 152.
  • the master controller 151 includes a microcomputer 151A.
  • the functions provided by the master controller 151 can be provided by software recorded in a physical memory device and a computer (microcomputer 151A) that executes it, only software, only hardware, or a combination thereof.
  • the master controller 151 is provided by an electronic circuit that is hardware, it may be provided by a digital circuit including multiple logic circuits, or an analog circuit.
  • the master controller 151 executes a program stored in a non-transitory tangible storage medium as a storage unit provided therein. By executing the processing program shown in FIG. 15 and the like, a method corresponding to the program is executed.
  • the storage unit is, for example, a nonvolatile memory. Note that the program stored in the storage unit can be updated, for example, via a communication network such as the Internet.
  • the master controller 151 performs power conversion control of the power conversion circuit 140 in each unit 30, 40.
  • the master controller 151 is connected to the controller 142 in the master unit 30 via the signal line LS, and performs power conversion control of the power conversion circuit 140 in the master unit 30.
  • the master controller 151 is also connected to the communication circuit 144 in the master unit 30 via the signal line LS, and the power conversion circuit 140 in each slave unit 40 via the communication cores 110, 120, 130. Take control.
  • the wireless communication circuit 152 has an antenna 152A, and performs wireless communication with a mobile communication device such as a smartphone or a tablet PC carried by the user. Based on the information transmitted from the wireless communication circuit 152, the user can check the status of each unit 30, 40, the temperature of the power winding LP, the power, etc.
  • the wireless communication circuit 152 is connected to the communication terminal TB, and is also capable of wired communication with a mobile communication device.
  • the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50 are connected by connection mechanisms 61 and 62. Therefore, until these connections are released, the contact state of the magnetic cores of the master unit 30, slave unit 40, and end plate 50 is maintained, and the magnetic coupling state of the magnetic cores is maintained.
  • the master unit 30 and the slave unit 40 are not well connected, and a separation abnormality may occur in which the master unit 30 and the slave unit 40 are separated. Further, if the units 30 and 40 are coupled with foreign matter trapped between the magnetic core of the master unit 30 and the magnetic core of the slave unit 40, a separation abnormality may occur.
  • the foreign matter is, for example, a conductive foreign matter or an electrically insulating foreign matter. Note that the separation abnormality may similarly occur between adjacent slave units 40 or between the slave units 40 and the end plate 50.
  • the magnetic cores are separated from each other, and the magnetic coupling state between the magnetic cores becomes abnormal.
  • the controller 142 of the power conversion circuit 140 and the master controller 151 of the master circuit 150 perform a determination process to determine whether a separation abnormality has occurred.
  • FIG. 15 shows the procedure of the determination process of this embodiment.
  • the determination process is repeatedly performed, for example, at predetermined intervals during the operation period of the power supply device 100.
  • step S11 the controller 142 acquires the detected voltage VD, the detected current ID, and the separation distance LR.
  • step S12 the impedance IP of the power winding LP is calculated using the detected voltage VD and detected current ID acquired in step S11.
  • the process of step S11 corresponds to the "detection section".
  • step S13 it is determined whether the impedance IP calculated in step S12 is smaller than the impedance threshold IPth. If a negative determination is made in step S13, the determination process ends. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S13, it is determined in step S14 whether or not the separation distance LR acquired in step S11 is larger than the distance threshold Lth. If a negative determination is made in step S14, the determination process ends.
  • step S14 determines that a separation abnormality has occurred
  • step S15 the power supply function and output function of the abnormal unit, which is the unit in which the separation abnormality has occurred, among the units 30 and 40. to stop.
  • the abnormal unit refers to each unit 30, 40 when the separation abnormality occurs between the master unit 30 and the slave unit 40, and refers to the two units when the separation abnormality occurs between the slave units 40. If the problem occurs between the slave unit 40 and the end plate 50, it refers to the slave unit 40.
  • the processing in steps S13 and S14 corresponds to a "determination section, determination processing"
  • step S15 corresponds to a "stopping section".
  • step S13 or S14 may be omitted.
  • the distance sensor SL is not essential.
  • step S16 the occurrence of the separation abnormality is notified to the master controller 151, and the determination process is ended. This notification is performed after the power supply function and output function of the abnormal unit are stopped.
  • the process of step S16 corresponds to a "notification unit".
  • the master controller 151 When the master controller 151 starts the determination process, it waits in step S21 until it receives a notification from the controller 142 that a separation abnormality has occurred. If the notification of the occurrence of the separation abnormality has not been received, the process proceeds to step S22, where information such as the power transferred and received by each unit 30 and 40 is acquired, and the determination process is ended. On the other hand, if a notification of the occurrence of a separation abnormality is received, the process proceeds to step S23, where a function stop command to stop the power supply function and output function in each unit 30, 40 is output, and the determination process is ended.
  • FIG. 16(A) shows the above-described configuration.
  • the power supply device 100 shown in FIGS. 16(B) and (C) can be configured.
  • FIG. 16B shows a simplified power supply device 100 including one master unit 30, one slave unit 40, and one end plate 50.
  • FIG. 16C shows a simplified power supply device 100 that includes one master unit 30, one end plate 50, and two slave units 40.
  • the number of slave units 40 used in the power supply device 100 can be increased or decreased depending on the intended use.
  • each unit 30, 40 has a magnetic core housed in the housing 20, and by connecting each unit 30, 40, the power cores included in the magnetic core can be connected to each other. are connected to each other and function as a power path. Therefore, there is no need to provide a power path separately from the plurality of units 30, 40, and the device can be made smaller. Further, since the units 30 and 40 themselves have power paths, for example, when adding the slave unit 40, there is no restriction due to the power path, and user convenience can be improved.
  • the connecting mechanisms 61 and 62 are provided in the housing 20, and the connecting mechanisms 61 and 62 connect the housings 20 of each unit 30 and 40, so that each unit 30 and 40 has The power cores are magnetically coupled to each other. Therefore, the state of magnetic coupling between the power cores can be maintained until the connection by the connection mechanisms 61 and 62 is released.
  • openings are formed in the side walls of each unit 30, 40.
  • each unit 30, 40 is provided with a biasing member that biases the power cores, and the biasing member presses the power cores together when the power cores come into contact with each other. Fit. Specifically, one power core is biased toward the other power core. Therefore, using the biasing member, the ends of the power core can be accurately brought into contact with each other, and the power transmission efficiency via the power core can be further improved.
  • openings are formed in the first side wall 42A and the second side wall 42B located on both sides of the housing 20 in the width direction. is formed, and a magnetic core slightly protrudes outward from the opening. Therefore, no matter which side in the width direction the master unit 30, slave unit 40, or end plate 50 is connected to the housing 20 of the slave unit 40, the power cores can be accurately brought into contact with each other.
  • the power core includes a power intermediate core and two power outer cores, and the power intermediate core is arranged between each power outer core in the vertical direction. That is, each power outer core is arranged so as to surround the power intermediate core. Therefore, even if the magnetic flux generated in the power intermediate core by the power winding LP wound around the power intermediate core leaks from the power intermediate core, each power outer core functions as an electromagnetic shield, and the power The influence of leakage magnetic flux from the intermediate core can be suppressed from reaching the power conversion circuit 140 and the communication core.
  • the power conversion circuit 140 is provided on the front plate side, and the power core is provided on the back plate side.
  • the power conversion circuit 140 is provided closer to the front plate than the power core.
  • the power winding LP of the power conversion circuit 140 is wound around the power intermediate core of the power core while making it easy to connect the input/output terminal TA provided on the front plate part and the power conversion circuit 140. It can be made easier.
  • each power outer core has a flat cross-sectional shape that is long in the depth direction, and the length dimension in the depth direction of each power outer core is equal to the length in the depth direction of the power intermediate core. It is larger than the dimensions. Therefore, each power outer core can suitably suppress the influence of leakage magnetic flux from the power intermediate core.
  • the master unit 30 has a master circuit 150, and a master controller 151 included in the master circuit 150 performs power conversion control of the power conversion circuits 140 in each unit 30, 40. Therefore, it is possible to prevent the power supplied to the power conversion circuit 140 and the power output from the power conversion circuit 140 from becoming excessive.
  • the power conversion circuit 140 and the master circuit 150 are housed in the same housing 20. Therefore, the power supply and communication circuit of the master circuit 150 can be shared with the main circuit 141 and communication circuit 144 of the power conversion circuit 140 housed in the same housing 20, simplifying the configuration of the master unit 30. can do.
  • the master circuit 150 is connected to the power conversion circuit 140 inside the housing 20 of the master unit 30 via the communication core 120 housed inside the housing 20 of the master unit 30 instead of the signal line LS. It's okay.
  • the master circuit 150 may be housed in a housing 160 that is different from the housing 20 that houses the power conversion circuit 140.
  • the master unit 30 is configured by the housing 20 housing the power conversion circuit 140 and the housing 160 housing the master circuit 150.
  • a magnetic core may be housed within the casing 160 that houses the master circuit 150.
  • the master circuit 150 may be connected to the power conversion circuit 140 outside the housing 160 via the signal line LS, as shown in FIG. 18(B). , may be connected to the power conversion circuit 140 outside the housing 160 via the communication core 120 housed within the housing 160.
  • the magnetic core does not need to be housed in the casing 160 that houses the master circuit 150.
  • the master circuit 150 may be connected to the power conversion circuit 140 outside the housing 160 via the signal line LS.
  • the power conversion circuit 140 and the master circuit 150 are housed in mutually different casings 20 and 160. Therefore, the housing 20 of the master unit 30 in which the power conversion circuit 140 is housed can be shared with the housing 20 of the slave unit 40.
  • the connecting core may not be provided in each unit 30, 40.
  • the connecting core is provided on the end plate 50.
  • the magnetic core passes through the housing 20 in the width direction and is coupled to an end plate 50 disposed on the outer side wall 32B side of the master unit 30.
  • a connecting core may be provided in each unit 30, 40.
  • the end plate 50 becomes unnecessary.
  • the magnetic core extends in the width direction of the housing 20 from the first side wall portion 42A of the slave unit 40, but does not penetrate the slave unit 40 in the width direction.
  • a connecting core is provided in the slave unit 40, and the connecting core connects the ends of the magnetic cores on the second side wall portion 42B side.
  • the connection core 170 in the master unit 30, when the housing 20 in which the power conversion circuit 140 is housed and the housing 160 in which the master circuit 150 is housed are different, the connection core 170 is , the power conversion circuit 140 may be placed between the housing 20 and the master circuit 150. In this case, by forming the connection core 170 only in the portion corresponding to the magnetic core housed in the housing 20, interference between the connection core 170 and the signal line LS can be suppressed.
  • FIG. 20 shows a flowchart of the determination process in this embodiment.
  • the same steps as those shown in FIG. 15 are given the same step numbers, and the description thereof will be omitted.
  • step S16 the processing executed by the controller 142 of each unit 30, 40 will be described.
  • the controller 142 notifies the master controller 151 of the occurrence of the separation abnormality in step S16
  • the process proceeds to step S31 and waits until it receives a request to transmit the separation distance LR. If a request to send the separation distance LR is received, the process proceeds to step S32, where the separation distance LR acquired in step S11 is transmitted to the master controller 151, and the determination process ends.
  • step S41 After outputting the function stop command in step S23, the master controller 151 proceeds to step S41 and transmits a request to transmit the separation distance LR to the controller 142.
  • step S42 the process waits until the separation distance LR is received.
  • the process proceeds to step S43, and based on the separation distance LR received in step S42, it is determined whether the return condition for restoring the power supply function and output function of the power conversion circuit 140 in each unit 30, 40 is satisfied. Determine whether or not.
  • the return condition is, for example, that the separation distance LR is less than or equal to the determination distance that allows the power supply function and the output function to be performed according to the state of use of the power supply device 100 by the user. If the separation distance LR is equal to or less than the determination distance, the user can continue to use the external device even if the maximum power supplied from the power supply device 100 to the external device decreases.
  • the master controller 151 controls the power exchange between the power supply device 100 and the external device based on the information acquired in step S22 before the separation abnormality occurs, such as immediately before the separation abnormality occurs. get.
  • the master controller 151 stores correspondence information in which transmitted and received power is associated with a determination distance at which the transmitted and received power can be realized.
  • step S43 a determination distance is set based on the acquired exchanged power and correspondence information, and if it is determined that the separation distance LR is less than or equal to the determination distance, it may be determined that the return condition is satisfied.
  • step S44 a return command is output to restore the power supply function and output function of the power conversion circuit 140 in each unit 30, 40, and the determination process is ended.
  • a process may be performed to notify the user of the return using, for example, an LED lamp LM on the premise that the return condition is satisfied. Thereby, the user can be prompted to confirm the connection state between adjacent units that constitute the power supply device 100.
  • the power supply function and output function of the power conversion circuit 140 in each unit 30, 40 are restored if the restoration conditions are met. Thereby, even if a separation abnormality occurs, it is possible to continue using the power supply device 100.
  • each power supply unit 10 is different from the first embodiment.
  • adjacent units are connected in a line, but in this embodiment, a configuration is adopted in which the degree of freedom in connecting units is increased.
  • FIG. 21 shows an external perspective view of the power supply unit 10 of this embodiment.
  • the casing 20 of the power supply unit 10 has a rectangular parallelepiped shape and includes a bottom plate, a side wall, and a top plate.
  • a plurality of power supply units 10 are connected to each other, so that the magnetic cores of each power supply unit 10 are magnetically coupled.
  • seven power supply units 10A to 10G are connected.
  • the magnetic core includes a power core and a communication core.
  • each power supply unit 10 has only a power intermediate core as a power core, and only a communication intermediate core as a communication core.
  • FIG. 23 shows a cross-sectional view taken along the line XXIII-XXIII in FIG. 22.
  • a cross section of the power core of each power supply unit 10 is shown. Note that, in FIGS. 23 to 25, hatching indicating the cross section of each power supply unit 10 other than the power core is omitted.
  • the power core of each power supply unit 10 has a substantially L-shaped or substantially X-shaped cross-sectional shape. In each power supply unit 10, the end portion of the power core is exposed at two or more different side wall parts among the four side wall parts of the power supply unit 10.
  • the power supply units 10 are connected so that the ends of the power cores exposed on the side walls are in contact with each other, and as a result, the power supply units 10 are connected so that an annular magnetic path is formed.
  • the power cores of the four power supply units 10A to 10D are in contact with each other to form an annular magnetic path ZE, and the power cores of the four power supply units 10D to 10G are connected to each other. By abutting each other, an annular magnetic path ZF is formed.
  • the shape of the magnetic core in the power core can adopt various shapes other than the shapes shown in FIGS. 24(A) to 24(C), for example, the shapes shown in FIGS. 24(D) to 24(G) are adopted. can do. Note that in FIG. 24, hatching indicating the cross section is omitted for portions other than the power core, as in FIG. 23.
  • the power core shown in FIG. 24(C) has an X-shaped cross-section, and the cross-sectional shape shown in FIG. 24(D) has a T-shape.
  • the ends of the power core are exposed at three or more different side wall parts of the power supply unit 10.
  • the end of the power core is are exposed at two adjacent side wall portions of the power supply unit 10.
  • the power supply unit 10 having the power core shown in FIG. 24(G) is a combination of two power supply units 10 having an L-shaped planar shape shown in FIG. 24(B), and the power core is approximately It has a C-shaped cross section. Both ends of the power core are exposed on the same side wall of the power supply unit 10. Therefore, as shown in FIG. 25, by connecting the power core having the cross-sectional shape shown in FIG. 24(A) and the approximately C-shaped power core shown in FIG. 24(G), As shown, an annular magnetic path ZG is formed.
  • the degree of freedom in connecting the power supply unit 10 can be increased.
  • FIG. 23 (Modification of third embodiment) In FIG. 23, it is also possible to adopt a configuration in which power supply units 10E to 10G are not provided. In this case, the ends of the power core remain exposed on the two side walls of the power supply unit 10D. In this case, it is preferable that the end plate 50 is connected to the side wall portion where the end of the power core remains exposed, but the end plate 50 does not necessarily have to be connected. The same applies to the communication core.
  • the shape of the housing 20 of the power supply unit 10 is not limited to a substantially rectangular parallelepiped shape, but may be a polyhedral shape.
  • the side wall of the power supply unit 10 does not need to have an opening.
  • the magnetic cores are magnetically coupled to each other in each power supply unit 10 while facing each other via a protective layer that covers the ends of the magnetic cores.
  • each power supply unit 10 may be formed with a slide mechanism, and may be slidably and detachably connected to other power supply units 10.
  • a positioning hole 201 is formed in the slave unit 40 and extends in the Z-axis direction from the top plate portion 43 toward the bottom plate portion 41 side.
  • the top plate portion 33 of the master unit 30 is provided with an insertion portion 200 that extends in the Z-axis direction and is inserted into the positioning hole 201.
  • the insert portion 200 is inserted into the positioning hole 201 with the inner side wall portion 32A of the master unit 30 and the first side wall portion 42A of the slave unit 40 in contact with each other. Insert portions 200 and positioning holes 201 are similarly formed in adjacent slave units 40 and in slave units 40 and end plates 50.
  • the magnetic cores of adjacent power supply units 10 are positioned by the insertion portion 200 and the positioning hole 201, as in the first embodiment. Note that the same applies to the slave unit 40 and the end plate 50.
  • a recess 210 recessed in the X-axis direction is formed in the inner side wall 32A of the master unit 30.
  • a protrusion 211 that protrudes in the X-axis direction is formed on the first side wall portion 42A of the slave unit 40.
  • a plurality of recesses 210 and protrusions 211 are formed.
  • the protrusion 211 fits into the recess 210 while bringing the inner side wall 32A of the master unit 30 and the first side wall 42A of the slave unit 40 into contact with each other.
  • Recesses 210 and protrusions 211 are similarly formed in adjacent slave units 40 and in slave units 40 and end plates 50.
  • the magnetic cores of adjacent power supply units 10 are positioned by the recess 210 and the protrusion 211, as in the first embodiment. Note that the same applies to the slave unit 40 and the end plate 50.
  • a convex portion may be formed on the inner side wall portion 32A of the master unit 30, and a recessed portion may be formed on the first side wall portion 42A of the slave unit 40.
  • the inner side wall portion 32A of the master unit 30 is provided with a first magnet portion 220 and a second magnet portion 230.
  • the first side wall portion 42A of the slave unit 40 includes a third magnet portion 221 having a polarity different from that of the first magnet portion 220, and a fourth magnet portion 231 having a polarity different from the polarity of the second magnet portion 230. is provided. While the inner side wall portion 32A of the master unit 30 and the first side wall portion 42A of the slave unit 40 are in contact with each other, the first magnet portion 220 and the third magnet portion 221 are attracted to each other by magnetic force, and the second magnet portion 230 and The fourth magnet portion 231 is attracted by magnetic force.
  • magnet portions 220, 221, 230, and 231 are formed for adjacent slave units 40, slave units 40, and end plates 50.
  • the magnetic cores of adjacent power supply units 10 are positioned by each magnet portion 220, 221, 230, 231, as in the first embodiment. Ru. Note that the same applies to the slave unit 40 and the end plate 50. Note that the number of magnet parts included in each unit is not limited to two on each side wall part, but may be one, or three or more.
  • a positioning hole 240 is formed in the master unit 30 and extends in the Z-axis direction from the bottom plate portion 31 toward the top plate portion 33 side.
  • positioning holes 240 are formed in the slave unit 40 and the end plate 50.
  • a protruding portion 241 that is inserted into the positioning hole 240 is formed on the base plate portion 242 that constitutes the positioning mechanism.
  • the protrusions 241 are provided corresponding to the positioning holes 240 of the master unit 30, each slave unit 40, and the end plate 50.
  • the magnetic cores of adjacent power supply units 10 can be positioned by the protrusion 241 and positioning holes 240 of the base plate part 242, as in the first embodiment. will be done. Note that the same applies to the slave unit 40 and the end plate 50.
  • connection mechanism Next, a specific example of the connection mechanism will be described.
  • a through hole 250 penetrating in the X-axis direction is formed in the housing of the master unit 30, each slave unit 40, and the end plate 50.
  • a shaft portion of a bolt 251 is inserted into the through hole 250 .
  • a male thread is formed at the tip of the shaft portion of the bolt 251, and a nut 252 is screwed into the male thread.
  • the head of the bolt 251 contacts the outer side wall 32B of the master unit 30, and the nut 252 contacts the outer side wall 52B of the end plate 50.
  • a binding member 260 such as a band or tape is wrapped around the housings of the master unit 30, each slave unit 40, and the end plate 50.
  • the binding member 260 has elasticity, for example. Thereby, the master unit 30, each slave unit 40, and the end plate 50 are connected, similar to the first embodiment.
  • a bracket 270 is attached to the housing of the master unit 30, each slave unit 40, and the end plate 50.
  • the bracket 270 includes a connecting portion 271 extending in the X-axis direction and gripping portions 272 extending from both ends of the connecting portion 272 in the Z-axis direction.
  • brackets 270 are attached to the upper and lower parts of each unit 30, 40 and end plate 50.
  • a bracket 270 connects the master unit 30, each slave unit 40, and the end plate 50, as in the first embodiment.
  • each slave unit 40, and the end plate 50 the housings of adjacent components are connected by a bracket 280.
  • Adjacent components are a master unit 30 and a slave unit 40, an adjacent slave unit 40, and a slave unit 40 and an end plate 50.
  • a bracket 280 connects the master unit 30, each slave unit 40, and the end plate 50, as in the first embodiment.
  • first to fourth connection mechanisms described above and the first to fourth positioning mechanisms described above can be used in any combination.
  • the power core has two power outer cores, but it may have three or more power outer cores.
  • N is an integer of 2 or more
  • the cross-sectional area of each power outer core and connection core is the cross-sectional area of the power intermediate core. It is sufficient that the cross-sectional area is 1/N or more and smaller than the cross-sectional area of the power intermediate core.
  • the power supply device 100 includes one master unit 30, but the power supply device 100 is not limited to this, and a plurality of master units 30 may be included. Furthermore, all of the power supply units 10 included in the power supply device 100 may be the master unit 30. By including a plurality of master units 30 in the power supply device 100, the processing executed by the master circuits 150 can be distributed, and the processing load on each master circuit 150 can be reduced.
  • the impedance IP of the power winding LP is calculated as the impedance of the winding in the determination process, but instead of or in addition to this, the impedance IP of the communication winding LT may be calculated. You may also do so.
  • the controller 142 of each unit 30, 40 stops the power supply function or output function of the abnormal unit when it is determined that a separation abnormality has occurred.
  • the occurrence of the separation abnormality may be notified to the master controller 151 without stopping the power supply function or output function of the abnormal unit.
  • the master controller 151 may output a function stop command to stop the power supply function and output function of the power conversion circuit 140 in all units 30 and 40 including the abnormal unit.
  • each power supply unit 10 that constitutes the power supply device 100 includes at least one of the power conversion circuit 140 and the master circuit 150, but the present invention is not limited to this. At least one of the plurality of power supply units 10 constituting the power supply device 100 does not need to include both the power conversion circuit 140 and the master circuit 150. In this case, in the power supply unit 10 that does not include the power conversion circuit 140 and the master circuit 150, only the magnetic core is included in the housing 20.
  • the separation distance LR is detected by an optical distance sensor, but the present invention is not limited to this.
  • a mechanical sensor such as a pressure switch, an electrical sensor such as an electrostatic switch, or a magnetic sensor such as a magnetic switch may be used.
  • the locations where these sensors are arranged are not limited to the vicinity of the openings in the side walls of each unit 30, 40, but are also located in areas other than the side walls of each unit 30, 40, such as the bottom plate of each unit 30, 40, It may be provided in the top plate portion or inside each unit 30, 40.
  • the power core and the communication core are made of the same material, but the power core and the communication core may be made of different materials.
  • the power core may be made of manganese zinc and the communication core may be made of nickel zinc.
  • the end of the magnetic core does not need to protrude outward from the opening of the housing 20.
  • the power path portion is not limited to the magnetic core 70 around which the winding LP of the power conversion circuit 140 is wound, but may be an electrode plate that is electrostatically coupled, for example. Specifically, for example, the electrode plate of one of the adjacent power supply units 10 and the electrode plate of the other enable power supply using capacitive coupling.
  • a power supply device comprising a plurality of power supply units (10), each of which can be integrated, An integrated part (61, 62, 200, 201, 210, 211, 220, 221, 230, 231, 240 to 242, 250 to 251, 260, 270, 280) that integrates each of the power supply units,
  • Each said power supply unit is a power conversion circuit (140) having at least one of a power supply function that receives power from the outside and an output function that outputs power to the outside; a power path section (70, 80) included in the power conversion circuit; has
  • Each of the power supply units is configured such that the power path sections of adjacent power supply units are magnetically coupled to each other by integrating the power supply units by the integration section.
  • the power path portion is a magnetic core around which a winding (LP) included in the power conversion circuit is wound;
  • Each of the power supply units is configured such that the magnetic cores of adjacent power supply units are magnetically coupled to each other by integrating the power supply units by the integrating portion.
  • Configuration 3 The power supply device according to configuration 2, wherein each of the power supply units includes a housing (20) that accommodates the power conversion circuit and the magnetic core.
  • the casing is a rectangular bottom plate portion (31, 41) installed on the installation surface of the housing; side wall portions (32, 42) extending upward from a pair of opposing peripheral edge portions in the bottom plate portion; a top plate portion (33, 43) that covers the upper end portion of each of the side wall portions; has The magnetic core extends in a direction intersecting the side wall portion, Openings (36, 37, 46A, 46B, 48A, 48B) are formed in the side wall portion to expose longitudinal end surfaces of the magnetic core, In each of the power supply units, the side walls of the adjacent power supply units are brought into contact with each other and the power supply units are integrated by the integrating portion, whereby the magnetic cores of the adjacent power supply units are integrated.
  • Each of the power supply units includes a biasing member (73A, 73B, 74A, 74B, 84) that biases the magnetic core, In each of the power supply units, the magnetic cores of the adjacent power supply units are connected to each other in a state in which the side walls of the adjacent power supply units are brought into contact with each other and the power supply units are integrated by the integrating portion. 4. The power supply device according to configuration 4, wherein the biasing members are configured to press each other against each other.
  • [Configuration 6] comprising three or more of the power supply units, Among the power supply units, power supply units other than the power supply units at both ends in the direction in which the power supply units in the connected state are lined up are defined as intermediate units; A first opening (46A, 48A) that exposes a first end surface in the longitudinal direction of the magnetic core is formed in one of the side walls of the intermediate unit, and a first opening (46A, 48A) is formed in the other side to expose a first end surface in the longitudinal direction of the magnetic core.
  • the magnetic core is a pair of outer cores (72, 82) extending in a direction intersecting the side wall portion; an intermediate core (71, 81) extending in a direction intersecting the side wall portion and provided between each of the outer cores; has The power supply device according to any one of configurations 4 to 6, wherein the winding is wound around the intermediate core.
  • Each of the power supply units includes an end core (83, 93) that abuts the pair of outer cores and the intermediate core of the power supply unit located at the end; According to configuration 7, each of the power supply units is integrated by the integrated portion, so that an annular magnetic path is formed by the outer core, the intermediate core, and the end core of each of the power supply units. power supply.
  • the power supply device according to configuration 8, wherein cross-sectional areas of the outer core and the end core are 1/2 or more of the cross-sectional area of the intermediate core, and smaller than the cross-sectional area of the intermediate core.
  • the casing has a polyhedral shape, A plurality of openings are formed in the casing to expose portions of the magnetic cores that are coupled to other magnetic cores, In each of the power supply units, the side walls of the casings of the adjacent power supply units are brought into contact with each other and the coupling mechanisms are connected to each other, so that the end surfaces of the magnetic cores of the adjacent power supply units are connected to each other.
  • the power supply device according to configuration 3, wherein the power supply device is configured to abut.
  • the casing is A front plate portion (a front plate portion) that covers an opening formed by one edge of the top plate portion, each of the side wall portions, and the bottom plate portion, and has an external terminal (TA) electrically connected to the power conversion circuit; 34, 44) and a back plate portion (35, 45) that covers an opening formed by the other edge of the top plate portion, each side wall portion, and the bottom plate portion; has The power supply device according to configuration 7, wherein the power conversion circuit is provided on the front plate side of the housing, and the magnetic core is provided on the rear plate side.
  • the outer core has a flat cross-sectional shape that is long in a direction intersecting the front plate part and the back plate part, Configuration 11, wherein the length of the outer core in the direction intersecting the front plate and the back plate is greater than the length of the intermediate core in the direction intersecting the front plate and the back plate.
  • the power supply described in . comprising a master control unit (150) capable of communicating with the power conversion circuit of each of the power supply units; 13.
  • [Configuration 14] 14 14.
  • the power supply device according to configuration 13, wherein the master control section is housed in the casing of any one of the power supply units.

Landscapes

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Abstract

電源装置(100)は、複数の電源ユニット(10)を備え、各電源ユニットが一体化可能に構成されている。電源装置は、各電源ユニットを一体化する一体化部(61,62,200,201,210,211,220,221,230,231,240~242,250~251,260,270,280)を備える。各電源ユニットは、外部から給電される給電機能及び外部に電力を出力する出力機能の少なくとも一方を有する電力変換回路(140)と、電力変換回路が有する電力経路部(70,80)とを備える。各電源ユニットは、一体化部によって各電源ユニットが一体化されることにより、隣り合う電源ユニットが有する電力経路部同士が電磁気的に結合されるように構成されている。

Description

電源装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2022年6月6日に出願された日本出願番号2022-091496号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、複数の電源ユニットを備える電源装置に関する。
 特許文献1には、複数の電源ユニットを備える電源装置が記載されている。この電源装置では、複数の電源ユニットは、電源ユニットとは別に設けられた配線用バックボードを介して互いに電気的に接続されており、配線用バックボードを介して電力の授受を行う。
特開2001-268892号公報
 しかし、電源ユニットとは別に配線用バックボードが必要とされるため、装置が大型化することが懸念される。
 本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の電源ユニットを備える電源装置において、装置の小型化を図ることができる電源装置を提供することを目的とする。
 本開示は、複数の電源ユニットを備え、各前記電源ユニットが一体化可能な電源装置であって、
 各前記電源ユニットを一体化する一体化部を備え、
 各前記電源ユニットは、
 外部から給電される給電機能及び外部に電力を出力する出力機能の少なくとも一方を有する電力変換回路と、
 前記電力変換回路が有する電力経路部と、
を有し、
 各前記電源ユニットは、前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記電力経路部同士が電磁気的に結合されるように構成されている。
 上記構成によれば、一体化部によって各電源ユニットが一体化されることにより、各電源ユニットが備える電力経路部同士が電磁気的に結合する。この場合、各電源ユニットの電力変換回路は、外部から供給される電力を、電力経路部を介して他の電源ユニットに送電したり、電力経路部を介して他の電源ユニットから受電した電力を外部に出力したりすることができる。つまり、各電源ユニットが備える電力経路部が電力経路として機能する。そのため、電源装置の小型化を図ることができる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、第1実施形態に係る電源装置の外観斜視図であり、 図2は、マスタユニット、スレーブユニット及びエンドプレートの外観斜視図であり、 図3は、スレーブユニットを第2側壁部側から見た側面図であり、 図4は、図3のIV-IV線断面図であり、 図5は、図4の断面図に対応するマスタユニットの電力用コアの断面図であり、 図6は、図4の断面図に対応するエンドプレートの電力用コアの断面図であり、 図7は、互いに連結された状態の電力用コアの断面図であり、 図8は、電力用コアの全体構成を示す図であり、 図9は、図3のIX-IX線断面図であり、 図10は、図9の断面図に対応するマスタユニットの通信用コアの断面図であり、 図11は、図9の断面図に対応するエンドプレートの通信用コアの断面図であり、 図12は、互いに連結された状態の通信用コアの断面図であり、 図13は、通信用コアの全体構成を示す図であり、 図14は、電源装置の回路構成図であり、 図15は、第1実施形態に係る判定処理の処理手順を示すフローチャートであり、 図16は、第1実施形態に係る電源装置の簡略図であり、 図17は、第1実施形態の変形例1に係る電源装置の簡略図であり、 図18は、第1実施形態の変形例2に係る電源装置の簡略図であり、 図19は、第1実施形態の変形例3に係る電源装置の簡略図であり、 図20は、第2実施形態に係る判定処理の処理手順を示すフローチャートであり、 図21は、第3実施形態に係る電源ユニットの外観斜視図であり、 図22は、第3実施形態に係る電源装置の外観斜視図であり、 図23は、図22のXXIII-XXIII線断面図であり、 図24は、電力用コアの断面形状を例示する図であり、 図25は、電力用コアが結合した状態を例示する図であり、 図26は、その他の実施形態に係る位置決め機構を示す図であり、 図27は、その他の実施形態に係る位置決め機構を示す図であり、 図28は、その他の実施形態に係る位置決め機構を示す図であり、 図29は、その他の実施形態に係る位置決め機構を示す図であり、 図30は、その他の実施形態に係る連結機構を示す図であり、 図31は、その他の実施形態に係る連結機構を示す図であり、 図32は、その他の実施形態に係る連結機構を示す図であり、 図33は、その他の実施形態に係る連結機構を示す図である。
 (第1実施形態)
 本開示に係る電源装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電源装置は、例えば移動販売車等のMaaS(Mobility as a Service)に搭載される。本実施形態の電源装置は、多様な外部機器に接続可能であり、接続された外部機器から供給される多様な電圧の直流電力又は交流電力を受け入れるとともに、接続された外部機器に対して適切な電圧の直流電力又は交流電力を供給する。
 図1は、本実施形態の電源装置100の外観斜視図である。電源装置100は、複数の電源ユニット10を備えており、本実施形態では4つの電源ユニット10を備えている。各電源ユニット10は、筐体20を有している。筐体20の外表面形状は、略直方体形状である。図1には、筐体20の短手方向(幅方向)をX軸方向にて示し、筐体20の奥行方向をY軸方向にて示し、筐体20の高さ方向をZ軸方向にて示す。各電源ユニット10は、筐体20の幅方向において互いに連結されている。各電源ユニット10は、内部に電力経路及び通信経路を有しており、電力経路を介して相互に電力の授受が可能であるとともに、通信経路を介して相互に通信が可能となっている。
 電源装置100は、電源ユニット10として、マスタユニット30と、複数のスレーブユニット40とを含む。
 スレーブユニット40は、給電機能及び出力機能を有する。給電機能は、系統電源、蓄電装置、発電機又は太陽電池等の外部電源から供給される電力を受電し、電力経路を介して他の電源ユニット10に給電する機能である。出力機能は、電力経路を介して他の電源ユニット10から供給される電力を外部に出力する機能である。
 マスタユニット30は、通信経路を介してスレーブユニット40を制御する。具体的には、マスタユニット30は、スレーブユニット40に対して起動指令及び停止指令を出力する。スレーブユニット40は、マスタユニット30からの起動指令に基づいて給電機能及び出力機能の実行を開始し、マスタユニット30からの停止指令に基づいて給電機能及び出力機能を停止する。また、マスタユニット30は、スレーブユニット40のユニット情報を取得する。ユニット情報には、スレーブユニット40が有する給電機能及び出力機能についての情報と、スレーブユニット40のID情報とが含まれる。さらに、マスタユニット30は、スレーブユニット40の授受電力情報を取得し、スレーブユニット40の授受電力を制御する。本実施形態では、マスタユニット30も給電機能及び出力機能を有しており、マスタユニット30は、マスタユニット30自身の授受電力を制御する。
 電源装置100において、スレーブユニット40はマスタユニット30に対して着脱可能に連結される。また、各スレーブユニット40同士も着脱可能に連結される。図1では、マスタユニット30は、右端に配置され、3個のスレーブユニット40が、マスタユニット30の左側に一列に連結され、左端のスレーブユニット40にエンドプレート50が連結されている。電源装置100のユーザは、複数種類のスレーブユニット40のうち、所望の1又は複数のスレーブユニット40を選択し、マスタユニット30に連結することにより、使用用途に応じた電源装置100を構成することができる。
 次に、マスタユニット30,スレーブユニット40及びエンドプレート50の構成について説明する。
 図2は、マスタユニット30,スレーブユニット40及びエンドプレート50の外観斜視図である。マスタユニット30の筐体20は、長方形状の底板部31と、底板部31において対向する一対の周縁部から上方に延びる側壁部32と、各側壁部32の上端を覆う天板部33とを備えている。マスタユニット30の筐体20は、天板部33、各側壁部32及び底板部31の一方の縁部により形成された開口部を覆う正面板部34と、天板部33、各側壁部32及び底板部31の他方の縁部により形成された開口部を覆う背面板部35とを備えている。一対の側壁部32のうち、一方を内側側壁部32Aと称し、他方を外側側壁部32Bと称す。
 同様に、スレーブユニット40の筐体20は、底板部41、側壁部42、天板部43、正面板部44及び背面板部45を備えている。スレーブユニット40の筐体20の幅方向寸法は、マスタユニット30の筐体20の幅方向寸法よりも小さい。スレーブユニット40の筐体20の奥行方向寸法は、マスタユニット30の筐体20の奥行方向寸法と同じである。スレーブユニット40の一対の側壁部42のうち、一方を第1側壁部42Aと称し、他方を第2側壁部42Bと称す。
 マスタユニット30の正面板部34には、外部機器との間で電力の入出力が可能な入出力端子TAと、外部機器との間で通信が可能な通信端子TBと、電源装置100の電源スイッチSWと、マスタユニット30の状態を表すLEDランプLMとが設けられている。スレーブユニット40の正面板部44には、外部機器との間で電力の入出力が可能な入出力端子TAと、スレーブユニット40の状態を表すLEDランプLMとが設けられている。
 エンドプレート50は、幅方向寸法がスレーブユニット40の筐体20の幅方向寸法よりも小さい薄板状部材である。エンドプレート50は、内側側壁部52Aと、外側側壁部52Bと、正面板部52Cと、底板部52Dと、天板部52Eとを有している。
 マスタユニット30には、第1連結機構61が設けられている。第1連結機構61は、マスタユニット30の内側側壁部32Aの下端部に設けられたフック61Aと、内側側壁部32Aの上端部に設けられたねじ61Bとを含む。ねじ61Bは、内側側壁部32Aの上端部において奥行方向に並んで複数(2つを例示)設けられている。ねじ61Bは、内側側壁部32Aの外側に向かって斜め下方を向くように設けられている。
 スレーブユニット40には、マスタユニット30の第1連結機構61に連結する第2連結機構62が設けられている。第2連結機構62は、スレーブユニット40の底板部41に設けられ、フック61Aを引っ掛ける引っ掛け部62Aと、第1側壁部42Aの上端部に設けられ、雌ねじが形成されたねじ穴62Bとを含む。マスタユニット30の内側側壁部32Aとスレーブユニット40の第1側壁部42Aとを当接させて引っ掛け部62Aにフック61Aを引っ掛けた状態で、ねじ61Bがねじ穴62Bにねじ込まれる。これにより、マスタユニット30の筐体20とスレーブユニット40の筐体20とが連結される。なお、本実施形態において、第1連結機構61及び第2連結機構62が「一体化部」に相当する。
 図示を省略するが、スレーブユニット40の第2側壁部42Bにも、マスタユニット30と同様の第1連結機構61が設けられている。そのため、隣り合うスレーブユニット40のうち、一方のスレーブユニット40の第1連結機構61と、他方のスレーブユニット40の第2連結機構62とにより、隣り合うスレーブユニット40が連結される。
 エンドプレート50の内側側壁部52Aにも、スレーブユニット40の第1側壁部42A側と同様に、第2連結機構62が設けられている。そのため、スレーブユニット40の第1連結機構61と、エンドプレート50の第2連結機構62とにより、スレーブユニット40とエンドプレート50とが連結される。なお、本実施形態では、マスタユニット30の外側側壁部32Bと、エンドプレート50の外側側壁部52Bとには、連結機構が設けられていない。なお、以上説明した第1,第2連結機構61,62は、一例であり、種々の構成が採用され得る。
 マスタユニット30及びスレーブユニット40は、磁性体コアを有している。磁性体コアは、例えばフェライトからなる部材であり、筐体20に収容されている。磁性体コアは、電源装置100を構成する各ユニット間の電力伝達用の電力用コア、及び各ユニット間の通信用の通信用コアである。
 図3及び図4を用いて、スレーブユニット40が備える電力用コアについて説明する。図3は、他のユニットと連結されていない状態のスレーブユニット40を第2側壁部42B側から見た図である。図4は、図3のIV-IV線断面図である。
 スレーブユニット40の電力用コア70は、電力用中間コア71と、2つの電力用外側コア72とからなる。電力用中間コア71及び電力用外側コア72は、筐体20の幅方向に延びる長尺状の部材である。電力用中間コア71の横断面形状は円柱状である。電力用外側コア72は、奥行方向に長い扁平な断面形状を有している。2つの電力用外側コア72のうち、一方は電力用中間コア71の上方に設けられ、他方は電力用中間コア71の下方に設けられている。
 電力用外側コア72の奥行方向における長さ寸法は、電力用中間コア71の奥行方向における長さ寸法よりも大きい。また、電力用外側コア72の横断面における断面積は、電力用中間コア71の横断面における断面積よりも小さい。具体的には、電力用外側コア72の横断面における断面積は、電力用中間コア71の横断面における断面積の半分である。
 第1側壁部42Aには、電力用第1開口部46Aが形成されている。第2側壁部42Bのうち幅方向において電力用第1開口部46Aと対向する位置には、電力用第2開口部46Bが形成されている。電力用中間コア71の長手方向の第1端部は、電力用第1開口部46Aから露出している。この第1端部は、第1側壁部42Aの外面から微小に突出している。電力用中間コア71の長手方向の第2端部は、電力用第2開口部46Bから露出している。この第2端部は、第2側壁部42Bの外面から微小に突出している。
 図4に示すように、電力用中間コア71において、長手方向の中間部は、それ以外の部分よりも径方向寸法が大きい拡径部71Aとされている。スレーブユニット40の筐体20内には、第1中間台座部47A及び第2中間台座部47Bが設けられている。第1中間台座部47Aは、拡径部71Aのうち第1側壁部42A側の部分に対向する円環状の部分である。第2中間台座部47Bは、拡径部71Aのうち第2側壁部42B側の部分に対向する円環状の部分である。
 拡径部71Aと第1中間台座部47Aとの間には、第1中間付勢部材73Aが設けられており、拡径部71Aと第2中間台座部47Bとの間には、第2中間付勢部材73Bが設けられている。本実施形態の各中間付勢部材73A,73Bは、コイルばねである。各中間付勢部材73A,73Bは、自然長よりも圧縮された状態で設けられている。図4に示す状態から、電力用中間コア71が第1側壁部42A側に変位すると、電力用中間コア71には電力用第2開口部46B側に向かう力が第1中間付勢部材73Aから付与される。一方、図4に示す状態から、電力用中間コア71が第2側壁部42B側に変位すると、電力用中間コア71には電力用第1開口部46A側に向かう力が第2中間付勢部材73Bから付与される。
 第1側壁部42Aには、電力用第1副開口部48Aが形成されている。第2側壁部42Bのうち幅方向において電力用第1副開口部48Aと対向する位置には、電力用第2副開口部48Bが形成されている。電力用外側コア72の長手方向の第1端部は、電力用第1副開口部48Aから露出している。この第1端部は、第1側壁部42Aの外面から微小に突出している。電力用外側コア72の長手方向の第2端部は、電力用第2副開口部48Bから露出している。この第2端部は、第2側壁部42Bの外面から微小に突出している。
 電力用外側コア72において、長手方向の中間部は、それ以外の部分よりもZ方向寸法が大きい拡径部72Aとされている。スレーブユニット40の筐体20内には、第1外側台座部49A及び第2外側台座部49Bが設けられている。第1外側台座部49Aは、拡径部72Aのうち第1側壁部42A側の部分に対向する部分である。第2外側台座部49Bは、拡径部72Aのうち第2側壁部42B側の部分に対向する部分である。
 拡径部72Aと第1外側台座部49Aとの間には、第1外側付勢部材74Aが設けられており、拡径部72Aと第2外側台座部49Bとの間には、第2外側付勢部材74Bが設けられている。本実施形態の各外側付勢部材74A,74Bは、板ばねである。図4に示す状態から、電力用外側コア72が第1側壁部42A側に変位すると、電力用外側コア72には電力用第2副開口部48B側に向かう力が第1外側付勢部材74Aから付与される。一方、図4に示す状態から、電力用外側コア72が第2側壁部42B側に変位すると、電力用外側コア72には電力用第1副開口部48A側に向かう力が第2外側付勢部材74Bから付与される。
 図5を用いて、マスタユニット30が備える電力用コアについて説明する。図5は、図4の断面図に対応するマスタユニット30の電力用コア80の断面図である。
 マスタユニット30の電力用コア80は、電力用中間コア81と、2つの電力用外側コア82と、電力用外側コア82及び電力用中間コア81を繋ぐ連結コア83とからなる。電力用中間コア81の横断面形状は、スレーブユニット40の電力用中間コア71の横断面形状と同じである。また、電力用外側コア82の横断面形状は、スレーブユニット40の電力用外側コア72の横断面形状と同じである。また、連結コア83の横断面形状は、電力用外側コア82の横断面形状と同じである。そのため、連結コア83の横断面の面積は、電力用中間コア81の横断面の面積よりも小さい。
 内側側壁部32Aには、電力用開口部36が形成されている。電力用中間コア81の長手方向の第1端部は、電力用開口部36から露出している。この第1端部は、内側側壁部32Aの外面から微小に突出している。
 内側側壁部32Aには、電力用副開口部37が形成されている。電力用外側コア82の長手方向の第1端部は、電力用副開口部37から露出している。この第1端部は、内側側壁部32Aの外面から微小に突出している。マスタユニット30の筐体20内には、台座部38が設けられている。台座部38は、電力用コア80のうち外側側壁部32Bに対向する部分である。電力用コア80と台座部38との間には、付勢部材84が設けられている。本実施形態の付勢部材84は、板ばねである。図5に示す状態から、電力用コア80が外側側壁部32B側に変位すると、電力用コア80には内側側壁部32A側に向かう力が付勢部材84から付与される。
 図6を用いて、エンドプレート50が備える電力用コアについて説明する。図6は、図4の断面図に対応するエンドプレート50の電力用コア90の断面図である。
 エンドプレート50の電力用コア90は、電力用中間コア91と、2つの電力用外側コア92と、電力用外側コア92及び電力用中間コア91を繋ぐ連結コア93とからなる。電力用中間コア91の横断面形状は、スレーブユニット40の電力用中間コア71の横断面形状と同じである。また、電力用外側コア92の横断面形状は、スレーブユニット40の電力用外側コア72の横断面形状と同じである。また、連結コア93の横断面形状は、電力用外側コア72の横断面形状と同じである。そのため、連結コア93の横断面の面積は、電力用中間コア71の横断面の面積よりも小さい。
 内側側壁部52Aには、電力用開口部53が形成されている。電力用中間コア91の長手方向の第1端部は、電力用開口部53から露出している。内側側壁部52Aには、電力用副開口部54が形成されている。電力用外側コア92の長手方向の第1端部は、電力用副開口部54から露出している。
 図7は、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50が互いに連結された状態の電力用コアの断面図である。電源装置100では、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50の連結機構61,62同士が連結されることにより、隣り合うユニット30,40及びエンドプレート50が有する電力用コア同士が磁気的に結合される。
 具体的には、スレーブユニット40の第1側壁部42Aとマスタユニット30の内側側壁部32Aとを当接させてスレーブユニット40及びマスタユニット30の連結機構61,62同士が連結されることにより、第1側壁部42Aの開口部46A,48Aから露出したスレーブユニット40の電力用コア70と、内側側壁部32Aの開口部36,37から露出したマスタユニット30の電力用コア80とが当接し、電力用コア同士が磁気的に結合される。この場合スレーブユニット40とマスタユニット30との電力用コア同士が、電力用コア70,80間の磁気抵抗を低減することができ、電力用コアを介した電力伝達効率を向上させることができる。
 スレーブユニット40の電力用コア70とマスタユニット30の電力用コア80とが当接される場合に、第1側壁部42Aから微少に突出しているスレーブユニット40の電力用コア70が第2側壁部42B側に変位し、電力用コア70には第1側壁部42A側に向かう力が付勢部材73B,74Bから付与される。また、内側側壁部32Aから微少に突出しているマスタユニット30の電力用コア80が外側側壁部32B側に変位し、電力用コア80には内側側壁部32A側に向かう力が付勢部材84から付与される。そのため、スレーブユニット40及びマスタユニット30の連結機構61,62同士が連結されている状態において、スレーブユニット40の電力用コア70とマスタユニット30の電力用コア80とが、付勢部材73B,74B,84によって互いに押し付け合う。これにより、電力用コア70,80間の磁気抵抗を好適に低減することができ、電力用コアを介した電力伝達効率をより向上させることができる。
 同様に、スレーブユニット40の第1側壁部42Aとスレーブユニット40の第2側壁部42Bとを当接させてスレーブユニット40の連結機構61,62同士が連結されることにより、第1側壁部42Aの開口部46A,48Aから露出した一方のスレーブユニット40の電力用コア70と、第2側壁部42Bの開口部46B,48Bから露出した他方のスレーブユニット40の電力用コア70とが当接する。この場合に、第1側壁部42Aから微少に突出している一方のスレーブユニット40の電力用コア70が第2側壁部42B側に変位し、当該電力用コア70には第1側壁部42A側に向かう力が付勢部材73B,74Bから付与される。また、第2側壁部42Bから微少に突出している他方のスレーブユニット40の電力用コア70が第1側壁部42A側に変位し、電力用コア70には第2側壁部42B側に向かう力が付勢部材73A,74Aから付与される。そのため、2つのスレーブユニット40の連結機構61,62同士が連結されている状態において、スレーブユニット40の電力用コア70同士が、付勢部材73A,73B,74A,74Bによって互いに押し付け合う。
 また、エンドプレート50の内側側壁部52Aとスレーブユニット40の第2側壁部42Bとを当接させてエンドプレート50とスレーブユニット40の連結機構61,62同士が連結されることにより、内側側壁部52Aの開口部53,54から露出したエンドプレート50の電力用コア90と、第2側壁部42Bの開口部46B,48Bから露出したスレーブユニット40の電力用コア70とが当接する。この場合に、第2側壁部42Bから微少に突出しているスレーブユニット40の電力用コア70が第1側壁部42A側に変位し、電力用コア70には第2側壁部42B側に向かう力が付勢部材73A,74Aから付与される。そのため、エンドプレート50及びスレーブユニット40の連結機構61,62同士が連結されている状態において、エンドプレート50の電力用コア90とスレーブユニット40の電力用コア70とが、付勢部材73A,74Aによって互いに押し付け合う。
 なお、スレーブユニット40では、電力用コア70の幅方向寸法が筐体20の幅方向寸法よりも微少に長くなっている。そのため、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50が互いに連結された状態では、電力用コア70と筐体20との幅方向寸法の差に応じて、スレーブユニット40の電力用コア70が第1側壁部42A側に変位する。電力用コア70の第1側壁部42A側への変位量は、エンドプレート50から離間したスレーブユニット40ほど大きくなる。ただし、電力用コア70と筐体20との幅方向寸法の差は微少であるため、電力用コア70の第1側壁部42A側への変位量は、マスタユニット30の付勢部材84の圧縮により調整される。
 図8は、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50が互いに連結された状態の電力用コアの全体構成図である。図8に示すように、隣り合うユニット30,40及びエンドプレート50が有する電力用コア同士が磁気的に結合されることにより、電力用コアとして環状の磁路が形成されている。具体的には、互いに当接する複数の電力用中間コア71,81,91と、互いに当接する複数の電力用外側コア72,82,92とが連結コア83,93により連結されることにより、電力伝達用の第1環状磁路ZA及び第2環状磁路ZBが形成されている。各ユニット30,40において、電力用中間コア81,71に電力巻線LPが巻回されている。これにより、電力用コアを用いた電力トランスが形成され、各ユニット30,40の電力巻線LPが磁気結合する。そのため、各ユニット30,40では、電力用コアを介して相互に電力の授受が可能となる。
 ここで、連結コア83,93の断面積は、電力用中間コア71,81,91の断面積よりも狭くなっている。そのため、連結コア83,93の断面積を電力用中間コア71,81,91の断面積と略同一とする場合に比べて、マスタユニット30及びエンドプレート50の体格を小さくすることが可能となる。
 具体的には、連結コア83,93の断面積は、電力用中間コア71,81,91の断面積の半分の大きさに設定されている。つまり、連結コア83,93のうち、電力用中間コア71,81,91と一方の電力用外側コア72,82,92とを連結する部分の断面積と、電力用中間コア71,81,91と他方の電力用外側コア72,82,92とを連結する部分の断面積との合計が、電力用中間コア71,81,91の断面積と等しくなるように設定されている。同様に、各電力用外側コア72,82,92の断面積は、電力用中間コア71,81,91の断面積の半分の大きさとなるように設定されている。つまり、各電力用外側コア72,82,92の断面積の合計が、電力用中間コア71,81,91の断面積と等しくなるように設定されている。そのため、電力用中間コア71,81,91を介して流れた磁束を、連結コア83,93を介して各電力用外側コア72,82,92に分散して流すことができる。
 次に、スレーブユニット40が備える通信用コアについて説明する。
 スレーブユニット40の通信用コア110は、図3に示すように、電力用コア70の2つの電力用外側コア72のうち、電力用中間コア71の下方に設けられた電力用外側コア72の下方に設けられている。つまり、通信用コア110は、電力用中間コア71の下方に設けられた電力用外側コア72に対して、電力用中間コア71とは反対側に配置されている。
 スレーブユニット40の通信用コア110は、通信用中間コア111と、2つの通信用外側コア112とからなる。通信用中間コア111及び通信用外側コア112は、筐体20の幅方向に延びる長尺状の部材である。通信用中間コア111の横断面形状は円柱状であり、電力用外側コア72の横断面形状は、直方体状である。2つの通信用外側コア112のうち、一方は通信用中間コア111の奥行方向における奥側に設けられ、他方は通信用中間コア111の奥行方向における手前側に設けられている。
 通信用外側コア112の上下方向における長さ寸法は、通信用中間コア111の上下方向における長さ寸法に略等しい。また、通信用外側コア112の横断面における断面積は、通信用中間コア111の横断面における断面積に略等しい。
 図9は、図3のIX-IX線断面図である。第1側壁部42Aには、通信用第1開口部113Aが形成されている。第2側壁部42Bのうち幅方向において通信用第1開口部113Aと対向する位置には、通信用第2開口部113Bが形成されている。通信用中間コア111の長手方向の第1端部は、通信用第1開口部113Aから露出している。この第1端部は、第1側壁部42Aの外面から微小に突出している。通信用中間コア111の長手方向の第2端部は、通信用第2開口部113Bから露出している。この第2端部は、第2側壁部42Bの外面から微小に突出している。
 図9に示すように、通信用中間コア111において、長手方向の中間部は、それ以外の部分よりも径方向寸法が大きい拡径部111Aとされている。スレーブユニット40の筐体20内には、第1中間台座部114A及び第2中間台座部114Bが設けられている。第1中間台座部114Aは、拡径部111Aのうち第1側壁部42A側の部分に対向する円環状の部分である。第2中間台座部114Bは、拡径部71Aのうち第2側壁部42B側の部分に対向する円環状の部分である。
 拡径部111Aと第1中間台座部114Aとの間には、第1中間付勢部材115Aが設けられており、拡径部111Aと第2中間台座部114Bとの間には、第2中間付勢部材115Bが設けられている。本実施形態の各中間付勢部材115A,115Bは、コイルばねである。各中間付勢部材115A,115Bは、自然長よりも圧縮された状態で設けられている。図9に示す状態から、通信用中間コア111が第1側壁部42A側に変位すると、通信用中間コア111には通信用第2開口部113B側に向かう力が第1中間付勢部材115Aから付与される。一方、図9に示す状態から、通信用中間コア111が第2側壁部42B側に変位すると、通信用中間コア111には通信用第1開口部113A側に向かう力が第2中間付勢部材115Bから付与される。
 第1側壁部42Aには、通信用第1副開口部116Aが形成されている。第2側壁部42Bにおいて幅方向において通信用第1副開口部116Aと対向する位置には、通信用第2副開口部116Bが形成されている。通信用外側コア112の長手方向の第1端部は、通信用第1副開口部116Aから露出している。この第1端部は、第1側壁部42Aの外面から微小に突出している。通信用外側コア112の長手方向の第2端部は、通信用第2副開口部116Bから露出している。この第2端部は、第2側壁部42Bの外面から微小に突出している。
 通信用外側コア112において、長手方向の中間部は、それ以外の部分よりも径方向寸法が大きい拡径部112Aとされている。スレーブユニット40の筐体20内には、第1外側台座部117A及び第2外側台座部117Bが設けられている。第1外側台座部117Aは、拡径部112Aのうち第1側壁部42A側の部分に対向する部分である。第2外側台座部117Bは、拡径部112Aのうち第2側壁部42B側の部分に対向する部分である。
 拡径部112Aと第1外側台座部117Aとの間には、第1外側付勢部材118Aが設けられており、拡径部112Aと第2外側台座部117Bとの間には、第2外側付勢部材118Bが設けられている。本実施形態の各外側付勢部材118A,118Bは、板ばねである。図4に示す状態から、通信用外側コア112が第1側壁部42A側に変位すると、通信用外側コア112には通信用第2副開口部116B側に向かう力が第1外側付勢部材118Aから付与される。一方、図4に示す状態から、通信用外側コア112が第2側壁部42B側に変位すると、通信用外側コア112には通信用第1副開口部116A側に向かう力が第2外側付勢部材118Bから付与される。
 図10を用いて、マスタユニット30が備える通信用コアについて説明する。図10は、図9の断面図に対応するマスタユニット30の通信用コア120の断面図である。
 マスタユニット30の通信用コア120は、通信用中間コア121と、2つの通信用外側コア122と、通信用外側コア122及び通信用中間コア121を繋ぐ連結コア123とからなる。通信用中間コア121の横断面形状は、スレーブユニット40の通信用中間コア111の横断面形状と同じである。また、通信用外側コア122の横断面形状は、スレーブユニット40の通信用外側コア112の横断面形状と同じである。また、連結コア83の横断面形状は、電力用外側コア82の横断面形状と同じである。
 内側側壁部32Aには、通信用開口部124が形成されている。通信用中間コア121の長手方向の第1端部は、通信用開口部124から露出している。この第1端部は、内側側壁部32Aの外面から微小に突出している。
 内側側壁部32Aには、通信用副開口部125が形成されている。通信用外側コア122の長手方向の第1端部は、通信用副開口部125から露出している。この第1端部は、内側側壁部32Aの外面から微小に突出している。マスタユニット30の筐体20内には、台座部126が設けられている。台座部126は、通信用コア120のうち外側側壁部32Bに対向する部分である。通信用コア120と台座部126との間には、付勢部材127が設けられている。本実施形態の付勢部材127は、板ばねである。図10に示す状態から、通信用コア120が外側側壁部32B側に変位すると、通信用コア120には内側側壁部32A側に向かう力が付勢部材127から付与される。
 図11を用いて、エンドプレート50が備える通信用コアについて説明する。図11は、図9の断面図に対応するエンドプレート50の通信用コア130の断面図である。
 エンドプレート50の通信用コア130は、通信用中間コア131と、2つの通信用外側コア132と、通信用外側コア132及び通信用中間コア131を繋ぐ連結コア133とからなる。通信用中間コア131の横断面形状は、スレーブユニット40の通信用中間コア111の横断面形状と同じである。また、通信用外側コア132の横断面形状は、スレーブユニット40の通信用外側コア112の横断面形状と同じである。また、連結コア133の横断面形状は、通信用外側コア132の横断面形状と同じである。
 内側側壁部52Aには、通信用開口部134が形成されている。通信用中間コア131の長手方向の第1端部は、通信用開口部134から露出している。内側側壁部52Aには、通信用副開口部135が形成されている。通信用外側コア132の長手方向の第1端部は、通信用副開口部135から露出している。
 図12は、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50が互いに連結された状態の通信用コアの断面図である。電源装置100では、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50の連結機構61,62同士が連結されることにより、隣り合うユニット30,40及びエンドプレート50が有する電力用コア同士が磁気的に結合されるとともに、通信用コア同士が磁気的に結合される。
 具体的には、スレーブユニット40の第1側壁部42Aとマスタユニット30の内側側壁部32Aとを当接させてスレーブユニット40及びマスタユニット30の連結機構61,62同士が連結されることにより、第1側壁部42Aの開口部113A,116Aから露出したスレーブユニット40の通信用コア110と、内側側壁部32Aの開口部124,125から露出したマスタユニット30の通信用コア120とが当接し、通信用コア110,120同士が磁気的に結合される。この場合、通信用コア間の磁気抵抗を低減することができ、通信用コア110,120を介した通信の信頼性を向上させることができる。
 スレーブユニット40の通信用コア110とマスタユニット30の通信用コア120とが当接される場合に、第1側壁部42Aから微少に突出しているスレーブユニット40の通信用コア110が第2側壁部42B側に変位し、通信用コア110には第1側壁部42A側に向かう力が付勢部材115B,118Bから付与される。また、内側側壁部32Aから微少に突出しているマスタユニット30の通信用コア120が外側側壁部32B側に変位し、通信用コア110には内側側壁部32A側に向かう力が付勢部材127から付与される。そのため、スレーブユニット40及びマスタユニット30の連結機構61,62同士が連結されている状態において、スレーブユニット40の通信用コア110とマスタユニット30の通信用コア120とが、付勢部材115B,118B,127によって互いに押し付け合う。これにより、通信用コア間の磁気抵抗を好適に低減することができ、通信用コアを介した通信の信頼性をより向上させることができる。
 同様に、スレーブユニット40の第1側壁部42Aとスレーブユニット40の第2側壁部42Bとを当接させてスレーブユニット40の連結機構61,62同士が連結されることにより、第1側壁部42Aの開口部113A,116Aから露出した一方のスレーブユニット40の通信用コア110と、第2側壁部42Bの開口部113B,116Bから露出した他方のスレーブユニット40の通信用コア110とが当接する。この場合に、第1側壁部42Aから微少に突出している一方のスレーブユニット40の通信用コア110が第2側壁部42B側に変位し、当該通信用コア110には第1側壁部42A側に向かう力が付勢部材115B,118Bから付与される。また、第2側壁部42Bから微少に突出している他方のスレーブユニット40の電力用コア70が第1側壁部42A側に変位し、当該通信用コア110には第2側壁部42B側に向かう力が付勢部材115A,118Aから付与される。そのため、2つのスレーブユニット40の連結機構61,62同士が連結されている状態において、スレーブユニット40の通信用コア110同士が、付勢部材115A,115B,118A,118Bによって互いに押し付け合う。
 また、エンドプレート50の内側側壁部52Aとスレーブユニット40の第2側壁部42Bとを当接させてエンドプレート50とスレーブユニット40の連結機構61,62同士が連結されることにより、内側側壁部52Aの開口部134,135から露出したエンドプレート50の通信用コア130と、第2側壁部42Bの開口部113B,116Bから露出したスレーブユニット40の通信用コア110とが当接する。この場合に、第2側壁部42Bから微少に突出しているスレーブユニット40の通信用コア110が第1側壁部42A側に変位し、通信用コア110には第2側壁部42B側に向かう力が付勢部材115A,118Aから付与される。そのため、エンドプレート50及びスレーブユニット40の連結機構61,62同士が連結されている状態において、エンドプレート50の通信用コア130とスレーブユニット40の通信用コア110とが、付勢部材115A,118Aによって互いに押し付け合う。
 なお、スレーブユニット40では、通信用コア110の幅方向寸法が筐体20の幅方向寸法よりも微少に長くなっている。そのため、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50が互いに連結された状態では、通信用コア110と筐体20との幅方向寸法の差に応じて、スレーブユニット40の通信用コア110が第1側壁部42A側に変位する。通信用コア110の第1側壁部42A側への変位量は、エンドプレート50から離間したスレーブユニット40ほど大きくなる。ただし、通信用コア110と筐体20との幅方向寸法の差は微少であるため、通信用コア110の第1側壁部42A側への変位量は、マスタユニット30の付勢部材127の圧縮により調整される。
 図13は、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50が互いに連結された状態の通信用コアの全体構成図である。図13に示すように、隣り合うユニット30,40及びエンドプレート50が有する通信用コア同士が磁気的に結合されることにより、通信用コアとして環状の磁路が形成されている。具体的には、互いに当接する複数の通信用中間コア111,121,131と、互いに当接する複数の通信用外側コア112,122,132(手前側)とが連結コア123,133により連結されることにより、通信用の第1環状磁路ZC及び第2環状磁路ZDが形成されている。各ユニット30,40において、通信用中間コア121,111に通信巻線LTが巻回されている。これにより、通信用コアを用いた通信トランスが形成され、各ユニット30,40の通信巻線LTが磁気結合する。そのため、各ユニット30,40では、通信用コアを介して相互に通信が可能となる。
 電力用中間コア71に巻回された電力巻線LPに通電されると、磁束が発生する。図3に示すように、通信用コア110は、電力用中間コア71の下方に設けられた電力用外側コア72に対して、電力用中間コア71とは反対側に配置されている。そのため、電力用外側コア72が電磁シールドとして機能し、電力巻線LPへの通電に伴う漏れ磁束の影響が、通信用コア110に及ぶことを抑制できる。その結果、通信用コア110を介した通信品質を向上できる。
 次に、図14を用いて、各ユニット30,40の回路構成について説明する。マスタユニット30は、電力変換回路140及びマスタ回路150を有する。本実施形態では、マスタユニット30において、電力変換回路140及びマスタ回路150が同一の筐体20に収容されている。また、スレーブユニット40は、電力変換回路140を有する。各ユニット30,40では、筐体20内において、正面板部34,44側に電力変換回路140が設けられ、背面板部35,45側に電力用コア70,80及び通信用コア110,120が設けられている。本実施形態において、マスタ回路150は「マスタ制御部」に相当する。
 まず、電力変換回路140について説明する。電力変換回路140は、主回路141と、コントローラ142と、ゲートドライバ143と、通信回路144と、同期回路145と、補助電源146とを備えている。主回路141は、PFC(Power factor correction)回路及びDAB(Dual Active Bridge)回路を含む。
 コントローラ142は、マイコン142Aを備えている。コントローラ142が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウエア及びそれを実行するコンピュータ(マイコン142A)、ソフトウエアのみ、ハードウエアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、コントローラ142がハードウエアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、コントローラ142は、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体(non-transitory tangible storage medium)に格納されたプログラムを実行する。図15等の処理のプログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。
 コントローラ142の主要な処理の一例として、コントローラ142は、主回路141を構成する複数のスイッチング素子を、ゲートドライバ143を用いて制御することにより、給電機能及び出力機能を実行する。本実施形態では、マスタユニット30は、車両の高圧バッテリに接続されており、マスタユニット30のコントローラ142は、主回路141を用いて、高圧バッテリから入力された直流電力を交流電力に変換して電力巻線LPに出力し、電力用コア70,80,90を介してスレーブユニット40に送電する。また、マスタユニット30のコントローラ142は、主回路141を用いて、高圧バッテリから入力された直流電力を、適切な電圧の直流電力又は交流電力に変換して入出力端子TAに出力する。また、スレーブユニット40のコントローラ142は、主回路141を用いて、マスタユニット30から送電された電力を受電し、適切な電圧の直流電力又は交流電力に変換して入出力端子TAに出力する。この場合に、各ユニット30,40のコントローラ142は、補助電源146に蓄えられた電力を用いて、同期回路145から入力される同期信号に基づいて、各ユニット30,40における電力変換制御を行う。
 通信回路144は、コントローラ142の制御により他のユニット30,40と通信を行う。具体的には、通信回路144は、コントローラ142から入力された信号を、通信パルス信号に変換して通信巻線LTに出力し、通信用コア110,120,130を介して他のユニット30,40に送信する。また、通信回路144は、他のユニット30,40から送信された信号を受信し、受信した信号をコントローラ142に出力する。また、通信回路144は、通信用コア110,120,130を介して授受される微少な電力により補助電源146を充電する。本実施形態において、通信用コア110,120,130を介した通信に用いる通信周波数は、電力用コア70,80,90を介した電力の送電に用いる送電周波数よりも高い。また、通信用コア110,120,130を介して授受される電力は、電力用コア70,80,90を介して授受される電力よりも非常に小さい。
 また、電力変換回路140は、電圧センサSVと、電流センサSIと、温度センサSTと、距離センサSLとを備えている。電圧センサSVは、電力巻線LPの両端間の電圧を検出電圧VDとして検出する。電流センサSIは、電力巻線LPに流れる電流を検出電流IDとして検出する。温度センサSTは、電力巻線LPの温度を検出温度TDとして検出する。距離センサSLは、例えば光学式の距離センサであり、側壁部に設けられている。具体的には例えば、各ユニット30,40の側壁部における磁性体コアの露出部分の近傍に設けられている。マスタユニット30及びスレーブユニット40の距離センサSLは、隣り合うユニット30,40における磁性体コア間の離間距離LRを検出する。スレーブユニット40の距離センサSLは、隣り合うスレーブユニット40又はエンドプレート50との離間距離LRを検出する。
 さらに、電力変換回路140は、LEDランプLMを備えている。コントローラ142は、LEDランプLMとして、例えば正常状態や異常状態など、各ユニット30,40の複数の状態に応じた複数色のランプを有しており、コントローラ142は、例えば、各ユニット30,40の状態に応じた色のLEDランプLMを点灯させる。
 次に、マスタ回路150について説明する。マスタ回路150は、マスタコントローラ151と、無線通信回路152とを備えている。
 マスタコントローラ151は、マイコン151Aを備えている。マスタコントローラ151が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウエア及びそれを実行するコンピュータ(マイコン151A)、ソフトウエアのみ、ハードウエアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マスタコントローラ151がハードウエアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マスタコントローラ151は、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体(non-transitory tangible storage medium)に格納されたプログラムを実行する。図15等の処理のプログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。
 マスタコントローラ151の主要な処理の一例として、マスタコントローラ151は、各ユニット30,40における電力変換回路140の電力変換制御を行う。具体的には、マスタコントローラ151は、信号線LSを介してマスタユニット30内のコントローラ142に接続されており、マスタユニット30における電力変換回路140の電力変換制御を行う。また、マスタコントローラ151は、信号線LSを介してマスタユニット30内の通信回路144に接続されており、通信用コア110,120,130を介して各スレーブユニット40における電力変換回路140の電力変換制御を行う。
 無線通信回路152はアンテナ152Aを有しており、ユーザにより携帯されるスマートフォンやタブレットPC等の携帯通信機器との間で無線通信を行う。ユーザは、無線通信回路152から送信された情報に基づいて、各ユニット30,40の状態、電力巻線LPの温度、及び電力等を確認することができる。本実施形態では、無線通信回路152は、通信端子TBに接続されており、携帯通信機器との間で有線による通信をすることも可能とされている。
 ところで、電源装置100では、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50が、連結機構61,62により連結される。そのため、これらによる連結が解除されるまでは、マスタユニット30、スレーブユニット40及びエンドプレート50の磁性体コアの接触状態が維持され、磁性体コア同士の磁気結合状態が維持される。
 しかし、例えば、マスタユニット30とスレーブユニット40とがうまく連結されておらず、マスタユニット30とスレーブユニット40とが離間する離間異常が発生することがある。また、マスタユニット30の磁性体コアとスレーブユニット40の磁性体コアとの間に異物が入り込んだ状態で各ユニット30,40が連結されることにより、離間異常が発生し得る。異物は、例えば、導電性異物又は電気的絶縁性を有する異物である。なお、隣り合うスレーブユニット40同士や、スレーブユニット40とエンドプレート50とについても同様に、離間異常が発生し得る。
 離間異常が発生した場合、磁性体コア同士が離間し、磁性体コア同士の磁気結合状態が異常となる。具体的には例えば電力用コア同士が離間すると、電力用コアからの漏れ磁束が増大し、電力用コアを介して授受される電力が低下する。この場合、ユーザが電源装置100に接続された外部機器を意図通りに動作させることができないといった不都合が生じる。そこで、電力変換回路140のコントローラ142及びマスタ回路150のマスタコントローラ151は、離間異常が発生しているか否かを判定する判定処理を行う。
 図15に、本実施形態の判定処理の手順を示す。判定処理は、例えば電源装置100動作期間に所定周期で繰り返し実施される。
 まず、各ユニット30,40のコントローラ142が実行する処理について説明する。コントローラ142は、判定処理を開始すると、ステップS11において、検出電圧VD,検出電流ID及び離間距離LRを取得する。ステップS12では、ステップS11で取得した検出電圧VD及び検出電流IDを用いて電力巻線LPのインピーダンスIPを算出する。本実施形態において、ステップS11の処理が「検出部」に相当する。
 ステップS13では、ステップS12で算出したインピーダンスIPがインピーダンス閾値IPthよりも小さいか否かを判定する。ステップS13で否定判定すると、判定処理を終了する。一方、ステップS13で肯定判定すると、ステップS14において、ステップS11で取得した離間距離LRが距離閾値Lthよりも大きいか否かを判定する。ステップS14で否定判定すると、判定処理を終了する。
 一方、ステップS14で肯定判定すると、離間異常が発生していると判定し、ステップS15において、各ユニット30,40のうち、離間異常が発生しているユニットである異常ユニットにおける給電機能及び出力機能を停止させる。異常ユニットは、離間異常がマスタユニット30とスレーブユニット40との間で発生している場合は各ユニット30,40のことであり、スレーブユニット40同士の間で発生している場合には、2つのスレーブユニット40のことであり、スレーブユニット40とエンドプレート50との間で発生している場合にはスレーブユニット40のことである。本実施形態において、ステップS13,S14の処理が「判定部,判定処理」に相当し、ステップS15の処理が「停止部」に相当する。
 ちなみに、ステップS13又はS14のいずれかの処理を無くしてもよい。例えば、S14の処理を無くす場合、距離センサSLは必須ではない。
 続くステップS16では、離間異常の発生をマスタコントローラ151に通知し、判定処理を終了する。この通知は、異常ユニットにおける給電機能及び出力機能が停止された後に行われる。本実施形態において、ステップS16の処理が「通知部」に相当する。
 次に、マスタコントローラ151が実行する処理について説明する。マスタコントローラ151は、判定処理を開始すると、ステップS21において、コントローラ142から離間異常の発生の通知を受信するまで待機する。離間異常の発生の通知を受信していない場合、ステップS22に進み、各ユニット30,40の授受電力等の情報を取得し、判定処理を終了する。一方、離間異常の発生の通知を受信した場合、ステップS23に進み、各ユニット30,40における給電機能及び出力機能を停止させる機能停止指令を出力し、判定処理を終了する。
 図16を用いて、電源装置100の使用方法について説明する。図16(A)に、上述した構成を示す。図16(A)に示す構成以外にも、図16(B),(C)に示す電源装置100を構成することができる。図16(B)には、マスタユニット30,スレーブユニット40及びエンドプレート50を1個ずつ備える電源装置100を簡略化して示す。図16(C)には、マスタユニット30及びエンドプレート50を1個ずつと、2個のスレーブユニット40とを備える電源装置100を簡略化して示す。図16(A)~(C)に示すように、電源装置100では、使用用途に応じて、使用するスレーブユニット40の数を増減させることが可能である。
 本実施形態では、各ユニット30,40には、筐体20内に磁性体コアが収容されており、各ユニット30,40同士が連結されることにより、磁性体コアに含まれる電力用コア同士が互いに結合し、電力経路として機能する。そのため、電力経路を、複数のユニット30,40とは別に設ける必要がなく、装置の小型化を図ることができる。また、ユニット30,40自身が電力経路を有しているため、例えばスレーブユニット40を増設する場合において電力経路による制約がなく、ユーザの利便性を向上させることができる。
 本実施形態では、筐体20に連結機構61,62が設けられており、連結機構61,62により各ユニット30,40の筐体20同士が連結されることにより、各ユニット30,40が有する電力用コア同士が互いに磁気的に結合する。そのため、連結機構61,62による連結が解除されるまでは電力用コア同士の磁気結合状態を維持することができる。
 本実施形態では、各ユニット30,40の側壁部に開口部が形成されている。連結機構61,62により各ユニット30,40の筐体20同士が連結されることにより、各ユニット30,40が有する電力用コアのうち、開口部から露出した露出部分同士が当接する。そのため、各ユニット30,40の側壁部に開口部が形成されておらず、電力用コア同士が当接しない場合に比べて、電力用コアを介した電力伝達効率を向上させることができる。
 本実施形態では、各ユニット30,40には、電力用コアを付勢する付勢部材が設けられており、付勢部材は、電力用コア同士が当接する場合に、電力用コア同士を押し付け合う。具体的には、一の電力用コアを他の電力用コア側に付勢する。そのため、付勢部材を用いて、電力用コアの端部同士を的確に当接させることができ、電力用コアを介した電力伝達効率をより向上させることができる。
 本実施形態では、マスタユニット30とエンドプレート50との中間に配置されるスレーブユニット40において、筐体20の幅方向の両側に位置する第1側壁部42A及び第2側壁部42Bにそれぞれ開口部が形成されており、開口部から外側に向かって磁性体コアが微小に突出している。そのため、スレーブユニット40の筐体20に幅方向のどちら側からマスタユニット30、スレーブユニット40又はエンドプレート50が連結された場合でも、電力用コア同士を的確に当接させることができる。
 本実施形態では、電力用コアは、電力用中間コアと、2つの電力用外側コアとを有し、電力用中間コアは、上下方向において各電力用外側コアの間に配置されている。つまり、各電力用外側コアは、電力用中間コアを囲むように配置されている。そのため、電力用中間コアに巻回された電力巻線LPにより電力用中間コアに発生した磁束が電力用中間コアから漏れ出た場合でも、各電力用外側コアが電磁シールドとして機能し、電力用中間コアからの漏れ磁束の影響が、電力変換回路140及び通信用コアに及ぶことを抑制できる。
 本実施形態では、各ユニット30,40の筐体20内において、正面板部側に電力変換回路140が設けられ、背面板部側に電力用コアが設けられている。つまり、電力用コアよりも正面板部側に電力変換回路140が設けられている。これにより、正面板部に設けられた入出力端子TAと電力変換回路140とを接続し易くしつつ、電力変換回路140が有する電力巻線LPを、電力用コアの電力用中間コアに巻回し易くすることができる。
 本実施形態では、各電力用外側コアは、奥行方向に長い扁平な断面形状を有しており、各電力用外側コアの奥行方向における長さ寸法は、電力用中間コアの奥行方向における長さ寸法よりも大きくなっている。そのため、各電力用外側コアにより、電力用中間コアからの漏れ磁束の影響が及ぶことを好適に抑制することができる。
 本実施形態では、マスタユニット30はマスタ回路150を有しており、マスタ回路150が有するマスタコントローラ151は、各ユニット30,40における電力変換回路140の電力変換制御を行う。そのため、電力変換回路140に供給される電力及び電力変換回路140から出力される電力が過剰となることを抑制することができる。
 本実施形態では、マスタユニット30において、電力変換回路140及びマスタ回路150が同一の筐体20に収容されている。そのため、マスタ回路150の電源及び通信回路を、同一の筐体20に収容されている電力変換回路140の主回路141及び通信回路144と共通化することができ、マスタユニット30の構成を簡略化することができる。
 (第1実施形態の変形例1)
 図17に示すように、マスタ回路150は、信号線LSに代えて、マスタユニット30の筐体20内に収容された通信用コア120を介して筐体20内の電力変換回路140に接続されてもよい。
 (第1実施形態の変形例2)
 図18に示すように、マスタ回路150は、電力変換回路140が収容された筐体20と異なる筐体160に収容されていてもよい。この場合、電力変換回路140が収容された筐体20と、マスタ回路150が収容された筐体160により、マスタユニット30が構成される。
 マスタ回路150が収容された筐体160内に磁性体コアが収容されていてもよい。この場合、図18(A)に示すように、マスタ回路150は、信号線LSを介して筐体160外の電力変換回路140に接続されてもよければ、図18(B)に示すように、筐体160内に収容された通信用コア120を介して筐体160外の電力変換回路140に接続されてもよい。また、マスタ回路150が収容された筐体160内に磁性体コアが収容されていなくてもよい。この場合、図18(C)に示すように、マスタ回路150は、信号線LSを介して筐体160外の電力変換回路140に接続されればよい。
 本変形例では、マスタユニット30において、電力変換回路140及びマスタ回路150が互いに異なる筐体20,160に収容されている。そのため、マスタユニット30のうち、電力変換回路140が収容された筐体20を、スレーブユニット40の筐体20と共通化することができる。
 (第1実施形態の変形例3)
 図19(A)に示すように、連結コアが、各ユニット30,40に設けられないようにしてもよい。この場合、連結コアは、エンドプレート50に設けられる。具体的には、マスタユニット30において、磁性体コアは、筐体20を幅方向に貫通し、マスタユニット30の外側側壁部32B側に配置されたエンドプレート50と結合する。
 また、図19(B)に示すように、連結コアが、各ユニット30,40に設けられるようにしてもよい。この場合、エンドプレート50は不要となる。具体的には、スレーブユニット40において、磁性体コアは、スレーブユニット40の第1側壁部42Aから筐体20の幅方向に延びる一方、スレーブユニット40を幅方向に貫通していない。スレーブユニット40に連結コアが設けられており、連結コアは、磁性体コアの第2側壁部42B側の端部を連結する。
 また、図19(C)に示すように、マスタユニット30において、電力変換回路140が収容される筐体20とマスタ回路150が収容される筐体160とが異なる場合には、連結コア170を、電力変換回路140が収容される筐体20と、マスタ回路150が収容される筐体160との間に配置するようにしてもよい。この場合に、連結コア170を、筐体20に収容された磁性体コアに対応する部分にのみ形成することで、連結コア170と信号線LSとの干渉を抑制することができる。
 (第2実施形態)
 以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図20を参照しつつ説明する。本実施形態では、判定処理において、全てのユニット30,40における電力変換回路140の給電機能及び出力機能を停止させた後に、電力変換回路140の給電機能及び出力機能を復帰させるか否かを判定する点で、第1実施形態と異なる。
 図20に、本実施形態における判定処理のフローチャートを示す。図20において、先の図15に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
 まず、各ユニット30,40のコントローラ142が実行する処理について説明する。コントローラ142は、ステップS16において離間異常の発生をマスタコントローラ151に通知すると、ステップS31に進み、離間距離LRの送信要求を受信するまで待機する。離間距離LRの送信要求を受信した場合、ステップS32に進み、ステップS11で取得した離間距離LRをマスタコントローラ151に送信し、判定処理を終了する。
 次に、マスタコントローラ151が実行する処理について説明する。マスタコントローラ151は、ステップS23において機能停止指令を出力すると、ステップS41に進み、離間距離LRの送信要求をコントローラ142に送信する。続くステップS42では、離間距離LRを受信するまで待機する。離間距離LRを受信した場合、ステップS43に進み、ステップS42で受信した離間距離LRに基づいて、各ユニット30,40における電力変換回路140の給電機能及び出力機能を復帰させる復帰条件が成立したか否かを判定する。
 復帰条件は、例えば、離間距離LRが、ユーザによる電源装置100の使用状態に応じた給電機能及び出力機能を発揮できる判定距離以下であるとの条件である。離間距離LRが判定距離以下であれば、電源装置100から外部機器への最大給電電力が低下したとしても、ユーザが外部機器の使用を継続できる。このために、例えば、マスタコントローラ151は、離間異常が発生する直前など、離間異常が発生する前にステップS22で取得された情報に基づいて、電源装置100と外部機器との間の授受電力を取得する。マスタコントローラ151には、授受電力と、その授受電力を実現可能な判定距離とが対応付けられた対応情報が記憶されている。ステップS43では、取得した授受電力と対応情報とに基づいて判定距離を設定し、離間距離LRが判定距離以下であると判定した場合に、復帰条件が成立したと判定すればよい。
 復帰条件が成立していないと判定すると、判定処理を終了する。一方、復帰条件が成立したと判定すると、ステップS44において、各ユニット30,40における電力変換回路140の給電機能及び出力機能を復帰させる復帰指令を出力し、判定処理を終了する。なお、ステップS44では、復帰条件が成立したことを前提に復帰したことを、例えばLEDランプLMを用いてユーザに報知する処理を行ってもよい。これにより、電源装置100を構成する隣り合うユニット間の連結状態の確認をユーザに促すことができる。
 以上詳述した本実施形態によれば、離間異常が発生した場合でも、復帰条件が成立した場合には、各ユニット30,40における電力変換回路140の給電機能及び出力機能を復帰させる。これにより、離間異常が発生した場合でも、電源装置100の使用を継続することができる。
 (第3実施形態)
 以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図21~25を参照しつつ説明する。本実施形態では、各電源ユニット10の構成が第1実施形態と異なる。第1実施形態では、隣り合うユニットが一列に並ぶように連結されたが、本実施形態では、ユニット間の連結自由度を高めた構成が採用されている。
 図21に、本実施形態の電源ユニット10の外観斜視図を示す。電源ユニット10の筐体20は、直方体形状をなしており、底板部、側壁部及び天板部を有する。本実施形態では、図22に示すように、複数の電源ユニット10が互いに連結されることにより、各電源ユニット10が有する磁性体コアが磁気的に結合するように構成されている。図22に示す例では、7つの電源ユニット10A~10Gが連結されている。磁性体コアは、電力用コア及び通信用コアを備えている。本実施形態では、各電源ユニット10は、電力用コアとして電力用中間コアのみを有しており、通信用コアとして通信用中間コアのみを有している。
 図23に、図22のXXIII-XXIII線断面図を示す。図23では、各電源ユニット10の電力用コアの断面が示されている。なお、図23~25では、各電源ユニット10のうち電力用コア以外の部分について、断面を示すハッチングが省略されている。図23に示すように、各電源ユニット10の電力用コアは、略L字状又は略X字状の断面形状を有している。各電源ユニット10において、電力用コアの端部は、電源ユニット10の4つの側壁部のうち、互いに異なる2以上の側壁部において露出している。本実施形態では、側壁部に露出した電力用コアの端部同士が互いに当接するように電源ユニット10が連結され、その結果、環状の磁路が形成されるように電源ユニット10が連結されている。図17に示す例では、4つの電源ユニット10A~10Dの電力用コアが互いに当接することにより、環状磁路ZEが形成されているとともに、互いに連結する4つの電源ユニット10D~10Gの電力用コアが互いに当接することにより、環状磁路ZFが形成されている。
 電力用コアにおける磁性体コアの形状は、図24(A)~(C)の形状以外にも種々の形状を採用することができ、例えば図24(D)~(G)に示す形状を採用することができる。なお、図24では、図23と同様に、電力用コア以外の部分について、断面を示すハッチングが省略されている。図24(C)に示す電力用コアの断面形状はX字状をなしており、図24(D)に示す断面形状はT字状をなしている。図24(C),(D)に示す電力用コアを備える電源ユニット10では、電力用コアの端部は、電源ユニット10の互いに異なる3以上の側壁部において露出している。また、図24(E),(F)に示す電力用コアを備える電源ユニット10では、図24(B)に示すL字状の断面形状を有する電源ユニット10と同様に、電力用コアの端部は、電源ユニット10の互いに隣り合う2つの側壁部において露出している。
 図24(G)に示す電力用コアを備える電源ユニット10は、図24(B)に示すL字状の平面形状を有する電源ユニット10を2個連結したものであり、電力用コアは、略C字状の断面形状をしている。電力用コアの両端は、電源ユニット10の同一の側壁部において露出している。そのため、図25に示すように、図24(A)に示す断面形状を有する電力用コアと、図24(G)に示す略C字状の電力用コアとを連結することにより、図25に示すように、環状磁路ZGが形成される。
 なお、これまで電力用コアについて説明したが、通信用コアについても同様であるため、説明を省略する。
 以上説明したように、本実施形態によれば、電源ユニット10の接続の自由度を高めることができる。
 (第3実施形態の変形例)
 図23において、電源ユニット10E~10Gが設けられない構成を採用することもできる。この場合、電源ユニット10Dの2つ側壁部において、電力用コアの端部が露出したままとなる。この場合において、電力用コアの端部が露出したままとなる側壁部にエンドプレート50が連結されることが好ましいが、エンドプレート50は必ずしも連結されなくてもよい。通信用コアについても同様である。
 <その他の実施形態>
 なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
 ・電源ユニット10の筐体20の形状は、略直方体形状に限られるものではなく、多面体形状であればよい。
 ・電源ユニット10の側壁部に、開口部が設けられていなくてもよい。この場合、磁性体コア同士は、各電源ユニット10において磁性体コアの端部を覆う保護層を介して対向しつつ磁気結合する。
 ・連結機構として、フック61A及びねじ61Bを有する例を示したが、これに限られない。例えば各電源ユニット10にスライド機構が形成されており、他の電源ユニット10に対してスライド可能かつ着脱可能に連結するようにしてもよい。
 ・各電源ユニット10を一体化する一体化部は、次に説明するように、各電源ユニット10同士の位置決めを行う位置決め機構と、各電源ユニット10を連結する連結機構とに分けられていてもよい。
 まず、位置決め機構の具体例について説明する。
 1つ目の位置決め機構について説明する。図26に示すように、スレーブユニット40には、天板部43から底板部41側へとZ軸方向に延びる位置決め穴201が形成されている。マスタユニット30の天板部33には、Z軸方向に延びるとともに位置決め穴201に差し込まれる差込部200が設けられている。マスタユニット30の内側側壁部32Aとスレーブユニット40の第1側壁部42Aとを当接させて位置決め穴201に差込部200が差し込まれる。隣り合うスレーブユニット40同士と、スレーブユニット40及びエンドプレート50とについても同様に、差込部200及び位置決め穴201が形成されている。差込部200及び位置決め穴201により、マスタユニット30及び各スレーブユニット40からなる複数の電源ユニット10において、第1実施形態と同様に、隣り合う電源ユニット10の磁性体コアの位置決めがなされる。なお、スレーブユニット40及びエンドプレート50についても同様である。
 2つ目の位置決め機構について説明する。図27に示すように、マスタユニット30の内側側壁部32Aには、X軸方向に凹む凹部210が形成されている。スレーブユニット40の第1側壁部42Aには、X軸方向に突出する突部211が形成されている。図27に示す例では、凹部210及び突部211が複数(2つを例示)形成されている。マスタユニット30の内側側壁部32Aとスレーブユニット40の第1側壁部42Aとを当接させつつ、凹部210に突部211が嵌り込む。隣り合うスレーブユニット40同士と、スレーブユニット40及びエンドプレート50とについても同様に、凹部210及び突部211が形成されている。凹部210及び突部211により、マスタユニット30及び各スレーブユニット40からなる複数の電源ユニット10において、第1実施形態と同様に、隣り合う電源ユニット10の磁性体コアの位置決めがなされる。なお、スレーブユニット40及びエンドプレート50についても同様である。ちなみに、マスタユニット30の内側側壁部32Aに凸部が形成され、スレーブユニット40の第1側壁部42Aに凹部が形成されていてもよい。
 3つ目の位置決め機構について説明する。図28に示すように、マスタユニット30の内側側壁部32Aには、第1磁石部220及び第2磁石部230が設けられている。スレーブユニット40の第1側壁部42Aには、第1磁石部220の極性とは異なる極性を有する第3磁石部221と、第2磁石部230の極性とは異なる極性を有する第4磁石部231とが設けられている。マスタユニット30の内側側壁部32Aとスレーブユニット40の第1側壁部42Aとを当接させつつ、第1磁石部220と第3磁石部221とが磁力により互いに吸引され、第2磁石部230と第4磁石部231とが磁力により吸引される。隣り合うスレーブユニット40同士と、スレーブユニット40及びエンドプレート50とについても同様に、各磁石部220,221,230,231が形成されている。各磁石部220,221,230,231により、マスタユニット30及び各スレーブユニット40からなる複数の電源ユニット10において、第1実施形態と同様に、隣り合う電源ユニット10の磁性体コアの位置決めがなされる。なお、スレーブユニット40及びエンドプレート50についても同様である。なお、各ユニットが備える磁石部は、各側壁部に2つ設けられる構成に限らず、1つ設けられる構成であってもよいし、3つ以上設けられる構成であってもよい。
 4つ目の位置決め機構について説明する。図29に示すように、マスタユニット30には、底板部31から天板部33側へとZ軸方向に延びる位置決め穴240が形成されている。スレーブユニット40及びエンドプレート50についても同様に、位置決め穴240が形成されている。位置決め機構を構成するベース板部242には、位置決め穴240に差し込まれる突出部241が形成されている。突出部241は、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50それぞれの位置決め穴240に対応して設けられている。ベース板部242の突出部241及び位置決め穴240により、マスタユニット30及び各スレーブユニット40からなる複数の電源ユニット10において、第1実施形態と同様に、隣り合う電源ユニット10の磁性体コアの位置決めがなされる。なお、スレーブユニット40及びエンドプレート50についても同様である。
 続いて、連結機構の具体例について説明する。
 1つ目の連結機構について説明する。図30に示すように、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50の筐体には、X軸方向に貫通する貫通孔250が形成されている。貫通孔250には、ボルト251の軸部が挿通されている。ボルト251の軸部の先端部には雄ネジが形成されており、雄ネジにナット252がねじ込まれている。ボルト251の頭部はマスタユニット30の外側側壁部32Bに当接し、ナット252はエンドプレート50の外側側壁部52Bに当接する。これにより、第1実施形態と同様に、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50が連結されている。
 2つ目の連結機構について説明する。図31に示すように、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50の筐体には、バンド又はテープ等の結束部材260が巻き付けられている。結束部材260は、例えば伸縮性を有している。これにより、第1実施形態と同様に、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50が連結されている。
 3つ目の連結機構について説明する。図32に示すように、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50の筐体には、ブラケット270が取り付けられている。ブラケット270は、X軸方向に延びる連結部271と、連結部272の両端からZ軸方向に延びる把持部272とを備えている。図32に示す例では、ブラケット270は、各ユニット30,40及びエンドプレート50の上部及び下部に取り付けられている。ブラケット270により、第1実施形態と同様に、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50が連結されている。
 4つ目の連結機構について説明する。図33に示すように、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50において、隣り合う構成要素の筐体は、ブラケット280により連結されている。隣り合う構成要素は、マスタユニット30とスレーブユニット40、隣り合うスレーブユニット40、及びスレーブユニット40とエンドプレート50である。ブラケット280により、第1実施形態と同様に、マスタユニット30、各スレーブユニット40及びエンドプレート50が連結されている。
 なお、上述した1~4つ目の連結機構と、上述した1~4つ目の位置決め機構とは、任意に組み合わせて用いることができる。
 ・上記第1実施形態では、電力用コアが2つの電力用外側コアを有する例を示したが、3以上の電力用外側コアを有していてもよい。この場合に、電力用コアが有する電力用外側コアの数がN個(Nは2以上の整数)であれば、各電力用外側コア及び連結コアの断面積は、電力用中間コアの断面積の1/N以上であり、かつ電力用中間コアの断面積よりも小さければよい。
 ・上記第1実施形態では、電源装置100にマスタユニット30が1つ含まれる例を示したが、これに限られず、マスタユニット30が複数含まれていてもよい。また、電源装置100に含まれる電源ユニット10の全てが、マスタユニット30であってもよい。電源装置100にマスタユニット30が複数含まれることで、マスタ回路150が実行する処理を分散させることができ、各マスタ回路150の処理負担を軽減することができる。
 ・上記実施形態では、判定処理において、巻線のインピーダンスとして電力巻線LPのインピーダンスIPを算出する例を示したが、これに代えて、又はこれに加えて通信巻線LTのインピーダンスIPを算出するようにしてもよい。
 ・上記実施形態では、判定処理において、各ユニット30,40のコントローラ142は、離間異常が発生していると判定した場合に、異常ユニットにおける給電機能又は出力機能を停止させる例を示したが、異常ユニットにおける給電機能又は出力機能を停止させることなく、離間異常の発生をマスタコントローラ151に通知するようにしてもよい。この場合、マスタコントローラ151は、機能停止指令を出力し、異常ユニットを含む全てのユニット30,40における電力変換回路140の給電機能及び出力機能を停止させるようにしてもよい。
 ・上記実施形態では、電源装置100を構成する各電源ユニット10が、電力変換回路140及びマスタ回路150の少なくとも一方を含む例を示したが、これに限られない。電源装置100を構成する複数の電源ユニット10のうち少なくとも一つにおいて、電力変換回路140及びマスタ回路150の両方が含まれていなくてもよい。この場合、電力変換回路140及びマスタ回路150が含まれていない電源ユニット10では、筐体20内に磁性体コアのみが含まれることとなる。
 ・上記実施形態では、光学式の距離センサにより離間距離LRを検出する例を示したが、これに限られない。離間距離LRを検出するセンサとして、圧力スイッチ等の機械式センサ、静電スイッチ等の電気式センサ、磁気スイッチ等の磁気式センサを用いてもよい。また、これらのセンサが配置される場所も各ユニット30,40の側壁部における開口部の近傍に限られず、各ユニット30,40の側壁部以外の部分、例えば各ユニット30,40の底板部、天板部、又は各ユニット30,40の内部に設けられてもよい。
 ・上記実施形態では、電力用コアと通信用コアとが、同一の材質からなる例を示したが、電力用コアと通信用コアとの材質が異なっていてもよい。例えば、電力用コアがマンガン亜鉛からなり、通信用コアがニッケル亜鉛からなっていてもよい。
 ・磁性体コアの端部が、筐体20の開口部から外側に突出していなくてもよい。
 ・電力経路部としては、電力変換回路140が有する巻線LPが巻回された磁性体コア70に限らず、例えば、静電結合する電極板であってもよい。具体的には例えば、隣り合う電源ユニット10のうち、一方が有する電極板と、他方が有する電極板とにより、静電結合を利用した電力供給が可能となる。
 ・以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
[構成1]
 複数の電源ユニット(10)を備え、各前記電源ユニットが一体化可能な電源装置(100)であって、
 各前記電源ユニットを一体化する一体化部(61,62,200,201,210,211,220,221,230,231,240~242,250~251,260,270,280)を備え、
 各前記電源ユニットは、
 外部から給電される給電機能及び外部に電力を出力する出力機能の少なくとも一方を有する電力変換回路(140)と、
 前記電力変換回路が有する電力経路部(70,80)と、
を有し、
 各前記電源ユニットは、前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記電力経路部同士が磁気的に結合されるように構成されている、電源装置。
[構成2]
 前記電力経路部は、前記電力変換回路が有する巻線(LP)が巻回された磁性体コアであり、
 各前記電源ユニットは、前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記磁性体コア同士が磁気的に結合されるように構成されている、構成1に記載の電源装置。
[構成3]
 各前記電源ユニットは、前記電力変換回路及び前記磁性体コアを収容する筐体(20)を備える、構成2に記載の電源装置。
[構成4]
 前記筐体は、
 前記筐体の設置面に設置される矩形状の底板部(31,41)と、
 前記底板部において対向する一対の周縁部から上方に延びる側壁部(32,42)と、
 各前記側壁部の上端部を覆う天板部(33,43)と、
を有し、
 前記磁性体コアは、前記側壁部と交差する方向に延びており、
 前記側壁部には、前記磁性体コアの長手方向の端面を露出させる開口部(36,37,46A,46B,48A,48B)が形成されており、
 各前記電源ユニットは、隣り合う前記電源ユニットにおいて前記側壁部同士を当接させて前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記磁性体コアの端面同士が当接するように構成されている、構成3に記載の電源装置。
[構成5]
 各前記電源ユニットは、前記磁性体コアを付勢する付勢部材(73A,73B,74A,74B,84)を備え、
 各前記電源ユニットは、隣り合う前記電源ユニットにおいて前記側壁部同士を当接させて前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されている状態において、隣り合う前記電源ユニットの前記磁性体コア同士が前記付勢部材によって押し付け合うように構成されている、構成4に記載の電源装置。
[構成6]
 前記電源ユニットを3つ以上備え、
 各前記電源ユニットのうち、連結状態の各前記電源ユニットが並ぶ方向において両端の電源ユニット以外の電源ユニットを中間ユニットとし、
 前記中間ユニットの各前記側壁部のうち、一方には、前記開口部として前記磁性体コアの長手方向の第1端面を露出させる第1開口部(46A,48A)が形成されており、他方には、前記開口部として前記磁性体コアの長手方向の第2端面を露出させる第2開口部(46B,48B)が形成されている、構成5に記載の電源装置。
[構成7]
 前記磁性体コアは、
 前記側壁部と交差する方向に延びる一対の外側コア(72,82)と、
 前記側壁部と交差する方向に延びるとともに、各前記外側コアの間に設けられた中間コア(71,81)と、
を有し、
 前記中間コアには前記巻線が巻回されている、構成4~6のいずれか1項に記載の電源装置。
[構成8]
 各前記電源ユニットのうち、端に位置する電源ユニットの一対の前記外側コア及び前記中間コアに当接する端部コア(83,93)を備え、
 前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、各前記電源ユニットの前記外側コア及び前記中間コアと前記端部コアとによって環状の磁路が形成されている、構成7に記載の電源装置。
[構成9]
 前記外側コア及び前記端部コアの断面積は、前記中間コアの断面積の1/2以上であり、かつ前記中間コアの断面積よりも小さい、構成8に記載の電源装置。
[構成10]
 前記筐体は、多面体形状を有し、
 前記筐体には、前記磁性体コアのうち、他の前記磁性体コアと結合する部分を露出させる開口部が複数形成されており、
 各前記電源ユニットは、隣り合う前記電源ユニットにおいて前記筐体の側壁部同士を当接させて前記連結機構同士が連結されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記磁性体コアの端面同士が当接するように構成されている、構成3に記載の電源装置。[構成11]
 前記筐体は、
 前記天板部、各前記側壁部及び前記底板部の一方の縁部により形成された開口部を覆うとともに、前記電力変換回路と電気的に接続された外部端子(TA)を有する正面板部(34,44)と、
 前記天板部、各前記側壁部及び前記底板部の他方の縁部により形成された開口部を覆う背面板部(35,45)と、
を有し、
 前記筐体内のうち、前記正面板部側に前記電力変換回路が設けられ、前記背面板部側に前記磁性体コアが設けられている、構成7に記載の電源装置。
[構成12]
 前記外側コアは、前記正面板部及び前記背面板部と交差する方向に長い扁平な断面形状を有しており、
 前記正面板部及び前記背面板部と交差する方向における前記外側コアの長さ寸法は、前記正面板部及び前記背面板部と交差する方向における前記中間コアの長さ寸法よりも大きい、構成11に記載の電源装置。
[構成13]
 各前記電源ユニットの前記電力変換回路と通信可能なマスタ制御部(150)を備え、
 前記マスタ制御部は、各前記電源ユニットのうち少なくとも1つの前記電力変換回路の電力変換制御を行う、構成2~12のいずれか一項に記載の電源装置。
[構成14]
 前記マスタ制御部は、各前記電源ユニットのうちいずれか1つの前記筐体に収容されている、構成13に記載の電源装置。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (14)

  1.  複数の電源ユニット(10)を備え、各前記電源ユニットが一体化可能な電源装置(100)であって、
     各前記電源ユニットを一体化する一体化部(61,62,200,201,210,211,220,221,230,231,240~242,250~251,260,270,280)を備え、
     各前記電源ユニットは、
     外部から給電される給電機能及び外部に電力を出力する出力機能の少なくとも一方を有する電力変換回路(140)と、
     前記電力変換回路が有する電力経路部(70,80)と、
    を有し、
     各前記電源ユニットは、前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記電力経路部同士が電磁気的に結合されるように構成されている、電源装置。
  2.  前記電力経路部は、前記電力変換回路が有する巻線(LP)が巻回された磁性体コアであり、
     各前記電源ユニットは、前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記磁性体コア同士が磁気的に結合されるように構成されている、請求項1に記載の電源装置。
  3.  各前記電源ユニットは、前記電力変換回路及び前記磁性体コアを収容する筐体(20)を備える、請求項2に記載の電源装置。
  4.  前記筐体は、
     前記筐体の設置面に設置される矩形状の底板部(31,41)と、
     前記底板部において対向する一対の周縁部から上方に延びる側壁部(32,42)と、
     各前記側壁部の上端部を覆う天板部(33,43)と、
    を有し、
     前記磁性体コアは、前記側壁部と交差する方向に延びており、
     前記側壁部には、前記磁性体コアの長手方向の端面を露出させる開口部(36,37,46A,46B,48A,48B)が形成されており、
     各前記電源ユニットは、隣り合う前記電源ユニットにおいて前記側壁部同士を当接させて前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記磁性体コアの端面同士が当接するように構成されている、請求項3に記載の電源装置。
  5.  各前記電源ユニットは、前記磁性体コアを付勢する付勢部材(73A,73B,74A,74B,84)を備え、
     各前記電源ユニットは、隣り合う前記電源ユニットにおいて前記側壁部同士を当接させて前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されている状態において、隣り合う前記電源ユニットの前記磁性体コア同士が前記付勢部材によって押し付け合うように構成されている、請求項4に記載の電源装置。
  6.  前記電源ユニットを3つ以上備え、
     各前記電源ユニットのうち、連結状態の各前記電源ユニットが並ぶ方向において両端の電源ユニット以外の電源ユニットを中間ユニットとし、
     前記中間ユニットの各前記側壁部のうち、一方には、前記開口部として前記磁性体コアの長手方向の第1端面を露出させる第1開口部(46A,48A)が形成されており、他方には、前記開口部として前記磁性体コアの長手方向の第2端面を露出させる第2開口部(46B,48B)が形成されている、請求項5に記載の電源装置。
  7.  前記磁性体コアは、
     前記側壁部と交差する方向に延びる一対の外側コア(72,82)と、
     前記側壁部と交差する方向に延びるとともに、各前記外側コアの間に設けられた中間コア(71,81)と、
    を有し、
     前記中間コアには前記巻線が巻回されている、請求項4~6のいずれか1項に記載の電源装置。
  8.  各前記電源ユニットのうち、端に位置する電源ユニットの一対の前記外側コア及び前記中間コアに当接する端部コア(83,93)を備え、
     前記一体化部によって各前記電源ユニットが一体化されることにより、各前記電源ユニットの前記外側コア及び前記中間コアと前記端部コアとによって環状の磁路が形成されている、請求項7に記載の電源装置。
  9.  前記外側コア及び前記端部コアの断面積は、前記中間コアの断面積の1/2以上であり、かつ前記中間コアの断面積よりも小さい、請求項8に記載の電源装置。
  10.  前記筐体は、多面体形状を有し、
     前記筐体には、前記磁性体コアのうち、他の前記磁性体コアと結合する部分を露出させる開口部が複数形成されており、
     各前記電源ユニットは、隣り合う前記電源ユニットにおいて前記筐体の側壁部同士を当接させて前記連結機構同士が連結されることにより、隣り合う前記電源ユニットが有する前記磁性体コアの端面同士が当接するように構成されている、請求項3に記載の電源装置。
  11.  前記筐体は、
     前記天板部、各前記側壁部及び前記底板部の一方の縁部により形成された開口部を覆うとともに、前記電力変換回路と電気的に接続された外部端子(TA)を有する正面板部(34,44)と、
     前記天板部、各前記側壁部及び前記底板部の他方の縁部により形成された開口部を覆う背面板部(35,45)と、
    を有し、
     前記筐体内のうち、前記正面板部側に前記電力変換回路が設けられ、前記背面板部側に前記磁性体コアが設けられている、請求項7に記載の電源装置。
  12.  前記外側コアは、前記正面板部及び前記背面板部と交差する方向に長い扁平な断面形状を有しており、
     前記正面板部及び前記背面板部と交差する方向における前記外側コアの長さ寸法は、前記正面板部及び前記背面板部と交差する方向における前記中間コアの長さ寸法よりも大きい、請求項11に記載の電源装置。
  13.  各前記電源ユニットの前記電力変換回路と通信可能なマスタ制御部(150)を備え、
     前記マスタ制御部は、各前記電源ユニットのうち少なくとも1つの前記電力変換回路の電力変換制御を行う、請求項2に記載の電源装置。
  14.  前記マスタ制御部は、各前記電源ユニットのうちいずれか1つの前記筐体に収容されている、請求項13に記載の電源装置。
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