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JP2016018929A - Reactor and direct current voltage converter using the same - Google Patents

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JP2016018929A
JP2016018929A JP2014141564A JP2014141564A JP2016018929A JP 2016018929 A JP2016018929 A JP 2016018929A JP 2014141564 A JP2014141564 A JP 2014141564A JP 2014141564 A JP2014141564 A JP 2014141564A JP 2016018929 A JP2016018929 A JP 2016018929A
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JP
Japan
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magnetic
core
winding
reactor
magnetic core
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JP2014141564A
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Japanese (ja)
Inventor
義孝 齋藤
Yoshitaka Saito
義孝 齋藤
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Tokin Corp
Original Assignee
NEC Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound type reactor which is high in inductance and difficult to be saturated magnetically, and a direct current voltage converter using the compound type reactor.SOLUTION: A reactor includes: a cylindrical first magnetic core 1; a coil 4 and a coil 5 wound around the first magnetic core 1 in such directions that generated magnetic fluxes are canceled with each other; and a second magnetic core 2 and a magnetic powder kneaded material 3 filling an internal cylindrical part of the first magnetic core 1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、直流電圧変換装置に用いるリアクトルに関する。   The present invention relates to a reactor used in a DC voltage converter.

リアクトルの相互インダクタンスを利用して、昇圧または降圧等の電圧変換を行う直流電圧変換技術が知られている。   A DC voltage conversion technique for performing voltage conversion such as step-up or step-down using the mutual inductance of the reactor is known.

特許文献1には、コアとコアに巻装された2相のコンバータコイルと複数のギャップ板を備えた、2相磁気結合リアクトルである、2相コンバータ用リアクトルが記載されている。コアは、断面略T形状の2つのT形部と別の磁性材である別のコア材料により構成される断面直線状で、脚要素である2つのI形部とを含み、各T形部は、互いに向き合うように対向させており、略直線状の基部の対向する側の面である内側面の中央部に、内側に突出する中央脚部を設けている。T形部の内側部の中央脚部に関して幅方向両側に設けた内側に突出する2つの端脚要素と、ギャップ板およびI形部にコンバータコイルを配してリアクトルを構成している。   Patent Document 1 describes a two-phase converter reactor which is a two-phase magnetically coupled reactor including a core, a two-phase converter coil wound around the core, and a plurality of gap plates. The core includes two T-shaped sections each having a substantially T-shaped cross section and two I-shaped sections that are straight leg sections and are constituted by another core material that is another magnetic material, and each T-shaped section. Are opposed to each other, and a central leg portion protruding inward is provided at the central portion of the inner side surface, which is the surface on the opposite side of the substantially linear base portion. A reactor is configured by arranging two end leg elements projecting inwardly provided on both sides in the width direction with respect to the central leg portion of the inner side portion of the T-shaped portion, and a converter coil on the gap plate and the I-shaped portion.

特許文献2には、小型化を目的とした、平行な2面を有するI型フェライトコアと、このI型フェライトコアの2面のそれぞれの両端部分に、2つの同形状のU型またはC型コアの2端面が磁気ギャップを介してそれぞれ接続されているFe基合金圧粉コアからなり、該2つのFe基圧粉コアに、同方向、同巻数になるように導線を巻回されたコイルを備える、2相インターリーブ制御方式力率改善コンバータに用いるインダクタが記載されている。   Patent Document 2 discloses an I-type ferrite core having two parallel surfaces for the purpose of miniaturization, and two U-shaped or C-shaped members of the same shape at both end portions of the two surfaces of the I-type ferrite core. A coil in which two end faces of a core are each composed of a Fe-based alloy dust core connected through a magnetic gap, and a conductive wire is wound around the two Fe-based dust cores in the same direction and the same number of turns. An inductor for use in a two-phase interleaved control power factor correction converter is described.

特開2012−065453号公報JP 2012-065453 A 特開2012−204454号公報JP 2012-204454 A

特許文献1の構成によれば、断面略T形状のコアの一部とI形部を含むコアにのみコンバータコイルを配しているため、巻線を施す磁脚部の磁気回路に占める部分が制限され、巻数増による自己インダクタンスを大きくすることができないという課題がある。   According to the configuration of Patent Document 1, since the converter coil is arranged only in a part of the core having a substantially T-shaped cross section and the core including the I-shaped part, the part of the magnetic leg part to be wound is occupied by the magnetic circuit. There is a problem that it is limited and the self-inductance due to the increase in the number of turns cannot be increased.

特許文献2の構成によれば、2つのU型またはC型コアに巻回された各々の巻線から生じる漏洩磁束がI型フェライトコアに集中して、磁気飽和しやすくなるという課題がある。   According to the configuration of Patent Document 2, there is a problem that leakage magnetic flux generated from each of the windings wound around the two U-type or C-type cores is concentrated on the I-type ferrite core and is likely to be magnetically saturated.

すなわち、従来のリアクトルは、巻線増による、自己インダクタンス増という技術思想を有さず、多くの場合、磁気回路中の一部分を磁脚として巻線を配置するように構成していた。このため巻数が制限され、自己インダクタンス値を大きくできないという問題があった。また、仮に、磁気回路中に占める磁脚部分の割合を大きくして巻数を増やそうとすると、磁気回路全体を大きくしない限り、漏洩磁束が通る部分の断面積が小さくなるために磁気飽和しやすくなり、漏れインダクタンス値も小さくなるという問題があった。   That is, the conventional reactor does not have the technical idea of increasing the self-inductance by increasing the number of windings, and in many cases, the configuration is such that the winding is arranged with a part of the magnetic circuit as a magnetic leg. For this reason, the number of turns is limited, and the self-inductance value cannot be increased. In addition, if the number of turns is increased by increasing the proportion of the magnetic leg portion in the magnetic circuit, unless the entire magnetic circuit is enlarged, the cross-sectional area of the portion through which the leakage flux passes is reduced, and magnetic saturation is likely to occur. There was a problem that the leakage inductance value was also small.

そこで本発明は、自己インダクタンス値を大きくし、かつ磁気飽和を抑制することで漏れインダクタンス値を向上させたリアクトルおよびこれを用いた直流電圧変換装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a reactor in which a leakage inductance value is improved by increasing a self-inductance value and suppressing magnetic saturation, and a DC voltage converter using the reactor.

上記の課題を解決するために、本発明のリアクトルは、筒状の第1磁性コアと、発生する磁束が互いに打ち消しあう向きに前記第1磁性コアに巻回されてなる2組の巻線部と、該巻線部から生じた磁束の一部が通過する磁性体を備え、前記磁性体は、前記巻線部を施してなる前記第1磁性コアの内筒部を満たすように配されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the reactor of the present invention includes a cylindrical first magnetic core and two sets of winding portions wound around the first magnetic core in a direction in which generated magnetic fluxes cancel each other. And a magnetic body through which a part of the magnetic flux generated from the winding portion passes, and the magnetic body is arranged so as to fill an inner cylindrical portion of the first magnetic core formed by applying the winding portion. It is characterized by being.

また、本発明のリアクトルは、前記磁性体が成形体からなる第2磁性コアを含んでなることを特徴とする。   Moreover, the reactor of this invention is characterized by the said magnetic body comprising the 2nd magnetic core which consists of a molded object.

また、本発明のリアクトルは、前記磁性体が磁性粉混練物を含んでなることを特徴とする。   Moreover, the reactor of this invention is characterized by the said magnetic body comprising a magnetic powder kneaded material.

また、本発明のリアクトルは、前記第1磁性コアが、2以上の筒状体からなることを特徴とする。   In the reactor according to the present invention, the first magnetic core is composed of two or more cylindrical bodies.

また、本発明のリアクトルは、前記第1磁性コアが、2以上の周方向分割体からなることを特徴とする。   Moreover, the reactor of this invention is characterized by the said 1st magnetic core consisting of two or more circumferential direction division bodies.

また、本発明の直流電圧変換装置は、上記リアクトルを用いてなることを特徴とする。   Moreover, the DC voltage converter of this invention is characterized by using the said reactor.

本発明のリアクトルは、筒状の磁性コアに2以上の巻線を施すことで、2以上のリアクトルを形成し、互いに磁気結合させてカップリングインダクタを構成する。   The reactor of the present invention forms a coupling inductor by forming two or more reactors by applying two or more windings to a cylindrical magnetic core and magnetically coupling them to each other.

直流電圧変換装置は、リアクトルのインダクタンスを利用するもので、市場で求められる小型化を進めるためには、なるべく大きなインダクタンスを発生させる必要がある。   The DC voltage converter uses the inductance of the reactor, and it is necessary to generate as much inductance as possible in order to reduce the size required in the market.

したがって、本発明のリアクトルは、たとえばトロイダル形状のような筒状の磁性コアを用いて、磁気回路全体に占める巻線部分の割合を大きくすることで、より大きなインダクタンスを得る。   Therefore, the reactor of the present invention uses a cylindrical magnetic core such as a toroidal shape to increase the proportion of the winding portion in the entire magnetic circuit, thereby obtaining a larger inductance.

また、磁気飽和しにくい構成を採用することにより、漏洩インダクタンスを効果的に利用する。   Further, the leakage inductance is effectively used by adopting a configuration that is less likely to cause magnetic saturation.

本発明のリアクトルは、筒状の磁性コアの内筒部、すなわち巻線を施した後に生じた中空部を磁性体で満たして、筒方向に垂直な方向の断面積を大きくすることで磁気飽和を防ぎ、自己インダクタンスと漏れインダクタンスのトレードオフを解消するものである。   The reactor of the present invention is magnetically saturated by filling the inner cylindrical portion of the cylindrical magnetic core, that is, the hollow portion formed after winding, with a magnetic material and increasing the cross-sectional area in the direction perpendicular to the cylindrical direction. This eliminates the trade-off between self-inductance and leakage inductance.

巻線された前記磁性コアの内筒部を満たす磁性体は、たとえば、あらかじめ成形されてなる、柱状の磁性コア単体または、充填・硬化させた磁性粉混練物単体でもよいが、内筒部に略嵌合するよう、たとえば柱状の磁性コアを配し、生じた間隙に磁性粉混練物を充填し硬化させるのが、より好ましい。
なお、筒状の磁性コアと巻線の間、巻線間、磁性体と巻線の間等に多少の隙間を設けてもよい。
The magnetic body that fills the inner cylindrical portion of the wound magnetic core may be, for example, a columnar magnetic core formed in advance or a magnetic powder kneaded material that is filled and cured, but the inner cylindrical portion More preferably, for example, a columnar magnetic core is disposed so as to be substantially fitted, and a magnetic powder kneaded material is filled in the generated gap and cured.
Note that a slight gap may be provided between the cylindrical magnetic core and the windings, between the windings, between the magnetic body and the windings, or the like.

量産に際して、高背の筒状磁性コアが調製しにくい場合は、複数の筒状体、すなわち低背の筒状磁性コアを積層し一体として用いてもよい。   In the case of mass production, if it is difficult to prepare a high-profile cylindrical magnetic core, a plurality of cylindrical bodies, that is, low-profile cylindrical magnetic cores may be laminated and used as an integral unit.

同様に、量産に際して、巻線工数を簡便にするために、たとえば半筒状の分割コアといった、周方向分割体、すなわち周方向に分割された磁性コアを複数用意し、巻線を施した後に、中空部を形成するよう一体とし、筒状の磁性コアとして用いてもよい。   Similarly, in order to simplify the winding man-hours in mass production, after preparing a plurality of circumferentially divided bodies, for example, magnetic cores divided in the circumferential direction, such as semi-cylindrical divided cores, These may be integrated so as to form a hollow portion and used as a cylindrical magnetic core.

本発明によれば、自己インダクタンス値および漏れインダクタンス値を向上させたリアクトルおよびこれを用いた直流電圧変換装置が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reactor which improved the self-inductance value and the leakage inductance value, and a DC voltage converter using the same are obtained.

また、本発明によれば、自己インダクタンスと相互インダクタンスのトレードオフを解消し、さらなる小型化、損失改善を実現したリアクトル及びこれを用いた直流電圧変換装置が得られる。  Further, according to the present invention, it is possible to obtain a reactor that eliminates the trade-off between self-inductance and mutual inductance, realizes further downsizing and loss improvement, and a DC voltage converter using the reactor.

本発明のリアクトルにおける第1の実施の形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 1st Embodiment in the reactor of this invention. 本発明のリアクトルにおける第2の実施の形態を示す部分切欠斜視図である。It is a partial notch perspective view which shows 2nd Embodiment in the reactor of this invention. 本発明のリアクトルにおける第3の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment in the reactor of this invention. 本発明のリアクトルにおける第4の実施の形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 4th Embodiment in the reactor of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

(第1の実施の形態)
図1は本発明のリアクトルにおける第1の実施の形態を示す斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a reactor according to the present invention.

第1磁性コア1に、巻線部4および巻線部5を施し、第1磁性コア1の内筒部には磁性体として第2磁性コア2、および内筒部の隙間には同じく磁性体として磁性粉混練物3を充填し硬化させてリアクトル100を構成している。   The first magnetic core 1 is provided with a winding portion 4 and a winding portion 5, the inner cylinder portion of the first magnetic core 1 is a magnetic body as a second magnetic core 2, and the gap between the inner cylinder portions is also a magnetic body The magnetic powder kneaded material 3 is filled and cured to constitute the reactor 100.

第1磁性コア1は、FeNi圧粉磁芯からなるトロイダル形状のコアで、外径54mm、内径24mm、高さ27mmである。   The first magnetic core 1 is a toroidal core made of a FeNi dust core, and has an outer diameter of 54 mm, an inner diameter of 24 mm, and a height of 27 mm.

第2磁性コア2は、第1磁性コア1と同じ高さを有する、FeNi圧粉磁芯からなる円柱形状のコアで、外径16mm、高さ27mmである。   The second magnetic core 2 is a cylindrical core made of FeNi dust core having the same height as the first magnetic core 1 and has an outer diameter of 16 mm and a height of 27 mm.

巻線部4と巻線部5はφ2mmの銅線からなり、各々の発生する磁束が互いに打消し合うように、かつ、第1磁性コア1が形成する磁気回路の90%を占めるように各28T巻回されている。   The winding part 4 and the winding part 5 are made of φ2 mm copper wires, so that the generated magnetic fluxes cancel each other and occupy 90% of the magnetic circuit formed by the first magnetic core 1. It is wound by 28T.

磁性粉混練物3は、磁性粉として6.5%SiFe粉末と、バインダーとしてエポキシ樹脂を混練したものを用い、第1磁性コア1と第2磁性コア2、および巻線部4と巻線部5の間隙に充填したのち、硬化させ、第1磁性コア1と第2磁性コア2を一体化している。   The magnetic powder kneaded product 3 uses 6.5% SiFe powder as magnetic powder and an epoxy resin kneaded as a binder, the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2, and the winding part 4 and the winding part. The first magnetic core 1 and the second magnetic core 2 are integrated with each other after being filled in the gap 5.

巻線部4および巻線部5への通電による自己インダクタンス値は各々170μHで、一方の巻線部の端に交流電圧を印加し、他方の巻線部の端を開放し、開放端における誘導電圧を測定して、巻線部同士の結合係数を調べたところ、およそ0.5となった。巻線部4および巻線部5に各々20Aの直流電流を印加して漏洩インダクタンス値を調べたところ、70μH程度であった。   The self-inductance values due to energization of the winding part 4 and the winding part 5 are each 170 μH, an AC voltage is applied to the end of one winding part, the end of the other winding part is opened, and induction at the open end When the voltage was measured and the coupling coefficient between the winding portions was examined, it was about 0.5. When a direct current of 20 A was applied to each of the winding part 4 and the winding part 5 and the leakage inductance value was examined, it was about 70 μH.

上記より、第2磁性コア2として、第1磁性コア1の巻線後の内筒部に略嵌合する形状のコアを用い、かつ磁性粉混練物3を間隙に充填して、内筒部全体を中央磁脚部とし、漏洩磁束の通路たる中央磁脚部の断面積を可能な限り大きくすることにより、磁気飽和しにくいリアクトルが得られる。   As described above, as the second magnetic core 2, a core having a shape substantially fitted to the inner cylinder portion after winding of the first magnetic core 1 is used, and the magnetic powder kneaded material 3 is filled in the gap, so that the inner cylinder portion By making the whole as a central magnetic leg portion and increasing the cross-sectional area of the central magnetic leg portion, which is a path for leakage magnetic flux, as much as possible, a reactor that is hard to be magnetically saturated is obtained.

(第2の実施の形態)
図2は本発明のリアクトルにおける第2の実施の形態を示す部分切欠斜視図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a second embodiment of the reactor of the present invention.

本実施の形態は、第1磁性コアおよび第2磁性コアの構成を除き、第1の実施の形態と同じである。   This embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration of the first magnetic core and the second magnetic core.

第1磁性コアは、筒状コア111および筒状コア112を、各々の内筒部が連続するように積層して構成される。筒状コア111および筒状コア112は、FeNi圧粉磁芯から成る、外径54mm、内径24mm、高さ27mmのトロイダル形状を有する。   The first magnetic core is formed by laminating a cylindrical core 111 and a cylindrical core 112 so that each inner cylindrical portion is continuous. The cylindrical core 111 and the cylindrical core 112 have a toroidal shape made of a FeNi powder magnetic core and having an outer diameter of 54 mm, an inner diameter of 24 mm, and a height of 27 mm.

第2磁性コアは、分割コア211および分割コア212を高さ方向に積層して構成される。分割コア211および分割コア212は、FeNi圧粉磁芯から成る外径16mm、高さ27mmの円柱形状を有する。   The second magnetic core is configured by stacking the split core 211 and the split core 212 in the height direction. The divided core 211 and the divided core 212 have a cylindrical shape with an outer diameter of 16 mm and a height of 27 mm made of a FeNi powder magnetic core.

巻線部41と巻線部51は、第1の実施の形態と同様のものを用い、各々の発生する磁束が互いに打消し合うように、かつ、第1磁性コアが形成する磁気回路の80%を占めるように各26T巻回されている。   The winding portion 41 and the winding portion 51 are the same as those of the first embodiment, and the magnetic circuit 80 formed by the first magnetic core is formed so that the generated magnetic fluxes cancel each other. Each of them is wound by 26T so as to occupy%.

磁性粉混練物31は、第1の実施の形態と同様のものを用い、第1磁性コアと第2磁性コア、および巻線部41と巻線部51の間隙に充填したのち、硬化され、第1磁性コアと第2磁性コアを一体化している。   The magnetic powder kneaded material 31 is the same as that of the first embodiment, and after being filled in the gap between the first magnetic core and the second magnetic core, and the winding portion 41 and the winding portion 51, it is cured, The first magnetic core and the second magnetic core are integrated.

上記構成としたリアクトル101において、第1の実施の形態と同様の方法で自己インダクタンス値及び漏洩インダクタンス値を調べたところ、各々330μH、140μH程度であった。   In the reactor 101 configured as described above, when the self-inductance value and the leakage inductance value were examined by the same method as in the first embodiment, they were about 330 μH and 140 μH, respectively.

上記構成とすることで、量産においても簡便に、第1磁性コアの磁気回路を構成する断面積を大きして、自己インダクタンス値を増加させることができる。同様に、量産においても簡便に、第2磁性コアの高さ調整が可能となり、磁気飽和しにくいリアクトルが得られる。   With the above configuration, the cross-sectional area constituting the magnetic circuit of the first magnetic core can be easily increased in mass production, and the self-inductance value can be increased. Similarly, in mass production, the height of the second magnetic core can be easily adjusted, and a reactor that is less likely to be magnetically saturated can be obtained.

なお、筒状コア111と筒状コア112は量産性を考慮すれば同形状が好ましいが、外径寸法および内径寸法が等しいものであれば、異なる高さのコアを用いてもよい。また、図2では、2つの筒状コアの積層例を示したが、2以上の筒状コアを積層して第1磁性コアを構成してもよい。   The cylindrical core 111 and the cylindrical core 112 preferably have the same shape in consideration of mass productivity, but cores having different heights may be used as long as the outer diameter dimension and the inner diameter dimension are equal. Further, in FIG. 2, an example of stacking two cylindrical cores is shown, but two or more cylindrical cores may be stacked to form the first magnetic core.

分割コア211と分割コア212は量産性を考慮すれば同形状が好ましい。また、筒方向に垂直な方向の断面形状が等しいもの同士が好ましいが、巻線後の内筒部に略嵌合するものであれば、異なる高さのコアを用いてもよい。なお、図2では、2つの分割コアの積層例を示したが、単体もしくは2以上の分割コアを積層してもよい。高さ方向の分割コアを例示したが、内筒部の周方向に分割コアを束ねて、第2磁性コアを構成してもよい。   The split core 211 and the split core 212 preferably have the same shape in consideration of mass productivity. Moreover, although the thing with the same cross-sectional shape of the direction perpendicular | vertical to a cylinder direction is preferable, as long as it substantially fits in the inner cylinder part after winding, you may use a core of different height. In addition, in FIG. 2, although the lamination example of two division | segmentation cores was shown, you may laminate | stack a single body or two or more division | segmentation cores. Although the split core in the height direction has been illustrated, the split magnetic core may be bundled in the circumferential direction of the inner cylinder portion to constitute the second magnetic core.

(第3の実施の形態)
図3は本発明のリアクトルにおける第3の実施の形態を示す断面図で、筒方向に垂直な方向の断面を示す。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the reactor of the present invention, and shows a cross section in a direction perpendicular to the cylindrical direction.

第1磁性コアは、周方向に2分割された周分割コア121と周分割コア122を対向させて筒状体を構成する。周分割コア121と周分割コア122は同形状であり、第1磁性コアの筒方向に垂直な方向の断面形状がロの字となるように、角部を有している。   The first magnetic core forms a cylindrical body by facing the circumferentially divided core 121 and the circumferentially divided core 122 that are divided into two in the circumferential direction. The circumferentially divided core 121 and the circumferentially divided core 122 have the same shape, and have corners so that the cross-sectional shape of the first magnetic core in the direction perpendicular to the cylindrical direction becomes a square shape.

周分割コア121には、あらかじめボビンに巻線を施してなるボビン付巻線部421とボビン付巻線部422を、各々角部を挟んで挿入する。同様に、周分割コア122にも、あらかじめボビンに巻線を施してなるボビン付巻線部521とボビン付巻線部522を、各々角部を挟んで挿入する。   A bobbin-equipped winding part 421 and a bobbin-equipped winding part 422, each of which is formed by winding a bobbin in advance, are inserted into the circumferentially-divided core 121 with a corner portion interposed therebetween. Similarly, a bobbin-equipped winding part 521 and a bobbin-equipped winding part 522, each of which is formed by winding a bobbin in advance, are also inserted into the circumferentially divided core 122 with a corner portion interposed therebetween.

次に、周分割コア121と周分割コア122を、各々の角部が対角の位置になるように一体となして、生じた内筒部には磁性体として第2磁性コア22、および内筒部の隙間には同じく磁性体として磁性粉混練物32を充填し硬化させてリアクトル102を構成している。   Next, the circumferentially divided core 121 and the circumferentially divided core 122 are integrated so that the respective corners are at diagonal positions, and the resulting inner cylindrical portion has a second magnetic core 22 and an inner Reactor 102 is configured by filling magnetic powder kneaded material 32 as a magnetic material in the gap between the cylindrical portions and curing it.

ボビン付巻線部421の巻終わり端と、ボビン付巻線部422の巻始め端は、巻線接続部61で接続されており、ボビン付巻線部521の巻終わり端と、ボビン付巻線部522の巻始め端は、巻線接続部62で接続されている。   The winding end of the bobbin-equipped winding part 421 and the winding start end of the bobbin-equipped winding part 422 are connected by a winding connecting part 61, and the winding end of the bobbin-equipped winding part 521 and the bobbin-attached winding The winding start end of the wire portion 522 is connected by the winding connection portion 62.

周分割コア121と周分割コア122は、FeNi圧粉磁芯からなり、一体となした断面ロの字形状のコアは、外辺は35mm×40mm、内辺は20mm×25mm、高さ27mmである。   The circumferentially divided core 121 and the circumferentially divided core 122 are made of FeNi powder magnetic cores, and an integrated core having a square cross section has an outer side of 35 mm × 40 mm, an inner side of 20 mm × 25 mm, and a height of 27 mm. is there.

第2磁性コア22は、FeNi圧粉磁芯からなり、外辺は15mm×20mm、高さ27mmの角柱形状のコアである。   The second magnetic core 22 is made of a FeNi powder magnetic core, and the outer side is a prismatic core having a size of 15 mm × 20 mm and a height of 27 mm.

φ2mmの銅線を用いて、ボビン付巻線部421およびボビン付巻線部422に施された巻線と、ボビン付巻線部521とボビン付巻線部522に施された巻線は、各々の発生する磁束が互いに打消し合い、磁気回路の70%を占めるよう10Tずつ巻回されている。   Using a copper wire of φ2 mm, the winding applied to the bobbin-equipped winding part 421 and the bobbin-equipped winding part 422, and the winding applied to the bobbin-equipped winding part 521 and the bobbin-equipped winding part 522 are: The generated magnetic fluxes cancel each other and are wound by 10T so as to occupy 70% of the magnetic circuit.

磁性粉混練物32は、磁性粉として6.5%SiFe粉末と、バインダーとしてエポキシ樹脂を混練したものを用い、内筒部の間隙に充填、硬化させている。   The magnetic powder kneaded material 32 is a material obtained by kneading 6.5% SiFe powder as magnetic powder and an epoxy resin as a binder, and filling and curing the gap in the inner cylinder portion.

上記構成とすることにより、本発明の技術思想を損なうことなく、簡便に巻線部を形成することができ、量産性にすぐれたリアクトルが得られる。   By setting it as the said structure, a coil | winding part can be formed simply, without impairing the technical idea of this invention, and the reactor excellent in mass-productivity is obtained.

(第4の実施の形態)
図4は、本発明のリアクトルにおける第4の実施の形態を示す回路図で、上記第1の実施の形態で説明したリアクトルを用いた直流電圧変換装置を示す。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the reactor of the present invention, and shows a DC voltage converter using the reactor described in the first embodiment.

入力端子部71は、リアクトルにおける巻線部4の一端431、および巻線部5の一端531と接続される。   Input terminal portion 71 is connected to one end 431 of winding portion 4 and one end 531 of winding portion 5 in the reactor.

巻線部4の他端432は、第1スイッチ部SW1の一端、および第1ダイオードD1のアノードと接続される。   The other end 432 of the winding part 4 is connected to one end of the first switch part SW1 and the anode of the first diode D1.

巻線部5の他端532は、第2スイッチ部SW2の一端、および第2ダイオードD2のアノードと接続される。   The other end 532 of the winding part 5 is connected to one end of the second switch part SW2 and the anode of the second diode D2.

接地電位部GNDは、第1スイッチ部SW1の他端、および第2スイッチ部SW2の他端と接続される。   The ground potential unit GND is connected to the other end of the first switch unit SW1 and the other end of the second switch unit SW2.

出力端子部72は、第1ダイオードD1のカソード、および第2ダイオードD2のカソードと接続される。   The output terminal portion 72 is connected to the cathode of the first diode D1 and the cathode of the second diode D2.

第1スイッチ部SW1は、一定周期で開閉動作が繰り返され、第2スイッチ部SW2は、第1スイッチ部SW1から180度位相がずれた開閉動作が繰り返される。   The first switch unit SW1 is repeatedly opened and closed at a constant cycle, and the second switch unit SW2 is repeatedly opened and closed with a phase difference of 180 degrees from the first switch unit SW1.

入力端子部71には少なくとも直流成分を有する電圧Vinが入力され、出力端子部72からは少なくとも直流成分を有する電圧Voutおよび電流Ioutが出力される。   A voltage Vin having at least a DC component is input to the input terminal portion 71, and a voltage Vout and a current Iout having at least a DC component are output from the output terminal portion 72.

出力された電圧Voutおよび電流IoutはコンデンサCにより平滑化され、負荷Rにより消費される。   The output voltage Vout and current Iout are smoothed by the capacitor C and consumed by the load R.

上述のように、本発明のリアクトルを用いることにより、さらなる小型化、損失改善を実現した直流電圧変換装置が得られる。   As described above, by using the reactor of the present invention, it is possible to obtain a DC voltage converter that realizes further miniaturization and loss improvement.

上述の実施の形態において、各磁性コアはFeNi圧粉磁芯を例示したが、純鉄やFe−Si系等の圧粉磁芯、MnZnフェライトなどの一般的に用いられる軟磁性材料を用いてもよい。特に飽和磁束密度が0.8T以上の軟磁性材料を用いた圧粉磁芯が好ましい。   In the above-described embodiment, each magnetic core is exemplified by a FeNi dust core. However, a generally used soft magnetic material such as pure iron or a Fe-Si based dust core, or MnZn ferrite is used. Also good. In particular, a dust core using a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density of 0.8 T or more is preferable.

上述の実施の形態において、第1磁性コアとしてトロイダル形状またはロの字形状のコアを例示したが、単体もしくは組み合わせにより、筒状のコアとなるものであれば、いかなる形状のものでも用いることができる。   In the above-described embodiment, the toroidal shape or the square-shaped core is exemplified as the first magnetic core, but any shape can be used as long as it becomes a cylindrical core by itself or in combination. it can.

上述の実施の形態において、巻線はφ2mmの銅線を用いたが、一般的に巻線として用いられるものであれば、材質および太さは必要に応じて選択することができる。   In the above-described embodiment, a φ2 mm copper wire is used as the winding. However, the material and thickness can be selected as needed as long as the winding is generally used as a winding.

第1磁性コアの磁脚に占める巻線の割合が多く、たとえば、第1磁性コアに隙間なく巻線を施した場合は、通電時に巻線部から生じた磁束の一部、すなわち漏洩磁束が内筒部を通らなくなる。   The ratio of the winding to the magnetic legs of the first magnetic core is large. For example, when the winding is applied to the first magnetic core without a gap, a part of the magnetic flux generated from the winding portion when energized, that is, the leakage magnetic flux is It will not pass through the inner cylinder.

その一方で、第1磁性コアの磁脚に占める巻線の割合を少なくすれば、必要なインダクタンスが確保できないばかりでなく、第1磁性コアに施された一方の巻線と他方の巻線の磁気結合が小さくなり、相互の磁気結合による巻線通電電流の振幅抑制効果が得られなくなり、これによる磁性コア、及び巻線における交流損失が増加する。   On the other hand, if the ratio of the windings occupying the magnetic legs of the first magnetic core is reduced, not only the necessary inductance cannot be secured, but also the one winding and the other winding applied to the first magnetic core. The magnetic coupling is reduced, and the effect of suppressing the amplitude of the winding current due to the mutual magnetic coupling cannot be obtained, thereby increasing the AC loss in the magnetic core and the winding.

そのため、一方の巻線部側の磁脚の実効透磁率をμ1、断面積をS1とし、他方の巻線部側の磁脚の実効透磁率をμ2、断面積をS2とし、一方の巻線部と他方の巻線部との間に形成される隙間より、内筒部を満たす磁性体に接続する部分の実効透磁率をμi、断面積をSiとした場合、Fo=(μ1・S1+μ2・S2)/2、Fi=μi・Siとして、0.5Fo<Fi<3Foとすることが望ましい。   Therefore, the effective permeability of the magnetic leg on one winding side is μ1, the cross-sectional area is S1, the effective permeability of the magnetic leg on the other winding side is μ2, the cross-sectional area is S2, and one winding is When the effective permeability of the portion connected to the magnetic body filling the inner cylinder portion is μi and the cross-sectional area is Si from the gap formed between the first winding portion and the other winding portion, Fo = (μ1 · S1 + μ2 · S2) / 2, and Fi = μi · Si, it is desirable that 0.5Fo <Fi <3Fo.

第4の実施の形態に示した直流電圧変換回路に本発明のリアクトルを接続した場合、昇圧、または降圧の機能を果たす上では、巻線部の通電電流の平均値をIave、振幅をΔIp-pとすると、0.3<ΔIp-p/Iave<0.5となるよう上記隙間を調整することが望ましい。   When the reactor of the present invention is connected to the DC voltage conversion circuit shown in the fourth embodiment, in order to perform the function of step-up or step-down, the average value of the current flowing through the winding portion is Iave and the amplitude is ΔIp− When p, it is desirable to adjust the gap so that 0.3 <ΔIp−p / Iave <0.5.

上述の実施の形態において、1組の巻線部を有するリアクトルを例示したが、鎖交磁束の磁気結合による相殺が行い易いように、同形状かつ偶数個であれば、1組以上の巻線部を備えてもよい。   In the above-described embodiment, the reactor having one set of winding portions has been illustrated. However, one or more sets of windings have the same shape and an even number so that the flux linkage can be easily canceled by magnetic coupling. May be provided.

さらには、同形状の2つの巻線部を備えたリアクトルが好ましい。また、巻線部の結合係数は0.5程度であるのがより好ましい。   Furthermore, a reactor provided with two winding portions having the same shape is preferable. The coupling coefficient of the winding part is more preferably about 0.5.

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、上記に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の変更や修正が可能である。すなわち、当業者であれば成し得る各種変形、修正もまた本発明に含まれる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited above, The change and correction of a structure are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. That is, various changes and modifications that can be made by those skilled in the art are also included in the present invention.

1 第1磁性コア
111、112 筒状コア
121、122 周分割コア
2、22 第2磁性コア
211、212 分割コア
3、31、32 磁性粉混練物
4、41、5、51 巻線部
421、422、521、522 ボビン付巻線部
431、531 巻線部の一端
432、532 巻線部の他端
61、62 巻線接続部
71 入力端子部
72 出力端子部
100、101、102 リアクトル
SW1 第1スイッチ部
SW2 第2スイッチ部
D1 第1ダイオード
D2 第2ダイオード
C コンデンサ
R 負荷
GND 接地電位部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st magnetic core 111,112 Cylindrical core 121,122 Circumference division | segmentation core 2,22 2nd magnetic core 211,212 Division | segmentation core 3,31,32 Magnetic powder kneaded material 4,41,5,51 Winding part 421, 422, 521, 522 Winding portion with bobbin 431, 531 One end of winding portion 432, 532 The other end of winding portion
61, 62 Winding connection part 71 Input terminal part 72 Output terminal part 100, 101, 102 Reactor SW1 First switch part SW2 Second switch part D1 First diode D2 Second diode C Capacitor R Load GND Ground potential part

Claims (6)

筒状の第1磁性コアと、発生する磁束が互いに打ち消しあう向きに前記第1磁性コアに巻回されてなる2組の巻線部と、該巻線部から生じた磁束の一部が通過する磁性体を備えたリアクトルであって、前記磁性体は、前記巻線部を施してなる前記第1磁性コアの内筒部を満たすように配されていることを特徴とするリアクトル。   A cylindrical first magnetic core, two sets of winding portions wound around the first magnetic core in a direction in which the generated magnetic flux cancels each other, and a part of the magnetic flux generated from the winding portion passes. It is a reactor provided with the magnetic body to perform, Comprising: The said magnetic body is distribute | arranged so that the inner cylinder part of the said 1st magnetic core which gives the said coil | winding part may be satisfy | filled. 前記磁性体が成形体からなる第2磁性コアを含んでなることを特徴とする請求項1記載のリアクトル。   The reactor according to claim 1, wherein the magnetic body includes a second magnetic core made of a molded body. 前記磁性体が磁性粉混練物を含んでなることを特徴とする請求項1または2記載のリアクトル。   The reactor according to claim 1, wherein the magnetic body comprises a magnetic powder kneaded material. 前記第1磁性コアが、2以上の筒状体からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のリアクトル。   The reactor according to any one of claims 1 to 3, wherein the first magnetic core includes two or more cylindrical bodies. 前記第1磁性コアが、2以上の周方向分割体からなることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のリアクトル。   The reactor according to claim 1, wherein the first magnetic core includes two or more circumferentially divided bodies. 請求項1ないし5のいずれかに記載のリアクトルを用いてなることを特徴とする直流電圧変換装置。   A direct-current voltage converter comprising the reactor according to any one of claims 1 to 5.
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