JP6552327B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter.
従来、HEV(Hybrid Electric Vehicle)やEV(Electric Vehicle)等の電気自動車には、メインモータを駆動するための高電圧バッテリが搭載されている。また、電気自動車は、電動パワーステアリングや電動ミラー等の車載電装品等の車載用負荷を使用するために、高電圧系統から低電圧系統へと電力を変換するDC/DCコンバータ(電力変換装置)を有している。従来のDC/DCコンバータについては、例えば、特許文献1に記載されている。
Conventionally, high-voltage batteries for driving a main motor are mounted on electric vehicles such as HEV (Hybrid Electric Vehicle) and EV (Electric Vehicle). In addition, electric vehicles use DC / DC converters (power converters) that convert power from high-voltage systems to low-voltage systems in order to use in-vehicle loads such as in-vehicle electrical components such as electric power steering and electric mirrors. have. The conventional DC / DC converter is described, for example, in
このような車載用のDC/DCコンバータでは、高電圧系統の入力電圧が数百ボルトである一方、各車載電装品の定格電圧が10〜15ボルトと、入力電圧と出力電圧との電圧比が大きい。 In such an in-vehicle DC / DC converter, the input voltage of the high voltage system is several hundred volts, while the rated voltage of each in-vehicle electrical component is 10 to 15 volts, and the voltage ratio between the input voltage and the output voltage is large.
このため、DC/DCコンバータにおいて電力の変換を行うと、トランスの2次側の電流が極めて大きくなる。したがって、2次側のコイルの発熱量が大きくなり、DC/DCコンバータの他の部分を加熱して悪影響を及ぼす虞がある。 Therefore, when power conversion is performed in the DC / DC converter, the current on the secondary side of the transformer becomes extremely large. Therefore, the amount of heat generation of the coil on the secondary side is increased, and there is a possibility that the other parts of the DC / DC converter may be heated to have an adverse effect.
本発明の目的は、2次側のコイルから発生した熱を効率よく発散できる電力変換装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power converter capable of efficiently dissipating heat generated from a coil on the secondary side.
本願の第1発明は、1次側コイル、2次側コイルおよびコアを備える変圧用トランスと、前記変圧用トランスが載置される載置面を有するヒートシンクと、を有し、前記コアは、上下に延びる柱状コア部を有し、前記1次側コイルは、前記柱状コア部を囲むコイル部を有し、前記2次側コイルは、第1平板コイル部品と、第2平板コイル部品とを有し、前記ヒートシンクは、上面が前記載置面となる載置部と、前記載置部と一体に形成され、前記載置面から上方へ向かって突出する接触部と、前記載置部と熱的に接続される放熱フィンと、を有し、前記第1平板コイル部品は、前記柱状コア部を円弧状に囲み、前記載置面に略平行に拡がる平板状の第1起電部と、前記第1起電部の一端から延びる板状の第1出力部と、前記第1起電部の他端から延びる板状の第1接地部と、を有し、前記第2平板コイル部品は、前記柱状コア部を円弧状に囲み、前記載置面に略平行に拡がる平板状の第2起電部と、前記第2起電部の一端から延びる板状の第2出力部と、前記第2起電部の他端から延びる板状の第2接地部と、を有し、前記接触部は、前記載置面に略平行に拡がり、前記第1接地部と接触する第1接触面と、前記載置面に略平行に拡がり、前記第2接地部と接触する第2接触面と、を有し、前記第1接地部は、前記第1起電部と同一平面上において、前記載置面に略平行に拡がる平板状であり、前記第2接地部は、前記第2起電部と同一平面上において、前記載置面に略平行に拡がる平板状である、電力変換装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a transformer for transformer including a primary coil, a secondary coil, and a core, and a heat sink having a mounting surface on which the transformer for transformer is mounted; The primary side coil includes a coil portion surrounding the columnar core portion, and the secondary side coil includes a first flat coil component and a second flat coil component. And the heat sink has a mounting portion whose upper surface is the mounting surface, a contact portion which is integrally formed with the mounting portion and protrudes upward from the mounting surface, and the mounting portion. A first fin portion that is thermally connected, and the first flat plate coil component surrounds the columnar core portion in an arc shape, and extends in a plane substantially parallel to the mounting surface. A plate-like first output portion extending from one end of the first electromotive unit, and the other end of the first electromotive unit A plate-like first grounding portion extending from the plate-like first electromotive portion, the second plate coil component surrounding the columnar core portion in an arc shape and extending substantially parallel to the mounting surface. And a plate-like second output portion extending from one end of the second electromotive portion, and a plate-like second ground portion extending from the other end of the second electromotive portion, and the contact portion It has a first contact surface that extends substantially parallel to the mounting surface and contacts the first ground portion, and a second contact surface that extends substantially parallel to the mounting surface and contacts the second ground portion. The first ground portion is a flat plate extending substantially in parallel to the mounting surface on the same plane as the first electromotive portion, and the second ground portion is the same as the second electromotive portion. It is a flat plate which spreads in a plane substantially parallel to the mounting surface described above .
本願の第2発明は、第1発明の電力変換装置であって、前記第1接地部の端部と前記第2接地部の端部とは、上下方向の位置が異なり、前記第1接触面と前記第2接触面とは、上下方向の位置が異なる段差部を構成する。
A second invention of the present application is the power conversion device of the first invention , wherein the end of the first ground portion and the end of the second ground portion are different in vertical position, and the first contact surface And the second contact surface constitute a stepped portion having different vertical positions.
本願の第3発明は、第1発明または第2発明の電力変換装置であって、前記第1出力部は、前記第1起電部と同一平面上において、前記載置面に略平行に拡がる平板状であり、前記第2出力部は、前記第2起電部と同一平面上において、前記載置面に略平行に拡がる平板状である。
A third invention of the present application is the power conversion device according to the first invention or the second invention , wherein the first output portion extends substantially parallel to the mounting surface on the same plane as the first electromotive portion. It is flat form, and the said 2nd output part is flat form extended substantially parallel to the above-mentioned mounting surface on the same plane as the said 2nd electromotive part.
本願の第4発明は、第1発明ないし第3発明のいずれかの電力変換装置であって、前記第1平板コイル部品および前記第2平板コイル部品は、いずれも、前記載置面に略平行に拡がる平板状である。
A fourth invention of the present application is the power converter according to any one of the first invention to the third invention , wherein both of the first flat coil component and the second flat coil component are substantially parallel to the mounting surface described above. It is a flat plate shape that spreads out.
本願の第5発明は、第1発明ないし第4発明のいずれかの電力変換装置であって、前記第1平板コイル部品と前記第2平板コイル部品とは、上下に重なって配置され、前記第1平板コイル部品と前記第2平板コイル部品との間に、絶縁部品が配置される。
A fifth invention of the present application is the power converter according to any one of the first invention to the fourth invention , wherein the first flat coil component and the second flat coil component are disposed vertically one over the other. An insulating component is disposed between the first flat coil component and the second flat coil component.
本願の第6発明は、第1発明ないし第5発明のいずれかの電力変換装置であって、前記第1平板コイル部品と前記第2平板コイル部品とは、同一形状である。
A sixth invention of the present application is the power converter according to any of the first invention to the fifth invention , wherein the first flat coil component and the second flat coil component have the same shape.
本願の第7発明は、第1発明ないし第6発明のいずれかの電力変換装置であって、前記第1接地部および前記第2接地部は、前記第1出力部と前記第2出力部の間に配置される。
A seventh invention of the present application is the power conversion device according to any one of the first invention to the sixth invention , wherein the first ground portion and the second ground portion include the first output portion and the second output portion. Arranged between.
本願の第1発明〜第7発明によれば 第1平板コイル部品と第2平板コイル部品とが直接ヒートシンクに接触することにより、2次側コイルの接地とヒートシンクへの伝熱とを同時に行う。したがって、2次側のコイルから発生した熱を効率よく発散できる。
また、第1接地部および第2接地部はそれぞれ、第1起電部および第2起電部と同一平面上において、載置面に略平行に拡がる平板状である。これにより、第1接地部および第2接地部の寸法誤差を抑制できる。したがって、第1接地部および第2接地部と、第1接触面および第2接触面とを、より確実に面接触できる。その結果、第1接地部および第2接地部と、第1接触面および第2接触面とを、より確実に電気的に接続できるとともに、より伝熱効率を高めることができる。
According to the first to seventh inventions of the present application, the first flat plate coil component and the second flat plate coil component are in direct contact with the heat sink, whereby the grounding of the secondary coil and the heat transfer to the heat sink are simultaneously performed. Therefore, the heat generated from the coil on the secondary side can be efficiently dissipated.
Further, each of the first ground portion and the second ground portion is in the form of a flat plate that extends substantially in parallel to the mounting surface on the same plane as the first electromotive portion and the second electromotive portion. Thereby, the dimensional error of the first ground portion and the second ground portion can be suppressed. Therefore, the first grounding portion and the second grounding portion can be more reliably brought into surface contact with the first contact surface and the second contact surface. As a result, the first ground portion and the second ground portion, and the first contact surface and the second contact surface can be electrically connected more reliably, and the heat transfer efficiency can be further enhanced.
特に、本願の第2発明によれば 第1接地部の端部と第2接地部の端部との上下方向の位置が異なる場合であっても、1つの接触部で第1接地部と第2接地部との双方と接続できる。これにより、2つの接触部を設ける場合と比べて、接触部の剛性が向上する。
In particular, according to the second invention of the present application, even when the positions in the vertical direction of the end portion of the first ground portion and the end portion of the second ground portion are different, the first ground portion and the first ground portion can be 2 It can be connected to both grounding parts. Thereby, the rigidity of the contact portion is improved as compared to the case where two contact portions are provided.
特に、本願の第3発明によれば、第1出力部および第2出力部の寸法誤差を抑制できる。
In particular, according to the third invention of the present application, dimensional error of the first output part and the second output part can be suppressed.
特に、本願の第4発明によれば、平板コイル部品はいずれも真っ平らな形状をしている。これにより、平板コイル部品の成形工程を簡略化できる。また、平板コイル部品全体としての寸法誤差を抑制できる。
In particular, according to the fourth invention of the present application, all flat coil parts have a flat shape. Thereby, the formation process of a flat plate coil component can be simplified. Moreover, the dimensional error as the whole flat coil component can be suppressed.
特に、本願の第5発明によれば、平板コイル部品同士の間に絶縁部品を配置することにより、平板コイル部品の表面に絶縁塗装等の絶縁加工をしなくてよい。これにより、接地部や出力部の表面にも絶縁加工がされていないため、接地や出力側の接続がしやすい。
In particular, according to the fifth invention of the present application, it is not necessary to perform insulation processing such as insulating coating on the surface of the flat coil component by arranging the insulating component between the flat coil components. As a result, since the surface of the ground portion and the surface of the output portion is not insulated, it is easy to connect the ground and the output side.
特に、本願の第6発明によれば、表裏を反転させて左右対称に配置しやすい。このため、生産効率が向上する。
In particular, according to the sixth invention of the present application, it is easy to invert the front and back and arrange them in left-right symmetry. For this reason, production efficiency improves.
特に、本願の第7発明によれば、第1接地部と第2接地部は、上下に延びる接触部と接続するため、周辺に余裕がなくてもよい。一方、第1出力部と第2出力部は、接続部材などを介して整流回路のダイオードと接続するため、周辺に余裕のある両端に配置するのが好ましい。
In particular, according to the seventh invention of the present application, the first ground portion and the second ground portion may be connected to the vertically extending contact portions, so there may be no margin in the periphery. On the other hand, in order to connect the first output part and the second output part with the diodes of the rectifier circuit through the connection member etc., it is preferable to arrange them at both ends having a margin at the periphery.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、ヒートシンクの載置面と平行な平面を水平面とし、ヒートシンクに対して載置面側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係る電力変換装置の使用時の向きを限定する意図はない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present application, the shape and positional relationship of each part will be described with the plane parallel to the placement surface of the heat sink as the horizontal plane and the placement surface side with respect to the heat sink as the top. However, the definition in the vertical direction is not intended to limit the direction of use of the power conversion device according to the present invention.
<1.第1実施形態>
<1−1.DC/DCコンバータの回路構成>
まず、第1実施形態に係る電力変換装置1について、その回路構成を図1を参照しつつ説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る電力変換装置1の構成を示した回路図である。
<1. First Embodiment>
<1-1. Circuit configuration of DC / DC converter>
First, the circuit configuration of the
この電力変換装置1は、プラグイン式HEV(Hybrid Electric Vehicle)やプラグイン式EV(Electric Vehicle)等のプラグイン式電気自動車に搭載され、高圧電力系統から入力される直流の入力電圧Vinを、直流の出力電圧Voutへ変換して低圧電力系統へと出力する、DC/DCコンバータである。
The
電力変換装置1は、電気自動車のメインバッテリから出力される数百ボルト程度の高圧電力を14ボルト程度の低圧電力へと変換し、サブバッテリへと出力する。サブバッテリは、電力変換装置1から入力された電力を充電し、12ボルト程度の定電圧の電力を、パワーウィンドウ、パワーステアリング、フューエルポンプ、照明機器、オーディオ等の各車両用負荷に対して供給する。
The
図1に示すように、電力変換装置1は、入力端子11、出力端子12、第1中間端子13、第2中間端子14、第3中間端子15、スイッチング回路20、トランス30、整流回路40、平滑回路50、および制御部10を有する。
As shown in FIG. 1, the
入力端子11は、電力変換装置1の入力端子であり、かつ、スイッチング回路20の入力端子である。出力端子12は、電力変換装置1の出力端子であり、かつ、平滑回路50の出力端子である。第1中間端子13は、スイッチング回路20の出力端子であり、かつ、トランス30の入力端子である。第2中間端子14は、トランス30の出力端子であり、かつ、整流回路40の入力端子である。第3中間端子15は、整流回路40の出力端子であり、かつ、平滑回路50の入力端子である。
The
スイッチング回路20は、入力端子11から入力された直流電圧Voutを交流電圧へ変換し、第1中間端子13へと出力する。スイッチング回路20は、4個のスイッチング素子21〜24がフルブリッジ状に接続されたフルブリッジ回路である。本実施形態では、スイッチング素子21〜24として、電界効果トランジスタ(FET)が用いられる。
The switching
一対のスイッチング素子21,22は、2つの入力端子11間に順に直列に接続される。また、他の一対のスイッチング素子23,24も、2つの入力端子11間に順に直列に接続される。すなわち、一対のスイッチング素子21,22と、他の一対のスイッチング素子23,24とは、並列に接続される。
The pair of switching
スイッチング素子21〜24のゲート端子には、それぞれ、制御部10からスイッチング信号が入力される。このスイッチング信号は、ON信号とOFF信号の2値の電圧値を有するPWM信号である。制御部10がスイッチング素子21〜24へスイッチング信号を入力することにより、スイッチング素子21〜24のON/OFFが切り替わり、2つの第1中間端子13間に交流電力が出力される。
Switching signals are input from the
トランス30は、1次側コイル31、2次側コイル32およびコア33を有する。トランス30は、第1中間端子13に入力された交流電力を1次側コイル31と2次側コイル32との巻線比に従って変圧する。
The
1次側コイル31は、2つの第1中間端子13の間に接続される。2次側コイル32は、第1巻線321および第2巻線322からなる。第1巻線321の一端には、一対の第2中間端子14の一方が接続される。第1巻線321の他端と、第2巻線322の一端とは、いずれも接地される。また、第2巻線322の他端には、一対の第2中間端子14の他方が接続される。コア33は、1次側コイル31と2次側コイル32とを相互インダクタンスで結合する磁気回路である。
The
整流回路40は、トランス30から出力された交流電力を整流する回路である。整流回路40は、2つのダイオード41を有する。各ダイオード41は、カソード側が2つの第2中間端子14のそれぞれに接続される。また、2つのダイオード41はいずれも、アノード側が単一の第3中間端子15に接続される。
The
2つの第2中間端子14にはそれぞれ、トランス30から反転した交流電力が入力される。整流回路40は、反転した交流電力のそれぞれを半波整流して足し合わせることにより、第3中間端子15に全波整流電力を出力する。
The AC power inverted from the
平滑回路50は、チョークコイル51およびコンデンサ52を有する。平滑回路50は、トランス30から出力され、整流回路40により全波整流された電力を平滑化する。これにより、平滑回路50は、出力端子12に出力電圧Voutを有する直流の出力電力を出力する。
The smoothing
制御部10は、スイッチング回路20の各スイッチング素子21〜24に対してスイッチング信号を出力する。本実施形態の制御部10は、いわゆるPWM−ICにより実現される。
The
<1−2.DC/DCコンバータの装置構成>
次に、電力変換装置1について、その装置構成を図2を参照しつつ説明する。図2は、電力変換装置1の斜視図である。図2において、接続用の部材および配線は、図示を省略している。
<1-2. Device configuration of DC / DC converter>
Next, the
図2に示すように、電力変換装置1は、図1に示す上記の回路構成に加えて、各部から発生する熱を発散させるための放熱部材として、ヒートシンク60を有する。
As shown in FIG. 2, in addition to the above-described circuit configuration shown in FIG. 1, the
ヒートシンク60は、板状の載置部61と、載置部61の下側に配置される複数の放熱フィン62と、載置部61の上面から上方へ向かって突出する接触部63とを有する。ヒートシンク60は、導電性を有する金属により形成されており、電気的に接地されている。
The
載置部61は、トランス30が載置される載置面610を有する。なお、載置面610は、載置部61の上面である。図2に示すように、載置面610は、略水平に拡がる略長方形の面である。ここで、図2に示すように、載置面610の長手方向をx方向、短手方向をy方向、x方向およびy方向に直交する上方向をz方向と称する。
The
複数の放熱フィン62は、載置部61の下面から下方へ向かって板状に延びる。本実施形態では、放熱フィン62は載置部61と一体に形成される。なお、放熱フィン62は、載置部61と繋がり、載置部61と熱的に接続されていれば(すなわち、載置部61との間で熱伝導可能であれば)、載置部61と別体の部材により形成されてもよい。
The plurality of
載置面610の略中央には、トランス30が載置されている。トランス30の(+x)方向には、スイッチング回路20が絶縁シート25を介して載置面610に載置されている。一方、トランス30の(−x)方向には、整流回路40および平滑回路50が絶縁シート42を介して載置面610に載置されている。
A
図3は、トランス30の分解者静である。図3に示すように、トランス30は、2つのコア部材71,72と、螺旋コイル部品73と、第1平板コイル部品74と、第2平板コイル部品75と、絶縁部品81〜84を有する。
FIG. 3 shows the disassembler of the
2つのコア部材71,72はそれぞれ、フェライトによりE字状に成形されている。2つのコア部材71,72が上下方向に重なることによりトランス30のコア33が構成される。
The two
上側のコア部材71は、y方向に延びる板状の上板部711と、上板部711のy方向の両端部から下方へ延びる2つの上側壁部712と、上板部711の下面略中央から下方に延びる上側柱状部713とを有する。下側のコア部材72は、y方向に延びる板状の下板部721と、下板部721のy方向の両端部から上方へ延びる2つの下側壁部722と、下板部721の上面略中央から上方に延びる下側柱状部723とを有する。
The
2つのコア部材71,72が重ねられると、2つの上側壁部712の下端面と、2つの下側壁部722の上端面とがそれぞれ接続される。また、上側柱状部713の下端面と下側柱状部723の上端面とが接続される。上側柱状部713および下側柱状部723により、上下に延びる略円柱状の柱状コア部331(図4参照)が構成される。
When the two
螺旋コイル部品73は、板状のバスバーを螺旋状に巻回して構成されるコイル部731と、コイル部731の両端から(−x)方向に延びる2つの入力部732を有する。コイル部731は、柱状コア部331を囲むように配置される。2つの入力部732は、接続用の部材および配線(図示省略)により、スイッチング回路20と接続される。コイル部731により、1次側コイル31が構成される。
The
第1平板コイル部品74は、第1起電部741、第1出力部742および第1接地部743を有する金属部品である。第1起電部741は、柱状コア部331を円弧状に囲み、載置面610に略平行に平板状に拡がる。第1起電部741により、2次側コイル32の第1巻線321が構成される。第1出力部742は、第1起電部741の一端から(−x)方向へ延びる板状の部位である。第1接地部743は、第1起電部741の他端から(−x)方向へ延びる板状の部位である。
The first flat
第2平板コイル部品75は、第2起電部751、第2出力部752および第2接地部753を有する金属部品である。第2起電部751は、柱状コア部331を円弧状に囲み、載置面610に略平行に平板状に拡がる。第2起電部751により、2次側コイル32の第2巻線322が構成される。第2出力部752は、第2起電部751の一端から(−x)方向へ延びる板状の部位である。第2接地部753は、第2起電部751の他端から(−x)方向へ延びる板状の部位である。
The second flat
第1出力部742および第2出力部752はそれぞれ、接続用の部材および配線(図示せず)により、整流回路40に接続される。
The
コア部材71,72、螺旋コイル部品73、第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75は、上下に重なって配置される。絶縁部品81〜84はそれぞれ、コア部材71,72、螺旋コイル部品73、第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75のうち、上下に隣り合う2部材の間に配置される。これにより、これらの部材間における導通を防止する。
The
第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75の上下にそれぞれ絶縁部品82〜85が配置されることにより、第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75の表面に絶縁塗装等の絶縁加工を施す必要が無い。このため、本実施形態の第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75は、絶縁塗装がなされていない。これにより、第1出力部742、第1接地部743、第2出力部752および第2接地部753の表面にも絶縁塗装がされていない。したがって、第1出力部742、第1接地部743、第2出力部752および第2接地部753と、それぞれの接続先との電気的接続を確保しやすい。
By arranging insulating
図3に示すように、トランス30は、下側のコア部材72、絶縁部品81、螺旋コイル部品73、絶縁部品82、第1平板コイル部品74、絶縁部品83、第2平板コイル部品75、絶縁部品84、そして上側のコア部材71の順に下から上へと組み立てられる。
As shown in FIG. 3, the
図4は、ヒートシンク60およびトランス30の(−x)方向から見た部分断面図である。図4においては、各絶縁部品81〜84は図示を省略している。図2および図4に示すように、ヒートシンク60は、載置面610から上方へ向かって突出する接触部63を有する。接触部63は、載置部61と一体に形成される。接触部63は、その上端部に、載置面610と略平行に拡がる第1接触面631および第2接触面632を有する。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the
第1接地部743の端部および第2接地部753の端部はそれぞれ、その下面が第1接触面631および第2接触面632と接触する。また、第1接地部743は、接触部63に対してねじ641により固定される。第2接地部753は、接触部63に対してねじ642により固定される。
The lower surface of the end of the
ヒートシンク60は接地されているため、第1接地部743および第2接地部753がそれぞれ接触部63に接触することにより、第1接地部743および第2接地部753は接地される。また、第1接地部743および第2接地部753が接触部63に接触することにより、第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75が直接ヒートシンク60に接触する。これにより、2次側コイル32である第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75のコイルから発生した熱がヒートシンク60を介して発散できる。
Since the
このように、2次側コイル32の接地とヒートシンクへの伝熱とを同時に行うことにより、2次側のコイルから発生した熱を効率よく発散できる。 As described above, by simultaneously performing the grounding of the secondary coil 32 and the heat transfer to the heat sink, the heat generated from the secondary coil can be efficiently dissipated.
また、第1接地部743および第2接地部753と、接触部63とを、面で接触させることにより、電気的接続および熱的接続をより確実なものとできる。
Further, the first and
図2および図4に示すように、第1接地部743の端部と第2接地部753の端部とは、上下方向(z方向)の位置が異なる。そのため、第1接触面631と第2接触面632も上下方向(z方向)の位置が異なる。本実施形態では、接触部63は、第1接触面631および第2接触面632により構成される段差部630を有する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the end of the
本実施形態では、このように、第1接触面631と第2接触面632との双方を有する単一の接触部63を設けている。これにより、第1接触面631を有する接触部63と、第2接触面を有する接触部63とが別々に設けられている場合と比べて、接触部のy方向の幅を大きくとれるため、接触部63の剛性を向上できる。また、第1接地部743と第2接地部753との双方を単一の接触部63に接続できるため、第1接地部743と第2接地部753との電気的な条件をより同一に近づけることができる。
Thus, in the present embodiment, a
なお、スペースや剛性が十分に得られる場合には、第1接触面631を有する接触部63と、第2接触面を有する接触部63とが、別々に設けられていてもよい。
When sufficient space and rigidity are obtained, the
本実施形態では、第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75は、いずれも、載置面610に略平行に拡がる平板状である。すなわち、平板コイル部品74,75はいずれも真っ平らな形状をしている。このため、第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75は、上下方向(z方向)への曲げ部を有しない。これにより、平板コイル部品74,75の成形工程を簡略化できる。また、平板コイル部品74,75全体としての寸法誤差を抑制できる。
In the present embodiment, each of the first
このため、第1出力部742および第1接地部743は、それぞれ、第1起電部741と同一平面上において、載置面610に略平行に拡がる平板状となっている。これにより、第1出力部742および第1接地部743がそれぞれ曲げ部を有している場合と比べて、第1出力部742および第1接地部743の寸法誤差を抑制できる。
Therefore, each of the
また、第2出力部752および第2接地部753は、それぞれ、第2起電部751と同一平面上において、載置面610に略平行に拡がる平板状となっている。これにより、第2出力部752および第2接地部753がそれぞれ曲げ部を有している場合と比べて、第2出力部752および第2接地部753の寸法誤差を抑制できる。
The
第1接地部743および第2接地部753の寸法誤差を抑制することにより、第1接地部743および第1接触面631と、第2接地部753および第2接触面632とをそれぞれ、より確実に面接触できる。すなわち、第1接地部743および第1接触面631と、第2接地部753および第2接触面632とをそれぞれ、より確実に電気的に接続できる。
By suppressing the dimensional error of the
本実施形態では、図2に示すように、第1平板コイル部品74および第2平板コイル部品75の各端子(第1出力部742、第1接地部743、第2出力部752、第2接地部753)は、y方向に配列されている。また、(−y)方向から(+y)方向に向かって第2出力部752、第1接地部743、第2接地部753、第1出力部742の順に配置されている。このように、上方から見て、第1接地部743および第2接地部753が、第1出力部742および第2出力部752の間に配置される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, each terminal of the first
第1接地部743および第2接地部753は、その下面が、上下に延びる接触部63と接触する。このため、第1接地部743および第2接地部753は、その周囲に余裕がなくてもよい。そのため、y方向において他の端子の間に配置されていてもよい。一方、第1出力部742および第2出力部752は、接続部材等を介して整流回路40と接続するため、接続しやすさを考慮して、4つの端子の両端に配置されるのが好ましい。
The lower surfaces of the
また、図3に示すように、第1平板コイル部品74と第2平板コイル部品75とは、表裏を反転させると、同一形状である。このように、第1平板コイル部品74と第2平板コイル部品75とを同一形状にすることにより、生産すべき部品の種類を抑制できる。また、トランス30の組み立て時に、左右対称に配置させやすい。すなわち、生産効率を向上できる。
Further, as shown in FIG. 3, the first
<2.変形例>
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されない。
<2. Modified example>
Although the exemplary embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
上記の実施形態では、1次側のコイルが板状のバスバーを螺旋状に巻回して構成されるコイルであったが、本発明はこれに限られない。1次側のコイルは、導線を巻回して形成されたコイルであってもよい。また、1次側のコイルは、上下に分割されてもよい。 In the above embodiment, the primary coil is a coil configured by spirally winding a plate-shaped bus bar, but the present invention is not limited to this. The coil on the primary side may be a coil formed by winding a conducting wire. Also, the coil on the primary side may be divided up and down.
また、上記の実施形態では、2次側のコイルである第1平板コイル部品および第2平板コイル部品がいずれも1次側のコイルの上方に配置されていたが、本発明はこの限りではない。第1平板コイル部品および第2平板コイル部品がいずれも1次側のコイルの下方に配置されてもよいし、第1平板コイル部品および第2平板コイル部品の一方が1次側のコイルの上方に配置され、他方が1次側のコイルの下方に配置されてもよい。また、1次側のコイルが分割される場合、分割した1次側のコイルの間に、第1平板コイル部品および第2平板コイル部品の一方または両方が配置されてもよい。 Moreover, in said embodiment, although the 1st flat coil component and 2nd flat coil component which are coils of secondary side were all arrange | positioned above the coil of primary side, this invention is not this limitation . Both the first flat coil component and the second flat coil component may be disposed below the coil on the primary side, or one of the first flat coil component and the second flat coil component may be on the upper side of the primary coil. The other may be arranged below the primary coil. When the primary side coil is divided, one or both of the first flat plate coil component and the second flat plate coil component may be arranged between the divided primary side coils.
また、上記の実施形態では、第1平板コイル部品の第1起電部と、第2平板コイル部品の第2起電部とが上下方向から見て同心状に重なって配置されたが、本発明はこれに限られない。第1起電部の中心と、第2起電部の中心とが、上下方向から見てずれて配置されてもよい。 Further, in the above embodiment, the first electromotive portion of the first flat coil component and the second electromotive portion of the second flat coil component are disposed concentrically as viewed in the vertical direction. The invention is not limited to this. The center of the first electromotive unit and the center of the second electromotive unit may be offset from each other as viewed in the vertical direction.
また、上記の実施形態では、第1平板コイル部品および第2平板コイル部品の各端子が、第1出力部、第2接地部、第1接地部、第2出力部の順に配置されるが、本発明はこれに限られない。 In the above embodiment, the terminals of the first flat coil component and the second flat coil component are disposed in the order of the first output unit, the second ground unit, the first ground unit, and the second output unit. The present invention is not limited to this.
また、上記の実施形態では、柱状コア部が略真円柱状であったが、本発明はこれに限られない。柱状コア部の形状は、楕円柱や六角柱、その他真円柱以外の柱状であってもよい。 Moreover, in said embodiment, although the columnar core part was a substantially right cylindrical shape, this invention is not limited to this. The shape of the columnar core portion may be an elliptic cylinder, a hexagonal cylinder, or a column other than a true cylinder.
また、上記の実施形態の電力変換装置はDC/DCコンバータであったが、本発明の構成をAC/DCコンバータ等の、トランスを有する他の電力変換装置に用いてもよい。AC/DCコンバータの場合、DC/DCコンバータの前段に整流平滑化を行うAC/DC変換部をさらに有していればよい。AC/DC変換部には交流電力が入力され、直流の中間電力を出力する。そして、DC/DCコンバータのDC/DC変換部には、当該中間電力が入力電力として入力され、直流の出力電力を出力する。 Moreover, although the power converter device of said embodiment was a DC / DC converter, you may use the structure of this invention for other power converter devices which have transformers, such as an AC / DC converter. In the case of the AC / DC converter, it is sufficient to further include an AC / DC conversion unit that performs rectification and smoothing in the front stage of the DC / DC converter. AC power is input to the AC / DC converter, and DC intermediate power is output. Then, the intermediate power is input as an input power to the DC / DC conversion unit of the DC / DC converter, and a DC output power is output.
また、電力変換装置の各部を実現するための具体的な回路構成については、図2に示された回路構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 The specific circuit configuration for realizing each part of the power conversion device may be different from the circuit configuration shown in FIG. 2. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.
1 電力変換装置
30 トランス
31 1次側コイル
32 2次側コイル
33 コア
60 ヒートシンク
61 載置部
62 放熱フィン
63 接触部
74 第1平板コイル部品
75 第2平板コイル部品
81,82,83,84,85 絶縁部品
331 柱状コア部
610 載置面
630 段差部
631 第1接触面
632 第2接触面
713 上側柱状部
723 下側柱状部
741 第1起電部
742 第1出力部
743 第1接地部
751 第2起電部
752 第2出力部
753 第2接地部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記変圧用トランスが載置される載置面を有するヒートシンクと、
を有し、
前記コアは、上下に延びる柱状コア部を有し、
前記1次側コイルは、前記柱状コア部を囲むコイル部を有し、
前記2次側コイルは、第1平板コイル部品と、第2平板コイル部品とを有し、
前記ヒートシンクは、
上面が前記載置面となる載置部と、
前記載置部と一体に形成され、前記載置面から上方へ向かって突出する接触部と、
前記載置部と熱的に接続される放熱フィンと、
を有し、
前記第1平板コイル部品は、
前記柱状コア部を円弧状に囲み、前記載置面に略平行に拡がる平板状の第1起電部と、
前記第1起電部の一端から延びる板状の第1出力部と、
前記第1起電部の他端から延びる板状の第1接地部と、
を有し、
前記第2平板コイル部品は、
前記柱状コア部を円弧状に囲み、前記載置面に略平行に拡がる平板状の第2起電部と、
前記第2起電部の一端から延びる板状の第2出力部と、
前記第2起電部の他端から延びる板状の第2接地部と、
を有し、
前記接触部は、
前記載置面に略平行に拡がり、前記第1接地部と接触する第1接触面と、
前記載置面に略平行に拡がり、前記第2接地部と接触する第2接触面と、
を有し、
前記第1接地部は、前記第1起電部と同一平面上において、前記載置面に略平行に拡がる平板状であり、
前記第2接地部は、前記第2起電部と同一平面上において、前記載置面に略平行に拡がる平板状である、電力変換装置。 A transformer for transformation comprising a primary coil, a secondary coil and a core;
A heat sink having a mounting surface on which the transformation transformer is mounted;
Have
The core has a columnar core portion extending up and down,
The primary coil has a coil portion surrounding the columnar core portion,
The secondary coil has a first flat coil component and a second flat coil component, and
The heat sink is
A mounting unit whose upper surface is the mounting surface,
A contact portion that is formed integrally with the mounting portion and protrudes upward from the mounting surface;
A radiation fin thermally connected to the mounting portion;
Have
The first flat coil component is
A flat plate-shaped first electromotive portion surrounding the columnar core portion in an arc shape and expanding substantially in parallel to the mounting surface;
A plate-like first output section extending from one end of the first electromotive section;
A plate-shaped first grounding portion extending from the other end of the first electromotive portion;
Have
The second flat coil component is
A flat plate-like second electromotive portion surrounding the columnar core portion in an arc shape and expanding substantially in parallel to the mounting surface;
A plate-shaped second output portion extending from one end of the second electromotive portion;
A plate-like second grounding portion extending from the other end of the second electromotive portion;
Have
The contact portion is
A first contact surface that extends substantially parallel to the placement surface and contacts the first grounding portion;
A second contact surface that extends substantially parallel to the placement surface and contacts the second grounding portion;
I have a,
The first ground portion is in the form of a flat plate that extends substantially in parallel to the mounting surface on the same plane as the first electromotive portion.
The power conversion device according to claim 1, wherein the second ground portion is a flat plate extending substantially in parallel to the mounting surface on the same plane as the second electromotive portion .
前記第1接地部の端部と前記第2接地部の端部とは、上下方向の位置が異なり、The end portion of the first grounding portion and the end portion of the second grounding portion have different vertical positions,
前記第1接触面と前記第2接触面とは、上下方向の位置が異なる段差部を構成する、電力変換装置。The said 1st contact surface and the said 2nd contact surface comprise the level | step-difference part from which the position of the up-down direction differs.
前記第1出力部は、前記第1起電部と同一平面上において、前記載置面に略平行に拡がる平板状であり、The first output portion is in the form of a flat plate that extends substantially parallel to the mounting surface on the same plane as the first electromotive portion.
前記第2出力部は、前記第2起電部と同一平面上において、前記載置面に略平行に拡がる平板状である、電力変換装置。The power conversion device according to claim 1, wherein the second output portion is a flat plate that extends substantially in parallel to the mounting surface on the same plane as the second electromotive portion.
前記第1平板コイル部品および前記第2平板コイル部品は、いずれも、前記載置面に略平行に拡がる平板状である、電力変換装置。 The power converter according to claim 1, wherein each of the first flat coil component and the second flat coil component has a flat plate shape extending substantially in parallel to the mounting surface.
前記第1平板コイル部品と前記第2平板コイル部品とは、上下に重なって配置され、The first flat coil component and the second flat coil component are disposed to overlap in the vertical direction,
前記第1平板コイル部品と前記第2平板コイル部品との間に、絶縁部品が配置される、電力変換装置。An electric power converter, wherein an insulation part is arranged between the first flat coil part and the second flat coil part.
前記第1平板コイル部品と前記第2平板コイル部品とは、同一形状である、電力変換装置。The power converter according to claim 1, wherein the first flat coil component and the second flat coil component have the same shape.
前記第1接地部および前記第2接地部は、前記第1出力部と前記第2出力部の間に配置される、電力変換装置。The power converter according to claim 1, wherein the first ground unit and the second ground unit are disposed between the first output unit and the second output unit.
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