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公開番号2024123333
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2023030644
出願日2023-03-01
発明の名称電源装置
出願人矢崎総業株式会社
代理人弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240905BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】変圧用のコイルを導電パターンで形成した場合に、電力を適正に供給することができる電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置1において、基板ユニットBUは、基材Bに形成される導電パターンであって第1磁気コアM1の周りに螺旋状に形成される第1コイル状パターンL1、及び、基材Bに形成される導電パターンであって第2磁気コアM2の周りに螺旋状に形成される第2コイル状パターンL2を含む。制御部は、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子をPWM制御する際に、第1コイル状パターンL1に供給される1周期当たりの電力量を当該第1コイル状パターンL1で許容可能な電力量とする周波数で第1スイッチング素子を制御し、かつ、第2コイル状パターンL2に供給される1周期当たりの電力量を当該第2コイル状パターンL2で許容可能な電力量とする周波数で第2スイッチング素子を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータと第２ＤＣ／ＤＣコンバータとが互いに並列に接続して設けられ直流電力の電圧を変圧するマルチフェーズ型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記マルチフェーズ型ＤＣ／ＤＣコンバータをＰＷＭ制御する制御部と、を備え、
前記マルチフェーズ型ＤＣ／ＤＣコンバータは、絶縁性を有する基材、磁性材料を含み前記基材に形成された第１貫通孔に設けられる第１磁気コア、前記基材に形成される導電パターンであって前記第１磁気コアの周りに螺旋状に形成される第１コイル状パターン、磁性材料を含み前記基材に形成された第２貫通孔に設けられる第２磁気コア、及び、前記基材に形成される導電パターンであって前記第２磁気コアの周りに螺旋状に形成される第２コイル状パターンを含み、前記第１コイル状パターン及び前記第２コイル状パターンが結合された結合コイル状パターンを構成する基板ユニットと、
前記第１コイル状パターンに流れる電流を通電又は遮断する第１スイッチング素子と、
前記第２コイル状パターンに流れる電流を通電又は遮断する第２スイッチング素子と、
前記第１コイル状パターン及び前記第２コイル状パターンから出力される直流電力を平滑化するコンデンサと、を含んで構成され、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１磁気コア、前記第１コイル状パターン、及び、前記第１スイッチング素子を含み、
前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２磁気コア、前記第２コイル状パターン、及び、前記第２スイッチング素子を含み、
前記制御部は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子を前記ＰＷＭ制御する際に、前記第１コイル状パターンに供給される１周期当たりの電力量を当該第１コイル状パターンで許容可能な電力量とする周波数で前記第１スイッチング素子を制御し、かつ、前記第２コイル状パターンに供給される１周期当たりの電力量を当該第２コイル状パターンで許容可能な電力量とする周波数で前記第２スイッチング素子を制御することを特徴とする電源装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記第１コイル状パターンは、一端が電源に接続され、他端が負荷部及びグランドに接続され、
前記第１スイッチング素子は、コイル側第１スイッチング素子、及び、コンデンサ側第１スイッチング素子を含み、
前記コイル側第１スイッチング素子は、前記第１コイル状パターンの前記他端と前記グランドとの間に設けられ、前記第１コイル状パターンと前記グランドとの間に流れる電流を通電又は遮断し、
前記コンデンサ側第１スイッチング素子は、前記第１コイル状パターンの前記他端と前記負荷部との間に設けられ、前記第１コイル状パターンと前記負荷部との間に流れる電流を通電又は遮断し、
前記第２コイル状パターンは、一端が電源に接続され、他端が前記負荷部及び前記グランドに接続され、
前記第２スイッチング素子は、コイル側第２スイッチング素子、及び、コンデンサ側第２スイッチング素子を含み、
前記コイル側第２スイッチング素子は、前記第２コイル状パターンの前記他端と前記グランドとの間に設けられ、前記第２コイル状パターンと前記グランドとの間に流れる電流を通電又は遮断し、
前記コンデンサ側第２スイッチング素子は、前記第２コイル状パターンの前記他端と前記負荷部との間に設けられ、前記第２コイル状パターンと前記負荷部との間に流れる電流を通電又は遮断し、
前記コンデンサは、前記コンデンサ側第１スイッチング素子及び前記コンデンサ側第２スイッチング素子と前記負荷部との間に設けられ、前記負荷部に出力される直流電力を平滑化する請求項１に記載の電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電源装置として、例えば、特許文献１には、マルチフェーズ方式のＤＣ／ＤＣコンバータが記載されている。このＤＣ／ＤＣコンバータは、導体パターンにより積層基板に形成された結合コイルと、積層基板に設けられたコアとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１６／１３６６５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１に記載のマルチフェーズ方式のＤＣ／ＤＣコンバータは、導体パターンにより結合コイルを形成しているため、例えば、導電線により結合コイルを形成した場合と同じように電力を供給すると、導体パターンで形成された結合コイルが供給電力を許容できないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、結合コイルを導電パターンで形成した場合に、電力を適正に供給することができる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電源装置は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータと第２ＤＣ／ＤＣコンバータとが互いに並列に接続して設けられ直流電力の電圧を変圧するマルチフェーズ型ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記マルチフェーズ型ＤＣ／ＤＣコンバータをＰＷＭ制御する制御部と、を備え、前記マルチフェーズ型ＤＣ／ＤＣコンバータは、絶縁性を有する基材、磁性材料を含み前記基材に形成された第１貫通孔に設けられる第１磁気コア、前記基材に形成される導電パターンであって前記第１磁気コアの周りに螺旋状に形成される第１コイル状パターン、磁性材料を含み前記基材に形成された第２貫通孔に設けられる第２磁気コア、及び、前記基材に形成される導電パターンであって前記第２磁気コアの周りに螺旋状に形成される第２コイル状パターンを含み、前記第１コイル状パターン及び前記第２コイル状パターンが結合された結合コイル状パターンを構成する基板ユニットと、前記第１コイル状パターンに流れる電流を通電又は遮断する第１スイッチング素子と、前記第２コイル状パターンに流れる電流を通電又は遮断する第２スイッチング素子と、前記第１コイル状パターン及び前記第２コイル状パターンから出力される直流電力を平滑化するコンデンサと、を含んで構成され、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１磁気コア、前記第１コイル状パターン、及び、前記第１スイッチング素子を含み、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２磁気コア、前記第２コイル状パターン、及び、前記第２スイッチング素子を含み、前記制御部は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子を前記ＰＷＭ制御する際に、前記第１コイル状パターンに供給される１周期当たりの電力量を当該第１コイル状パターンで許容可能な電力量とする周波数で前記第１スイッチング素子を制御し、かつ、前記第２コイル状パターンに供給される１周期当たりの電力量を当該第２コイル状パターンで許容可能な電力量とする周波数で前記第２スイッチング素子を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電源装置は、スイッチング素子を相対的に高い周波数で制御することで周期を短くすることができ、周期を短くすることで１周期当たりの電力量を小さくすることができる。これにより、電源装置は、受動素子（コンデンサ）の１周期当たりに扱う電力量を、コイル状パターンでも許容可能な電力量まで下げることができる。これにより、電源装置は、コイル状パターン及び磁気コアによって結合コイル状パターンを構成することができる。この結果、電源装置は、電力を適正に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係るマルチフェーズ型ＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す斜視図である。
図２は、実施形態に係るマルチフェーズ型ＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す断面図である。
図３は、実施形態に係る電源装置の構成例を示す回路図である。
図４は、実施形態に係る電源装置の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１０】
図面を参照しながら実施形態に係る電源装置１について説明する。以下の説明では、互いに交差する第１方向、第２方向、及び、第３方向のうち、第１方向を「幅方向Ｘ」といい、第２方向を「奥行き方向Ｙ」といい、第３方向を「軸線方向Ｚ」という。ここでは、幅方向Ｘと奥行き方向Ｙと軸線方向Ｚとは、相互に交差し、典型的には直交する。幅方向Ｘは、基材Ｂの幅に沿う方向に相当する。奥行き方向Ｙは、基材Ｂの奥行きに沿う方向に相当する。軸線方向Ｚは、第１コイル状パターンＬ１の軸線Ｚ１及び第２コイル状パターンＬ２の軸線Ｚ２に沿う方向である。
（【００１１】以降は省略されています）

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