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公開番号2025123868
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-25
出願番号2024019612
出願日2024-02-13
発明の名称変圧器、および電力変換装置
出願人本田技研工業株式会社,学校法人東京理科大学
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20250818BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】1つの電源から複数の負荷への電力伝送を独立して制御するために、より単純な構成で高効率に電力変換することが可能な技術を提供する。
【解決手段】変圧器は、複数の柱部、前記複数の柱部の一端同士を連結する第1連結部、および前記複数の柱部の他端同士を連結する第2連結部を有するコアと、第1一次側巻線が接続された第1入力ポートと、第2一次側巻線が接続された第2入力ポートと、第1二次側巻線と第2二次側巻線とが直列接続された第1出力ポートと、第3二次側巻線と第4二次側巻線とが直列接続された第2出力ポートと、を備え、前記複数の柱部は、前記第1一次側巻線および前記第3二次側巻線が第1極性で設けられた第1柱と、前記第2一次側巻線および前記第4二次側巻線が前記第1極性と逆の第2極性で設けられた第2柱と、前記第1二次側巻線および前記第2二次側巻線が前記第1極性で設けられた第3柱と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の柱部、前記複数の柱部の一端同士を連結する第１連結部、および前記複数の柱部の他端同士を連結する第２連結部を有するコアと、
第１一次側巻線が接続された第１入力ポートと、
第２一次側巻線が接続された第２入力ポートと、
第１二次側巻線と第２二次側巻線とが直列接続された第１出力ポートと、
第３二次側巻線と第４二次側巻線とが直列接続された第２出力ポートと、
を備え、
前記複数の柱部は、前記第１一次側巻線および前記第３二次側巻線が第１極性で設けられた第１柱と、前記第２一次側巻線および前記第４二次側巻線が前記第１極性と逆の第２極性で設けられた第２柱と、前記第１二次側巻線および前記第２二次側巻線が前記第１極性で設けられた第３柱と、を含む、
ことを特徴とする変圧器。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記コアにおける前記複数の柱部は、一方向に沿って延びるようにそれぞれ配置され、且つ、互いに対して離隔されている、ことを特徴とする請求項１に記載の変圧器。
【請求項３】
前記第１入力ポートへの入力と前記第２入力ポートへの入力との位相差に応じて、前記第１出力ポートと前記第２出力ポートとの出力比率が変化する、ことを特徴とする請求項１に記載の変圧器。
【請求項４】
前記第１入力ポートおよび前記第２入力ポートへの入力のデューティ比または動作周波数に応じて、前記第１出力ポートおよび前記第２出力ポートからの出力の大きさが変化する、ことを特徴とする請求項１に記載の変圧器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の変圧器を備える電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器、および電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池に関する研究開発が行われている。１つの電源から複数の機器（負荷）に電力伝送を行う場合、複数の機器への電力伝送を制御するために複数のＤＣ／ＤＣコンバータを接続する方法が考えられる。非特許文献１には、各コンバータの出力側（二次側）に複数のアクティブスイッチ素子を設けて各出力ポートの電力制御を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
L. Wang, H. Wang, B. Xue and M. Zhou,「H5-Bridge-Based Single-Input-Dual-Output LLC Converter With Wide Output Voltage Range」, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 69, no. 7, pp. 7008-7018, July 2022
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に提案されているようにフルブリッジ構成のＬＬＣコンバータを用いると、少なくとも８個のアクティブスイッチ素子（アクティブパワーデバイス）が必要となる。また、蓄電池のような出力電力に制限がある電源を用いる場合、各コンバータの定格を電源の定格に合わせる必要があるため、設備利用率の低下を招きうる。
【０００５】
そこで、本発明は、１つの電源から複数の負荷への電力伝送を、効率低下を抑制しつつ簡素な構成で電力変換することが可能な技術を提供することを目的とする。そして、延いてはエネルギー効率の改善に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての変圧器は、複数の柱部、前記複数の柱部の一端同士を連結する第１連結部、および前記複数の柱部の他端同士を連結する第２連結部を有するコアと、第１一次側巻線が接続された第１入力ポートと、第２一次側巻線が接続された第２入力ポートと、第１二次側巻線と第２二次側巻線とが直列接続された第１出力ポートと、第３二次側巻線と第４二次側巻線とが直列接続された第２出力ポートと、を備え、前記複数の柱部は、前記第１一次側巻線および前記第３二次側巻線が第１極性で設けられた第１柱と、前記第２一次側巻線および前記第４二次側巻線が前記第１極性と逆の第２極性で設けられた第２柱と、前記第１二次側巻線および前記第２二次側巻線が前記第１極性で設けられた第３柱と、を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、１つの電源から複数の負荷への電力伝送を、効率低下を抑制しつつ簡素な構成で電力変換することが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明に係る一実施形態の電力変換装置の構成例を示す回路図
本発明に係る一実施形態の変圧器ユニットの構成例を示す模式図
変圧器ユニットのコア内に生じる磁束を説明するための図
位相差φ
ＡＢ
を０ｒａｄとした場合における各入力ポートへの入力および各出力ポートからの出力を示す図
位相差φ
ＡＢ
をπｒａｄとした場合における各入力ポートへの入力および各出力ポートからの出力を示す図
電力変換装置の第１動作例を示す図
電力変換装置の第２動作例を示す図
電力変換装置の各ポートの入出力制御を説明するための概念図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内での構成の変更や変形も含む。また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、その説明を省略する。
【００１０】
本発明に係る一実施形態の電力変換装置１００について説明する。本実施形態の電力変換装置１００は、１つの電源Ｄ１から複数の負荷Ｄ２（機器）に電力を伝送するための電圧変換（ＤＣ／ＤＣ変換）を行う絶縁型コンバータであり、１つの電源Ｄ１から複数の負荷Ｄ２への電力伝送を半独立的に行うことができるように構成される。以下では、複数の負荷Ｄ２として、第１負荷Ｄ２ａおよび第２負荷Ｄ２ｂを例示して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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