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公開番号2025152981
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055202
出願日2024-03-29
発明の名称電力変換器、多脚トランス、充電装置及び車両
出願人株式会社GSユアサ
代理人個人,個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20251002BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数のLLC共振コンバータがそれぞれ備える磁気部品を小型化できる電力変換器を提供する。
【解決手段】電力変換器は、トランスを有するLLC回路をN個(Nは2以上の自然数)備える。N個のLLC回路のトランスは、ギャップを有する中脚43がX方向及びZ方向にマトリックス状に配置された多脚トランス30に統合されている。多脚トランス30において、列方向に隣り合う中脚43には、発生する磁束の向きが逆になるようにトランスの一次巻線Pa_n、一次巻線Pb_nが巻かれている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
トランスを有するＬＬＣ共振コンバータをＮ個（Ｎは２以上の自然数）備えた電力変換器であって、
Ｎ個の前記ＬＬＣ共振コンバータの前記トランスは、ギャップを有する中脚が行方向及び列方向にマトリックス状に配置された多脚トランスに統合され、
前記多脚トランスにおいて、前記行方向と前記列方向との少なくともいずれか一方に隣り合う前記中脚には、発生する磁束の向きが逆になるように前記トランスの一次巻線が巻かれている電力変換器。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記多脚トランスにおいて、前記行方向及び前記列方向に隣り合う前記中脚には、発生する磁束の向きが逆になるように前記トランスの一次巻線が巻かれている請求項１記載の電力変換器。
【請求項３】
トランスを有するＬＬＣ共振コンバータをＮ個（Ｎは２以上の自然数）備えた電力変換器であって、
Ｎ個の前記ＬＬＣ共振コンバータの前記トランスは、ギャップを有する中脚が行方向及び列方向にマトリックス状に配置された多脚トランスに統合され、
前記トランスは、直列に接続された第１の一次巻線と第２の一次巻線とを備え、
前記多脚トランスにおいて、前記列方向に隣り合う前記中脚には、前記第１の一次巻線と前記第２の一次巻線とが発生する磁束の向きが逆になるように巻かれている電力変換器。
【請求項４】
Ｎ個の前記ＬＬＣ共振コンバータを３６０°/Ｎの位相差を有するＮ相のマルチフェーズで動作させる制御部を備え、
前記多脚トランスは、Ｎ行及び２列にマトリックス状に配置された前記中脚を備え、
前記列方向に配置された２本の前記中脚には、同一相の前記第１の一次巻線と前記第２の一次巻線とが磁束発生の向きが逆になるように巻かれ、
前記行方向に配置されたＮ本の前記中脚には、異なる相の前記第１の一次巻線及び前記第２の一次巻線が巻かれている請求項３記載の電力変換器。
【請求項５】
蓄電池を充電する充電装置であって、
直流電圧を、前記蓄電池を充電する出力電圧に変換する請求項１に記載の電力変換器を備える充電装置。
【請求項６】
蓄電池が搭載された車両であって、
車外からの供給電力を、前記蓄電池を充電する出力電圧に変換する請求項１に記載の電力変換器を備える車両。
【請求項７】
ギャップを有する中脚が行方向及び列方向にマトリックス状に配置され、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のＬＬＣ共振コンバータのそれぞれのトランスを統合した多脚トランスであって、
前記行方向と前記列方向との少なくともいずれか一方に隣り合う前記中脚には、発生する磁束の向きが逆になるように前記トランスの一次巻線が巻かれている多脚トランス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧を所望の出力電圧に変換する電力変換器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車等に搭載された蓄電池（バッテリー）を充電する充電装置は、大電力化が求められている。大電力化を実現する電力変換器は、相数（動作フェーズ数）のＬＬＣ共振コンバータを、位相をずらして駆動するマルチフェーズ型の電力変換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６６９６６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＬＣ共振コンバータは、共振インダクタやトランスを磁気部品として備える。磁気部品は、他の部品に比べて損失割合や専有割合が大きく、複数のＬＬＣ共振コンバータを備える電力変換器の小型化を進める上で、阻害要因になっている。
【０００５】
本発明の一態様は、複数のＬＬＣ共振コンバータがそれぞれ備える磁気部品を小型化できる電力変換器、多脚トランス、充電装置及び車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る電力変換器は、トランスを有するＬＬＣ共振コンバータをＮ個（Ｎは２以上の自然数）備える。Ｎ個のＬＬＣ共振コンバータのトランスは、ギャップを有する中脚が行方向及び列方向にマトリックス状に配置された多脚トランスに統合される。多脚トランスにおいて、行方向と列方向との少なくともいずれか一方に隣り合う中脚には、発生する磁束の向きが逆になるようにトランスの一次巻線が巻かれている。
本発明の一態様に係る電力変換器は、トランスを有するＬＬＣ共振コンバータをＮ個（Ｎは２以上の自然数）備える。Ｎ個のＬＬＣ共振コンバータのトランスは、ギャップを有する中脚が行方向及び列方向にマトリックス状に配置された多脚トランスに統合される。トランスは、直列に接続された第１の一次巻線と第２の一次巻線とを備える。多脚トランスにおいて、列方向に隣り合う中脚には、第１の一次巻線と第２の一次巻線とが発生する磁束の向きが逆になるように巻かれている。
本発明の一態様に係る多脚トランスは、ギャップを有する中脚が行方向及び列方向にマトリックス状に配置される。多脚トランスは、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のＬＬＣ共振コンバータのそれぞれのトランスを統合する。行方向と列方向との少なくともいずれか一方に隣り合う中脚には、発生する磁束の向きが逆になるようにトランスの一次巻線が巻かれている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数のＬＬＣ共振コンバータがそれぞれ備えるトランスを多脚トランスとして統合し、多脚トランスの大きな漏れインダクタンスを共振インダクタとして用いることができるため、複数のＬＬＣ共振コンバータがそれぞれ備える磁気部品を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
電力変換器の充電装置としての使用例を示す図である。
電力変換器の構成例を示す図である。
制御部が出力する駆動信号を示す図である。
ＨＶＤＣ入力対応のフルブリッジ回路の構成例を示す図である。
多脚トランスの磁気コアの構成例を示す図である。
多脚トランスの巻線配置を示す図である。
多脚トランスを簡略化した回路図である。
多脚トランスの動作を説明する図である。
電力変換器の他の構成例を示す図である。
電力変換器の他の構成例を示す図である。
電力変換器の他の構成例を示す図である。
図１１に示す多脚トランスの鉄損削減効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００１０】
本実施の形態の電力変換器１は、図１を参照すると、電気自動車等の車両２に搭載された蓄電池３（バッテリー）を充電する充電装置として用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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