JP6219086B2 - Inductor device and power supply device - Google Patents
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Description
本発明は、インダクタ装置および電源装置に関する。 The present invention relates to an inductor device and a power supply device.
従来、磁気コアの磁路に設けられた磁気ギャップに永久磁石を配置し、直流重畳によって直流磁界を打ち消すことが提案されている。例えば、特許文献１には、コアに巻かれたコイルが作る磁界とは逆向きに着磁されている薄板磁石をコアギャップ部に配置するインダクタ部品が開示されている。このように、薄板磁石を配置することにより、薄板磁石を配置する前よりも、一定のインダクタを維持できる最大の電流である飽和電流を大きくすることができる。
Conventionally, it has been proposed to arrange a permanent magnet in a magnetic gap provided in a magnetic path of a magnetic core and cancel a DC magnetic field by DC superposition. For example,
しかし、上記特許文献１のインダクタ部品では、コイルに流れる電流が反転した場合、その電流がコイルに生成する磁束の向きと薄板磁石がコイルに生成する磁束の向きが同じになる。これにより、電流がコイルに生成し得る最大の磁束密度は、飽和磁束密度から薄板磁石がコイルに生成する磁束密度を差分した磁束密度になる。その結果、コイルに流れる電流が反転した場合、薄板磁石を配置する前よりも、電流がコイルに生成し得る最大の磁束密度が小さくなるので、飽和電流が小さくなってしまう問題がある。
However, in the inductor component of
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、コイルに流れる電流の向きに関わらず、飽和電流を大きくすることを可能とするインダクタ装置および電源装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an inductor device and a power supply device that can increase the saturation current regardless of the direction of the current flowing through the coil.
本発明の一態様に係るインダクタ装置は、
閉磁路のコアと、
前記コアに巻かれている主巻線と、
前記コアに巻かれている補助巻線と、
前記主巻線に流れる電流が前記コアに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成するように、前記補助巻線に電流を流す駆動部と、
を備える。
An inductor device according to an aspect of the present invention includes:
A closed magnetic core,
A main winding wound around the core;
An auxiliary winding wound around the core;
A drive unit for causing a current to flow in the auxiliary winding such that a current flowing in the main winding generates a magnetic flux in a direction opposite to a direction of a magnetic flux generated in the core;
Is provided.
本発明の一態様は、上記インダクタ装置において、
前記駆動部は、前記補助巻線に所定の大きさの電流を流す。
One aspect of the present invention is the above inductor device,
The driving unit supplies a current having a predetermined magnitude to the auxiliary winding.
本発明の一態様は、上記インダクタ装置において、
前記所定の大きさは、前記補助巻線に電流が流れていない場合に、前記コアに飽和磁束密度を生成するときに前記主巻線に流れる電流の大きさ以下である。
One aspect of the present invention is the above inductor device,
The predetermined magnitude is equal to or less than the magnitude of the current flowing through the main winding when a saturation magnetic flux density is generated in the core when no current flows through the auxiliary winding.
本発明の一態様は、上記インダクタ装置において、
前記コアは、磁路上にギャップを有さない。
One aspect of the present invention is the above inductor device,
The core has no gap on the magnetic path.
本発明の一態様に係る電源装置は、
閉磁路のコアと、
前記コアに巻かれている主巻線と、
前記コアに巻かれている補助巻線と、
前記主巻線に流れる電流が前記コアに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成するように、前記補助巻線に電流を流す駆動部と、
前記主巻線に電流または電圧を供給する電源と、
を備える。
A power supply device according to one embodiment of the present invention includes:
A closed magnetic core,
A main winding wound around the core;
An auxiliary winding wound around the core;
A drive unit for causing a current to flow in the auxiliary winding such that a current flowing in the main winding generates a magnetic flux in a direction opposite to a direction of a magnetic flux generated in the core;
A power supply for supplying current or voltage to the main winding;
Is provided.
本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記主巻線に流れる電流の向きを制御し、前記電流の向きに応じた指令を前記駆動部へ出力する制御部を更に備え、
前記駆動部は、前記制御部が出力した指令に基づいて前記補助巻線に電流を流す。
One embodiment of the present invention is the above power supply device,
Further comprising a control unit for controlling the direction of the current flowing through the main winding and outputting a command corresponding to the direction of the current to the drive unit;
The drive unit causes a current to flow through the auxiliary winding based on a command output from the control unit.
本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記主巻線に流れる電流を検出する電流検出部を更に備え、
前記駆動部は、前記電流検出部が検出した電流の向きに応じた向きに、前記補助巻線に電流を流す。
One embodiment of the present invention is the above power supply device,
A current detection unit for detecting a current flowing through the main winding;
The drive unit causes a current to flow through the auxiliary winding in a direction corresponding to the direction of the current detected by the current detection unit.
本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記駆動部は、前記補助巻線に所定の大きさの電流を流す。
One embodiment of the present invention is the above power supply device,
The driving unit supplies a current having a predetermined magnitude to the auxiliary winding.
本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記所定の大きさは、前記補助巻線に電流が流れていない場合に、前記コアに飽和磁束密度を生成するときに前記主巻線に流れる電流の大きさ以下である。
One embodiment of the present invention is the above power supply device,
The predetermined magnitude is equal to or less than the magnitude of the current flowing through the main winding when a saturation magnetic flux density is generated in the core when no current flows through the auxiliary winding.
本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記コアは、磁路上にギャップを有さない。
One embodiment of the present invention is the above power supply device,
The core has no gap on the magnetic path.
したがって、本発明の一態様に係るインダクタ装置は、主巻線に流れる電流の向きによらず、主巻線の電流がコアに生成する磁束の方向に対して、反対方向の磁束が補助巻線の電流により生成される。そのため、主巻線の電流がコアに生成する磁束が一部、補助巻線の電流がコアに生成する磁束によって打ち消されるため、補助巻線に電流を流さない場合と比較して、主巻線の電流がコアに生成できる磁束の最大値を大きくすることができる。よって、補助巻線に電流を流さない場合と比較して、主巻線に流せる飽和電流を大きくすることができる。したがって、本発明の一態様に係るインダクタ装置は、主巻線に流れる電流の向きによらず、主巻線の飽和電流を大きくとることができる。別の観点からいえば、補助巻線に所定の電流を流すことで、主巻線がコアに形成する磁束のダイナミックレンジを広げることができる。このため、コアの断面積を小さくしたとしても、補助巻線に電流を流さない場合と同じ飽和電流を維持することができる。このように、飽和電流をある一定値にしたまま、コアの断面積を小さくすることができるので、コアを小型化することができる。そのため、コアを備えるインダクタ装置を小型化することができる。 Therefore, in the inductor device according to one aspect of the present invention, the magnetic flux in the opposite direction to the direction of the magnetic flux generated in the core by the current in the main winding is independent of the direction of the current flowing in the main winding. Generated by the current. Therefore, part of the magnetic flux generated in the core by the current of the main winding is canceled out by the magnetic flux generated in the core of the auxiliary winding. The maximum value of the magnetic flux that can be generated in the core can be increased. Therefore, the saturation current that can be passed through the main winding can be increased as compared with the case where no current is passed through the auxiliary winding. Therefore, the inductor device according to one embodiment of the present invention can increase the saturation current of the main winding regardless of the direction of the current flowing through the main winding. From another point of view, the dynamic range of the magnetic flux formed in the core by the main winding can be expanded by passing a predetermined current through the auxiliary winding. For this reason, even if the cross-sectional area of the core is reduced, it is possible to maintain the same saturation current as when no current is passed through the auxiliary winding. As described above, since the cross-sectional area of the core can be reduced while keeping the saturation current at a certain value, the core can be reduced in size. Therefore, the inductor device including the core can be reduced in size.
また、本発明の一態様に係る電源装置は、主巻線に流れる電流の向きによらず、主巻線の電流がコアに生成する磁束の方向に対して、反対方向の磁束が補助巻線の電流により生成される。そのため、主巻線の電流がコアに生成する磁束が一部、補助巻線の電流がコアに生成する磁束によって打ち消されるため、補助巻線に電流を流さない場合と比較して、主巻線の電流がコアに生成できる磁束の最大値を大きくすることができる。よって、補助巻線に電流を流さない場合と比較して、主巻線に流せる飽和電流を大きくすることができる。したがって、本発明の一態様に係る電源装置は、主巻線に流れる電流の向きによらず、主巻線の飽和電流を大きくとることができる。別の観点からいえば、補助巻線に所定の電流を流すことで、主巻線がコアに形成する磁束のダイナミックレンジを広げることができる。このため、コアの断面積を小さくしたとしても、補助巻線に電流を流さない場合と同じ飽和電流を維持することができる。このように、飽和電流をある一定値にしたまま、コアの断面積を小さくすることができるので、コアを小型化することができる。そのため、コアを備える電源装置を小型化することができる。 In the power supply device according to one embodiment of the present invention, the magnetic flux in the direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core by the current in the main winding is independent of the direction of the current flowing in the main winding. Generated by the current. Therefore, part of the magnetic flux generated in the core by the current of the main winding is canceled out by the magnetic flux generated in the core of the auxiliary winding. The maximum value of the magnetic flux that can be generated in the core can be increased. Therefore, the saturation current that can be passed through the main winding can be increased as compared with the case where no current is passed through the auxiliary winding. Therefore, the power supply device according to one embodiment of the present invention can increase the saturation current of the main winding regardless of the direction of the current flowing through the main winding. From another point of view, the dynamic range of the magnetic flux formed in the core by the main winding can be expanded by passing a predetermined current through the auxiliary winding. For this reason, even if the cross-sectional area of the core is reduced, it is possible to maintain the same saturation current as when no current is passed through the auxiliary winding. As described above, since the cross-sectional area of the core can be reduced while keeping the saturation current at a certain value, the core can be reduced in size. Therefore, a power supply device provided with a core can be reduced in size.
以下、本発明に係る各実施形態について図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るインダクタ装置１は、閉磁路のコアＣＯと、コアＣＯに巻かれている主巻線Ｌ１と、コアＣＯに巻かれている補助巻線Ｌ２と、補助巻線Ｌ２の一端と他端とが接続された駆動部ＤＲＶとを備える。本実施形態において、一例として、コアＣＯは、磁路上にギャップを有さない。これにより、磁束が周囲に漏れ出すことを防ぐことができるので、漏れ磁束に起因するノイズを周囲のデバイスに生じさせないようにすることができる。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
主巻線Ｌ１に矢印Ａ１の向きの電流が流れると、コアＣＯの内部に矢印Φ１の向きの磁束が形成される。駆動部ＤＲＶは、コアＣＯの内部に矢印Φ１の向きとは反対に向きである矢印Φ２の向きに磁束を形成するように、補助巻線Ｌ２に矢印Ａ２の向きの電流を供給する。このように、駆動部ＤＲＶは、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成するように、補助巻線Ｌ２に電流を流す。その際、駆動部ＤＲＶは、補助巻線Ｌ２に所定の大きさの電流を流す。ここで、所定の大きさは、補助巻線Ｌ２に電流が流れていない場合に、コアＣＯに飽和磁束密度を生成するときに主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさ以下である。より好ましくは、所定の大きさは、補助巻線Ｌ２に電流が流れていない場合に、コアＣＯに飽和磁束密度を生成するときに主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさである。 When a current in the direction of arrow A1 flows through the main winding L1, a magnetic flux in the direction of arrow Φ1 is formed inside the core CO. The drive unit DRV supplies a current in the direction of the arrow A2 to the auxiliary winding L2 so that a magnetic flux is formed in the core CO in the direction of the arrow Φ2 that is opposite to the direction of the arrow Φ1. In this way, the drive unit DRV causes a current to flow through the auxiliary winding L2 such that the current flowing through the main winding L1 generates a magnetic flux in a direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core CO. At that time, the drive unit DRV causes a current of a predetermined magnitude to flow through the auxiliary winding L2. Here, the predetermined magnitude is equal to or less than the magnitude of the current flowing through the main winding L1 when the saturation magnetic flux density is generated in the core CO when no current flows through the auxiliary winding L2. More preferably, the predetermined magnitude is the magnitude of the current that flows in the main winding L1 when a saturation magnetic flux density is generated in the core CO when no current flows in the auxiliary winding L2.
続いて、本実施形態において、インダクタンス値Ｌと主巻線Ｌ１に流れる電流Ｉ１との関係と、コアＣＯの磁束密度Ｂと磁界Ｈとの関係の一例について説明する。 Subsequently, in this embodiment, an example of the relationship between the inductance value L and the current I1 flowing through the main winding L1 and the relationship between the magnetic flux density B of the core CO and the magnetic field H will be described.
図２（Ａ）に示すように、主巻線Ｌ１に流れる電流Ｉ１が０から飽和電流Ｉｍａｘまでの範囲で一定のインダクタンス値を示す。ここで、飽和電流は、一定のインダクタを維持できる最大の電流である。 As shown in FIG. 2A, the current I1 flowing through the main winding L1 exhibits a constant inductance value in the range from 0 to the saturation current Imax. Here, the saturation current is the maximum current that can maintain a constant inductor.
一例として、補助巻線Ｌ２には、予め所定の電流が流れており、補助巻線Ｌ２の周りに−Ｈ０の磁界が発生することを前提とする。図２（Ｂ）に示すように、主巻線Ｌ１に流れる電流Ｉ１が０の場合、点Ｐ１に示すように、磁界の値は−Ｈ０で、磁束密度は−Ｂ０である。主巻線Ｌ１に流れる電流Ｉ１がＩｍａｘの場合、点Ｐ２に示すように、磁界の値は＋Ｈ１で、磁束密度は＋Ｂ１である。 As an example, it is assumed that a predetermined current flows in advance in the auxiliary winding L2, and a magnetic field of −H0 is generated around the auxiliary winding L2. As shown in FIG. 2B, when the current I1 flowing through the main winding L1 is 0, the value of the magnetic field is −H0 and the magnetic flux density is −B0, as indicated by a point P1. When the current I1 flowing through the main winding L1 is Imax, the value of the magnetic field is + H1 and the magnetic flux density is + B1, as indicated by a point P2.
これにより、図２（Ｂ）に示すように、インダクタ装置１の磁束密度のダイナミックレンジΔＢ１（＝Ｂ１＋Ｂ０）は、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合のインダクタ装置１の磁束密度のダイナミックレンジΔＢ０（＝Ｂ１）より大きい。よって、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きが図１の矢印Ａ１の場合に、補助巻線Ｌ２に所定の電流を流すことで、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合よりも、磁束密度のダイナミックレンジを大きくすることができる。それに伴い、補助巻線Ｌ２に所定の電流を流すことで、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合よりも、飽和電流Ｉｍａｘを大きくすることができる。
Thereby, as shown in FIG. 2B, the dynamic range ΔB1 (= B1 + B0) of the magnetic flux density of the
図３（Ａ）に示すように、主巻線Ｌ１に流れる電流Ｉ１が飽和電流Ｉｍｉｎから０までの範囲で一定のインダクタンス値を示す。 As shown in FIG. 3A, the current I1 flowing through the main winding L1 exhibits a constant inductance value in the range from the saturation current Imin to 0.
一例として、補助巻線Ｌ２には、予め所定の電流が流れており、補助巻線Ｌ２の周りに＋Ｈ０の磁界が発生することを前提とする。図３（Ｂ）に示すように、主巻線Ｌ１に流れる電流Ｉ１が０の場合、点Ｐ３に示すように、磁界の値は＋Ｈ０で、磁束密度は＋Ｂ０である。主巻線Ｌ１に流れる電流Ｉ１がＩｍｉｎの場合、点Ｐ４に示すように、磁界の値は−Ｈ１で、磁束密度は−Ｂ１である。 As an example, it is assumed that a predetermined current flows through the auxiliary winding L2 in advance, and a magnetic field of + H0 is generated around the auxiliary winding L2. As shown in FIG. 3B, when the current I1 flowing through the main winding L1 is 0, the magnetic field value is + H0 and the magnetic flux density is + B0, as indicated by a point P3. When the current I1 flowing through the main winding L1 is Imin, the value of the magnetic field is −H1 and the magnetic flux density is −B1, as indicated by a point P4.
これにより、図３（Ｂ）に示すように、インダクタ装置１の磁束密度のダイナミックレンジΔＢ２（＝Ｂ０＋Ｂ１）は、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合のインダクタ装置１の磁束密度のダイナミックレンジΔＢ０（＝Ｂ１）より大きい。よって、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きが図１の矢印Ａ１と逆向きの場合に、補助巻線Ｌ２に所定の電流を流すことで、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合よりも、磁束密度のダイナミックレンジを大きくすることができる。それに伴い、補助巻線Ｌ２に所定の電流を流すことで、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合よりも、飽和電流Ｉｍａｘを大きくすることができる。
Thereby, as shown in FIG. 3B, the dynamic range ΔB2 (= B0 + B1) of the magnetic flux density of the
このように、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きが図１の矢印Ａ１の向きであっても、矢印Ａ１の向きと逆向きであっても、飽和電流Ｉｍａｘを大きくすることができる。すなわち、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きによらず、飽和電流Ｉｍａｘを大きくすることができる。 Thus, the saturation current Imax can be increased regardless of whether the direction of the current flowing through the main winding L1 is the direction of the arrow A1 in FIG. 1 or the direction opposite to the direction of the arrow A1. That is, the saturation current Imax can be increased regardless of the direction of the current flowing through the main winding L1.
以上、第１の実施形態におけるインダクタ装置１は、閉磁路のコアＣＯと、コアＣＯに巻かれている主巻線Ｌ１と、コアＣＯに巻かれている補助巻線Ｌ２と、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成するように、補助巻線Ｌ２に電流を流す駆動部ＤＲＶと、を備える。
As described above, the
これにより、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きによらず、主巻線Ｌ１の電流がコアに生成する磁束の方向に対して、反対方向の磁束が補助巻線Ｌ２の電流により生成される。そのため、主巻線Ｌ１の電流がコアＣＯに生成する磁束が一部、補助巻線の電流がコアに生成する磁束によって打ち消されるため、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合と比較して、主巻線Ｌ１の電流がコアに生成できる磁束の最大値を大きくすることができる。よって、補助巻線に電流を流さない場合と比較して、主巻線に流せる飽和電流を大きくすることができる。したがって、本実施形態に係るインダクタ装置は、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きによらず、主巻線Ｌ１の飽和電流を大きくとることができる。 Thereby, irrespective of the direction of the current flowing through the main winding L1, a magnetic flux in a direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core by the current of the main winding L1 is generated by the current of the auxiliary winding L2. Therefore, a part of the magnetic flux generated in the core CO by the current of the main winding L1 is canceled out by the magnetic flux generated in the core by the magnetic flux generated in the core, so that compared to the case where no current is passed through the auxiliary winding L2, The maximum value of the magnetic flux that can be generated in the core by the current of the main winding L1 can be increased. Therefore, the saturation current that can be passed through the main winding can be increased as compared with the case where no current is passed through the auxiliary winding. Therefore, the inductor device according to the present embodiment can increase the saturation current of the main winding L1 regardless of the direction of the current flowing through the main winding L1.
別の観点からいえば、補助巻線Ｌ２に所定の電流を流すことで、主巻線Ｌ１がコアＣＯに形成する磁束のダイナミックレンジを広げることができる。このため、コアＣＯの断面積を小さくしたとしても、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合と同じ飽和電流を維持することができる。このように、飽和電流をある一定値にしたまま、コアＣＯの断面積を小さくすることができるので、コアＣＯを小型化することができる。そのため、従来よりもインダクタ装置１を小型化することができる。
From another viewpoint, the dynamic range of the magnetic flux formed by the main winding L1 in the core CO can be expanded by flowing a predetermined current through the auxiliary winding L2. For this reason, even if the cross-sectional area of the core CO is reduced, the same saturation current as when no current is passed through the auxiliary winding L2 can be maintained. Thus, since the cross-sectional area of the core CO can be reduced while keeping the saturation current at a certain constant value, the core CO can be reduced in size. Therefore, the
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態の電源装置１０について説明する。図４に示すように、電源装置１０は、インダクタ装置２と、インダクタ装置２と電気配線で接続された制御部ＣＯＮとを備える。
(Second Embodiment)
Then, the
ここで、インダクタ装置２は、閉磁路のコアＣＯを備える。インダクタ装置２は、コアＣＯに巻かれ、一端がＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースに、他端が第１主力端子ＴＯＵＴ１に接続された主巻線Ｌ１を更に備える。インダクタ装置２は、更にコアＣＯに巻かれ、両端が駆動部ＤＲＶに接続されている補助巻線Ｌ２と、制御部ＣＯＮと電気配線で接続されている駆動部ＤＲＶとを備える。
Here, the
第１の実施形態と同様に、一例として、コアＣＯは、磁路上にギャップを有さない。これにより、磁束が周囲に漏れ出すことを防ぐことができるので、漏れ磁束に起因するノイズを周囲のデバイスに生じさせないようにすることができる。 Similar to the first embodiment, as an example, the core CO does not have a gap on the magnetic path. Thereby, since it is possible to prevent the magnetic flux from leaking out to the surroundings, it is possible to prevent noise caused by the leakage magnetic flux from being generated in the surrounding devices.
電源装置１０は、更に、ゲートが制御部ＣＯＮに接続され、ドレインが電源陽極端子ＴＨに接続され、ソースが主巻線Ｌ１に接続されたＮＭＯＳトランジスタＮＭ１を備える。
The
電源装置１０は、更に、ゲートが制御部ＣＯＮに接続され、ドレインがＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースに接続され、ソースが電源陰極端子ＴＬと第２出力端子ＴＯＵＴ２に接続されたＮＭＯＳトランジスタＮＭ２を備える。
The
電源装置１０は、更に、陽極が電源陽極端子ＴＨに接続され、陰極が電源陰極端子ＴＬに接続された電源ＢＡＴを備える。
The
電源装置１０は、更に、電源ＢＡＴの陽極とＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のドレインとに接続された電源陽極端子ＴＨを備える。
The
電源装置１０は、更に、電源ＢＡＴの陰極と、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ２のソースと、第２出力端子ＴＯＵＴ２とに接続された電源陰極端子ＴＬを備える。
The
電源装置１０は、更に、コンデンサＣの一端が第１出力端子ＴＯＵＴ１に接続され、コンデンサＣの他端が第２出力端子ＴＯＵＴ２に接続されたコンデンサＣを備える。
The
電源装置１０は、更に、主巻線Ｌ１の他端とコンデンサＣの一端に接続された第１出力端子ＴＯＵＴ１を備える。
The
電源装置１０は、更に、電源陽極端子ＴＨと、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ２のソースとコンデンサＣの他端とに接続された第２出力端子ＴＯＵＴ２を備える。
The
制御部ＣＯＮは、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きを制御し、上記電流の向きに応じた指令を駆動部ＤＲＶへ出力する。具体的には、例えば、制御部ＣＯＮは、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きを、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースからコンデンサＣの一端への向き（図４の矢印Ａ３の向き）に制御する場合、正モードである旨の指令を駆動部ＤＲＶへ出力する。一方、例えば、制御部ＣＯＮは、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きを、コンデンサＣの一端からＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースへの向き（図４の矢印Ａ４の向き）に制御する場合、負モードである旨の指令を駆動部ＤＲＶへ出力する。 The controller CON controls the direction of the current flowing through the main winding L1, and outputs a command corresponding to the direction of the current to the drive unit DRV. Specifically, for example, when the control unit CON controls the direction of the current flowing through the main winding L1 to the direction from the source of the NMOS transistor NM1 to one end of the capacitor C (the direction of the arrow A3 in FIG. 4), A command indicating the normal mode is output to the drive unit DRV. On the other hand, for example, when the control unit CON controls the direction of the current flowing through the main winding L1 to the direction from one end of the capacitor C to the source of the NMOS transistor NM1 (the direction of the arrow A4 in FIG. 4), the control unit CON is in the negative mode. A command to that effect is output to the drive unit DRV.
駆動部ＤＲＶは、制御部ＣＯＮが出力した指令に基づいて、補助巻線Ｌ２に所定の大きさの電流を流す。ここで、所定の大きさは、第１の実施形態と同様に、補助巻線Ｌ２に電流が流れていない場合に、コアＣＯに飽和磁束密度を生成するときに主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさ以下である。より好ましくは、所定の大きさは、補助巻線Ｌ２に電流が流れていない場合に、コアＣＯに飽和磁束密度を生成するときに主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさである。 The drive unit DRV causes a current having a predetermined magnitude to flow through the auxiliary winding L2 based on a command output from the control unit CON. Here, as in the first embodiment, the predetermined magnitude is the current flowing in the main winding L1 when the saturation magnetic flux density is generated in the core CO when no current flows in the auxiliary winding L2. It is below the size. More preferably, the predetermined magnitude is the magnitude of the current that flows in the main winding L1 when a saturation magnetic flux density is generated in the core CO when no current flows in the auxiliary winding L2.
具体的には、例えば、駆動部ＤＲＶは、制御部ＣＯＮから正モードである旨の指令を受信した場合、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成する向き（例えば、図４の矢印Ａ５の向き）に所定の大きさの電流を補助巻線Ｌ２に流す。一方、例えば、駆動部ＤＲＶは、制御部ＣＯＮから負モードである旨の指令を受信した場合、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成する向き（例えば、図４の矢印Ａ６の向き）に所定の大きさの電流を補助巻線Ｌ２に流す。これにより、補助巻線Ｌ２に流れる電流は、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束をコアＣＯに生成する。その結果、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束密度の最大値を大きくすることができるので、主巻線Ｌ１の飽和電流を大きくすることができる。 Specifically, for example, when the drive unit DRV receives a command indicating that it is in the positive mode from the control unit CON, the current flowing through the main winding L1 is in a direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core CO. A current having a predetermined magnitude is supplied to the auxiliary winding L2 in the direction in which the magnetic flux is generated (for example, the direction of the arrow A5 in FIG. 4). On the other hand, for example, when the driving unit DRV receives an instruction from the control unit CON indicating that it is in the negative mode, the driving unit DRV generates a magnetic flux in a direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core CO by the current flowing through the main winding L1. A current having a predetermined magnitude is caused to flow through the auxiliary winding L2 in a direction (for example, a direction indicated by an arrow A6 in FIG. 4). As a result, the current flowing in the auxiliary winding L2 generates a magnetic flux in the core CO in a direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core CO by the current flowing in the main winding L1. As a result, since the maximum value of the magnetic flux density generated in the core CO by the current flowing through the main winding L1 can be increased, the saturation current of the main winding L1 can be increased.
制御部ＣＯＮによる主巻線Ｌ１に流れる電流の向きの制御の詳細について以下、説明する。電源ＢＡＴからコンデンサＣに電圧を供給する正モードの場合、制御部ＣＯＮは、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートへ供給する。これにより、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のオンとオフがＰＷＭ信号のデューティーサイクルに応じて切り替わる。 Details of the control of the direction of the current flowing through the main winding L1 by the control unit CON will be described below. In the positive mode in which voltage is supplied from the power supply BAT to the capacitor C, the control unit CON supplies a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the gate of the NMOS transistor NM1. As a result, the NMOS transistor NM1 is turned on and off according to the duty cycle of the PWM signal.
また、正モードの場合、制御部ＣＯＮは、ローレベルの信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ２のゲートへ供給する。これにより、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ２はオフする。なお、制御部ＣＯＮは、逆ＰＷＭ信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートへ供給してもよい。 In the positive mode, the control unit CON supplies a low level signal to the gate of the NMOS transistor NM2. As a result, the NMOS transistor NM2 is turned off. Note that the control unit CON may supply the inverse PWM signal to the gate of the NMOS transistor NM1.
ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１がオンの場合、電源ＢＡＴからＮＭＯＳトランジスタＮＭ１と主巻線Ｌ１を介して、コンデンサＣに電流が供給される。したがって、正モードでＮＭＯＳトランジスタＮＭ１がオンの場合に、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きは、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースからコンデンサＣの一端への向き（図４の矢印Ａ３の向き）である。このようにして、正モードの場合に、電源ＢＡＴは、主巻線Ｌ１に電流または電圧を供給する。 When the NMOS transistor NM1 is on, a current is supplied from the power source BAT to the capacitor C through the NMOS transistor NM1 and the main winding L1. Therefore, when the NMOS transistor NM1 is on in the positive mode, the direction of the current flowing through the main winding L1 is the direction from the source of the NMOS transistor NM1 to one end of the capacitor C (the direction of the arrow A3 in FIG. 4). In this way, in the positive mode, the power source BAT supplies a current or voltage to the main winding L1.
一方、コンデンサＣから電源ＢＡＴに電圧を供給する負モードの場合、制御部ＣＯＮは、ローレベルの信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートへ供給する。これにより、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１がオフする。なお、制御部ＣＯＮは、逆ＰＷＭ信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートへ供給してもよい。 On the other hand, in the negative mode in which a voltage is supplied from the capacitor C to the power supply BAT, the control unit CON supplies a low level signal to the gate of the NMOS transistor NM1. As a result, the NMOS transistor NM1 is turned off. Note that the control unit CON may supply the inverse PWM signal to the gate of the NMOS transistor NM1.
また、負モードの場合、制御部ＣＯＮは、ＰＷＭ信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ２のゲートへ供給する。これにより、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ２のオンとオフがＰＷＭ信号のデューティーサイクルに応じて切り替わる。 In the negative mode, the control unit CON supplies the PWM signal to the gate of the NMOS transistor NM2. As a result, the NMOS transistor NM2 is turned on and off according to the duty cycle of the PWM signal.
ＮＭＯＳトランジスタＮＭ２がオフの場合、コンデンサＣの一端から主巻線Ｌ１とＮＭＯＳトランジスタＮＭ１とを介して、電源ＢＡＴに電流が供給される。ＮＭＯＳトランジスタＮＭ２がオンの場合、コンデンサＣの一端から主巻線Ｌ１を介して、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ２に電流が供給される。したがって、負モードの場合、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きは、コンデンサＣの一端からＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースへの向き（図４の矢印Ａ４の向き）である。このようにして、負モードの場合に、コンデンサＣは、主巻線Ｌ１に電流または電圧を供給することができる。 When the NMOS transistor NM2 is off, a current is supplied from one end of the capacitor C to the power supply BAT via the main winding L1 and the NMOS transistor NM1. When the NMOS transistor NM2 is on, a current is supplied from one end of the capacitor C to the NMOS transistor NM2 via the main winding L1. Therefore, in the negative mode, the direction of the current flowing through the main winding L1 is the direction from one end of the capacitor C to the source of the NMOS transistor NM1 (the direction of the arrow A4 in FIG. 4). In this way, in the negative mode, the capacitor C can supply current or voltage to the main winding L1.
以上、第２の実施形態において、制御部ＣＯＮは、主巻線Ｌ１に流れる電流の向きを制御し、上記電流の向きに応じた指令を駆動部ＤＲＶへ出力する。駆動部ＤＲＶは、制御部ＣＯＮが出力した指令に基づいて補助巻線Ｌ２に電流を流す。 As described above, in the second embodiment, the control unit CON controls the direction of the current flowing through the main winding L1, and outputs a command corresponding to the current direction to the drive unit DRV. The drive unit DRV causes a current to flow through the auxiliary winding L2 based on a command output from the control unit CON.
これにより、駆動部ＤＲＶは、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成するように、補助巻線Ｌ２に電流を流すことができる。その結果、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束密度の最大値を大きくすることができるので、主巻線Ｌ１の飽和電流を大きくすることができる。 Thereby, the drive part DRV can flow an electric current through the auxiliary winding L2 such that the electric current flowing through the main winding L1 generates a magnetic flux in the opposite direction to the direction of the magnetic flux generated in the core CO. As a result, since the maximum value of the magnetic flux density generated in the core CO by the current flowing through the main winding L1 can be increased, the saturation current of the main winding L1 can be increased.
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態の電源装置２０について説明する。図５に示すように、第３の実施形態における電源装置２０の構成は、第２の実施形態における電源装置１０の構成に対して、一端がＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースに他端が主巻線Ｌ１の一端に接続され、かつ駆動部ＤＲＶと電気配線で接続された電流検出部ＳＣが追加され、制御部ＣＯＮと駆動部ＤＲＶの間の電気配線が削除され、インダクタ装置２がインダクタ装置３に変更されたものになっている。なお、図４と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, the
電流検出部ＳＣは、主巻線Ｌ１に流れる電流を検出し、検出した電流を示す電流信号を駆動部ＤＲＶへ供給する。 The current detection unit SC detects a current flowing through the main winding L1, and supplies a current signal indicating the detected current to the drive unit DRV.
駆動部ＤＲＶは、電流検出部ＳＣが検出した電流の向きに応じた向きに、所定の大きさの電流を補助巻線Ｌ２に流す。ここで、所定の大きさは、第１の実施形態と同様に、補助巻線Ｌ２に電流が流れていない場合に、コアＣＯに飽和磁束密度を生成するときに主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさ以下である。より好ましくは、所定の大きさは、補助巻線Ｌ２に電流が流れていない場合に、コアＣＯに飽和磁束密度を生成するときに主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさである。 The drive unit DRV causes a current of a predetermined magnitude to flow through the auxiliary winding L2 in a direction corresponding to the direction of the current detected by the current detection unit SC. Here, as in the first embodiment, the predetermined magnitude is the current flowing in the main winding L1 when the saturation magnetic flux density is generated in the core CO when no current flows in the auxiliary winding L2. It is below the size. More preferably, the predetermined magnitude is the magnitude of the current that flows in the main winding L1 when a saturation magnetic flux density is generated in the core CO when no current flows in the auxiliary winding L2.
具体的には、例えば、電流検出部ＳＣから入力された電流信号が、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースからコンデンサＣの一端への向き（図５の矢印Ａ７の向き）の電流を示す場合、駆動部ＤＲＶは、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成する向き（例えば、図５の矢印Ａ９の向き）に所定の大きさの電流を補助巻線Ｌ２に流す。一方、例えば、電流検出部ＳＣから入力された電流信号が、コンデンサＣの一端からＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースへの向き（図５の矢印Ａ８の向き）の電流を示す場合、駆動部ＤＲＶは、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成する向き（例えば、図５の矢印Ａ１０の向き）に所定の大きさの電流を補助巻線Ｌ２に流す。 Specifically, for example, when the current signal input from the current detection unit SC indicates a current in the direction from the source of the NMOS transistor NM1 to one end of the capacitor C (the direction of the arrow A7 in FIG. 5), the drive unit DRV Auxiliary winding of a current of a predetermined magnitude in a direction in which the current flowing through the main winding L1 generates a magnetic flux in a direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core CO (for example, the direction of arrow A9 in FIG. 5). Flow on line L2. On the other hand, for example, when the current signal input from the current detection unit SC indicates the current in the direction from the one end of the capacitor C to the source of the NMOS transistor NM1 (direction of arrow A8 in FIG. 5), the drive unit DRV A current having a predetermined magnitude is applied to the auxiliary winding L2 in a direction in which the current flowing through the winding L1 generates a magnetic flux in a direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core CO (for example, in the direction of arrow A10 in FIG. 5). Shed.
これにより、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の向きと、補助巻線Ｌ２に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の向きが逆になる。その結果、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束密度の最大値を大きくすることができるので、主巻線Ｌ１の飽和電流を大きくすることができる。 As a result, the direction of the magnetic flux generated in the core CO by the current flowing in the main winding L1 and the direction of the magnetic flux generated in the core CO by the current flowing in the auxiliary winding L2 are reversed. As a result, since the maximum value of the magnetic flux density generated in the core CO by the current flowing through the main winding L1 can be increased, the saturation current of the main winding L1 can be increased.
以上、第３の実施形態において、電流検出部ＳＣは、主巻線Ｌ１に流れる電流を検出する。駆動部ＤＲＶは、電流検出部ＳＣが検出した電流の向きに応じた向きに、補助巻線Ｌ２に電流を流す。 As described above, in the third embodiment, the current detection unit SC detects the current flowing through the main winding L1. The drive unit DRV causes a current to flow through the auxiliary winding L2 in a direction corresponding to the direction of the current detected by the current detection unit SC.
これにより、駆動部ＤＲＶは、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成するように、補助巻線Ｌ２に電流を流すことができる。その結果、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束密度の最大値を大きくすることができるので、主巻線Ｌ１の飽和電流を大きくすることができる。 Thereby, the drive part DRV can flow an electric current through the auxiliary winding L2 such that the electric current flowing through the main winding L1 generates a magnetic flux in the opposite direction to the direction of the magnetic flux generated in the core CO. As a result, since the maximum value of the magnetic flux density generated in the core CO by the current flowing through the main winding L1 can be increased, the saturation current of the main winding L1 can be increased.
なお、実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。 In addition, embodiment is an illustration and the range of invention is not limited to them.
１、２、３ インダクタ装置
１０、２０ 電源装置
ＣＯＮ 制御部
ＤＲＶ 駆動部
ＳＣ 電流検出部
1, 2, 3
Claims (6)
前記コアに巻かれている主巻線と、
前記コアに巻かれている補助巻線と、
前記主巻線に流れる電流が前記コアに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成するように、前記補助巻線に電流を流す駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、前記補助巻線に所定の大きさの電流を流し、
前記所定の大きさは、前記補助巻線に電流が流れていない場合に、前記コアに飽和磁束密度を生成するときに前記主巻線に流れる電流の大きさであるインダクタ装置。 A closed magnetic core,
A main winding wound around the core;
An auxiliary winding wound around the core;
A drive unit for causing a current to flow in the auxiliary winding such that a current flowing in the main winding generates a magnetic flux in a direction opposite to a direction of a magnetic flux generated in the core;
Bei to give a,
The drive unit sends a current of a predetermined magnitude to the auxiliary winding,
The inductor device, wherein the predetermined magnitude is a magnitude of a current that flows through the main winding when a saturation magnetic flux density is generated in the core when no current flows through the auxiliary winding .
前記コアに巻かれている主巻線と、
前記コアに巻かれている補助巻線と、
前記主巻線に流れる電流が前記コアに生成する磁束の方向に対して反対方向の磁束を生成するように、前記補助巻線に電流を流す駆動部と、
前記主巻線に電流または電圧を供給する電源と、
を備え、
前記駆動部は、前記補助巻線に所定の大きさの電流を流し、
前記所定の大きさは、前記補助巻線に電流が流れていない場合に、前記コアに飽和磁束密度を生成するときに前記主巻線に流れる電流の大きさである電源装置。 A closed magnetic core,
A main winding wound around the core;
An auxiliary winding wound around the core;
A drive unit for causing a current to flow in the auxiliary winding such that a current flowing in the main winding generates a magnetic flux in a direction opposite to a direction of a magnetic flux generated in the core;
A power supply for supplying current or voltage to the main winding;
Equipped with a,
The drive unit sends a current of a predetermined magnitude to the auxiliary winding,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the predetermined magnitude is a magnitude of a current flowing through the main winding when a saturation magnetic flux density is generated in the core when no current flows through the auxiliary winding .
前記駆動部は、前記制御部が出力した指令に基づいて前記補助巻線に電流を流す
請求項３に記載の電源装置。 Further comprising a control unit for controlling the direction of the current flowing through the main winding and outputting a command corresponding to the direction of the current to the drive unit;
The power supply device according to claim 3 , wherein the drive unit causes a current to flow through the auxiliary winding based on a command output by the control unit.
前記駆動部は、前記電流検出部が検出した電流の向きに応じた向きに、前記補助巻線に電流を流す
請求項３に記載の電源装置。 A current detection unit for detecting a current flowing through the main winding;
The power supply device according to claim 3 , wherein the drive unit causes a current to flow through the auxiliary winding in a direction corresponding to a direction of the current detected by the current detection unit.
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