WO2022145390A1 - トランス装置 - Google Patents

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WO2022145390A1
WO2022145390A1 PCT/JP2021/048328 JP2021048328W WO2022145390A1 WO 2022145390 A1 WO2022145390 A1 WO 2022145390A1 JP 2021048328 W JP2021048328 W JP 2021048328W WO 2022145390 A1 WO2022145390 A1 WO 2022145390A1
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core
transformer
core portion
cooling device
face
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PCT/JP2021/048328
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French (fr)
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彰 加藤
岳彦 山川
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
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    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
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    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/22—Cooling by heat conduction through solid or powdered fillings
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    • H01F30/10—Single-phase transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling

Definitions

  • the present disclosure relates to a transformer device used in a power conversion device, for example, a DC-DC converter.
  • Patent Document 1 discloses a transformer combined with an E-type core.
  • Patent Document 2 discloses, in an outer iron type transformer, a transformer in which an inner leg is separated from the center and a heat sink is interposed between the inner legs.
  • Patent Document 3 discloses a transformer capable of efficiently dissipating heat of the core.
  • An object of the present disclosure is to provide a transformer device having a desired leakage inductance and capable of avoiding core cracking even when a temperature change occurs.
  • the transformer device includes a primary winding, a secondary winding, and a first core and a second core arranged so as to insert the primary winding and the secondary winding and face each other.
  • a transformer with a core and A cooling device for cooling the transformer is provided.
  • the first core includes a first core portion and a second core portion divided by a predetermined dividing surface from each other.
  • the first core portion and the second core portion of the first core are arranged so as to face each other through a gap.
  • the first core and the cooling device are arranged so as to face each other. It is characterized by that.
  • the transformer device According to the transformer device according to the present disclosure, it has a desired leakage inductance, core cracking can be avoided even when a temperature change occurs, and the reliability of the transformer device can be improved.
  • FIG. 3 It is a block diagram which shows the structural example of the vehicle-mounted charging apparatus 101 which concerns on embodiment of this disclosure. It is a circuit diagram which shows the structural example of the LLC resonance type DC-DC converter 105 of FIG. It is a perspective view which shows the appearance of the transformer 206 of FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a cross section of the line AA ′ of FIG. 3 and showing a connection direction of the core when the transformer 206 is fixed with the adhesive 401. It is a vertical cross-sectional view which enlarges and displays the distortion which occurs in the core when the temperature difference occurs between the cores of the transformer which concerns on the prior arts.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an in-vehicle charging device 101 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the in-vehicle charging device 101 of FIG. 1 converts the AC power from the commercial AC power supply 102 into DC power and outputs it to the rechargeable battery 106, and insulates the AC power before and after the conversion by the transformer 206 built in the DC-DC converter 105. It is characterized by.
  • the in-vehicle charging device 101 is an example of a charging device or a power supply device, and the rechargeable battery 106 is an example of a load or the like.
  • the in-vehicle charging device 101 includes a rectifying and smoothing circuit 103, a power factor improving circuit (PFC circuit) 104, and a DC-DC converter 105.
  • PFC circuit power factor improving circuit
  • DC-DC converter 105 converts the input DC voltage into a DC output voltage corresponding to the battery voltage of the rechargeable battery 106 in the subsequent stage.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the DC-DC converter 105 of FIG.
  • an LLC resonance type DC-DC converter 105 widely used for a high-efficiency power supply such as an industrial switching power supply, an in-vehicle charging device, and a power converter is used.
  • the LLC resonance type DC-DC converter 105 includes input terminals T1 and T2 and output terminals T3 and T4.
  • the LLC resonance type DC-DC converter 105 includes an inverter circuit 201, a resonance capacitor 209, a transformer 206, a rectifier circuit 210, a smoothing capacitor 211, and a control circuit 220 between the input terminal and the output terminal. It is composed of.
  • the control circuit 220 generates gate signals Sg1 to Sg4 that control the operation of the inverter circuit 201.
  • the inverter circuit 201 is configured by connecting, for example, N-channel MOS transistors 202 to 205, which are switching elements, in a bridge format.
  • the inverter circuit 201 converts a DC voltage into an AC voltage by turning on or off the MOS transistors 202 to 205 according to the gate signals Sg1 to Sg4.
  • the transformer 206 includes a leakage inductance 207, an excitation inductance 208 of the primary winding, and an inductance 212 of the secondary winding.
  • Synchronized signals are input to the gate signal Sg1 and the gate signal Sg4. Similarly, a synchronized signal is input to the gate signal Sg2 and the gate signal Sg3. As the gate signals Sg2 and Sg3, signals inverted with respect to the gate signals Sg1 and Sg4 are input.
  • the MOS transistor 202 and the MOS transistor 205 are turned on or off in synchronization according to the gate signal Sg1 and the gate signal Sg4.
  • the MOS transistors 203 and 204 are turned on or off in synchronization according to the gate signal Sg2 and the gate signal Sg3.
  • the MOS transistors 202 and 205 and the MOS transistors 203 and 204 are inverted and controlled. That is, at the same time that the MOS transistors 202 and 205 are turned on, the MOS transistors 203 and 204 are turned off. At the same time that the MOS transistors 202 and 205 are turned off, the MOS transistors 203 and 204 are turned on.
  • the inverter circuit 201 converts the input voltage into an AC voltage by switching and outputs the AC voltage to the rectifier circuit 210 via the resonance capacitor 209 and the transformer 206.
  • a frequency modulation method is used in which the switching frequencies of the four MOS transistors 202 to 205 are changed by utilizing the resonance of one capacitor and the two inductances including the leakage inductance 207 and the excitation inductance 208 of the transformer 206 and the resonance capacitor 209. To change the output voltage.
  • the output voltage from the transformer 206 is rectified by the rectifying circuit 210, smoothed by the smoothing capacitor 211, and then the rectified and smoothed DC voltage is output.
  • DC-DC converter 105 configured as described above, switching loss can be reduced by zero voltage switching, and surge current and voltage can be reduced by a switching current close to a sine wave, and noise can be reduced.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the transformer 206 of FIG. 2, and FIG. 4 is a vertical sectional view of the line AA'of FIG.
  • the manufactured transformer 206 is placed on an air-cooled or water-cooled cooling device 305 that cools the transformer 206.
  • the transformer 206 and the cooling device 305 constitute the transformer device.
  • the direction orthogonal to the surface of the cooling device 305 in contact with the transformer 206 is defined as the y-axis direction
  • the plane parallel to the contact surface is defined as the xz plane.
  • the direction orthogonal to the y-axis direction is defined as the x-axis direction.
  • the direction orthogonal to the xy plane is defined as the z-axis direction. That is, although the vertical direction in FIGS. 3 and 4 is described as the y-axis direction and the left-right direction is defined as the x-axis direction, it is not intended to limit the usage mode of the transformer 206.
  • the transformer 206 includes a first core 301, a second core 302, a primary winding 303, and a secondary winding 304.
  • the first core 301 and the second core 302 are composed of, for example, a ferrite core.
  • the first core 301 is divided into a first core portion 301a and a second core portion 301b.
  • the first core 301 is divided by a predetermined division surface, and a first division surface S1 of the first core portion 301a and a second division surface S2 of the second core portion are formed.
  • the first divided surface S1 and the second divided surface S2 are planes parallel to the yz plane, respectively.
  • the first core portion 301a includes an outer leg 301aa, an inner leg 301ab, and a first bottom surface portion 301ac.
  • the second core portion 301b includes an outer leg 301ba, an inner leg 301bb, and a first bottom surface portion 301bc.
  • the outer legs 301aa and 301ba are configured to extend in the y-axis direction.
  • the first bottom surface portion 301ac is configured to extend from the upper end portion of the outer leg 301aa in the x-axis direction
  • the inner leg 301ab is configured to extend from the right end portion of the first bottom surface portion 301ac in the ⁇ y axis direction. Will be done.
  • the first bottom surface portion 301 bc is configured to extend from the upper end portion of the outer leg 301 ba in the ⁇ x axis direction
  • the inner leg 301 bb extends from the left end portion of the first bottom surface portion 301 bc in the ⁇ y axis direction. It is configured as follows.
  • the y-axis direction dimension of each of the inner legs 301ab and 301bb is configured to be shorter than the y-axis direction dimension of the outer legs 301aa and 301ba.
  • the second core 302 is composed of an inner leg 302b and a bottom surface portion 302c.
  • the inner leg 302b is configured to extend in the y-axis direction from the central portion of the bottom surface portion 302c
  • the bottom surface portion 302c is configured to extend in the x-axis direction and the ⁇ x-axis direction from the lower end portion of the inner leg 302b. ..
  • the first core portion 301a of the first core 301, the second core portion 301b of the first core 301, the second core 302, and the cooling device 305 are arranged as follows. (1) The side surface of the outer leg 301aa of the first core portion 301a on the x-axis direction side and the end surface (-x-axis direction side surface) of the bottom surface portion 302c of the second core portion 302 are arranged by being adhered with an adhesive. .. (2) The side surface of the outer leg 301ba of the second core portion 301b on the -x-axis direction side and the end surface (x-axis) on the opposite side of the end surface bonded to the first core portion 301a of the bottom surface portion 302c of the second core portion 302.
  • the side surface on the directional side is bonded and arranged with an adhesive.
  • (3) The end faces (-y-axis side end faces) of the inner legs 301ab of the first core portion 301a and the inner legs 301bb of the second core portion 301b are connected to the second core 302 via a predetermined gap G1. It is arranged so as to face the end surface (end surface on the y-axis direction side) of the inner leg 302b of the above.
  • the first core portion 301a and the second core portion 301b of the first core 301 are arranged so as to face each other on the divided surfaces S1 and S2 via a predetermined gap G2.
  • the x-axis direction side surface of the inner leg 301ab of the first core portion 301a and the ⁇ x-axis direction side surface of the inner leg 301bb of the second core portion 301b face each other via a predetermined gap G2. Arranged like this.
  • the cooling device 305 is arranged so as to face the end surface of the outer leg 301aa of the first core portion 301a.
  • the cooling device 305 is arranged so as to face the end surface of the outer leg 301ba of the second core portion 301b.
  • the bottom surface portion 302c of the second core 302 and the cooling device 305 are arranged so as to face each other.
  • the end surface of the outer leg 301aa of the first core portion 301a, the end surface of the outer leg 301ba of the second core portion 301b, and the bottom surface of the bottom surface portion 302c of the second core portion 302 are in contact with each other on the cooling device 305. Be placed. Further, as will be described later, the above-mentioned components may be in contact with each other via a filler.
  • the inner legs 301ab and 301bb of the two core portions 301a and 301b of the first core 301 and the inner legs 302b of the second core 302 are separated from each other by having a gap G1 as described above. Are arranged facing each other.
  • the exciting inductance 208 of the transformer 206 can be adjusted.
  • the value of the leakage inductance also changes depending on the interval of the gap G1.
  • the leakage inductance 207 is also adjusted by the distance between the primary winding 303 and the secondary winding 304.
  • a filler made of an insulating material such as a silicone filler is filled.
  • the second A filler may be inserted between the bottom surface portion 302c of the core 302 and the cooling device 305.
  • the bobbin of a normal transformer, the bobbin cover that secures the insulation distance between the lead wire and the core and the winding, and the mechanism for positioning the bobbin and the core are not shown in the drawing, but they are added as appropriate. May be.
  • the in-vehicle charging device 101 is provided with a cooling device 305 such as a water cooling device or an air cooling device to dissipate heat and cool each component.
  • a cooling device 305 is arranged on the ⁇ y-axis direction side of the transformer 206 to dissipate heat generated by the transformer 206.
  • FIG. 5 shows the distortion generated in each core 501 and 502 when a temperature difference occurs between the first core 501 and the second core 502 of the transformer in which the first core 501 is not divided into two according to the conventional example. It is a vertical sectional view to be enlarged and displayed.
  • the first core 501 is deformed convexly upward due to the coefficient of thermal expansion of the first core 501, and tensile stress is applied to the outside.
  • the thickness of the inner leg of the first core 501 which was the same size at the same temperature, is thicker than the thickness of the inner leg of the second core 502 like the expansion portion 503.
  • core cracking may occur in the conventional E-type core.
  • the transformer device according to the present embodiment is configured so that the first core portion 301a and the second core portion 301b are arranged apart from each other. Therefore, the stress is released and it becomes possible to reduce the core cracking.
  • the end face of the outer leg 301a of the first core portion 301a and the end face of the outer leg 301ba of the second core portion 301b are placed on the cooling device 305, respectively, and each of them is mounted on the cooling device 305.
  • the end face faces the cooling device 305. Therefore, since the first core portion 301a and the second core portion 301b can be directly cooled from the cooling device 305, the temperature difference of the core that causes distortion can be reduced. This makes it possible to reduce core cracking.
  • the transformer 206 of the LLC resonance type DC-DC converter 105 has a core as shown in FIG. 4 in order to have a desired leakage inductance.
  • the first core portion 301a is pressed against and adhered to the second core 302 in the x-axis direction.
  • the side surface of the outer leg 301aa of the first core portion 301a on the x-axis direction side and the end surface of the bottom surface portion 302c of the second core portion 302 on the -x-axis direction side are adhered to each other by using the adhesive 401.
  • the second core portion 301b is pressed against the second core 302 in the ⁇ x-axis direction and adhered using the adhesive 401.
  • the side surface of the outer leg 301ba of the second core portion 301b on the -x-axis direction side and the end surface of the bottom surface portion 302c of the second core portion 302 on the x-axis direction side are adhered to each other.
  • the arrow shown in FIG. 4 indicates that the first core portion 301a is pressed against the second core 302 in the x-axis direction and the second core portion 301b is pressed against the second core 302 in the ⁇ x axis direction.
  • the dimension obtained by adding the x-axis direction dimension w4 of the first core portion 301a and the x-axis direction dimension w5 of the second core portion 301b is the x-axis direction dimension of the assembled core in consideration of manufacturing variation. Design so that it is smaller than w6. That is, it is designed so that w4 + w5 ⁇ w6.
  • the first core 301 is divided into the first core portion 301a and the second core portion 301b, and the stress is released by separating the first core 301 from the core to crack the core. Can be reduced.
  • the end surface of the outer leg 301a of the first core portion 301a and the end surface of the outer leg 301ba of the second core portion 301b are placed on the cooling device 305, respectively, and the above-mentioned Each end face is arranged so as to face the cooling device 305.
  • the first core portion 301a and the second core portion 301b can be cooled directly from the cooling device 305, so that the temperature difference of the core that causes distortion can be reduced. This makes it possible to reduce core cracking. Further, it is possible to suppress the temperature rise of the first core portion 301a and the second core portion 301b. This makes it possible to reduce core cracking.
  • the first core portion 301a is pressed against the second core 302 from the left direction to adhere to the transformer 206, and the second core portion 301b is directed to the right. Is pressed against the second core 302 and adhered.
  • the x-axis direction dimension w1 of the outer leg 301aa of the first core portion 301a, the x-axis direction dimension w2 of the outer leg 301ba of the second core portion 301b, and the second core 302 at the time of core manufacturing.
  • FIG. 6 is a vertical sectional view showing a configuration example of the transformer 206A according to the first modification.
  • the transformer 206A is composed of a first core 301A and a second core 302A.
  • the first core 301A is composed of a first core portion 301Aa and a second core portion 301Ab.
  • the first core portion 301Aa includes an outer leg 301Aaa, an inner leg 301Aab, a first bottom surface portion 301Aac, and a second bottom surface portion 301Aad.
  • the second bottom surface portion 301Aad of the first core portion 301Aa is formed so as to extend in the x-axis direction from the lower end portion of the outer leg 301Aaa of the first core portion 301Aa.
  • the second core portion 301Ab includes an outer leg 301Aba, an inner leg 301Abb, a first bottom surface portion 301Abc, and a second bottom surface portion 301Abd.
  • the second bottom surface portion 301Abd of the second core portion 301Ab is formed so as to extend in the ⁇ x-axis direction from the lower end portion of the outer leg 301Aba of the second core portion 301Ab.
  • the second core 302A includes an inner leg 302Ab and a bottom surface portion 302Ac. Unlike the bottom surface portion 302c of the second core 302 of the transformer 206, the bottom surface portion 302A does not extend in the x-axis direction and the ⁇ x-axis direction from the lower end portion of the inner leg 302Ab, and the cross section is along with the inner leg 302Ab. It is formed to be a substantially rectangular parallelepiped.
  • the second bottom surface portion 301Aad of the first core portion 301Aa is arranged so as to face the cooling device 305.
  • the second bottom surface portion 301Abd of the second core portion 301Ab is arranged so as to face the cooling device 305.
  • the bottom surface portion 302Ac of the second core 302A is arranged so as to face the cooling device 305.
  • the second bottom surface portion 301Aad of the first core portion 301Aa and the second bottom surface portion 301Abd of the second core portion 301Ab are mounted on the cooling device 305, respectively. They are placed and their bottom surfaces are arranged so as to face the cooling device 305.
  • the first core portion 301Aa and the second core portion 301Ab are in contact with the cooling device 305, and the facing area is widened. Therefore, the first core portion 301Aa and the second core portion 301Ab are formed. Cooling performance is improved. As a result, the temperature difference of the core that causes distortion can be reduced as compared with the configuration of the transformer 206 shown in FIG.
  • the second core 302A of the transformer 206A is configured to be a substantially rectangular parallelepiped. Therefore, the second core 302A of the transformer 206A has a simpler structure than the second core 302 of the transformer 206 shown in FIG. 4, and can be easily manufactured.
  • FIG. 7 is a vertical sectional view showing a configuration example of the transformer 206B according to the modified example 2.
  • the transformer 206B is composed of a first core 301B and a second core 302B.
  • the first core 301B is composed of a first core portion 301Ba and a second core portion 301Bb.
  • the first core portion 301Ba includes an outer leg 301Baa, a first bottom surface portion 301Bac, and a second bottom surface portion 301Bad.
  • the second core portion 301Bb includes an outer leg 301Bba, a first bottom surface portion 301Bbc, and a second bottom surface portion 301Bbd.
  • the second core 302B includes an inner leg 302Bb and a bottom surface portion 302Bc.
  • the first core portion 301Ba of the transformer 206B has a structure in which no inner leg is provided.
  • the second core portion 301Bb of the transformer 206B has a structure in which no inner leg is provided, unlike the second core portion 301Ab of the transformer 206A. Therefore, in order to obtain the desired excitation inductance 208 or leakage inductance 207, the second core 302B adjusts the gap G1 by extending in the y-axis direction as compared with the second core 302A.
  • the second bottom surface portion 301Bad of the first core portion 301Ba is arranged so as to face the cooling device 305.
  • the second bottom surface portion 301Bbd of the second core portion 301Bb is arranged so as to face the cooling device 305.
  • the bottom surface portion 302Bc of the second core 302B is arranged so as to face the cooling device 305.
  • the second bottom surface portion 301Bad of the first core portion 301Ba and the second bottom surface portion 301Bb of the second core portion 301Bb are placed on the cooling device 305 and they are mounted on the cooling device 305.
  • the bottom surface of the is arranged so as to face the cooling device 305.
  • first core portion 301Ba of the transformer 206B does not have a portion corresponding to the inner leg 301Aab of the first core portion 301Aa of the transformer 206A shown in FIG.
  • second core portion 301Bb of the transformer 206B does not have a portion corresponding to the inner leg 301Abb of the second core portion 301Ab of the transformer 206A shown in FIG. Therefore, the first core portion 301Ba and the second core portion 301Bb of the transformer 206B have a simpler structure than the first core portion 301Aa and the second core portion 301Ab of the transformer 206A shown in FIG. Can be manufactured.
  • the transformer device according to the present embodiment described above may be configured as follows.
  • the transformer device has a first core and a second core arranged so as to insert a primary winding, a secondary winding, and the primary winding and the secondary winding so as to face each other.
  • a transformer including a core and a cooling device for cooling the transformer are provided, and the first core includes a first core portion and a second core portion divided by a predetermined division surface from each other, and the first core portion is provided.
  • the first core portion and the second core portion of one core are arranged so as to face each other through a gap, and the first core and the cooling device are arranged so as to face each other.
  • the first core can be configured to be cooled by the cooling device. Therefore, it is possible to suppress the temperature change of the first core and suppress the occurrence of cracks in the first core.
  • the second core and the cooling device may be arranged so as to face each other.
  • the second core can be configured to be cooled by the cooling device. Therefore, it is possible to suppress the temperature change of the second core and suppress the occurrence of cracks in the second core.
  • the first core is divided by the division surface, and the first division surface of the first core portion and the second core portion are the first.
  • the two divided surfaces may be formed, and the first divided surface and the second divided surface may be arranged so as to face each other.
  • the first core and the second core may be arranged so as to face each other through a gap.
  • the first core is divided into the first core portion and the second core portion in the horizontal direction on the division surface.
  • the first core portion and the second core portion each have an outer leg extending in the vertical direction on the outside in the horizontal direction, and each outer leg has an outer leg such that the bottom surface of each outer leg faces the cooling device.
  • the first core portion and the second core portion may be arranged and adhere to the second core so as to be sandwiched from the outside in the horizontal direction with respect to the second core.
  • the first core portion and the second core portion have a first bottom surface portion extending from the upper portion of each outer leg toward the center in the horizontal direction and the first bottom surface portion, respectively. Further comprises a first inner leg extending vertically from the horizontal central end of the bottom surface towards the second core, the second core extending horizontally between the outer legs. A second bottom surface portion and a second inner leg extending vertically from the center portion of the first bottom surface portion toward each of the first inner legs are provided, and the second bottom surface portion is the cooling device. It may be arranged so as to face the.
  • the first core portion and the second core portion have a first bottom surface portion extending from the upper portion of each outer leg toward the center in the horizontal direction and the first bottom surface portion, respectively.
  • a first inner leg extending vertically from the horizontal center side end portion of the bottom surface portion toward the second core, and a third bottom surface portion extending horizontally toward the center side from the lower portion of each outer leg portion.
  • the second core further comprises a second inner leg extending in the vertical direction towards each of the first inner legs, the bottom surface of the second inner leg and the third bottom surface portion.
  • the bottom surface may be arranged so as to face the cooling device.
  • the areas of the first core portion and the second core portion cooled by the cooling device are increased, so that the cooling performance can be improved. Therefore, it is possible to improve the cooling property for each core, suppress the temperature change of each core, and suppress the occurrence of cracks in each core.
  • the structure of the second core can be simplified and can be manufactured more easily.
  • the first core portion and the second core portion are each a first bottom surface portion extending from the upper portion of each outer leg toward the center side in the horizontal direction and each outer portion. Further comprising a third bottom surface extending horizontally from the bottom of the leg to the center, the second core extends vertically toward the center end of each first bottom surface.
  • the bottom surface of the second inner leg and the bottom surface of the third bottom surface portion may be arranged so as to face the cooling device.
  • the areas of the first core portion and the second core portion cooled by the cooling device are increased, so that the cooling performance can be improved. Therefore, it is possible to improve the cooling property for each core, suppress the temperature change of each core, and suppress the occurrence of cracks in each core.
  • the structure of the first core portion, the second core portion, and the second core can be simplified, and can be manufactured more easily.
  • the second bottom surface portion may be in contact with the cooling device so that the cooling device cools the second core.
  • the bottom surface of the cooling device may be in contact with the cooling device.
  • the first core portion, the second core portion, and the second core can be directly cooled by the cooling device. Therefore, it is possible to improve the cooling property for each core, suppress the temperature change of each core, and suppress the occurrence of cracks in each core.
  • the first core portion and the second core portion are used so that the cooling device cools the first core and the second core.
  • the core portion and the second core may be placed so as to be in contact with the cooling device.
  • the first core portion, the second core portion, and the second core can be directly cooled by the cooling device. Therefore, it is possible to improve the cooling property for each core, suppress the temperature change of each core, and suppress the occurrence of cracks in each core.
  • the charging device for supplying a charging voltage to a rechargeable battery according to the present disclosure includes a transformer device according to any one of aspects 1 to 11.
  • the power supply device of the present disclosure for supplying a power supply voltage to a load includes a transformer device according to any one of aspects 1 to 11.
  • the transformers 206, 206A, and 206B according to the present disclosure are not limited to the DC-DC converter 105 of the charging device 101 of FIG. 1 that supplies the charging voltage to the rechargeable battery 106, and various power supply devices that supply a predetermined power supply voltage to the load. Can also be used.

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Abstract

本開示に係るトランス（２０６，２０６Ａ，２０６Ｂ）は、１次巻線（３０３）、２次巻線（３０４）、並びに前記１次巻線（３０３）及び前記２次巻線（３０４）を挿通しかつ互いに対向するように配置される第１のコア（３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ）と第２のコア（３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ）を備えるトランス（２０６，２０６Ａ，２０６Ｂ）と、トランス（２０６，２０６Ａ，２０６Ｂ）を冷却する冷却装置（３０５）とを備え、前記第１のコア（３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ）は、互いに所定の分割面で分割された第１のコア部（３０１ａ，３０１Ａａ，３０１Ｂａ）と第２のコア部（３０１ｂ，３０１Ａｂ，３０１Ｂｂ）とを備え、前記第１のコア（３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ）の前記第１のコア部（３０１ａ，３０１Ａａ，３０１Ｂａ）と前記第２のコア部（３０１ｂ，３０１Ａｂ，３０１Ｂｂ）はギャップ（Ｇ２）を介して互いに対向するように配置され、前記第１のコア（３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ）と前記冷却装置（３０５）は互いに対向するように配置される。

Description

トランス装置
　本開示は、例えばＤＣ－ＤＣコンバータである電力変換装置に用いられるトランス装置に関する。
　従来、電気自動車やプラグインハイブリッド車には商用交流電源から充電池を充電するための車載充電装置が搭載されている。たとえば特許文献１や特許文献２に開示されている。ここで、特許文献１にはＥ型コアを組み合わせたトランスが開示されている。また、特許文献２には、外鉄型のトランスにおいて、内脚を中央から分断し、その間に放熱板を介在させたトランスが開示されている。また、特許文献３には、コアの熱を効率よく放熱することができるトランスが開示されている。
特開２０１３－１３１５４０号公報 特許第５９７４８３３号公報 特開２０１５－１０３５３８号公報
　しかし、特許文献１及び２のトランスにおいて、温度変化によりコア割れが発生するという問題点があった。また、特許文献３のトランスにおいて、製造ばらつきにより所望の漏れインダクタンスを持つトランスの製造が困難となる問題点があった。
　本開示の目的は、所望の漏れインダクタンスを持ち、温度変化が生じた場合でもコア割れを回避できるトランス装置を提供することにある。
　本開示に係るトランス装置は、１次巻線、２次巻線、並びに前記１次巻線及び前記２次巻線を挿通しかつ互いに対向するように配置される第１のコアと第２のコアを備えるトランスと、
　前記トランスを冷却する冷却装置とを備え、
　前記第１のコアは、互いに所定の分割面で分割された第１のコア部と第２のコア部とを備え、
　前記第１のコアの前記第１のコア部と前記第２のコア部はギャップを介して互いに対向するように配置され、
　前記第１のコアと前記冷却装置は互いに対向するように配置される、
ことを特徴とする。
　本開示に係るトランス装置によれば、所望の漏れインダクタンスを持ち、温度変化が生じた場合でもコア割れを回避でき、前記トランス装置の信頼性を高めることができる。
本開示の実施形態に係る車載充電装置１０１の構成例を示すブロック図である。 図１のＬＬＣ共振型ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５の構成例を示す回路図である。 図２のトランス２０６の外観を示す斜視図である。 図３のＡ－Ａ’線についての断面を示し、かつトランス２０６を接着剤４０１で固定するときのコアの接続方向を示す縦断面図である。 従来例に係るトランスのコア間で温度差が生じたときのコアに生じる歪みを拡大表示する縦断面図である。 変形例１に係るトランス２０６Ａの構成例および接着剤４０１で固定するときのコアの接続方向を示す縦断面図である。 変形例２に係るトランス２０６Ｂの構成例および接着剤４０１で固定するときのコアの接続方向を示す縦断面図である。
　以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は、本開示の一例に過ぎず、本開示は下記の実施形態に限定されることはなく、これら実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
（実施形態）
　図１は本開示の実施形態に係る車載充電装置１０１の構成例を示すブロック図である。図１の車載充電装置１０１は、商用交流電源１０２からの交流電力を直流電力に変換して充電池１０６に出力し、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５に内蔵されるトランス２０６によりその変換前後を絶縁することを特徴とする。なお、車載充電装置１０１は充電装置又は電源装置の一例であり、充電池１０６は負荷等の一例である。
　図１において、車載充電装置１０１は、整流及び平滑回路１０３と、力率改善回路（ＰＦＣ回路）１０４と、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５とを備えて構成される。電気自動車又はプラグインハイブリッド車では、１００Ｖ又は２００Ｖの商用交流電源１０２からの交流電力を、整流及び平滑回路１０３で整流しかつ平滑する。次いで、ＰＦＣ回路１０４は、入力される整流平滑された電圧に対して力率改善を行い、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５に出力する。ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５は、入力される直流電圧を、その後段の充電池１０６の電池電圧に応じた直流の出力電圧となるように電圧変換する。
　図２は図１のＤＣ－ＤＣコンバータ１０５の構成例を示す回路図である。本実施形態では、一例としてＤＣ－ＤＣコンバータとして、産業用のスイッチング電源や車載充電装置、更にはパワーコンバータなど、高効率電源に広く用いられているＬＬＣ共振型ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５を用いる。
　図２において、ＬＬＣ共振型ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５は、入力端子Ｔ１，Ｔ２と、出力端子Ｔ３，Ｔ４とを備える。ＬＬＣ共振型ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５は、入力端子と出力端子との間に、インバータ回路２０１と、共振キャパシタ２０９と、トランス２０６と、整流回路２１０と、平滑キャパシタ２１１と、制御回路２２０とを備えて構成される。制御回路２２０は、インバータ回路２０１の動作を制御するゲート信号Ｓｇ１～Ｓｇ４を発生する。ここで、インバータ回路２０１は、スイッチング素子である例えばＮチャネルＭＯＳトランジスタ２０２～２０５をブリッジ形式で接続することで構成される。インバータ回路２０１は、ゲート信号Ｓｇ１～Ｓｇ４に応じてＭＯＳトランジスタ２０２～２０５がオン又はオフされることで、直流電圧を交流電圧に変換する。トランス２０６は、漏れインダクタンス２０７と、１次巻線の励磁インダクタンス２０８と、２次巻線のインダクタンス２１２とを備えて構成される。
　ゲート信号Ｓｇ１とゲート信号Ｓｇ４とは、同期した信号が入力される。同様に、ゲート信号Ｓｇ２とゲート信号Ｓｇ３とは、同期した信号が入力される。ゲート信号Ｓｇ２、Ｓｇ３は、ゲート信号Ｓｇ１、Ｓｇ４に対して反転した信号が入力される。
　したがって、ＭＯＳトランジスタ２０２とＭＯＳトランジスタ２０５とは、ゲート信号Ｓｇ１とゲート信号Ｓｇ４とに応じて、同期してオン又はオフされる。同様に、ＭＯＳトランジスタ２０３と２０４とは、ゲート信号Ｓｇ２とゲート信号Ｓｇ３とに応じて、同期してオン又はオフされる。そして、ＭＯＳトランジスタ２０２、２０５と、ＭＯＳトランジスタ２０３、２０４とは、反転して制御される。すなわち、ＭＯＳトランジスタ２０２、２０５がオンされると同時に、ＭＯＳトランジスタ２０３、２０４はオフされる。また、ＭＯＳトランジスタ２０２、２０５がオフされると同時に、ＭＯＳトランジスタ２０３、２０４はオンされる。
　ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５においては、インバータ回路２０１は入力電圧をスイッチングすることで交流電圧に変換して、共振キャパシタ２０９及びトランス２０６を介して整流回路２１０に出力する。ここで、トランス２０６の漏れインダクタンス２０７および励磁インダクタンス２０８並びに共振キャパシタ２０９からなる２つのインダクタンスと１つのキャパシタの共振を利用し、４つのＭＯＳトランジスタ２０２～２０５のスイッチング周波数を変化させる周波数変調方式を用いて出力電圧を変化させる。次いで、トランス２０６からの出力電圧は整流回路２１０で整流され、平滑キャパシタ２１１により平滑された後、整流及び平滑後の直流電圧が出力される。
　以上のように構成されたＤＣ－ＤＣコンバータ１０５により、ゼロ電圧スイッチングでスイッチング損失を低減し、正弦波に近いスイッチング電流によりサージ電流や電圧が低減できノイズを低減することができる。
　図３は図２のトランス２０６の外観を示す斜視図であり、図４は図３のＡ－Ａ’線についての縦断面図である。図３に示すように、製造後のトランス２０６は、トランス２０６を冷却する空冷又は水冷の冷却装置３０５上に載置される。トランス２０６および冷却装置３０５は、トランス装置を構成する。以下、冷却装置３０５がトランス２０６と接する面に直交する方向をｙ軸方向とし、当該接する面と平行な面をｘｚ平面とする。図４において、ｙ軸方向に直交する方向をｘ軸方向とする。ｘｙ平面に直交する方向をｚ軸方向とする。すなわち、図３及び図４における上下をｙ軸方向、左右方向をｘ軸方向として説明するが、トランス２０６の使用形態を限定する趣旨ではない。
　図３及び図４において、トランス２０６は、第１のコア３０１と、第２のコア３０２と、１次巻線３０３と、２次巻線３０４とを備えて構成される。なお、本実施形態においては、第１のコア３０１と第２のコア３０２は例えばフェライトコアで構成される。
　第１のコア３０１は、第１のコア部３０１ａと、第２のコア部３０１ｂとに分割されて構成される。第１のコア３０１は、所定の分割面で分割されて、第１のコア部３０１ａの第１の分割表面Ｓ１と第２のコア部の第２の分割表面Ｓ２とが形成されている。第１の分割表面Ｓ１および第２の分割表面Ｓ２は、それぞれｙｚ平面に平行な平面である。第１のコア部３０１ａは、外脚３０１ａａと、内脚３０１ａｂと、第１の底面部３０１ａｃとからなる。また、第２のコア部３０１ｂは、外脚３０１ｂａと、内脚３０１ｂｂと、第１の底面部３０１ｂｃとからなる。
　図４の縦断面図において、各外脚３０１ａａ、３０１ｂａは、ｙ軸方向に延びるように構成されている。第１の底面部３０１ａｃは、外脚３０１ａａの上側端部からｘ軸方向で延びて構成され、内脚３０１ａｂは第１の底面部３０１ａｃの右側端部から、－ｙ軸方向で延びるように構成される。また、第１の底面部３０１ｂｃは、外脚３０１ｂａの上側端部から－ｘ軸方向で延びて構成され、内脚３０１ｂｂは第１の底面部３０１ｂｃの左側端部から、－ｙ軸方向で延びるように構成される。各内脚３０１ａｂ、３０１ｂｂのｙ軸方向寸法は、外脚３０１ａａ、３０１ｂａのｙ軸方向寸法より短くなるように構成されている。
　第２のコア３０２は、内脚３０２ｂと、底面部３０２ｃで構成される。内脚３０２ｂは底面部３０２ｃの中央部からｙ軸方向に延びて構成され、底面部３０２ｃは、内脚３０２ｂの下側端部からｘ軸方向および－ｘ軸方向に延びるように構成されている。
　第１のコア３０１の第１のコア部３０１ａ、第１のコア３０１の第２のコア部３０１ｂ、第２のコア３０２、および冷却装置３０５は以下のように配置される。
（１）第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａのｘ軸方向側側面と、第２のコア３０２の底面部３０２ｃの端面（－ｘ軸方向側側面）が接着剤で接着されて配置される。
（２）第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａの－ｘ軸方向側側面と、第２のコア３０２の底面部３０２ｃの第１のコア部３０１ａと接着した端面の反対側の端面（ｘ軸方向側側面）が接着剤で接着されて配置される。
（３）第１のコア部３０１ａの内脚３０１ａｂ及び第２のコア部３０１ｂの内脚３０１ｂｂの各端面（－ｙ軸方向側端面）は、所定のギャップＧ１を介して、第２のコア３０２の内脚３０２ｂの端面（ｙ軸方向側端面）に対向するように配置される。
（４）第１のコア３０１の第１のコア部３０１ａと第２のコア部３０１ｂは、各分割表面Ｓ１、Ｓ２で、互いに所定のギャップＧ２を介して、対向するように配置される。すなわち、第１のコア部３０１ａの内脚３０１ａｂのｘ軸方向側側面と、第２のコア部３０１ｂの内脚３０１ｂｂの－ｘ軸方向側側面とが、互いに所定のギャップＧ２を介して対向するように配置される。
（５）第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａの端面と、冷却装置３０５が対向するように配置される。
（６）第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａの端面と、冷却装置３０５が対向するように配置される。
（７）第２のコア３０２の底面部３０２ｃと、冷却装置３０５が対向するように配置される。
　第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａの端面と、第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａの端面と、第２のコア３０２の底面部３０２ｃの底面とは、冷却装置３０５上に接するように配置される。また、後述するように、上記構成部品間は、充填材を介して接してもよい。
　ここで、第１のコア３０１の２つのコア部３０１ａ、３０１ｂの各内脚３０１ａｂ、３０１ｂｂと、第２のコア３０２の内脚３０２ｂとは、上述のように、ギャップＧ１を有して離隔して対向配置されている。このギャップＧ１の間隔を調整することで、トランス２０６の励磁インダクタンス２０８を調整できる。また、ギャップＧ１の間隔により漏れインダクタンスの値も変わる。漏れインダクタンス２０７は１次巻線３０３と２次巻線３０４との距離によっても調整される。
　なお、コア全体の製造工程の最後において、例えばシリコーン充填材などの絶縁材料にてなる充填材が充填される。その際、ギャップＧ１、ギャップＧ２、第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａの端面と冷却装置３０５の間、第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａの端面と冷却装置３０５の間、第２のコア３０２の底面部３０２ｃと冷却装置３０５の間等に充填材が入ってもよい。
　なお、通常のトランスが備えるボビン、引き出し線やコアと巻線の絶縁距離を確保するボビンカバー、更にはボビンとコアの位置決めをする為の機構などは図面において表示していないが、適宜追加してもよい。
　車載充電装置１０１では、水冷装置又は空冷装置などの冷却装置３０５を設けることにより、各部品の放熱及び冷却を実施している。トランス２０６の－ｙ軸方向側に冷却装置３０５が配置され、トランス２０６で発生した熱を放熱している。
　図５は従来例に係る、第１のコア５０１が２分割されていないトランスの第１のコア５０１と第２のコア５０２間で温度差が生じたときの各コア５０１，５０２に生じる歪みを拡大表示する縦断面図である。
　図５から明らかなように、第１のコア５０１は第１のコア５０１の熱膨張係数により上方向に凸に変形し、外側へ引っ張り応力がかかっていることがわかる。これは、同一温度時には同サイズであった第１のコア５０１の内脚の太さが、膨張部５０３のように第２のコア５０２の内脚の太さより太くなっていることからもわかる。このような応力が印加されると従来例のＥ型コアではコア割れが発生する可能性がある。しかし、本実施形態に係るトランス装置は、第１のコア部３０１ａと第２のコア部３０１ｂとを離隔して配置するように構成されている。したがって、応力が解放され、コア割れを低減することが可能となる。
　また、本実施形態に係るトランス装置は、第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａの端面と、第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａの端面とをそれぞれ冷却装置３０５に載置しかつ、各端面を冷却装置３０５と対向させている。したがって、第１のコア部３０１ａと第２のコア部３０１ｂを冷却装置３０５から直接冷却することが可能となるため、歪の原因となるコアの温度差を軽減することができる。これにより、コア割れを低減することが可能となる。
　本実施形態では、ＬＬＣ共振型ＤＣ－ＤＣコンバータ１０５のトランス２０６として、所望の漏れインダクタンスを有するために、図４に示すようにコアを組み立てる。図４において、第１のコア部３０１ａはｘ軸方向に第２のコア３０２に押し当てて接着する。これにより、第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａのｘ軸方向側側面と第２のコア３０２の底面部３０２ｃの－ｘ軸方向側の端面とが接着剤４０１を用いて接着される。第２のコア部３０１ｂは－ｘ軸方向に第２のコア３０２に押し当てて接着剤４０１を用いて接着する。これにより、第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａの－ｘ軸方向側側面と、第２のコア３０２の底面部３０２ｃのｘ軸方向側の端面とが接着される。図４に示されている矢印は、第１のコア部３０１ａをｘ軸方向に、第２のコア部３０１ｂを－ｘ軸方向に第２のコア３０２に押し当てることを示している。
　このような組み立て方をすることで、コア製造時に第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａのｘ軸方向寸法ｗ１、第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａのｘ軸方向寸法ｗ２、第２のコア３０２のｘ軸方向寸法ｗ３がばらついても、接着剤４０１で接着した接着部に隙間ができることなくコアを組み立てることが可能となる。
　これにより、接着部に、設計で意図しないギャップが形成されることなく、所望の漏れインダクタンスを有するトランスを製造することができる。このとき、製造ばらつきを考慮した上で、第１のコア部３０１ａのｘ軸方向寸法ｗ４と第２のコア部３０１ｂのｘ軸方向寸法ｗ５を足した寸法が組み立て後のコアのｘ軸方向寸法ｗ６よりも小さくなるように設計を行う。すなわち、ｗ４＋ｗ５＜ｗ６となるように設計する。
　以上説明したように、本実施形態に係るトランス２０６は、第１のコア３０１を第１のコア部３０１ａと第２のコア部３０１ｂとに分割し、離隔することにより応力が解放され、コア割れを低減することが可能となる。
　また、本実施形態に係るトランス２０６は、第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａの端面と、第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａの端面とをそれぞれ冷却装置３０５に載置しかつ、前記各端面が冷却装置３０５に対向するように配置している。このように構成することで、第１のコア部３０１ａと第２のコア部３０１ｂを冷却装置３０５から直接冷却できるため、歪の原因となるコアの温度差を軽減することができる。これにより、コア割れを低減することが可能となる。また、第１のコア部３０１ａおよび第２のコア部３０１ｂの温度上昇を抑制することができる。これにより、コア割れを低減することが可能となる。
　さらには、本実施形態に係るトランス２０６は、図４に示すように、第１のコア部３０１ａは左方向から第２のコア３０２に押し当てて接着し、第２のコア部３０１ｂは右方向から第２のコア３０２に押し当てて接着している。このように構成することで、コア製造時に第１のコア部３０１ａの外脚３０１ａａのｘ軸方向寸法ｗ１、第２のコア部３０１ｂの外脚３０１ｂａのｘ軸方向寸法ｗ２、第２のコア３０２のｘ軸方向寸法ｗ３がばらついても、接着剤４０１で接着した接着部に隙間ができることなくコアを組み立てることが可能となる。これにより、接着部に、設計で意図しないギャップが形成されることなく、所望の漏れインダクタンスを有するトランスを製造することができる。
（変形例１）
　図６は変形例１に係るトランス２０６Ａの構成例を示す縦断面図である。トランス２０６Ａは、第１のコア３０１Ａと第２のコア３０２Ａで構成される。第１のコア３０１Ａは第１のコア部３０１Ａａと第２のコア部３０１Ａｂで構成される。
　第１のコア部３０１Ａａは、外脚３０１Ａａａと、内脚３０１Ａａｂと、第１の底面部３０１Ａａｃと、第２の底面部３０１Ａａｄとを備える。第１のコア部３０１Ａａの第２の底面部３０１Ａａｄは、第１のコア部３０１Ａａの外脚３０１Ａａａの下側端部からｘ軸方向で延びるように形成されている。
　第２のコア部３０１Ａｂは、外脚３０１Ａｂａと、内脚３０１Ａｂｂと、第１の底面部３０１Ａｂｃと、第２の底面部３０１Ａｂｄとを備える。第２のコア部３０１Ａｂの第２の底面部３０１Ａｂｄは、第２のコア部３０１Ａｂの外脚３０１Ａｂａの下側端部から－ｘ軸方向で延びるように形成されている。
　第２のコア３０２Ａは、内脚３０２Ａｂと、底面部３０２Ａｃとを備える。底面部３０２Ａｃは、トランス２０６の第２のコア３０２の底面部３０２ｃとは異なり、内脚３０２Ａｂの下側端部からｘ軸方向および－ｘ軸方向に延びておらず、断面が内脚３０２Ａｂとともに略直方体となるように形成されている。
　第１のコア部３０１Ａａの第２の底面部３０１Ａａｄは、冷却装置３０５と対向して配置される。第２のコア部３０１Ａｂの第２の底面部３０１Ａｂｄは、冷却装置３０５と対向して配置される。第２のコア３０２Ａの底面部３０２Ａｃは、冷却装置３０５と対向して配置される。
　以上のように変形例１に係るトランス２０６Ａは、第１のコア部３０１Ａａの第２の底面部３０１Ａａｄと、および第２のコア部３０１Ａｂの第２の底面部３０１Ａｂｄとをそれぞれ冷却装置３０５に載置しかつ、それらの底面を冷却装置３０５と対向するように配置している。このように構成することで、第１のコア部３０１Ａａ、および第２のコア部３０１Ａｂが冷却装置３０５と接し、対向する面積が広くなるため、第１のコア部３０１Ａａと第２のコア部３０１Ａｂの冷却性が上がる。これにより、図４に示すトランス２０６の構成よりも、歪の原因となるコアの温度差を軽減することができる。
　また、トランス２０６Ａの第２のコア３０２Ａは、略直方体となるように構成されている。したがって、トランス２０６Ａの第２のコア３０２Ａは、図４に示すトランス２０６の第２のコア３０２よりも構造が簡易であるため、容易に製造できる。
（変形例２）
　図７は変形例２に係るトランス２０６Ｂの構成例を示す縦断面図である。トランス２０６Ｂは、第１のコア３０１Ｂと第２のコア３０２Ｂで構成される。第１のコア３０１Ｂは第１のコア部３０１Ｂａと第２のコア部３０１Ｂｂで構成される。
　第１のコア部３０１Ｂａは、外脚３０１Ｂａａと、第１の底面部３０１Ｂａｃと、第２の底面部３０１Ｂａｄを備える。第２のコア部３０１Ｂｂは、外脚３０１Ｂｂａと、第１の底面部３０１Ｂｂｃと、第２の底面部３０１Ｂｂｄを備える。第２のコア３０２Ｂは、内脚３０２Ｂｂと、底面部３０２Ｂｃを備える。
　トランス２０６Ｂの第１のコア部３０１Ｂａは、トランス２０６Ａの第１のコア部３０１Ａａとは異なり、内脚を設けない構造としている。同様に、トランス２０６Ｂの第２のコア部３０１Ｂｂは、トランス２０６Ａの第２のコア部３０１Ａｂとは異なり、内脚を設けない構造としている。したがって、所望の励磁インダクタンス２０８または漏れインダクタンス２０７を得るために、第２のコア３０２Ｂは、第２のコア３０２Ａと比べてｙ軸方向に延びることでギャップＧ１の間隔を調整している。
　第１のコア部３０１Ｂａの第２の底面部３０１Ｂａｄは、冷却装置３０５と対向して配置される。第２のコア部３０１Ｂｂの第２の底面部３０１Ｂｂｄは、冷却装置３０５と対向して配置される。第２のコア３０２Ｂの底面部３０２Ｂｃは、冷却装置３０５と対向して配置される。
　以上のように構成された変形例２では、第１のコア部３０１Ｂａの第２の底面部３０１Ｂａｄおよび第２のコア部３０１Ｂｂの第２の底面部３０１Ｂｂｄが冷却装置３０５に載置しかつ、それらの底面を冷却装置３０５と対向するように配置している。このように構成することで、第１のコア部３０１Ｂａ、および第２のコア部３０１Ｂｂが冷却装置３０５と接し、対向する面積が広くなるため、第１のコア部３０１Ｂａと第２のコア部３０１Ｂｂの冷却性が上がる。これにより、図４に示すトランス２０６の構成よりも、歪の原因となるコアの温度差を軽減することができる。
　また、トランス２０６Ｂの第１のコア部３０１Ｂａは、図６に示すトランス２０６Ａの第１のコア部３０１Ａａの内脚３０１Ａａｂに対応する部位が存在しない。同様に、トランス２０６Ｂの第２のコア部３０１Ｂｂは、図６に示すトランス２０６Ａの第２のコア部３０１Ａｂの内脚３０１Ａｂｂに対応する部位が存在しない。したがって、トランス２０６Ｂの第１のコア部３０１Ｂａおよび第２のコア部３０１Ｂｂは、図６に示すトランス２０６Ａの第１のコア部３０１Ａａおよび第２のコア部３０１Ａｂよりも構造が簡易であるため、容易に製造できる。
（実施形態のまとめ）
　以上のように説明した本実施形態に係るトランス装置は、以下のように構成してもよい。
（態様１）トランス装置は、１次巻線、２次巻線、並びに前記１次巻線及び前記２次巻線を挿通しかつ互いに対向するように配置される第１のコアと第２のコアを備えるトランスと、前記トランスを冷却する冷却装置とを備え、前記第１のコアは、互いに所定の分割面で分割された第１のコア部と第２のコア部とを備え、前記第１のコアの前記第１のコア部と前記第２のコア部はギャップを介して互いに対向するように配置され、前記第１のコアと前記冷却装置は互いに対向するように配置される。
　これにより、第１のコアが分割されることで、第１のコアにおいて温度変化が生じた際に発生する応力を軽減することができ、第１のコアに割れが生じるのを抑制することができる。また、第１のコアが冷却装置によって冷却されるように構成することができる。したがって、第１のコアの温度変化を抑制することができ、第１のコアに割れが生じるのを抑制することができる。
（態様２）態様１のトランス装置において、前記第２のコアと前記冷却装置は互いに対向するように配置されてもよい。
　これにより、第２のコアが冷却装置によって冷却されるように構成することができる。したがって、第２のコアの温度変化を抑制することができ、第２のコアに割れが生じるのを抑制することができる。
（態様３）態様１又は態様２のトランス装置において、前記第１のコアは、前記分割面で分割されて、前記第１のコア部の第１の分割表面と前記第２のコア部の第２の分割表面とを形成し、前記第１の分割表面と前記第２の分割表面とが互いに対向するように配置されてもよい。
　これにより、第１のコアにおいて温度変化が生じた際に発生する応力を軽減することができ、第１のコアに割れが生じるのを抑制することができる。
（態様４）態様１から態様３のいずれか１つのトランス装置において、前記第１のコアと前記第２のコアはギャップを介して互いに対向するように配置されてもよい。
　これにより、第１のコアと第２のコアとの温度差による応力の発生を防止することができ、各コアに割れが生じるのを抑制することができる。
（態様５）態様１から態様４のいずれか１つのトランス装置において、前記第１のコアは、前記分割面で水平方向で、前記第１のコア部と前記第２のコア部に分割され、前記第１のコア部と前記第２のコア部はそれぞれ、水平方向の外側において垂直方向に延びる外脚を備え、前記各外脚は、前記各外脚の底面が冷却装置と対向するように配置され、前記第１のコア部と前記第２のコア部は、前記第２のコアに対して水平方向の外側から挟み込むように前記第２のコアと接着してもよい。
　これにより、第１のコア部と第２のコアとの間、第２のコア部と第２のコアとの間それぞれで、接着させることができる。したがって、各コアの接着部の大きさのばらつきを小さくすることができ、所望の漏れインダクタンスとなるように容易に製造できる。
（態様６）態様５のトランス装置において、前記第１のコア部と前記第２のコア部はそれぞれ、前記各外脚の上部から水平方向中央側に延びる第１の底面部と、前記第１の底面部の水平方向中央側端部から垂直方向に前記第２のコアに向かって延びる第１の内脚とをさらに備え、前記第２のコアは、前記各外脚間で水平方向に延びる第２の底面部と、前記第１の底面部の中央部から垂直方向に前記各第１の内脚に向かって延びる第２の内脚とを備え、前記第２の底面部は前記冷却装置と対向するように配置されてもよい。
　これにより、第１のコア部および第２のコア部並びに第２のコアがともに冷却装置と対向するようなトランスを構成することができる。したがって、各コアに対する冷却性を改善し、各コアの温度変化を抑制することができ、各コアに割れが生じるのを抑制することができる。また、第１のコア部と第２のコアとの間、第２のコア部と第２のコアとの間それぞれで、接着させることができる。したがって、各コアの接着部の大きさのばらつきを小さくすることができ、所望の漏れインダクタンスとなるように容易に製造できる。
（態様７）態様５のトランス装置において、前記第１のコア部と前記第２のコア部はそれぞれ、前記各外脚の上部から水平方向中央側に延びる第１の底面部と、前記第１の底面部の水平方向中央側端部から垂直方向に前記第２のコアに向かって延びる第１の内脚と、前記各外脚の下部から水平方向中央側に延びる第３の底面部とをさらに備え、前記第２のコアは、前記垂直方向に前記各第１の内脚に向かって延びる第２の内脚をさらに備え、前記第２の内脚の底面および前記第３の底面部の底面は前記冷却装置と対向するように配置されてもよい。
　これにより、冷却装置によって冷却される第１のコア部および第２のコア部の面積が増加するため、冷却性を向上させることができる。したがって、各コアに対する冷却性を改善し、各コアの温度変化を抑制することができ、各コアに割れが生じるのを抑制することができる。また、第２のコアの構造をシンプルにすることができ、より容易に製造することができる。
（態様８）態様５のトランス装置において、前記第１のコア部と前記第２のコア部はそれぞれ、前記各外脚の上部から水平方向中央側に延びる第１の底面部と、前記各外脚の下部から水平方向中央側に延びる第３の底面部とをさらに備え、前記第２のコアは、前記垂直方向に、前記各第１の底面部の中央側端部に向かって延びる第２の内脚をさらに備え、前記第２の内脚の底面および前記第３の底面部の底面は前記冷却装置と対向するように配置されてもよい。
　これにより、冷却装置によって冷却される第１のコア部および第２のコア部の面積が増加するため、冷却性を向上させることができる。したがって、各コアに対する冷却性を改善し、各コアの温度変化を抑制することができ、各コアに割れが生じるのを抑制することができる。また、第１のコア部および第２のコア部、並びに第２のコアの構造をシンプルにすることができ、より容易に製造することができる。
（態様９）態様６のトランス装置において、前記冷却装置が前記第２のコアを冷却するように、前記第２の底面部は前記冷却装置と接してもよい。
　これにより、第２のコアを冷却装置によって直接冷却することができる。したがって、第２のコアに対する冷却性を改善し、第２のコアの温度変化を抑制することができ、第２のコアに割れが生じるのを抑制することができる。
（態様１０）態様７または態様８のトランス装置において、前記冷却装置が前記第１のコアおよび前記第２のコアを冷却するように、前記第２の内脚の底面および前記第３の底面部の底面は前記冷却装置と接してもよい。
　これにより、第１のコア部及び第２のコア部、並びに第２のコアを冷却装置によって直接冷却することができる。したがって、各コアに対する冷却性を改善し、各コアの温度変化を抑制することができ、各コアに割れが生じるのを抑制することができる。
（態様１１）態様１から態様１０のいずれか１つのトランス装置において、前記冷却装置が前記第１のコアおよび前記第２のコアを冷却するように、前記第１のコア部および前記第２のコア部並びに前記第２のコアは、前記冷却装置と接するように載置されてもよい。
　これにより、第１のコア部及び第２のコア部、並びに第２のコアを冷却装置によって直接冷却することができる。したがって、各コアに対する冷却性を改善し、各コアの温度変化を抑制することができ、各コアに割れが生じるのを抑制することができる。
（態様１２）本開示の、充電池に充電電圧を供給する充電装置は、態様１から態様１１のいずれか１つのトランス装置を備える。
（態様１３）本開示の、負荷に電源電圧を供給する電源装置は、態様１から態様１１のいずれか１つのトランス装置を備える。
　本開示に係るトランス２０６，２０６Ａ，２０６Ｂは、充電池１０６に充電電圧を供給する図１の充電装置１０１のＤＣ－ＤＣコンバータ１０５に限らず、負荷に所定の電源電圧を供給する種々の電源装置にも利用できる。
１０１　車載充電装置
１０２　商用交流電源
１０３　整流及び平滑回路
１０４　力率改善回路（ＰＦＣ回路）
１０５　ＤＣ－ＤＣコンバータ
１０６　充電池
２０１　インバータ回路
２０２～２０５　ＭＯＳトランジスタ
２０６，２０６Ａ，２０６Ｂ　トランス
２０７　漏れインダクタンス
２０８　励磁インダクタンス
２０９　共振キャパシタ
２１０　整流回路
２１１　平滑キャパシタ
２１２　インダクタンス
２２０　制御回路
３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ　第１のコア
３０１ａ，３０１Ａａ，３０１Ｂａ　第１のコア部
３０１ｂ，３０１Ａｂ，３０１Ｂｂ　第２のコア部
３０１ａａ，３０１ｂａ，３０１Ａａａ，３０１Ａｂａ，３０１Ｂａａ，３０１Ｂｂａ　外脚
３０１ａｂ，３０１ｂｂ，３０１Ａａｂ，３０１Ａｂｂ，３０１Ｂａｂ，３０１Ｂｂｂ　内脚
３０１ａｃ，３０１ｂｃ，３０１Ａａｃ，３０１Ａｂｃ，３０１Ｂａｃ，３０１Ｂｂｃ　第１の底面部
３０１Ａａｄ，３０１Ａｂｄ，３０１Ｂａｄ，３０１Ｂｂｄ　第２の底面部
３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ　第２のコア
３０２ｂ，３０２Ａｂ，３０２Ｂｂ　内脚
３０２ｃ，３０２Ａｃ，３０２Ｂｃ　底面部
３０３　１次巻線
３０４　２次巻線
３０５　冷却装置
４０１　接着剤
５０１　第１のコア
５０２　第２のコア
５０３　膨張部
Ｇ１　ギャップ
Ｇ２　ギャップ
Ｓ１，Ｓ２　分割表面
Ｔ１～Ｔ４　端子

Claims (13)

  1. 　１次巻線、２次巻線、並びに前記１次巻線及び前記２次巻線を挿通しかつ互いに対向するように配置される第１のコアと第２のコアを備えるトランスと、
    　前記トランスを冷却する冷却装置とを備え、
    　前記第１のコアは、互いに所定の分割面で分割された第１のコア部と第２のコア部とを備え、
    　前記第１のコアの前記第１のコア部と前記第２のコア部はギャップを介して互いに対向するように配置され、
    　前記第１のコアと前記冷却装置は互いに対向するように配置される、
    　トランス装置。
  2. 　前記第２のコアと前記冷却装置は互いに対向するように配置される、
    　請求項１に記載のトランス装置。
  3. 　前記第１のコアは、前記分割面で分割されて、前記第１のコア部の第１の分割表面と前記第２のコア部の第２の分割表面とを形成し、前記第１の分割表面と前記第２の分割表面とが互いに対向するように配置される、
    　請求項１又は２に記載のトランス装置。
  4. 　前記第１のコアと前記第２のコアはギャップを介して互いに対向するように配置される、
    　請求項１～３のうちのいずれか１つに記載のトランス装置。
  5. 　前記第１のコアは、前記分割面で水平方向で、前記第１のコア部と前記第２のコア部に分割され、
    　前記第１のコア部と前記第２のコア部はそれぞれ、水平方向の外側において垂直方向に延びる外脚を備え、
    　前記各外脚は、前記各外脚の底面が前記冷却装置と対向するように配置され、
    　前記第１のコア部と前記第２のコア部は、前記第２のコアに対して水平方向の外側から挟み込むように前記第２のコアと接着する、
    　請求項１～４のうちいずれか１つに記載のトランス装置。
  6. 　前記第１のコア部と前記第２のコア部はそれぞれ、
    　前記各外脚の上部から水平方向中央側に延びる第１の底面部と、
    　前記第１の底面部の水平方向中央側端部から垂直方向に前記第２のコアに向かって延びる第１の内脚とをさらに備え、
    　前記第２のコアは、
    　前記各外脚間で水平方向に延びる第２の底面部と、
    　前記第２の底面部の中央部から垂直方向に前記各第１の内脚に向かって延びる第２の内脚とを備え、
    　前記第２の底面部は前記冷却装置と対向するように配置される、
    　請求項５に記載のトランス装置。
  7. 　前記第１のコア部と前記第２のコア部はそれぞれ、
    　前記各外脚の上部から水平方向中央側に延びる第１の底面部と、
    　前記第１の底面部の水平方向中央側端部から垂直方向に前記第２のコアに向かって延びる第１の内脚と、
    　前記各外脚の下部から水平方向中央側に延びる第３の底面部とをさらに備え、
    　前記第２のコアは、
    　前記垂直方向に前記各第１の内脚に向かって延びる第２の内脚をさらに備え、
    　前記第２の内脚の底面および前記第３の底面部の底面は前記冷却装置と対向するように配置される、
    　請求項５に記載のトランス装置。
  8. 　前記第１のコア部と前記第２のコア部はそれぞれ、
    　前記各外脚の上部から水平方向中央側に延びる第１の底面部と、
    　前記各外脚の下部から水平方向中央側に延びる第３の底面部とをさらに備え、
    　前記第２のコアは、
    　前記垂直方向に、前記各第１の底面部の中央側端部に向かって延びる第２の内脚をさらに備え、
    　前記第２の内脚の底面および前記第３の底面部の底面は前記冷却装置と対向するように配置される、
    　請求項５に記載のトランス装置。
  9. 　前記冷却装置が前記第２のコアを冷却するように、前記第２の底面部は前記冷却装置と接する、
    　請求項６に記載のトランス装置。
  10. 　前記冷却装置が前記第１のコアおよび前記第２のコアを冷却するように、前記第２の内脚の底面および前記第３の底面部の底面は前記冷却装置と接する、
    　請求項７又は８に記載のトランス装置。
  11. 　前記冷却装置が前記第１のコアおよび前記第２のコアを冷却するように、前記第１のコア部および前記第２のコア部並びに前記第２のコアは、前記冷却装置と接するように載置される、
    　請求項１～１０のうちのいずれか１つに記載のトランス装置。
  12. 　充電池に充電電圧を供給する充電装置であって、
    　請求項１～１１のうちのいずれか１つに記載のトランス装置を備える、
    　充電装置。
  13. 　負荷に電源電圧を供給する電源装置であって、
    　請求項１～１１のうちのいずれか１つに記載のトランス装置を備える、
    　電源装置。
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