JP2002281758A - 降圧型全波整流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造コストの増大を抑止しつつ降圧トランスの
二次コイルの温度上昇や電磁波放射の低減が可能な降圧
型全波整流装置を提供すること。 【解決手段】ベースプレート６上の降圧トランス３は一
対の二次コイル３２、３３をもち、二次コイル３２、３
３は同一形状の単ターンコイルを互いに逆向きに重ね、
両二次コイル３２、３３の接地電極端子部をなすコア外
導体部３２２、３３２を重ねてなる。ベースプレート６
は頂面がコア外導体部３３２に接する中央支柱部６０を
もち、コア外導体部３２２、３３２はねじ８により中央
支柱部６０の頂面に締結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、降圧型全波整流装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッド車を含む電気自動車では走
行用モータへは高圧の主バッテリから給電し、種々の補
機へは低圧の補機バッテリから給電する二電源方式が種
々の点で有益である。

【０００３】また、通常の内燃機関車においても種々の
要因により高圧の主バッテリ及び低圧負荷給電用の補機
バッテリの両方を搭載する二バッテリ電源系を搭載する
機運が生じている。

【０００４】この二電源方式の車両用電源系では、補機
バッテリを小容量とし、主バッテリから降圧型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ装置を通じて補機バッテリに送電するのが
種々の点で合理的な選択である。

【０００５】この降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、
入力直流電圧から単相交流電圧を形成するインバータ回
路、この単相交流電圧の変圧を行う降圧トランス、この
降圧トランスの出力電圧を整流する整流部、整流された
電圧を平滑する平滑回路から通常、構成されるが、降圧
トランスの二次コイルを中間端子付きとして整流部を単
相全波整流方式で構成するのが通常である。以下、この
降圧トランスと単相全波整流型整流部とをもつ装置を、
降圧型全波整流装置ともいう。

【０００６】更に説明すると、この降圧型全波整流装置
では、降圧トランスは同一方向に巻装されて直列接続さ
れた一対の二次コイルをもち、整流回路は一対の整流素
子で構成され、一対の二次コイルの互いに接続されてな
る中点は接地されるか又は平滑回路への出力端子とされ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た車両用二電源系では種々の理由から主電池の端子電圧
は数百Vといった高圧とされる一方、補機バッテリは従
来のバッテリ仕様に合わせて通常１２Ｖ使用とされる。
このため、降圧トランスの二次電流がきわめて大きくな
り、二次コイルの抵抗損失及び発熱が降圧トランスの熱
絶縁樹脂や、二次コイルに接続されるダイオードの温度
に看過できない悪影響を及ぼす。

【０００８】また、降圧トランスのコアから出て整流ダ
イオード素子又はベースプレートに達するまでの二次コ
イルの導体部分である二次コイルの端部（コア外導体部
ともいう）には、降圧比が大きいために大電流が流れる
が、単相全波整流方式では、各二次コイルには単相交流
電流の異なる半波電流が流れるため、各二次コイルの電
流は大きな高調波を含む。その結果、コアから露出した
二次コイルの端部（コア外導体部）は大きな電磁波ノイ
ズを放射し、他の電子回路素子の誤動作の要因となる。

【０００９】更に、この種の降圧型全波整流装置では、
大電流が流れる一対の二次コイルの断面積は抵抗損失低
減のためにできる大きくする必要があるが、大断面積の
二次コイルを製造するには、成形用の金型などの治具が
高価となり、製造装置が大型化するため、製造コストが
増大するという不具合もあった。

【００１０】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、製造コストの増大を抑止しつつ降圧トランスの二
次コイルの温度上昇や電磁波放射の低減が可能な降圧型
全波整流装置を提供することを、その目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の降圧型全
波整流装置は、 良熱伝導性のベースプレート、前記ベ
ースプレートの主面と略直角方向へ延在する軸部を有し
て前記ベースプレートの前記主面に固定されるコアと、
前記コアの側面から前記ベースプレートの前記主面と略
平行に突出する端部を有して前記軸部に巻着される第一
の二次コイルと、前記コアの側面から前記ベースプレー
トの前記主面と略平行に突出する端部を有して前記第一
の二次コイルに対して軸方向に隣接しつつ前記軸部に巻
着される第二の二次コイルとを有する降圧トランス、前
記両二次コイルの一端から互いに逆位相の２つの半波交
流電圧を個別に整流して出力する整流部、及び、前記整
流部から出力される整流電圧を平滑する平滑回路を備
え、前記両二次コイルは、同一形状の単ターンコイルを
互いに逆向きに重ね、前記第一の二次コイルの一端部と
前記第二の二次コイルの他端部とを軸方向に重ねて構成
された共通端子部と、前記共通端子部の両側に位置して
前記共通端子部に対して略平行に突出する前記第一の二
次コイルの他端部と前記第二の二次コイルの一端部とを
有していることを特徴としている。

【００１２】すなわち、本発明の降圧型全波整流装置
は、好適には平角導体線を同一形状に成形してなる単タ
ーンコイルを互いに逆向きに重ねてコアの軸部に巻着し
てなり、二次コイルの中間端子をなす共通端子部を両二
次コイルの端部を互いに重ねて構成する。これにより、
両二次コイルのそれぞれ一つの残る端部はこの共通端子
部の両側に配設されることになる。

【００１３】通常は分厚い平角導体線を折り曲げたり又
は導体平板を打ち抜いたりするため、金型などの治具が
大規模高価となるため、製造コストが増大する２つの二
次コイルの製造費用は、両二次コイルを同一形状とする
ことができるために半減することができる。

【００１４】なお、二次コイルの両端部を除く部分に
は、絶縁樹脂が被着されていることは通常通りである。

【００１５】請求項２記載の構成によれば請求項１記載
の降圧型全波整流装置において更に、前記共通端子部が
締結される頂面を有して前記ベースプレートの前記主面
から前記共通端子部に向けて突設される中央支柱部を有
することを特徴としている。

【００１６】すなわち本構成によれば、二次コイルの接
地電極端子をなす共通端子部に向けて、トランスが載置
されるベースプレートの主面から中央支柱部を突設し、
共通端子部をなす両二次コイルの各一つの端子を重ねて
この中央支柱部の頂面に密着させるので、降圧トランス
のコアからその側方へ突出する両二次コイルの接地電極
端子部をなすコア外導体部の配線長を短縮することがで
き、その結果、抵抗損失、発熱及び電磁波放射を低減す
ることができる。

【００１７】また、両二次コイルの接地電極端子部をな
すコア外導体部は直接にベースプレートに固定（締結）
できるので、余分な接続用ブスバーを準備する必要がな
い。更に、両二次コイルの接地電極端子部をなすコア外
導体部をベースプレートの主面まで折り曲げる必要がな
いので、両二次コイルを同一形状部品で構成することが
でき、かつ、その製造が容易となる。すなわち、一方の
二次コイルの接地電極端子部用コア外導体部を曲げてベ
ースプレートの主面に到達させる解決策では、それを裏
返した場合に、他方の二次コイルの接地電極端子部用コ
ア外導体部はベースプレートから遠ざかるように曲がる
ことになり、ベースプレートへの固定が困難となる。

【００１８】すなわち、本構成により、それぞれ単ター
ンコイルからなる一対の二次コイルを同一形状部品とす
ることが、接地電極端子部用コア外導体部の配線長短縮
を可能としつつ可能となるのである。

【００１９】請求項３記載の構成によれば請求項１記載
の降圧型全波整流装置において更に、前記共通端子部が
電気絶縁可能に締結される頂面を有して前記ベースプレ
ートの前記主面から前記共通端子部に向けて突設される
中央支柱部を有することを特徴としている。

【００２０】すなわち本構成によれば、二次コイルの接
地電極端子をなす共通端子部に向けて、トランスが載置
されるベースプレートの主面から中央支柱部を突設し、
共通端子部をなす両二次コイルの各一つの端子を重ねて
この中央支柱部の頂面に良熱伝導性の電気絶縁シートを
介して密着（好適には樹脂製ねじで締結）させるので、
降圧トランスのコアからその側方へ突出する両二次コイ
ルの出力電極端子部を支持固定するとともに、共通端子
部すなわち一対のコア外導体部の配線長を延長すること
なく、共通端子部から中央支柱部に良好に放熱すること
ができる。また、コア外導体部と中央支柱部との間の静
電容量を増大することができるので、コア外導体部すな
わち共通端子部の電磁波放射を低減することができる。

【００２１】また、両二次コイルの接地電極端子部をな
すコア外導体部は電気絶縁シートを介してベースプレー
トに固定（締結）できるので、余分な接続用ブスバーを
準備する必要がない。更に、両二次コイルの出力電極端
子部をなすコア外導体部をベースプレートの主面まで折
り曲げる必要がないので、両二次コイルを同一形状部品
で構成することができ、かつ、その製造が容易となる。
すなわち、一方の二次コイルの出力電極端子部用コア外
導体部を曲げてベースプレートの主面に到達させる解決
策では、それを裏返した場合に、他方の二次コイルの出
力電極端子部用コア外導体部はベースプレートから遠ざ
かるように曲がることになり、ベースプレートへの固定
が困難となる。

【００２２】すなわち、本構成により、それぞれ単ター
ンコイルからなる一対の二次コイルを同一形状部品とす
ることが、出力電極端子部用コア外導体部の配線長短縮
を可能としつつ可能となるのである。

【００２３】請求項４記載の構成によれば請求項１記載
の降圧型全波整流装置において更に、前記降圧トランス
が前記ベースプレートの前記主面に形成された凹部に固
定され、前記両二次コイルの前記端部が、前記ベースプ
レートの前記主面に直接又は熱伝導性電気絶縁シートを
介して密着していることを特徴としている。

【００２４】すなわち本構成によれば、既述したよう
に、同一形状の一対の二次コイルを互いに裏返して積層
配置するには、これら二次コイルの共通端子部をなすコ
ア外導体部をベースプレートの厚さ方向に大きく曲げる
ことが困難であるという問題を解決するために、トラン
スをベースプレートの凹部に部分的に埋め込むことによ
り、互いに重ねられて共通端子部をなす一対のコア外導
体部のうちのベースプレート側のコア外導体部を、直接
（コア外導体部が接地電極端子部の場合）、又は、電気
絶縁シートを介して（コア外導体部が出力電極端子部の
場合）、ベースプレートの主面に密着させる。

【００２５】このようにすれば、中央支柱部を設けるこ
となく上述した請求項２又は３の作用効果を奏すること
ができる。

【００２６】

【発明を実施するための態様】本発明の降圧型全波整流
装置を用いた二バッテリ搭載型車両用の降圧型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ装置の好適な態様を以下の実施例を参照し
て説明する。

【００２７】

【実施例１】この実施例の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ装
置を図１を参照して以下に説明する。 （回路構成）１は入力側の平滑コンデンサ、２はインバ
ータ、３は降圧トランス、４は整流部をなす一対のダイ
オード、５は平滑回路である。５１は平滑回路のチョー
クコイル、５２は平滑回路の平滑コンデンサである。

【００２８】降圧トランス３は、コア３０、一次コイル
３１、第一の二次コイル３２及び第二の二次コイル３３
を有している。二次コイル３１，３２の一端は接地さ
れ、他端はダイオード４を通じてチョークコイル５１に
接続されている。

【００２９】インバータ２から出力された高圧交流電圧
は、降圧トランス３で降圧される。両二次コイル３２、
３３は異なる半波期間ごとに交互に半波整流電圧をダイ
オード４、平滑回路５を通じて低圧バッテリに出力す
る。この種のＤＣ−ＤＣコンバータは周知であるので、
これ以上の説明は省略する。

【００３０】降圧トランス６及びダイオード４の水平断
面図を図３に示す。ただし、コア及び二次コイルは図３
では矩形に模式図示されているが、円形に形成されても
よい。

【００３１】３０１はフェライトコア３０の中央柱部
（軸部）、３０２はフェライトコア３０の周壁部であ
る。中央柱部３０１及び周壁部３０２は図示しない底板
部及び天板部により連結されて閉磁気回路を構成してい
る。一次コイル３１及び二次コイル３２，３３を収容す
るためにフェライトコア３０は２部材を組み合わせて構
成されているが周知のことである図示は省略する。周壁
部３０２の一側面が開口されており、二次コイル３２、
３３の各一対の端部すなわち計４つのコア外導体部３２
１、３２２、３３１、３３２がコア３０の外部に、コア
３０の軸方向（中央柱部３０１の高さ方向）に対して略
直角方向に突出している。

【００３２】二次コイル３２、３３は厚銅板をプレス成
形してなる同一形状の単ターンコイルであり、コア３０
のコイル収容溝３４に軸方向に重ねて収容されている。
ここで重要なことは、二次コイル３２、３３は互いに逆
向き、かつ、接地電極端子部をなすコア外導体部３２
２，３３２が軸方向に完全に重なるように重なっている
ことである。コア３０のコイル収容溝３４には、二次コ
イル３２、３３の軸方向下方に位置して一次コイル３１
が巻着され、一次コイル３１の両端部３５、３６はコア
３０の側壁部３０２の開口から外部に引き出されてい
る。二次コイル３２、３３は、端部を除いて樹脂被覆又
は絶縁材にて絶縁確保されている。

【００３３】６は後述するベースプレート、６０はベー
スプレート６の主面から軸方向に突出する中央支柱部で
あり、コア外導体部３２２、３３２は中央支柱部６の頂
面にねじ８で締結されている。

【００３４】二次コイル３２、３３の出力電極端子部を
なすコア外導体部３２１、３３１は、共通端子部をなす
コア外導体部３２２、３３２の両側をコア外導体部３２
２、３３２と平行に延設されている。コア外導体部３２
１、３３１はそれぞれダイオード４を介してブスバー７
に接続されており、ブスバー７はダイオード４のカソー
ド電極とチョークコイル５１とを接続している。

【００３５】図３の降圧トランス３の側断面図を図４に
示す。

【００３６】二次コイル３２、３３の共通端子部（接地
電極端子部）をなすコア外導体部３２２，３３２は僅か
に（略二次コイル３２、３３の厚さ分）だけ高さ方向に
曲げられているが、ベースプレート６の中央支柱部６０
の頂面近傍では互いに密着している。また、下側のコア
外導体部３３２は中央支柱部６０の頂面部に密着してい
る。

【００３７】ブスバー７は、中央支柱部６０と同様にベ
ースプレート６から突出する支柱部６１の頂面にやや厚
目の熱伝導性の電気絶縁シート１０を通じて密着し、樹
脂ねじ９で締結されている。

【００３８】上記構成を採用したこの実施例の降圧トラ
ンス３は、二次コイル３２、３３を同形品とすることが
でき、かつ、二次コイル３２、３３のコア外導体部３２
２、３３２の配線長を極めて短くすることができるの
で、製造容易で、発熱、損失、電磁波放射が小さいとい
う効果をもつ。

【００３９】

【実施例２】他の実施例を図２を参照して以下に説明す
る。

【００４０】この実施例は、図１に示す回路において、
二次コイル３２、３３のコア外導体部３２１、３３１を
ダイオード４を通じて接地し、共通端子部をなすコア外
導体部３２２、３３２を出力電極端子部としてチョーク
コイル５１まで長く延在させたものである。

【００４１】なお、この実施例では、中央支柱部６０の
両側に一対の側方支柱部６２、６３が立設され、コア外
導体部３２１、３３１はダイオード４を通じてベースプ
レート６に接地されている。また、コア外導体部３２
１、３３１は樹脂ねじ１１、１２により側方支柱部６
２、６３の頂面に締結されている。

【００４２】上記構成を採用したこの実施例の降圧トラ
ンス３は、二次コイル３２、３３を同形品とすることが
でき、かつ、二次コイル３２、３３のコア外導体部３２
２、３３２の配線長を極めて短くすることができるの
で、製造容易で、発熱、損失、電磁波放射が小さいとい
う効果をもつ。

【００４３】

【実施例３】他の実施例を図６を参照して以下に説明す
る。

【００４４】この実施例は、図４に示す断面図におい
て、ベースプレート６を分厚く形成したものであり、実
施例１と同様の効果を奏することができる。

【００４５】特に、この実施例では、共通端子部（接地
電極端子部）をなすコア外導体部３３２はほぼ全面的に
ベースプレート６の主面に密着することができるので、
上記説明した効果を更に向上することができる。

【００４６】なお、この実施例では、ベースプレート６
の主面が少なくとも共通端子部をなすコア外導体部３３
２に密着可能とするために、降圧トランス３をベースプ
レート６の凹部６９に部分的に埋め込むことにより、中
央支柱部６（実施例１参照）を省略している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の車両用降圧型ＤＣ−ＤＣコンバー
タ装置を示す回路図である。

【図２】 実施例２の車両用降圧型ＤＣ−ＤＣコンバー
タ装置を示す回路図である。

【図３】図１の整流回路及び降圧トランスの水平断面図
である。

【図４】 図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図５】 図２の整流回路及び降圧トランスの水平断面
図である。

【図６】 実施例３の装置を示す水平断面図である。

【符号の説明】

３ 降圧トランス ４ ダイオード（整流部） ５ 平滑回路 ６ ベースプレート ３０ コア ３２ 二次コイル ３３ 二次コイル ３２２ 共通端子部をなす二次コイルのコア外導体部
（端部） ３３２ 共通端子部をなす二次コイルのコア外導体部
（端部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠山 雅也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5H006 AA05 CB05 CC02 HA08 HA09 HA84

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】良熱伝導性のベースプレート、 前記ベースプレートの主面と略直角方向へ延在する軸部
   を有して前記ベースプレートの前記主面に固定されるコ
   アと、前記コアの側面から前記ベースプレートの前記主
   面と略平行に突出する端部を有して前記軸部に巻着され
   る第一の二次コイルと、前記コアの側面から前記ベース
   プレートの前記主面と略平行に突出する端部を有して前
   記第一の二次コイルに対して軸方向に隣接しつつ前記軸
   部に巻着される第二の二次コイルとを有する降圧トラン
   ス、 前記両二次コイルの一端から互いに逆位相の２つの半波
   交流電圧を個別に整流して出力する整流部、及び、 前記整流部から出力される整流電圧を平滑する平滑回
   路、 を備え、 前記両二次コイルは、 同一形状の単ターンコイルを互いに逆向きに重ね、前記
   第一の二次コイルの一端部と前記第二の二次コイルの他
   端部とを軸方向に重ねて構成された共通端子部と、 前記共通端子部の両側に位置して前記共通端子部に対し
   て略平行に突出する前記第一の二次コイルの他端部と前
   記第二の二次コイルの一端部とを有していることを特徴
   とする降圧型全波整流装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の降圧型全波整流装置におい
   て、 前記共通端子部が締結される頂面を有して前記ベースプ
   レートの前記主面から前記共通端子部に向けて突設され
   る中央支柱部を有することを特徴とする降圧型全波整流
   装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の降圧型全波整流装置におい
   て、 前記共通端子部が電気絶縁可能に締結される頂面を有し
   て前記ベースプレートの前記主面から前記共通端子部に
   向けて突設される中央支柱部を有することを特徴とする
   降圧型全波整流装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の降圧型全波整流装置におい
   て、 前記降圧トランスは前記ベースプレートの前記主面に形
   成された凹部に固定され、 前記両二次コイルの前記端部は、前記ベースプレートの
   前記主面に直接又は熱伝導性電気絶縁シートを介して密
   着していることを特徴とする降圧型全波整流装置。