特許 7611140 電磁誘導装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-25

(45)【発行日】2025-01-09

(54)【発明の名称】電磁誘導装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20241226BHJP

   H01F 27/24 20060101ALI20241226BHJP

   H01F 27/255 20060101ALI20241226BHJP

   H02M 3/28 20060101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

H01F30/10 A

H01F30/10 C

H01F30/10 M

H01F27/24 E

H01F27/255

H02M3/28 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021530987

(86)(22)【出願日】2019-11-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-07

(86)【国際出願番号】 FR2019052825

(87)【国際公開番号】W WO2020115402

(87)【国際公開日】2020-06-11

【審査請求日】2022-11-11

(31)【優先権主張番号】1872540

(32)【優先日】2018-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】502124444

【氏名又は名称】コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ

(73)【特許権者】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ジェラール・デレット

(72)【発明者】

【氏名】セルジュ・ロウド

(72)【発明者】

【氏名】ウルリヒ・ソウプレマニエン

【審査官】秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０８５００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０４４８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０７５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５３５０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０４０５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０２２３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１５１０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０８５８１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０６３０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５５－０２８４０９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０１３／０６１２２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９７６７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０４５４７７０５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ３０／１０

Ｈ０１Ｆ ２７／２４

Ｈ０１Ｆ ２７／２５５

Ｈ０２Ｍ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

－ ２つの端部の間に延びる、円柱形の主ピア（２１０）と、前記主ピア（２１０）の前記２つの端部（２１１、２１２）をつなぐ、前記主ピア（２１０）に対して本質的に平行なプレート状の側方ピア（２４０）を含む二次セクション（２２０）とを備えるコア（２００）と、
－ 前記主ピア（２１０）の別々の部位に巻き付けられた一次コイル（３００）と二次コイル（４００）の２つのコイルであって、前記一次コイル（３００）は、前記二次コイル（４００）を通過することになる界磁束と呼ばれる磁束を発生させることができる、２つのコイルと
を備える電磁誘導装置（１００）であって、
－ 前記コア（２００）が、前記二次セクション（２２０）から延びて前記一次コイル（３００）と前記二次コイル（４００）との間に挟まる少なくとも１つの舌状体（２３０）を形成するピックアップ手段をさらに備え、前記ピックアップ手段がピックアップ束と呼ばれる磁束の一部をピックアップすることで、前記二次コイル（４００）を通過する前記界磁束から前記ピックアップ束が差し引かれ、前記一次コイル（３００）に再ループ化するようにされ、
前記舌状体（２３０）が前記主ピア（２１０）から離れており、そのために、前記一次コイル（３００）が形成する界磁束のうち、前記主ピア（２１０）の外側を通る界磁束の一部が前記ピックアップ束として前記舌状体（２３０）に入り、
前記側方ピア（２４０）の内面（２４１）が、前記主ピア（２１０）の外周面（２１３）に対向し、前記内面（２４１）が前記外周面（２１３）を少なくとも部分的に取り囲み、前記内面（２４１）が、前記外周面（２１３）の相似変換の形状を有する、電磁誘導装置（１００）。

【請求項2】

前記少なくとも１つの舌状体（２３０）が、前記主ピア（２１０）の前記両端部によって規定される方向と垂直な方向に同じく前記内面（２４１）に沿って延びるカラーを形成する、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記二次セクション（２２０）が、本質的に互いに平行をなす２つのプレート（２５０、２５１）であって、前記主ピア（２１０）と前記側方ピア（２４０）を双方が一体をなすように保持するプレート（２５０、２５１）を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記一次コイル（３００）が、電気的に直列に接続された２つの一次サブコイル（３００ａ、３００ｂ）であって、前記二次コイル（４００）の両側に配置された一次サブコイル（３００ａ、３００ｂ）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記２つの一次サブコイル（３００ａ、３００ｂ）の各々が、同じ巻数の金属導体を有する、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記少なくとも１つの舌状体（２３０）が、前記二次コイル（４００）と各々異なる一次サブコイルとの間に挟まれた第１の舌状体（２３０ａ）および第２の舌状体（２３０ｂ）を含む、請求項４または５に記載の装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の装置を装備した変圧器。

【請求項8】

前記一次コイル（３００）と前記二次コイル（４００）が各々、第１のキャパシタンスおよび第２のキャパシタンスとそれぞれ呼ばれるキャパシタンスと直列に接続される、請求項７に記載の変圧器。

【請求項9】

前記一次コイル（３００）および前記第１のキャパシタンスによって形成される分岐路と並列に接続された第１のＡＣ－ＡＣコンバータと、前記二次コイル（４００）および第２のキャパシタンスによって形成される別の分岐路と並列に接続された第２のＡＣ－ＤＣコンバータとをさらに備える、請求項８に記載の変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁誘導装置に関する。

【0002】

より詳細には、本発明は、直列につながれた２つのインダクタンスの振る舞いを一次コイルに与えるピックアップ手段を備えた電磁誘導装置に関する。

【0003】

本発明による電磁誘導装置は、有利には電源変圧器において、特に自動車分野の電源変圧器において、より詳細には電気自動車両の充電用として実装される。

【背景技術】

【0004】

電気車両は、数年前から飛躍的な進歩を遂げている。

【0005】

そうした電気車両は、車両の駆動に必要な電力を供給するバッテリを実装しており、その充電はその車両の段階で行われる。

【0006】

交流電流が供給される充電端子レベルで行われるこの充電には、ＡＣ－ＤＣコンバータの使用が必要となる。

【0007】

しかし、充電端子においてＡＣ－ＤＣコンバータが占めると考えられる体積を考慮して、メーカーはそれらを自動車両に組み込もうと考える。

【0008】

この解決法は、ＡＣ－ＤＣコンバータと自動車両の車載エレクトロニクスとの間のインターフェースを取ることを計画することを可能にする。

【0009】

より具体的には、ＡＣ－ＤＣコンバータと車両の各種機器、特にバッテリ管理システムとの間の適した通信手段による情報交換を実装することができる。

【0010】

ＡＣ－ＤＣコンバータは、「スマート充電」や「グリッドコード」適合化のための測位など、各種サービスを行うための外部とのコネクティビティの恩恵にあずかることができる。

【0011】

そのため、ＡＣ－ＤＣコンバータは、たとえば、比較的高い周波数で動作する磁性コアを実装することなどによって、個々の制約条件に対応すること、特に小型であることが好ましい。

【0012】

また、ＡＣ－ＤＣコンバータを双方向化すること、それによって電気車両のバッテリによるエネルギーの貯蔵および／または配給に道を開くことが計画される。

【0013】

こうしたアレンジにより、エネルギーの生成過剰期および／または消費ピーク期に当該の車両が接続される電気系統の不十分さに部分的に対処することは可能であろう。

【0014】

しかし、双方向ＡＣ－ＤＣコンバータには、コンバータをより静音にすることができる特別なアレンジが必要である。

【0015】

そして最後に、提案されるアレンジは、電流変換時の電力損失を抑える形で効率の問題にも対処するものでなければならない。

【0016】

そこで、少なくとも２つのトポロジー（本明細書末尾に示した文献［１］で挙げられているもの）のコンバータで、それぞれＬＬＣタイプ（図１に示した共振コンバータ）、ＤＡＢタイプ（「Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ」の略で、図２に示したもの）と呼ばれるものが提案された。

【0017】

ＬＬＣトポロジーは、特に共振タイプの段（英米系の技術用語で「共振タンク」）を組み込んだ上で、「直列」につないだキャパシタンス２Ｃのコンデンサとインダクタンスを組み合わせた変圧器を備える。

【0018】

インダクタンスとコンデンサは、スイッチの公称スイッチング周波数に近い周波数で共振動作するように調整される。

【0019】

変圧器はまた、入力回路と負荷回路のガルバニック絶縁、および負荷の端子に加えられる電圧の値の適合化が可能となるようにアレンジされる。

【0020】

変圧器はとりわけ、入力電圧と負荷電圧の比に等しい巻数の比ｎで磁性コアの周りに形成された一次コイルおよび二次コイルを備える。

【0021】

平衡ＬＬＣ構成では、直列共振要素は同じ巻線の両側に二重化される。ＬＬＣトポロジーの場合、一次コイルの巻数およびコアの幾何学形状の関数である変圧器Ｌｍの励磁インダクタンスが正確に規定され、コンバータの利得が調整される。

【0022】

一方、ＤＡＢトポロジーは、変圧器の両側に配置されたキャパシタンスゼロの分岐を備える。直列のインダクタンスは、パワーを転移させる役割を果たす。

【0023】

ＤＡＢトポロジーでは、変圧器の励磁インダクタンスが所与の値にしばられることはなく、良好な利用率が得られるように十分に高いことだけが求められる。しかし、この双方向トポロジーでは、変圧器と直列に接続された４つのインダクタンスを可能な限り対称形の回路が得られるように実装することで、共通モードの外乱を入力側のフィルタリングの小型化を実現するごく低いレベルに制限することが好ましい。

【0024】

ＬＬＣトポロジーおよびＤＡＢトポロジーで変圧器と直列につながれるインダクタンスは、典型的には１～１０μＨ程度で、従来技術では変圧器の外に配置されたディスクリート型の構成要素である。

【0025】

こうした構成要素は一般に大きな体積を占めるため、変圧器内部に組み込むことでその減容を図ることが目指される。

【0026】

本明細書末尾に挙げた文献［２］は、図３に示すように、変圧器の自然な漏洩インダクタンスを直列インダクタンスとして利用することを提案している。

【0027】

漏洩インダクタンスとして特徴づけられるのは、特に、変圧器の一次コイルによって生じた後、二次コイルを通らない分の磁束などである。

【0028】

この漏洩インダクタンスは、変圧器の理想的でない動作の代表格であり、当該の構成要素の周りに磁束の一部が分布する原因となるものである。

【0029】

漏洩インダクタンスは、一般に弱く（１マイクロヘンリー（μＨ）未満）、その評価を見越すことは困難である。

【0030】

そのため、漏洩インダクタンスの値を高めるため、文献［３］では第１のコイルと第２のコイルとの間にスペースを設けることが提案されている。

【0031】

しかし、このアレンジは、変圧器に単一の直列インダクタンスしか作り出すことはできず、したがってＬＬＣまたはＤＡＢの平衡構成の中に実装することはできない。

【0032】

一方で、第１のコイルと第２のコイルとの間に間隔が生じることによって、変圧器の体積を増大させがちである。

【0033】

さらに、コイルの周りの磁気漏洩があるため、フーコー電流が誘導されないように付近の導体の存在が禁じられてコイルの配置が制約を受けることから、コンバータは体積がかなり増すことになる。

【0034】

本明細書末尾に挙げた文献［３］は、図３に示すように、コアの周りに追加のコイルを導入することを提案している。

【0035】

とりわけ、この追加のコイルは、主たる磁束と同じまたは異なる方向の磁束の流れによって、コア内に組み込まれたインダクタンスを作り出すためのものである。

【0036】

コアの体積の増大は、追加のコイル１つだけを考える限りは限定的なものにとどまる。

【0037】

しかし、この構成は、直列インダクタンスを実現する上で、長さおよび断面積に関する磁気回路の調整という点ではあまり柔軟性がない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0038】

そのため、本発明の目的は、制御された漏洩インダクタンスをもつ変圧器であって、目立った体積の増大を招くことのない変圧器を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0039】

本発明の目的は、
－ ２つの端部の間に延びる主ピアと、主ピアのその２つの端部をつなぐ二次セクションとを備えるコアと、
－ 主ピアの別々の部位に巻き付けられた一次コイルと二次コイルの２つのコイルであって、一次コイルは、二次コイルを通過することになる界磁束と呼ばれる磁束を発生させることができる、２つのコイルと
を備える電磁誘導装置であって、
－ コアが、二次セクションから延びて主コイルと二次コイルとの間に挟まる少なくとも１つの舌状体を形成するピックアップ手段をさらに備え、ピックアップ手段がピックアップ束と呼ばれる磁束の一部をピックアップすることで、第２のコイルを通過する界磁束から前記ピックアップ束が差し引かれ、第１のコイルに再ループ化するようにされた、電磁誘導装置によって果たされる。

【0040】

ある実施形態によれば、舌状体が主ピアから離れており、そのためにピックアップ束が主ピアの外を循環する界磁束の一部に限定される。

【0041】

ある実施形態によれば、二次セクションは、主ピアに対して本質的に平行な側方ピアを含む。

【0042】

ある実施形態によれば、側方ピアは主ピアの外周面に対向する内面を有し、有利には内面は外周面を少なくとも部分的に取り囲み、さらに有利には、内面は外周面をならうように少なくとも部分的に取り囲む。

【0043】

ある実施形態によれば、該少なくとも１つの舌状体は、主ピアの両端部によって規定される方向と垂直な方向に同じく内面に沿って延びるカラーを形成する。

【0044】

ある実施形態によれば、二次セクションは、本質的に互いに平行をなす２つのプレートであって、主ピアと側方ピアを双方が一体をなすように保持するプレートを備える。

【0045】

ある実施形態によれば、主ピアは円柱形である。

【0046】

ある実施形態によれば、一次コイルは、電気的に直列に接続された２つの一次サブコイルであって、二次コイルの両側に配置された一次サブコイルを備える。

【0047】

ある実施形態によれば、２つの一次サブコイルの各々が、同じ巻数の金属導体を有する。

【0048】

ある実施形態によれば、該少なくとも１つの舌状体は、二次コイルと各々異なるサブコイルとの間に挟まれた第１の舌状体および第２の舌状体を含む。

【0049】

本発明は、本発明による電磁誘導装置を装備した変圧器にも関する。

【0050】

ある実施形態によれば、第１のコイルと第２のコイルは各々、第１のキャパシタンスおよび第２のキャパシタンスとそれぞれ呼ばれるキャパシタンスと直列に接続される。

【0051】

ある実施形態によれば、変圧器は、第１のコイルおよび第１の容量性リアクタンスによって形成される分岐路と並列に接続された第１のＡＣ－ＡＣコンバータと、第２のコイルおよび第２の容量性リアクタンスによって形成される別の分岐路と並列に接続された第２のＡＣ－ＤＣコンバータとをさらに備える。

【0052】

その他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら限定的でない例として行う本発明による電磁誘導装置に関する以下の説明によって明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】現行技術において既知のＬＬＣトポロジーの変圧器のディスクリート型構成要素の概略図である。

【図2】現行技術において既知のＤＡＢトポロジーの変圧器のディスクリート型構成要素の概略図である。

【図3】現行技術において既知のコアのセクションの周りに形成された同心状の一次コイルおよび二次コイルの概略図である。

【図4a】本発明による１つだけのピックアップ手段を備える電磁誘導装置の概略図であって、特にコアを一次コイルおよび二次コイルとともに横断面図で示した図である。

【図4b】本発明による２つのピックアップ手段を備える電磁誘導装置の概略図であって、特にコアを一次コイルおよび二次コイルとともに横断面図で示した図である。

【図5a】図４ａに示した装置の等価回路図である。

【図5b】図４ｂに示した装置の等価回路図である。

【図6a】断面斜視図による装置の概略図であって、特にコイルなしの装置を示した図である。

【図6b】断面斜視図による装置の概略図であって、特にコイル付きの装置を示した図である。

【図7】本発明の枠組みのもとで実装されると考えられる舌状体の幾何学的詳細を、図６ａを援用して示した図である。

【図8a】表２と関連させてコアの幾何学的特徴を示したコアの概略図である。

【図8b】表２と関連させてコアの幾何学的特徴を示したコアの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0054】

本発明は、強磁性体コアの同じ主ピアの２つの異なるセクションに巻き付けられた一次コイルと二次コイルとを備える電磁誘導装置に関する。

【0055】

強磁性体コアは、主ピアの２つの端部をつなぐ二次セクションをさらに備える。

【0056】

本発明による装置は、一次コイルのセクションから形成される、漏洩インダクタンスと呼ばれるインダクタンスを実装する。

【0057】

漏洩インダクタンスは、二次セクションから延びて一次コイルと二次コイルとの間に割り込む舌状体を有するピックアップ手段を介して特に形成される。

【0058】

図４ａに、本発明による電磁誘導装置１００を見ることができる。

【0059】

装置１００は、特にコア２００、より具体的には強磁性体材料で製作されたコアを備える。

【0060】

強磁性体材料は焼結することができ、特にＭｎＺｎ、ＮｉＺｎの中から選択される少なくとも１つの材料を含むことができる。

【0061】

コア２００は、主ピア２１０および二次セクション２２０を備える。

【0062】

「ピア」とは、延伸した形状を有するセクションのことをいう。すなわち、ピアは棒状をなすことができ、特に円柱形の横断面の棒の形をなすことができる。

【0063】

主ピア２１０は、その２つの端部２１１と２１２との間に長手方向に延びる。

【0064】

二次セクション２２０は、主ピアの２つの端部２１１および２１２をつないで磁気ループを形成する。

【0065】

「磁気ループ」とは、コア内を循環すると考えられる磁束がたどる道筋をいう。磁気ループは閉じたものであると理解される。

【0066】

本発明による装置は、一次コイル３００と二次コイル４００をさらに備える。

【0067】

本発明によるコイルは、物体の周りに巻き付けられた巻数Ｎの導体を含む。

【0068】

一次コイル３００と二次コイル４００は、主ピア２１０の別々の部位に巻き付けられる。

【0069】

また、一次コイル３００は、特にそこに電流が流れるときには、二次コイル４００を通過することになる界磁束と呼ばれる磁束（図４ａおよび図４ｂのループ「Ｍ」）を発生させることが想定される。

【0070】

また、一次コイル３００は、一次コイル３００と主ピア２１０との間に円環状の空間３１０が挟まるように、主ピア２１０の周りに巻き付けられ得る。

【0071】

円環状の空間３１０は、一次コイル３００の長さにわたって延び、側方を一次コイル３００の内面と主ピア２１０の表面とによって画定される。

【0072】

コイルの長さは、コイルがその周りに巻き付けられるピアの長さ方向の寸法に当たる。

【0073】

二次セクション２２０は、主ピア２１０に対して本質的に平行な側方ピア２４０を含むことができる。

【0074】

側方ピア２４０は、主ピア２１０の外周面２１３に対向する内面２４１を有する。

【0075】

特に有利には、内面２４１は、外周面２１３を少なくとも部分的に取り囲む（図６ａおよび図６ｂ）。

【0076】

同じく有利には、内面２４１は、外周面２１３をならうように少なくとも部分的に取り囲む。

【0077】

「ならうように取り囲む」とは、２つの表面の一方が相似変換による他方の像であることをいう。

【0078】

二次セクション２２０は、本質的に互いに平行をなす２つのプレート２５０、２５１であって、主ピア２１０と側方ピア２４０を双方が一体をなすように保持するプレートをさらに備えることができる。

【0079】

主ピア２１０は円柱形であることができる。

【0080】

本発明によれば、コア１００は、側方ピア２３０から延びて一次コイル３００と二次コイル４００との間に挟み込まれる少なくとも１つの舌状体２３０を形成するピックアップ手段をさらに備える。

【0081】

舌状体は一次コイルと二次コイルとの間に挟み込まれることから、二次コイルが一次コイルによって発生すると考えられる界磁束にさらされることは、改めて指摘するまでもなく、理解されるところである。

【0082】

「舌状体」とは、二次セクションの表面から延びる何らかの形状物、特に形材をいう。ただし、本発明によれば、この形材はあらゆる種類の形状をとることができる。

【0083】

その場合、舌状体２３０は、図７に示すように、本質的に互いに平行で、主ピア２１０に対して垂直な２つの面２３１および２３２を有することができる。２つの面２３１および２３２は、周縁２３３によって連結される。

【0084】

２つの面２３１および２３２の距離は、舌状体の厚さＥを規定する。

【0085】

周縁２３３は、内面から延びる２つの側方セクション２３３ａおよび２３３ｂであって、外周面２１３に対向する終端セクション２３３ｔと呼ばれるセクションによって連結された、側方セクションを有する。

【0086】

有利には、終端セクション２３３ｔは外周面２１３から離れている。換言すれば、舌状体２３０は主ピア２１０とは接しない。

【0087】

やはり有利には、終端セクション２３３ｔは外周面にならう。

【0088】

舌状体は、一次コイル３００と二次コイル４００との間に挟まることから、ピックアップ束（図４ａおよび図４ｂにおけるループ「Ｐ」）と呼ばれる界磁束の一部を偏らせて、二次コイルを通過しないようにする。

【0089】

舌状体２３０は主ピア２１０から離れていることから、ピックアップ束は、主ピアの外を循環する界磁束の一部、特に円環状の空間３１０を循環する界磁束に限定される。

【0090】

ピックアップ束は、界磁束と同様に磁気ループＰを形成する。しかし、このループＰが順次循環するのは、舌状体、二次セクション、そして一次コイルである（図４ａおよび図４ｂ）。

【0091】

すなわち、ピックアップ手段の実装により、一次コイル３００によって形成されるインダクタンスを直列の２つのインダクタンスに切り換えることができる。より詳細には、ピックアップ手段の作用により、一次コイル３００は、それぞれ漏洩インダクタンスＬｒおよび励磁インダクタンスＬｍと呼ばれる直列の２つのインダクタンスの振る舞いを示す。

【0092】

その場合、励磁インダクタンスは、特に二次コイルの巻数によって、一次コイルレベルの入力電圧と二次コイルレベルの出力電圧との間の変圧比（すなわち利得）を決定する。一方、漏洩インダクタンスは、電磁エネルギーを貯蔵し、必要なときにそれを放出することができる。

【0093】

図４ａの装置の等価回路図を図５ａに示す。この回路図にはとりわけ、漏洩インダクタンスＬｒと直列につながれた励磁インダクタンスＬｍが含まれる。

【0094】

このアレンジは、装置の体積をさほど増大させることなく、励磁インダクタンスと直列につながれた漏洩インダクタンスを一次コイルから作り出すことができるという意味において非常に有利である。

【0095】

漏洩インダクタンスは舌状体の幾何学的特徴に依存する。

【0096】

図４ｂは、図４ａを参照して説明した装置の特徴を基本的にすべて採り入れた電磁誘導装置の有利な変形態を示したものである。

【0097】

この変形態によれば、一次コイル３００は、電気的に直列に接続された２つの一次サブコイル３００ａおよび３００ｂであって、二次コイル４００の両側に配置された一次サブコイルを備える。

【0098】

特に有利には、２つの一次サブコイル３００ａおよび３００ｂは、各々が同じ巻数の金属導体を有する。

【0099】

引き続き同じ変形態によれば、電磁誘導装置は、それぞれ第１の舌状体２３０ａおよび第２の舌状体２３０ｂと呼ばれる２つの舌状体２３０を具備する。

【0100】

第１の舌状体と第２の舌状体は、各々が二次コイル４００と互いに異なる一次サブコイルとの間に挟まれる。

【0101】

２つの舌状体２３０ａおよび２３０ｂの実装により、２つの一次サブコイルの各々によって発生する界磁束の一部分のピックアップが可能になる。

【0102】

また、装置は、主ピアに対して垂直な対称面に関して対称であることができる。この構成では、磁束のピックアップもまた対称形であり、それによって共通モードの障害を制限することができる。

【0103】

図４ｂの装置の等価回路図を図５ｂに示す。この回路図にはとりわけ、２つの漏洩インダクタンスＬｒ／２と直列につないだ励磁インダクタンスＬｍが含まれる。

【0104】

また、いずれの変形態にせよ、コアは２つの部品のアレンジ、特に第２の変形態の枠組みにおける同じ２つの部品のアレンジに対応したものであることができる。

【0105】

以下では、図５ａを参照して説明した装置の設計例を紹介する。

【0106】

表１は、共振周波数が５００ｋＨｚで、本発明による電磁誘導装置を備える「ＬＬＣ」タイプの変圧器の仕様を特にまとめたものである。

【0107】

【表1】

【0108】

表２は、表１にまとめられた仕様に従うことのできる電磁誘導装置の特徴をまとめたものである（「Ａ」、「Ｂ」、「Ｄ_１」、「Ｄ_２」、「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｈ」の寸法箇所は図８ａおよび図８ｂに示すとおり）。

【0109】

【表2】

【0110】

本発明によるコアの設計は、射出成形法（英米の技術用語で「ＰＩＭ」、すなわち「Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ（粉末射出成形）」）の利用が可能である。この技法は、製品の大量生産に非常に適している。

【0111】

射出成形ではまず、マスターバッチ（英米の技術用語で「ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ（原材料）」）を形成するステップが行われる。

【0112】

マスターバッチには、最終製品を形成するための有機材料（または高分子バインダー）と無機粉体（金属またはセラミックス）の混合物が特に含まれる。

【0113】

マスターバッチは、当業者には周知の技術を用いた射出成形機に注入される。射出成形機は、注入された重合体をキャビティ内で粉体とともに溶かし、その粉体に所望の形状を与えることができる。

【0114】

そうして溶解したマスターバッチは冷却され、射出成形機によって与えられる形状に固化する。

【0115】

マスターバッチによって形成された成形物は、型から取り出され、脱バインダー処理を行って有機材料が取り除かれる。

【0116】

次いで、部品は焼結によってさらに安定化させることができる。

【0117】

本発明は、本発明による電磁誘導装置を装備した変圧器（とりわけ「ＬＬＣ」タイプの変圧器）にも関する。

【0118】

特に、第１のコイル３００と第２のコイル４００の各々は、第１の容量性リアクタンスおよび第２の容量性リアクタンスとそれぞれ呼ばれる容量性リアクタンスと直列に接続される。

【0119】

変圧器は、第１のコイルおよび第１の容量性リアクタンスによって形成される分岐路と並列に接続された第１のＡＣ－ＡＣコンバータと、第２のコイルおよび第２の容量性リアクタンスによって形成される別の分岐路と並列に接続された第２のＡＣ－ＤＣコンバータとをさらに備える。

【0120】

[1] Inoue, “A Bidirectional DC-DC Converter for an Energy Storage System With Galvanic Isolation”, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol.: 22, No.: 6 , 2007,
[2] Mingkai Mu et al., << Design of Integrated Transformer and Inductor for High Frequency Dual Active Bridge GaN Charger for PHEV >>, IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, pages 579-585, 15-19 March 2015,
[3] US 6,320,490.

【符号の説明】

【0121】

１００ 電磁誘導装置
２００ コア
２１０ 主ピア
２１１、２１２ 端部
２１３ 外周面
２２０ 二次セクション
２３０ 舌状体
２３２ 周縁
２４０ 側方ピア
２４１ 内面
２５０ プレート
３００ 一次コイル
３１０ 円環状の空間
４００ 二次コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8a】

【図8b】