[发明专利]电抗器

说明书

本发明提供一种电抗器。不增大电抗器的体形就抑制因过量的直流偏磁引起的过电流的产生。电抗器(12)具备：芯(30A)，其具有中央腿部(36)和至少两个外侧腿部(32、34)；以及绕组(14、16)，其卷绕于各外侧腿部(32、34)，其中，中央腿部(36)由第一芯材料形成，芯(30A)中的除中央腿部(36)以外的外周部分具有并排的由第一芯材料形成的第一部分(40)以及由第二芯材料形成的第二部分(42)，第一芯材料和第二芯材料是具有不同的磁饱和特性的材料。

技术领域

本技术涉及一种能够用于DC-DC转换器等电力转换装置的电抗器。

背景技术

与直流电源连接的用于转换电压的DC-DC转换器使用电抗器和开关，通过将电力以磁通的形式蓄积或释放来进行升压或降压。例如，在日本特开2012-065453号公报中，公开了一种能够用作混合动力车辆的电源电路的转换器。该公报的转换器特别是使用了磁耦合电抗器的二相转换器。二相转换器使用两个线圈(电感器)，在各个线圈中流动包含相位由于开关动作而发生了偏移的交流成分的电流。另外，磁耦合电抗器是使用具有三个腿部的磁性体芯将这两个线圈磁耦合的元件。各线圈以使磁通的方向彼此相对的方式卷绕于外侧腿部。即，由各线圈产生的磁通沿相同的方向穿过共用的中央腿部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-065453号公报

发明内容

发明要解决的问题

由于上述那样的用于DC-DC转换器的电抗器的线圈中流动直流电流，因此在各线圈中流动的电流的平均电流值由于电路中的各种元件的特性的偏差而发生不均衡的情况下，在芯中易于产生过量的直流偏磁。当芯材料由于该过量的直流偏磁而达到磁饱和时，产生芯材料的电感急剧降低而在绕组中产生过电流这样的问题。在上述公报的磁耦合电抗器中，为了抑制该直流偏磁导致的过电流而在芯的外侧腿部设置空气隙。因此，发生以下边缘现象：要穿过间隙的磁通以从间隙的周缘部向外侧膨胀的方式泄漏。当该泄漏磁通作用于线圈的绕组时产生涡电流，作为结果，无论在电的方面还是在磁的方面都产生能量损耗。但是，当想要卷绕线圈以避免泄漏磁通时，电抗器的体形增大。因此，期望的是，不增大电抗器的体形就抑制因过量的直流偏磁引起的过电流的产生。

用于解决问题的方案

本技术的一个方式是一种电抗器，具备：芯，其具有中央腿部和至少两个外侧腿部；以及绕组，其卷绕于各外侧腿部，其中，所述中央腿部由第一芯材料形成，所述芯中的除所述中央腿部以外的外周部分具有并排的由所述第一芯材料形成的第一部分以及由第二芯材料形成的第二部分，所述第一芯材料和所述第二芯材料是具有不同的磁饱和特性的材料。这样，当芯的外周部分由磁饱和特性不同的芯材料并排构成时，与电流的变化对应的相对磁导率的变化被平均化。由此，即使在平均电流与正常值相比增大的情况下，也能够抑制外周部分的磁阻急剧增大(电感急剧降低)。另外，由于不需要设置空气隙，因此不需要针对泄漏磁通对绕组的影响的对策，能够使电抗器小型化。

根据实施方式，所述第二芯材料是比所述第一芯材料更难以磁饱和的材料。由于存在由第二芯材料形成的第二部分而能够抑制芯的外周部分的磁饱和，因此难以在绕组中产生过电流。

根据实施方式，所述第一芯材料是铁氧体系材料，所述第二芯材料是铁系压粉材料。由于铁系压粉材料的每单位体积的芯损耗大，因此通过局部地使用铁氧体系材料，能够抑制芯整体的损耗。

附图说明

图1是具备作为一个实施方式的磁耦合电抗器的DC-DC降压转换器的电路图。

图2是作为一个实施方式的将外周部分分割并使用两种芯材料形成的磁耦合电抗器的立体图。

图3是作为另一实施方式的改变了外周部分的分割方式的磁耦合电抗器的立体图。