JP6289832B2

JP6289832B2 - インダクタ装置および電源装置

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Publication number: JP6289832B2
Application number: JP2013158114A
Authority: JP
Inventors: 和也岡部
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: JP2015029018A

Description

本発明は、インダクタ装置および電源装置に関する。

従来、チョークコイルを使う際に使用電圧、電流などに対してインダクタンス値を確保する必要があるため、仕様に応じた巻線を選定する必要がある。

特開２００３−７５４２号公報

しかし、従来のインダクタ技術では、飽和電流以下では一定のインダクタンス値を示し、飽和電流を超えるとインダクタンス値が０になるので、インダクタン値は二つの値しかとれなかった。よって、所望のインダクタンス値を得ることができないという問題がある。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、所望のインダクタンス値を得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。

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の大きさに応じた電流の大きさで、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。

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、前記主巻線に流れる電流の大きさが大きくなるほど、前記補助巻線に流す電流を大きくする。

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、前記主巻線に流れる電流の大きさが予め決められた閾値を超えた場合に、前記補助巻線に電流を流す。

本発明の一態様は、上記インダクタ装置において、
前記主巻線に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさは、前記主巻線に流れる電流の大きさと同じ電流の大きさである。

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。

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、
電圧または電流を生成する電源と、
前記電源が生成した電流または電圧に基づいて、電流を主巻線に供給する伝送部と、
前記主巻線に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさで、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。

本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記伝送部は、該伝送部に流れる電流に関する電流信号を検出する電流検出部を備え、
前記駆動部は、前記電流検出部が検出した電流信号に基づいて、前記補助巻線に流す電流を制御する。

本発明の一態様は、上記電源装置において、
負荷の動作モードを取得し、該取得した動作モードに応じて前記補助巻線に流す電流値を決定し、該取得した動作モードに応じて前記伝送部が前記主巻線に供給する電流を制御する制御部を更に備え、
前記駆動部は、前記制御部が決定した電流値で前記補助巻線に電流を流す。

本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記駆動部は、前記電源から供給された電流または電圧を用いて、前記補助巻線に前記主巻線に流れる電流と同一の大きさの電流を流す。

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、
電圧または電流を生成する電源と、
前記電源が生成した電流または電圧に基づいて電流を主巻線に供給し、前記電源の電圧に関する電圧信号を検出する電圧検出部を備える伝送部と、
前記電圧検出部が検出した電圧信号に基づいて、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制御する駆動部と、
を備える。

本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記駆動部は、前記電源の電圧と閾値との比較に基づいて、前記補助巻線に流す電流を制御する。

本発明の一態様は、上記電源装置において、
前記駆動部は、前記電源の電圧が低いほど、前記補助巻線に流す電流を大きくする。

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。

本発明の一態様に係るインダクタ装置は、
電源装置に接続可能なインダクタ装置であって、
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の大きさに応じた電流の大きさで、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。

したがって、本発明の一態様に係るインダクタ装置は、主巻線の電流の大きさに応じて補助巻線に流れる電流が変化することで、主巻線に流れる電流とインダクタンス値との関係を変更することができる。その結果、主巻線にある電流を流したときに、所望のインダクタンス値を得ることができる。

したがって、本発明の一態様に係る電源装置は、主巻線の電流の大きさに応じて補助巻線に流れる電流が変化することで、主巻線に流れる電流とインダクタンス値との関係を変更することができる。その結果、主巻線にある電流を流したときに、所望のインダクタンス値を得ることができる。

図１は、第１の実施形態に係るインダクタ装置１の構成の一例を示す図である。図２は、補助巻線Ｌ２に電流を流す場合と流さない場合における、主巻線Ｌ１に流れる電流値とインダクタンス値との関係を示すグラフの一例である。図３は、第２の実施形態に係る電源装置１０の構成の一例を示す図である。図４は、第３の実施形態に係る電源装置２０の構成の一例を示す図である。図５は、第４の実施形態に係る電源装置３０の構成の一例を示す図である。図６（Ａ）は、第４の実施形態に係るインダクタンス値と電流の関係を示すグラフの第１の例である。図６（Ｂ）は、第４の実施形態に係る磁束と磁界の関係を示すグラフの第１の例である。図７（Ａ）は、第４の実施形態に係るインダクタンス値と電流の関係を示すグラフの第２の例である。図６（Ｂ）は、第４の実施形態に係る磁束と磁界の関係を示すグラフの第２の例である。図８は、第５の実施形態に係る電源装置４０の構成の一例を示す図である。図９（Ａ）は、第５の実施形態に係るインダクタンス値と電流の関係を示すグラフの一例である。図９（Ｂ）は、第５の実施形態に係る磁束と磁界の関係を示すグラフの一例である。

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。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の一態様である第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、主巻線Ｌ１の両端及び補助巻線Ｌ２の両端に接続されている駆動部ＤＲＶと、を備える。

本実施形態では、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。なお、以降の実施形態においても、一例として、コアＣＯは、磁路上にギャップを有さない。

駆動部ＤＲＶは、一例として、図１の矢印Ａ１の向きに、主巻線Ｌ１に電流を供給する。これにより、コアＣＯを中心として右回りの向き（図１の矢印Ａ３の向き）にコアＣＯに磁束が生成される。

駆動部ＤＲＶは、主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさで、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。本実施形態では、主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさは、一例として、主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさと同じ電流の大きさである。

これにより、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束が、補助巻線Ｌ２に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束によって少なくとも一部打ち消される。主巻線Ｌ１と補助巻線Ｌ２の巻数が異なる場合、巻数の多い方の巻線に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の一部が、巻数の少ない方の巻線に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束によって打ち消される。例えば、主巻線Ｌ１の巻き数が、補助巻線Ｌ２の巻数より多い場合、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束の一部が、巻補助巻線Ｌ２に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束によって打ち消される。これにより、主巻線Ｌ１の飽和電流を補助巻線Ｌ２に電流を流さないときの飽和電流より、大きくすることができる。

一方、主巻線Ｌ１と補助巻線Ｌ２の巻数が同じである場合、補助巻線Ｌ２に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束と主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束が完全に打ち消しあって、コアＣＯに生成される磁束が飽和することがないので、主巻線Ｌ１のインダクタンス値が一定に保たれる。

その際、駆動部ＤＲＶは、一例として、図１の矢印Ａ２の向きに、補助巻線Ｌ２に電流を供給する。これにより、コアＣＯを中心として左回りの向き（図１の矢印Ａ４の向き）にコアＣＯに磁束が生成される。この磁束の向きは、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である。

なお、駆動部ＤＲＶは、主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさが大きくなるほど、補助巻線に流す電流を大きくしてもよい。これにより、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束が大きくなるほど、それに応じて補助巻線Ｌ２に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束を大きくなる。そのため、主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさが大きくなるほど、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束のうち打ち消される磁束が大きくなるので、コアＣＯに生成される磁束が飽和するのを防ぐことができる。その結果、主巻線Ｌ１の飽和電流を補助巻線Ｌ２に電流を流さないときの飽和電流より大きくすることができる。

また、駆動部ＤＲＶは、主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさが予め決められた閾値を超えた場合に、補助巻線Ｌ２に電流を流してもよい。例えば、予め決められた閾値は、主巻線Ｌ１がコアＣＯに生成する磁束が飽和する直前の電流値である。これにより、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束が飽和しそうになった場合に、補助巻線Ｌ２に電流を流すことができる。このため、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束が、補助巻線Ｌ２に流れる電流がコアＣＯに生成する磁束によって少なくとも一部打ち消されるので、主巻線Ｌ１の飽和電流を補助巻線Ｌ２に電流を流さないときの飽和電流より、大きくすることができる。

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Ｉとの関係について説明する。

図２の線Ｆ２１に示すように、補助巻線Ｌ２に電流が流れない場合、飽和電流Ｉ５未満では、一定のインダクタンス値Ｌ５を示し、飽和電流Ｉ５以上の電流では、インダクタンス値が０になる。

それに対して、図２の線Ｆ２２に示すように、補助巻線Ｌ２に主巻線Ｌ１に流れる電流と同じ大きさの電流が流れる場合、インダクタンス値は、電流が増加するにしたがって、単調に減少し、飽和電流Ｉ６のときに０となる。このように、駆動部ＤＲＶが、補助巻線Ｌ２に主巻線Ｌ１に流れる電流と同じ大きさの電流を流すことにより、取り得るインダクタンス値の範囲が広がる。

以上、第１の実施形態に係るインダクタ装置１において、閉磁路のコアＣＯと、上記コアＣＯに巻かれている主巻線Ｌ１と、上記コアＣＯに巻かれている補助巻線Ｌ２と、上記主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさで、上記主巻線Ｌ１に流れる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を生成するように補助巻線に電流を流す駆動部ＤＲＶと、を備える。

これにより、主巻線Ｌ１の電流の大きさに応じて補助巻線Ｌ２に流れる電流が変化することで、主巻線Ｌ１に流れる電流とインダクタンス値との関係を変更することができる。その結果、主巻線Ｌ１にある電流を流したときに、所望のインダクタンス値を得ることができる。

なお、インダクタ装置１は、電源装置に接続可能であってもよい。その場合、インダクタ装置１は、電源装置１から供給された電流を主巻線Ｌ１及び補助巻線Ｌ２に流してもよい。

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態におけるインダクタ装置を電源装置に適用した一例である。図３に示すように、本発明の一態様である第２の実施形態に係る電源装置１０は、閉磁路のコアＣＯを備える。電源装置１０は、更に、一端が伝送部ＴＲの後述するダイオードＤ１のカソードとダイオードＤ２のカソードに、他端が第１出力端子ＴＯＵＴ１に接続され、コアＣＯに巻かれている主巻線Ｌ１を備える。

電源装置１０は、更に、一端が伝送部ＴＲの後述するダイオードＤ２のアノードと後述するトランスＸＦの２次巻線ＳＷの他端に接続され、他端が第２出力端子ＴＯＵＴ２に接続され、コアＣＯに巻かれている補助巻線Ｌ２を備える。本実施形態では、一例として、主巻線Ｌ１の巻数が補助巻線Ｌ２の巻数よりも多い。

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。

電源装置１０は、更に、電源ＢＡＴの陽極、電源ＢＡＴの陰極、主巻線Ｌ１の一端、及び補助巻線Ｌ２の一端に接続されている伝送部ＴＲを備える。

伝送部ＴＲは、電源ＢＡＴの陽極とコンデンサＣの一端とトランスＸＦの一次巻線とに接続された電源陽極端子ＴＨを備える。

伝送部ＴＲは、更に、電源ＢＡＴの陰極とコンデンサＣの他端とＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースに接続された電源陰極端子ＴＬを備える。

伝送部ＴＲは、更に、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースと接続された制御回路ＣＴＣを備える。

伝送部ＴＲは、更に、ゲートが制御回路ＣＴＣに接続され、ソースが電源陰極端子ＴＬとコンデンサＣの他端に接続され、ドレインが後述するトランスＸＦの１次巻線ＰＷの他端に接続されたＮＭＯＳトランジスタＮＭ１を備える。

伝送部ＴＲは、更に、１次巻線ＰＷと２次巻線ＳＷを備えるトランスＸＦを備える。１次巻線ＰＷの一端は、電源陽極端子ＴＨとコンデンサＣの一端に接続されている。１次巻線ＰＷの他端は、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のドレインに接続されている。２次巻線の一端は、ダイオードＤ１のアノードに接続され、他端はダイオードＤ２のアノード及び補助巻線Ｌ２の一端に接続されている。

なお、伝送部ＴＲは、トランスＸＦの代わりに、ドレインがコンデンサＣの一端及び電源陽極端子ＴＨに接続され、ゲートが制御回路ＣＴＣに接続され、ソースがＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のドレインに接続されたＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えていてもよい。

伝送部ＴＲは、更に、アノードが２次巻線ＳＷの一端に接続され、カソードがダイオードＤ２のカソードと主巻線Ｌ１の一端に接続されたダイオードＤ１を備える。

伝送部ＴＲは、更に、アノードが２次巻線ＳＷの他端と補助巻線Ｌ２の一端に接続され、カソードがダイオードＤ１のカソードと主巻線Ｌ１の一端に接続されたダイオードＤ２を備える。

電源ＢＡＴは、電圧または電流を生成し、生成した電圧または電流を伝送部ＴＲに供給する。
伝送部ＴＲは、電源ＢＡＴが生成した電流または電圧に基づいて、電流を主巻線Ｌ１に供給する。

制御回路ＣＴＣは、例えば、予め決められたデューティー比のＰＷＭ（ＰｕｌｔｈＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートに供給する。これにより、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートにハイレベルの電圧が供給された場合、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１がオン状態になる。これにより、トランスＸＦの電源ＢＡＴから供給された一次巻線ＰＷに電流が流れるので、トランスＸＦの２次巻線ＳＷに電流が供給される。そして、トランスＸＦの２次巻線ＳＷに電流が流れることで、一次巻線Ｌ１と補助巻線Ｌ２に同じ電流が流れる。

このように、伝送部ＴＲは、一例として、電源ＢＡＴから供給された電流または電圧を用いて、補助巻線Ｌ２に主巻線Ｌ１に流れる電流と同一の大きさの電流を流す。これにより、主巻線Ｌ１に流れる電流の大きさが変わっても、補助巻線Ｌ２には、主巻線Ｌ１と同じ大きさの電流が流れる。本実施形態では、一例として、主巻線Ｌ１の巻数が補助巻線Ｌ２の巻数よりも多いので、主巻線Ｌ１がコアＣＯに生成する磁束の方が、補助巻線Ｌ２がコアＣＯに生成する磁束よりも大きくなる。補助巻線Ｌ２がコアＣＯに生成する磁束の向きは、主巻線Ｌ１がコアＣＯに生成する磁束の向きと反対であるので、主巻線Ｌ１がコアＣＯに生成する磁束の一部が、補助巻線Ｌ２がコアＣＯに生成する磁束で打ち消される。これにより、補助巻線Ｌ２に電流を流さない場合よりも主巻線Ｌ１の飽和電流を大きくすることができる。

また、主巻線Ｌ１の飽和電流に近づくに連れて、主巻線Ｌ１のインダクタンス値が徐々に低下する。この特性を利用して、伝送部ＴＲが、主巻線Ｌ１と補助巻線Ｌ２に流れる電流の大きさを調整することで、主巻線Ｌ１について所望のインダクタンス値を得ることができる。

（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、補助巻線に流れる電流を主巻線に流れる電流に対して独立に変更する電源装置の第１の例である。第３の実施形態における電源装置２０は、動作モードに応じて、補助巻線に流れる電流を変更する。図４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、伝送部ＴＲが伝送部ＴＲ１に変更され、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートに接続された制御部ＣＯＮと、制御部ＣＯＮと電気配線で接続された駆動部ＤＲＶ１と、を更に備える。ここで、伝送部ＴＲ１は、第２の実施形態の伝送部ＴＲから制御回路ＣＴＣが削除されたものになっている。そして、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、補助巻線Ｌ２がダイオードＤ２のアノード及び第２出力端子ＴＯＵＴ２と接続する代わりに駆動部ＤＲＶ１と接続されている。なお、図４において、図３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。

制御部ＣＯＮは、外部から、不図示の負荷の動作モードを取得し、取得した動作モードに応じて、補助巻線Ｌ２に流す電流値を決定する。ここで、負荷は、第１出力端子ＴＯＵ１と第２出力端子ＴＯＵＴ２に接続される。また、動作モードは、例えば、車の走行モードである。車の走行モードには、一例として、スポーツモード、コンフォートモードなどがある。

具体的には、例えば、制御部ＣＯＮは、予め動作モード毎に電流値を保持する。そして、制御部ＣＯＮは、例えば、外部から入力された動作モードに対応する電流値を読み出すことで、補助巻線Ｌ２に流す電流値を決定する。制御部ＣＯＮは、決定した電流値を示す電流値信号を駆動部ＤＲＶ１へ供給する。

また、制御部ＣＯＮは、取得した動作モードに応じて伝送部ＴＲ１が主巻線Ｌ１に供給する電流を制御する。具体的には、例えば、制御部ＣＯＮは、動作モードに応じてデューティー比を決定し、決定したデューティー比のＰＷＭ信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートに供給する。具体的には、例えば、制御部ＣＯＮは、動作モード毎にデューティー比を保持する。そして、制御部ＣＯＮは、動作モードに対応するデューティー比のＰＷＭ信号をＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲートに供給する。

これにより、伝送部ＴＲ１は、主巻線Ｌ１に、動作モードに応じて要求される電流を流すことができるので、動作モードで要求される電流を負荷に供給することができる。

駆動部ＤＲＶ１は、例えば、制御部ＣＯＮから供給された電流値信号が示す電流値で、補助巻線Ｌ２に電流を流す。すなわち、駆動部ＤＲＶ１は、制御部ＣＯＮが決定した電流値で補助巻線Ｌ２に電流を流す。

以上、第３の実施形態において、制御部ＣＯＮは、負荷の動作モードを取得し、該取得した動作モードに応じて補助巻線Ｌ２に流す電流値を決定し、該取得した動作モードに応じて伝送部ＴＲ１が主巻線Ｌ１に供給する電流を制御する。駆動部ＤＲＶ１は、制御部ＣＯＮが決定した電流値で補助巻線Ｌ２に電流を流す。これにより、動作モードで要求される電流が主巻線Ｌ１に流れたとしても、その動作モードに応じた電流値で補助巻線Ｌ２に電流が流れることで、主巻線Ｌ１に流れる電流がコアＣＯに生成される磁束の一部が、補助巻線Ｌ２に流れる電流がコアＣＯに生成される磁束によって相殺される。これにより、
主巻線Ｌ１は、その動作モードに応じたインダクタンス値をとることができる。

（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、補助巻線に流れる電流を主巻線に流れる電流に対して独立に変更する電源装置の第２の例である。第４の実施形態における電源装置３０は、主巻線に流れる電流値との関係が予め決められた電流に応じて、補助巻線に流れる電流を変更する。図５に示すように、第４の実施形態における電源装置３０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、伝送部ＴＲが伝送部ＴＲ２に変更され、駆動部ＤＲＶ２を更に備える。第４の実施形態における伝送部ＴＲ２は、第２の実施形態における伝送部ＴＲに対して、一端がＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースに、他端が電源陰極端子ＴＬに接続された電流検出部ＣＳが追加されたものになっている。そして、第４の実施形態における電源装置３０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、補助巻線Ｌ２がダイオードＤ２のアノード及び第２出力端子ＴＯＵＴ２と接続する代わりに駆動部ＤＲＶ２と接続されている。なお、図５において、図３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。

電流検出部ＣＳは、伝送部ＴＲに流れる電流に関する電流信号を検出する。その伝送部ＴＲに流れる電流は、主巻線に流れる電流値との関係が予め決められている。具体的には、例えば、電流検出部ＣＳは、一端がＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースに、他端が電源陰極端子ＴＬに接続された抵抗Ｒ１を備える。そして、電流検出部ＣＳは、例えば、抵抗Ｒ１の両端にかかる電圧を電流信号として駆動部ＤＲＶ２へ出力する。

駆動部ＤＲＶ２は、電流検出部ＣＳが検出した電流信号に基づいて、補助巻線Ｌ２に流す。例えば、駆動部ＤＲＶ２は、電流検出部ＣＳが検出した電流信号が示す電圧の大きさに応じた電流を補助巻線Ｌ２に流す。

例えば、駆動部ＤＲＶ２は、電流信号が示す電圧の大きさが大きくなるほど、補助巻線Ｌ２に流す電流を大きくするこれにより、例えば、図６（Ａ）の線Ｆ５１に示すように、主巻線に流れる電流値Ｉが大きくなるほど、インダクタンス値を減らすことができる。その場合、主巻線Ｌ１に流れる電流が生成する磁束と磁界の関係は、図６（Ｂ）の破線Ｇ５１になる。例えば、補助巻線Ｌ２に流れる電流が生成する磁束と磁界の関係は、図６（Ｂ）の破線Ｇ５２になる。その場合、主巻線Ｌ１がコアＣＯに生成する磁束が補助巻線Ｌ２のコアＣＯに生成する磁束によって少なくとも一部打ち消されるので、コアＣＯに生成される磁束と磁界の関係は、図６（Ｂ）の線Ｇ５３になる。

例えば、駆動部ＤＲＶ２は、電流信号が示す電流の大きさが、予め決められた電流以上になった場合、補助巻線Ｌ２に電流を供給する。これにより、駆動部ＤＲＶ２は、コアＣＯの磁束が飽和しそうになったら、補助巻線Ｌ２に電流を供給する。これにより、例えば、図７（Ａ）の線Ｆ６１に示すように、主巻線に流れる電流値Ｉが電流値Ｉ１になったら、補助巻線Ｌ２に電流を供給されることで、インダクタンス値が主巻線に流れる電流値Ｉの増加に応じて徐々に減少する。

その場合、主巻線Ｌ１に流れる電流が生成する磁束と磁界の関係は、図７（Ｂ）の破線Ｇ６１になる。例えば、補助巻線Ｌ２に流れる電流が生成する磁束と磁界の関係は、図７（Ｂ）の破線Ｇ６２になる。その場合、主巻線Ｌ１がコアＣＯに生成する磁束が補助巻線Ｌ２のコアＣＯに生成する磁束によって少なくとも一部打ち消されるので、コアＣＯに生成される磁束と磁界の関係は、図７（Ｂ）の線Ｇ６３になる。

以上、第４の実施形態において、制御部ＣＯＮは、負荷の動作モードを取得し、該取得した動作モードに応じて補助巻線Ｌ１に流す電流値を決定し、該取得した動作モードに応じて伝送部ＴＲが主巻線Ｌ１に供給する電流を制御する。駆動部ＤＲＶ２は、制御部ＣＯＮが決定した電流値で補助巻線Ｌ２に電流を流す。これにより、インダクタンス値が主巻線Ｌ１に流れる電流に応じて変化するので、所望のインダクタンス値を得ることができる。

（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態について説明する。第３の実施形態は、補助巻線に流れる電流を主巻線に流れる電流に対して独立に変更する電源装置の第３の例である。第５の実施形態における電源装置４０は、電源の電圧に応じて、補助巻線に流れる電流を変更する。図８に示すように、第５の実施形態における電源装置４０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、伝送部ＴＲが伝送部ＴＲ３に変更され、駆動部ＤＲＶ３を更に備える。伝送部ＴＲ３は、第２の実施形態における伝送部ＴＲに対して、一端が電源陽極端子ＴＨ、コンデンサの一端及びトランスＸＦの一次巻線ＰＷに、他端が電源陰極端子ＴＬ、コンデンサの他端及びＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のソースに接続された電圧検出部ＶＳが追加されたものになっている。そして、第５の実施形態における電源装置４０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、補助巻線Ｌ２がダイオードＤ２のアノード及び第２出力端子ＴＯＵＴ２と接続する代わりに駆動部ＤＲＶ３と接続されている。なお、図８において、図３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。

電圧検出部ＶＳは、電源ＢＡＴの電圧に関する電圧信号を検出し、検出した電圧信号を駆動部ＤＲＶ３へ供給する。
駆動部ＤＲＶ３は、電圧検出部ＶＳが検出した電圧信号に基づいて、補助巻線Ｌ２に流す電流を制御する。例えば、駆動部ＤＲＶ３は、電源ＢＡＴの電圧と閾値との比較に基づいて、補助巻線Ｌ２に流す電流を制御する。

具体的には、例えば、駆動部ＤＲＶ３は、電源ＢＡＴの両端にかかる電圧が閾値より高い場合、補助巻線Ｌ２に電流を注入しないか、主巻線Ｌ１に流れる電流より小さい所定の電流を流す。これにより、電源ＢＡＴの両端にかかる電圧が比較的大きい場合、図９（Ａ）の線Ｆ８１に示すように、主巻線Ｌ１の飽和電流は小さくなるが、インダクタンス値を大きくとることができる。

その場合、主巻線Ｌ１に流れる電流が生成する磁束と磁界の関係は、図９（Ｂ）の破線Ｇ８１になる。例えば、補助巻線Ｌ２に流れる電流が生成する磁束と磁界の関係は、図９（Ｂ）の破線Ｇ８２になる。その場合、主巻線Ｌ１がコアＣＯに生成する磁束が補助巻線Ｌ２のコアＣＯに生成する磁束によって少なくとも一部打ち消されるので、コアＣＯに生成される磁束と磁界の関係は、図９（Ｂ）の線Ｇ８３になる。

一方、例えば、駆動部ＤＲＶ３は、電源ＢＡＴの両端にかかる電圧が閾値以下の場合、補助巻線Ｌ２に電流を流す。これにより、電源ＢＡＴの両端にかかる電圧が比較的小さい場合、図９（Ｂ）の線Ｆ８２に示すように、インダクタンス値は小さくなるが、主巻線Ｌ１の飽和電流を大きくとることができる。

その場合、主巻線Ｌ１に流れる電流が生成する磁束と磁界の関係は、図９（Ｂ）の破線Ｇ８１になる。例えば、補助巻線Ｌ２に流れる電流が生成する磁束と磁界の関係は、図９（Ｂ）の破線Ｇ８４になる。その場合、主巻線Ｌ１がコアＣＯに生成する磁束が補助巻線Ｌ２のコアＣＯに生成する磁束によって少なくとも一部打ち消されるので、コアＣＯに生成される磁束と磁界の関係は、図９（Ｂ）の線Ｇ８５になる。

以上、第５の実施形態において、電圧検出部ＶＳは、電源ＢＡＴの電圧に関する電圧信号を検出する。駆動部ＤＲＶは、電圧検出部ＶＳが検出した電圧信号に基づいて、補助巻線Ｌ２に流す電流を制御する。これにより、電源ＢＡＴの電圧に応じて補助巻線Ｌ２に流す電流の大きさが変更される。補助巻線Ｌ２に流す電流の大きさが変更されると、インダクタンス値が変更され、主巻線Ｌ１の飽和電流が変更される。すなわち、電源ＢＡＴの電圧に応じて、インダクタンス値及び主巻線Ｌ１の飽和電流を変更することができる。

なお、例えば、駆動部ＤＲＶ３は、電源ＢＡＴの電圧が低いほど、補助巻線Ｌ２に流す電流を大きくしてもよい。これにより、電源ＢＡＴの両端にかかる電圧が比較的高い場合、主巻線Ｌ１の飽和電流は小さくなるが、インダクタンス値を大きくとることができる。一方、電源ＢＡＴの両端にかかる電圧が比較的小さい場合、インダクタンス値は小さくなるが、主巻線Ｌ１の飽和電流を大きくとることができる。

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。

１インダクタ装置
１０、２０、３０、４０電源装置
Ｌ１主巻線
Ｌ２補助巻線
ＤＲＶ、ＤＲＶ１、ＤＲＶ２、ＤＲＶ３駆動部
ＴＲＴＲ２、ＴＲ３伝送部
ＣＯＮ制御部

Claims

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、巻数が前記主巻線の巻数と異なる補助巻線と、
前記主巻線に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさで、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、
電源が生成した電流または電圧に基づいて伝送部が電流を前記主巻線に供給し、
前記伝送部は、該伝送部に流れる電流に関する電流信号を検出する電流検出部を備え、
前記駆動部は、前記電流検出部が検出した電流信号に基づいて、前記補助巻線に流す電流を制御し、
前記駆動部は、前記電源から供給された電流または電圧を用いて、前記補助巻線に前記主巻線に流れる電流と同一の大きさの電流を流すインダクタ装置。
前記駆動部は、前記主巻線に流れる電流の大きさが大きくなるほど、前記補助巻線に流す電流を大きくする
請求項１に記載のインダクタ装置。
前記駆動部は、前記主巻線に流れる電流の大きさが予め決められた閾値を超えた場合に、前記補助巻線に電流を流す
請求項１に記載のインダクタ装置。
前記主巻線に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさは、前記主巻線に流れる電流の大きさと同じ電流の大きさである
請求項１から３のいずれか一項に記載のインダクタ装置。
前記コアは、磁路上にギャップを有さない請求項１から４のいずれか一項に記載のインダクタ装置。
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、巻数が前記主巻線の巻数と異なる補助巻線と、
電圧または電流を生成する電源と、
前記電源が生成した電流または電圧に基づいて、電流を主巻線に供給する伝送部と、
前記主巻線に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさで、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、
前記伝送部は、該伝送部に流れる電流に関する電流信号を検出する電流検出部を備え、
前記駆動部は、前記電流検出部が検出した電流信号に基づいて、前記補助巻線に流す電流を制御し、
前記駆動部は、前記電源から供給された電流または電圧を用いて、前記補助巻線に前記主巻線に流れる電流と同一の大きさの電流を流す電源装置。
負荷の動作モードを取得し、該取得した動作モードに応じて前記補助巻線に流す電流値を決定し、該取得した動作モードに応じて前記伝送部が前記主巻線に供給する電流を制御する制御部を更に備え、
前記駆動部は、前記制御部が決定した電流値で前記補助巻線に電流を流す
請求項６に記載の電源装置。
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、巻数が前記主巻線の巻数と異なる補助巻線と、
電圧または電流を生成する電源と、
前記電源が生成した電流または電圧に基づいて電流を主巻線に供給し、前記電源の電圧に関する電圧信号を検出する電圧検出部を備える伝送部と、
前記電圧検出部が検出した電圧信号に基づいて、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制御する駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、
前記電源の両端にかかる電圧が閾値より高い場合、前記補助巻線に電流を注入しないか、前記主巻線に流れる電流より小さい所定の電流を流し、
一方、前記駆動部は、前記電源の両端にかかる電圧が前記閾値以下の場合、前記補助巻線に電流を流し、
前記駆動部は、前記電源から供給された電流または電圧を用いて、前記補助巻線に前記主巻線に流れる電流と同一の大きさの電流を流す、電源装置。
前記駆動部は、前記電源の電圧と閾値との比較に基づいて、前記補助巻線に流す電流を制御する
請求項８に記載の電源装置。
前記駆動部は、前記電源の電圧が低いほど、前記補助巻線に流す電流を大きくする
請求項８に記載の電源装置。
前記コアは、磁路上にギャップを有さない請求項６から１０のいずれか一項に記載の電源装置。
電源が生成した電流または電圧に基づいて電流を主巻線に供給する伝送部を備えた電源装置に、接続可能なインダクタ装置であって、
閉磁路のコアと、
前記コアに巻かれている前記主巻線と、
前記コアに巻かれ、巻数が前記主巻線の巻数と異なる補助巻線と、
前記主巻線に流れる電流の大きさに応じた電流の大きさで、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、
前記伝送部は、該伝送部に流れる電流に関する電流信号を検出する電流検出部を備え、前記駆動部は、前記電流検出部が検出した電流信号に基づいて、前記補助巻線に流す電流を制御し、
前記駆動部は、前記電源から供給された電流または電圧を用いて、前記補助巻線に前記主巻線に流れる電流と同一の大きさの電流を流すインダクタ装置。
前記電源装置は、
前記主巻線の一端が接続されるとともに、負荷の一端が接続される第１出力端子と、
前記負荷の他端が接続される第２出力端子と、を備え、
前記伝送部は、
前記電源の陽極に接続された電源陽極端子と、
前記電源の陰極に接続された電源陰極端子と、
一端が前記電源陽極端子に接続され、他端が前記電源陰極端子に接続されたキャパシタと、
一端が前記電源陽極端子に接続され、トランスを構成する一次巻線と、
一端が前記一次巻線の他端に接続されたＭＯＳトランジスタと、
前記ＭＯＳトランジスタの他端と前記電源陰極端子との間に接続された、前記電流検出部を構成する抵抗と、
ＰＷＭ信号を前記ＭＯＳトランジスタのゲートに供給して前記ＭＯＳトランジスタを制御する制御回路と、
前記トランスを構成する二次巻線と、
アノードが前記二次巻線の一端に接続され、カソードが前記主巻線の他端に接続された第１のダイオードと、
アノードが前記二次巻線の他端に接続され、カソードが前記第１のダイオードのカソードに接続された第２のダイオードと、を備え、
前記電流検出部は、前記抵抗の両端にかかる電圧を前記電流信号として前記駆動部へ出力する
ことを特徴とする請求項６に記載の電源装置。