【具體實(shí)施方式】
[0110]以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。再有，說明按以下的順序進(jìn)行。
[0111]1.轉(zhuǎn)換電源裝置
[0112]1.1 結(jié)構(gòu)
[0113]1.2 動作
[0114]2.線圈部件(變壓器20)
[0115]2.1結(jié)構(gòu)及作用
[0116]2.2 效果
[0117]3.線圈部件的變形例
[0118]4.其他實(shí)施方式
[0119][1.轉(zhuǎn)換電源裝置]
[0120](1.1 結(jié)構(gòu))
[0121]圖1表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換電源裝置1的一個(gè)結(jié)構(gòu)例。
[0122]該轉(zhuǎn)換電源裝置1例如被作為車載用DC/DC變換器使用。該轉(zhuǎn)換電源裝置1將從連接于輸入端子T1、T2的高壓電池ΒΗ輸入的直流電壓Vin電壓轉(zhuǎn)換(降壓)，由此產(chǎn)生直流的輸出電壓Vout，并且將該輸出電壓Vout通過輸出端子T3、T4供給低壓電池BL。再有，高壓電池ΒΗ是蓄電為100V?500V左右電壓的電池，低壓電池BL是蓄電為12V?15V左右電壓的電池。
[0123]該轉(zhuǎn)換電源裝置1具備輸入平滑電容器Cin、匝數(shù)控制部5、電壓檢測電路7和9、電流檢測電路8、轉(zhuǎn)換電路10、諧振電感器Lr、變壓器20 (絕緣變壓器)、整流電路30、平滑電路40、控制部50、及演算部69。
[0124]輸入平滑電容器Cin配置在連接于輸入端子T1的一次側(cè)高壓線L1H與連接于輸入端子T2的一次側(cè)低壓線L1L之間，用于使從高壓電池BH輸入至輸入端子Tl、T2之間的直流的輸入電壓Vin平滑化。
[0125]電壓檢測電路7配置在一次側(cè)高壓線L1H與一次側(cè)低壓線L1L之間，檢測輸入端子Tl、T2之間的輸入電壓Vin，并且將對應(yīng)于該檢出的輸入電壓Vin的檢出信號輸出至演算部69。作為這樣的電壓檢測電路7的具體電路結(jié)構(gòu)，例如可列舉:通過配置在一次側(cè)高壓線L1H與一次側(cè)低壓線L1L之間的分壓電阻(未圖示)檢出電壓、產(chǎn)生與之對應(yīng)的電壓等結(jié)構(gòu)。
[0126]電流檢測電路8在一次側(cè)高壓線L1H上、配置于輸入端子T1與轉(zhuǎn)換電路10之間，檢測流過該一次側(cè)高壓線L1H上的輸入電流I in，并且將對應(yīng)于該檢出的輸入電流I in的檢出信號輸出至演算部69。作為這樣的電流檢測電路8的具體電路結(jié)構(gòu)，例如可列舉包含電流互感器(Current transformer)的結(jié)構(gòu)。
[0127]轉(zhuǎn)換電路10是將輸入電壓Vin變換成交流電壓的全橋式轉(zhuǎn)換電路。該轉(zhuǎn)換電路10具有轉(zhuǎn)換元件SW11?SW14。
[0128]轉(zhuǎn)換元件SW11?SW14例如可以使用MOS-FET (Metal OxideSemiconductor-Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等元件。在本例中，轉(zhuǎn)換元件SW11?SW14全部由N頻道(Channel)的M0S-FET構(gòu)成。在轉(zhuǎn)換元件SW11的柵極被供給SW控制信號SI 1，源極連接于轉(zhuǎn)換元件SW12的漏極，漏極連接于一次側(cè)高壓線L1H。另外，在轉(zhuǎn)換元件SW12的柵極被供給SW控制信號S12，源極連接于一次側(cè)低壓線L1L，漏極連接于轉(zhuǎn)換元件SW11的源極。另外，在轉(zhuǎn)換元件SW13的柵極被供給SW控制信號S13，源極連接于轉(zhuǎn)換元件SW14的漏極，漏極連接于一次側(cè)高壓線L1H。另夕卜，在轉(zhuǎn)換元件SW14的柵極被供給SW控制信號S14，源極連接于一次側(cè)低壓線L1L，漏極連接于轉(zhuǎn)換元件SW13的源極。另外，轉(zhuǎn)換元件SW11的源極及轉(zhuǎn)換元件SW12的漏極連接于變壓器20的一次側(cè)卷線21的一端。另外，轉(zhuǎn)換元件SW13的源極及轉(zhuǎn)換元件SW14的漏極通過諧振電感器Lr，連接于該一次側(cè)卷線21的另一端。該諧振電感器Lr用于與轉(zhuǎn)換元件SW11?SW14內(nèi)的寄生電容元件、及變壓器20的漏電感器(Leakage inductor) 一起構(gòu)成規(guī)定的LC諧振電路。
[0129]由于該結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)換電路10中，通過根據(jù)從控制部50的SW驅(qū)動部55供給的SW控制信號S11?S14、開關(guān)控制轉(zhuǎn)換元件SW11?SW14，將輸入電壓Vin變換成交流電壓。
[0130]變壓器20使一次側(cè)與二次側(cè)直流絕緣且交流連接，是包含一次側(cè)卷線21及二次側(cè)卷線22A、22B而構(gòu)成的3卷線型變壓器。變壓器20的一次側(cè)卷線21與二次側(cè)卷線22A、22B正向(Forward)連接。一次側(cè)卷線21的一端連接于轉(zhuǎn)換電路10，另一端通過諧振電感器Lr連接于轉(zhuǎn)換電路10。另外，二次側(cè)卷線22A的一端及二次側(cè)卷線22B的一端連接于整流電路30。然后，二次側(cè)卷線22A、22B的另一端通過中心抽頭CT相互連接，進(jìn)而連接于二次側(cè)高壓線L2H。
[0131]一次側(cè)卷線21的匝數(shù)為Np，二次側(cè)卷線22A、22B的匝數(shù)分別為Ns。這些匝數(shù)比Np:Ns例如被設(shè)定為10:1。但是，如后文所述，變壓器20的一次側(cè)卷線21的匝數(shù)Np可以是可變的，可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定匝數(shù)Np。匝數(shù)控制部5是在變壓器20的一次側(cè)卷線21的匝數(shù)Np如后文所述為可變控制的結(jié)構(gòu)的情況下，控制該匝數(shù)Np的，匝數(shù)控制部5例如根據(jù)對應(yīng)于由電壓檢測電路7檢出的輸入電壓Vin的檢出信號，來控制變壓器20的一次側(cè)卷線21的阻數(shù)Np。
[0132]由于該結(jié)構(gòu)，變壓器20將供給至一次側(cè)卷線21的兩端之間的交流電壓降低Ns/Np倍，從二次側(cè)卷線22A、22B輸出。
[0133]整流電路30是將從變壓器20供給的交流電壓整流的電路。該整流電路30具有二極管31、32。二極管31的陰極連接于二次側(cè)卷線22B的一端，陽極連接于二次側(cè)低壓線L2L。二極管32的陰極連接于二次側(cè)卷線22A的一端，陽極連接于二次側(cè)低壓線L2L。
[0134]平滑電路40具有扼流線圈Lch與輸出平滑電容器Cout。扼流線圈Lch插入配置于二次側(cè)高壓線L2H上，其一端連接于變壓器20的中心抽頭CT，另一端連接于端子T3。輸出平滑電容器Cout配置在連接于端子T3的二次側(cè)高壓線L2H與連接于端子T4的二次側(cè)低壓線L2L之間。
[0135]由于該結(jié)構(gòu)，平滑電路40將由整流電路30整流的從中心抽頭CT輸出的信號平滑化、產(chǎn)生直流的輸出電壓Vout，將其向連接于輸出端子T3、T4之間的低壓電池BL供電。
[0136]電壓檢測電路9配置在二次側(cè)高壓線L2H與二次側(cè)低壓線L2L之間，用于檢測輸出端子T3、Τ4之間的輸出電壓Vout，并且將對應(yīng)于該檢出的輸出電壓Vout的檢出信號輸出至控制部50。作為這樣的電壓檢測電路9的具體電路結(jié)構(gòu)，與電壓檢測電路7同樣，例如可列舉:通過配置在二次側(cè)高壓線L2H與二次側(cè)低壓線L2L之間的分壓電阻(未圖示)檢出電壓、產(chǎn)生與之對應(yīng)的電壓等結(jié)構(gòu)。
[0137]控制部50根據(jù)電壓檢測電路9檢出的輸出電壓Vout的檢出結(jié)果，控制轉(zhuǎn)換電路10的轉(zhuǎn)換動作，以使該輸出電壓Vout保持規(guī)定的電壓。控制部50具有緩沖器51、電阻器R52、SW控制部53、變壓器54及SW驅(qū)動部55。
[0138]緩沖器51是具有阻抗變換功能，并且例如將從電壓檢測電路9供給的信號的電壓范圍變換、輸出的電路。電阻器R52具有除去緩沖器51的輸出信號的噪音，或者通過限制浪涌電壓、過電流等，來保護(hù)緩沖器51及演算部69的功能。SW控制部53根據(jù)從緩沖器51通過電阻器R52供給的信號，控制SW驅(qū)動部55以使輸出電壓Vout保持規(guī)定的電壓。具體地說，SW控制部53具有產(chǎn)生成為SW控制信號S11?S14的基礎(chǔ)的控制信號，并通過變壓器54供給至SW驅(qū)動部55的功能。SW驅(qū)動部55根據(jù)從SW控制部53通過變壓器54供給的控制信號，產(chǎn)生SW控制信號S11?S14，分別供給至轉(zhuǎn)換電路10的轉(zhuǎn)換元件SW11?SW14。
[0139]由于該結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換電路10根據(jù)SW控制信號S11?S14進(jìn)行轉(zhuǎn)換動作，轉(zhuǎn)換電源裝置1進(jìn)行動作以使輸出電壓Vout保持規(guī)定的電壓。
[0140]演算部69根據(jù)輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、及輸入電流Iin，求得輸出電流lout，并且將這4個(gè)信息供給至外部。也就是說，在轉(zhuǎn)換電源裝置1中，不在二次側(cè)高壓線L2H設(shè)置用于檢出輸出電流lout的電流檢測電路，也能夠根據(jù)輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、及輸入電流Iin，通過演算求得輸出電流lout。
[0141]演算部69根據(jù)對應(yīng)于輸入電流Iin的檢出信號、對應(yīng)于輸入電壓Vin的檢出信號、及從緩沖器51供給的輸出電壓Vout的電壓進(jìn)行演算，求得輸出電流lout。這時(shí)，演算部69例如根據(jù)輸入電壓Vin及輸出電壓Vout求得轉(zhuǎn)換占空比D，根據(jù)輸入電流Iin和該轉(zhuǎn)換占空比D求得輸出電流lout。然后，演算部69對連接于端子T5的外部裝置傳送關(guān)于輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、輸入電流Iin、輸出電流lout的信息。該外部裝置例如為控制該轉(zhuǎn)換電源裝置1所屬的整個(gè)系統(tǒng)的控制裝置，也可為以監(jiān)測該轉(zhuǎn)換電源裝置1的狀態(tài)(輸出入電壓、輸出入電流、溫度等)為目的、收集這些數(shù)據(jù)的裝置，例如可列舉被稱作ECU (Electric Control Unit)的車載側(cè)控制部。
[0142]再有，作為該演算部69，例如能夠利用微控制器(MCU)構(gòu)成。另外，不僅演算部69，例如SW控制部53或其一部分也可由微控制器等實(shí)現(xiàn)。
[0143](1.2 動作)
[0144]以下對轉(zhuǎn)換電源裝置1的全體動作的概要進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)換電路10通過根據(jù)SW控制信號S11?S14對轉(zhuǎn)換元件SW11?SW14進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將從高壓電池BH供給的直流電壓Vin變換成交流電壓，供給至變壓器20的一次側(cè)卷線21的兩端之間。然后，變壓器20將該交流電壓變壓(降壓)Ns/Np倍，從二次側(cè)卷線22A、22B輸出被變壓的交流電壓。整流電路30對該交流電壓進(jìn)行整流。平滑電路40將該被整流的信號平滑化、產(chǎn)生直流電壓Vout，向連接于端子T3、T4的低壓電池BL供電。
[0145]控制部50根據(jù)電壓檢測電路9檢出的輸出電壓Vout的檢出結(jié)果，產(chǎn)生SW控制信號S11?S14供給至轉(zhuǎn)換電路10，進(jìn)行控制以使輸出電壓Vout保持規(guī)定的電壓。演算部69根據(jù)輸入電壓Vin、輸出