JPH04285475A - Power source - Google Patents

Power source

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JPH04285475A
JPH04285475A JP3074056A JP7405691A JPH04285475A JP H04285475 A JPH04285475 A JP H04285475A JP 3074056 A JP3074056 A JP 3074056A JP 7405691 A JP7405691 A JP 7405691A JP H04285475 A JPH04285475 A JP H04285475A
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JP
Japan
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conductor
composite element
electrode lead
dielectric material
foil
Prior art date
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Pending
Application number
JP3074056A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Mori
均 森
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Nichicon Corp
Original Assignee
Nichicon Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce in size and weight by using an LC composite element in a resonance switching power source. CONSTITUTION:An LC composite element in which dielectric elements 21, 22 and conductor foils 23, 24 are alternately superposed, electrode lead conductors 25, 26 are provided from starting and finishing ends of a winding to be wound in a cylindrical shape and a magnetic element 27 is passed inside, is used as a resonance element of a resonance inverter. The size and the weight are reduced, and the efficiency is enhanced as compared with the case of using discrete elements.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源およ
びこれを組み込んだ電気機器の小形軽量化に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply and to reducing the size and weight of electrical equipment incorporating the same.

【0002】0002

【従来の技術】直流電源より、スイッチング素子を周期
的にオン・オフして交流またはパルス電力を発生するイ
ンバータ回路や、さらに該交流またはパルス電力を整流
して制御された直流電力を得るコンバータ回路の一種と
して、インダクタLとキャパシタCの電気振動を利用し
て該スイッチング素子のオン・オフ動作を容易にし、ス
イッチングに伴う電磁ノイズの発生や、電力損失を抑制
した共振形スイッチング電源が実用化されている。(「
’89スイッチング電源システムシンポジウム」社団法
人日本能率協会編など)
[Prior Art] Inverter circuits generate alternating current or pulsed power by periodically turning on and off switching elements from a direct current power supply, and converter circuits that rectify the alternating current or pulsed power to obtain controlled direct current power. As a type of this, a resonant switching power supply has been put into practical use that uses the electric vibrations of an inductor L and a capacitor C to facilitate the on/off operation of the switching element, thereby suppressing the generation of electromagnetic noise and power loss associated with switching. ing. (“
'89 Switching Power Supply System Symposium, edited by Japan Management Association, etc.)

【0003】従来の共振形スイッチング電源では、スイ
ッチング素子を周期的にオン・オフして発生する交流ま
たはパルス電力を蓄える共振回路として、個別の電気素
子であるインダクタLとキャパシタCを有しており、こ
れらのインダクタ、キャパシタが必然的に有する体積や
、重量の大きいこと、および寄生素子としての抵抗分に
よる電力損失が大きいことが課題であった。
Conventional resonant switching power supplies have separate electric elements, an inductor L and a capacitor C, as a resonant circuit that stores alternating current or pulsed power generated by periodically turning on and off switching elements. However, the problems are that these inductors and capacitors necessarily have a large volume and weight, and that power loss due to resistance as a parasitic element is large.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、共振回路のインダクタおよびキャパシタの
体積、重量および電力損失を低減することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the volume, weight, and power losses of inductors and capacitors in resonant circuits.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の電源装置では、
スイッチング素子とそれを周期的にオン・オフさせるた
めの制御手段とこれらによって発生される交流またはパ
ルス電力を蓄える電気素子としてのLC複合素子を有す
る。LC複合素子とは、次の構造を有するものである。 (1)誘電体と導体箔、または(2)金属化誘電体、ま
たは(3)誘電体と金属化誘電体、または(4)導体箔
と誘電体と金属化誘電体を、一枚または一組または複数
組重ね、これを筒状に巻回し、その内側に磁性体からな
る磁芯を通したものであり、該導体箔または金属化誘電
体の端部または適当なる中間位置に電極引出し導体を設
けるかまたは導体を吹き付けるなどによる導体層からな
る電流引出し部を設けたもの。
[Means for Solving the Problems] In the power supply device of the present invention,
It has a switching element, a control means for turning it on and off periodically, and an LC composite element as an electric element that stores alternating current or pulse power generated by these elements. The LC composite element has the following structure. (1) A dielectric and a conductor foil, or (2) a metallized dielectric, or (3) a dielectric and a metallized dielectric, or (4) a conductor foil, a dielectric, and a metallized dielectric, in one sheet or in one piece. A set or multiple sets are stacked, wound into a cylindrical shape, and a magnetic core made of a magnetic material is passed inside the core, and an electrode lead-out conductor is placed at the end of the conductor foil or metallized dielectric material or at a suitable intermediate position. A device with a current extraction section consisting of a conductor layer or by spraying a conductor.

【0006】すなわち、本発明の共振スイッチング電源
では、キャパシタの導体の一部あるいは全体にインダク
タの巻線と同じ機能を持たせることにより、インダクタ
LとキャパシタCを複合化するものである。
That is, in the resonant switching power supply of the present invention, the inductor L and the capacitor C are combined by giving part or all of the conductor of the capacitor the same function as the inductor winding.

【0007】[0007]

【作用】図1に示す本発明の一実施例である共振インバ
ータ回路を有する電源装置により本発明の作用について
説明する。図1(a)は回路図でいわゆるフル・ブリッ
ジを構成している。1がLC複合素子であり、また4か
ら7はスイッチング素子であり、下記の動作をする制御
手段により駆動されてオン・オフする。
[Operation] The operation of the present invention will be explained using a power supply device having a resonant inverter circuit which is an embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 1(a) is a circuit diagram configuring a so-called full bridge. 1 is an LC composite element, and 4 to 7 are switching elements, which are turned on and off by being driven by a control means that operates as described below.

【0008】第1のステップとして、スイッチング素子
と4と7がオンし、スイッチング素子5と6がオフであ
るようにすると、直流電源12からスイッチング素子4
、変成器2の一次側、LC複合素子1、スイッチング素
子7を通じて、おもにLC複合素子1のインダクタンス
成分Lとキャパシタンス成分Cによって定まる周期を持
った正弦波振動に近い波形の電流が流れる。この電流波
形の半周期が過ぎ、電流値が0になった時点で、第2の
ステップとして、スイッチング素子5と6をオンし、ス
イッチング素子4と7をオフすると、直流電源12から
スイッチング素子6、LC複合素子1、変成器2の一次
側、スイッチング素子5を通じて同様の電流が流れる。 前記第1のステップと第2のステップを繰り返すことに
よりLC複合素子1に交流電力を蓄え、変成器2を介し
て、交流負荷3に交流電力を供給する。
As a first step, when switching elements 4 and 7 are turned on and switching elements 5 and 6 are turned off, switching element 4 is
Through the primary side of the transformer 2, the LC composite element 1, and the switching element 7, a current flows with a waveform close to a sinusoidal vibration with a period mainly determined by the inductance component L and capacitance component C of the LC composite element 1. When half a cycle of this current waveform has passed and the current value has become 0, as a second step, switching elements 5 and 6 are turned on, and switching elements 4 and 7 are turned off. , the LC composite element 1 , the primary side of the transformer 2 , and the switching element 5 . By repeating the first step and the second step, AC power is stored in the LC composite element 1, and the AC power is supplied to the AC load 3 via the transformer 2.

【0009】図1(b)と図1(c)は図1(a)のL
C複合素子1の一例の構造図であり、誘電体薄膜21お
よび22と、導体箔23および24を重ね、導体箔23
の巻終わり側の端部には電極引出し導体25を、また導
体箔24の巻始め側の端部には電極引出し導体26を設
けたものを、円筒状に巻回されている。電極引出し導体
25と26が、本LC複合素子1の端子として引き出さ
れるが、これらの端子間には、導体箔23と24にはさ
まれた誘電体薄膜21および22があり、静電エネルギ
ーを蓄えるキャパシタCを構成している。また、このキ
ャパシタに流れる電流は、一方の端子から他方の端子へ
流れる際に円筒状の電流路を形成し、磁気エネルギーを
蓄えるインダクタLとしての作用をし、以上のことから
本LC複合素子1は、インダクタLとキャパシタCを直
列接続したものと電気的に等価であることがわかる。
FIG. 1(b) and FIG. 1(c) are L in FIG. 1(a).
It is a structural diagram of an example of the C composite element 1, in which dielectric thin films 21 and 22 and conductor foils 23 and 24 are stacked, and the conductor foil 23 is
An electrode lead-out conductor 25 is provided at the end of the winding end of the conductor foil 24, and an electrode lead-out conductor 26 is provided at the end of the conductor foil 24 on the winding start side, which is wound into a cylindrical shape. Electrode lead conductors 25 and 26 are drawn out as terminals of the present LC composite element 1, and between these terminals there are dielectric thin films 21 and 22 sandwiched between conductor foils 23 and 24, which absorb electrostatic energy. It constitutes a storage capacitor C. In addition, the current flowing through this capacitor forms a cylindrical current path when flowing from one terminal to the other terminal, and acts as an inductor L that stores magnetic energy.From the above, this LC composite element 1 It can be seen that is electrically equivalent to an inductor L and a capacitor C connected in series.

【0010】0010

【実施例】図1は本発明の第1の実施例の説明図であり
、その作用については前記に説明した通りであるが、誘
電体薄膜と導体箔を巻回した内側の筒状空間に磁性体2
7でできた磁芯およびギャップスペーサ28による磁気
回路を設け、インダクタLとしてのインダクタンス値を
高めている。
[Embodiment] Fig. 1 is an explanatory diagram of the first embodiment of the present invention, and its operation is as explained above. Magnetic material 2
A magnetic circuit is provided using a magnetic core made of 7 and a gap spacer 28 to increase the inductance value of the inductor L.

【0011】図2は本発明の第2の実施例の説明図であ
り、フラッシュランプなどのパルス負荷に適用できる電
源の例を示している。図2(a)は回路図であり、いわ
ゆるハーフ・ブリッジを構成している。20は一次側(
A−B間)にLC直列回路を持ち、二次側(C−D間)
にはLC並列回路を持ち、両側のインダクタが磁気結合
を有するようにして変成器を構成したLC複合素子の一
例である。4と5はスイッチング素子であり、制御手段
により駆動されて交互にオン・オフする。これによって
LC複合素子20の一次側に電気振動が励起されてエネ
ルギーが蓄えられ、前記の磁気結合を介して二次側にエ
ネルギーが伝達される。本例では、二次側には整流器1
4による全波整流回路を介してパルス放電用キャパシタ
15が接続され、ここに適当なエネルギーが蓄えられた
時点でスイッチ16を閉じることにより、パルス電力負
荷13へそのエネルギーを与える。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention, showing an example of a power supply applicable to a pulse load such as a flash lamp. FIG. 2(a) is a circuit diagram, and constitutes a so-called half bridge. 20 is the primary side (
It has an LC series circuit on the secondary side (between C and D).
This is an example of an LC composite element that has an LC parallel circuit and constitutes a transformer so that the inductors on both sides have magnetic coupling. 4 and 5 are switching elements, which are driven by a control means and turned on and off alternately. As a result, electric vibrations are excited on the primary side of the LC composite element 20, energy is stored, and the energy is transmitted to the secondary side via the above-mentioned magnetic coupling. In this example, there is a rectifier 1 on the secondary side.
A pulse discharge capacitor 15 is connected through a full-wave rectifier circuit 4, and when a suitable amount of energy is stored therein, the switch 16 is closed to provide the energy to the pulse power load 13.

【0012】図2(b)および図2(c)は本発明の第
2の実施例におけるLC複合素子の構造図である。図2
(b)(c)の右半分は一次側(図1(a)の端子A−
B間)で、第1の実施例と全く同じ構造であり、前記の
図1(b)および(c)の説明の通りである。左半分に
ついて以下に説明する。誘電体薄膜31および32と、
導体箔33および34を重ね、導体箔33の巻始め側お
よび巻終わり側の端部にはそれぞれ電極引出し導体37
と35を、また導体箔34の巻終わり側の端部には電極
引出し導体36を設けたものを、円筒状に巻回している
。電極引出し導体35が本LC複合素子20の端子Cに
接続され、電極引出し導体36および37は一括にして
、本LC複合素子20の端子Dに接続される。これらの
端子C−D間には、導体箔33と34にはさまれた誘電
体薄膜31および32があり、静電エネルギーを蓄える
キャパシタCを構成している。また、導体箔33は、電
極引出し導体35(端子C)から電極引出し導体37(
端子D)へ流れる際に円筒状の電流路を形成し、磁気エ
ネルギーを蓄えるインダクタLとしての作用をし、以上
のことから本LC複合素子の二次側は、インダクタLと
キャパシタCを直列接続したものと電気的に等価である
ことがわかる。この例では、導体箔33がインダクタと
して機能し、ここに流れる電流値が、導体箔34よりも
多くなるので、導体箔33として導体箔34よりも厚い
ものを使用することが、抵抗分による損失を低減する手
段として効果的である。
FIGS. 2(b) and 2(c) are structural diagrams of an LC composite element in a second embodiment of the present invention. Figure 2
(b) The right half of (c) is the primary side (terminal A- in Fig. 1(a)).
B) has exactly the same structure as the first embodiment, and is as explained in FIGS. 1(b) and 1(c) above. The left half will be explained below. dielectric thin films 31 and 32;
The conductor foils 33 and 34 are overlapped, and an electrode lead-out conductor 37 is provided at the end of the conductor foil 33 on the winding start side and winding end side, respectively.
and 35, and an electrode lead-out conductor 36 is provided at the end of the conductor foil 34, which is wound into a cylindrical shape. The electrode lead conductor 35 is connected to the terminal C of the present LC composite element 20, and the electrode lead conductors 36 and 37 are collectively connected to the terminal D of the present LC composite element 20. Between these terminals CD are dielectric thin films 31 and 32 sandwiched between conductor foils 33 and 34, forming a capacitor C that stores electrostatic energy. The conductor foil 33 also extends from the electrode lead conductor 35 (terminal C) to the electrode lead conductor 37 (
When flowing to terminal D), it forms a cylindrical current path and acts as an inductor L that stores magnetic energy.From the above, the secondary side of this LC composite element is connected in series with an inductor L and a capacitor C. It can be seen that it is electrically equivalent to the In this example, the conductor foil 33 functions as an inductor, and the current value flowing here is greater than that of the conductor foil 34. Therefore, using a conductor foil 33 that is thicker than the conductor foil 34 is effective in reducing the loss due to resistance. It is effective as a means to reduce

【0013】図3は本発明の第3の実施例の説明図であ
り、直流電源12から絶縁された直流出力を得て、直流
負荷18に供給する共振コンバータ回路による電源装置
での実施例である。図3(a)は回路図で、いわゆるハ
ーフ・ブリッジの一変形と考えることができ、30は一
次側(A−B間)にLC直列回路を持ち、二次側(C−
D−E間)にはLC並列回路を持ち、両側のインダクタ
が磁気結合を有するようにして変成器を構成したLC複
合素子の一例である。4と5はスイッチング素子であり
、制御手段により駆動されて交互にオン・オフする。 これによってLC複合素子の一次側に電気振動が励起さ
れてエネルギーが蓄えられ、前記の磁気結合を介して二
次側にエネルギーが伝達される。本例では、二次側には
整流器14による全波整流回路を介して直流負荷18に
電力を供給する。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention, which is an embodiment of a power supply device using a resonant converter circuit that obtains an insulated DC output from a DC power supply 12 and supplies it to a DC load 18. be. FIG. 3(a) is a circuit diagram, which can be considered as a modification of a so-called half bridge, with 30 having an LC series circuit on the primary side (between A and B) and a secondary side (between C and B).
This is an example of an LC composite element in which an LC parallel circuit is provided between D and E, and inductors on both sides are magnetically coupled to form a transformer. 4 and 5 are switching elements, which are driven by a control means and turned on and off alternately. As a result, electric vibrations are excited on the primary side of the LC composite element, energy is stored, and the energy is transmitted to the secondary side via the above-mentioned magnetic coupling. In this example, power is supplied to the DC load 18 on the secondary side through a full-wave rectification circuit including a rectifier 14 .

【0014】図3(b)および図3(c)は本発明の第
3の実施例におけるLC複合素子の構造図である。図3
(b)(c)の右半分は一次側(図1(a)の端子A−
B間)で、漏れインダクタンスを付加するためのバイパ
スコア29とその漏れインダクタンスの値を調整するギ
ャップスペーサ28を追加して、設計製作上の自由度を
増している他は、第1の実施例と全く同じ構造であり、
前記の図1(b)および図1(c)の説明の通りである
。左半分について以下に説明する。誘電体薄膜31およ
び32と、導体箔33および34を重ね、導体箔33の
巻始め側および巻終わり側の端部にはそれぞれ電極引出
し導体37と35を、また導体箔34の巻始め側および
巻終わり側の端部にはそれぞれ電極引出し導体38と3
6を設けたものを、円筒状に巻回している。電極引出し
導体36が本LC複合素子の端子Cに接続され、電極引
出し導体5および38は一括にして、本LC複合素子の
端子Dに接続され、電極引出し導体37が本LC複合素
子の端子Eに接続される。これらの端子C−D間には、
導体箔33と34にはさまれた誘電体薄膜31および3
2があり、静電エネルギーを蓄えるキャパシタCを構成
している。また、導体箔34は、電極引出し導体36(
端子C)から電極引出し導体38(端子D)へ流れる際
に円筒状の電流路を形成し、磁気エネルギーを蓄えるイ
ンダクタLとしての作用をする。以上のことから本LC
複合素子の二次側端子C−D間は、インダクタLとキャ
パシタCを並列接続したものと電気的に等価であること
がわかる。また本LC複合素子の端子D−E間について
も同様のことが成り立ち、等価回路は図3(a)のよう
になる。
FIGS. 3(b) and 3(c) are structural diagrams of an LC composite element in a third embodiment of the present invention. Figure 3
(b) The right half of (c) is the primary side (terminal A- in Fig. 1(a)).
B), a bypass core 29 for adding leakage inductance and a gap spacer 28 for adjusting the value of the leakage inductance are added to increase the degree of freedom in design and manufacturing. It has exactly the same structure as
This is as explained in FIG. 1(b) and FIG. 1(c) above. The left half will be explained below. Dielectric thin films 31 and 32 and conductor foils 33 and 34 are stacked, and electrode lead conductors 37 and 35 are placed at the ends of the conductor foil 33 at the start and end sides, respectively, and at the ends of the conductor foil 34 at the start and end of the winding. Electrode lead conductors 38 and 3 are provided at the end of the winding end, respectively.
6 is wound into a cylindrical shape. The electrode lead conductor 36 is connected to the terminal C of the present LC composite element, the electrode lead conductors 5 and 38 are collectively connected to the terminal D of the present LC composite element, and the electrode lead conductor 37 is connected to the terminal E of the present LC composite element. connected to. Between these terminals C and D,
Dielectric thin films 31 and 3 sandwiched between conductor foils 33 and 34
2, which constitutes a capacitor C that stores electrostatic energy. Further, the conductor foil 34 has an electrode lead-out conductor 36 (
When flowing from the terminal C) to the electrode lead conductor 38 (terminal D), it forms a cylindrical current path and acts as an inductor L that stores magnetic energy. Based on the above, this LC
It can be seen that the secondary side terminal C-D of the composite element is electrically equivalent to an inductor L and a capacitor C connected in parallel. Further, the same holds true between terminals DE and E of the present LC composite element, and the equivalent circuit becomes as shown in FIG. 3(a).

【0015】この実施例において、二次側のセンタータ
ップを取り出すために、巻回する導体箔の中央部に電極
引出し導体を設けることができる。また、二次側には、
従来から変成器に用いられる絶縁皮膜付導体線(いわゆ
るエナメル線などのマグネット・ワイヤ)や、これを多
数本束ねて捻ったリッツ線を用いる方法もある。
In this embodiment, an electrode lead-out conductor can be provided at the center of the wound conductor foil in order to take out the center tap on the secondary side. Also, on the secondary side,
There is also a method of using insulated conductor wires (so-called magnet wires such as enamelled wires) conventionally used in transformers, or Litz wires made by bundling and twisting a large number of conductor wires.

【0016】図4は本発明の第4の実施例の説明図であ
り、直流電源12からスイッチングにより交流電力を交
流負荷3に供給する共振コンバータ回路による電源装置
での実施例である。図4(a)は回路図で、いわゆるハ
ーフ・ブリッジの一変形と考えることができ、40は2
個のキャパシタを直列接続しその接続点にインダクタの
1端子を接続した形の等価回路を有するLC複合素子の
一例である。4と5はスイッチング素子であり、制御手
段により駆動されて交互にオン・オフする。これにより
、交流負荷3にはLC複合素子40の共振周期によって
決まる概略正弦波の電流を流すことができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention, which is an embodiment of a power supply device using a resonant converter circuit that supplies alternating current power from a direct current power supply 12 to an alternating current load 3 by switching. Figure 4(a) is a circuit diagram, which can be thought of as a variation of a so-called half bridge, and 40 is 2
This is an example of an LC composite element having an equivalent circuit in which two capacitors are connected in series and one terminal of an inductor is connected to the connection point. 4 and 5 are switching elements, which are driven by a control means and turned on and off alternately. As a result, a substantially sinusoidal current determined by the resonance period of the LC composite element 40 can be passed through the AC load 3 .

【0017】図4(b)および図4(c)は本発明の第
4の実施例におけるLC複合素子の構造図である。本例
では、誘電体41、42、43、44と、導体箔51、
52、53、54を交互に重ね、導体箔52、54の巻
始め側端部からは各々電極引出し導体49、50を設け
、導体箔51、52、53、54の巻終わり側端部から
は各々電極引出し導体45、46、47、48を設けて
巻回している。電極引出し導体45、47は各々本LC
複合素子の端子A、Bに接続し、電極引出し導体46、
48は接続を取り、また電極引出し導体49、50は一
括して本LC複合素子の端子Cに接続している。本LC
複合素子の端子Cと前記電極引出し導体46および48
の接続点との間は、導体箔52および54により円筒状
の電流路を形成し、インダクタを構成している。また、
本LC複合素子の端子Aと前記電極引出し導体46およ
び48の接続点との間は、導体箔51と、導体箔52ま
たは54が誘電体41または44を挟んで対向しており
、キャパシタを構成している。同様に本LC複合素子の
端子Bと前記電極引出し導体46および48の接続点と
の間は、導体箔53と、導体箔52または54が誘電体
42または43を挟んで対向しており、キャパシタを構
成している。従って本LC複合素子は2個のキャパシタ
を直列接続し、その接続点にインダクタの1端子を接続
した形の等価回路を有する。
FIGS. 4(b) and 4(c) are structural diagrams of an LC composite element in a fourth embodiment of the present invention. In this example, dielectrics 41, 42, 43, 44, conductor foil 51,
52, 53, and 54 are stacked alternately, and electrode lead-out conductors 49, 50 are provided from the ends of the conductor foils 52, 54 on the winding start side, respectively, and electrode lead conductors 49, 50 are provided from the ends of the conductor foils 51, 52, 53, and 54 on the winding end side, respectively. Each electrode lead conductor 45, 46, 47, 48 is provided and wound. The electrode lead conductors 45 and 47 are each connected to a main LC.
Connected to terminals A and B of the composite element, electrode lead conductor 46,
48 is connected, and electrode lead conductors 49 and 50 are collectively connected to terminal C of the present LC composite element. Book LC
Terminal C of the composite element and the electrode lead-out conductors 46 and 48
A cylindrical current path is formed between the conductor foils 52 and 54 and an inductor is formed between the connection point and the connection point. Also,
A conductor foil 51 and a conductor foil 52 or 54 face each other with the dielectric 41 or 44 in between, forming a capacitor between the terminal A of the present LC composite element and the connection point of the electrode lead-out conductors 46 and 48. are doing. Similarly, between the terminal B of the present LC composite element and the connection point of the electrode lead-out conductors 46 and 48, a conductor foil 53 and a conductor foil 52 or 54 are opposed to each other with the dielectric 42 or 43 in between, and a capacitor is connected. It consists of Therefore, this LC composite element has an equivalent circuit in which two capacitors are connected in series and one terminal of an inductor is connected to the connection point.

【0018】これらの実施例において、導体箔の巻幅方
向の縁端部(図1(b)、(c)および図2(b)、(
c)の側面図では導体箔23、24および33、34の
上下の縁に当たる。)の近くでは、電界強度が高く、部
分放電が発生して誘電体等を劣化させる原因となり、ま
た、高い周波数の交流電流を流す場合には、導体箔の縁
端部への電流集中による損失や発熱が問題となることが
あるので、これらへの対策として、箔巻コンデンサで採
用されている技術を応用し、折曲げ箔を使用することに
より導体箔の縁端部の曲率を大きくし、電界や電流の集
中を緩和するのが効果的である。この場合、複数の折曲
げ箔の巻幅方向の位置をずらして、折曲げ部どうしが重
ならないようにして、巻高さの増大を抑えることができ
る。また、金属化誘電体を用いた場合に同様の問題が発
生することがあるが、メタライズドフィルムコンデンサ
で採用されている技術の応用として、誘電体に蒸着する
金属の厚さを縁端部において厚くしたいわゆるヘビー・
エッジとすることで同様の効果がある。
In these examples, the edges of the conductor foil in the winding width direction (FIGS. 1(b), (c) and 2(b), (
In the side view of c), this corresponds to the upper and lower edges of the conductor foils 23, 24 and 33, 34. ), the electric field strength is high, causing partial discharge to occur and deteriorating dielectric materials, etc. Also, when high-frequency alternating current is passed, there is a loss due to current concentration at the edges of the conductor foil. As a countermeasure to these problems, we applied the technology used in foil-wound capacitors and increased the curvature of the edges of the conductor foil by using bent foil. It is effective to alleviate the concentration of electric fields and currents. In this case, by shifting the positions of the plurality of folded foils in the winding width direction so that the folded portions do not overlap each other, it is possible to suppress an increase in the winding height. A similar problem can also occur when using metallized dielectrics, but an application of the technique used in metallized film capacitors is to increase the thickness of the metal deposited on the dielectric to be thicker at the edges. The so-called heavy
A similar effect can be obtained by using an edge.

【0019】またこれらの実施例において、エネルギー
の蓄積や伝達を目的とした導体や誘電体を巻回する以外
に、LC複合素子に流れる電流などをモニタし制御手段
に対して信号を送るなどの目的で、LC複合素子を構成
する磁芯に補助的な巻線を設けるのが良い場合がある。
Furthermore, in these embodiments, in addition to winding a conductor or dielectric material for the purpose of storing and transmitting energy, it is also possible to monitor the current flowing through the LC composite element and send a signal to the control means. For this purpose, it may be advantageous to provide an auxiliary winding on the magnetic core constituting the LC composite element.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の共振スイッチング電源では、従
来の個別部品によるLC共振回路ではキャパシタの電極
としてしか利用されていなかった導体箔をインダクタ導
体としても利用し、電気素子としての機能複合化を実現
している。これにより従来の個別部品による場合に比べ
、電源装置としての体積や重量または電力損失を低減し
、小形、軽量、高効率化などの効果が得られる。
[Effects of the Invention] In the resonant switching power supply of the present invention, the conductive foil, which was used only as the electrode of the capacitor in the conventional LC resonant circuit using individual components, is also used as the inductor conductor, and the function as an electric element is multiplied. It has been realized. As a result, the volume, weight, and power loss of the power supply device can be reduced compared to the conventional case using individual parts, and effects such as smaller size, lighter weight, and higher efficiency can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の第1の実施例の電源装置の要部で、(
a)は共振インバータ回路図、(b)はLC複合素子の
断面図、(c)はLC複合素子の側面図である。
FIG. 1 shows the main parts of a power supply device according to a first embodiment of the present invention (
(a) is a resonant inverter circuit diagram, (b) is a cross-sectional view of the LC composite element, and (c) is a side view of the LC composite element.

【図2】本発明の第2の実施例の電源装置の要部で、(
a)は共振コンバータ回路図、(b)はLC複合素子の
断面図、(c)はLC複合素子の側面図である。
FIG. 2 shows the main parts of the power supply device according to the second embodiment of the present invention (
(a) is a resonant converter circuit diagram, (b) is a cross-sectional view of the LC composite element, and (c) is a side view of the LC composite element.

【図3】本発明の第3の実施例の電源装置の要部で、(
a)は共振コンバータ回路図、(b)はLC複合素子の
断面図、(c)はLC複合素子の側面図である。
FIG. 3 shows main parts of a power supply device according to a third embodiment of the present invention (
(a) is a resonant converter circuit diagram, (b) is a cross-sectional view of the LC composite element, and (c) is a side view of the LC composite element.

【図4】本発明の第4の実施例の電源装置の要部で、(
a)は共振コンバータ回路図、(b)はLC複合素子の
断面図、(c)はLC複合素子の側面図である。
FIG. 4 shows main parts of a power supply device according to a fourth embodiment of the present invention (
(a) is a resonant converter circuit diagram, (b) is a cross-sectional view of the LC composite element, and (c) is a side view of the LC composite element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  LC複合素子 2  変成器 3  交流負荷 4  第1のスイッチング素子 5  第2のスイッチング素子 6  第3のスイッチング素子 7  第4のスイッチング素子 8  第1の保護ダイオード 9  第2の保護ダイオード 10  第3の保護ダイオード 11  第4の保護ダイオード 12  直流電源 13  パルス電力負荷 14  整流器 15  パルス放電用キャパシタ 16  スイッチ 17  キャパシタ 18  直流負荷 20  LC複合素子 21  第1の誘電体 22  第2の誘電体 23  第1の導体箔 24  第2の導体箔 25  第1の電極引出し導体 26  第2の電極引出し導体 27  磁性体 28  ギャップスペーサ 29  バイパスコア 30  LC複合素子 31  第3の誘電体 32  第4の誘電体 33  第3の導体箔 34  第4の導体箔 35  第3の電極引出し導体 36  第4の電極引出し導体 37  第5の電極引出し導体 38  第6の電極引出し導体 40  LC複合素子 41  第1の誘電体 42  第2の誘電体 43  第3の誘電体 44  第4の誘電体 45  第1の電極引出し導体 46  第2の電極引出し導体 47  第3の電極引出し導体 48  第4の電極引出し導体 49  第5の電極引出し導体 50  第6の電極引出し導体 51  第1の導体箔 52  第2の導体箔 53  第3の導体箔 54  第4の導体箔 1 LC composite element 2 Transformer 3 AC load 4 First switching element 5 Second switching element 6 Third switching element 7 Fourth switching element 8 First protection diode 9 Second protection diode 10 Third protection diode 11 Fourth protection diode 12 DC power supply 13 Pulse power load 14 Rectifier 15 Pulse discharge capacitor 16 Switch 17 Capacitor 18 DC load 20 LC composite element 21 First dielectric 22 Second dielectric 23 First conductor foil 24 Second conductor foil 25 First electrode lead conductor 26 Second electrode lead conductor 27 Magnetic material 28 Gap spacer 29 Bypass core 30 LC composite element 31 Third dielectric 32 Fourth dielectric 33 Third conductor foil 34 Fourth conductor foil 35 Third electrode lead conductor 36 Fourth electrode lead conductor 37 Fifth electrode lead conductor 38 Sixth electrode lead conductor 40 LC composite element 41 First dielectric 42 Second dielectric 43 Third dielectric 44 Fourth dielectric 45 First electrode lead conductor 46 Second electrode lead conductor 47 Third electrode lead conductor 48 Fourth electrode lead conductor 49 Fifth electrode lead conductor 50 Sixth electrode lead conductor 51 First conductor foil 52 Second conductor foil 53 Third conductor foil 54 Fourth conductor foil

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  スイッチング素子とそれを周期的にオ
ン・オフする制御手段を有し、これらによって発生され
る交流またはパルス電力を蓄える電気素子としてLC複
合素子を有する電源装置において、上記LC複合素子(
1)誘電体と導体箔、または(2)金属化誘電体、また
は(3)誘電体と金属化誘電体、または(4)導体箔と
誘電体と金属化誘電体を、一枚または一組または複数組
重ね、これを筒状に巻回し、その内側に磁性体からなる
磁芯を通して構成され、上記導体箔または金属化誘電体
の端部または適当なる中間位置に電極引出し導体または
導体層からなる電流引出し部を設けたことを特徴とする
電源装置。
1. A power supply device comprising a switching element and a control means for periodically turning on and off the switching element, and having an LC composite element as an electric element for storing alternating current or pulsed power generated by the switching element, wherein the LC composite element (
1) a dielectric material and a conductive foil, or (2) a metallized dielectric material, or (3) a dielectric material and a metalized dielectric material, or (4) a conductive foil, a dielectric material, and a metalized dielectric material, one sheet or a set. Alternatively, multiple pairs are stacked, wound into a cylindrical shape, and a magnetic core made of a magnetic material is passed inside the core, and an electrode lead conductor or conductor layer is placed at the end of the conductor foil or metallized dielectric material or at a suitable intermediate position. What is claimed is: 1. A power supply device characterized in that a current extraction section is provided.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100555380B1 (en) * 2001-08-21 2006-02-24 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 Power converter
JP2009193977A (en) * 2007-02-07 2009-08-27 Zhejiang Univ Integrated device, and llc resonant converter mounting it

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