功率转换装置的制作方法

1.本技术涉及功率转换装置。


背景技术：

2.近年来，作为环保汽车，电动汽车(ev：electric vehicle)、hev(hybrid electric vehicle：混合电动汽车)和phev(plug-in hybrid electric vehicle：插电式混合电动汽车)等混合动力汽车被开发出来。在如电动汽车或混合动力汽车那样将电动机用作驱动源的车辆上搭载有大功率容量的功率转换装置。功率转换装置是将输入电流从直流变换为交流、从交流变换为直流或将输入电压变换为不同电压的装置。在电动汽车或混合动力汽车中，除了也搭载在以往的汽车上的使控制电路动作的辅助用电池之外，还搭载有利用充电的电力来驱动行驶用的电动机的驱动用电池。
3.此外，功率转换装置大多包括汇流条和用于检测流过汇流条的电流量的电流传感器。汇流条是在电流量较多的电流路径中使用的由金属板或金属棒形成的导体构件。电流传感器通过磁检测元件(以下称为电流传感器元件)检测从流过汇流条的电流产生的磁通(以下称为汇流条的磁通)。通过将与从电流传感器元件输出的磁通量相对应的信号值乘以规定系数来获得电流值。电流传感器包括沿周向包围汇流条的集磁芯体，通过电流传感器元件检测集磁后的汇流条的磁通。另一方面，随着电流传感器元件的灵敏度的提高等，还提出了不配置集磁芯体的结构的电流传感器。在无集磁芯体的电流传感器结构中，可以减少部件数量，并且由于不需要由电磁钢等构成的昂贵的集磁芯体，因此可以降低成本。
4.在具有功率转换装置的汽车中，在电力电子技术进步的背景下，为了提高燃料消耗效率，期望功率转换装置和电动动力传动系部件的低损耗化及小型化。作为使功率转换装置低损耗化及小型化的技术，公开了使用多相转换器用电抗器的转换器电路(例如参照专利文献1)。多相转换器用电抗器是使两个芯体相互磁耦合、并在一体化的芯体上设置有多相线圈的磁耦合电抗器。现有技术文献专利文献
5.专利文献1：国际公开第2017/149776号


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
6.在上述专利文献1中，由于对变换器电路使用了在一体化的芯体上设置多相线圈的磁耦合电抗器，因此能够使包含变换器电路的功率转换装置小型化。然而，由于从多个线圈产生的相互磁通沿碰撞的方向流动，因此，存在磁通从芯体泄漏到外部从而产生漏磁通的问题。作为测量对象的汇流条的磁通以外的漏磁通将影响从电流传感器元件获得的电流的检测值。特别是无集磁芯体的电流传感器容易检测出漏磁通的磁通，因此在容易产生漏磁通的功率转换装置中，无集磁芯体的电流传感器无法准确地检测汇流条的磁通。
7.此外，在以往的使用磁耦合电抗器和电流传感器的功率转换装置中，作为由于漏磁通的影响而导致的电流传感器的检测精度劣化的对策，设置磁屏蔽以抑制漏磁通对电流传感器的影响。然而，由于新设置磁屏蔽，因此存在功率转换装置的部件数量增加、功率转换装置变得大型化的问题。
8.因此，本技术的目的在于提供一种功率转换装置，该功率转换装置抑制大型化，并抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化。解决技术问题的技术方案
9.本技术公开的功率转换装置包括：升压转换器，该升压转换器具有磁耦合电抗器及连接到磁耦合电抗器的多个半导体开关元件，对从外部电源提供的直流电压进行升压；逆变器，该逆变器将从升压转换器输出的直流电转换为交流电，并提供给外部的负载；冷却器，该冷却器对磁耦合电抗器进行冷却；汇流条，该汇流条作为导电性的布线构件；以及电流传感器，该电流传感器检测在汇流条周围产生的磁通，多个半导体开关元件具有串联连接在升压转换器的输出端子的正极侧和负极侧之间的第1半导体开关元件和第2半导体开关元件、以及串联连接在输出端子的正极侧和负极侧之间的第3半导体开关元件和第4半导体开关元件，磁耦合电抗器具有：第1绕组，该第1绕组的一端连接到外部电源的正极侧，另一端连接到第1半导体开关元件和第2半导体开关元件之间；第2绕组，该第2绕组的一端连接到外部电源的正极侧，另一端连接到第3半导体开关元件和第4半导体开关元件之间，以与第1绕组相同的匝数卷绕成在与第1绕组相反的方向上进行磁耦合；以及芯体，该芯体将第1绕组和第2绕组磁耦合，芯体具有含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体，并且第1绕组和第2绕组的至少一部分埋设在复合磁性体中，冷却器与磁耦合电抗器抵接配置，电流传感器夹着冷却器配置在磁耦合电抗器的相反侧。发明效果
10.根据本技术公开的功率转换装置，磁耦合电抗器包括第1绕组、第2绕组、以及将第1绕组和第2绕组磁耦合并且具有含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体的芯体，在复合磁性体中埋设第1绕组和第2绕组的至少一部分，电流传感器夹着与磁耦合电抗器抵接配置的冷却器配置在磁耦合电抗器的相反侧，因此，电流传感器与磁耦合电抗器保持距离地进行配置，因而即使从磁耦合电抗器产生漏磁通，也可以抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化。此外，由于在磁耦合电抗器中产生的磁通的大部分通过设置于各绕组的外部的芯体的内部，因此，能抑制从磁耦合电抗器产生的漏磁通侵入各电流传感器，并可以抑制由漏磁通导致的各电流传感器的精度劣化。此外，由于可以抑制因漏磁通导致的各电流传感器的精度劣化，而无需提供磁屏蔽等追加部件，因此可以抑制功率转换装置的大型化。
附图说明
11.图1是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的概要的结构图。图2是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的主要部分的立体图。图3是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器的立体图。图4是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的主要部分的剖视图。图5是表示实施方式1所涉及的其它功率转换装置的主要部分的剖视图。图6是表示实施方式1所涉及的其它功率转换装置的主要部分的立体图。
图7是表示实施方式2所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器的立体图。图8是表示实施方式2所涉及的功率转换装置的主要部分的剖视图。图9是表示实施方式3所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器的磁路模型的图。图10是表示图9的磁路模型的第1绕组侧的等效电路的图。图11是第1绕组侧的电感值的分析结果。图12是第1绕组侧的电感值的分析结果。图13是表示比较例所涉及的功率转换装置的主要部分的立体图。图14是说明比较例所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器中产生的磁通的图。
具体实施方式
12.以下，基于附图对本技术的实施方式所涉及的功率转换装置进行说明。另外，各图中关于相同或相当的构件、部位，标注相同标号来进行说明。
13.实施方式1图1是表示实施方式1所涉及的功率转换装置100的概要的结构图，图2是表示功率转换装置100的主要部分的立体图，图3是表示功率转换装置100的磁耦合电抗器12的立体图，图4是表示功率转换装置100的主要部分的剖视图，图5是表示实施方式1所涉及的其它功率转换装置100的主要部分的立体图，图6是表示实施方式1所涉及的其它功率转换装置100的主要部分的立体图，图13是表示比较例所涉及的功率转换装置的主要部分的立体图，图14是说明比较例所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器中产生的磁通的图。功率转换装置100是对直流输入电源1的直流电压进行升压，从直流转换为交流，并将其提供给作为外部负载的电动机4的装置。电动机4由所提供的交流来驱动。
14.《功率转换装置100》如图1所示，功率转换装置100包括：dc-dc升压转换器电路10，其是对从外部电源的直流输入电源1提供的直流电压进行升压的升压转换器；以及逆变器电路20，其是将从dc-dc升压转换器电路10输出的直流电转换为交流电并将其提供给电动机4的逆变器。直流输入电源1和dc-dc升压转换器电路10经由输入功率平滑电容器2连接。dc-dc升压转换器电路10和逆变器电路20经由链路电容器3连接。功率转换装置100包括：控制部30，其是控制dc-dc升压转换器电路10和逆变器电路20的控制电路；以及冷却器50(图1中未图示出)，其对dc-dc升压转换器电路10所具有的磁耦合电抗器12进行冷却。
15.dc-dc升压转换器电路10包括磁耦合电抗器12以及连接到磁耦合电抗器12的多个半导体开关元件。dc-dc升压转换器电路10包括：连接磁耦合电抗器12和直流输入电源1、且作为导电性的布线构件的汇流条23a、23b；以及检测在汇流条23a、23b周围产生的磁通的电流传感器11a、11b。多个半导体开关元件由串联连接在dc-dc升压转换器电路10的正极侧输出端子10a和负极侧输出端子10b之间的第1半导体开关元件13a和第2半导体开关元件13b、以及串联连接在正极侧输出端子10a和负极侧输出端子10b之间的第3半导体开关元件13c和第4半导体开关元件13d构成。正极侧输出端子10a与链路电容器3的正极端子连接，负极侧输出端子10b与链路电容器3的负极端子连接。
16.磁耦合电抗器12具有第1绕组12a、第2绕组12b和芯体12c(图1中未图示出)。第1绕组12a的一端经由汇流条23a连接到直流输入电源1的正极侧，另一端连接到第1半导体开关
元件13a和第2半导体开关元件13b之间。第2绕组12b的一端经由汇流条23b连接到直流输入电源1的正极侧，另一端连接到第3半导体开关元件13c和第4半导体开关元件13d之间。第2绕组12b以与第1绕组12a相同的匝数卷绕成在与第1绕组12a相反的方向上进行磁耦合。汇流条23a、23b的直流输入电源1侧在一个部位连接，连接的部位连接到输入功率平滑电容器2。电流传感器11a、11b分别检测在汇流条23a、23b周围产生的磁通，从而检测分别流过第1绕组12a和第2绕组12b的电流。
17.逆变器电路20包括：多个半导体开关元件；连接逆变器电路20和电动机4且作为导电性的布线构件的汇流条24a、24b、24c；以及检测汇流条24a、24b、24c周围所产生的磁通的电流传感器22a、22b、22c。多个半导体开关元件由串联连接在链路电容器3的正极端子和阴极端子之间的第1半导体开关元件21a和第2半导体开关元件21b、同样地连接的第3半导体开关元件21c和第4半导体开关元件21d、以及同样地连接的第5半导体开关元件21e和第6半导体开关元件21f构成。第1半导体开关元件21a和第2半导体开关元件21b、第3半导体开关元件21c和第4半导体开关元件21d、以及第5半导体开关元件21e和第6半导体开关元件21f的各自的连接点经由汇流条24a、24b、24c连接到电动机4。从汇流条24a、24b、24c输出三相交流。电流传感器22a、22b、22c检测逆变器电路20的三相交流的各输出电流。
18.电流传感器11a、11b和电流传感器22a、22b、22c的检测值经由信号线31发送到控制部30。控制部30根据检测值来运算电流值。控制部30经由控制线32、33对dc-dc升压转换器电路10所具有的多个半导体开关元件和逆变器电路20所具有的多个半导体开关元件进行导通或关断控制，以使得各电流值成为预定的目标值。另外，由于dc-dc升压转换器电路10和逆变器电路20的电路是众所周知的电路，因此省略了其动作原理。
19.《磁耦合电抗器与各电流传感器的配置的比较例》利用图13、图14说明磁耦合电抗器和各电流传感器的配置的比较例。如图13所示，在比较例的磁耦合电抗器90中，第1绕组90a和第2绕组90b卷绕在芯体90c的外部。冷却器50与磁耦合电抗器90抵接配置，并且各电流传感器夹着冷却器50配置在磁耦合电抗器90的相反侧。各汇流条配置在各电流传感器和冷却器50之间。各汇流条仅示出一部分。由于磁耦合电抗器90耦合成使得各绕组成为反相，因此当电流沿相同方向流动时产生的磁通在芯体中沿相互抵消的方向产生。因此，磁耦合电抗器90在外部产生非常强的干扰磁场作为漏磁通，并且各电流传感器的检测精度受到干扰磁场的影响而劣化。
20.图14是移除了控制基板40和冷却器50而从电流传感器侧观察图11得到的俯视图，汇流条和电流传感器仅示出一个。在图14中，虚线的箭头线f0表示从磁耦合电抗器90产生的漏磁通，箭头a1表示流过汇流条23a的电流的方向。此外，从磁耦合电抗器90也产生箭头线f0以外的漏磁通，但是此处为了使图简化而省略其它漏磁通。电流传感器11a设置在控制基板40(图14中未图示出)上，使得在汇流条23a中产生的磁通与电流传感器11a的感磁方向一致。汇流条的磁通相对于流动电流在同心圆上、且垂直于电流的方向上产生。因此，图14中的x方向是电流传感器11a的感磁方向。
21.从磁耦合电抗器90产生的漏磁通如箭头线f0所示，是椭圆状的不均匀磁场。在不均匀磁场下，电流传感器11a检测到的汇流条的磁通被不均匀磁场所弯曲。弯曲后磁场由电流传感器11a检测。因此，电流传感器11a的精度由于漏磁通而劣化。另外，这里为了简化，仅举出电流传感器11a，但其它电流传感器也具有精度劣化的问题。此外，此处假设了由在磁
耦合电抗器90中流动的直流电流分量产生的直流磁通。在交流磁通的情况下，漏磁通有时因构成冷却器50的构件而被抵消，但直流磁通通过冷却器50并到达各电流传感器。
22.《磁耦合电抗器12与各电流传感器的配置》利用图2说明磁耦合电抗器12和各电流传感器的配置。在本实施方式的磁耦合电抗器12中，第1绕组12a、第2绕组12b和埋设有第1绕组12a和第2绕组12b的芯体12c容纳在壳体12d中。图2中的各电流传感器是进行磁电转换的gmr(giant magneto resistive：巨磁阻效应)元件等电流传感器元件，或者是将放大电路等与电流传感器元件一体化后的芯片。这里，在各汇流条周围不配置集磁芯体，仅配置电流传感器。在高灵敏度的电流传感器元件用于电流传感器的情况下，或者在构成电流传感器的芯片中容纳有集磁结构的情况下等，电流传感器可以高精度地检测电流，而无需配置集磁芯体。各电流传感器与作为检测对象的各汇流条相邻地搭载于控制基板40。由于不配置集磁芯体，因此可以使功率转换装置100小型化。
23.冷却器50与磁耦合电抗器12抵接配置，并且各电流传感器夹着冷却器50配置在磁耦合电抗器12的相反侧。各汇流条配置在各电流传感器和冷却器50之间。在图2中，各汇流条仅示出一部分，并且各汇流条设置为沿y方向延伸。在本实施方式中，汇流条23a、23b夹着冷却器50与磁耦合电抗器12相邻地配置。汇流条24a、24b、24c配置在与磁耦合电抗器12的第2绕组12b相邻的位置。冷却器50的壳体例如由铝形成。
24.通过设为这样的配置构造，冷却器50能够高效地冷却磁耦合电抗器12。由于各电流传感器被配置成与磁耦合电抗器12保持距离，因此即使从磁耦合电抗器12产生漏磁通，也可以抑制由漏磁通引起的各电流传感器的精度劣化。由于将汇流条配置在各电流传感器和冷却器50之间，因此可以进一步扩大各电流传感器与磁耦合电抗器12之间的距离。
25.《磁耦合电抗器12的结构》说明磁耦合电抗器12的结构的细节。如图3所示，磁耦合电抗器12具有第1绕组12a、第2绕组12b和将第1绕组12a和第2绕组12b磁耦合的芯体12c。图3是透射磁耦合电抗器12的内部而示出的图。芯体12c具有含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体，并且第1绕组12a和第2绕组12b埋设在复合磁性体中。第1绕组12a、第2绕组12b和芯体12c容纳在壳体12d中。壳体12d由铝等非磁性体形成。壳体12d例如形成为具有一个开口面的长方体形状，在图3中，壳体12d的开口面沿-y方向设置。第1绕组12a和第2绕组12b的端部从壳体12d的开口面露出。
26.本实施方式的第1绕组12a和第2绕组12b由矩形线形成，并且卷绕成当电流流过第1绕组12a和第2绕组12b时在z方向上产生磁通。第1绕组12a和第2绕组12b整体埋设在芯体12c中，并且仅形成第1绕组12a和第2绕组12b的矩形线的端部从芯体12c的侧面部突出。此外，不限于第1绕组12a和第2绕组12b整体埋设的结构，也可以是第1绕组12a和第2绕组12b的至少一部分埋设在芯体12c中的结构。此外，芯体12c是铸造芯体，通过使含有软磁性合金粉末和粘合剂等的浆料硬化而获得。
27.接着，利用图4对在磁耦合电抗器12中产生的磁通的流动进行说明。如图1和图3所示，电流il1和il2分别流过磁耦合电抗器12的第1绕组12a和第2绕组12b。首先，产生实线所示的箭头f1、f2的磁通，然后分岔为虚线所示的箭头f1、f2。对于所产生的磁通，如图4中的多个箭头f1、f2所示，磁通的大部分在通过各绕组外部的芯体12c内部的路径中流动。因此，
即使将磁耦合电抗器12用于电抗器，也可以抑制从磁耦合电抗器12产生的磁通侵入各电流传感器，并且可以抑制各电流传感器的精度劣化。
28.本实施方式中，使用了在各汇流条周围不配置集磁芯体的电流传感器，但是电流传感器的结构不限于此。如图5和图6所示，各汇流条也可以具有对在汇流条周围产生的磁通进行集磁的集磁芯体25。在图5中，磁耦合电抗器12和冷却器50仅示出了外形，图6是移除控制基板40和冷却器50而示出的图。集磁芯体25围绕各汇流条的周围，并且各电流传感器配置在集磁芯体25的开口部分。各电流传感器检测由集磁芯体25集磁得到的磁通。由于各电流传感器在集磁芯体25的开口部被集磁芯体25夹着而配置，因此成为漏磁通难以侵入各电流传感器的结构，所以能够进一步抑制各电流传感器的精度劣化。此外，由于集磁芯体25比各电流传感器配置在更靠冷却器50和磁耦合电抗器12一侧，因此可进一步抑制从磁耦合电抗器12产生的漏磁通侵入各电流传感器，能进一步抑制各电流传感器的精度劣化。
29.另外，实施方式1所涉及的功率转换装置100采用将升压转换器和逆变器组合的结构，但功率转换装置100的结构不限于此。例如，功率转换装置100也可以是将升压转换器和2个逆变器组合的结构。
30.如上所述，在实施方式1的功率转换装置100中，磁耦合电抗器12包括第1绕组12a、第2绕组12b、及将第1绕组12a和第2绕组12b磁耦合且具有含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体的芯体12c，在复合磁性体中埋设有第1绕组12a和第2绕组12b的至少一部分，电流传感器夹着与磁耦合电抗器12抵接配置的冷却器50而配置在磁耦合电抗器12的相反侧，因此，电流传感器与磁耦合电抗器12保持距离而配置，所以即使从磁耦合电抗器12产生漏磁通，也可以抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化。此外，由于在磁耦合电抗器12中产生的磁通的大部分通过设置在各绕组的外部的芯体12c的内部，因此，能抑制从磁耦合电抗器12产生的漏磁通侵入各电流传感器，并且可以抑制由漏磁通导致的各电流传感器的精度劣化。此外，由于可以抑制由漏磁通导致的各电流传感器的精度劣化，而无需提供磁屏蔽等追加部件，因此可以抑制具有磁耦合电抗器12的功率转换装置100的大型化。此外，由于可以减少部件数量，因此可以降低功率转换装置100的成本。
31.功率转换装置100包括具有磁耦合电抗器12和多个半导体开关元件的dc-dc升压转换器电路10和逆变器电路20，磁耦合电抗器12具有：第1绕组12a，该第1绕组12a的一端连接到外部电源的正极侧，另一端连接到第1半导体开关元件13a和第2半导体开关元件13b之间；第2绕组12b，该第2绕组12b的一端连接到外部电源的正极侧，另一端连接到第3半导体开关元件13c和第4半导体开关元件13d之间，且以与第1绕组12a相同的匝数卷绕成在与第1绕组12a相反的方向上进行磁耦合；以及芯体12c，因此，可以抑制包括升压转换器和逆变器的功率转换装置100的大型化，并抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化。
32.在电流传感器和冷却器50之间配置有汇流条时，可以进一步扩大电流传感器和磁耦合电抗器12之间的距离，因此可以进一步抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化。在汇流条具有对在汇流条周围产生的磁通进行集磁的集磁芯体25，并且电流传感器检测由集磁芯体25集磁后的磁通时，电流传感器在集磁芯体25的开口部由集磁芯体25夹着配置，因此，成为漏磁通难以侵入电流传感器的结构，所以可以进一步抑制各电流传感器的精度劣化。
33.实施方式2
对实施方式2所涉及的功率转换装置100进行说明。图7是表示实施方式2所涉及的功率转换装置100的磁耦合电抗器12的立体图，图8是表示功率转换装置100的主要部分的剖视图。图7是透射磁耦合电抗器12的内部而示出的图。实施方式2所涉及的功率转换装置100中，磁耦合电抗器12的芯体12c成为与实施方式1不同的结构。
34.磁耦合电抗器12的芯体12c具有高磁导率芯体12e和磁导率低于高磁导率芯体12e的低磁导率芯体12f。高磁导率芯体12e配置在第1绕组12a和第2绕组12b的冷却器50侧。在本实施方式中，高磁导率芯体12e是压粉芯体，并且具有第1磁导率μ1。高磁导率芯体12e通过将实施绝缘处理的软磁性合金粉末和粘合剂压缩成型而得到。高磁导率芯体12e不限于此，也可以通过其它制造方法来制造。
35.此外，在本实施方式中，低磁导率芯体12f是含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体。低磁导率芯体12f是铸造芯体，具有第2磁导率μ2。低磁导率芯体12f是由铁类合金或铁氧体等构成的软磁性合金粉末分散配置在硬化的粘合剂内部后得到的复合磁性体。与实施方式1所示的芯体12c同样地，本实施方式的低磁导率芯体12f是使含有软磁性合金粉末和粘合剂等的浆料硬化而获得的。低磁导率芯体12f不限于此，也可以通过其它制造方法来制造。第1绕组12a和第2绕组12b的至少一部分埋设在低磁导率芯体12f中。
36.由于实施方式1所示的芯体12c除了作为磁性材料的粉末的软磁性粉之外还包括粘合剂等，因此与以往的压粉芯体等相比，芯体单体的磁导率更低。因此，直流电流产生的磁通有一部分可能泄漏到外部空气中。当产生这种漏磁通时，电流传感器的精度可能会劣化。因此，在本实施方式2所示的功率转换装置100的磁耦合电抗器12中，通过组合高磁导率芯体12e和低磁导率芯体12f来构成芯体12c。根据该结构，由于进一步抑制了磁通向冷却器50侧的泄漏，因此进一步抑制了电流传感器的精度劣化。此外，通过组合高磁导率芯体12e，可以提高磁耦合电抗器12的电感，因此可以使功率转换装置100小型化。下面说明其详细情况。
37.接着，利用图8对在磁耦合电抗器12中产生的磁通的流动进行说明。如图1和图7所示，电流il1和il2分别流过磁耦合电抗器12的第1绕组12a和第2绕组12b。此时产生的磁通由图8中的多个箭头f1、f2表示。产生的磁通f1、f2首先朝向高磁导率芯体12e。在高磁导率芯体12e内分岔并通过高磁导率芯体12e的磁通f1、f2朝向低磁导率芯体12f。磁通f1、f2通过低磁导率芯体12f内，并返回到第1绕组12a和第2绕组12b内。磁通f1、f2的路径是通过设置在各绕组外部的高磁导率芯体12e和低磁导率芯体12f的内部的路径。由于将高磁导率芯体12e配置在磁通f1、f2最初朝向的冷却器50一侧，因此即使对电抗器使用磁耦合电抗器12，也能够抑制从磁耦合电抗器12产生的磁通侵入各电流传感器，能够抑制各电流传感器的精度劣化。
38.即使从低磁导率芯体12f在壳体12d的外侧产生漏磁通，由于电流传感器夹着冷却器50和高磁导率芯体12e配置在磁耦合电抗器12的相反侧，因此漏磁通也不会到达电流传感器侧。由于漏磁通不会到达电流传感器，因此可以抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化。
39.如上所述，在实施方式2的功率转换装置100中，磁耦合电抗器12的芯体12c具有高磁导率芯体12e和磁导率比高磁导率芯体12e要低的低磁导率芯体12f，高磁导率芯体12e配置在第1绕组12a和第2绕组12b的冷却器50侧，因此能够进一步抑制从磁耦合电抗器12产生
的磁通侵入各电流传感器，能够进一步抑制各电流传感器的精度劣化。高磁导率芯体12e是压粉芯体，低磁导率芯体12f是含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体，并且第1绕组12a和第2绕组12b的至少一部分埋设在低磁导率芯体12f中，该情况下，由于压粉芯体是具有特别高的磁导率的材料，因此可以进一步抑制从磁耦合电抗器12产生的磁通侵入各电流传感器。此外，由于压粉芯体有效地将在第1绕组12a和第2绕组12b中产生的热量传递到冷却器50，因此在热效率方面也可以使功率转换装置100小型化。此外，通过组合高磁导率芯体12e来形成芯体12c，从而可以提高磁耦合电抗器12的电感，因此可以使功率转换装置100小型化。
40.实施方式3对实施方式3所涉及的功率转换装置100进行说明。图9是表示实施方式3的功率转换装置100的磁耦合电抗器12的磁路模型的图，图10是表示图9的磁路模型的从第1绕组12a侧观察到的等效电路的图，图11和图12是第1绕组12a侧的自感值的分析结果。实施方式3所涉及的功率转换装置100具有优化实施方式2所示的磁耦合电抗器12的芯体12c而小型化的结构。
41.图9是图7所示的磁耦合电抗器12的磁路模型。设磁耦合电抗器12的第1绕组12a的匝数为n1、第2绕组12b的匝数为n2。此外，设对应于流过各绕组的电流i
l1
、i
l2
的磁动势为n1i
l1
、n2i
l2
。此外，设低磁导率芯体12f的磁阻为r
m1_1
至r
m1_9
，高磁导率芯体12e的磁阻为r
m2_1
至r
m2_4
。这里，在设芯体的总磁导率为μ、截面积为a、磁路长度为l时，磁阻rm由式(1)表示。[数学式1]磁导率μ是将真空的磁导率μ0和相对磁导率μr相乘得到的值。
[0042]
此处，利用磁路求出图9中从第1绕组12a侧观察到的自感。图10是从图9的第1绕组12a侧观察到的等效电路图。这里，磁阻r
x1
是r
m1_1
、r
m1_2
和r
m2_1
的合成电阻。磁阻r
x2
表示由第1绕组12a产生的磁通通过r
m1_4
分岔后进行合流，并通过r
m2_2
返回的磁路的合成电阻。即，磁阻r
x2
是磁阻r
m1_4
至r
m1_9
和r
m2_2
至r
m2_4
的部分的合成电阻。因此，电路整体的磁阻r
m0
由式(2)表示。[数学式2]
[0043]
根据磁路的欧姆定律，如果由磁动势n1i
l1
产生的磁通为φ1，则磁动势n1i
l1
成为式(3)。[数学式3]此外，由于自感l1与磁阻成反比，并且与第1绕组12a的匝数n1的平方成正比，因此由式(4)表示。[数学式4]
[0044]
图11是基于上述公式，将以低磁导率芯体12f的第2磁导率μ2为基准的高磁导率芯体12e的第1磁导率μ1的比例的变化作为参数，并示出自感值相对于高磁导率芯体12e在整个芯体12c中所占的比例的变化的图。此外，图11是通过对各绕组的匝数为14匝、低磁导率芯体12f的相对磁导率为0a至100a下的10至12、磁耦合电抗器12的整体体积为500cc前后时的高磁导率芯体12e的相对磁导率和绕组下表面侧的高磁导率芯体12e的高度进行可变分析而得到的自感值。
[0045]
由图11的分析结果可知，通过将高磁导率芯体12e的第1磁导率μ1设定为低磁导率磁芯的第2磁导率μ2的3倍以上，从而自感值大幅增加。另一方面，由于磁导率较高的芯体具有容易饱和的特性，因此考虑到磁耦合电抗器整体的自感，要求设计磁耦合电抗器，使其即使在最大电流值下也不饱和。如图11所示，由于μ1/μ2＝15和μ1/μ2＝20时的自感值没有大的变化，因此考虑作为磁耦合电抗器时，高磁导率芯体12e和低磁导率芯体12f的磁导率比(μ1/μ2)优选为3≤μ1/μ2≤15。
[0046]
图12是根据图11的分析结果，以仅作为铸造芯体的低磁导率芯体12f的电感值(μ1/μ2＝1)为基准，并比较各芯体的电感值而得的图。图12的纵轴是各芯体的电感值除以仅低磁导率芯体12f的电感值后得到的值(比例)。根据图12，各芯体的电感值成为将高磁导率芯体12e所占比例为10％前后作为峰值的结果，因此，高磁导率芯体12e所占比例优选为7.5至25％的比例。如图12所示，即使高磁导率芯体12e所占的比例增加，电感值也不成比例增加，其理由是，在磁通路径中存在低磁导率芯体12f，磁阻被低磁导率芯体12f所影响。
[0047]
如上所述，在实施方式3的功率转换装置100中，高磁导率芯体12e具有第1磁导率μ1，低磁导率芯体12f具有第2磁导率μ2，第1磁导率μ1与第2磁导率μ2的磁导率比为3≤μ1/μ2≤15，因此，在抑制磁耦合电抗器12的大型化，且抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化的结构中，能够增大磁耦合电抗器12的自感，并且能够使芯体12c不易饱和。此外，在芯体12c中，当高磁导率芯体12e所占的比例在7.5至25％的范围内时，高磁导率芯体12e所占的比例被优化，因此能够抑制磁耦合电抗器12的大型化。
[0048]
另外，本技术虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例，但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式，也可以单独适用于实施方式，或者进行各种组合来适用于实施方式。因此，可以认为未示例的无数变形例也包含在本技术说明书所公开的技术范围内。例如，包含至少对1个结构要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况、以及提取出至少1个结构要素并与其它实施方式的结构要素进行组合的情况。标号说明
[0049]
1直流输入电源，2输入功率平滑电容器，3链路电容器，4电动机，10dc-dc升压转换器电路，10a正极侧输出端子，10b负极侧输出端子，11a电流传感器，11b电流传感器，12磁耦合电抗器，12a第1绕组，12b第2绕组，12c芯体，12d壳体，12e高磁导率芯体，12f低磁导率芯体，13a第1半导体开关元件，13b第2半导体开关元件，13c第3半导体开关元件，13d第4半导体开关元件，20逆变器电路，21a第1半导体开关元件，21b第2半导体开关元件，21c第3半导
体开关元件，21d第4半导体开关元件，21e第5半导体开关元件，21f第6半导体开关元件，22a电流传感器，23a汇流条，24a汇流条，25集磁芯体，30控制部，31信号线，32控制线，33控制线，40控制基板，50冷却器，90磁耦合电抗器，90a第1绕组，90b第2绕组，90c芯体，100功率转换装置。