(57)【要約】【課題】鉄損の算出結果の高精度化を図ることが可能な算出方法及び算出装置を提供する。【解決手段】算出方法は、磁性体材料を用いた磁性部品に直流重畳電流Ｉdcが流れていない場合の当該磁性部品の鉄損特性Ｐcoreを算出するステップＳ２と、鉄損特性Ｐcoreと、直流重畳電流Ｉdcによる磁性部品における鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）とを乗算することによって磁性部品の鉄損の値を算出するステップＳ４と、を含む。【選択図】図２
2020085788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体材料を用いた磁性部品に直流重畳電流が流れていない場合の当該磁性部品の鉄損特性を算出するステップと、
前記鉄損特性と、前記直流重畳電流による前記磁性部品における鉄損の変化率とを乗算することによって前記磁性部品の鉄損の値を算出するステップと、を含む算出方法。
【請求項２】
前記変化率を算出するステップを更に含む、請求項１に記載の算出方法。
【請求項３】
前記直流重畳電流が流れていない場合の前記磁性部品における鉄損を測定するステップと、
前記直流重畳電流が流れている場合の前記磁性部品における鉄損を、複数の直流重畳電流値についてそれぞれ測定するステップとを更に含む、請求項２に記載の算出方法。
【請求項４】
Ｓｔｅｉｎｍｅｔｚの式における交流最大磁束密度を交流電流に置換した下記の数式（Ａ）を用いて前記鉄損特性を算出する、請求項１〜３の何れか一項に記載の算出方法。
【数１】
2020085788.tif 000014
ここで、Ｐcoreは鉄損特性、ｆは周波数、Ｉacは交流電流、ｋh’，ｋe’，ｋr’はそれぞれ係数である。
【請求項５】
Ｓｔｅｉｎｍｅｔｚの式における交流最大磁束密度を交流電流に置換して簡略化した下記の数式（Ｂ）を用いて前記鉄損特性を算出する、請求項１〜３の何れか一項に記載の算出方法。
【数２】
2020085788.tif 000015
ここで、Ｐcoreは鉄損特性、ｆは周波数、Ｉacは交流電流、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ係数である。
【請求項６】
指数関数に基づいた計算式を用いて前記鉄損の変化率を算出する、請求項２〜５の何れか一項に記載の算出方法。
【請求項７】
前記計算式として下記の数式（Ｃ）を用いる、請求項６に記載の算出方法。
【数３】
2020085788.tif 000016
ここで、ｇ（Ｉdc）は鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄ，Ｅはそれぞれ係数である。
【請求項８】
ｎ次関数に基づいた計算式を用いて前記鉄損の変化率を算出する、請求項２〜５の何れか一項に記載の算出方法。
【請求項９】
前記計算式として下記の数式（Ｄ）を用いる、請求項８に記載の算出方法。
【数４】
2020085788.tif 000017
ここで、ｇ（Ｉdc）は鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄiは係数、ｉ，ｎは自然数である。
【請求項１０】
指数関数同士の乗算を含む計算式を用いて前記鉄損の変化率を算出する、請求項２〜５の何れか一項に記載の算出方法。
【請求項１１】
前記計算式として下記の数式（Ｅ）を用いる、請求項１０に記載の算出方法。
【数５】
2020085788.tif 000018
ここで、ｇ（Ｉdc）は鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄi，Ｅiは係数、ｉ，ｎは自然数である。
【請求項１２】
一又は複数のコンピュータプロセッサを備え、
前記一又は複数のコンピュータプロセッサは、コンピュータ読み取り可能な命令を実行することにより、
磁性材料を用いた磁性部品に直流重畳電流が流れていない場合の当該磁性部品の鉄損特性を算出し、
算出された前記鉄損特性と、前記直流重畳電流による前記磁性部品における鉄損の変化率とを乗算することによって前記磁性部品の鉄損の値を算出する、算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄損の算出方法及び算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性材料を用いた磁性部品に交流電流が流れると、部品内部における磁束変化及び渦電流に起因する損失（すなわち、鉄損）が発生する。鉄損は、磁性部品のコアに用いられる材料の物性、磁性部品の形状及び構造、磁性部品に流れる交流電流の周波数及び振幅等によって変化する。したがって、磁性部品の使用条件に応じた鉄損の値を算出する必要がある。例えば、特許文献１には、軟磁性材料の偏磁状態下における磁気特性データに基づいて、交番磁界の偏磁量値、振幅値、及び周波数を用いた鉄損関数を設定し、当該鉄損関数と磁束密度の値に基づいて軟磁性材料のキャリア損の値を算出して鉄損を推定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２６９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の算出方法では、磁性部品に流れる直流重畳電流による鉄損への影響が考慮されていないので、算出結果の値と、実際の使用条件下における鉄損の値との間にずれが生じる場合ある。このため、鉄損の値を精度よく算出することが困難である。
【０００５】
本発明の目的の一つは、鉄損の算出結果の高精度化を図ることが可能な算出方法及び算出装置を提供することである。本発明のこれ以外の目的は、明細書全体の記載を通じて明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る算出方法は、磁性体材料を用いた磁性部品に直流重畳電流が流れていない場合の当該磁性部品の鉄損特性を算出するステップと、鉄損特性と、直流重畳電流による磁性部品における鉄損の変化率とを乗算することによって磁性部品の鉄損の値を算出するステップと、を含む。
【０００７】
この算出方法は、鉄損特性と、直流重畳電流による磁性部品における鉄損の変化率を乗算することによって磁性部品の鉄損の値を算出するステップとを含んでいる。これにより、実際の使用条件に応じた直流重畳電流による鉄損への影響が算出結果に反映されるので、鉄損の算出結果の高精度化を図ることが可能である。
【０００８】
本発明の一実施形態において、算出方法は、変化率を算出するステップを更に含んでいてもよい。
【０００９】
本発明の一形態において、算出方法は、直流重畳電流が流れていない場合の磁性部品における鉄損を測定するステップと、直流重畳電流が流れている場合の磁性部品における鉄損を、複数の直流重畳電流値についてそれぞれ測定するステップと、を更に含んでいてもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態において、Ｓｔｅｉｎｍｅｔｚの式における交流最大磁束密度を交流電流に置換した下記の数式（Ａ）を用いて鉄損特性を算出してもよい。実際の回路では、磁性部品に発生する磁界の計測に比べ、磁性部品に流れる電流の計測がより容易である。このため、交流最大磁束密度を交流電流に置換した数式（Ａ）を用いることにより、鉄損特性の算出を容易に行うことができる。
【数１】
2020085788.tif 000003
ここで、Ｐcoreは鉄損特性、ｆは周波数、Ｉacは交流電流、ｋh’，ｋe’，ｋr’はそれぞれ係数である。
【００１１】
本発明の一実施形態において、Ｓｔｅｉｎｍｅｔｚの式における交流最大磁束密度を交流電流に置換して簡略化した下記の数式（Ｂ）を用いて鉄損特性を算出してもよい。この場合、数式（Ａ）よりも簡略化された数式が用いられるので、鉄損特性の算出を更に容易に行うことができる。
【数２】
2020085788.tif 000004
ここで、Ｐcoreは鉄損特性、ｆは周波数、Ｉacは交流電流、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ係数である。
【００１２】
本発明の一実施形態において、指数関数に基づいた計算式を用いて鉄損の変化率を算出してもよい。また、計算式として下記の数式（Ｃ）を用いてもよい。
【数３】
2020085788.tif 000005
ここで、ｇ（Ｉdc）は鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄ，Ｅはそれぞれ係数である。
【００１３】
本発明の一実施形態において、ｎ次関数に基づいた計算式を用いて鉄損の変化率を算出してもよい。また、計算式として下記の数式（Ｄ）を用いてもよい。
【数４】
2020085788.tif 000006
ここで、ｇ（Ｉdc）は鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄiは係数、ｉ，ｎは自然数である。
【００１４】
本発明の一実施形態において、指数関数同士の乗算を含む計算式を用いて鉄損の変化率を算出してもよい。また、計算式として下記の数式（Ｅ）を用いてもよい。
【数５】
2020085788.tif 000007
ここで、ｇ（Ｉdc）は鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄi，Ｅiは係数、ｉ，ｎは自然数である。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る算出装置は、一又は複数のコンピュータプロセッサを備え、一又は複数のコンピュータプロセッサは、コンピュータ読み取り可能な命令を実行することにより、磁性材料を用いた磁性部品に直流重畳電流が流れていない場合の当該磁性部品の鉄損特性を算出し、算出された鉄損特性と、直流重畳電流による磁性部品における鉄損の変化率とを乗算することによって磁性部品の鉄損の値を算出する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、鉄損の算出結果の高精度化を図ることが可能な算出方法及び算出装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る鉄損の算出装置を含むシステムを示す図である。
【図２】一実施形態に係る鉄損の算出方法を示すフローチャートである。
【図３】鉄損と周波数との関係を示すグラフである。
【図４】鉄損と交流電流との関係を示すグラフである
【図５】数式（３）における係数Ｄ，Ｅによる特性曲線の変化を示すグラフである。
【図６】鉄損と直流重畳電流との関係を示すグラフである。
【図７】磁性部品が使用される回路の一例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る算出装置及び算出方法による算出結果を示すグラフである。
【図９】図７の回路の電力変換効率の実測値を示すグラフである。
【図１０】数式（６）によって表される特性曲線の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、複数の図面において共通する構成要素には、当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る鉄損の算出装置１を含むシステムを示す図である。図１に示される算出装置１は、例えば、巻線型コイル及び積層型コイル等のコイル部品、インダクタ部品、又は高周波ノイズの除去に用いられるビーズインダクタ等といった、磁性材料を用いた磁性部品（不図示）における鉄損を算出する装置である。より具体的には、算出装置１は、実際の回路において所定の条件下で磁性部品を使用した場合に、当該磁性部品に発生する鉄損の値を算出するための装置である。図１に示されるように、算出装置１は、コンピュータプロセッサ１０と、通信Ｉ／Ｆ２０と、ストレージ３０と、を備えている。算出装置１は、例えばネットワーク４０を介して、複数のクライアント装置５０ａ〜５０ｃと相互に通信可能に接続されている。
【００２０】
コンピュータプロセッサ１０は、ストレージ２０又はそれ以外のストレージからオペレーティングシステムや様々な機能を実現する様々なプログラムをメモリにロードし、ロードしたプログラムに含まれる命令を実行する演算装置である。コンピュータプロセッサ１０は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＧＰＵ、これら以外の各種演算装置、又はこれらの組み合わせである。コンピュータプロセッサ１０は、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ、ＭＣＵ等の集積回路により実現されてもよい。図１においては、コンピュータプロセッサ１０が単一の構成要素として図示されているが、コンピュータプロセッサ１０は複数の物理的に別体のコンピュータプロセッサの集合であってもよい。本明細書において、コンピュータプロセッサ１０によって実行されるとして説明されるプログラム又は当該プログラムに含まれる命令は、単一のコンピュータプロセッサで実行されてもよいし、複数のコンピュータプロセッサにより分散して実行されてもよい。また、コンピュータプロセッサ１０によって実行されるプログラム又は当該プログラムに含まれる命令は、複数の仮想コンピュータプロセッサにより実行されてもよい。
【００２１】
通信Ｉ／Ｆ２０は、ハードウェア、ファームウェア、又はＴＣＰ／ＩＰドライバやＰＰＰドライバ等の通信用ソフトウェア又はこれらの組み合わせとして実装される。算出装置１は、通信Ｉ／Ｆ２０を介して、他の装置（例えばクライアント装置５０ａ〜５０ｃ）とデータを送受信することができる。
【００２２】
ストレージ３０は、コンピュータプロセッサ１０によりアクセスされる記憶装置である。ストレージ３０は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ、又はデータを記憶可能な前記以外の各種記憶装置である。ストレージ３０には、様々なプログラムが記憶され得る。ストレージ３０に記憶され得るプログラム及び各種データの少なくとも一部は、算出装置１とは物理的に別体のストレージ（例えば、ストレージ６０）に格納されてもよい。本実施形態に係る鉄損の算出方法に用いられる各数式及びデータ等は、ストレージ３０又はストレージ６０に保存される。
【００２３】
次に、算出装置１のコンピュータプロセッサ１０により実現される機能についてより具体的に説明する。コンピュータプロセッサ１０は、コンピュータ読み取り可能な命令を実行することにより、鉄損特性演算部１１、変化率演算部１２、及び鉄損値演算部１３として機能する。鉄損特性演算部１１は、磁性部品（不図示）に直流重畳電流が流れていない場合の磁性部品の鉄損特性を算出する機能を有する。変化率演算部１２は、直流重畳電流による磁性部品における鉄損の変化率を算出する機能を有する。鉄損値演算部１３は、鉄損特性演算部１１によって算出された鉄損特性と、変化率演算部１２によって算出された鉄損の変化率とを乗算する機能を有する。なお、コンピュータプロセッサ１０により実現される機能の少なくとも一部は、算出装置１のコンピュータプロセッサ１０以外のコンピュータプロセッサにより実現されてもよい。コンピュータプロセッサ１０により実現される機能の少なくとも一部は、例えば、クライアント装置５０ａ〜５０ｃに搭載されたコンピュータプロセッサにより実現されてもよい。
【００２４】
以下、図２を参照して、本実施形態に係る鉄損の算出方法について説明する。図２は、本実施形態に係る鉄損の算出方法を示すフローチャートである。
【００２５】
本実施形態に係る鉄損の算出方法では、まず、周波数ｆ、交流電流Ｉac、及び直流重畳電流Ｉdcに関してそれぞれ複数の条件を設定し、磁性部品の鉄損を測定する（ステップＳ１）。具体的には、直流重畳電流Ｉdcが流れていない場合の磁性部品における鉄損を測定する。また、直流重畳電流Ｉdcが流れている場合の磁性部品における鉄損を、複数の直流重畳電流値についてそれぞれ測定する。鉄損の測定には、例えば、ＢＨアナライザ又はＬＣ共振法等の公知の測定手法が用いられ得る。各条件下で測定された鉄損の値は、例えば算出装置１のストレージ３０、又はストレージ６０等に保存される。
【００２６】
次に、ステップＳ１で測定された鉄損の値に基づいて、磁性部品に直流重畳電流が流れていない場合の当該磁性部品の鉄損特性を算出する（ステップＳ２）。鉄損特性の算出は、コンピュータプロセッサ１０の鉄損特性演算部１１によって行われる。鉄損特性の算出には、例えば、磁性体材料の鉄損に関する公知の計算式である、Ｓｔｅｉｎｍｅｔｚ式を変換した下記の数式（１）が用いられ得る。数式（１）は、Ｓｔｅｉｎｍｅｔｚ式における交流最大磁束密度を交流電流Ｉacに置換したものである。数式（１）において、Ｐcoreは鉄損特性、ｆは周波数、Ｉacは交流電流、ｋh’，ｋe’，ｋr’はそれぞれ係数である。数式（１）の第１項は、ヒステリシスに起因する損失を表す部分である。数式（１）の第２項は、渦電流に起因する損失を表す部分である。数式（１）の第３項は、残留損を表す部分である。
【数６】
2020085788.tif 000008
【００２７】
なお、鉄損特性Ｐcoreの算出には、数式（１）を簡略化した下記の数式（２）が用いられてもよい。数式（２）は、残留損を表す数式（１）の第３項を省略し、ヒステリシスによる損失を表す第１項と渦電流による損失を表す第２項とをまとめた式である。数式（２）において、Ｐcoreは鉄損特性、ｆは周波数、Ｉacは交流電流、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ係数である。
【数７】
2020085788.tif 000009
【００２８】
ステップＳ２における鉄損特性の算出方法について、図３及び４を参照して詳細に説明する。図３は、鉄損と周波数との関係を示すグラフである。図４は、鉄損と交流電流との関係を示すグラフである。なお、図３では、交流電流Ｉacの値を０．１Ａ，０．２Ａ，０．４Ａ，０．８Ａ，１．２Ａとした場合の５種類の条件のデータがそれぞれ示されている。図４では、周波数ｆを０．５ＭＨｚ，１ＭＨｚ，２ＭＨｚ，３ＭＨｚ，６ＭＨｚとした場合の５種類の条件のデータが示されている。本実施形態では、数式（２）を用いて鉄損特性を算出する場合を例に説明する。数式（２）を用いる場合、図３及び図４に示されるデータと数式（２）の特性とが一致するように、係数Ａ，Ｂ，Ｃをフィッティングする。数式（２）における係数Ｂは、図３に示される両対数グラフにおける鉄損対周波数特性の傾きに相当する。数式（２）における係数Ｃは、図４に示される両対数グラフにおける鉄損対交流電流特性の傾きに相当する。数式（２）における係数Ａは、鉄損対周波数特性（図３）から求められた係数Ｂ、及び鉄損対交流電流特性（図４）から求められた係数Ｃを用いて算出することができる。以上の工程により、鉄損特性が算出される。
【００２９】
次に、ステップＳ１で測定された直流重畳電流Ｉdcに関するデータに基づいて、直流重畳電流Ｉdcによる鉄損の変化率を算出する（ステップＳ３）。変化率の算出は、コンピュータプロセッサ１０の変化率演算部１２によって行われる。変化率の算出には、例えば下記の数式（３）が用いられ得る。数式（３）は、指数関数に基づいた計算式である。数式（３）において、ｇ（Ｉdc）は直流重畳電流による鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄ，Ｅはそれぞれ係数である。ここで、図５を参照して、数式（３）における係数Ｄ，Ｅの影響について説明する。図５（ａ）は、係数Ｄの値を一定とし、係数Ｅの値を変化させた場合の特性曲線の変化を示すグラフである。図５（ｂ）は、係数Ｄの値を変化させ、係数Ｅの値を一定とした場合の特性曲線の変化を示すグラフである。図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、数式（３）の係数Ｄ，Ｅを調整することにより、様々な形状の特性曲線を表現することができる。磁性部品における直流重畳電流Ｉdcによる鉄損の特性は、磁性材料の種類の違い及び磁性部品の構造の違い等に応じて、異なる特徴を有する特性曲線となる場合がある。これに対し、数式（３）によれば、係数Ｄ，Ｅを調整することにより、同一の式を用いて様々な種類の磁性部品における直流重畳電流Ｉdcによる鉄損の特性を表現することが可能である。
【数８】
2020085788.tif 000010
【００３０】
図６は、鉄損と直流重畳電流との関係を示すグラフである。図６では、交流電流Ｉacの値を０．４Ａに固定し、周波数ｆを２ＭＨｚ、３ＭＨｚ、６ＭＨｚとした場合の３種類の条件のデータが示されている。なお、図６に示されるデータは、直流重畳電流Ｉdcが０である場合の鉄損の値を基準として正規化したものである。図６の特性曲線と数式（３）によって表される特性曲線とが一致するように係数Ｄ，Ｅをフィッティングすることにより、直流重畳電流Ｉdcによる鉄損の変化率が算出される。
【００３１】
次に、ステップＳ２で算出された鉄損特性Ｐcoreと、ステップＳ３で算出された直流重畳電流Ｉdcによる鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）とを乗算することにより、鉄損の値を算出する（ステップＳ４）。すなわち、鉄損の値は、下記の数式（４）を計算することによって算出される。鉄損の値の算出は、コンピュータプロセッサ１０の鉄損値算出部１３によって行われる。
【数９】
2020085788.tif 000011
【００３２】
続いて、図７〜９を参照して、本実施形態に係る算出装置及び算出方法による鉄損の算出結果の一例を示すと共に、本実施形態に係る算出装置及び算出方法の効果について説明する。図７は、磁性部品が使用される回路の一例を示す図である。図８は、本実施形態に係る算出装置及び算出方法による算出結果を示すグラフである。図９は、図７の回路の電力変換効率の実測値を示すグラフである。ここでは、図７の回路に用いられる磁性部品としてインダクタを選定する場合を例に説明する。
【００３３】
図７に示される回路１００は、いわゆる降圧電源回路であり、磁性部品としてのインダクタＬと、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２と、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を駆動するゲートドライバＧＤと、キャパシタＣとを備えている。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２は、例えばＭＯＳＦＥＴである。このような回路１００における電力変換効率は、インダクタＬの鉄損によって変化する。具体的には、インダクタＬの鉄損の値が大きいほど回路１００における電力変換効率は低くなり、インダクタＬの鉄損の値が小さいほど回路１００における電力変換効率は高くなる。したがって、回路１００を設計する際には、回路１００における電力変換効率が高くなるように、鉄損の値を考慮してインダクタＬを選定する必要がある。
【００３４】
図８は、２種類のインダクタａ、インダクタｂについて、本実施形態に係る算出方法（数式（４）による算出方法）を適用し、鉄損の値をそれぞれ算出した結果を示している。
インダクタａ及びインダクタｂは、共にインダクタＬ（図７参照）として用いられ得る磁性部品であり、略同一のインダクタンスを有している。なお、インダクタａについて算出された数式（４）における各係数の値は、Ａ＝０．０２０６５、Ｂ＝１．３０１６、Ｃ＝２．２８４１、Ｄ＝０．２７０５、Ｅ＝０．７３８７である。同様に、インダクタｂについて算出された数式（４）における各係数の値は、Ａ＝０．０１５２９、Ｂ＝１．４２９２、Ｃ＝２．０９２８、Ｄ＝０．１８３３、Ｅ＝０．８１３９である。図８において、直流重畳電流Ｉdc＝０のときの値は、直流重畳電流Ｉdcによる影響を考慮しなかった場合の鉄損の値に相当する。図８に示されるように、Ｉdc＝０の場合では、インダクタａの鉄損の値はインダクタｂの値より大きくなっている。このため、仮に、直流重畳電流Ｉdcによる影響を考慮していない従来の算出方法（例えば、数式（２）による算出方法）が用いられた場合、鉄損の値は直流重畳電流Ｉdcによって変化しないので、電力変換効率を高める観点からインダクタｂを選定すべきであると推測される。
【００３５】
しかしながら、実際のインダクタａ、インダクタｂの鉄損の値は、回路１００における実際の使用条件によって変化する（図６参照）。このため、直流重畳電流Ｉdcによる鉄損への影響が考慮されていない場合には、算出結果の値と、実際の使用条件下における鉄損の値との間にずれが生じることがある。これに対し、本実施形態に係る算出方法によれば、直流重畳電流Ｉdcによる鉄損への影響が算出結果に反映されるので、鉄損の算出結果の高精度化を図ることができる。例えば、図８に示されるように、点線ｔの位置（回路１００における出力電流Ｉout＝１００ｍＡの場合の直流重畳電流Ｉdcに相当）においては、Ｉdc＝０の場合とは反対に、インダクタａの鉄損の値がインダクタｂの鉄損の値よりも小さくなると算出されている。この算出結果より、出力電流Ｉout＝１００ｍＡの使用条件で回路１００が動作する場合には、インダクタｂではなく、インダクタａを選定すべきであると推測することができる。
【００３６】
図９は、図７の回路１００のインダクタＬとして、インダクタａ、インダクタｂをそれぞれ適用した場合の電力変換効率の実測値を示している。なお、図９のデータは、スイッチング周波数Ｆsw＝２．２ＭＨｚ、入力電圧Ｖin＝３．６Ｖ、Ｖout＝１．２Ｖの条件下で測定されたものである。図９に示されるように、出力電流Ｉout＝１００ｍＡの条件下においては、インダクタａの電力変換効率がインダクタｂの電力変換効率より高くなっている。この結果から、本実施形態に係る算出方法により、鉄損の算出結果の高精度化が実現されていることが確認できる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態に係る鉄損の算出方法は、鉄損特性Ｐcoreと、直流重畳電流Ｉdcによる磁性部品における鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）を乗算することによって磁性部品の鉄損の値を算出するステップとを含んでいる。これにより、実際の使用条件に応じた直流重畳電流Ｉdcによる鉄損への影響が算出結果に反映されるので、鉄損の算出結果の高精度化を図ることが可能である。
【００３８】
また、ステップＳ２では、Ｓｔｅｉｎｍｅｔｚの式における交流最大磁束密度を交流電流に置換した数式（１）を簡略化した数式（２）を用いて鉄損特性を算出することもできる。実際の回路では、磁性部品に発生する磁界の計測に比べ、磁性部品に流れる電流の計測がより容易である。このため、鉄損特性Ｐcoreの算出を容易に行うことができる。また、数式（１）よりも簡略化された数式が用いられるので、鉄損特性Ｐcoreの算出を更に容易に行うことができる。
【００３９】
本実施形態に係る鉄損の算出装置１のコンピュータプロセッサ１０の鉄損値演算部１３は、鉄損特性演算部１１によって算出された鉄損特性Ｐcoreと、直流重畳電流Ｉdcによる磁性部品における鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）とを乗算することによって磁性部品の鉄損の値を算出する。これにより、実際の使用条件に応じた直流重畳電流Ｉdcによる鉄損への影響が算出結果に反映されるので、鉄損の算出結果の高精度化を図ることが可能である。
【００４０】
また、コンピュータプロセッサ１０の鉄損特性演算部１１は、Ｓｔｅｉｎｍｅｔｚの式における交流最大磁束密度を交流電流に置換した数式（１）を簡略化した下記の数式（２）を用いて鉄損特性を算出することもできる。実際の回路では、磁性部品に発生する磁界の計測に比べ、磁性部品に流れる電流の計測がより容易である。このため、鉄損特性Ｐcoreの算出を容易に行うことができる。また、数式（１）よりも簡略化された数式が用いられるので、鉄損特性Ｐcoreの算出を更に容易に行うことができる。
【００４１】
また、鉄損の算出装置１は、ネットワーク４０を介して他の装置とデータの送受信が可能な通信Ｉ／Ｆ２０を備えている。これにより、算出装置１は、クライアント装置５０ａ〜５０ｃ等を介して入力された回路の動作条件等に基づいて、鉄損の算出結果を磁性部品のユーザに提示することができる。したがって、磁性部品のユーザは、算出装置１による算出結果に基づいて、実際の使用条件下における鉄損の値が低い磁性部品を選定できるので、回路の実機試作の回数を低減でき、回路設計を効率的に行うことができる。回路の動作条件の例としては、磁性部品に流れる周波数、交流電流値、直流重畳電流値等が挙げられる。また、これらの値を算出可能な情報として、ＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成、入力電圧、出力電圧、動作周波数等が入力されてもよい。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、上記の実施形態では、数式（２）を用いて鉄損特性Ｐcoreを算出する例について説明したが、鉄損特性Ｐcoreは数式（１）を用いて算出されてもよい。この場合、数式（２）では省略されていた残留損による影響も算出結果に反映されるので、数式（２）を用いた場合に比べ、更に算出結果の高精度化を図ることが可能である。
【００４３】
また、上記の実施形態では、変化率演算部１２が指数関数に基づいた数式（３）を用いて鉄損の変化率を算出する例について説明したが、変化率演算部１２は、ｎ次関数に基づいた計算式を用いて鉄損の変化率を算出してもよい。この場合、計算式として下記の数式（５）を用いてもよい。ここで、ｇ（Ｉdc）は鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄiは係数、ｉ，ｎは自然数である。このように、ｎ次関数に基づいた数式（５）を用いる場合においても、数式（３）を用いる場合と同様に直流重畳電流Ｉdcによる鉄損の変化率を表現することができる。したがって、上記の実施形態と同様に、実際の使用条件に応じた直流重畳電流Ｉdcによる鉄損への影響が算出結果に反映されるので、鉄損の算出結果の高精度化を図ることが可能である。
【数１０】
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【００４４】
また、変化率演算部１２は、指数関数同士の乗算を含む計算式を用いて鉄損の変化率を算出してもよい。また、計算式として下記の数式（６）を用いてもよい。ここで、ｇ（Ｉdc）は鉄損の変化率、Ｉdcは直流重畳電流、Ｄi，Ｅiは係数、ｉ，ｎは自然数である。
【数１１】
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【００４５】
図１０は、数式（６）によって表される特性曲線の一例を示すグラフである。図１０では、数式（６）が２つの指数関数の乗算からなる場合について、１項目の指数関数の特性曲線Ｗ１、２項目の指数関数の特性曲線Ｗ２、及び１項目と２項目の指数関数同士が乗算された場合の特性曲線Ｗ３がそれぞれ示されている。なお、一例として、１項目の指数関数の係数Ｄ1＝０．１、Ｅ1＝２．５、２項目の指数関数の係数Ｄ2＝−０．０５、Ｅ2＝０．０２とされている。図１０に示されるように、指数関数同士が乗算された場合の特性曲線Ｗ３は、直流重畳電流Ｉdc＝０のとき１から始まり、直流重畳電流Ｉdcが大きくなるにつれて一度１よりも大きな値を示し、その後減少に転じて１より小さな値を示す特性曲線となっている。このように、数式（６）の第１項の係数Ｄ1の符号と、第２項の係数Ｄ2の符号とを互いに逆に設定することにより、上記の数式（３）では表現できなかった、変化率ｇ（Ｉdc）が１より大きくなるという特性を有する特性曲線を表現することができる。したがって、数式（６）を用いて鉄損の変化率を算出することにより、より多くの種類の磁性部品における鉄損の特性を表現することが可能である。
【００４６】
また、上記の実施形態では、変化率演算部１２によって鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）を算出する例について説明したが、鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）が既に判明している場合には、変化率演算部１２によって鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）の算出を行わなくてもよい。同様に、上記の実施形態では、磁性部品の鉄損を測定するステップＳ１を行う例について説明したが、鉄損の測定を行わず、既存のデータを使用してもよい。
【００４７】
また、上記の実施形態では、先に鉄損特性Ｐcoreを算出し、その後鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）を算出する例について説明したが、先に鉄損の変化率ｇ（Ｉdc）を算出した後、鉄損特性Ｐcoreを算出してもよい。すなわち、ステップＳ２とステップＳ３との順番は制限されない。
【００４８】
本明細書において説明された処理手順、特にフロー図を用いて説明された処理手順においては、その処理手順を構成する工程（ステップ）の一部を省略すること、その処理手順を構成する工程として明示されていない工程を追加すること、及び／又は当該工程の順序を入れ替えることが可能であり、このような省略、追加、順序の変更がなされた処理手順も本発明の趣旨を逸脱しない限り本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１…算出装置、１０…コンピュータプロセッサ、１１…鉄損特性演算部、１２…変化率演算部、１３…鉄損値演算部、２０…通信Ｉ／Ｆ、３０…ストレージ、１００…回路、Ｃ…キャパシタ、ｇ（Ｉdc）…変化率、ＧＤ…ゲートドライバ、Ｉdc…直流重畳電流、Ｉout…出力電流、Ｌ…インダクタ、Ｐcore…鉄損特性、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチング素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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