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技術 絶縁型降圧コンバータ

出願人 三菱電機株式会社
発明者 中島浩二熊谷隆白形雄二城戸悠士朗西坂健二
出願日 2016年2月19日 (3年9ヶ月経過) 出願番号 2017-509370
公開日 2017年11月2日 (2年1ヶ月経過) 公開番号 WO2016-158064
状態 特許登録済
技術分野 DC‐DCコンバータ 一般用変成器のコイル 変成器又はリアクトル一般
主要キーワード 入力側駆動 入力側コイル 出力側コイル 熱的バランス アンバランス分 通電断面積 作用孔 短絡領域
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題・解決手段

絶縁型降圧コンバータは、第1および第2の降圧トランス(2A,2B)を備え、そのそれぞれは、入力側コイルと、出力側コイルとを含む。第1の降圧トランス(2A)の出力側コイルの中間部と第2の降圧トランス(2B)の出力側コイルの中間部とが接続されている。第1、第2、第3、第4の出力側コイルのそれぞれに第1、第2、第3、第4の整流素子(31A〜31D)が直列接続される。第1〜第4の出力側コイルには平滑コイル(42A,42B)に接続される。第1、第2、第3および第4の整流素子(31A〜31D)は、第1の出力側コイル(22A)と第3の出力側コイル(22C)との電流が同時に流れ、第2の出力側コイル(22B)と第4の出力側コイル(22D)との電流が同時に、かつ、第1の出力側コイル(22A)と第3の出力側コイル(22C)との電流と交互に流れるように接続されている。

概要

背景

たとえば特開2008−178205号公報(特許公報1)においては、降圧トランスを2つに分け、入力側回路として2つの入力側コイル直列に接続され、出力側回路として2つの平滑コイル並列に接続されている。

概要

絶縁型降圧コンバータは、第1および第2の降圧トランス(2A,2B)を備え、そのそれぞれは、入力側コイルと、出力側コイルとを含む。第1の降圧トランス(2A)の出力側コイルの中間部と第2の降圧トランス(2B)の出力側コイルの中間部とが接続されている。第1、第2、第3、第4の出力側コイルのそれぞれに第1、第2、第3、第4の整流素子(31A〜31D)が直列接続される。第1〜第4の出力側コイルには平滑コイル(42A,42B)に接続される。第1、第2、第3および第4の整流素子(31A〜31D)は、第1の出力側コイル(22A)と第3の出力側コイル(22C)との電流が同時に流れ、第2の出力側コイル(22B)と第4の出力側コイル(22D)との電流が同時に、かつ、第1の出力側コイル(22A)と第3の出力側コイル(22C)との電流と交互に流れるように接続されている。

目的

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、2つに分けられた平滑コイルのそれぞれに流れる電流値、および2つの降圧トランスのそれぞれの出力側コイルの温度を等しくすることから平滑コイルおよび降圧トランスを小型化することが可能な絶縁型降圧コンバータを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

互いに並んで配置される第1および第2の降圧トランスを備え、前記第1の降圧トランスは、第1の中足と、前記第1の中足と同方向に延びるように前記第1の中足と間隔をあけて配置される第1の一方外足と、前記第1の中足に対して前記第1の一方外足と反対側に、前記第1の中足と間隔をあけて配置される第1の他方外足とを含む第1のコアと、前記第1のコアの前記第1の中足の周囲に巻回される第1の入力側コイルと、前記第1のコアの前記第1の中足の周囲に巻回され、前記第1の入力側コイルの少なくとも一部と重なり、かつ互いに間隔をあけて配置される第1および第2の出力側コイルとを含み、前記第2の降圧トランスは、第2の中足と、前記第2の中足と同方向に延びるように前記第2の中足と間隔をあけて配置される第2の一方外足と、前記第2の中足に対して前記第2の一方外足と反対側に、前記第2の中足と間隔をあけて配置される第2の他方外足とを含む第2のコアと、前記第2のコアの前記第2の中足の周囲に巻回される第2の入力側コイルと、前記第2のコアの前記第2の中足の周囲に巻回され、前記第2の入力側コイルの少なくとも一部と重なり、かつ互いに間隔をあけて配置される第3および第4の出力側コイルとを含み、前記第1の出力側コイルに直列接続された第1の整流素子と、前記第2の出力側コイルに直列接続された第2の整流素子と、前記第3の出力側コイルに直列接続された第3の整流素子と、前記第4の出力側コイルに直列接続された第4の整流素子と、前記第1から第4の出力側コイルおよび整流素子の直列接続のうち2つにそれぞれ接続される第1および第2の平滑コイルと、をさらに備え、前記第1の出力側コイルの中間部と第3の出力側コイルの中間部とを接続し、前記第2の出力側コイルの中間部と第4の出力側コイルの中間部とを接続し、前記第1、第2、第3および第4の整流素子は、前記第1および第2の入力側コイルに流れる電流の方向が変化するごとに前記中足内を通る磁束を打ち消すように、前記第1の出力側コイルと第3の出力側コイルとの電流が同時に流れ、前記第2の出力側コイルと第4の出力側コイルとの電流が同時に、かつ、前記第1の出力側コイルと第3の出力側コイルとの電流と交互に流れるように接続されている、絶縁型降圧コンバータ

請求項2

前記第1の出力側コイルと前記第3の出力側コイルとは一体となり一部が共有され、前記第2の出力側コイルと前記第4の出力側コイルとは一体となり一部が共有されている、請求項1に記載の絶縁型降圧コンバータ。

請求項3

前記第1の出力側コイルと、前記第3の出力側コイルと、前記第1の出力側コイルの中間部と第3の出力側コイルの中間部とを接続する接続部とは、同一の層に配置され、前記第2の出力側コイルと、前記第4の出力側コイルと、前記第2の出力側コイルの中間部と第4の出力側コイルの中間部とを接続する接続部とは、同一の層に配置される、請求項1または2に記載の絶縁型降圧コンバータ。

請求項4

複数のパターンが積層された多層プリント基板をさらに備え、前記第1、第2、第3および第4の出力側コイルは前記多層プリント基板に含まれる積層された前記複数のパターンとして配置され、前記第1の出力側コイルと前記第3の出力側コイルとは互いに異なる層に配置され、前記第1の出力側コイルの中間部と第3の出力側コイルの中間部とは前記異なる層間に介在するビアにより接続され、前記第2の出力側コイルと前記第4の出力側コイルとは互いに異なる層に配置され、前記第2の出力側コイルの中間部と第4の出力側コイルの中間部とは前記異なる層間に介在するビアにより接続される、請求項1に記載の絶縁型降圧コンバータ。

請求項5

前記第1および第2の入力側コイルに、一定の時間間隔ごとに交互に互いに反対方向の電圧印加する入力側駆動回路をさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の絶縁型降圧コンバータ。

請求項6

前記第1および第2の降圧トランスと接するように配置される放熱器と、前記放熱器と、前記第1および第2の入力側コイルの少なくともいずれかならびに前記第1、第2、第3および第4の出力側コイルの少なくともいずれかとの間に配置される絶縁部材とをさらに備え、前記第1および第2の入力側コイルの少なくともいずれか、ならびに前記第1、第2、第3および第4の出力側コイルの少なくともいずれかの発熱を前記絶縁部材を介在して前記放熱器に伝える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の絶縁型降圧コンバータ。

請求項7

前記放熱器と、前記第1および第2の入力側コイルの少なくともいずれかとの間に、前記第1、第2、第3および第4の出力側コイルの少なくともいずれかが配置され、前記放熱器は、前記第1および第2の降圧トランスの前記第1、第2、第3および第4の出力側コイルを含む出力側回路基準電位として配置される、請求項6に記載の絶縁型降圧コンバータ。

請求項8

前記放熱器は、前記第1の出力側コイルと第3の出力側コイルの中間部、または前記第2の出力側コイルと第4の出力側コイルの中間部のいずれかと、絶縁部材を介在して接触する、請求項6または7に記載の絶縁型降圧コンバータ。

請求項9

前記第1、第2、第3および第4の出力側コイルは、銅製の平板部材として形成される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の絶縁型降圧コンバータ。

技術分野

0001

本発明は絶縁型降圧コンバータに関し、特に、直流高電圧から直流低電圧を生成する絶縁型降圧コンバータに関するものである。

背景技術

0002

たとえば特開2008−178205号公報(特許公報1)においては、降圧トランスを2つに分け、入力側回路として2つの入力側コイル直列に接続され、出力側回路として2つの平滑コイル並列に接続されている。

先行技術

0003

特開2008−178205号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特開2008−178205号公報においては、平滑コイルを2つに分け、電流を分散することにより発熱量の低減および分散ができる。しかし特開2008−178205号公報においては、2つの降圧トランスのそれぞれの入力側コイルに印加される電圧間のアンバランス、および降圧トランスの入力側コイルと出力側コイルとの結合アンバランスにより、2つの平滑コイルのそれぞれに流れる電流が等しくならず、当該電流値がアンバランスになることがある。したがって平滑コイルのアンバランス分だけマージンを取っておく必要がある。ここでマージンを取るとは、2つの平滑コイルのうち一方に他方よりも過大な電流が流れることによる当該一方の平滑コイルの過剰な温度上昇を抑制する観点から、各平滑コイルの巻線通電断面積を大きく設計することを意味する。

0005

また、2つの降圧トランスのそれぞれの出力側コイルに流れる電流も等しくならないため、2つの降圧トランスのそれぞれの出力側コイルの温度がアンバランスになる場合がある。その結果、2つの降圧トランスのそれぞれの出力側コイルの温度が等しくならずアンバランスになる場合がある。したがって出力側コイルのアンバランス分だけマージンを取っておく必要がある。ここでマージンを取るとは、2つの降圧トランスのうち一方の降圧トランスの出力側コイルに他方の降圧トランスの出力側コイルよりも過大な電流が流れることによる当該一方の降圧トランスの出力側コイルの過剰な温度上昇を抑制する観点から、各出力側コイルの巻線の通電断面積を大きく設計することを意味する。

0006

しかしこのようにすれば、平滑コイルおよび降圧トランスが大型になってしまい、半導体機器高集積化背反する結果を招く可能性がある。

0007

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、2つに分けられた平滑コイルのそれぞれに流れる電流値、および2つの降圧トランスのそれぞれの出力側コイルの温度を等しくすることから平滑コイルおよび降圧トランスを小型化することが可能な絶縁型降圧コンバータを提供することである。

課題を解決するための手段

0008

本発明の絶縁型降圧コンバータは、第1および第2の降圧トランスを備え、そのそれぞれは、入力側コイルと、出力側コイルとを含む。第1の降圧トランスの出力側コイルの中間部と第2の降圧トランスの出力側コイルの中間部とが接続されている。第1、第2、第3、第4の出力側コイルのそれぞれに第1、第2、第3、第4の整流素子直列接続される。第1〜第4の出力側コイルには平滑コイルが接続される。第1、第2、第3および第4の整流素子は、第1の出力側コイルと第3の出力側コイルとの電流が同時に流れ、第2の出力側コイルと第4の出力側コイルとの電流が同時に、かつ、第1の出力側コイルと第3の出力側コイルとの電流と交互に流れるように接続されている。

発明の効果

0009

本発明によれば、2つの平滑コイルに流れる電流値、および2つの降圧トランスのそれぞれの出力側コイルの温度を等しくできるため、平滑コイルと降圧トランスとを小型化することができる。

図面の簡単な説明

0010

実施の形態1の絶縁型降圧コンバータの回路ブロック図である。
実施の形態1の降圧トランスを構成するコアおよび多層プリント基板の配置を示す分解斜視図である。
最終的に組み立てられた後の、図2のIII−III線に沿う部分の多層プリント基板の構成を示す概略断面図である。
図1の回路ブロック図で示される、実施の形態1の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第1の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態1の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態1の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態1の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
図1の回路ブロック図で示される、実施の形態1の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第2の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態1の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態1の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態1の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態1における図2に示す部分が組み立てられたときの、図中矢印で示す方向VIから見た概略投影図である。
入力側コイルに加わる電圧の時間変化を示すグラフ(A)と、出力側コイル22A,22Cに加わる電圧の時間変化を示すグラフ(B)と、出力側コイル22B,22Dに加わる電圧の時間変化を示すグラフ(C)と、平滑コイルに加わる電圧の時間変化を示すグラフ(D)と、平滑コイルに流れる電流の時間変化を示すグラフ(E)とである。
実施の形態2の降圧トランスを構成するコアおよび多層プリント基板の配置を示す分解斜視図である。
実施の形態2の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第1の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態2の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態2の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態2の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態2の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第2の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態2の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態2の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態2の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態2における図8に示す部分が組み立てられたときの、図中矢印で示す方向XIから見た概略投影図である。
実施の形態3の絶縁型降圧コンバータの回路ブロック図である。
図12の回路ブロック図で示される、実施の形態3の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第1の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態3の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態3の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態3の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
図12の回路ブロック図で示される、実施の形態3の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第2の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態3の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態3の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態3の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態4の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第1の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態4の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態4の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態4の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態4の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第2の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態4の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態4の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態4の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態5の降圧トランスを構成するコアおよび多層プリント基板の配置を示す分解斜視図である。
最終的に組み立てられた後の、図17のXVIII−XVIII線に沿う部分の多層プリント基板の構成を示す概略断面図である。
実施の形態5の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第1の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態5の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態5の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態5の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態5の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第2の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態5の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態5の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態5の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態5における図17に示す部分が組み立てられたときの、図中矢印で示す方向XXIから見た概略投影図である。
実施の形態6の降圧トランスを構成するコアおよび多層プリント基板の配置を示す分解斜視図である。
実施の形態6の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第1の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態6の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態6の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態6の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態6の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第2の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態6の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態6の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態6の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態6における図22に示す部分が組み立てられたときの、図中矢印で示す方向XXVから見た概略投影図である。
実施の形態7の絶縁型降圧コンバータの回路ブロック図である。
実施の形態8の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第1の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態8の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態8の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態8の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態8の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第2の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態8の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態8の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態8の第2の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。
実施の形態9の降圧トランスを構成する入力側および出力側コイルの最下層のパターン、および入力側駆動回路が第1の状態のときの磁束の方向を示す概略図(A)と、実施の形態9の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から2層目のパターン等を示す概略図(B)と、実施の形態9の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から3層目のパターン等を示す概略図(C)と、実施の形態9の第1の状態での当該入力側および出力側コイルの最下層から4層目のパターン等を示す概略図(D)とである。

実施例

0011

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。 (実施の形態1) まず図1を用いて、本実施の形態の絶縁型降圧コンバータを構成する回路ブロック図について説明する。

0012

図1を参照して、本実施の形態の絶縁型降圧コンバータ101は、入力側駆動回路1と、降圧トランス2と、整流素子31と、平滑コイル42と、制御回路5とを主に有している。

0013

入力側駆動回路1は、4つのスイッチング素子11A,11B,11C,11D(これらをまとめてスイッチング素子11とする)を有している。降圧トランス2としては、降圧トランス2A(第1の降圧トランス)と、降圧トランス2B(第2の降圧トランス)との2つを有している。整流素子31は、4つの整流素子31A,31B,31C,31Dを有している。平滑コイル42は、平滑コイル42A(第1の平滑コイル)と平滑コイル42B(第2の平滑コイル)とを有している。

0014

入力側駆動回路1においては、スイッチング素子11が図1のように接続されている。具体的には直列に接続されたスイッチング素子11A,11Bと、直列に接続されたスイッチング素子11C,11Dとが、並列に接続されている。スイッチング素子11Aとスイッチング素子11Bとの間には接続点12が、スイッチング素子11Cとスイッチング素子11Dとの間には接続点13が存在する。接続点12と接続点13との間に、互いに直列に接続される、入力側コイル21としての2つの入力側コイル21A(第1の入力側コイル)と入力側コイル21B(第2の入力側コイル)とが接続されている。

0015

スイッチング素子11は制御回路5に接続されているため、制御回路5によりスイッチング素子11A〜11Dが交互にオンオフするよう制御される。具体的には、スイッチング素子11Aおよびスイッチング素子11Dがオンする第1の状態と、スイッチング素子11Bおよびスイッチング素子11Cがオンする第2の状態とが一定の時間間隔ごとに交互に出現する。これにより入力側駆動回路1においては、第1の状態と第2の状態との間で、直流電源6の電圧Vinからの入力電圧が、互いに反対方向に(一方が正の電圧で、他方が負の電圧であるように)、入力側コイル21A,21Bに印加される。したがって入力側駆動回路1により、直流電源6を用いて電流の向きが時間変化する回路を形成することができる。

0016

以上のようにスイッチング素子11は4つのスイッチング素子11A〜11Dによりいわゆるフルブリッジ回路を構成している。しかし上記第1および第2の状態の間で交互に互いに反対方向の電圧を入力側コイル21に印加可能であれば、スイッチング素子11の態様は上記図1の態様に限らず、たとえば2つのスイッチング素子で構成するいわゆるハーフブリッジ回路などが採用されてもよい。

0017

降圧トランス2A,2Bは、出力側コイル22として、4つの出力側コイル22A(第1の出力側コイル),22B(第2の出力側コイル),22C(第3の出力側コイル),22D(第4の出力側コイル)を有している。出力側コイル22Aの1対の端部のうち一方の端部は絶縁型降圧コンバータ101の出力側基準電位7に、他方の端部は整流素子31Aのアノードに接続されている。

0018

同様に、出力側コイル22Bの1対の端部のうち一方の端部は絶縁型降圧コンバータ101の出力側の基準電位7に、他方の端部は整流素子31Bのアノードに接続されている。また出力側コイル22Cの1対の端部のうち一方の端部は絶縁型降圧コンバータ101の出力側の基準電位7に、他方の端部は整流素子31Cのアノードに接続されている。また出力側コイル22Dの1対の端部のうち一方の端部は絶縁型降圧コンバータ101の出力側の基準電位7に、他方の端部は整流素子31Dのアノードに接続されている。

0019

整流素子31Aと整流素子31Bとのカソードには平滑コイル42Aが、整流素子31Cと整流素子31Dとのカソードには平滑コイル42Bが、それぞれ接続される。また平滑コイル42A,42Bの1対の端部のうち整流素子31A〜31Dと接続される側と反対側の端部には平滑コンデンサ41が接続される。平滑コンデンサ41の両端部の間には絶縁型降圧コンバータ101の出力電圧Voが印加される。

0020

出力側コイル22Aおよび出力側コイル22Bは降圧トランス2Aを構成し、出力側コイル22Cおよび出力側コイル22Dは降圧トランス2Bを構成する。出力側コイル22Aの中間部と出力側コイル22Cの中間部とは中間接続部32Aで接続され、出力側コイル22Bの中間部と出力側コイル22Dの中間部とは中間接続部32Bで接続される。

0021

次に、図2図5を用いて、本実施の形態における降圧トランス2を構成する各部材の構造について説明する。まず図2図3を用いて、降圧トランス2の全体構造について大雑把に説明する。

0022

図2を参照して、本実施の形態の降圧トランス2は、降圧トランス2Aとして、E型コア23A(第1のコア)と、I型コア24Aと、多層プリント基板26とを主に有している。また降圧トランス2Bとして、E型コア23B(第2のコア)と、I型コア24Bと、多層プリント基板26とを主に有している。降圧トランス2Aと降圧トランス2Bとは互いに(たとえば水平方向に)並ぶように配置されている。降圧トランス2Aと降圧トランス2Bとは、多層プリント基板26を共有している。

0023

E型コア23Aは、図2外足23A1,23A2と、中足23A3と、コア連結部23A4とを有している。外足23A1,23A2および中足23A3はコア連結部23A4から図2の下方に延び、コア連結部23A4は図2の左右方向に延びる領域である。またE型コア23Bは、図2の外足23B1,23B2と、中足23B3と、コア連結部23B4とを有している。外足23B1,23B2および中足23B3はコア連結部23B4から図2の下方に延び、コア連結部23B4は図2の左右方向に延びる領域である。なお図2は分解斜視図であるため、上記の各部材の配置を示しているにすぎず、これらの各部材が最終的に降圧トランス2の内部で組み立てられた態様を示すものではない。

0024

E型コア23Aの外足23A1(第1の一方外足)は、中足23A3(第1の中足)と同じ方向すなわち図2の下方向に延びており、中足23A3と(図2の左右方向に関して)互いに間隔をあけて配置されている。外足23A2(第1の他方外足)は、中足23A3に対して外足23A1と反対側(つまり図2の中足23A3の右側)に、中足23A3と(図2の左右方向に関して)互いに間隔をあけて配置されている。つまりE型コア23Aにおける2つの外足23A1,23A2は、図2の左右側から中足23A3を挟むように配置されている。コア連結部23A4は、図2の上下方向に延びる外足23A1,23A2および中足23A3をこれらの上側の端部で互いに接続するように、外足23A1,23A2および中足23A3の延びる方向に交差する方向(図2の左右方向)に延びる部分である。

0025

同様に、E型コア23Bの外足23B1(第2の一方外足)は、中足23B3(第2の中足)と同じ方向すなわち図2の下方向に延びており、中足23B3と(図2の左右方向に関して)互いに間隔をあけて配置されている。外足23B2(第2の他方外足)は、中足23B3に対して外足23B1と反対側(つまり図2の中足23B3の右側)に、中足23B3と(図2の左右方向に関して)互いに間隔をあけて配置されている。つまりE型コア23Bにおける2つの外足23B1,23B2は、図2の左右側から中足23B3を挟むように配置されている。コア連結部23B4は、図2の上下方向に延びる外足23B1,23B2および中足23B3をこれらの上側の端部で互いに接続するように、外足23B1,23B2および中足23B3の延びる方向に交差する方向(図2の左右方向)に延びる部分である。

0026

図2においては、中足23A3,23B3の延びる方向に交差する断面が、外足23A1,23A2,23B1,23B2の延びる方向に交差する断面よりも大きくなっている。より具体的には、図2においては外足23A1,23B1と外足23A2,23B2との当該断面の面積はほぼ等しく、かつ2つの外足23A1と外足23A2との当該断面の面積の和(外足23B1と外足23B2との当該断面の面積の和)は中足23A3(中足23B3)の当該断面の面積にほぼ等しくなっている。しかしこのような態様に限られない。

0027

以上によりE型コア23A,23Bはいずれも、図2正面側から見ればあたかも「E」の文字のような形状を有している。

0028

また図2においてはE型コア23Aが、図の左側から右側へ、外足23A1、中足23A3、外足23A2の順に並んでおり、E型コア23Bが、図の左側から右側へ、外足23B1、中足23B3、外足23B2の順に並んでいる。したがって図2の奥行き方向に関して、外足23A1と外足23B1とが互いに対向し、外足23A2と外足23B2とが互いに対向し、中足23A3と中足23B3とが互いに対向するように配置されている。しかしこのような態様に限らず、たとえば外足23A1と外足23B2とが互いに対向するように配置されてもよい。

0029

I型コア24A,24Bは、コア連結部23A4,23B4のように図の左右方向に延びる直方体状を有している。図2の全体を上方から見れば(平面視すれば)、E型コア23A,23BとI型コア24A,24Bとはいずれも、互いに合同の関係にある長方形状長尺形状)であることが好ましい。I型コア24A,24Bの表面上にE型コア23A,23Bが接するように載置されることにより、E型コア23A,23BとI型コア24A,24Bとが降圧トランス2A,2Bを構成するようなセットとなる。

0030

なおE型コア23A,23BおよびI型コア24A,24Bはともに一般公知フェライトなどにより形成されることが好ましい。

0031

多層プリント基板26はたとえば平面視において矩形状を有する平板状の部材である。多層プリント基板26には、一方(図の上側)の主表面から他方(図の下側)の主表面までこれを貫通するように、たとえば6つの貫通孔26A1,26A2,26A3,26B1,26B2,26B3が互いに間隔をあけて行列状に形成されている。

0032

E型コア23AとI型コア24Aとに挟まれるように配置された多層プリント基板26は、外足23A1が貫通孔26A1を、外足23A2が貫通孔26A2を、中足23A3が貫通孔26A3を、それぞれ貫通するようにセットされる。その外足および中足23A1,23A2,23A3の末端部図2最下部)がI型コア24の長尺形状の表面上に載置されるように固定される。これによりE型コア23Aの外足23A1,23A2および中足23A3の一部が貫通孔26A1,26A2,26A3のそれぞれを貫通するように降圧トランス2Aが組み立てられる。同様に、多層プリント基板26は、外足23B1が貫通孔26B1を、外足23B2が貫通孔26B2を、中足23B3が貫通孔26B3を、それぞれ貫通するようにセットされる。組み立てられた降圧トランス2Aは、外足23A1と中足23A3と、および外足23A2と中足23A3とにより、2つの磁路が形成される。降圧トランス2Bについても同様である。

0033

なおここではE型コアとI型コアとが組み合わせられることにより2つの磁路が形成されるが、これに限らず、たとえば2つのE型コアが組み合わせられたり、2つのEER型コアが組み合わせられたりすることにより、2つの磁路を有する降圧トランスが組み立てられてもよい。

0034

図2および図3を参照して、最終的に組み立てられた後の多層プリント基板26は、たとえば一般公知の樹脂などの絶縁材料基板本体部37を土台とし、その内部に複数の、たとえば銅などの金属薄膜のパターン20が配線として形成された基板である。本実施の形態の多層プリント基板26は、たとえばパターン20A,20B,20C,20Dの4層のパターンを有している。これらのうち最下層のパターン20Aは、基板本体部37の最下面に接するように(つまり多層プリント基板26全体の最下層となるように)形成されていてもよく、最上層のパターン20Dは、基板本体部37の最上面に接するように(つまり多層プリント基板26全体の最上層となるように)形成されていてもよい。ただしこのような態様に限られず、たとえばパターン20A,20Dが(パターン20B,20Cと同様に)多層プリント基板26の内部に形成されていてもよい。パターン20A〜20Dは、絶縁材料の基板本体部37により図3の上下方向に関して互いに間隔をあけて配置されており、たとえば配線用ビアなどによって接続されない限り、互いに電気的に接続されない(短絡されない)態様になっている。

0035

図3に示すように4層のパターン20A〜20Dを有する多層プリント基板26を4層プリント基板と呼んでもよい。4層のパターン20A〜20Dが貫通孔26A1〜26A3などの周囲に配置されることにより、貫通孔26A1〜26A3などの周囲がパターン20A〜20Dで囲まれる。

0036

次に図4図5を用いて、本実施の形態における各層のパターンすなわち入力側および出力側コイルの構成、および降圧トランスの動作について説明する。

0037

図4(A)を参照して、本実施の形態においては、多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層である1層目を平面視すれば、この面には、図3のパターン20Aと同一の層として、2つの出力側コイル22A,22Cが配置されている。つまり上記の出力側コイル22A,22Cは、パターン20Aと同一の層である(パターン20Aに対応する膜である)と考えてもよく、たとえば銅の薄膜のパターンとして形成されたコイルである。

0038

出力側コイル22Aは、外足23A1と中足23A3との間の図4(A)の左右方向に延びる領域、外足23A2と中足23A3との間の図4(A)の左右方向に延びる領域、および上記2つの領域間を結ぶ図4(A)の上下方向に伸びる領域を通るように配置されている。これにより出力側コイル22Aは、中足23A3の周囲に(平面視においてあたかも「C」の文字を描くように屈曲しながら)図のようにたとえば渦巻き状に1ターン巻回する態様となっている。

0039

出力側コイル22Aの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23A1と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図4(A)の左上側)において、基準電位7が接続されている。また出力側コイル22Aの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23A2と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図4(A)の左下側)において、整流素子31A(第1の整流素子)のアノードが直列接続されている。

0040

以下同様に、出力側コイル22Cは、外足23B1と中足23B3との間の図4(A)の左右方向に延びる領域、外足23B2と中足23B3との間の図4(A)の左右方向に延びる領域、および上記2つの領域間を結ぶ図4(A)の上下方向に伸びる領域を通るように配置されている。これにより出力側コイル22Cは、中足23B3の周囲を(平面視においてあたかも「C」の文字を描くように屈曲しながら)図のようにたとえば渦巻き状に1ターン巻回する態様となっている。

0041

出力側コイル22Cの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23B2と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図4(A)の右下側)において、基準電位7が接続されている。また出力側コイル22Cの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23B1と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図4(A)の右上側)において、整流素子31C(第3の整流素子)のアノードが直列接続されている。

0042

外足23B1と中足23B3との間の出力側コイル22Cと、外足23A1と中足23A3との間の出力側コイル22Aとは連続して図4(A)の左右方向に延びる単一の直線状を形成する構成となっている。同様に外足23B2と中足23B3との間の出力側コイル22Cと、外足23A2と中足23A3との間の出力側コイル22Aとは連続して図4(A)の左右方向に延びる単一の直線状を形成する構成となっている。

0043

図4(A)の上下方向に延びる出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとは一体となるように互いに共有されている。この互いに共有された領域は出力側コイル22Aおよび出力側コイル22Cのそれぞれの延びる方向に関する中央部(中間部)に相当する。出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとの中央部同士が接することで出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとが電気的に短絡された中間接続部32Aが形成されている。以上により出力側コイル22Aおよび出力側コイル22Cは、全体を平面視すればあたかも「H」の文字のような形状を有している。中間接続部32Aは、パターン20Aと同一の層であるため、出力側コイル22Aおよび出力側コイル22Cと同一の層である。

0044

図4(B)を参照して、多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層から2層目を平面視すれば、この面には、図3のパターン20Bと同一の層として、入力側コイル21A,21Bが配置されている。つまり上記の入力側コイル21A,21Bは、パターン20Bと同一の層である(パターン20Bに対応する膜である)と考えてもよく、たとえば銅の薄膜のパターンとして形成されたコイルである。

0045

入力側コイル21Aは、外足23A1と中足23A3との間の領域、外足23A2と中足23A3との間の領域、および上記2つの領域間を結ぶ領域を通るように配置されている。より詳細には、入力側コイル21Aは、中足23A3の周囲を、図のようにたとえば渦巻き状に2ターン巻回する態様となっている。渦巻き状の入力側コイル21Aの1ターン目と2ターン目との間には隙間があり、両者が電気的に短絡しない構成となっている。入力側コイル21Aは、上記の各領域のそれぞれにおいて直線状に延びており、各領域間を跨ぐところでほぼ直角に屈曲している。これにより入力側コイル21Aは、平面視において矩形状を描くように中足23A3の周囲を巻回している。

0046

同様に、入力側コイル21Bは、外足23B1と中足23B3との間の領域、外足23B2と中足23B3との間の領域、および上記2つの領域間を結ぶ領域を通るように配置されている。より詳細には、入力側コイル21Bは、中足23B3の周囲を、図のようにたとえば渦巻き状に2ターン巻回する態様となっている。渦巻き状の入力側コイル21Bの1ターン目と2ターン目との間には隙間があり、両者が電気的に短絡しない構成となっている。入力側コイル21Bは、上記の各領域のそれぞれにおいて直線状に延びており、各領域間を跨ぐところでほぼ直角に屈曲している。これにより入力側コイル21Bは、平面視において矩形状を描くように中足23B3の周囲を巻回している。

0047

したがって中足23A3を巻回する入力側コイル21Aは降圧トランス2Aを構成し、中足23B3を巻回する入力側コイル21Bは降圧トランス2Bを構成する。

0048

図4(C)を参照して、多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層から3層目を平面視すれば、この面には、図3のパターン20Cと同一の層として、入力側コイル21A,21Bが配置されている。つまり上記の入力側コイル21A,21Bは、パターン20Cと同一の層である(パターン20Cに対応する膜である)と考えてもよく、たとえば銅の薄膜のパターンとして形成されたコイルである。

0049

図4(C)の入力側コイル21A,21Bは、図4(B)の入力側コイル21A,21Bとほぼ同様に、中足23A3,23B3の周囲を渦巻き状にたとえば2ターン巻回する態様となっている。図4(B)の2ターンの入力側コイル21A,21Bと図4(C)の2ターンの入力側コイル21A,21Bとは、接続ビア25A,25Bにより電気的に接続され、これらを合わせたものが1本の入力側コイル21A,21Bとして機能する。また図4(B)の入力側コイル21A,21Bの接続ビア25A,25Bに接続される側の端部と反対側の端部は図1の接続点12,13に対応する。

0050

以上により合計4ターンの入力側コイル21Aと、合計4ターンの入力側コイル21Bとが構成される。また図4(C)においては、入力側コイル21Aと入力側コイル21Bとが直列に接続されている。

0051

図4(D)を参照して、多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最上層である4層目を平面視すれば、この面には、図3のパターン20Dと同一の層として、2つの出力側コイル22B,22Dが配置されている。つまり上記の出力側コイル22B,22Dは、パターン20Dと同一の層である(パターン20Dに対応する膜である)と考えてもよく、たとえば銅の薄膜のパターンとして形成されたコイルである。

0052

出力側コイル22Bは、外足23A1と中足23A3との間の図4(D)の左右方向に延びる領域、外足23A2と中足23A3との間の図4(D)の左右方向に延びる領域、および上記2つの領域間を結ぶ図4(D)の上下方向に伸びる領域を通るように配置されている。これにより出力側コイル22Bは、中足23A3の周囲を(平面視においてあたかも「C」の文字を描くように屈曲しながら)図のようにたとえば渦巻き状に1ターン巻回する態様となっている。

0053

出力側コイル22Bの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23A2と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図4(D)の左下側)において、基準電位7が接続されている。また出力側コイル22Bの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23A1と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図4(D)の左上側)において、整流素子31B(第2の整流素子)のアノードが直列接続されている。

0054

以下同様に、出力側コイル22Dは、外足23B1と中足23B3との間の図4(D)の左右方向に延びる領域、外足23B2と中足23B3との間の図4(D)の左右方向に延びる領域、および上記2つの領域間を結ぶ図4(D)の上下方向に伸びる領域を通るように配置されている。これにより出力側コイル22Dは、中足23B3の周囲を(平面視においてあたかも「C」の文字を描くように屈曲しながら)図のようにたとえば渦巻き状に1ターン巻回する態様となっている。

0055

出力側コイル22Dの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23B1と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図4(D)の右上側)において、基準電位7が接続されている。また出力側コイル22Dの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23B2と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図4(D)の右下側)において、整流素子31D(第4の整流素子)のアノードが直列接続されている。

0056

外足23B1と中足23B3との間の出力側コイル22Dと、外足23A1と中足23A3との間の出力側コイル22Bとは連続して図4(D)の左右方向に延びる単一の直線状を形成する構成となっている。同様に外足23B2と中足23B3との間の出力側コイル22Dと、外足23A2と中足23A3との間の出力側コイル22Bとは連続して図4(D)の左右方向に延びる単一の直線状を形成する構成となっている。

0057

外足23B1と中足23B3との間の出力側コイル22Dと、外足23A1と中足23A3との間の出力側コイル22Bとは連続して図4(D)の左右方向に延びる単一の直線状を形成する構成となっている。同様に外足23B2と中足23B3との間の出力側コイル22Dと、外足23A2と中足23A3との間の出力側コイル22Bとは連続して図4(D)の左右方向に延びる単一の直線状を形成する構成となっている。

0058

図4(D)の上下方向に延びる出力側コイル22Bと出力側コイル22Dとは一体となるように互いに共有されている。この互いに共有された領域は出力側コイル22Bおよび出力側コイル22Dのそれぞれの延びる方向に関する中央部(中間部)に相当する。出力側コイル22Bと出力側コイル22Dとの中央部同士が接することで出力側コイル22Bと出力側コイル22Dとが電気的に短絡された中間接続部32Bが形成されている。以上により出力側コイル22Bおよび出力側コイル22Dは、全体を平面視すればあたかも「H」の文字のような形状を有している。中間接続部32Bは、パターン20Dと同一の層であるため、出力側コイル22Bおよび出力側コイル22Dと同一の層である。

0059

以上のように多層プリント基板26には入力側および出力側コイルが互いに厚み方向に関して間隔をあけて積層されるように形成されている。E型コア23A,23Bの中足23A3,23B3は、これら入力側および出力側コイルに囲まれるように、多層プリント基板26を貫通している。

0060

また上記の出力側コイル22A〜22Dの(外足と中足との間に挟まれた)平面視において直線状に延びる部分は、その真上(真下)の入力側コイル21A,21Bのいずれかと少なくとも部分的に互いに重なっている。このため、外足23A1,23A2と中足23A3との間の領域において渦巻き状に2ターンの巻回を可能とすべく幅が狭くなっている入力側コイル21A,21Bに比べて、1ターン分のみ配置される出力側コイル22A〜22Dの幅は広くなっている。

0061

上記のように入力側コイル21には、第1の状態と第2の状態との間で互いに反対方向に電圧が印加されるため、この入力側コイル21には、第1の状態と第2の状態との間で互いに反対方向に電流が流れる。次にこのことによる出力側コイル22の電流の流れの変化について説明する。

0062

ここでたとえば図4(B)および図4(C)に示すように、スイッチング素子11Aおよびスイッチング素子11D(図1参照)がオンし、入力側コイル21には直流電源6からの正の入力電圧が加わり、スイッチング素子11の接続点12から接続点13に向けて図中の矢印の方向に電流が流れる第1の状態を考える。このとき図4(B)においては入力側コイル21Aの渦の外側から内側に向けて(入力側コイル21Bの渦の内側から外側に向けて)、図4(C)においては入力側コイル21Aの渦の内側から外側に向けて(入力側コイル21Bの渦の外側から内側に向けて)、電流が流れる。

0063

この電流により、入力側コイル21A,21Bに巻回される中足23A3,23B3内には紙面上向きの磁束S1が生じ、外足23A1,23A2,23B1,23B2には、それぞれが中足23A3,23B3との間で形成される2つの磁路に応じてループ状に磁束が形成される。このため外足23A1,23A2,23B1,23B2には、中足23A3,23B3と反対方向である紙面下向きの磁束S2が生じる。

0064

再度図4(A),(D)を参照して、出力側コイル22A,22Cには、上記図4(B),(C)の中足23A3,23B3内の磁束S1を打ち消すように、つまり中足23A3,23B3に磁束S2が生じるように誘導起電力が生じ、電流が流れようとする。なおこのとき外足23A1,23A2,23B1,23B2には磁束S1が生じようとする。出力側コイル22B,22Dについても出力側コイル22A,22Cと同様の理論に基づき電流が流れようとする。なお図4(A),(D)中のコア23A1〜23A3,23B1〜23B3には、図4(B),(C)に示す状況に起因して生じようとする磁束の向きが示されている。

0065

そのためには出力側コイル22A,22B,22C、22Dには図の紙面時計回りに電流が流れようとする。しかし整流素子31B,31Dの整流作用により、出力側コイル22B,22Dに流れようとする電流は遮断されて流れず、実際には出力側コイル22A,22Cのみに図4(A)中に矢印で示す電流が整流素子31A,31Cを通るように流れる。具体的には、出力側コイル22A,22CはE型コア23A,23BおよびI型コア24A,24Bにより磁気結合しているため、出力側コイル22A,22Cにはそれぞれと平面的に重なる入力側コイル21A,21Bに流れる電流の方向と逆方向に電流が流れる。

0066

このとき出力側コイル22Aに流れる電流値と出力側コイル22Cに流れる電流値とはほぼ等しい。このため、図4(A)の上下方向に延びる出力側コイル22A,22C(中間接続部32A)には、出力側コイル22Aの図の下方向に流れる電流と、出力側コイル22Cの図の上方向に流れる電流とが打ち消し合い、見かけ上は電流が流れなくなる。

0067

次に、図5(B)および図5(C)中の矢印に示すように、スイッチング素子11Bおよびスイッチング素子11C(図1参照)がオンし、入力側コイル21には直流電源6からの正の入力電圧が加わり、スイッチング素子11の接続点13から接続点12に向けて電流が流れる第2の状態を考える。このとき図5(B)においては入力側コイル21Aの渦の内側から外側に向けて(入力側コイル21Bの渦の外側から内側に向けて)、図5(C)においては入力側コイル21Aの渦の外側から内側に向けて(入力側コイル21Bの渦の内側から外側に向けて)、電流が流れる。

0068

この電流により、上記と逆に入力側コイル21Aに巻回される中足23A3,23B3内には磁束S2が、外足23A1,23A2,23B1,23B2には磁束S1が生じる。

0069

図5(A),(D)を参照して、出力側コイル22A,22Cには、上記図5(B),(C)の中足23A3,23B3内の磁束の変化により生じた磁束S2を打ち消すように、つまり中足23A3,23B3に磁束S1が生じるように誘導起電力が生じ、電流が流れようとする。なおこのとき外足23A1,23A2,23B1,23B2には磁束S2が生じようとする。出力側コイル22B,22Dについても同様である。図5(A),(D)中のコア23A1〜23A3,23B1〜23B3には、生じようとする磁束の向きが示されている。

0070

そのためには出力側コイル22A,22B,22C,22Dには図の紙面反時計回りに電流が流れようとする。しかし整流素子31A,31Cの整流作用により、出力側コイル22A,22Cに流れようとする電流は遮断されて流れず、実際には出力側コイル22B,22Dのみに図5(D)中に矢印で示す電流が整流素子31B,31Dを通るように流れる。具体的には、出力側コイル22B,22DはE型コア23A,23BおよびI型コア24A,24Bにより磁気結合しているため、上記と同様に、出力側コイル22B,22Dにはそれぞれと平面的に重なる入力側コイル21A,21Bに流れる電流の方向と逆方向に電流が流れる。

0071

またこのときも上記と同様に、図5(D)の上下方向に延びる出力側コイル22B,22D(中間接続部32B)には、出力側コイル22Bの図の上方向に流れる電流と、出力側コイル22Dの図の下方向に流れる電流とが打ち消し合い、見かけ上は電流が流れなくなる。

0072

以上のように、第1の状態と第2の状態との間で、同時に電流が流れる出力側コイルの種類が交互に変化する。つまり第1の状態においては出力側コイル22A,22Cに同時に、第2の状態においては出力側コイル22B,22Dに同時に、交互に電流が流れる。またたとえば出力側コイル22Aに流れる電流と、その真上の出力側コイル22Bに流れる電流とはその向きが逆である。出力側コイル22Cに流れる電流と、その真上の出力側コイル22Dに流れる電流とについても同様に向きが逆である。

0073

次に図6を用いて、上記の降圧トランスの放熱経路について説明する。図6を参照して、図2を図中矢印で示す方向VIから見た投影図において、組立後の降圧トランスは、放熱器51と、放熱器51のたとえば上側の表面上に接するように載置されたI型コア24A,24Bと、I型コア24A,24Bの表面上に(放熱器51の表面に接するように)載置されたE型コア23A,23Bと、放熱器51の表面上の多層プリント基板26とを主に有している。

0074

図中に明示されないが、多層プリント基板26に上記の態様で形成される出力側コイル22のそれぞれの1対の端部のうち一方の端部が、配線39を介在して、放熱器51の表面上に載置された整流素子31(31A〜31D)のそれぞれに(電気的に)接続されている。これに対して各出力側コイル22の1対の端部のうち上記一方の端部と反対側の他方の端部は、たとえば放熱器51に通じている。

0075

したがって降圧トランス2A,2Bのそれぞれは、その下側において放熱器51と接するように載置されている。言い換えれば降圧トランス2A,2Bの表面の少なくとも一部と接するように、放熱器51が配置されている。

0076

具体的には、多層プリント基板26は、少なくともその一部において絶縁シート52(絶縁部材)を介在して放熱器51に接触するように載置されている。より詳しく言えば、放熱器51と、多層プリント基板26の入力側コイル21(21A,21B)の少なくともいずれかならびに第1〜第4の出力側コイル22(22A〜22D)の少なくともいずれかとの間に、絶縁シート52が配置されている。ここでは特に、放熱器51と、多層プリント基板26の最下層のパターン20A(たとえば出力側コイル22A,22C)との間に絶縁シート52が配置されており、パターン20Aと絶縁シート52とが直接接している。なお放熱器51の投影形状はあくまで一例でありこれに限られない。

0077

これにより、入力側コイル21A,21Bの少なくともいずれか、ならびに出力側コイル22A〜22Dの少なくともいずれかの駆動による発熱は、たとえば出力側コイル22A,22Cに直接接する絶縁シート52を介在して放熱器51に伝えられる。これにより多層プリント基板26の出力側コイル22(および入力側コイル21)が冷却される。放熱器51は空冷または水冷するにより放熱することができる。

0078

また図6の特にE型コア23の左側の領域に示すように、放熱器51と、パターン20B(入力側コイル21:入力側コイル21Aと入力側コイル21Bとの少なくともいずれか)との間に、パターン20A(出力側コイル22:出力側コイル22A〜22Dの少なくともいずれか)が配置されている。そして当該領域(平面視における左右両側の入力側コイル21および出力側コイル22の端部)において、出力側コイル22の一端は、ネジ53により、放熱器51に電気的および熱的に接続される。

0079

このネジ53により、多層プリント基板26を放熱器51に安定に固定できるとともに、出力側コイル22からネジ53を介在して電気および熱を放熱器51に容易に伝えることができる。このときの放熱器51は、降圧トランス2A,2Bの出力側コイル22(出力側コイル22A〜22Dの少なくともいずれか)を含む出力側回路の基準電位7(図1図4図5参照)として配置されている。またネジ53を用いれば、多層プリント基板26のパターン20と放熱器51との接触面を介在して出力側コイル22と放熱器51とを電気的に接続することもできる。

0080

このように、出力側コイル22の発熱を放熱器51に伝える経路としては、絶縁シート52を介する経路と、ネジ53を介する経路との2つの経路が存在する。

0081

また図6に示すように、出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとの中間接続部32A、または出力側コイル22Bと出力側コイル22Dとの中間接続部32Bの(少なくとも)いずれかが、絶縁シート52を介して放熱器51と接触する態様にしてもよい。なお図6においては本来、図4および図5との整合を考慮すれば、E型コア23AとE型コア23Bとの間に中間接続部32A,32Bが配置されるべきであるが、スペースの関係上、E型コア23Bの右側に中間接続部32A,32Bが示されている。

0082

これにより、中間接続部32A,32Bは、熱伝導性がよく熱容量が大きい放熱器51と熱的に結合することができるため、出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとの間での熱的バランスを良好にしやすくなる。したがって2つの降圧トランス2A,2Bのそれぞれを構成する出力側コイル22の温度が等しくなるよう制御することが容易になる。

0083

次に、多層プリント基板26の内部の入力側コイル21の発熱については、まず多層プリント基板26の基板本体部37を通って出力側コイル22に伝わりそこから(絶縁シート52を介して)放熱器51へ伝熱する経路がある。次に接続ビア25(図4(B),(C)参照)から絶縁シート52を介して放熱器51へ伝熱する経路がある。また壁面に銅めっきが施されている放熱ビア29A,29B,29Cにより放熱パターン28A,28B,28C(図4(A)〜(D)参照)に伝熱し、多層プリント基板26の最下層の放熱パターン28A,28B,28C(図4(A)参照)から絶縁シート52を介して放熱器51へ伝熱する経路がある。

0084

以上のように、入力側コイル21の発熱を放熱器51に伝える経路としては、基板本体部37を介する経路と、接続ビア25を介する経路と、放熱パターン28A〜28Cを介する経路との3つの経路が存在する。

0085

以上のように複数の伝熱経路を有することにより、入力側コイル21および出力側コイル22の発熱を高効率に放熱器51側へ伝熱することができる。

0086

なお、多層プリント基板26内においては入力側コイル21と出力側コイル22とが比較的厳しい規格を満たすように絶縁される必要がある。しかし多層プリント基板26の最下層のパターン20Aに相当する出力側コイル22と出力側の基準電位7である放熱器51との間に挟まれる絶縁シート52は、絶縁シート52が入力側コイル21と放熱器51との間に挟まれる場合に比べて、その絶縁性の規格をさほど厳しくする必要がない。このため出力側コイル22と放熱器51との間に挟まれる絶縁シート52は、その厚みを薄くできる。したがって、入力側コイル21および出力側コイル22の発熱は、絶縁シート52を介することによりいっそう放熱器51に伝えやすくすることができる。

0087

次に図7を用いて、上記の各状態間における各コイルに加わる電圧、および各平滑コイルに流れる電流の変化について説明しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。

0088

図7(A)を参照して、このグラフの縦軸は入力側コイル21Aおよび入力側コイル21Bに加わる電圧の合計値を示している。まず図4に示す第1の状態のとき、入力側駆動回路1により、入力側コイル21Aおよび入力側コイル21Bには、合計で正の電圧Vinが印加され、したがって入力側コイル21Aと入力側コイル21BとのそれぞれにはVin/2ずつの電圧が印加される。

0089

図7(B)を参照して、このグラフの縦軸は出力側コイル22A,22Cのそれぞれに加わる電圧を示している。図7(B)に示すように、図4に示す第1の状態のときには電流が流れる出力側コイル22A,22Cのそれぞれには正の電圧が加わる。ここでは降圧トランス2A,2B内における入力側コイルと出力側コイルとのターン数の比に応じて(本実施の形態では4対1)、出力側コイルの電圧は入力側コイルの電圧よりも低くなり、出力側コイル22A,22Cのそれぞれに加わる電圧はVin/8となる。

0090

図7(C)を参照して、このグラフの縦軸は出力側コイル22B,22Dのそれぞれに加わる電圧を示している。図7(C)に示すように、図4に示す第1の状態において電流が流れない出力側コイル22B,22Dのそれぞれに加わる電圧は負の電圧であり、具体的には−Vin/8となるが、上記のように整流素子31B,31Dにより電流が遮断される。

0091

次に再度図7(A)を参照して、図5に示す第2の状態において、第1の状態とは位相反転され、入力側コイル21Aおよび入力側コイル21Bには、合計で負の電圧−Vinが印加される。

0092

図7(B),(C)を参照して、第2の状態のとき電流が流れる出力側コイル22B,22Dには正の電圧Vin/8が加わり、電流が流れない出力側コイル22A,22Cのそれぞれには負の電圧−Vin/8が加わる。

0093

上記の第1および第2の状態のいずれにおいても、出力側コイルに発生する(出力側コイルから出力される)電圧は、整流素子31A〜31Dでの電流の整流により一方向のみに印加される直流電圧と同様の態様となり、さらに平滑コンデンサ41および平滑コイル42)で平滑化される。以上により、平滑化された直流の電圧Voが平滑コンデンサ41の両端に印加される。

0094

ところで再度図1を参照して、出力側コイル22A,22Bは(第1の)平滑コイル42Aに、出力側コイル22C,22Dは(第2の)平滑コイル42Bに、それぞれ接続されている。このため出力側コイル22A,22Bに流れる電流は平滑コイル42Aに、出力側コイル22C,22Dに流れる電流は平滑コイル42Bに流れる。

0095

ここで図7(D)を参照して、上下2つ並ぶグラフのうち上段は平滑コイル42Aに加わる電圧の時間変化を、下段は平滑コイル42Bに加わる電圧の時間変化を、それぞれ示している。これらのグラフの横軸は、図7(A)〜(C)の横軸に揃えるように、図4に示す第1の状態および図5に示す第2の状態での時間変化を示し、縦軸は平滑コイル42Aの電圧値VAまたは平滑コイル42Bの電圧値VBを示している。

0096

また図7(E)を参照して、上下2つ並ぶグラフのうち上段は平滑コイル42Aに流れる電流値IAを、下段は平滑コイル42Bに流れる電流値IBを、それぞれ示している。なお図7(A)〜(E)の各グラフに共通である横軸の経過時間1〜9は、電流値IAまたはIBが極大値または極小値を示す時刻を無名数の相対値として示している。

0097

図7(D),(E)を参照して、図4の第1の状態時には、整流素子31Aにより出力側コイル22Aに流れる電流が平滑コイル42Aに流れる。このとき平滑コイル42AにはVin/8−Voの電圧が印加される。これは出力側コイル22Aの高圧側の電圧から平滑コンデンサ41の電圧を引いた値である。これと同様に、整流素子31Cにより出力側コイル22Cに流れる電流が平滑コイル42Bに流れ、このとき平滑コイル42BにもVin/8−Voの電圧が印加される。

0098

また図5の第2の状態時には、整流素子31Bにより出力側コイル22Bに流れる電流が平滑コイル42Aに、また整流素子31Dにより出力側コイル22Dに流れる電流が平滑コイル42Bに流れる。このとき平滑コイル42A,42Bには上記と同様にVin/8−Voの電圧が印加される。

0099

なお第1および第2の状態のいずれにも該当せず、平滑コイル42A,42Bに電流が流れないときは、平滑コイル42A,42Bには平滑コンデンサ41の逆電圧である−Voが印加される。また図7(E)の時刻t=1とt=2との間(第1の状態)、時刻t=2とt=3との間、および時刻t=3とt=4との間(第2の状態)のいずれの状態においても、平滑コイル42A,42Bに流れる電流の傾きは、印加される電圧の値をそのコイルのインダクタンスの値で除した値になる。

0100

図7(A)においては、2つの降圧トランス2Aと降圧トランス2Bとの間で、入力側コイル21Aと入力側コイル21Bとに印加される電圧の値がほぼ等しく±Vin/2ずつである。また図7(B),(C)においては、降圧トランス2Aの2つの出力側コイル22A,22Bのそれぞれの電流が流れる時の電圧と、降圧トランス2Bの2つの出力側コイル22C,22Dのそれぞれの電流が流れる時の電圧とがほぼ等しくVin/8である。このため図7(D),(E)に示すように平滑コイル42Aと平滑コイル42Bとに印加される電圧および流れる電流の値が等しくなっている。この状態はたとえば入力側コイルと出力側コイルとの結合バランスにより降圧トランス2Aと降圧トランス2Bとの間で結合バランスとなっている状態である。

0101

ところが、たとえば様々なアンバランスとなる要因により、降圧トランス2Aの2つの出力側コイル22A,22Bの電圧の値が、降圧トランス2Bの2つの出力側コイル22C,22Dの電圧の値よりもたとえば高くなる場合があり得ると考えられる。

0102

しかし本実施の形態においては、出力側コイル22Aの中間部と出力側コイル22Cの中間部とが電気的に接続され短絡状態となっている。

0103

このため第1の状態においては、外足23A1と中足23A3との間の領域に生じる出力側コイル22Aの電圧と、外足23A2と中足23A3との間の領域に生じる出力側コイル22Aの電圧との値がほぼ等しい。また第1の状態においては、外足23B1と中足23B3との間の領域に生じる出力側コイル22Cの電圧と、外足23B2と中足23B3との間の領域に生じる出力側コイル22Cの電圧との値がほぼ等しい。この結果、第1の状態においては、出力側コイル22Aの中間部と出力側コイル22Cとの中間部との電圧値がいずれもほぼ等しいVin/16となる。

0104

また本実施の形態においては、出力側コイル22Bの中間部と出力側コイル22Dの中間部とが電気的に接続され短絡状態となっている。

0105

このため第2の状態においては、外足23A1と中足23A3との間の領域に生じる出力側コイル22Bの電圧と、外足23A2と中足23A3との間の領域に生じる出力側コイル22Bの電圧との値がほぼ等しい。また第2の状態においては、外足23B1と中足23B3との間の領域に生じる出力側コイル22Dの電圧と、外足23B2と中足23B3との間の領域に生じる出力側コイル22Dの電圧との値がほぼ等しい。この結果、第2の状態においては、出力側コイル22Bの中間部と出力側コイル22Dとの中間部との電圧値がいずれもほぼ等しいVin/16となる。

0106

すなわち出力側コイル22A〜22Dのいずれも、電流が流れる時の電圧の値がVin/8と等しくなる。このように出力側コイルに印加される電圧値がいずれも等しくなるため、平滑コイル42Aと平滑コイル42Bとに印加される電圧値および流れる電流値が等しくなる。

0107

以上に述べたように、本実施の形態においては出力側コイル22Aの中間部と出力側コイル22Cの中間部とが電気的に接続され、かつ出力側コイル22Bの中間部と出力側コイル22Dの中間部とが電気的に接続された構成とする。このようにすれば、たとえ入力側コイル21Aと入力側コイル21Bとに印加される電圧の値、および1つの降圧トランスに含まれる2つの出力側コイルのそれぞれに印加される電圧の値の間に結合アンバランスがあったとしても、それぞれの降圧トランス2A,2Bに含まれる出力側コイルの電流値の和を常に等しくすることができる。したがって、2つの平滑コイル42A,42Bの電流値を等しくすることができる。このため2つの平滑コイル42A,42B間の電流アンバランスにより平滑コイル42A,42Bのマージンを取る必要がなくなり、平滑コイル42A,42Bを小型化することができる。

0108

また、出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとは中間接続部32Aで熱的にも結合し、出力側コイル22Bと出力側コイル22Dとは中間接続部32Bで熱的にも結合する。つまりたとえば出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとは中間接続部32Aで温度が等しくなる。このため、2つの降圧トランス2A,2Bの間での熱的なアンバランスを抑制することができる。つまり2つの降圧トランスの出力側コイルに対して熱アンバランスを考慮したマージンを取る必要がなくなり、降圧トランス2A,2Bを小型化することができる。

0109

(実施の形態2) 実施の形態2は実施の形態1と、以下の各点において異なっているが、以下の各点以外については実施の形態2は基本的に実施の形態1と同様であり、図1の絶縁型降圧コンバータ101の回路ブロック図にて説明可能である。まず図8を用いて、本実施の形態の降圧トランス2の全体構造について大雑把に説明する。

0110

図8を参照して、本実施の形態においては、2つの降圧トランス2A,2Bが、図の左右方向に直列に並ぶように配置されている。つまりここでは降圧トランス2Aのコア連結部23A4と降圧トランス2Bのコア連結部23B4とが一直線状に並ぶように配置されている。これに伴い降圧トランス2Aの外足23A1,23A2、中足23A3、降圧トランス2Bの外足23B1,23B2、中足23B3がすべて図の左右方向に一直線状に並ぶように配置されている。その結果、降圧トランス2A,2Bに貫通される多層プリント基板26も、6つの貫通孔26A1,26A2,26A3,26B1,26B2,26B3が一直線状に並ぶように、図2の多層プリント基板26に比べて細長い平面形状を有している。

0111

図8においてはE型コア23Aが、図の左側から右側へ、外足23A2、中足23A3、外足23A1の順に並んでおり、E型コア23Bが、図の左側から右側へ、外足23B1、中足23B3、外足23B2の順に並んでいる。したがって図2の左右方向に関して、外足23A1と外足23B1とが互いに対向するように配置されている。しかしこのような態様に限らず、たとえば外足23A1と外足23B2とが互いに対向するように配置されてもよい。

0112

これに対して図2(実施の形態1)においては、2つの降圧トランス2A,2Bが図の奥行き方向に並列に並ぶ(降圧トランス2Aのコア連結部23A4と降圧トランス2Bのコア連結部23B4とが並列に並ぶ)ように配置されている。これに伴い降圧トランス2Aの外足23A1,23A2、中足23A3と、降圧トランス2Bの外足23B1,23B2、中足23B3とが2列に並ぶように配置されており、多層プリント基板26は図8に比べて正方形状に近い矩形状となっている。

0113

この点において本実施の形態は実施の形態1と異なっているが、降圧トランス2A,2Bのそれぞれの構成および多層プリント基板26の各層(たとえば4層)のパターン20A〜20Dの配置については、基本的に実施の形態1の図2および図3と同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。

0114

次に図9図10を用いて、本実施の形態における各層のパターンすなわち入力側および出力側コイルの構成、および降圧トランスの動作について説明する。

0115

図9(A)を参照して、本実施の形態においても、多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層である1層目を平面視すれば、この面には、図3のパターン20Aと同一の層として、2つの出力側コイル22A,22Cが配置されている。

0116

出力側コイル22Aは、外足23A1と中足23A3との間の図9(A)の上下方向に延びる領域、外足23A2と中足23A3との間の図9(A)の上下方向に延びる領域、および上記2つの領域間を結ぶ図9(A)の左右方向に伸びる領域を通るように配置されている。これにより出力側コイル22Aは、中足23A3の周囲を(平面視においてあたかも「C」の文字を描くように屈曲しながら)図のようにたとえば渦巻き状に1ターン巻回する態様となっている。

0117

出力側コイル22Aの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23A1と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図9(A)の右下側)において、基準電位7が接続されている。また出力側コイル22Aの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23A2と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図9(A)の左下側)において、整流素子31A(第1の整流素子)のアノードが直列接続されている。

0118

以下同様に、出力側コイル22Cは、外足23B1と中足23B3との間の図9(A)の上下方向に延びる領域、外足23B2と中足23B3との間の図9(A)の上下方向に延びる領域、および上記2つの領域間を結ぶ図9(A)の左右方向に伸びる領域を通るように配置されている。これにより出力側コイル22Cは、中足23B3の周囲を(平面視においてあたかも「C」の文字を描くように屈曲しながら)図のようにたとえば渦巻き状に1ターン巻回する態様となっている。

0119

出力側コイル22Cの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23B2と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図9(A)の右下側)において、基準電位7が接続されている。また出力側コイル22Cの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23B1と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図9(A)の左下側)において、整流素子31C(第3の整流素子)のアノードが直列接続されている。

0120

図9(A)の左右方向に延びる出力側コイル22Aと、図9(A)の左右方向に延びる出力側コイル22Cとの間には図9(A)の左右方向に延びる中間接続部32Aが配置されており、この中間接続部32Aと、図9(A)の左右方向に延びる出力側コイル22A,22Cとが連続して単一の直線状を形成する構成となっている。中間接続部32Aは、出力側コイル22Aの中間部と出力側コイル22Cの中間部とを電気的に短絡する配線領域である。

0121

図9(B)を参照して、多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層から2層目を平面視すれば、この面には、図3のパターン20Bと同一の層として、入力側コイル21A,21Bが配置されている。入力側コイル21A,21Bは、基本的に実施の形態1の図4(B)と同様に、それぞれ中足23A3,23B3の周囲をたとえば渦巻き状に2ターン巻回する態様となっている。

0122

なお図4(B)においては接続点12,13が外足23A1,23B1の配置される側に存在するのに対し、図9(B)においては接続点12,13が外足23A2,23B2の配置される側に存在するが、このような態様に限られない。

0123

図9(C)を参照して、多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層から3層目を平面視すれば、この面には、図3のパターン20Cと同一の層として、入力側コイル21A,21Bが配置されている。入力側コイル21A,21Bは、基本的に実施の形態1の図4(C)と同様に、それぞれ中足23A3,23B3の周囲をたとえば渦巻き状に2ターン巻回する態様となっている。

0124

以上により合計4ターンの入力側コイル21Aと、合計4ターンの入力側コイル21Bとが構成される。また図9(C)においては、入力側コイル21Aと入力側コイル21Bとが直列に接続されている。

0125

図9(D)を参照して、本実施の形態においても、多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最上層である4層目を平面視すれば、この面には、図3のパターン20Dと同一の層として、2つの出力側コイル22B,22Dが配置されている。

0126

出力側コイル22Bは、外足23A1と中足23A3との間の図9(D)の上下方向に延びる領域、外足23A2と中足23A3との間の図9(D)の上下方向に延びる領域、および上記2つの領域間を結ぶ図9(D)の左右方向に伸びる領域を通るように配置されている。これにより出力側コイル22Bは、中足23A3の周囲を(平面視においてあたかも「C」の文字を描くように屈曲しながら)図のようにたとえば渦巻き状に1ターン巻回する態様となっている。

0127

出力側コイル22Bの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23A2と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図9(D)の左下側)において、基準電位7が接続されている。また出力側コイル22Bの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23A1と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図9(D)の右下側)において、整流素子31B(第2の整流素子)のアノードが直列接続されている。

0128

以下同様に、出力側コイル22Dは、外足23B1と中足23B3との間の図9(D)の上下方向に延びる領域、外足23B2と中足23B3との間の図9(D)の上下方向に延びる領域、および上記2つの領域間を結ぶ図9(D)の左右方向に伸びる領域を通るように配置されている。これにより出力側コイル22Cは、中足23B3の周囲を(平面視においてあたかも「C」の文字を描くように屈曲しながら)図のようにたとえば渦巻き状に1ターン巻回する態様となっている。

0129

出力側コイル22Dの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23B1と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図9(D)の左下側)において、基準電位7が接続されている。また出力側コイル22Dの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23B2と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図9(D)の右下側)において、整流素子31D(第4の整流素子)のアノードが直列接続されている。

0130

図9(D)の左右方向に延びる出力側コイル22Bと、図9(D)の左右方向に延びる出力側コイル22Dとの間には図9(D)の左右方向に延びる中間接続部32Bが配置されており、この中間接続部32Bと、図9(D)の左右方向に延びる出力側コイル22B,22Dとが連続して単一の直線状を形成する構成となっている。中間接続部32Bは、出力側コイル22Bと出力側コイル22Dとを電気的に短絡する配線領域である。

0131

図9および図10を参照して、本実施の形態においても実施の形態1と同様に、入力側コイル21には、第1の状態と第2の状態との間で互いに反対方向に電圧が印加され、互いに反対方向に電流が流れる。またE型コア23A,23Bの各部分に生じる磁束の向きも、第1の状態と第2の状態との間で互いに反対方向となる。

0132

図11を参照して、図8を図中矢印で示す方向XIから見た投影図において、組立後の降圧トランスは、E型コア23A,23Bおよび整流素子31A,31B,31C,31Dのそれぞれが図11の奥行き方向に直線状に並ぶ点において実施の形態1の図6と異なっている。しかしそれ以外の点、たとえば組立後の降圧トランス2A,2Bの表面の少なくとも一部と接するように放熱器51が配置される点、多層プリント基板26の入力側コイル21または出力側コイル22の発熱が絶縁シート52を介在して放熱器51に伝えられる点、放熱器51が基準電位7として用いられる点などは、基本的に実施の形態1と同様である。

0133

なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態1の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

0134

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。 本実施の形態においても実施の形態1と同様に、出力側コイル22Aの中間部と出力側コイル22Cの中間部とが電気的に接続され、かつ出力側コイル22Bの中間部と出力側コイル22Dの中間部とが電気的に接続された構成である。このため実施の形態1と同様に、1つの降圧トランスに含まれる2つの出力側コイルのそれぞれに印加される電圧の値の間に結合アンバランスがあったとしても、それぞれの降圧トランス2A,2Bに含まれる出力側コイルの電流値の和を常に等しくすることができる。したがって、2つの平滑コイル42A,42Bの電流値を等しくすることができ、平滑コイル42A,42Bを小型化することができる。

0135

また本実施の形態においても実施の形態1と同様に、たとえば出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとは中間接続部32Aで温度が等しくなり、出力側コイル22Bと出力側コイル22Dとは中間接続部32Bで温度が等しくなる。このため、2つの降圧トランス2A,2Bの間での熱的なアンバランスを抑制することができる。このことから、降圧トランス2A,2Bを小型化することができる。

0136

(実施の形態3) 実施の形態3は実施の形態1と、以下の各点において異なっているが、以下の各点以外については基本的に実施の形態1と同様である。まず図12を用いて、本実施の形態の絶縁型降圧コンバータを構成する回路ブロック図について説明する。

0137

図12を参照して、本実施の形態の絶縁型降圧コンバータ201は、実施の形態1の絶縁型降圧コンバータ101と同様に、入力側駆動回路1と、降圧トランス2(2A,2B)と、整流素子31と、平滑コイル42と、制御回路5とを主に有している。降圧トランス2A,2Bは、出力側コイル22として、4つの出力側コイル22A,22B,22C,22Dを有している。

0138

ただし本実施の形態においては、出力側コイル22Aの1対の端部のうち一方の端部は整流素子31Aのカソードに、他方の端部は平滑コイル42Aに接続されている。同様に、出力側コイル22Bの1対の端部のうち一方の端部は整流素子31Bのカソードに、他方の端部は平滑コイル42Aに接続されている。出力側コイル22Cの1対の端部のうち一方の端部は整流素子31Cのカソードに、他方の端部は平滑コイル42Bに接続されている。出力側コイル22Dの1対の端部のうち一方の端部は整流素子31Dのカソードに、他方の端部は平滑コイル42Bに接続されている。整流素子31A〜31Dのそれぞれのアノードには、絶縁型降圧コンバータ201の出力側の基準電位7が接続されている。

0139

この点において絶縁型降圧コンバータ201は絶縁型降圧コンバータ101と異なっているが、他の点については基本的に絶縁型降圧コンバータ201は絶縁型降圧コンバータ101と同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。

0140

次に図13図14を用いて、本実施の形態における各層のパターンすなわち入力側および出力側コイルの構成、および降圧トランスの動作について説明する。

0141

図13(A)を参照して、本実施の形態の多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層である1層目には、図4(A)と同様の形状および材質などの態様を有する2つの出力側コイル22A,22Cが配置されており、これらの中間部には出力側コイル22A,22Cの短絡領域としての中間接続部32Aが形成されている。また図13(A)のE型コア23A,23Bの配置態様についても基本的に図4(A)と同様である。

0142

ただし図13(A)においては、出力側コイル22Aの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23A1と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(A)の左上側)において、整流素子31Aと基準電位7とが直列接続されている。また出力側コイル22Aの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23A2と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(A)の左下側)において、図示されないが平滑コイル42Aが接続されている。

0143

同様に図13(A)においては、出力側コイル22Cの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23B2と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(A)の右下側)において、整流素子31Cと基準電位7とが直列接続されている。また出力側コイル22Cの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23B1と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(A)の右上側)において、図示されないが平滑コイル42Bが接続されている。

0144

図13(B),(C)を参照して、これらに記載の入力側コイル21A,21Bの形状および材質などの態様はすべて図4(B),(C)と同様であり、磁束および電流の向きについても図4(B),(C)と同様であるため、詳細な説明を省略する。

0145

図13(D)を参照して、本実施の形態の多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最上層である4層目には、図4(D)と同様の形状および材質などの態様を有する2つの出力側コイル22B,22Dが配置されており、これらの中間部には出力側コイル22B,22Dの短絡領域としての中間接続部32Bが形成されている。

0146

ただし図13(D)においては、出力側コイル22Bの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23A2と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(D)の左下側)において、整流素子31Bと基準電位7とが直列接続されている。また出力側コイル22Bの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23A1と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(A)の左上側)において、図示されないが平滑コイル42Aが接続されている。

0147

同様に図13(D)においては、出力側コイル22Dの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23B1と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(D)の右上側)において、整流素子31Dと基準電位7とが直列接続されている。また出力側コイル22Dの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23B2と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(D)の右下側)において、図示されないが平滑コイル42Bが接続されている。

0148

図13および図14を参照して、本実施の形態においても実施の形態1と同様に、入力側コイル21には、第1の状態と第2の状態との間で互いに反対方向に電圧が印加され、互いに反対方向に電流が流れる。またE型コア23A,23Bの各部分に生じる磁束の向きも、第1の状態と第2の状態との間で互いに反対方向となる。

0149

なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態1の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

0150

本実施の形態の作用効果は基本的に実施の形態1,2と同様である。すなわち、2つの平滑コイル42A,42Bの電流値を等しくすることができ、平滑コイル42A,42Bを小型化することができる。また2つの降圧トランス2A,2Bの間での熱的なアンバランスを抑制することができ、降圧トランス2A,2Bを小型化することができる。

0151

(実施の形態4) 実施の形態4は実施の形態2と、以下の各点において異なっているが、以下の各点以外については実施の形態4は基本的に実施の形態2と同様であり、図12の絶縁型降圧コンバータ201の回路ブロック図にて説明可能である。図15図16を用いて、本実施の形態における各層のパターンすなわち入力側および出力側コイルの構成、および降圧トランスの動作について説明する。

0152

図15(A)を参照して、本実施の形態の多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層である1層目には、図9(A)と同様の形状および材質などの態様を有する2つの出力側コイル22A,22Cが配置されており、これらの中間部には出力側コイル22A,22Cの短絡領域としての中間接続部32Aが接続されている。また図15(A)のE型コア23A,23Bの配置態様についても基本的に図9(A)と同様である。

0153

ただし図15(A)においては、出力側コイル22Aの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23A1と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図15(A)の右下側)において、整流素子31Aと基準電位7とが直列接続されている。また出力側コイル22Aの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23A2と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(A)の左下側)において、図示されないが平滑コイル42Aが接続されている。

0154

同様に図15(A)においては、出力側コイル22Cの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23B2と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図15(A)の右下側)において、整流素子31Cと基準電位7とが直列接続されている。また出力側コイル22Cの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23B1と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図13(A)の左下側)において、図示されないが平滑コイル42Bが接続されている。

0155

図15(B),(C)を参照して、これらに記載の入力側コイル21A,21Bの形状および材質などの態様はすべて図9(B),(C)と同様であり、磁束および電流の向きについても図9(B),(C)と同様であるため、詳細な説明を省略する。

0156

図15(D)を参照して、本実施の形態の多層プリント基板26の4層のパターン20A〜20Dのうち最上層である4層目には、図9(D)と同様の形状および材質などの態様を有する2つの出力側コイル22B,22Dが配置されており、これらの中間部には出力側コイル22B,22Dの短絡領域としての中間接続部32Bが形成されている。

0157

ただし図15(D)においては、出力側コイル22Bの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23A2と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図15(D)の左下側)において、整流素子31Bと基準電位7とが直列接続されている。また出力側コイル22Bの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23A1と中足23A3とに挟まれた領域の一方の端部側(図15(D)の右下側)において、図示されないが平滑コイル42Aが接続されている。

0158

同様に図15(D)においては、出力側コイル22Dの1対の端部のうち一方の端部、すなわち外足23B1と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図15(D)の左下側)において、整流素子31Dと基準電位7とが直列接続されている。また出力側コイル22Dの1対の端部のうち他方の端部、すなわち外足23B2と中足23B3とに挟まれた領域の一方の端部側(図15(D)の右下側)において、図示されないが平滑コイル42Bが接続されている。

0159

図15および図16を参照して、本実施の形態においても実施の形態2と同様に、入力側コイル21には、第1の状態と第2の状態との間で互いに反対方向に電圧が印加され、互いに反対方向に電流が流れる。またE型コア23A,23Bの各部分に生じる磁束の向きも、第1の状態と第2の状態との間で互いに反対方向となる。

0160

なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態2の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

0161

本実施の形態の作用効果は基本的に実施の形態1,2と同様である。すなわち、2つの平滑コイル42A,42Bの電流値を等しくすることができ、平滑コイル42A,42Bを小型化することができる。また2つの降圧トランス2A,2Bの間での熱的なアンバランスを抑制することができ、降圧トランス2A,2Bを小型化することができる。

0162

(実施の形態5) 実施の形態5は実施の形態1と、以下の各点において異なっているが、以下の各点以外については実施の形態5は基本的に実施の形態1と同様であり、図1の絶縁型降圧コンバータ101の回路ブロック図にて説明可能である。まず図17図18を用いて、降圧トランス2の全体構造について大雑把に説明する。

0163

図17図18を参照して、本実施の形態の降圧トランス2は、基本的に図2図3の実施の形態1の降圧トランス2と同様の全体構造を有している。ただし本実施の形態においては、4層の多層プリント基板26に形成されるコイルのうち最下層の第1層および最上層の第4層の出力側コイル22としては、それぞれたとえば銅製の平板部材としての金属板27Aおよび金属板27B(これらをまとめて金属板27)が配置されている。

0164

図18を参照して、金属板27A,27Bは、図3のパターン20A,20Dと同様に、それぞれ基板本体部37の最下面および最上面に接するように形成されている。

0165

また図18を参照して、金属板27A,27Bは、パターン20B,20Cに比べて厚く形成される。また金属板27A,27Bは、多層プリント基板26の図17の奥行き方向に関する幅よりも長い幅を有するように、つまり多層プリント基板26の図17の奥行き方向に関する両端部からはみ出るように形成されてもよい。なお図18に示すように、実施の形態1と同様に、金属板27A,27Bおよびパターン20B,20Cは、絶縁材料の基板本体部37により(互いに短絡されないように)互いに間隔をあけて配置されている。

0166

図19図20を参照して、本実施の形態における各層のコイル21,22のパターンの平面形状、基準電位7と整流素子31A〜31Dとの接続態様、および各状態における磁束および電流の向きは、基本的に図4および図5の実施の形態1における多層プリント基板26の各層のコイル21,22のパターンと同様である。このため各部等の詳細な説明は省略する。ただし上記のように、図19(A)および図20(A)の出力側コイル22A,22Cは、金属薄膜のパターンとしてのパターン20Aではなく金属板27Aにより形成されている。また図19(D)および図20(D)の出力側コイル22B,22Dは、金属薄膜のパターンとしてのパターン20Dではなく金属板27Bにより形成されている。

0167

すなわち図17図20を参照して、4層の多層プリント基板26のうち第1層の出力側コイル22A,22Cが銅板などの金属板27Aにより、また第4層の出力側コイル22B,22Dが銅板などの金属板27Bにより、それぞれ形成されている。なお金属板27A,27Bとして、銅の代わりにアルミニウムなどが用いられてもよい。この点において本実施の形態は、上記最下層の第1層および最上層の第4層が銅の薄膜のパターン20A,20Dにより形成される、実施の形態1とは異なっている。

0168

ただし図19(B),(C)および図20(B),(C)を参照して、本実施の形態においても、4層の多層プリント基板26に形成されるコイルのうち最下層から2層目のパターン20Bと3層目のパターン20Cとについては、実施の形態1,3と同様の金属(銅)の薄膜パターンが形成されている。

0169

図19(A)〜(D)および図20(A)〜(D)に示す放熱パターン28A〜28Cは、他の実施の形態と同様に銅の薄膜のパターンで形成される。しかし少なくとも、図19(A),(D)などの金属板27A,27Bが形成される層においては、金属板27A,27Bが形成される領域と重なる領域には銅の薄膜のパターンは形成されない。

0170

次に図21を参照して、上記の降圧トランスの放熱経路について説明する。図21を参照して、図17を図中矢印で示す方向XXIから見た投影図は、基本的に図6の実施の形態1における構成およびその作用効果と同様であるため、図6と同一の構成要素については同様の符号を付しその説明を省略するが、以下の点において異なっている。

0171

図21においては出力側コイル22が図6における薄膜のパターン20Aなどではなく金属板27A,27Bとなっている。出力側コイル22の発熱を放熱器51に伝える経路としては、まず絶縁シート52A,52B,52Cを介して出力側コイル22から放熱器51に伝わる経路がある。また図示されないネジを介在して、出力側コイル22から放熱器51(基準電位7に相当)へと電気および熱を伝える経路が存在する。すなわち上記の絶縁シートによる経路とネジによる経路との2つの経路が存在する。なお入力側コイル21の発熱を放熱器51に伝える経路は、実施の形態1と同様の上記3つの経路である。

0172

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態は、実施の形態1の作用効果に加えて以下の作用効果を奏することができる。

0173

本実施の形態においては出力側コイル22が銅製の平板部材としての金属板27A,27Bにより形成されるため、出力側コイル22が薄膜パターンとして形成される場合に比べてその厚みが大きくなる。このため本実施の形態の出力側コイル22はその通電断面積を大きくすることができる。したがって、仮に絶縁型降圧コンバータの出力電流が増えて出力側コイル22の電流が大きくなっても、本実施の形態においては出力側コイル22の発熱量を低減することができる。

0174

本実施の形態においては、2つの金属板27Aおよび金属板27Bを互いに平面形状および厚みが等しい、同じ形状およびサイズを有するものとすることがより好ましい。このようにすれば、金属板27Aおよび金属板27Bの形状およびサイズが異なる場合に比べて金属板27A,27Bの製造コストを低減することができる。

0175

(実施の形態6) 実施の形態6は実施の形態2と、以下の各点において異なっているが、以下の各点以外については実施の形態6は基本的に実施の形態2と同様であり、図1の絶縁型降圧コンバータ101の回路ブロック図にて説明可能である。まず図22を用いて、降圧トランス2の全体構造について大雑把に説明する。

0176

図22を参照して、本実施の形態の降圧トランス2は、基本的に図8の実施の形態2の降圧トランス2と同様の全体構造を有している。ただし本実施の形態においては、4層の多層プリント基板26に形成されるコイルのうち最下層の第1層および最上層の第4層の出力側コイル22としては、それぞれたとえば銅製の平板部材としての金属板27Aおよび金属板27B(これらをまとめて金属板27)が配置されている。

0177

図23図24を参照して、本実施の形態における各層のコイル21,22のパターンの平面形状、基準電位7と整流素子31A〜31Dとの接続態様、および各状態における磁束および電流の向きは、基本的に図9および図10の実施の形態2における多層プリント基板26の各層のコイル21,22のパターンと同様である。このため各部等の詳細な説明は省略する。ただし上記のように、図23(A)および図24(A)の出力側コイル22A,22Cは、金属薄膜のパターンとしてのパターン20Aではなく金属板27Aにより形成されている。また図23(D)および図24(D)の出力側コイル22B,22Dは、金属薄膜のパターンとしてのパターン20Dではなく金属板27Bにより形成されている。

0178

すなわち図22図24を参照して、4層の多層プリント基板26のうち第1層の出力側コイル22A,22Cが銅板などの金属板27Aにより、また第4層の出力側コイル22B,22Dが銅板などの金属板27Bにより、それぞれ形成されている。なお金属板27A,27Bとして、銅の代わりにアルミニウムなどが用いられてもよい。この点において本実施の形態は、上記最下層の第1層および最上層の第4層が銅の薄膜のパターン20A,20Dにより形成される、実施の形態2とは異なっている。

0179

ただし図23(B),(C)および図24(B),(C)を参照して、本実施の形態においても、4層の多層プリント基板26に形成されるコイルのうち最下層から2層目のパターン20Bと3層目のパターン20Cとについては、実施の形態2,4と同様の金属(銅)の薄膜パターンが形成されている。

0180

図23(A)〜(D)および図24(A)〜(D)に示す放熱パターン28A〜28Cは、他の実施の形態と同様に銅の薄膜のパターンで形成される。しかし少なくとも、図23(A),(D)などの金属板27A,27Bが形成される層においては、金属板27A,27Bが形成される領域と重なる領域には銅の薄膜のパターンは形成されない。

0181

図25を参照して、上記の降圧トランスの放熱経路(図22を図中矢印で示す方向XXVから見た投影図)は、基本的に図11の実施の形態2における構成およびその作用孔あkと同様であるため、図11と同一の構成要素については同様の符号を付しその説明を省略する。また図25図11とが異なる点についても、基本的に実施の形態5において図21図6とが異なる点に等しいため、ここではその説明を省略する。

0182

本実施の形態は、基本的に実施の形態5と同様の作用効果を奏するため、作用効果の説明を省略する。

0183

(実施の形態7) 実施の形態7は実施の形態1と、以下の各点において異なっているが、以下の各点以外については基本的に実施の形態1と同様である。以下、図26を用いて、本実施の形態の絶縁型降圧コンバータを構成する回路ブロック図について説明する。

0184

図26を参照して、本実施の形態の絶縁型降圧コンバータ301は、実施の形態1の絶縁型降圧コンバータ101と基本的に同様の構成を有しているが、出力側コイル22A,22Cが(第1の)平滑コイル42Aに、出力側コイル22B,22Dが(第2の)平滑コイル42Bに、それぞれ接続されている。このため出力側コイル22A,22Cに流れる電流は平滑コイル42Aに、出力側コイル22B,22Dに流れる電流は平滑コイル42Bに流れる。

0185

この点において本実施の形態は実施の形態1の、出力側コイル22A,22Bは(第1の)平滑コイル42Aに、出力側コイル22C,22Dは(第2の)平滑コイル42Bに、それぞれ接続される構成と異なっている。しかし他の点については基本的に本実施の形態は実施の形態1と同様であり、各層のパターンは基本的に図4および図5と同様である。このため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

0186

本実施の形態のような接続態様としても、実施の形態1と同様の作用効果を奏することができる。すなわち平滑コイル42Aおよび平滑コイル42Bのそれぞれは、4つの出力側コイル22A〜22Dのうち任意の2つにそれぞれ接続される。具体的には、実施の形態1(図1)においては平滑コイル42Aが出力側コイル22A,22Bに、平滑コイル42Bが出力側コイル22C,22Dに接続される。これに対して実施の形態7(図26)においては平滑コイル42Aが出力側コイル22A,22Cに、平滑コイル42Bが出力側コイル22B,22Dに接続される。

0187

本実施の形態の態様を、上記の各実施の形態のうち任意のいずれかと組み合わせて適用することもできる。たとえば実施の形態2の構成に対して本実施の形態を適用してもよいし、金属板27A,27Bを有する構成に対して本実施の形態を適用してもよい。

0188

(実施の形態8) 実施の形態8は実施の形態2と、以下の各点において異なっているが、以下の各点以外については基本的に実施の形態2と同様である。以下、図27および図28を用いて、本実施の形態の各層のパターンすなわち入力側および出力側コイルの構成について説明する。

0189

図27(A)〜(D)および図28(A)〜(D)を参照して、本実施の形態においても、出力側コイル22Aの中間部と出力側コイル22Cの中間部とが中間接続部32Aにより、出力側コイル22Bの中間部と出力側コイル22Dの中間部とが中間接続部32Bにより、電気的に接続されている。ただし出力側コイル22Aは図27(A)に示す多層プリント基板26(図3参照)の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層(1層目)に配置されるのに対し、出力側コイル22Cは図27(D)に示す上記4層のパターン20A〜20Dのうち最上層(4層目)に配置されている。また出力側コイル22Dは図27(A)に示す多層プリント基板26(図3参照)の4層のパターン20A〜20Dのうち最下層(1層目)に配置されるのに対し、出力側コイル22Bは図27(D)に示す上記4層のパターン20A〜20Dのうち最上層(4層目)に配置されている。

0190

このように本実施の形態においては、中間部同士が互いに接続される2つの出力側コイル同士が、互いに異なる層に配置されている。出力側コイル22Aと出力側コイル22Cとの中間接続部32Aは、互いに異なる層である出力側コイル22Aの配置される層と出力側コイル22Cの配置される層との間に介在する接続ビア33Aにより電気的に接続されている。また出力側コイル22Bと出力側コイル22Dとの中間接続部32Bは、互いに異なる層である出力側コイル22Bの配置される層と出力側コイル22Dの配置される層との間に介在する接続ビア33Bを介在して電気的に接続されている。

0191

以上の点において本実施の形態は、中間部同士が互いに接続される2つの出力側コイル同士が互いに同一の層に配置される実施の形態2の構成と異なっているが、他の点については基本的に実施の形態2と同様である。たとえば図27(B),(C)および図28(B),(C)の態様は、それぞれ図9(B),(C)および図10(B),(C)の態様とまったく同様である。またたとえば本実施の形態については図1の絶縁型降圧コンバータ101の回路ブロック図にて説明可能である。このため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

0192

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態は、実施の形態1,2と同様の作用効果の他に以下の作用効果を奏する。

0193

本実施の形態においては、互いに中間部同士が接続される出力側コイル22A,22Cのセット、および出力側コイル22B,22Dのセットの双方が、少なくとも部分的に最下層(第1層)に形成されることになる。このため上記セットのいずれについても、最下層(第1層)の直下に配置される絶縁シート52を介在して、(実施の形態2の最上層の出力側コイル22B,22Dに比べて)より容易に下方の放熱器51により放熱冷却しやすくなるという作用効果を奏する。

0194

本実施の形態の態様を、上記の各実施の形態のうち任意のいずれかと組み合わせて適用することもできる。たとえば実施の形態1の構成に対して本実施の形態を適用してもよいし、金属板27A,27Bを有する構成に対して本実施の形態を適用してもよい。

0195

(実施の形態9)図29(A)〜(D)を参照して、本実施の形態の絶縁型降圧コンバータは、基本的に実施の形態1(図4(A)〜(D))と同様の構成を有している。しかしここでは、多層プリント基板26の第1層のパターン20Aおよび第2層のパターン20B(図3参照)は図4(A),(B)と同じであるが、第3層のパターン20Cと第4層のパターン20Dの構成が図4(C),(D)とは逆になっている。すなわち図29(C)に示す第3層のパターン20Cに相当するのが図4(D)と同じ出力側コイル22B,22Dであり、図29(D)に示す第4層のパターン20Dに相当するのが図4(C)と同じ入力側コイル21A,21Bとなっている。

0196

つまり本実施の形態ではパターン20A,20B,20C,20Dがそれぞれ出力側コイル、入力側コイル、出力側コイル、入力側コイルに対応するようにこの順に積層されている。しかしこれに限らず、図示されないが、たとえばパターン20A,20B,20C,20Dがそれぞれ出力側コイル、出力側コイル、入力側コイル、入力側コイルに対応するようにこの順に積層されていてもよい。

0197

本実施の形態においては、各層の積層順序のみが実施の形態1と異なっており、図29の各層の態様については図4(A)〜(D)のいずれかとまったく同じである。このため本実施の形態での、上記の第1および第2の状態のそれぞれにおける動作は、実施の形態1の図4,5と同様である。

0198

なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態1の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

0199

本実施の形態の態様を、上記の各実施の形態のうち任意のいずれかと組み合わせて適用することもできる。たとえば実施の形態2の構成に対して本実施の形態を適用してもよいし、金属板27A,27Bを有する構成に対して本実施の形態を適用してもよい。

0200

以上に述べた各実施の形態(に含まれる各例)に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

0201

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

0202

1入力側駆動回路、2,2A,2B降圧トランス、5制御回路、6直流電源、7基準電位、11,11A,11B,11C,11Dスイッチング素子、12,13接続点、21,21A,21B入力側コイル、22,22A,22B,22C,22D出力側コイル、23A,23B E型コア、23A1,23A2,23B1,23B2外足、23A3,23B3中足、24A,24BI型コア、25A,25B,33A,33B接続ビア、26多層プリント基板、28A,28B,28C放熱パターン、29A,29B,29C放熱ビア、31,31A,31B,31C,31D整流素子、32A,32B中間接続部、39配線、42,42A,42B平滑コイル、101,201,301絶縁型降圧コンバータ。

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