CN107005166A - 绝缘型降压转换器 - Google Patents

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Abstract

绝缘型降压转换器具备芯、初级侧线圈(21)、第1、第2、第3及第4次级侧线圈(22A～22D)以及第1、第2、第3及第4整流元件(31)。芯包括中间腿和第1及第2外腿。第1、第2、第3及第4整流元件(31)能够整流为仅在第1及第2次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈和第3及第4次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈中交替地流过电流、且使在第1及第2次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈和第3及第4次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈这两个次级侧线圈中同时流过的电流成为相互相反的方向，以使得每当在初级侧线圈中流过的电流的方向变化时抵消通过中间腿内的磁通。提供即使降压变压器的降压比变大也无需使制造成本上升就能够抑制初级侧线圈的发热增加的绝缘型降压转换器。

Description

绝缘型降压转换器
技术领域
本发明涉及绝缘型降压转换器，特别是涉及从直流高电压生成直流恒定电压的绝缘型降压转换器。
背景技术
作为在作为一种开关电源的DC－DC(直流－直流)转换器等中包含的降压变压器，例如在日本特开2004－303857号公报(专利文献1)中，公开了将按照旋涡状卷绕多次的初级侧线圈与卷绕1匝的次级侧线圈重叠而成的结构。另外，例如在日本特开2011－77328号公报(专利文献2)中，公开了以将初级侧线圈从其上下侧夹着的方式配置有按照S字状将1匝的线圈串联地连接两个而成的次级侧线圈的结构。
专利文献1：日本特开2004－303857号公报
专利文献2：日本特开2011－77328号公报
发明内容
在作为一种DC－DC转换器的绝缘型降压转换器中，要求增大降压变压器的高电压的初级侧线圈的电压相对低电压的次级侧线圈的电压的比即降压比。在日本特开2004－303857号公报以及日本特开2011－77328号公报所公开的降压变压器中，为了将其降压比设定得大，需要增加初级侧线圈的匝数。
但是，如果不怎么增大初级侧线圈的整体的尺寸地增加其匝数，则初级侧线圈的绕组的通电剖面面积减少，初级侧线圈的发热增加。作为初级侧线圈，能够通过使用形成于印刷基板的厚度厚的图案或者被树脂密封的厚铜板来抑制发热，但导致成本上升。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种即使降压变压器的降压比变大也不会使制造成本上升而能够抑制初级侧线圈的发热增加的绝缘型降压转换器。
本发明的绝缘型降压转换器具备芯、初级侧线圈、第1、第2、第3及第4次级侧线圈、以及第1、第2、第3及第4整流元件。芯包括中间腿和第1及第2外腿。第1、第2、第3及第4整流元件能够整流为仅在第1及第2次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈和第3及第4次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈中交替地流过电流、且使在第1及第2次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈和第3及第4次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈这两个次级侧线圈中同时流过的电流成为相互相反的方向，以使得每当在初级侧线圈中流过的电流的方向变化时抵消通过中间腿内的磁通。
根据本发明，能够减少初级侧线圈的匝数，所以不会使制造成本上升而能够抑制初级侧线圈的发热增加。
附图说明
图1是示出实施方式1的绝缘型降压转换器的第1例的电路框图。
图2是示出构成实施方式1的降压变压器的芯以及多层印刷基板的配置的分解立体图。
图3是示出沿着图2的III－III线的部分的多层印刷基板的结构的概要剖面图。
图4是示出实施方式1的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第1层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(A)、示出实施方式1的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第2层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(B)、示出实施方式1的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第3层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(C)、以及示出实施方式1的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第4层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(D)。
图5是示出实施方式1的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第1层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(A)、示出实施方式1的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第2层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(B)、示出实施方式1的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第3层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(C)、以及示出实施方式1的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第4层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(D)。
图6是示出对初级侧线圈施加的电压的时间变化的图形(A)、示出对次级侧线圈22A、22D施加的电压的时间变化的图形(B)、以及示出对次级侧线圈22B、22C施加的电压的时间变化的图形(C)。
图7是示出实施方式1的绝缘型降压转换器的第2例的电路框图。
图8是示出实施方式1的第2例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第1层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(A)、示出实施方式1的第2例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第2层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(B)、示出实施方式1的第2例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第3层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(C)、以及示出实施方式1的第2例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第4层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(D)。
图9是示出实施方式1的第2例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第1层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(A)、示出实施方式1的第2例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第2层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(B)、示出实施方式1的第2例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第3层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(C)、以及示出实施方式1的第2例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第4层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(D)。
图10是示出实施方式1的第3例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第1层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(A)、示出实施方式1的第3例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第2层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(B)、示出实施方式1的第3例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第3层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(C)、示出实施方式1的第3例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第4层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(D)。
图11是示出实施方式1的第4例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第1层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(A)、示出实施方式1的第4例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第2层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(B)、示出实施方式1的第4例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第3层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(C)、以及示出实施方式1的第4例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第4层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(D)。
图12是示出装配实施方式1中的沿着图2的XII－XII线的部分并设置于散热器的形态的概要剖面图。
图13是示出构成实施方式2的降压变压器的芯以及多层印刷基板的配置的分解立体图。
图14是示出沿着图13的XIV－XIV线的部分的多层印刷基板的结构的概要剖面图。
图15是示出实施方式2的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第1层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(A)、示出实施方式2的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第2层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(B)、示出实施方式2的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第3层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(C)、以及示出实施方式2的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第4层处的线圈的形态以及该线圈的第1状态的概要俯视图(D)。
图16是示出实施方式2的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第1层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(A)、示出实施方式2的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第2层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(B)、示出实施方式2的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第3层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(C)、以及示出实施方式2的第1例中的图3的多层印刷基板中的金属薄膜的图案的第4层处的线圈的形态以及该线圈的第2状态的概要俯视图(D)。
图17是示出装配实施方式2中的沿着图13的XVII－XVII线的部分并设置于散热器的形态的概要剖面图。
图18是示出实施方式3的绝缘型降压转换器的第1例的电路框图。
图19是示出实施方式3中的耦合平衡状态下的平滑线圈42A中所流过的电流的时间变化的图形、示出实施方式3中的耦合平衡状态下的平滑线圈42B中所流过的电流的时间变化的图形(A)、示出实施方式3中的耦合失衡状态下的平滑线圈42A中所流过的电流的时间变化的图形、以及示出实施方式3中的耦合失衡状态下的平滑线圈42B中所流过的电流的时间变化的图形(B)。
(符号说明)
1：初级侧驱动电路；2：降压变压器；3：整流电路；4：平滑电路；5：控制电路；6：直流电源；7：基准电位；11、11A、11B、11C、11D：开关元件；12、13：连接点；21：初级侧线圈；22、22A、22B、22C、22D：次级侧线圈；22E、22F：连接部；23：E型芯；23A、23B：外腿(outer leg)；23C：中间腿(middle leg)；23D：芯连接部；24：I型芯；25：连接通路；26：多层印刷基板；26A、26B、26C：贯通孔；27：基板主体部；28、28A、28B、28C、28D：图案；29A、29B：金属板；31、31A、31B、31C、31D：整流元件；41：平滑电容器；42：平滑线圈；71：散热器；72：绝缘片；73：螺丝；74：框体；101、102、301：绝缘型降压转换器；S1、S2：磁通。
具体实施方式
以下，根据附图，说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
首先，使用图1来说明构成本实施方式的绝缘型降压转换器的电路。
参照图1，本实施方式的第1例的绝缘型降压转换器101主要具有初级侧驱动电路1、降压变压器2、整流电路3、平滑电路4以及控制电路5。
初级侧驱动电路1具有4个开关元件11A、11B、11C、11D(将它们总称为开关元件11)。降压变压器2具有初级侧线圈21和4个次级侧线圈22A、22B、22C、22D(将它们总称为次级侧线圈22)。整流电路3具有4个整流元件31A、31B、31C、31D(将它们总称为整流元件31)。平滑电路4具有平滑电容器41和平滑线圈42。
在初级侧驱动电路1中，开关元件11如图1那样被连接。具体而言，串联地连接的开关元件11A、11B与串联地连接的开关元件11C、11D并联地连接。在开关元件11A与开关元件11B之间存在连接点12，在开关元件11C与开关元件11D之间存在连接点13。初级侧线圈21连接于连接点12与连接点13之间。
开关元件11连接于控制电路5，所以通过控制电路5进行控制使得开关元件11A～11D交替地接通和断开。具体而言，开关元件11A以及开关元件11D接通的第1状态、和开关元件11B以及开关元件11C接通的第2状态每隔固定的时间间隔就交替地出现。由此，在初级侧驱动电路1中，在第1状态与第2状态的期间，来自直流电源6的电压Vi的输入电压以相互相反的方向(如一方为正的电压、另一方为负的电压那样)施加到初级侧线圈21。
如以上所述，开关元件11通过4个开关元件11A～11D构成所谓的全桥电路。但是，只要能够在上述第1及第2状态的期间对初级侧线圈21交替地施加相互相反的方向的电压，则开关元件11的形态不限于上述图1的形态，例如也可以采用包括两个开关元件的所谓的半桥电路等。
次级侧线圈22A的一对端部中的一个端部连接于绝缘型降压转换器101的次级侧的基准电位7，另一个端部连接于整流元件31A的阳极。同样地，次级侧线圈22B、22C、22D各自的一对端部中的一个端部连接于绝缘型降压转换器101的次级侧的基准电位7，另一个端部连接于整流元件31B、31C、31D各自的阳极。
整流元件31A～31D各自的阴极连接于平滑线圈42，平滑线圈42与平滑电容器41串联地连接，从而构成平滑电路4。
接下来，使用图2～图5，说明构成本实施方式中的降压变压器2的各部件的构造。
参照图2，本实施方式的降压变压器2主要具有E型芯23(芯)、I型芯24以及多层印刷基板26。E型芯23具有图2的外腿23A、23B、中间腿23C以及芯连接部23D。此外，图2是分解立体图，所以只是示出上述各部件的配置，并非是示出这些各部件最终在降压变压器2的内部所装配的形态的图。
外腿23A(第1外腿)向与中间腿23C相同的方向即图2的下方向延伸，与中间腿23C(关于图2的左右方向)相互隔开间隔地配置。外腿23B(第2外腿)在相对中间腿23C而与外腿23A相反的一侧(即图2的中间腿23C的右侧)，与中间腿23C(关于图2的左右方向)相互隔开间隔地配置。即，两个外腿23A、23B被配置成从图2的左右侧夹着中间腿23C。芯连接部23D是以将在图2的上下方向上延伸的外腿23A、23B以及中间腿23C在它们的上侧的端部处相互连接的方式在与外腿23A、23B以及中间腿23C的延伸的方向交叉的方向(图2的左右方向)上延伸的部分。
在图2中，中间腿23C的与其延伸的方向交叉的剖面大于外腿23A、23B的与其延伸的方向交叉的剖面。更具体而言，在图2中外腿23A与外腿23B的该剖面的面积大致相等，且两个外腿23A、23B的该剖面的面积之和与中间腿23C的该剖面的面积大致相等。但是，不限于这样的形态。
通过以上，E型芯23在从图2的正面侧观察时具有犹如“E”的文字那样的形状。
I型芯24具有如芯连接部23D那样在图的左右方向上延伸的长方体状。E型芯23和I型芯24都优选为在从上方观察图2的整体时(在俯视时)相互处于全等的关系的长方形形状(长条形状)。
此外，E型芯23以及I型芯24都优选由一般公知的铁氧体等形成。
多层印刷基板26例如是在俯视时具有矩形形状的平板状的部件。在多层印刷基板26中，以将其从一方(图的上侧)的主表面贯通至另一方(图的下侧)的主表面的方式，例如相互隔开间隔地沿着一条直线而形成有3个贯通孔26A、26B、26C。
以被E型芯23和I型芯24夹着的方式配置的多层印刷基板26被设置成使外腿23A贯通贯通孔26A、使外腿23B贯通贯通孔26B、使中间腿23C贯通贯通孔26C，其外腿以及中间腿23A、23B、23C的末端部(图2的最下部)被固定成载置在I型芯24的长条形状的表面上。由此，以使E型芯23的外腿23A、23B以及中间腿23C的一部分分别贯通贯通孔26A、26B、26C的方式装配降压变压器2。如后所述，装配的降压变压器2通过外腿23A和中间腿23C、以及外腿23B和中间腿23C来形成两个磁路。
此外，此处通过组合E型芯23和I型芯24来形成两个磁路，但不限于此，例如也可以通过组合两个E型芯或者组合两个EER型芯来装配具有两个磁路的降压变压器。
参照图2以及图3，多层印刷基板26例如是将一般公知的树脂等绝缘材料的基板主体部27作为基座、并在其内部将多个例如铜等金属薄膜的图案28形成为布线的基板。本实施方式的多层印刷基板26例如具有图案28A、28B、28C、28D这4层的图案。它们中的最下层的图案28A也可以以与基板主体部27的最下面相接的方式(即，以成为多层印刷基板26整体的最下层的方式)形成，最上层的图案28D也可以以与基板主体部27的最上面相接的方式(即，以成为多层印刷基板26整体的最上层的方式)形成。但是，不限于这样的形态，例如也可以是图案28A、28D(与图案28B、28C同样地)形成于多层印刷基板26的内部。图案28A～28D为如下形态：利用绝缘材料的基板主体部27而在图3的上下方向上相互隔开间隔地配置，例如只要不利用布线用的通路等来连接，相互就不会电连接(不会短路)。
也可以将如图3所示具有4层的图案28A～28D的多层印刷基板26称为4层印刷基板。
参照图4(A)，在俯视多层印刷基板26的4层的图案28A～28D中的作为最下层的第1层时，在这个面中作为与图3的图案28A相同的层而配置有次级侧线圈22A和次级侧线圈22D。即，上述次级侧线圈22A、22D也可以认为是与图案28A相同的层(与图案28A对应的膜)，例如是形成为铜的薄膜的图案的线圈。
次级侧线圈22A(第1次级侧线圈)被配置成包括外腿23A与中间腿23C之间的区域，至少在外腿23A与中间腿23C之间的区域中在俯视时直线状地延伸。即，次级侧线圈22A能够虚拟地(pseudo manner)视为与在外腿23A的周围卷绕1匝的一半(0.5匝)的情况等效。次级侧线圈22A在被外腿23A和中间腿23C夹着的直线状的区域的一个端部侧(图4(A)的左侧)，以与上述直线状地延伸的方向大致正交的方式弯曲，对该弯曲部连接有基准电位7。另外，在次级侧线圈22A的、被外腿23A和中间腿23C夹着的直线状的区域的与上述一个端部侧相反一侧的端部侧(图4(A)的右侧)，连接有整流元件31A(第1整流元件)的阳极。但是，不限于具有这样的弯曲部的形态，例如也可以从基准电位7沿着一条直线而延伸至整流元件31A。
次级侧线圈22D(第3次级侧线圈)被配置成包括外腿23B与中间腿23C之间的区域，至少在外腿23B与中间腿23C之间的区域中在俯视时直线状地(虚拟地在外腿23B的周围为0.5匝)延伸。次级侧线圈22D在被外腿23B和中间腿23C夹着的直线状的区域的一个端部侧(图4(A)的右侧)，以与上述直线状地延伸的方向大致正交的方式弯曲，对该弯曲部连接有基准电位7。另外，在次级侧线圈22D的、被外腿23B和中间腿23C夹着的直线状的区域的与上述一个端部侧相反一侧的端部侧(图4(A)的左侧)，连接有整流元件31D(第3整流元件)的阳极。但是，不限于具有这样的弯曲部的形态，例如也可以从基准电位7沿着一条直线而延伸至整流元件31D。
参照图4(B)，在俯视多层印刷基板26的4层的图案28A～28D中的从最下层起的第2层时，在该面中作为与图3的图案28B相同的层而配置有初级侧线圈21。即，上述初级侧线圈21也可以认为是与图案28B相同的层(与图案28B对应的膜)，例如是形成为铜的薄膜的图案的线圈。
初级侧线圈21被配置成通过外腿23A与中间腿23C之间的区域、外腿23B与中间腿23C之间的区域以及将上述两个区域之间进行连结的区域。更详细而言，初级侧线圈21为如下形态：在中间腿23C的周围如图所示例如旋涡状地卷绕两匝。构成为在旋涡状的初级侧线圈21的第1匝与第2匝之间有间隙，两者不会电短路。初级侧线圈21分别在上述各区域中直线状地延伸，在将各区域之间跨越的地方以大致为直角的方式弯曲。由此，初级侧线圈21以在俯视时呈现矩形形状的方式卷绕中间腿23C的周围。
参照图4(C)，在俯视多层印刷基板26的4层的图案28A～28D中的从最下层起的第3层时，在该面中作为与图3的图案28C相同的层而配置有初级侧线圈21。即，上述初级侧线圈21也可以认为是与图案28C相同的层(与图案28C对应的膜)，例如是形成为铜的薄膜的图案的线圈。
图4(C)的初级侧线圈21与图4(B)的初级侧线圈21大致同样地是在中间腿23C的周围按照旋涡状例如卷绕两匝的形态。图4(B)的两匝的初级侧线圈21和图4(C)的两匝的初级侧线圈21的端部彼此通过在图3的上下方向(多层印刷基板26的厚度方向)上延伸的连接通路25而被电连接，将它们加在一起的结构作为1根初级侧线圈21发挥功能。另外，图4(B)的初级侧线圈21的与和连接通路25连接的一侧的端部相反一侧的端部对应于图1的连接点12，图4(C)的初级侧线圈21的与和连接通路25连接的一侧的端部相反一侧的端部对应于图1的连接点13。通过以上，构成共计4匝的初级侧线圈21。
参照图4(D)，在俯视多层印刷基板26的4层的图案28A～28D中的作为最上层的第4层时，在该面中作为与图3的图案28D相同的层而配置有次级侧线圈22C和次级侧线圈22B。即，上述次级侧线圈22C、22B也可以认为是与图案28D相同的层(与图案28D对应的膜)，例如是形成为铜的薄膜的图案的线圈。
次级侧线圈22C(第2次级侧线圈)被配置成包括外腿23A与中间腿23C之间的区域，至少在外腿23A与中间腿23C之间的区域中在俯视时直线状地(虚拟地在外腿23A的周围为0.5匝)延伸。次级侧线圈22C在被外腿23A和中间腿23C夹着的直线状的区域的一个端部侧(图4(B)的右侧)，以与上述直线状地延伸的方向大致正交的方式弯曲，对该弯曲部连接有基准电位7。另外，在次级侧线圈22C的、被外腿23A和中间腿23C夹着的直线状的区域的与上述一个端部侧相反一侧的端部侧(图4(B)的左侧)，连接有整流元件31C(第2整流元件)的阳极。但是，不限于具有这样的弯曲部的形态，例如也可以是从基准电位7沿着一条直线而延伸至整流元件31C。
次级侧线圈22B(第4次级侧线圈)被配置成包括外腿23B与中间腿23C之间的区域，至少在外腿23B与中间腿23C之间的区域中在俯视时直线状地(虚拟地在外腿23B的周围为0.5匝)延伸。次级侧线圈22B在被外腿23B和中间腿23C夹着的直线状的区域的一个端部侧(图4(B)的左侧)，以与上述直线状地延伸的方向大致正交的方式弯曲，对该弯曲部连接有基准电位7。另外，在次级侧线圈22B的、被外腿23B和中间腿23C夹着的直线状的区域的与上述一个端部侧相反一侧的端部侧(图4(B)的右侧)，连接有整流元件31B(第4整流元件)的阳极。但是，不限于具有这样的弯曲部的形态，例如也可以从基准电位7沿着一条直线而延伸至整流元件31B。
如以上那样，在多层印刷基板26中，以相互层叠的方式形成有初级侧以及次级侧线圈21、22。E型芯23的中间腿23C以被这些初级侧以及次级侧线圈21、22包围的方式贯通多层印刷基板26。
另外，上述次级侧线圈22A～22D的(夹在外腿与中间腿之间的)在俯视时直线状地延伸的部分至少部分地相互重叠。因此，与为了能够在外腿23A、23B与中间腿23C之间的区域中旋涡状地卷绕两匝而宽度变窄的初级侧线圈21相比，仅配置1匝的一半(0.5匝)量的次级侧线圈22A～22D的宽度变宽。
如上所述，在第1状态与第2状态的期间对初级侧线圈21在相互相反的方向上施加电压，所以在第1状态与第2状态的期间在该初级侧线圈21中在相互相反的方向上流过电流。接下来，说明由此引起的次级侧线圈22的电流的流动的变化。
此处，例如如图4(B)以及图4(C)中的箭头所示，考虑如下的第1状态：开关元件11A以及开关元件11D(参照图1)接通，对初级侧线圈21施加来自直流电源6的正的输入电压，从开关元件11的连接点12向连接点13流过电流。此时，在图4(B)中从初级侧线圈21的旋涡的外侧向内侧流过电流，在图4(C)中从初级侧线圈21的旋涡的内侧向外侧流过电流。
由于该电流，在被初级侧线圈21卷绕的中间腿23C内产生在纸面中朝上的磁通S1，在外腿23A、23B中分别根据在与中间腿23C之间形成的两个磁路而环状地形成磁通。因此，在外腿23A、23B中，产生与中间腿23C相反的方向即在纸面中朝下的磁通S2。
再次参照图4(A)、(D)，在次级侧线圈22A、22D中，会以抵消上述图4(B)、(C)的中间腿23C内的磁通S1的方式、即以产生磁通S2的方式产生感应电动势，并流过电流。此外，此时在外腿23A、23B中会产生磁通S1。关于次级侧线圈22B、22C，也会基于与次级侧线圈22A、22D同样的理论而流过电流。此外，在图4(A)、(D)中的芯23A～23C中，示出由于图4(B)、(C)所示的状况而会产生的磁通的朝向。
为此，在次级侧线圈22A、22C中会在图中朝右流过电流，在次级侧线圈22B、22D中会在图中朝左流过电流。但是，由于整流元件31C、31B的整流作用，在次级侧线圈22B、22C中要流过的电流被切断而不会流过，实际上在图4(A)中用箭头示出的电流以通过整流元件31A、31D的方式仅在次级侧线圈22A、22D中流过。具体而言，次级侧线圈22A、22D通过E型芯23以及I型芯24而磁耦合，所以在与在和各自在平面上重叠的初级侧线圈21中流过的电流的方向相反的方向上流过电流。
接下来，如图5(B)以及图5(C)中的箭头所示，考虑如下的第2状态：开关元件11B以及开关元件11C(参照图1)接通，对初级侧线圈21施加来自直流电源6的负的输入电压，从开关元件11的连接点13向连接点12流过电流。此时，在图5(B)中从初级侧线圈21的旋涡的内侧向外侧流过电流，在图5(C)中从初级侧线圈21的旋涡的外侧向内侧流过电流。
由于该电流，与上述相反地在被初级侧线圈21卷绕的中间腿23C内产生磁通S2，在外腿23A、23B中产生磁通S1。
参照图5(A)、(D)，在次级侧线圈22A、22D中，会以抵消在中间腿23C内引起的磁通的变化的方式、即以产生磁通S1的方式产生感应电动势，并流过电流。此外，此时在外腿23A、23B中会产生磁通S2。关于次级侧线圈22B、22C也是同样的。在图5(A)、(D)中的芯23A～23C中，示出会产生的磁通的朝向。
为此，在次级侧线圈22A、22C中会在图中朝左流过电流，在次级侧线圈22B、22D中会在图中朝右流过电流。但是，由于整流元件31A、31D的整流作用，在次级侧线圈22A、22D中要流过的电流被切断而不会流过，实际上在图5(D)中用箭头示出的电流以通过整流元件31B、31C的方式仅在次级侧线圈22B、22C中流过。与上述同样地，在次级侧线圈22B、22C中在与在和各自在平面上重叠的初级侧线圈21中流过的电流的方向相反的方向上流过电流。
接下来，使用图6，说明上述各状态期间的对各线圈施加的电压的变化。
参照图6(A)，首先在图4所示的第1状态时，通过初级侧驱动电路1对初级侧线圈21施加正的电压Vi。此时，如图6(B)所示，流过电流的次级侧线圈22A、22D被施加正的电压。其中，根据降压变压器2内的初级侧线圈21与次级侧线圈22的匝数比，次级侧线圈22的电压低于初级侧线圈21的电压，此处为Vi/8。另外，参照图6(C)，此时次级侧线圈22B、22C被施加相位相对次级侧线圈22A、22D进行了反转(错开180°)的负的电压，此处为－Vi/8。虽然次级侧线圈22B、22C被施加这样的电压，但如上所述通过整流元件31B、31C切断电流。
接下来，在图5所示的第2状态时，如图6(A)所示，初级侧线圈21被施加相位与第1状态相比反转的负的电压－Vi。此时，如图6(B)所示，不流过电流的次级侧线圈22A、22D被施加负的电压－Vi/8，如图6(C)所示，流过电流的次级侧线圈22B、22C被施加正的电压Vi/8。
在上述第1及第2状态中的任意状态下，在次级侧线圈22中产生的(从次级侧线圈22输出的)电压都是与通过整流元件31中的电流的整流而仅向一个方向施加的直流电压同样的形态，而且通过平滑电路4(平滑电容器41以及平滑线圈42)被平滑化。通过以上，被平滑化的直流的电压Vo被施加到平滑电容器41的两端。
接下来，说明本实施方式的变形例。
参照图7、图8以及图9，本实施方式的第2例的绝缘型降压转换器102具有基本上与第1例的绝缘型降压转换器101同样的结构。但是，绝缘型降压转换器102与绝缘型降压转换器101不同的点在于，对次级侧线圈22A～22D各自的一对端部中的与和基准电位7连接的一侧的端部相同的一侧的端部连接有整流元件31A～31D。
具体而言，次级侧线圈22A～22D的一个端部连接于整流元件31A～31D的阴极，另一个端部连接于平滑线圈42。另外，整流元件31A～31D的阳极连接于基准电位7。此外，在图8(A)、(D)中，与图4(A)、(D)不同，次级侧线圈22A～22D在与整流元件31A～31D连接的一侧的端部中未弯曲，但这并不是实施方式的本质上的部分，在图8(A)、(D)中也可以与图4(A)、(D)同样地弯曲。
参照图8，开关元件11A以及开关元件11D(参照图1)接通的第1状态下的动作即芯23的磁通的朝向以及初级侧线圈21及次级侧线圈22的电流的朝向与图4基本上相同。另外，参照图9，开关元件11B以及开关元件11C(参照图1)接通的第1状态下的动作即芯23的磁通的朝向以及初级侧线圈21及次级侧线圈22的电流的朝向与图5基本上相同。
此外，除此以外的本实施方式的第2例的结构与本实施方式的第1例的结构大致相同，所以对相同的要素附加相同的符号，不重复其说明。
接下来，参照图10(A)～(D)，本实施方式的第3例的绝缘型降压转换器具有基本上与第1例同样的结构。但是，此处多层印刷基板26的第1层的图案28A及第2层的图案28B(参照图3)与图4(A)、(B)相同，但第3层的图案28C和第4层的图案28D的结构与图4(C)、(D)相反。即，与图10(C)所示的第3层的图案28C相当的部分是与图4(D)相同的次级侧线圈22C、22B，与图10(D)所示的第4层的图案28D相当的部分是与图4(C)相同的初级侧线圈21。
即，在第1例中，图案28A、28B、28C、28D以分别对应于次级侧线圈22、初级侧线圈21、初级侧线圈21、次级侧线圈22的方式按顺序层叠。但不限于此，也可以如第3例那样，图案28A、28B、28C、28D以分别对应于次级侧线圈22、初级侧线圈21、次级侧线圈22、初级侧线圈21的方式按顺序层叠。
另外，参照图11(A)～(D)，本实施方式的第4例的绝缘型降压转换器具有基本上与第1例同样的结构。但是，此处图案28A、28B、28C、28D以分别对应于次级侧线圈22、次级侧线圈22、初级侧线圈21、初级侧线圈21的方式按顺序层叠。即，与图11(B)所示的第2层的图案28B相当的部分是与图4(D)相同的次级侧线圈22C、22B，与图11(C)所示的第3层的图案28C相当的部分是与图4(B)相同的初级侧线圈21。另外，与图11(D)所示的第4层的图案28D相当的部分是与图4(C)相同的初级侧线圈21。
图10、图11都只是各层的层叠顺序不同，而关于各层的形态，与图4(A)～(D)中的任意形态相同。因此，在第3例、第4例中，上述第1及第2状态的各个状态下的动作都与第1例及第2例相同。
本实施方式的第3例及第4例仅在以上的点中与本实施方式的第1例不同，本实施方式的第3例及第4例的绝缘型降压转换器具有与图1所示的第1例的绝缘型降压转换器101的电路框图同样的电路图。因此，对相同的要素附加相同的符号，不重复其说明。
此外，在本实施方式中，在上述任意的例子中第1次级侧线圈和第3次级侧线圈都配置于相互相同的第1层(相同的平面上)，并且第2次级侧线圈和第4次级侧线圈都配置于与上述第1层不同的相互相同的第2层(相同的平面上)。但不限于此，例如第1次级侧线圈和第4次级侧线圈也可以配置于作为相互相同的层的第1层或第2层。在该情况下，例如次级侧线圈22A成为第1次级侧线圈，次级侧线圈22D成为第4次级侧线圈。
此处，说明以上叙述的本实施方式的绝缘型降压转换器的作用效果。
首先，能够通过初级侧驱动电路1，每隔固定的时间间隔对初级侧线圈21施加相互相反的方向的电压。由此，能够将直流的输入电压变换为交流电压，能够通过降压变压器2中的互感来实现降压。
另外，例如如图4和图5所示，初级侧线圈21和次级侧线圈22被配置成在至少一部分中相互重叠。因此，能够较高地得到如下互感的效果：在次级侧线圈22中会在与初级侧线圈21的电流的方向相反的方向上流过电流，以使得抵消初级侧线圈21的电流所致的磁通的变化。
在本实施方式中，整流元件31对次级侧线圈22的电流进行整流，该次级侧线圈22的电流是以每当在图4以及图5所示的两个状态的期间在初级侧线圈21中流过的电流的方向变化时产生抵消在中间腿23内通过的磁通S1、S2的变化的磁通的方式要流过的电流。即，此处，仅在配置于外腿23A与中间腿23C之间的次级侧线圈22A、22C中的任意次级侧线圈、以及配置于外腿23B与中间腿23C之间的次级侧线圈22B、22D中的任意次级侧线圈中交替地流过电流。
整流元件31如上所述以使交替地流过电流的方式进行整流，从而能够将在初级侧线圈21与次级侧线圈22之间可通过互感得到的交流的电压变换为直流的电压，得到直流的输出。而且，能够利用平滑电路而使直流的输出值进一步稳定。
另外，例如同时流过的次级侧线圈22A与次级侧线圈22D的电流的方向、以及同时流过的次级侧线圈22B与次级侧线圈22C的电流的方向为相互相反的方向。由此，能够使同时流过电流的两个直线状的(与0.5匝等效的)次级侧线圈加在一起而虚拟地等效于1匝的线圈。因此，能够使用1匝的次级侧线圈22来作为降压变压器2发挥降压的功能。
但是，虽然如上所述虚拟地形成1匝的状态，但作为电路整体是0.5匝的次级侧线圈22A～22D排列的状态。因此，在考虑降压变压器2的降压比时，可以认为即使将这些多个次级侧线圈22A～22D加在一起，次级侧线圈22整体也与0.5匝的线圈等效。
此处，作为比较例，叙述通常的降压变压器的结构。通常的降压变压器在初级侧以及次级侧线圈这双方中，为了实现作为变压器的功能，至少卷绕1匝以上。即，在例如使次级侧线圈产生初级侧线圈的1/8的电压的情况下，最小也需要将初级侧线圈卷绕8匝以上，将次级侧线圈卷绕1匝以上。如果降压比变大，则初级侧线圈的匝数进一步增加。在该情况下，特别是为了避免初级侧线圈整体的剖面面积增加，需要减小初级侧线圈的绕组的剖面面积。于是，在初级侧线圈中流过的电流所致的发热量有可能增加，造成绝缘型降压转换器整体的动作发生问题等。
因此，在本实施方式中，采用在外腿23A、23B与中间腿23C之间卷绕0.5匝量的次级侧线圈22。由此，为了实现与上述比较例相同的降压比，能够如图4(B)、(C)所示将初级侧线圈21的卷绕数减少到共计4匝。由此，无需减小初级侧线圈21的绕组的剖面面积而能够实现与比较例相同的降压比，能够抑制初级侧线圈21的发热增加。另外，次级侧线圈的卷绕数少，所以能够缩短次级侧线圈的通电距离。
另外，次级侧线圈22在俯视时直线状地延伸，所以次级侧线圈22中的电流的流动接近直线。因此，例如不会如所卷绕的通常的弯曲多的线圈那样电流集中到线圈的内周附近，而是均匀地流过电流。根据这个观点，也可以说在本实施方式中能够实现发热的降低以及分散。
关于如以上那样能够降低发热的本实施方式，最后使用图12来说明上述降压变压器的散热路径。
参照图12，在沿着图2的XII－XII线的部分中的装配后的降压变压器中，虽然在图中未明示，但在多层印刷基板26中以上述形态形成的次级侧线圈22(22A～22D)各自的一对端部中的一个端部经由布线32而与整流元件31(31A～31D)中的各个整流元件(电)连接。相对于此，次级侧线圈22(22A～22D)各自的一对端部中的与上述一个端部相反的一侧的另一个端部通到散热器71。
具体而言，多层印刷基板26被载置成隔着绝缘片72而与散热器71接触。换言之，被载置成在散热器71之上载置绝缘片72，使多层印刷基板26的表面的一部分相接到该绝缘片72之上。此处，次级侧线圈22通到散热器71是指，不仅包括次级侧线圈22直接连接于散热器71的情况，而且还包括在两者之间经由绝缘片72等其它部件而连接的情况。因此，次级侧线圈22通到散热器71是指，包括次级侧线圈22与散热器71被电连接的情况以及未被电连接的情况这双方。此外，散热器71的剖面形状只是一个例子，不限于此。
散热器71作为本实施方式的绝缘型降压转换器101、102中的次级侧的基准电位7(参照图1、图4)发挥功能。多层印刷基板26的次级侧线圈22优选利用螺丝73而与散热器71固定。能够利用该螺丝73将多层印刷基板26稳定地固定到散热器71，并且能够容易地从次级侧线圈22将热以及电经由螺丝73传递给散热器71。另外，也可以经由多层印刷基板26的最下层的图案28A(参照图3)与散热器71的接触面而传递次级侧线圈22所产生的热。另外，也可以经由多层印刷基板26的最下层的图案28A(参照图3)与散热器71的接触面而电连接次级侧线圈22和散热器71。
综上所述，从多层印刷基板26的次级侧线圈22(图案28A)向散热器71的传热路径(虽然有一部分未图示)共计存在3个。具体而言，是从次级侧线圈22向散热器71直接传热的路径、经由(隔着)将次级侧线圈22进行固定的螺丝73而从次级侧线圈22向散热器71传热的路径、以及从次级侧线圈22经由绝缘片72向散热器71传热的路径。它们中的上述第1个和第2个路径都能够成为从次级侧线圈22向散热器71的电流的路径。
另外，I型芯24、E型芯23的表面的一部分接触到散热器71之上，另外整流元件31(以接触的方式)设置在散热器71之上。由此，芯24、23以及整流元件31的发热也能够容易地传递到散热器71。
此外，散热器71能够通过气冷或者水冷而将自身所承受的热进行散热。
另外，在多层印刷基板26内，需要利用图3所示的绝缘性的基板主体部27使初级侧线圈21和次级侧线圈22以满足比较严格的规格的方式绝缘。但是，被夹在和多层印刷基板26的最下层的图案28A相当的次级侧线圈22与作为次级侧的基准电位7的散热器71之间的绝缘片72并不需要使其绝缘性的规格那么严。因此，能够使绝缘片72的厚度变薄，所以初级侧线圈21以及次级侧线圈22的发热能够通过介有绝缘片72而更加容易地传递到散热器71。
另外，多层印刷基板26的内部的初级侧线圈21存在如下两个路径：通过多层印刷基板26的基板主体部27而向散热器71传热的路径、以及从连接通路25(参照图4(B)、(C))经由绝缘片72而向散热器71传热的路径。因此，能够将来自初级侧线圈21的发热高效地散热。
以上的散热器71也可以与将本实施方式的绝缘型降压转换器101、102的各部件进行内置的在图12中用虚线示出的框体74成为一体。在该情况下，次级侧线圈22(22A～22D)各自的一对端部中的与上述一个端部相反的一侧的另一个端部通到框体74。
(实施方式2)
实施方式2与实施方式1相比，特别是在多层印刷基板26的第1层及第4层的线圈的结构上不同。首先，使用图13～图16，说明构成本实施方式中的降压变压器2的各部件的构造。
参照图13，本实施方式的降压变压器2基本上与实施方式1的降压变压器2同样地，主要具有E型芯23(芯)、I型芯24以及多层印刷基板26。
参照图13以及图14，在本实施方式中，关于形成于4层的多层印刷基板26的线圈之中的第2层的图案28B和第3层的图案28C，形成有与实施方式1同样的金属(铜)的薄膜图案。即，如图15(B)、(C)以及图16(B)、(C)所示，与图4(B)、(C)以及图5(B)、(C)同样地例如作为铜的薄膜的图案而形成有共计4匝的初级侧线圈21。
但是在本实施方式中，作为形成于4层的多层印刷基板26的线圈之中的最下层的第1层以及最上层的第4层，代替形成金属的薄膜图案，而分别配置有例如由铜形成的金属板29A以及金属板29B(将它们总称为金属板29)。在图14中，金属板29A、29B与图3的图案28A、28D同样地形成为分别与基板主体部27的最下面以及最上面相接。此外，也可以代替铜而使用铝等。
参照图14，金属板29A、29B形成为比图案28B、28C厚。另外，金属板29A、29B也可以形成为具有比多层印刷基板26的图13的纵深方向上的宽度长的宽度、即从多层印刷基板26的图13的纵深方向上的两个端部露出。此外，如图14所示，与实施方式1同样地，金属板29A、29B以及图案28B、28C利用绝缘材料的基板主体部27(以相互不会短路的方式)相互隔开间隔地配置。
参照图15(A)，在俯视多层印刷基板26的4层(金属板29A、29B以及图案28B、28C)之中的作为最下层的第1层时，在该面中作为与图14的金属板29相同的层而配置有次级侧线圈22A和次级侧线圈22B。
次级侧线圈22A(第1次级侧线圈)被配置成包括外腿23A与中间腿23C之间的区域，至少在外腿23A与中间腿23C之间的区域中在俯视时直线状地(0.5匝量)延伸。另外，次级侧线圈22B(第3次级侧线圈)被配置成包括外腿23B与中间腿23C之间的区域，至少在外腿23B与中间腿23C之间的区域中在俯视时直线状地(0.5匝量)延伸。
在这些次级侧线圈22A、22B的图15(A)的左侧的端部，以与次级侧线圈22A、22B大致正交的方式形成有连接部22E。即，作为金属板29A，是次级侧线圈22A、22B与连接部22E被连接成一体的形态。在连接部22E的中央部形成有从金属板29A的一个主表面至另一个主表面为止将其沿厚度方向贯通的贯通孔，金属板29A经由该贯通孔而通到基准电位7。另外，在次级侧线圈22A的与连接于连接部22E的端部侧相反一侧的端部侧(图15(A)的右侧)，连接有整流元件31A的阳极。同样地，在次级侧线圈22B的与连接于连接部22E的端部侧相反一侧的端部侧(图15(A)的右侧)，连接有整流元件31B的阳极。
以下同样地，参照图15(D)，在俯视多层印刷基板26的4层之中的作为最上层的第4层时，在该面中作为与图14的金属板29B相同的层而配置有次级侧线圈22C和次级侧线圈22D。
次级侧线圈22C(第2次级侧线圈)被配置成包括外腿23A与中间腿23C之间的区域，至少在外腿23A与中间腿23C之间的区域中在俯视时直线状地(0.5匝量)延伸。另外，次级侧线圈22D(第4次级侧线圈)被配置成包括外腿23B与中间腿23C之间的区域，至少在外腿23B与中间腿23C之间的区域中在俯视时直线状地(0.5匝量)延伸。
在这些次级侧线圈22C、22D的图15(D)的右侧的端部，以与次级侧线圈22C、22D大致正交的方式形成有连接部22F。即，作为金属板29B，是次级侧线圈22C、22D与连接部22F被连接成一体的形态。在连接部22F中形成与连接部22E同样的贯通孔，金属板29B经由该贯通孔而通到基准电位7。另外，对次级侧线圈22C的图15(D)的左侧的端部连接有整流元件31C的阳极，对次级侧线圈22D的图15(D)的左侧的端部连接有整流元件31D的阳极。
具有以上的结构的本实施方式的绝缘型降压转换器中的初级侧线圈21以及次级侧线圈22的电流的流动基于基本上与实施方式1同样的原理，与实施方式1同样地变化。
即，如图15(B)以及图15(C)所示，在(与实施方式1同样的)第1状态下，与图4(B)以及图4(C)同样地在外腿23A、23B以及中间腿23C中产生磁通S1、S2，在初级侧线圈21中流过电流。此时，在次级侧线圈22中会流过电流以抵消图4(B)、(C)内的磁通S1、S2(产生反向的磁通S2、S1)。基于这与整流元件31A～31D的整流作用，在第1状态下在次级侧线圈22A、22D中如图所示流过相互相反朝向的电流。另外，参照图16(A)～(D)，在(与实施方式1同样的)第2状态下，与图5(A)～(D)同样地在芯23中产生磁通，所以基于将其抵消的观点以及整流元件31A～31D的整流作用，在次级侧线圈22B、22C中如图所示流过相互相反朝向的电流。
这样在本实施方式中，能够使在次级侧线圈22中同时流过的电流在不处于相互相同的层(处于不同的层即不同的平面上)的次级侧线圈22A及次级侧线圈22D、和次级侧线圈22B及次级侧线圈22C中流过。在这一点上，本实施方式与在处于相互相同的层(相同的平面上)的次级侧线圈22A及次级侧线圈22D、和次级侧线圈22B及次级侧线圈22C中同时流过电流的实施方式1不同。
这是基于以下的理由。在本实施方式中，作为相互相同的层的次级侧线圈22A以及次级侧线圈22B通过连接部22E被连接而成为一体。同样地，作为相互相同的层的次级侧线圈22C以及次级侧线圈22D通过连接部22F被连接而成为一体。
由此，能够使从连接部22E针对相同的层的次级侧线圈22A以及次级侧线圈22B的整流的朝向相同(图15(A)的右方向)。同样地，能够使从连接部22F针对相同的层的次级侧线圈22A以及次级侧线圈22B的整流的朝向相同(图15(A)的左方向)。基于这个情况以及在实施方式1中叙述的由于磁耦合而在与初级侧线圈21相反的方向上流过电流的效果，会在不处于相互相同的层的两个次级侧线圈中同时流过电流。
这样，次级侧线圈22A～22D中的同时相互并联地流过的多个(两个)电流为相互相反的方向即可，无需是配置于相互相同的层的线圈。只要至少次级侧线圈的多个电流为相互相反的方向且它们具有虚拟地形成1匝的电流而作为变压器进行降压的功能就足够。
此外，在本实施方式中，第1次级侧线圈和第3次级侧线圈配置于相互相同的层(相同的平面上)，并且第2次级侧线圈和第4次级侧线圈配置于相互相同的层(相同的平面上)。但不限于此，例如也可以是第1次级侧线圈和第4次级侧线圈配置于相互相同的层。在该情况下，例如次级侧线圈22A成为第1次级侧线圈，次级侧线圈22B成为第4次级侧线圈。
此外，除此以外的本实施方式的结构与实施方式1的结构大致相同，所以对相同的要素附加相同的符号，不重复其说明。
接下来，说明本实施方式的作用效果。本实施方式除了起到实施方式1的作用效果以外，还能够起到以下的作用效果。
在本实施方式中，次级侧线圈22通过金属板29A、29B形成，所以其厚度比次级侧线圈22被形成为薄膜图案的情况大。因此，关于本实施方式的次级侧线圈22，能够增大其通电剖面面积。因此，即使假设绝缘型降压转换器的输出电流增加而次级侧线圈22的电流变大，在本实施方式中也能够降低次级侧线圈22的发热量。
另外，次级侧线圈22A、22B通过连接部22E而成为一体，从而相比于它们为不同体的情况，能够降低制造成本。关于与连接部22F成为一体的次级侧线圈22C、22D也是同样的。
关于如以上那样能够降低发热的本实施方式，最后使用图17来说明上述降压变压器的散热路径。
参照图17，沿着图13的XVII－XVII线的部分处的装配后的降压变压器基本上与图12的实施方式1中的结构相同，但在以下的点上不同。
在包括初级侧线圈21的多层印刷基板26中，以上述形态形成作为次级侧线圈22的金属板29A、29B。作为次级侧线圈22的金属板29A、29B各自的一对端部中的一个端部(特别是图15(A)、(D)所示的通到基准电位7的贯通孔)优选为利用螺丝73而与作为次级侧的基准电位7(参照图15(A))的散热器71固定。能够利用该螺丝73将金属板29A、29B(包括金属板29A、29B的多层印刷基板26)稳定地固定于散热器71，并且能够将次级侧线圈22所产生的热经由螺丝73而容易地传递到散热器71。另外，还能够经由多层印刷基板26的最下层的金属板29A(参照图14)与散热器71的接触面而将次级侧线圈22所产生的热传递到散热器71。另外，还能够经由该螺丝73而将次级侧线圈22与散热器71相互电连接，并且还能够经由多层印刷基板26的最下层的金属板29A(参照图14)与散热器71的接触面而将次级侧线圈22与散热器71电连接。
另外，金属板29A的表面的一部分经由绝缘片72而通到散热器71。通过该路径也能够将次级侧线圈22(金属板29A)所产生的热容易地传递到散热器71。
综上所述，从多层印刷基板26的次级侧线圈22(金属板29A)向散热器71的传热路径(虽然有一部分未图示)共计存在3个。具体而言，是从次级侧线圈22向散热器71直接传热的路径、经由(隔着)将次级侧线圈22进行固定的螺丝73而从次级侧线圈22向散热器71传热的路径、以及从次级侧线圈22经由绝缘片72而向散热器71传热的路径。它们中的上述第1个和第2个路径都能够成为从次级侧线圈22向散热器71的电流的路径。
此外，从初级侧线圈21向散热器71的传热路径基本上与实施方式1的图12相同，所以此处不重复其说明。另外，其它图17的结构基本上与图12的实施方式1的散热路径相同，所以不重复其说明。
(实施方式3)
实施方式3与实施方式1相比，特别是在平滑线圈的结构上不同。首先，使用图18，说明构成本实施方式的绝缘型降压转换器的电路。
参照图18，本实施方式的绝缘型降压转换器301具有基本上与实施方式1(图1)的绝缘型降压转换器101同样的结构。但是，绝缘型降压转换器301与绝缘型降压转换器101不同的点在于，构成平滑电路4的平滑线圈42被分为平滑线圈42A(第1平滑元件)和平滑线圈42B(第2平滑元件)这两个平滑线圈。
平滑线圈42A连接于次级侧线圈22A(第1和第2次级侧线圈中的任意一方)和次级侧线圈22B(第3和第4次级侧线圈中的任意一方)，能够使在它们中的任意线圈中流过而通过整流电路3的电流流过。另外，平滑线圈42B直接连接于次级侧线圈22C(第1和第2次级侧线圈中的任意另一方)和次级侧线圈22D(第3和第4次级侧线圈中的任意另一方)，能够使在它们中的任意线圈中流过而通过整流电路3的电流流过。
作为具体例，在上述实施方式1中，次级侧线圈22A是第1次级侧线圈，次级侧线圈22C是第2次级侧线圈，次级侧线圈22D是第3次级侧线圈，次级侧线圈22B是第4次级侧线圈。另外，在上述实施方式2中，次级侧线圈22A是第1次级侧线圈，次级侧线圈22C是第2次级侧线圈，次级侧线圈22B是第3次级侧线圈，次级侧线圈22D是第4次级侧线圈。
平滑线圈42A连接于整流元件31A、31B的阴极，流过在次级侧线圈22A、22B中流过的电流。另外，平滑线圈42B连接于整流元件31C、31D的阴极，流过在次级侧线圈22C、22D中流过的电流。
此外，除此以外的本实施方式的结构与实施方式1的结构大致相同，所以对相同的要素附加相同的符号，不重复其说明。
接下来，说明本实施方式的作用效果。
如果假设绝缘型降压转换器的输出电流增加，在平滑线圈42中流过的电流量增加，则需要增大平滑线圈42，由此有可能引起绝缘性降压转换器的生产效率下降以及抗振性下降。
因此，在本实施方式中，平滑线圈42被分割成两个平滑线圈42A、42B。由此，相比于平滑线圈42是1个的情况，能够分散从次级侧线圈22A～22D中的各个次级侧线圈流入到平滑线圈的电流的量，所以能够分散来自平滑线圈42A、42B的发热，来自平滑线圈42A、42B的散热变容易。因此，能够使平滑线圈42A、42B变得更小型。
但是，仅凭将平滑线圈42单纯地分割为两个平滑线圈42A、42B，有可能难以进行精密设计。接下来，在说明各平滑线圈42A、42B中流过的电流的变化的同时，说明本实施方式的进一步的作用效果。
参照图19(A)，各图形的横轴表示经过时间，纵轴表示平滑线圈42A中流过的电流IA(上段)或者平滑线圈42B中流过的电流IB(下段)。此外，关于横轴的经过时间1～9，将电流值IA或者IB呈现极大值或者极小值的时刻表示为无因次数(dimensionless number)的相对值。
图19(A)示出电流IA以及电流IB的值在各时刻下相等的状态、即耦合平衡的状态。此时，例如在相同的时刻下在次级侧线圈22A中流过的电流值IA与在次级侧线圈22D中流过的电流值IB相等，另外在相同的时刻下在次级侧线圈22B中流过的电流值IA与在次级侧线圈22C中流过的电流值IB相等。相对于此，图19(B)示出电流IA以及电流IB的值在各时刻下不相等而在两者之间无秩序地产生大小关系的状态、即耦合失衡的状态。
有时由于降压变压器2中的E型芯23的两个外腿23A、23B各自与中间腿23C的耦合的强弱的差而产生如图19(B)那样的耦合失衡的状态。具体而言，例如E型芯23的外腿23A侧的耦合比外腿23B侧的耦合强，所以有时外腿23A与中间腿23C之间的第1及第2次级侧线圈22A、22C的电压以及电流大于外腿23B与中间腿23C之间的第3及第4次级侧线圈22B、22D的电压以及电流。在该情况下，例如如果第1及第2次级侧线圈22A、22C连接于平滑线圈42A，第3及第4次级侧线圈22B、22D连接于平滑线圈42B，则在平滑线圈42A中流过的电流值大于在平滑线圈42B中流过的电流值，在平滑线圈42A和平滑线圈42B中流过的电流值之间产生失衡。
因此，在本实施方式中，处于外腿23A与中间腿23C之间的第1及第2次级侧线圈22A、22C中的任意一方(例如次级侧线圈22A)、以及处于外腿23B与中间腿23C之间的第3及第4次级侧线圈22B、22D中的任意一方(例如次级侧线圈22B)连接于平滑线圈42A。另外，在本实施方式中，处于外腿23A与中间腿23C之间的第1及第2次级侧线圈22A、22C中的任意另一方(例如次级侧线圈22C)、以及处于外腿23B与中间腿23C之间的第3及第4次级侧线圈22B、22D中的任意另一方(例如次级侧线圈22D)连接于平滑线圈42B。
例如，设为由于上述E型芯23的耦合的强弱的差而产生次级侧线圈22A、22C的电压以及电流比次级侧线圈22B、22D的电压以及电流大的失衡。此时，在平滑线圈42A中流过次级侧线圈22A的比较大的电流和次级侧线圈22B的比较小的电流。另外，此时在平滑线圈42B中流过次级侧线圈22C的比较大的电流和次级侧线圈22D的比较小的电流。
例如如图19(B)所示，在时刻t＝1至t＝3的期间(t＝5至t＝7的期间)，在平滑线圈42A中流过次级侧线圈22A的大的电流，在平滑线圈42B中流过次级侧线圈22D的(比次级侧线圈22A)小的电流。另外，在时刻t＝3至t＝5的期间(t＝7至t＝9的期间)，在平滑线圈42A中流过次级侧线圈22B的小的电流，在平滑线圈42B中流过次级侧线圈22C的(比次级侧线圈22B)大的电流。另外，在时刻t＝1、3、5、7、9(每当经过与相位180°相当的时间时)，在平滑线圈42A和平滑线圈42B中流过的电流变得相等。这样在耦合失衡状态下，还存在在各次级侧线圈中流过的电流的大小关系随时间变化的情况。
在本实施方式中，即使产生上述耦合失衡状态，如果将时刻t＝1～时刻t＝9的全部时间进行平均，则能够减小在平滑线圈42A和平滑线圈42B中流过的电流值的总和的差(使得大致相等)。因此，关于平滑线圈42A、42B，无需进行考虑了电流的失衡的余量设计，能够实现所谓的极限设计。
此外，能够在技术上没有矛盾的范围适当地组合以上叙述的各实施方式(各实施例)所示的结构上的特征。
应理解为本次公开的实施方式在所有点上只是例示而不是限制性的内容。本发明的范围并非是上述说明而是通过权利要求书来示出，旨在包括与权利要求书均等的含义以及范围内的所有变更。

Claims (8)

1.一种绝缘型降压转换器，具备：
芯，包括中间腿、第1外腿以及第2外腿，所述第1外腿以在与所述中间腿相同的方向上延伸的方式与所述中间腿隔开间隔地配置，所述第2外腿在相对所述中间腿而与所述第1外腿相反的一侧与所述中间腿隔开间隔地配置；
初级侧线圈，卷绕于所述中间腿的周围；
第1及第2次级侧线圈，在所述第1外腿与所述中间腿之间，与所述初级侧线圈的至少一部分重叠且相互隔开间隔地配置；
第3及第4次级侧线圈，在所述第2外腿与所述中间腿之间，与所述初级侧线圈的至少一部分重叠且相互隔开间隔地配置；以及
第1、第2、第3及第4整流元件，分别连接于所述第1、第2、第3及第4次级侧线圈，
所述第1、第2、第3及第4整流元件能够整流为仅在第1及第2次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈和第3及第4次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈中交替地流过电流、且使在第1及第2次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈和第3及第4次级侧线圈中的任意一个次级侧线圈这两个次级侧线圈中同时流过的电流成为相互相反的方向，以使得每当在所述初级侧线圈中流过的电流的方向变化时抵消通过所述中间腿内的磁通。
2.根据权利要求1所述的绝缘型降压转换器，其特征在于，
所述第1及第2次级侧线圈中的任意一方和所述第3及第4次级侧线圈中的任意一方同时流过电流且配置于相互不同的层，所述第1及第2次级侧线圈中的任意另一方和所述第3及第4次级侧线圈中的任意另一方同时流过电流且配置于相互不同的层。
3.根据权利要求1或者2所述的绝缘型降压转换器，其特征在于，
所述第1、第2、第3、第4次级侧线圈通过金属板来形成，
所述第1及第3次级侧线圈和所述第2及第4次级侧线圈分别配置于相同的层，
所述第1及第3次级侧线圈和所述第2及第4次级侧线圈分别通过包括所述金属板的连接部而相互连接。
4.根据权利要求1所述的绝缘型降压转换器，其特征在于，
所述第1及第2次级侧线圈中的任意一方和所述第3及第4次级侧线圈中的任意一方同时流过电流且配置于相互相同的第1层，所述第1及第2次级侧线圈中的任意另一方和所述第3及第4次级侧线圈中的任意另一方同时流过电流且配置于与所述第1层不同的相互相同的第2层。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的绝缘型降压转换器，其特征在于，
所述第1、第2、第3及第4次级侧线圈中的各个次级侧线圈在俯视时直线状地延伸。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的绝缘型降压转换器，其特征在于，还具备：
初级侧驱动电路，每隔固定的时间间隔对所述初级侧线圈交替地施加相互相反的方向的电压；以及
平滑电路，将从所述第1、第2、第3及第4次级侧线圈输出的电压进行平滑化。
7.根据权利要求6所述的绝缘型降压转换器，其特征在于，
所述平滑电路包括：
第1平滑元件，使在所述第1及第2次级侧线圈中的任意一方中流过的电流和在所述第3及第4次级侧线圈中的任意一方中流过的电流流过；以及
第2平滑电路，使在所述第1及第2次级侧线圈中的与任意一方不同的另一方中流过的电流和在所述第3及第4次级侧线圈中的与任意一方不同的另一方中流过的电流流过。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的绝缘型降压转换器，其特征在于，
所述第1、第2、第3及第4次级侧线圈各自的一对端部中的一个端部连接于所述第1、第2、第3及第4整流元件的各个整流元件，
所述第1、第2、第3及第4次级侧线圈各自的一对端部中的与所述一个端部相反的一侧的另一个端部通到作为基准电位的散热器或者框体。
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