CN113632362A - 变压器和开关电源装置 - Google Patents

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Abstract

芯(X1)具有包括边(A1)～边(A4)的长方形的环的形状。边(A1)与边(A3)彼此相向，边(A2)与边(A4)彼此相向。绕组(w11)在芯(X1)的边(A2)上缠绕于芯(X1)。绕组(w12)在芯(X1)的边(A4)上缠绕于芯(X1)。绕组(w21)在芯(X1)的边(A2)上缠绕于芯(X1)。绕组(w22)在芯(X1)的边(A4)上缠绕于芯(X1)。绕组(w11、w12)在距芯(X1)的边(A1)等距离的位置处缠绕于芯(X1)。绕组(w21、w22)在距芯(X1)的边(A1)等距离的位置处缠绕于芯(X1)。绕组(w11、w12)相互串联连接或并联连接，绕组(w21、w22)相互串联连接或并联连接。

Description

变压器和开关电源装置
技术领域
本公开涉及一种变压器和开关电源装置。
背景技术
以往，作为开关电源装置的一种，使用将所赋予的直流电压电力变换为期望的直流电压的DC-DC转换器。特别是，在要求安全性的产业用、车载用或者医疗用等的设备中，为了防止漏电和触电，使用通过变压器将DC-DC转换器的输入侧与输出侧绝缘的绝缘型DC-DC转换器。
专利文献1公开了一种开关电源电路，具备：全桥型的开关电路，其通过开关动作来将直流电压转换为具有规定的频率的交流电压；以及变压器，其将通过开关动作而得到的交流电压转换为规定的电压值。在开关电路与变压器之间，设置有由电容器和线圈形成的、与变压器的初级绕组的两端分别串联连接的多个谐振电路。专利文献1的开关电源电路构成LLC谐振方式的绝缘型DC-DC转换器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-040923号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1公开了如下内容：将多个谐振电路分别串联连接于变压器的初级绕组的两端，来使变压器的初级绕组中的电压波形对称，由此使被输入到变压器的初级绕组的共模电压相互抵消。换言之，在专利文献1中，通过使连接于变压器的初级绕组的一端的电路元件的特性与连接于另一端的电路元件的特性对称，来试着降低共模噪声。然而，即使构成为电路元件的特性对称，有时也会因变压器与其它导体部(接地导体和/或壳体等)之间的寄生电容(在本说明书中也称为“接地电容”)等而产生电路的非对称性。有时因这种电路的非对称性而产生共模噪声。因而，寻求一种不易产生因接地电容导致的共模噪声的变压器。
本公开的目的在于提供一种不易产生因接地电容导致的共模噪声的变压器。
用于解决问题的方案
根据本公开的一个方式所涉及的变压器，具备：
芯，其具有包括第一边～第四边的长方形的环的形状，构成为第一边与第三边彼此相向且第二边与第四边彼此相向；
在所述芯的第二边上缠绕于所述芯的第一绕组；
在所述芯的第四边上缠绕于所述芯的第二绕组；
在所述芯的第二边上缠绕于所述芯的第三绕组；以及
在所述芯的第四边上缠绕于所述芯的第四绕组，
所述第一绕组和所述第二绕组在距所述芯的第一边等距离的位置处缠绕于所述芯，
所述第三绕组和所述第四绕组在距所述芯的第一边等距离的位置处缠绕于所述芯，
所述第一绕组与所述第二绕组相互串联连接或并联连接，
所述第三绕组与所述第四绕组相互串联连接或并联连接。
发明的效果
根据本公开的一个方式，能够提供一种不易产生因接地电容导致的共模噪声的变压器。
附图说明
图1是示出具备第一实施方式所涉及的变压器311的开关电源装置的结构的电路图。
图2是示出图1的变压器311的结构的侧视图。
图3是示出图1的变压器311的结构的俯视图。
图4是示出图1的变压器311的绕组w11、w12、w21、w22的配置的图，(a)是示出第一层中的绕组w11、w12的配置的图，(b)是示出第二层中的绕组w11、w12的配置的图，(c)是示出第三层中的绕组w21、w22的配置的图，(d)是示出第四层中的绕组w21、w22的配置的图。
图5是示出图1的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。
图6是示出第一实施方式的第一变形例所涉及的变压器312的结构的侧视图。
图7是示出第一实施方式的第二变形例所涉及的变压器313的结构的侧视图。
图8是示出具备第二实施方式所涉及的变压器321的开关电源装置的结构的电路图。
图9是示出图8的变压器321的结构的侧视图。
图10是示出图8的变压器321的结构的俯视图。
图11是示出图8的变压器321的绕组w11、w12、w21、w22的配置的图，(a)是示出第一层中的绕组w11、w12的配置的图，(b)是示出第二层中的绕组w11、w12的配置的图，(c)是示出第三层中的绕组w21、w22的配置的图，(d)是示出第四层中的绕组w21、w22的配置的图。
图12是示出图8的变压器321的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。
图13是示出图8的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。
图14是示出具备第三实施方式所涉及的变压器331的开关电源装置的结构的电路图。
图15是示出图14的变压器331的结构的侧视图。
图16是示出图14的变压器331的结构的俯视图。
图17是示出图14的变压器331的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。
图18是示出图14的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。
图19是示出具备第四实施方式所涉及的变压器341的开关电源装置的结构的电路图。
图20是示出图19的变压器341的结构的侧视图。
图21是示出图19的变压器341的结构的俯视图。
图22是示出图19的变压器341的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。
图23是示出图19的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。
图24是示出第五实施方式所涉及的变压器351的结构的侧视图。
图25是示出图24的变压器351的结构的俯视图。
图26是示出图24的变压器351的绕组w11、w12、w21、w22的配置的图，(a)是示出第一层中的绕组w11、w12的配置的图，(b)是示出第二层中的绕组w11、w12的配置的图，(c)是示出第三层中的绕组w21、w22的配置的图，(d)是示出第四层中的绕组w21、w22的配置的图。
图27是示出第五实施方式的第一变形例所涉及的变压器352的结构的侧视图。
图28是示出第五实施方式的第二变形例所涉及的变压器353的结构的侧视图。
图29是示出第五实施方式的第三变形例所涉及的变压器354的结构的侧视图。
图30是示出第六实施方式所涉及的变压器361的结构的侧视图。
图31是示出图30的变压器361的结构的俯视图。
图32是示出图30的变压器361的绕组w11、w12、w21、w22的配置的图，(a)是示出第一层中的绕组w11、w12的配置的图，(b)是示出第二层中的绕组w11、w12的配置的图，(c)是示出第三层中的绕组w21、w22的配置的图，(d)是示出第四层中的绕组w21、w22的配置的图。
图33是示出图30的变压器361的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。
图34是示出第七实施方式所涉及的变压器371的结构的侧视图。
图35是示出图34的变压器371的结构的俯视图。
图36是示出图34的变压器371的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。
图37是示出第八实施方式所涉及的变压器381的结构的侧视图。
图38是示出图37的变压器381的结构的俯视图。
图39是示出图37的变压器381的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。
图40是示出第九实施方式所涉及的开关电源装置的结构的框图。
图41是示出第九实施方式的变形例所涉及的开关电源装置的结构的框图。
图42是示出具备比较例所涉及的变压器3的开关电源装置的结构的电路图。
图43是示出图42的变压器3的结构的侧视图。
图44是示出图42的变压器3的结构的俯视图。
图45是示出图42的变压器3的绕组w1、w2的配置的图，(a)是示出第一层中的绕组w1的配置的图，(b)是示出第二层中的绕组w1的配置的图，(c)是示出第三层中的绕组w2的配置的图，(d)是示出第四层中的绕组w2的配置的图。
图46是用于说明图42的变压器3的动作的等效电路图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本公开的实施方式。此外，在以下的各实施方式中，对相同的结构要素标注相同的标记。
[第一实施方式]
[第一实施方式的整体结构]
图1是示出具备第一实施方式所涉及的变压器311的开关电源装置的结构的电路图。图1的开关电源装置包括绝缘型DC-DC转换器10。绝缘型DC-DC转换器10具备全桥型的开关电路1、谐振电路21、22、变压器311、整流电路4、平滑电感器L51以及平滑电容器C51。
开关电路1具备开关元件SW11～SW14、以及与它们分别并联连接的二极管D11～D14及电容器C11～C14。开关元件SW11、SW12串联连接于开关电路1的输入端子I1、I2之间，开关元件SW13、SW14串联连接于开关电路1的输入端子I1、I2之间，且与开关元件SW11、SW12并联连接。开关元件SW11、SW14位于对角的位置，开关元件SW12、SW13位于对角的位置，开关元件SW11～SW14构成全桥型的开关电路。开关电路1将从输入端子I1、I2输入的直流电压转换为具有规定的频率的交流电压，并将其输出到开关元件SW11、SW12之间的节点N1和开关元件SW13、SW14之间的节点N2。
例如在开关元件为MOSFET的情况下，二极管D11～D14和电容器C11～C14也可以分别由开关元件SW11～SW14的内置二极管(体二极管)和结电容(漏源极间电容)构成。
变压器311具有与初级绕组连接的端子P1、P2，并具有与次级绕组连接的端子S1、S2。经由端子P1、P2来向变压器311的初级绕组施加由开关电路1产生的交流电压。另外，在变压器311的次级绕组中产生与绕组比相应地升压或降压后的交流电压，所产生的交流电压从端子S1、S2输出。关于变压器311的详细结构在后面叙述。
在本说明书中，将包括与变压器311的端子P1连接的布线导体等的导体部分也称为“节点N3”，将包括与变压器311的端子P2连接的布线导体等的导体部分也称为“节点N4”。另外，在本说明书中，将包括与变压器311的端子S1连接的布线导体等的导体部分也称为“节点N5”，将包括与变压器311的端子S2连接的布线导体等的导体部分也称为“节点N6”。
在图1的例子中，变压器311的端子P1经由谐振电路21来与开关电路1的节点N1连接，变压器311的端子P2经由谐振电路22来与开关电路1的节点N2连接。谐振电路21是第一谐振电容器C21与第一谐振电感器L21串联连接而成的串联谐振电路。谐振电路22是第二谐振电容器C22与第二谐振电感器L22串联连接而成的串联谐振电路。谐振电路21、22和变压器311的初级绕组的电感构成LLC谐振电路。通过谐振电路21、22与变压器311的初级绕组的电感的谐振，电流的波形成为正弦波形状。
整流电路4与变压器311的端子S1、S2连接，对从端子S1、S2输出的交流电压进行整流。整流电路4例如是二极管桥电路。
平滑电感器L51和平滑电容器C51构成平滑电路，对被整流电路4整流后的电压进行平滑，来在输出端子O1、O2之间产生期望的直流电压。
绝缘型DC-DC转换器10还具备导体部6。导体部6例如是接地导体(例如，电路基板的GND布线)，或者是屏蔽件、金属壳体或散热件。在导体部6与电路的接地导体分开设置的情况下(即，在为金属壳体、屏蔽件或散热件的情况下)，导体部6的电位与电路的接地导体的电位既可以相同也可以不同。变压器311配置在导体部6之上。如后述那样，绝缘型DC-DC转换器10在变压器311的初级绕组与导体部6之间具有寄生电容，在变压器311的次级绕组与导体部6之间具有寄生电容。在本说明书中，将这种寄生电容也称为“接地电容”。
[比较例的结构]
在此，参照图42～图46来说明具备比较例所涉及的变压器的开关电源装置。
图42是示出具备比较例所涉及的变压器3的开关电源装置的结构的电路图。图42的开关电源装置包括绝缘型DC-DC转换器10D。绝缘型DC-DC转换器10D具备全桥型的开关电路1、谐振电路21、22、变压器3、整流电路4、平滑电感器L51以及平滑电容器C51。绝缘型DC-DC转换器10D具备变压器3来取代图1的变压器311。绝缘型DC-DC转换器10D的变压器3以外的结构要素与图1的对应的结构要素同样地构成。
图43是示出图42的变压器3的结构的侧视图。图44是示出图42的变压器3的结构的俯视图。图45是示出图42的变压器3的绕组w1、w2的配置的图。如图43～图45所示，变压器3具备芯X0、初级绕组w1以及次级绕组w2，变压器3配置于导体部6之上。
在图43～图45的例子中，变压器3具有包括缠绕为2层的初级绕组w1和缠绕为2层的次级绕组w2的4层构造。在本说明书中，将图43的最上层(离导体部6最远的绕组的层)称为第一层，将图43的最下层(与导体部6最接近的绕组的层)称为第四层。图45的(a)是示出第一层中的绕组w1的配置的图，图45的(b)是示出第二层中的绕组w1的配置的图，图45的(c)是示出第三层中的绕组w2的配置的图，图45的(d)是示出第四层中的绕组w2的配置的图。初级绕组w1在第一层从端子P1起向内侧缠，并在芯X0的中央部(在图43中为垂直延伸的部分)的附近经由连接部u01来与第二层连接，在第二层从芯X0的中央部的附近起向外侧缠，并与端子P2连接。次级绕组w2也是同样的，在第三层从端子S1起向内侧缠，并在芯X0的中央部的附近经由连接部u02来与第四层连接，在第四层从芯X0的中央部的附近起向外侧缠，并与端子S2连接。
绝缘型DC-DC转换器10D在变压器3的初级绕组的端子P1与导体部6之间具有接地电容Cpa，在变压器3的初级绕组的端子P2与导体部6之间具有接地电容Cpb。另外，绝缘型DC-DC转换器10D在变压器3的次级绕组的端子S1与导体部6之间具有接地电容Csa，在变压器3的次级绕组的端子S2与导体部6之间具有接地电容Csb。接地电容Cpa、Cpb、Csa、Csb分别是存在于变压器3的端子P1、P2、S1、S2与导体部6之间的寄生电容。
绝缘型DC-DC转换器10D具有与专利文献1的开关电源电路实质相同的结构。
在此，将变压器3的初级绕组的端子P1、P2处的各电位的平均值也称为“共模电压”。通过共模电压施加到变压器3的接地电容Cpa、Cpb、Csa、Csb而产生电流，该电流作为共模噪声被传播到导体部6及电路外部。
根据图42的结构，在开关电路1的节点N1、N2与变压器3的初级绕组的端子P1、P2之间对称地连接有谐振电路21、22，因此能够使节点N3、N4处的各电位的波形相对于接地电位对称。由此，能够缩小变压器3的初级绕组的端子P1、P2处的各电位的平均值的变动。特别是，在用于设定谐振电路21、22的谐振频率的电路常数(即，谐振电容器C21、C22的静电电容和谐振电感器L21、L22的电感)相同时，变压器3的初级绕组的端子P1、P2处的各电位的平均值的变动被最小化。并且，只要变压器3的初级绕组的端子P1、P2处的各电位的平均值的变动被最小化，则能够期待经由接地电容Cpa、Cpb、Csa、Csb及导体部6而传播到电路外部的共模噪声最小化。因而，通过如上述那样将开关电源装置的电路对称地构成，能够期待降低共模噪声。
然而，实际上，如上述那样将开关电源装置的电路对称地构成有时作为共模噪声的对策是不足的。这是因为：变压器3的初级绕组的端子P1、P2处的接地电容Cpa、Cpb未必相同，另外，变压器3的次级绕组的端子S1、S2处的接地电容Csa、Csb未必相同(即，非对称)。在变压器3具有图43～图45的结构的情况下，从导体部6到初级绕组w1的端子P1、P2的距离互不相同，因此接地电容Cpa、Cpb互不相同，是非对称的。在图43的例子中，从导体部6到端子P1的距离比从导体部6到端子P2的距离长，因此Cpa<Cpb。同样地，从导体部6到次级绕组w2的端子S1、S2的距离互不相同，因此接地电容Csa、Csb互不相同，是非对称的。在图43的例子中，从导体部6到端子S1的距离比从导体部6到端子S2的距离长，因此Csa<Csb。这样，即使在开关电路1的节点N1、N2与变压器3的初级绕组的端子P1、P2之间对称地连接谐振电路21、22，有时也会因接地电容Cpa、Cpb、Csa、Csb的非对称性而产生共模噪声。
图46是用于说明图42的变压器3的动作的等效电路图。图46提取图42的变压器3、与变压器3的初级侧连接的节点N3、N4、以及与变压器3的次级侧连接的节点N5、N6来示出。参照图46来说明产生共模噪声的机制。
在绝缘型DC-DC转换器10D的变压器3的初级侧产生的共模噪声如以下那样表示。
将节点N3的电位设为V3，将节点N4的电位设为V4。在开关电路1的节点N1、N2与变压器3的初级绕组的端子P1、P2之间对称地连接谐振电路21、22时，能够使电位V3、V4相对于接地电位对称。
V3＝-V4 (式1)
能够视为导体部6接地，因此电位V3、V4通过下式表示。
V3＝Ipa/(j·ω·Cpa) (式2)
V4＝Ipb/(j·ω·Cpb) (式3)
在此，Ipa表示从节点N3经由变压器3的接地电容Cpa流通的电流，Ipb表示从节点N4经由变压器3的接地电容Cpb流通的电流。
另外，当将从接地电容Cpa、Cpb向导体部6流入的电流表示为Ipg时，能够通过基尔霍夫定律来得到下式。
Ipg＝Ipa+Ipb (式4)
当将式2和式3代入式4时，能够得到下式。
Ipg＝j·ω·Cpa·V3+j·ω·Cpb·V4 (式5)
当表示为V3＝Vp时，使用式1并通过下式来表示式5。
Ipg＝j·ω·Cpa·Vp-j·ω·Cpb·Vp (式6)
在此，由于Cpa<Cpb，因此经由接地电容Cpa、Cpb向导体部6流入电流Ipg≠0。电流Ipg为共模噪声，经由导体部6传播到电路外部。
因而，根据式6，通过下式表示降低在绝缘型DC-DC转换器10D的变压器3的初级侧产生的共模噪声的条件、即成为Ipg＝0的条件。
Cpa＝Cpb (式7)
或者
“从节点N3观察到的接地电容”＝“从节点N4观察到的接地电容” (式8)
在绝缘型DC-DC转换器10D的变压器3的次级侧产生的共模噪声如以下那样表示。
将节点N5的电位设为V5，将节点N6的电位设为V6。在变压器3的次级绕组的端子S1、S2上连接包括对称的二极管桥电路的整流电路4时，能够使电位V5、V6相对于接地电位对称。
V5＝-V6 (式9)
当表示为V5＝Vs时，与说明变压器3的初级侧的情况同样地，通过下式来表示从接地电容Csa、Csb向导体部6流入的电流Isg。
Isg＝j·ω·Csa·Vs-j·ω·Csb·Vs (式10)
在此，由于Csa<Csb，因此经由接地电容Csa、Csb向导体部6流入电流Isg≠0。电流Isg为共模噪声，经由导体部6传播到电路外部。
因而，根据式10，通过下式来表示降低在绝缘型DC-DC转换器10D的变压器3的次级侧产生的共模噪声的条件、即成为Isg＝0的条件。
Csa＝Csb (式11)
或者
“从节点N5观察到的接地电容”＝“从节点N6观察到的接地电容” (式12)
在本公开的实施方式中，通过构成为消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性、且消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性，来提供一种不易产生因接地电容导致的共模噪声的变压器和开关电源装置。
[第一实施方式的特征]
本公开的各实施方式所涉及的变压器的特征在于，具备以消除两端处的接地电容的非对称性的方式缠绕于芯的周围的初级绕组、以及以消除两端处的接地电容的非对称性的方式缠绕于芯的周围的次级绕组。
图2是示出图1的变压器311的结构的侧视图。图3是示出图1的变压器311的结构的俯视图。图4是示出图1的变压器311的绕组w11、w12、w21、w22的配置的图。如图2～图4所示，变压器311具备芯X1、初级侧的绕组w11、w12以及次级侧的绕组w21、w22，变压器311配置于导体部6之上。
在本说明书中，将绕组w11也称为“第一绕组”，将绕组w12也称为“第二绕组”，将绕组w21也称为“第三绕组”，将绕组w22也称为“第四绕组”。
芯X1具有包括第一边A1～第四边A4的长方形的环(即，由沿着长方形的各边的4个芯部分形成的环)的形状。芯X1构成为第一边A1与第三边A3彼此相向，第二边A2与第四边A4彼此相向。芯X1的边A1和边A3设置为与导体部6平行。
绕组w11在芯X1的边A2上缠绕于芯X1。绕组w12在芯X1的边A4上缠绕于芯X1。绕组w21在芯X1的边A2上缠绕于芯X1。绕组w22在芯X1的边A4上缠绕于芯X1。绕组w11具有第一端子P1和第二端子P3。绕组w12具有第三端子P2和第四端子P3。绕组w11、w12在端子P3处相互连接。绕组w21具有第五端子S1和第六端子S3。绕组w22具有第七端子S2和第八端子S3。绕组w21、w22在端子S3处相互连接。
在第一实施方式中，绕组w11、w12也可以是单一绕组，在该情况下，将绕组的中点视为端子P3。另外，在第一实施方式中，绕组w21、w22也可以是单一绕组，在该情况下，将绕组的中点视为端子S3。
在第一实施方式中，在变压器311的初级侧，绕组w11、w12相互串联连接，在变压器311的次级侧，绕组w21、w22相互串联连接。
绕组w11、w12以如下方式缠绕于芯X1：在端子P1、P2之间流通电流时由绕组w11、w12沿着芯X1的环产生同向的磁通量。例如，绕组w11、w12以如下方式缠绕于芯X1：在从端子P1向端子P2流通电流时，由绕组w11沿着芯X1的环产生顺时针(参照图2)的磁通量，由绕组w12沿着芯X1的环产生顺时针的磁通量。绕组w21、w22以如下方式缠绕于芯X1：在端子S1、S2之间流通电流时由绕组w21、w22沿着芯X1的环产生同向的磁通量。例如，绕组w21、w22以如下方式缠绕于芯X1：在从端子S1向端子S2流通电流时，由绕组w21沿着芯X1的环产生顺时针(参照图2)的磁通量，由绕组w22沿着芯X1的环产生顺时针的磁通量。
绕组w11、w12在距芯X1的边A1(即距导体部6)等距离的位置处缠绕于芯X1。端子P1、P2设置于距芯X1的边A1等距离的位置。绕组w21、w22在距芯X1的边A1等距离的位置处缠绕于芯X1。端子S1、S2设置于距芯X1的边A1等距离的位置。在此，从芯X1的边A1到各绕组w11、w12、w21、w22的距离例如可以被定义为从芯X1的边A1到各绕组w11、w12、w21、w22的最短距离。
在图2～图4的例子中，变压器311具有包括分别缠绕为2层的绕组w11、w12、以及分别缠绕为2层的绕组w21、w22的4层构造。在本说明书中，将图2的最上层(离导体部6最远的绕组的层)称为第一层，将图2的最下层(与导体部6最接近的绕组的层)称为第四层。图4的(a)是示出第一层中的绕组w11、w12的配置的图，图4的(b)是示出第二层中的绕组w11、w12的配置的图，图4的(c)是示出第三层中的绕组w21、w22的配置的图，图4的(d)是示出第四层中的绕组w21、w22的配置的图。绕组w11在第一层从端子P1起向内侧缠，并在芯X1的边A2的附近经由连接部u1来与第二层连接，在第二层从芯X1的边A2的附近起向外侧缠，并与端子P3连接。绕组w12在第一层从端子P2起向内侧缠，并在芯X1的边A4的附近经由连接部u2来与第二层连接，在第二层从芯X1的边A4的附近起向外侧缠，并与端子P3连接。绕组w21在第三层从端子S1起向内侧缠，并在芯X1的边A2的附近经由连接部u3来与第四层连接，在第四层从芯X1的边A2的附近起向外侧缠，并与端子S3连接。绕组w22在第三层从端子S2起向内侧缠，并在芯X1的边A4的附近经由连接部u4来与第四层连接，在第四层从芯X1的边A4的附近起向外侧缠，并与端子S3连接。
绝缘型DC-DC转换器10在端子P1与导体部6之间具有接地电容Cpa，在端子P2与导体部6之间具有接地电容Cpa。变压器311的初级绕组的端子P1、P2设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。另外，绝缘型DC-DC转换器10在端子S1与导体部6之间具有接地电容Csa，在端子S2与导体部6之间具有接地电容Csa。变压器311的次级绕组的端子S1、S2设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。
通过图1的绝缘型DC-DC转换器10具备这样构成的变压器311，在变压器311的初级侧，下式成立。
“从节点N3观察到的接地电容”＝Cpa
且
“从节点N4观察到的接地电容”＝Cpa
能够使从节点N3观察到的接地电容与从节点N4观察到的接地电容彼此相等，因此式8的条件被满足，成为Ipg＝0，从而能够降低在变压器311的初级侧产生的共模噪声。
同样地，通过图1的绝缘型DC-DC转换器10具备这样构成的变压器311，在变压器311的次级侧，下式成立。
“从节点N5观察到的接地电容”＝Csa
且
“从节点N6观察到的接地电容”＝Csa
能够使从节点N5观察到的接地电容与从节点N6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为Isg＝0，从而能够降低在变压器311的次级侧产生的共模噪声。
图5是示出图1的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。在图5中，实线示出图1的开关电源装置(第一实施方式)所涉及的仿真结果，虚线示出图42的开关电源装置(比较例)所涉及的仿真结果。参照图5的分析结果来说明通过第一实施方式所涉及的开关电源装置降低共模噪声的效果。通过使开关电路1的各开关元件SW11～SW14进行开关动作，在节点N1、N2处产生常模噪声，该常模噪声被转换为共模噪声后传播到导体部6。关于节点N1、N2、N5、N6所涉及的4个端口的S参数，计算了常模噪声被转换为共模噪声后传播到导体部6的量、即混合模式的S参数Scd11。设定了谐振电容器的电容C21＝C22＝20nF，设定了谐振电感器的电感L21＝L22＝0H(短路)。根据图5可知，与图42的开关电源装置(虚线)相比，图1的开关电源装置(实线)的共模噪声被降低了。
如以上说明的那样，根据第一实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图2～图4所示那样缠绕变压器311的初级侧的绕组w11、w12，能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性。另外，通过如图2～图4所示那样缠绕变压器311的次级侧的绕组w21、w22，能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性。由此，能够使得不易产生因变压器311的接地电容导致的共模噪声。
图6是示出第一实施方式的第一变形例所涉及的变压器312的结构的侧视图。图6的变压器312具备由2个芯部分X2a、X2b形成的芯X2来取代图2的芯X1。通过设置芯部分X2a、X2b之间的间隙，能够使得不易产生芯X2中的磁饱和。既可以沿着芯X2的环设置仅1个间隙，也可以设置2个以上的间隙。另外，通过将芯X2分割为2个芯部分X2a、X2b，与使用具有环的形状的一体的芯的情况相比，能够容易地缠绕绕组，能够使变压器的制造简单化。另外，例如，通过在芯部分X2a、X2b之间插入散热板，能够提高变压器312的散热性能。
图7是示出第一实施方式的第二变形例所涉及的变压器313的结构的侧视图。图7的变压器313具备由2个芯部分X3a、X3b形成的芯X3来取代图2的芯X1。通过设置芯部分X3a、X3b之间的间隙，能够使得不易产生芯X3中的磁饱和。既可以沿着芯X3的环设置仅1个间隙，也可以设置2个以上的间隙。另外，通过将芯X3分割为2个芯部分X3a、X3b，与使用具有环的形状的一体的芯的情况相比，能够容易地缠绕绕组，能够使变压器的制造简单化。另外，例如，通过在芯部分X3a、X3b之间插入散热板，能够提高变压器313的散热性能。
[第二实施方式]
图8是示出具备第二实施方式所涉及的变压器321的开关电源装置的结构的电路图。图8的开关电源装置包括绝缘型DC-DC转换器10A。绝缘型DC-DC转换器10A具备全桥型的开关电路1、谐振电路21、22、变压器321、整流电路4、平滑电感器L51以及平滑电容器C51。绝缘型DC-DC转换器10A具备变压器321来取代图1的变压器311。绝缘型DC-DC转换器10A的变压器321以外的结构要素与图1的对应的结构要素同样地构成。
图9是示出图8的变压器321的结构的侧视图。图10是示出图8的变压器321的结构的俯视图。图11是示出图8的变压器321的绕组w11、w12、w21、w22的配置的图。图11的(a)是示出第一层中的绕组w11、w12的配置的图，图11的(b)是示出第二层中的绕组w11、w12的配置的图，图11的(c)是示出第三层中的绕组w21、w22的配置的图，图11的(d)是示出第四层中的绕组w21、w22的配置的图。图12是示出图8的变压器321的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。如图9～图12所示，变压器321具备芯X1、初级侧的绕组w11、w12以及次级侧的绕组w21、w22，变压器321配置于导体部6之上。
图9～图12的芯X1与图2～图4的芯X1、图6的芯X2或者图7的芯X3同样构成。
图9～图12的绕组w11、w12、w21、w22分别在芯X1的各边上缠绕于与图2～图4的对应的绕组w11、w12、w21、w22同样的位置。绕组w11具有第一端子P11和第二端子P22。绕组w12具有第三端子P21和第四端子P12。绕组w21具有第五端子S11和第六端子S22。绕组w22具有第七端子S21和第八端子S12。
参照图12，绕组w11、w12在端子P11、P12处相互连接，且在端子P22、P21处相互连接。端子P11、P12与变压器321的初级侧的端子P1连接，端子P21、P22与变压器321的初级侧的端子P2连接。另外，绕组w21、w22在端子S11、S12处相互连接，且在端子S22、S21处相互连接。端子S11、S12与变压器321的次级侧的端子S1连接，端子S21、S22与变压器321的次级侧的端子S2连接。
在第二实施方式中，在变压器321的初级侧，绕组w11、w12相互并联连接，在变压器321的次级侧，绕组w21、w22相互并联连接。
绕组w11、w12以如下方式缠绕于芯X1：在端子P1、P2之间流通电流时由绕组w11、w12沿着芯X1的环产生同向的磁通量。例如，绕组w11、w12以如下方式缠绕于芯X1：在从端子P11向端子P22流通电流、且从端子P12向端子P21流通电流时，由绕组w11沿着芯X1的环产生顺时针(参照图9)的磁通量，由绕组w12沿着芯X1的环产生顺时针的磁通量。绕组w21、w22以如下方式缠绕于芯X1：在端子S1、S2之间流通电流时由绕组w21、w22沿着芯X1的环产生同向的磁通量。例如，绕组w21、w22以如下方式缠绕于芯X1：在从端子S11向端子S22流通电流、且从端子S12向端子S21流通电流时，由绕组w21沿着芯X1的环产生顺时针的磁通量，由绕组w22沿着芯X1的环产生顺时针的磁通量。
端子P11、P21设置于距芯X1的边A1(即距导体部6)等距离的位置。端子P22、P12设置于距芯X1的边A1等距离的位置。端子S11、S21设置于距芯X1的边A1等距离的位置。端子S22、S12设置于距芯X1的边A1等距离的位置。
绝缘型DC-DC转换器10A在端子P11与导体部6之间具有接地电容Cpa，在端子P21与导体部6之间具有接地电容Cpa。变压器321的初级绕组的端子P11、P21设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。另外，绝缘型DC-DC转换器10A在端子P22与导体部6之间具有接地电容Cpb，在端子P12与导体部6之间具有接地电容Cpb。变压器321的初级绕组的端子P22、P12设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。另外，绝缘型DC-DC转换器10A在端子S11与导体部6之间具有接地电容Csa，在端子S21与导体部6之间具有接地电容Csa。变压器321的次级绕组的端子S11、S21设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。另外，绝缘型DC-DC转换器10A在端子S22与导体部6之间具有接地电容Csb，在端子S12与导体部6之间具有接地电容Csb。变压器321的次级绕组的端子S22、S12设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。
通过图8的绝缘型DC-DC转换器10A具备这样构成的变压器321，在变压器321的初级侧，下式成立。
“从节点N3观察到的接地电容”＝Cpa+Cpb
且
“从节点N4观察到的接地电容”＝Cpa+Cpb
能够使从节点N3观察到的接地电容与从节点N4观察到的接地电容彼此相等，因此式8的条件被满足，成为Ipg＝0，从而能够降低在变压器321的初级侧产生的共模噪声。
同样地，通过图8的绝缘型DC-DC转换器10A具备这样构成的变压器321，在变压器321的次级侧，下式成立。
“从节点N5观察到的接地电容”＝Csa+Csb
且
“从节点N6观察到的接地电容”＝Csa+Csb
能够使从节点N5观察到的接地电容与从节点N6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为Isg＝0，从而能够降低在变压器321的次级侧产生的共模噪声。
图13是示出图8的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。在图13中，实线示出图8的开关电源装置(第二实施方式)所涉及的仿真结果，虚线示出图42的开关电源装置(比较例)所涉及的仿真结果。参照图13的分析结果来说明通过第二实施方式所涉及的开关电源装置降低共模噪声的效果。在图13的仿真中，设定了与图5的情况相同的条件。根据图13可知，与图42的开关电源装置(虚线)相比，图8的开关电源装置(实线)的共模噪声被降低了。
如以上说明的那样，根据第二实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图9～图12所示那样缠绕变压器321的初级侧的绕组w11、w12，能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性。另外，通过如图9～图12所示那样缠绕变压器321的次级侧的绕组w21、w22，能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性。由此，能够使得不易产生因变压器321的接地电容导致的共模噪声。
根据第二实施方式所涉及的开关电源装置，通过在变压器321的初级侧使绕组w11、w12相互并联连接，并在变压器321的次级侧使绕组w21、w22相互并联连接，即使在输出与第一实施方式的情况相比大的电力的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[第三实施方式]
图14是示出具备第三实施方式所涉及的变压器331的开关电源装置的结构的电路图。图14的开关电源装置包括绝缘型DC-DC转换器10B。绝缘型DC-DC转换器10B具备全桥型的开关电路1、谐振电路21、22、变压器331、整流电路4、平滑电感器L51以及平滑电容器C51。绝缘型DC-DC转换器10B具备变压器331来取代图1的变压器311。绝缘型DC-DC转换器10B的变压器331以外的结构要素与图1的对应的结构要素同样地构成。
图15是示出图14的变压器331的结构的侧视图。图16是示出图14的变压器331的结构的俯视图。图17是示出图14的变压器331的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。如图15～图17所示，变压器331具备芯X1、初级侧的绕组w11、w12以及次级侧的绕组w21、w22，变压器331配置于导体部6之上。
图15～图17的芯X1与图2～图4的芯X1、图6的芯X2或者图7的芯X3同样地构成。
图15～图17的变压器331的初级侧的绕组w11、w12与图2～图4的变压器311的初级侧的绕组w11、w12同样地构成。图15～图17的变压器331的次级侧的绕组w21、w22与图9～图12的变压器321的次级侧的绕组w21、w22同样地构成。
在第三实施方式中，在变压器331的初级侧，绕组w11、w12相互串联连接，在变压器331的次级侧，绕组w21、w22相互并联连接。
通过图14的绝缘型DC-DC转换器10B具备这样构成的变压器331，在变压器331的初级侧，下式成立。
“从节点N3观察到的接地电容”＝Cpa
且
“从节点N4观察到的接地电容”＝Cpa
能够使从节点N3观察到的接地电容与从节点N4观察到的接地电容彼此相等，因此式8的条件被满足，成为Ipg＝0，从而能够降低在变压器331的初级侧产生的共模噪声。
同样地，通过图14的绝缘型DC-DC转换器10B具备这样构成的变压器331，在变压器331的次级侧，下式成立。
“从节点N5观察到的接地电容”＝Csa+Csb
且
“从节点N6观察到的接地电容”＝Csa+Csb
能够使从节点N5观察到的接地电容与从节点N6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为Isg＝0，从而能够降低在变压器331的次级侧产生的共模噪声。
图18是示出图14的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。在图18中，实线示出图14的开关电源装置(第三实施方式)所涉及的仿真结果，虚线示出图42的开关电源装置(比较例)所涉及的仿真结果。参照图18的分析结果来说明通过第三实施方式所涉及的开关电源装置降低共模噪声的效果。在图18的仿真中，设定了与图5的情况相同的条件。根据图18可知，与图42的开关电源装置(虚线)相比，图14的开关电源装置(实线)的共模噪声被降低了。
如以上说明的那样，根据第三实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图15～图17所示那样缠绕变压器331的初级侧的绕组w11、w12，能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性。另外，通过如图15～图17所示那样缠绕变压器331的次级侧的绕组w21、w22，能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性。由此，能够使得不易产生因变压器331的接地电容导致的共模噪声。
根据第三实施方式所涉及的开关电源装置，通过使变压器331的次级绕组相互并联连接，即使在变压器331的次级侧流通与初级侧相比大的电流的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[第四实施方式]
图19是示出具备第四实施方式所涉及的变压器341的开关电源装置的结构的电路图。图19的开关电源装置包括绝缘型DC-DC转换器10C。绝缘型DC-DC转换器10C具备全桥型的开关电路1、谐振电路21、22、变压器341、整流电路4、平滑电感器L51以及平滑电容器C51。绝缘型DC-DC转换器10C具备变压器341来取代图1的变压器311。绝缘型DC-DC转换器10C的变压器341以外的结构要素与图1的对应的结构要素同样地构成。
图20是示出图19的变压器341的结构的侧视图。图21是示出图19的变压器341的结构的俯视图。图22是示出图19的变压器341的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。如图20～图22所示，变压器341具备芯X1、初级侧的绕组w11、w12以及次级侧的绕组w21、w22，变压器341配置于导体部6之上。
图20～图22的芯X1与图2～图4的芯X1、图6的芯X2或者图7的芯X3同样地构成。
图20～图22的变压器341的初级侧的绕组w11、w12与图9～图12的变压器321的初级侧的绕组w11、w12同样地构成。图20～图22的变压器341的次级侧的绕组w21、w22与图2～图4的变压器311的次级侧的绕组w21、w22同样地构成。
在第四实施方式中，在变压器341的初级侧，绕组w11、w12相互并联连接，在变压器341的次级侧，绕组w21、w22相互串联连接。
通过图14的绝缘型DC-DC转换器10C具备这样构成的变压器341，在变压器341的初级侧，下式成立。
“从节点N3观察到的接地电容”＝Cpa+Cpb
且
“从节点N4观察到的接地电容”＝Cpa+Cpb
能够使从节点N3观察到的接地电容与从节点N4观察到的接地电容彼此相等，因此式8的条件被满足，成为Ipg＝0，从而能够降低在变压器341的初级侧产生的共模噪声。
同样地，通过图14的绝缘型DC-DC转换器10C具备这样构成的变压器341，在变压器341的次级侧，下式成立。
“从节点N5观察到的接地电容”＝Csa
且
“从节点N6观察到的接地电容”＝Csa
能够使从节点N5观察到的接地电容与从节点N6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为Isg＝0，从而能够降低在变压器341的次级侧产生的共模噪声。
图23是示出图19的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。在图23中，实线示出图19的开关电源装置(第四实施方式)所涉及的仿真结果，虚线示出图42的开关电源装置(比较例)所涉及的仿真结果。参照图23的分析结果来说明通过第四实施方式所涉及的开关电源装置降低共模噪声的效果。在图23的仿真中，设定了与图5的情况相同的条件。根据图23可知，与图42的开关电源装置(虚线)相比，图19的开关电源装置(实线)的共模噪声被降低了。
如以上说明的那样，根据第四实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图20～图22所示那样缠绕变压器341的初级侧的绕组w11、w12，能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性。另外，通过如图20～图22所示那样缠绕变压器341的次级侧的绕组w21、w22，能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性。由此，能够使得不易产生因变压器341的接地电容导致的共模噪声。
根据第四实施方式所涉及的开关电源装置，通过使变压器341的次级绕组相互串联连接，即使在变压器341的次级侧产生与初级侧相比大的电压的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[第五实施方式]
图24是示出第五实施方式所涉及的变压器351的结构的侧视图。图25是示出图24的变压器351的结构的俯视图。图26是示出图24的变压器351的绕组w11、w12、w21、w22的配置的图。图26的(a)是示出第一层中的绕组w11、w12的配置的图，图26的(b)是示出第二层中的绕组w11、w12的配置的图，图26的(c)是示出第三层中的绕组w21、w22的配置的图，图26的(d)是示出第四层中的绕组w21、w22的配置的图。如图24～图26所示，变压器351具备芯X11、初级侧的绕组w11、w12以及次级侧的绕组w21、w22，变压器351配置于导体部6之上。
芯X11与图2的芯X1同样地具有包括第一边A1～第四边A4的长方形的环的形状。芯X11构成为第一边A1与第三边A3彼此相向，第二边A2与第四边A4彼此相向。芯X11还具备将第一边A1与第三边A3磁连接的中央区间A5(在图24中为垂直延伸的部分)。边A2、中央区间A5、边A1中的从边A2到中央区间A5的部分、以及边A3中的从边A2到中央区间A5的部分形成芯X11的第一子环。另外，边A4、中央区间A5、边A1中的从边A4到中央区间A5的部分、以及边A3中的从边A4到中央区间A5的部分形成芯X11的第二子环。芯X11的边A1和边A3设置为与导体部6平行。
绕组w11在芯X11的边A2上缠绕于芯X11。绕组w12在芯X11的边A4上缠绕于芯X11。绕组w21在芯X11的边A2上缠绕于芯X11。绕组w22在芯X11的边A4上缠绕于芯X11。绕组w11具有第一端子P1和第二端子P3。绕组w12具有第三端子P2和第四端子P3。绕组w11、w12在端子P3处相互连接。绕组w21具有第五端子S1和第六端子S3。绕组w22具有第七端子S2和第八端子S3。绕组w21、w22在端子S3处相互连接。
在第五实施方式中，绕组w11、w12也可以是单一绕组，在该情况下，将绕组的中点视为端子P3。另外，在第五实施方式中，绕组w21、w22也可以是单一绕组，在该情况下，将绕组的中点视为端子S3。
在第五实施方式中，在变压器351的初级侧，绕组w11、w12相互串联连接，在变压器351的次级侧，绕组w21、w22相互串联连接。
绕组w11、w12以如下方式缠绕于芯X11：在端子P1、P2之间流通电流从而由绕组w11沿着芯X11的第一子环顺时针(参照图24)地产生磁通量时，由绕组w12沿着芯X11的第二子环逆时针(参照图24)地产生磁通量。绕组w21、w22以如下方式缠绕于芯X11：在端子S1、S2之间流通电流从而由绕组w21沿着芯X11的第一子环顺时针地产生磁通量时，由绕组w22沿着芯X11的第二子环逆时针地产生磁通量。
绕组w11、w12在距芯X11的边A1(即距导体部6)等距离的位置处缠绕于芯X11。端子P1、P2设置于距芯X11的边A1等距离的位置。绕组w21、w22在距芯X11的边A1等距离的位置处缠绕于芯X11。端子S1、S2设置于距芯X11的边A1等距离的位置。
变压器351能够与图1的变压器311等同样地应用于开关电源装置。开关电源装置在端子P1与导体部6之间具有接地电容，在端子P2与导体部6之间具有接地电容。变压器351的初级绕组的端子P1、P2设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。另外，开关电源装置在端子S1与导体部6之间具有接地电容，在端子S2与导体部6之间具有接地电容。变压器351的次级绕组的端子S1、S2设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。
通过开关电源装置具备这样构成的变压器351，在变压器351的初级侧，能够使从节点N3观察到的接地电容与从节点N4观察到的接地电容彼此相等。因而，式8的条件被满足，成为Ipg＝0，从而能够降低在变压器351的初级侧产生的共模噪声。
同样地，通过开关电源装置具备这样构成的变压器351，在变压器351的次级侧，能够使从节点N5观察到的接地电容与从节点N6观察到的接地电容彼此相等。因而，式12的条件被满足，成为Isg＝0，从而能够降低在变压器351的次级侧产生的共模噪声。
如以上说明的那样，根据第五实施方式所涉及的变压器和开关电源装置，通过如图24～图26所示那样缠绕变压器351的初级侧的绕组w11、w12，能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性。另外，通过如图24～图26所示那样缠绕变压器351的次级侧的绕组w21、w22，能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性。由此，能够使得不易产生因变压器351的接地电容导致的共模噪声。
图27是示出第五实施方式的第一变形例所涉及的变压器352的结构的侧视图。图27的变压器352具备由2个芯部分X12a、X12b形成的芯X12，来取代图24的芯X11。通过设置芯部分X12a、X12b之间的间隙，能够使得不易产生芯X12中的磁饱和。既可以沿着芯X12的环设置仅1个间隙，也可以设置2个以上的间隙。另外，通过将芯X12分割为2个芯部分X12a、X12b，与使用具有环的形状的一体的芯的情况相比，能够容易地缠绕绕组，能够使变压器的制造简单化。另外，例如，通过在芯部分X12a、X12b之间插入散热板，能够提高变压器352的散热性能。
图28是示出第五实施方式的第二变形例所涉及的变压器353的结构的侧视图。图28的变压器353具备由2个芯部分X13a、X13b形成的芯X13，来取代图24的芯X11。通过设置芯部分X13a、X13b之间的间隙，能够使得不易产生芯X13中的磁饱和。既可以沿着芯X13的环设置仅1个间隙，也可以设置2个以上的间隙。另外，通过将芯X13分割为2个芯部分X13a、X13b，与使用具有环的形状的一体的芯的情况相比，能够容易地缠绕绕组，能够使变压器的制造简单化。另外，例如，通过在芯部分X13a、X13b之间插入散热板，能够提高变压器353的散热性能。
图29是示出第五实施方式的第三变形例所涉及的变压器354的结构的侧视图。图29的变压器354具备由4个芯部分X14a～X14d形成的芯X14，来取代图24的芯X11。通过设置芯部分X14a～X14d之间的间隙，能够使得不易产生芯X14中的磁饱和。既可以沿着芯X14的环设置仅1个间隙，也可以设置2个以上的间隙。另外，通过将芯X14分割为4个芯部分X14a～X14d，与使用具有环的形状的一体的芯的情况相比，能够容易地缠绕绕组，能够使变压器的制造简单化。另外，例如，通过在芯部分X14a～X14d之间插入散热板，能够提高变压器354的散热性能。
[第六实施方式]
图30是示出第六实施方式所涉及的变压器361的结构的侧视图。图31是示出图30的变压器361的结构的俯视图。图32是示出图30的变压器361的绕组w11、w12、w21、w22的配置的图。图32的(a)是示出第一层中的绕组w11、w12的配置的图，图32的(b)是示出第二层中的绕组w11、w12的配置的图，图32的(c)是示出第三层中的绕组w21、w22的配置的图，图32的(d)是示出第四层中的绕组w21、w22的配置的图。图33是示出图30的变压器361的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。如图30～图33所示，变压器361具备芯X11、初级侧的绕组w11、w12以及次级侧的绕组w21、w22，变压器361配置于导体部6之上。
图30～图33的芯X11与图24～图26的芯X11、图27的芯X12、图28的芯X13或者图29的芯X14同样地构成。
图30～图33的绕组w11、w12、w21、w22分别在芯X11的各边上缠绕于与图24～图26的对应的绕组w11、w12、w21、w22相同的位置。绕组w11具有第一端子P11和第二端子P22。绕组w12具有第三端子P21和第四端子P12。绕组w21具有第五端子S11和第六端子S22。绕组w22具有第七端子S21和第八端子S12。
当参照图33时，绕组w11、w12在端子P11、P12处相互连接，且在端子P22、P21处相互连接。端子P11、P12与变压器361的初级侧的端子P1连接，端子P21、P22与变压器361的初级侧的端子P2连接。另外，绕组w21、w22在端子S11、S12处相互连接，且在端子S22、S21处相互连接。端子S11、S12与变压器361的次级侧的端子S1连接，端子S21、S22与变压器361的次级侧的端子S2连接。
在第六实施方式中，在变压器361的初级侧，绕组w11、w12相互并联连接，在变压器361的次级侧，绕组w21、w22相互并联连接。
绕组w11、w12以如下方式缠绕于芯X1：在端子P1、P2之间流通电流从而由绕组w11沿着芯X1的第一子环顺时针(参照图30)地产生磁通量时，由绕组w12沿着芯X1的第二子环逆时针(参照图30)地产生磁通量。绕组w21、w22以如下方式缠绕于芯X1：在端子S1、S2之间流通电流从而由绕组w21沿着芯X1的第一子环顺时针地产生磁通量时，由绕组w22沿着芯X1的第二子环逆时针地产生磁通量。
端子P11、P21设置于距芯X11的边A1(即距导体部6)等距离的位置。端子P22、P12设置于距芯X11的边A1等距离的位置。端子S11、S21设置于距芯X11的边A1等距离的位置。端子S22、S12设置于距芯X11的边A1等距离的位置。
变压器361能够与图1的变压器311等同样地应用于开关电源装置。开关电源装置在端子P11与导体部6之间具有接地电容，在端子P21与导体部6之间具有接地电容。变压器361的初级绕组的端子P11、P21设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。另外，绝缘型DC-DC转换器在端子P22与导体部6之间具有接地电容，在端子P12与导体部6之间具有接地电容。变压器361的初级绕组的端子P22、P12设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。另外，绝缘型DC-DC转换器在端子S11与导体部6之间具有接地电容，在端子S21与导体部6之间具有接地电容。变压器361的次级绕组的端子S11、S21设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。另外，绝缘型DC-DC转换器在端子S22与导体部6之间具有接地电容，在端子S12与导体部6之间具有接地电容。变压器361的次级绕组的端子S22、S12设置于距导体部6等距离的位置，因此它们的接地电容彼此相等。
通过开关电源装置具备这样构成的变压器361，在变压器361的初级侧，能够使从节点N3观察到的接地电容与从节点N4观察到的接地电容彼此相等。因而，式8的条件被满足，成为Ipg＝0，从而能够降低在变压器361的初级侧产生的共模噪声。
同样地，通过开关电源装置具备这样构成的变压器361，在变压器361的次级侧，能够使从节点N5观察到的接地电容与从节点N6观察到的接地电容彼此相等。因而，式12的条件被满足，成为Isg＝0，从而能够降低在变压器361的次级侧产生的共模噪声。
如以上说明的那样，根据第六实施方式所涉及的变压器和开关电源装置，通过如图30～图33所示那样缠绕变压器361的初级侧的绕组w11、w12，能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性。另外，通过如图30～图33所示那样缠绕变压器361的次级侧的绕组w21、w22，能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性。由此，能够使得不易产生因变压器361的接地电容导致的共模噪声。
根据第六实施方式所涉及的开关电源装置，通过在变压器361的初级侧使绕组w11、w12相互并联连接，并在变压器361的次级侧使绕组w21、w22相互并联连接，即使在输出与第一实施方式的情况相比大的电力的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[第七实施方式]
图34是示出第七实施方式所涉及的变压器371的结构的侧视图。图35是示出图34的变压器371的结构的俯视图。图36是示出图34的变压器371的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。如图34～图36所示，变压器371具备芯X11、初级侧的绕组w11、w12以及次级侧的绕组w21、w22，变压器371配置于导体部6之上。
图34～图36的芯X11与图24～图26的芯X11、图27的芯X12、图28的芯X13或者图29的芯X14同样地构成。
图34～图36的变压器371的初级侧的绕组w11、w12与图24～图26的变压器351的初级侧的绕组w11、w12同样地构成。图34～图36的变压器371的次级侧的绕组w21、w22与图30～图33的变压器361的次级侧的绕组w21、w22同样地构成。
在第七实施方式中，在变压器371的初级侧，绕组w11、w12相互串联连接，在变压器371的次级侧，绕组w21、w22相互并联连接。
通过开关电源装置具备这样构成的变压器371，在变压器371的初级侧，能够使从节点N3观察到的接地电容与从节点N4观察到的接地电容彼此相等。因而，式8的条件被满足，成为Ipg＝0，从而能够降低在变压器371的初级侧产生的共模噪声。
同样地，通过开关电源装置具备这样构成的变压器371，在变压器371的次级侧，能够使从节点N5观察到的接地电容与从节点N6观察到的接地电容彼此相等。因而，式12的条件被满足，成为Isg＝0，从而能够降低在变压器371的次级侧产生的共模噪声。
如以上说明的那样，根据第七实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图34～图36所示那样缠绕变压器371的初级侧的绕组w11、w12，能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性。另外，通过如图34～图36所示那样缠绕变压器371的次级侧的绕组w21、w22，能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性。由此，能够使得不易产生因变压器371的接地电容导致的共模噪声。
根据第七实施方式所涉及的开关电源装置，通过使变压器371的次级绕组相互并联连接，即使在变压器371的次级侧流通与初级侧相比大的电流的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[第八实施方式]
图37是示出第八实施方式所涉及的变压器381的结构的侧视图。图38是示出图37的变压器381的结构的俯视图。图39是示出图37的变压器381的绕组w11、w12、w21、w22的接线的图。如图37～图39所示，变压器381具备芯X11、初级侧的绕组w11、w12以及次级侧的绕组w21、w22，变压器381配置于导体部6之上。
图37～图39的芯X11与图24～图26的芯X11、图27的芯X12、图28的芯X13或者图29的芯X14同样地构成。
图37～图39的变压器381的初级侧的绕组w11、w12与图30～图33的变压器361的初级侧的绕组w11、w12同样地构成。图34～图36的变压器371的次级侧的绕组w21、w22与图24～图26的变压器351的次级侧的绕组w21、w22同样地构成。
在第八实施方式中，在变压器381的初级侧，绕组w11、w12相互并联连接，在变压器381的次级侧，绕组w21、w22相互串联连接。
通过开关电源装置具备这样构成的变压器381，在变压器381的初级侧，能够使从节点N3观察到的接地电容与从节点N4观察到的接地电容彼此相等。因而，式8的条件被满足，成为Ipg＝0，从而能够降低在变压器381的初级侧产生的共模噪声。
同样地，通过开关电源装置具备这样构成的变压器381，在变压器381的次级侧，能够使从节点N5观察到的接地电容与从节点N6观察到的接地电容彼此相等。因而，式12的条件被满足，成为Isg＝0，从而能够降低在变压器381的次级侧产生的共模噪声。
如以上说明的那样，根据第八实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图37～图39所示那样缠绕变压器381的初级侧的绕组w11、w12，能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性。另外，通过如图37～图39所示那样缠绕变压器381的次级侧的绕组w21、w22，能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性。由此，能够使得不易产生因变压器381的接地电容导致的共模噪声。
根据第八实施方式所涉及的开关电源装置，通过使变压器381的次级绕组相互串联连接，即使在变压器381的次级侧产生与初级侧相比大的电压的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[第九实施方式]
图40是示出第九实施方式所涉及的开关电源装置的结构的框图。图40的开关电源装置具备图1的绝缘型DC-DC转换器10、以及噪声滤波器12。噪声滤波器12用于去除开关电源装置的母线中流通的常模噪声。噪声滤波器12例如具备低通滤波器或带通滤波器以去除因开关电路1的动作而产生的噪声。在第一实施方式～第五实施方式所涉及的开关电源装置中，虽然使得不易产生共模噪声，但是不具有降低常模噪声的效果。另一方面，图40的开关电源装置通过具备噪声滤波器12，能够降低共模噪声和常模噪声这两方。
图41是示出第九实施方式的变形例所涉及的开关电源装置的结构的框图。图41的开关电源装置具备图1的绝缘型DC-DC转换器10、噪声滤波器12以及AC-DC转换器14。AC-DC转换器14将商用电源等交流电源13的交流电压转换为直流电压后提供到绝缘型DC-DC转换器10。噪声滤波器12用于去除开关电源装置的母线中流通的常模噪声。图41的开关电源装置通过具备噪声滤波器12，能够降低共模噪声和常模噪声这两方，能够使得共模噪声和常模噪声不易向交流电源13传播。
[其它变形例]
在图2～图4的例子中，示出了从端子P1、P2到导体部6的距离大于从端子P3到导体部6的距离的情况，但是只要能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性即可，端子P1～P3也可以配置于其它位置。例如，也可以是，从端子P3到导体部6的距离大于从端子P1、P2到导体部6的距离。同样地，在图2～图4的例子中，示出了从端子S1、S2到导体部6的距离大于从端子S3到导体部6的距离的情况，但是只要能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性即可，端子S1～S3也可以配置于其它位置。例如，也可以是，从端子S3到导体部6的距离大于从端子S1、S2到导体部6的距离。另外，在图9～图12的例子中，示出了从端子P11、P21到导体部6的距离大于从端子P22、P12到导体部6的距离的情况，但是只要能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性即可，端子P11～P22也可以配置于其它位置。例如，也可以是，从端子P22、P12到导体部6的距离大于从端子P11、P21到导体部6的距离。同样地，在图9～图12的例子中，示出了从端子S11、S21到导体部6的距离大于从端子S22、S12到导体部6的距离的情况，但是只要能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性即可，端子S11～S22也可以配置于其它位置。例如，也可以是，从端子S22、S12到导体部6的距离大于从端子S11、S21到导体部6的距离。同样的方式也适用于除第一实施方式和第二实施方式以外的其它实施方式。
另外，在图2～图4的例子中，示出了从初级侧的绕组w11、w12到导体部6的距离大于从次级侧的绕组w21、w22到导体部6的距离的情况，但是只要能够消除初级绕组的两端及次级绕组的两端处的接地电容的非对称性即可，绕组w11、w12、w21、w22也可以配置于其它位置。例如，也可以是，从次级侧的绕组w21、w22到导体部6的距离大于从初级侧的绕组w11、w12到导体部6的距离。同样的方式也适用于第一实施方式以外的其它实施方式。
另外，绕组w11、w12只要能够消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性即可，也可以向与例示的朝向不同的朝向缠绕。同样地，绕组w21、w22只要能够消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性即可，也可以向与例示的朝向不同的朝向缠绕。
另外，在所说明的实施方式中，以内铁型的变压器为例进行了说明，但是也可以是外铁型的变压器。
另外，在所说明的实施方式中，示出了将初级侧的绕组分割为2个绕组w11、w12的情况，但是初级侧的绕组也可以被分割为更多的绕组。分割后的绕组以消除初级绕组的两端处的接地电容的非对称性的方式相互连接。同样地，在所说明的实施方式中，示出了将次级侧的绕组分割为2个绕组w21、w22的情况，但是次级侧的绕组也可以被分割为更多的绕组。分割后的绕组以消除次级绕组的两端处的接地电容的非对称性的方式相互连接。
另外，在图1等中说明了谐振电路21、22具备谐振电感器L21、L22的情况，但是也可以使用变压器3的漏电感和励磁电感来构成谐振电路21、22。
另外，在图1等中说明了具备谐振电路21、22的LLC谐振方式的DC-DC转换器，但是本公开的实施方式也能够应用于不具备谐振电路21、22的DC-DC转换器。
产业上的可利用性
本公开所涉及的开关电源装置对于以低噪声、小型且低成本来实现产业用、车载用或者医疗用的开关电源装置等中使用的绝缘型DC-DC转换器而言是有用的。
附图标记说明
1：开关电路；311～381：变压器；4：整流电路；6：导体部；8：直流电源；10、10A～10C：绝缘型DC-DC转换器；11：负载电阻；12：噪声滤波器；13：交流电源；14：AC-DC转换器；21、22：谐振电路；C21、C22：谐振电容器；Cpa、Cpb、Csa、Csb：接地电容；C51：平滑电容器；L21、L22：谐振电感器；L51：平滑电感器。

Claims (14)

1.一种变压器，具备：
芯，其具有包括第一边～第四边的长方形的环的形状，构成为第一边与第三边彼此相向且第二边与第四边彼此相向；
在所述芯的第二边上缠绕于所述芯的第一绕组；
在所述芯的第四边上缠绕于所述芯的第二绕组；
在所述芯的第二边上缠绕于所述芯的第三绕组；以及
在所述芯的第四边上缠绕于所述芯的第四绕组，
所述第一绕组和所述第二绕组在距所述芯的第一边等距离的位置处缠绕于所述芯，
所述第三绕组和所述第四绕组在距所述芯的第一边等距离的位置处缠绕于所述芯，
所述第一绕组与所述第二绕组相互串联连接或并联连接，
所述第三绕组与所述第四绕组相互串联连接或并联连接。
2.根据权利要求1所述的变压器，其中，
所述第一绕组具有第一端子和第二端子，
所述第二绕组具有第三端子和第四端子，
所述第三绕组具有第五端子和第六端子，
所述第四绕组具有第七端子和第八端子，
所述第一端子与所述第三端子设置于距所述芯的第一边等距离的位置，
所述第二端子与所述第四端子设置于距所述芯的第一边等距离的位置，
所述第五端子与所述第七端子设置于距所述芯的第一边等距离的位置，
所述第六端子与所述第八端子设置于距所述芯的第一边等距离的位置。
3.根据权利要求2所述的变压器，其中，
所述第一绕组与所述第二绕组在所述第二端子和所述第四端子处相互连接，
所述第一绕组和所述第二绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第一端子与所述第三端子之间流通电流时，由所述第一绕组和所述第二绕组沿着所述芯的环产生同向的磁通量，
所述第三绕组与所述第四绕组在所述第六端子和所述第八端子处相互连接，
所述第三绕组和所述第四绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第五端子与所述第七端子之间流通电流时，由所述第三绕组和所述第四绕组沿着所述芯的环产生同向的磁通量。
4.根据权利要求2所述的变压器，其中，
所述第一绕组与所述第二绕组在所述第二端子和所述第四端子处相互连接，
所述第一绕组和所述第二绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第一端子与所述第三端子之间流通电流时，由所述第一绕组和所述第二绕组沿着所述芯的环产生同向的磁通量，
所述第三绕组与所述第四绕组在所述第五端子和所述第八端子处相互连接，且在所述第六端子和所述第七端子处相互连接，
所述第三绕组和所述第四绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第五端子与所述第六端子之间流通电流时，由所述第三绕组和所述第四绕组沿着所述芯的环产生同向的磁通量。
5.根据权利要求2所述的变压器，其中，
所述第一绕组与所述第二绕组在所述第一端子和所述第四端子处相互连接，且在所述第二端子和所述第三端子处相互连接，
所述第一绕组和所述第二绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第一端子与所述第二端子之间流通电流时，由所述第一绕组和所述第二绕组沿着所述芯的环产生同向的磁通量，
所述第三绕组与所述第四绕组在所述第五端子和所述第八端子处相互连接，且在所述第六端子和所述第七端子处相互连接，
所述第三绕组和所述第四绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第五端子与所述第六端子之间流通电流时，由所述第三绕组和所述第四绕组沿着所述芯的环产生同向的磁通量。
6.根据权利要求1所述的变压器，其中，
所述芯还具备将所述第一边与所述第三边磁连接的中央区间，
所述第二边、所述中央区间、所述第一边中的从所述第二边到所述中央区间的部分、以及所述第三边中的从所述第二边到所述中央区间的部分形成第一子环，
所述第四边、所述中央区间、所述第一边中的从所述第四边到所述中央区间的部分、以及所述第三边中的从所述第四边到所述中央区间的部分形成第二子环。
7.根据权利要求6所述的变压器，其中，
所述第一绕组具有第一端子和第二端子，
所述第二绕组具有第三端子和第四端子，
所述第三绕组具有第五端子和第六端子，
所述第四绕组具有第七端子和第八端子，
所述第一端子与所述第三端子设置于距所述芯的第一边等距离的位置，
所述第二端子与所述第四端子设置于距所述芯的第一边等距离的位置，
所述第五端子与所述第七端子设置于距所述芯的第一边等距离的位置，
所述第六端子与所述第八端子设置于距所述芯的第一边等距离的位置。
8.根据权利要求7所述的变压器，其中，
所述第一绕组与所述第二绕组在所述第二端子和所述第四端子处相互连接，
所述第一绕组和所述第二绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第一端子与所述第三端子之间流通电流从而由所述第一绕组沿着所述芯的第一子环顺时针地产生磁通量时，由所述第二绕组沿着所述芯的第二子环逆时针地产生磁通量，
所述第三绕组与所述第四绕组在所述第六端子和所述第八端子处相互连接，
所述第三绕组和所述第四绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第五端子与所述第七端子之间流通电流从而由所述第三绕组沿着所述芯的第一子环顺时针地产生磁通量时，由所述第四绕组沿着所述芯的第二子环逆时针地产生磁通量。
9.根据权利要求7所述的变压器，其中，
所述第一绕组与所述第二绕组在所述第二端子和所述第四端子处相互连接，
所述第一绕组和所述第二绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第一端子与所述第三端子之间流通电流从而由所述第一绕组沿着所述芯的第一子环顺时针地产生磁通量时，由所述第二绕组沿着所述芯的第二子环逆时针地产生磁通量，
所述第三绕组与所述第四绕组在所述第五端子和所述第八端子处相互连接，且在所述第六端子和所述第七端子处相互连接，
所述第三绕组和所述第四绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第五端子与所述第六端子之间流通电流从而由所述第三绕组沿着所述芯的第一子环顺时针地产生磁通量时，由所述第四绕组沿着所述芯的第二子环逆时针地产生磁通量。
10.根据权利要求7所述的变压器，其中，
所述第一绕组与所述第二绕组在所述第一端子和所述第四端子处相互连接，且在所述第二端子和所述第三端子处相互连接，
所述第一绕组和所述第二绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第一端子与所述第二端子之间流通电流从而由所述第一绕组沿着所述芯的第一子环顺时针地产生磁通量时，由所述第二绕组沿着所述芯的第二子环逆时针地产生磁通量，
所述第三绕组与所述第四绕组在所述第五端子和所述第八端子处相互连接，且在所述第六端子和所述第七端子处相互连接，
所述第三绕组和所述第四绕组以如下方式缠绕于所述芯：在所述第五端子与所述第六端子之间流通电流从而由所述第三绕组沿着所述芯的第一子环顺时针地产生磁通量时，由所述第四绕组沿着所述芯的第二子环逆时针地产生磁通量。
11.一种开关电源装置，具备：
开关电路，其包括构成桥电路的多个开关元件；以及
根据权利要求1～10中的任一项所述的变压器。
12.根据权利要求11所述的开关电源装置，其中，
还具备被设置为与所述第一边或所述第三边平行的导体部。
13.根据权利要求12所述的开关电源装置，其中，
所述导体部包括接地导体、金属壳体、屏蔽件以及散热件中的至少一者。
14.根据权利要求11～13中的任一项所述的开关电源装置，其中，
还具备用于去除常模噪声的噪声滤波器。
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